Чому в транспортних засобах є кілька автобусів CAN?


17

На шині CAN є ряд питань, але жодне (наскільки я можу сказати), що пояснює, чому в транспортному засобі є кілька автобусів CAN. З того, що я розумію, багато різних вузлів можуть бути підключені до однієї шини CAN, тому я не впевнений, для чого вам знадобиться більше одного. Мої єдині думки:

A. Існує досить невелике обмеження, скільки вузлів можна приєднати до однієї шини CAN. Але якщо це так, я думаю, що має бути деякий інтер-CAN-з'єднання, щоб відбуватися арбітраж та перевірка помилок (CAN SPEC 2.0).

- або -

B. Вузли мають пріоритет як первинні, вторинні та третинні системи, і кожен рівень має власну шину CAN, і ці рівні містять лише пристрої, незалежні один від одного з точки зору функціональності. IE гальма, управління двигуном, зовнішні ліхтарі, замки знаходяться на основній шині. Радіо, змінного струму, управління сидінням, знаходяться на вторинній шині тощо.

Якщо хто-небудь міг би пояснити / уточнити, я дуже вдячний. Заздалегідь спасибі.


1
Я, правда, про це мало знаю, але я подумав, що існує лише одна шина, оскільки є лише одне з'єднання - порт OBDII. Як адресовані окремі автобуси? Що робить їх відокремленими?
JPhi1618

@ JPhi1618 Чесно кажучи, я сам цього не знаю, тому я прошу навколо. Я обговорював з безпекою транспортного засобу через автобус CAN після того, як він повернувся з події Hackathon, де його виховували, і ми знайшли кількість людей, що згадують, що у більшості транспортних засобів було кілька автобусів CAN. Я погоджуюсь, що єдиним мені з'єднанням є порт OBDII. Тут є кілька дописів, де люди згадували, що їх багато. ( Mechanics.stackexchange.com/questions/8559/obd2-and-can-bus - am6sigma згадує його у відповіді).
Moeman69

Знайдено цю дискусію, в якій сказано: Щоб запитувати дані, вам потрібно передати руку з CAN Gateway, узгодити налаштування з'єднання, запросити набір даних з певного пристрою CAN і прочитати дані, що повертаються. За допомогою правильних запитів ви можете отримати доступ до даних з будь-якого з 3-х шин з одного з'єднання - таким чином ваш CBT може запитувати об / хв від контролера двигуна, одометра від приладового кластера, положення вікна від контролера передньої правої двері тощо. Так це виглядає як "шлюз" - це ключ.
JPhi1618

@ JPhi1618 Ах, дякую. Я ніколи не бачив цієї сторінки. Так само схоже, що моя думка В була якось правильною, оскільки інструменти з'єднані в кластери з різними шинами. Однак шлюз CAN здається унікальним для автомобілів VW і не обов'язково є стандартом. Я можу лише уявити, що інші транспортні засоби мають подібний пристрій і налаштування, але це суто спекуляція. Я б хотів, щоб я міг приїхати людей, оскільки там, як я згадав, такі люди, які, здається, мають знання кількох автобусів.
Moeman69

Відповіді:


17

Шини CAN в основному окремі

  • керувати заторами
  • зменшити нормативні занепокоєння щодо критично важливих для безпеки систем
  • посилення контролю над тим, хто може отримати доступ до різних автобусів

Прості транспортні засоби матимуть два автобуси CAN, один для двигуна та систем безпеки, а також один для управління кузовом (освітлення, досвід роботи тощо).

Складні транспортні засоби матимуть окрему шину для систем, що впливають на рух транспортних засобів, наприклад, круїз-контроль з радіолокаційною системою, системи паркування, наведення смуги руху тощо, а також додаткові системи для функцій користувача поза простими елементами управління кузовами, наприклад, у системах розваг транспортних засобів.

Хоча автобуси можна ділити, є кілька причин, щоб цього не зробити:

Пробка

Навіть високошвидкісні шини CAN не мають необмеженої низької ширини, і насправді порівняно з сучасними системами зв'язку вони дуже повільні. Однак є багато інформації, яку вони мають перенести, і більшість із них є критично важливими для часу, тому підтримка низького рівня використання дозволяє швидше доставляти повідомлення (менше зіткнень), що означає, що повідомлення в реальному часі надходять вчасно, а не пізно .

Тестування

Критичні щодо безпеки системи часто відокремлюються від інших систем, щоб зменшити тестування. Усі пристрої, приєднані до критично важливих для безпеки шин, повинні мати більш високий рівень роботи, і тому тестування, щоб бути впевненим, вони не спричинить проблем на критичній шині безпеки. З окремою шиною кузова у вас можуть бути трохи нижчі стандарти, оскільки відключення не спричинить проблеми безпеки, тому тестування скорочується.

Замість того, щоб поєднувати все в одному автобусі і переконатися, що все відповідає вищим стандартам, окремі автобуси дозволяють дизайнерам сегментувати автобус і знижувати витрати.

Галузеві норми важкі, особливо через проблеми з дроселями та інші проблеми з приводом за дротом, які промисловість відчувала в минулому. Якщо тримати критичні системи окремо від некритичних систем, з’ясувати, що пішло не так після факту, і вирішити це стає набагато простіше, а також менш ймовірно, оскільки існує менше пристроїв, які можуть заважати правильній роботі системи безпеки.

Контроль

Як тільки модери виявили, що вони можуть змінити управління двигуном та іншими комп'ютерами через єдиний інтерфейс, виробники транспортних засобів працювали над тим, щоб відокремити діагностичний роз'єм та його шину від решти шин автомобіля, і використовували шлюз для передачі лише тих повідомлень, які вони дозволяють користувач та доступ до гаража до. Зазвичай вони мають додаткові функції, що дозволяють власному технічному доступу, і багато хто навіть додають іншу шину до діагностичного роз'єму, але не публікуючи деталей повідомлення, тому вони можуть мати доступ до більш високої швидкості, зберігаючи при цьому сумісність назад із діагностичними правилами викидів.

Однак розділення шин дозволяє їм здійснювати трохи більше контролю над тим, хто має легкий доступ до бортових комп'ютерів, використовуючи роз'єм простої діагностики.

Додаткова складність

Складність, введена додатковими шинами, обробляється контролером шлюзу. У деяких транспортних засобах це кузова-контролер, і часто є інші з'єднання шини, наприклад LIN. Це передає повідомлення між шинами, так що, наприклад, при підключенні діагностичного пристрою, пристрій може отримати доступ до всієї відповідної діагностичної інформації по всьому транспортному засобу.


1
Я погоджуюся з вашими пунктами, але підкреслив би "Безпеку" більше, ніж "Тестування". Критичні контролери безпеки ізолюються від інших шлюзом, який фільтрує та обмежує зв'язок між шинами до визначеного підмножини. Програвач DVD не повинен мати можливість контролювати перерви чи подушки безпеки (після того, як ви викрадете їх добре продуманою USB-палицею) або випадково поставити під загрозу шину CAN, логічно чи електрично. Стратегія така ж, як і для будь-якої локальної мережі з критично важливими серверами, які ви не піддавали б Інтернет. Тестування йде лише настільки далеко; ізоляція - дурень доказ.
Пітер - Відновіть Моніку

@ PeterA.Schneider Я не погоджуюся з вами, але я працював над кузовом модуля для модельного року '09 великих бродових автомобілів, і хоча бажаний результат може бути збільшений або перевірити безпеку, докази були тестовими, і у випадку цього модуля скорочуючи час на тестування. Реальність полягає в тому, що тестування одного складного модуля самостійно може зайняти місяці у всіх його внутрішніх перестановках та тестування одного повного року шини транспортного засобу. Це можна порівняти із ступенем зі значною вартістю, але навіть кілька тижнів неприпустимо. Відокремлення шин дозволяє простіше, швидше протестувати.
Адам Девіс

@ PeterA.Schneider Це дозволяє більш повно перевірити модулі та шини, що підвищує безпеку, але першочерговою метою було скоротити час розробки, зберігаючи певний рівень безпеки - не підвищувати безпеку. У тому, як розроблені модулі та розроблено передавання повідомлення, мало ймовірностей, що повторно прошитий DVD-програвач на шині двигуна може спричинити проблеми. Обладнання, яке з'єднує шину, запобігає атаці DOS на рівні кремнію, а мікроконтролери, які підключаються до цього обладнання, не програмуються за допомогою програмного забезпечення.
Адам Девіс

@ PeterA.Schneider Можливо, це може бути семантика або відмінність без різниці, але якщо виробник вимагав єдиної шини, системи можуть бути сконструйовані з тим самим рівнем безпеки, який існує в окремих шинах. Час розвитку - це єдине, що дійсно постраждало б. На щастя, додаткова вартість окремих автобусів низька, інакше ми б розробляли проект для одного автобуса, якби вартість окремих автобусів була занадто великою.
Адам Девіс

8

Якщо конкретно говорити про МОЖ, відповідь є нічим із зазначеного.

У системі CAN вузли не розмовляють безпосередньо один з одним, натомість система базується на повідомленні. Кожне повідомлення має пріоритет, що ґрунтується на його адресі, і він визначає, хто має спілкуватися. Хто коли-небудь має пріоритетне повідомлення, той передає це повідомлення всім, хто кому-небудь потребує, читає його в.

Існує певне обмеження кількості вузлів, але це обмеження електричне, а не функція фактичної шини.

Причина полягає в тому, що висока швидкість CAN є дуже складною електрично через свою швидкість. (Я можу продовжувати про лінії електропередачі, цілісність сигналу, заглушки та припинення, але це набагато більше, ніж ця відповідь потребує) Це ускладнює конструкцію та модулі, які використовують її, дорожче. Крім того, не все потребує швидкості розбиття шиї CAN. Система шин CAN зазвичай розбита на три автобуси, низька, середня та велика швидкість.

  • Висока швидкість CAN може з'єднувати всі важливі системи. Двигун, ABS, Подушка безпеки, Коробка передач, Кузов. Потім комп'ютер Body служить шлюзом між іншими шинами.
  • CAN середньої швидкості зазвичай використовується для автомобільних функцій, таких як зовнішнє освітлення, блокування живлення, дзеркала енергії тощо.
  • CAN низька швидкість перебирає решту некритичних систем. Сюди можна віднести внутрішнє освітлення, розваги тощо.

Як було сказано раніше, шина CAN використовує адреси повідомлень замість адрес вузлів. Наприклад, швидкість транспортного засобу буде повідомленням. Це повідомлення передається апаратом ABS і має досить високий пріоритет. Двигун, Подушка безпеки, Трансмісія та Кузов зацікавлені у повідомленні та читають його. Після отримання повідомлення Орган повторно передає повідомлення через інші автобуси. Автобуси з низькою швидкістю зазвичай не потребують оновлень настільки часті, як шини з високою швидкістю, тому Тіло оновлює їх лише періодично.

Якщо модулю потрібна інформація, яка зазвичай не передається, то модуль може запитати інформацію. Конструкція шини така, що при запиті даних модуль, який має інформацію, знає лише, що потрібна інформація, а не кому потрібна інформація.

Шлюзом не повинен бути Тіло, це може бути інструментальний кластер або якийсь інший комп'ютер.


Дякую за тверду відповідь. Я досить добре знайомий з повідомленнями CAN та арбітражем повідомлень. Я думаю, питання, яке я справді шукаю, це повідомлення на одному CAN (скажімо, низькій швидкості, не критичному CAN), які бачать вузли, підключені до іншого CAN (як, наприклад, високошвидкісні критичні системи CAN)? Я б міг уявити, що система може працювати прекрасно, якби всі пристрої були підключені до єдиної CAN, оскільки арбітражна система по суті відповідатиме пріоритетом повідомлення. Або навіть якщо різні CAN були з'єднані разом. Це окремо питання необхідності та витрат?
Moeman69

@ Moeman69 Так. В машині може бути понад сотня різних вузлів. Оснащення їх усіма швидкісними МОЖЛИВИМО коштуватиме недорого. Це також призведе до збільшення шини і дасть набагато більше балів відмов у критичній системі.
vini_i

2

Одна з причин, як це добре підсумовано у цьому мультфільмі з 2003 року:

введіть тут опис зображення

("Знайдено новий пристрій: Airbus A310. Почати автоматичну конфігурацію? [Пуск] [Скасувати]")

Про подібні напади справді повідомлялося нещодавно. Наявність критично важливих для безпеки компонентів на окремій шині, до якої можна дістатися лише через добре налаштований шлюз, значно знижує ймовірність виникнення ненавмисних проблем, подібних до вищезгаданих, та робить злому набагато складніше.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.