Der CAN Bus in Automobilien

 

Was ist CAN?

Der CAN (Controller Area Network) Bus wurde 1983 von Bosch entwickelt um das Gewicht der Kabelbäume in Fahrzeugen zu reduzieren. Aufgrund der Robustheit der CAN Technologie hat CAN ausserhalb der Automobilindustrie auch andere Industrien, in denen hohe Datensicherheit gefordert ist, erobert. Ob Automatisierungstechnik, Aufzugsanlagen, Medizintechnik, Flugzeugtechnik, Raumfahrttechnik, Beschallungstechnik, Schienenfahrzeugen oder im Schiffsbau die Anzahl der Anwendungen nimmt stetig zu.

 

 

 

 

Wie funktioniert der CAN Bus?

Mit dem Einsatz des CAN-Bus Systems werden Steuergeräte oder Sensoren miteinander vernetzt und die Kommunikation untereinander auf einer einheitlichen Plattform sichergestellt. Über zwei miteinander verdrillte Datenleitungen werden die Botschaften mit bis zu 1Mbit pro Sekunde zwischen den Komponenten im Fahrzeug ausgetauscht. 

 

CAN_Bus

 

 

Wofür wird der CAN Bus benötigt?

Durch diese Form der Kommunikation ist es möglich, auch komplexe Vorgänge im Fahrzeug zu steuern. Der Einsatz des CAN-Bus hat vor allem wirtschaftliche Gründe:

  • Durch den CAN-Bus lässt sich eine übergreifende Kommunikation im Fahrzeug wirtschaftlich und einfach realisieren, jeder Sensor kann mit jedem Steuergerät sprechen
  • „Upgrades“ und Systemerweiterungen sind sehr einfach zu lösen
  • Die Kommunikation über den CAN-Bus ist dank eines internen Fehlermanagements extrem sicher und wenig krisenanfällig.
  • Geringerer Verkabelungsaufwand
  • Bessere Fehlererkennung, bessere Diagnosemöglichkeiten
  • Nach der Behebung eines Kurzschlusses läuft das System sofort weiter

 

 

Möglichkeiten und Grenzen des CAN Bus

Das Bus-System ermöglicht die Gegenseite Synchronisierung und Kommunikation von bis zu 50 Steuergeräten. Jedes dieser Geräte verfügt über eine einheitliche Schnittstelle, die an den Bus angeschlossen ist. Dabei werden alle Daten über eine gemeinsam genutzte Leitung übertragen somit ist auch eine Geräteübergreifende Kommunikation möglich. Da die Datenübertragungskapazität des CAN-Bus begrenzt ist, existieren 2 Datenleitungen. Im CAN-Bus werden Prioritäten über Wichtigkeit und somit Reihenfolge der Daten gesetzt. Sogenannte „Identifier“ sorgen dafür, dass die Informationen schließlich von den richtigen Geräten verarbeitet werden. Da nicht jedes Kommando im Auto die gleiche Wichtigkeit hat (Motordaten sind z.B. wesentlich wichtiger als die Klimaanlage), werden verschiedene Geschwindigkeiten bei der Datenübertragung genutzt. Der CAN-Bus betreibt also genau genommen kein Multitasking, sondern regelt alles schön der Reihe nach. Bei den neuesten Entwicklungen im Fahrzeugbau (und mit den neuen Anforderungen der Videotechnik) stößt er deshalb auch allmählich an seine Grenzen. Eine neuere Entwicklung, die ein einen höheren simulatenen Datendurchsatz ermöglicht ist der Automotive Ethernet Bus.

 

 

 

 

Wo liegt die Problematik beim CAN Bus?

Da der CAN Bus in Automobilen aus einem ganzen Verbund von Steuergeräten besteht, ist aufgrund dieser Komplexität ein Fehler äußert schwer zu identifizieren. Jedes Steuergerät für sich getestet arbeitet meist fehlerfrei und Spec-konform. DIe Verursacher von irgendwelchem Fehlverhalten sind wohl eher dann schwierig zu lokalisieren, wenn Signale verfälscht werden (i.d.R. schwer reproduzierbar) oder Timingprobleme auftreten. Aus diesem Grund benötigt die Entwicklung meist zusätzliche Testwerkzeuge, um den Fehler schneller zu identifizieren und einzukreisen.

 

Komodo_CAN_DUo
 

CAN Bus Werkzeuge

Zu den hilfreichsten Werkzeugen für das Debuggen von CAN Bussen zählen Protokoll Analysatoren, mit denen die Daten des CAN Bus entschlüsselt und mit Zeitstempel versehen aufgezeichnet werden können.

Der Komodo CAN Duo ist ein leistungsfähiger USB-zu-CAN Adapter und Analysator. Er ist ein "All in One" Werkzeug das die aktive CAN Datenübertragung als auch die verzerrungsfreie CAN Bus Überwachung ermöglicht. Das portable Interface lässt sich leicht in Endanwender Systeme integrieren und ist somit eine flexible und skalierbare Lösung für eine Vielzahl von Anwendungen im Bereich Automobil-, Automation, Haustechnik, Militär oder auch in der Medizinelektronik. Der Komodo Duo kann bis zu 2 unterschiedliche Busse stimulieren oder überwachen.