CAN bus (Controller Area Network) adalah protokol komunikasi serial-waktu nyata yang sangat andal dan digunakan pada kendaraan, otomasi industri, dan bidang lainnya. Ini memungkinkan beberapa mikrokontroler dan perangkat untuk berkomunikasi satu sama lain tanpa komputer host.
Bus CAN awalnya dikembangkan oleh Bosch di Jerman pada awal tahun 1980an untuk-komunikasi dalam kendaraan. Pada tahun 1993, ISO menerbitkan standar bus CAN (ISO 11898), yang mencakup protokol lapisan data link dan protokol lapisan fisik.
ISO 11898-1: Mendefinisikan protokol lapisan data link.
ISO 11898-2: Mendefinisikan protokol lapisan fisik untuk bus CAN-berkecepatan tinggi, mendukung kecepatan transfer data maksimum 1 Mbps. Ini merekomendasikan topologi linier dan cocok untuk aplikasi dengan kebutuhan real-time yang tinggi.
ISO 11898-3: Mendefinisikan protokol lapisan fisik untuk bus CAN berkecepatan rendah, dengan kecepatan transfer data berkisar antara 40 Kbps hingga 125 Kbps. Juga dikenal sebagai CAN-toleransi kesalahan, ini memungkinkan komunikasi berkelanjutan bahkan ketika satu jalur sinyal gagal, sehingga cocok untuk aplikasi dengan persyaratan waktu nyata yang lebih rendah.
Fitur BISA Bus:
Kontrol-Master Multi:Bus CAN mendukung beberapa perangkat master yang hidup berdampingan di jaringan tanpa hierarki master-slave. Perangkat berkomunikasi berdasarkan prioritas pesan.
Sinyal Diferensial:Menggunakan dua kabel (CAN_H dan CAN_L) untuk mengirimkan sinyal diferensial, meningkatkan ketahanan terhadap interferensi elektromagnetik.
Arbitrase yang Tidak Merusak:Selama transmisi pesan, jika terjadi tabrakan, pesan-prioritas lebih tinggi dikirimkan sedangkan pesan-prioritas lebih rendah menunggu transmisi ulang.
Deteksi dan Penanganan Kesalahan:Menampilkan kemampuan deteksi dan penanganan kesalahan yang kuat, termasuk verifikasi checksum CRC dan pemeriksaan kesalahan bit.
Topologi Fleksibel:Mendukung berbagai topologi jaringan seperti konfigurasi linier, bintang, pohon, dan cincin.
Pada bus CAN, perbedaan tegangan yang signifikan antara logika "0" dan "1" memastikan komunikasi yang andal. Mengacu pada uraian di atas, dua level logika pada bus CAN adalah:
Dominan: 0
resesif: 1
Level sinyal pada bus CAN menunjukkan garis-dan karakteristiknya. Garis-dan perilaku ini membentuk dasar sirkuit untuk arbitrase bus CAN: level dominan (0) selalu menutupi level resesif (1). Jika node yang berbeda secara bersamaan mengirimkan level dominan dan resesif, bus akan menampilkan level dominan (0). Hanya ketika semua node mengirimkan level resesif (1) barulah bus menunjukkan keadaan resesif.
Tingkat Dominan:Logika 0. Dalam CAN-Kecepatan Tinggi, pin CAN_H digerakkan ke 5V, sedangkan pin CAN_L digerakkan ke 0V.
Tingkat Penurut:Logika 1. Tidak ada pin yang digerakkan.
Bus CAN-kecepatan tinggi dan CAN-kecepatan rendah berbeda dalam definisi tingkat sinyal lapisan fisiknya:
CAN-kecepatan tinggi mendefinisikan logika "1" ketika tegangan CANH dan CANL sama (CANH=CANL=2.5V), dan logika "0" ketika perbedaan tegangan antara CANH dan CANL adalah 2V (CANH=3.5V, CANL=1.5V).
Dalam rentang tegangan mode-umum (-12V hingga 12V), transceiver CAN berkecepatan tinggi menafsirkan perbedaan tegangan lebih besar dari 0,9V antara CANH dan CANL sebagai keadaan dominan, dan perbedaan kurang dari 0,5V sebagai keadaan resesif. Sirkuit histeresis internal mengurangi interferensi.
CAN-kecepatan rendah mendefinisikan logika "1" ketika perbedaan tegangan antara CANH dan CANL adalah 5V (CANH=0V, CANL=5V), dan logika "0" ketika perbedaan tegangan adalah 2,2V (CANH=3.6V, CANL=1.4V).
Tingkat Sinyal CAN-Kecepatan Tinggi (ISO 11898-2)
Tingkat Sinyal CAN-Kecepatan Rendah (ISO 11898-3)
Mekanisme Penanganan Error CAN:
Kesalahan CRC:Mendeteksi kesalahan dengan menghitung dan memverifikasi nilai CRC data.
Kesalahan Sedikit:Mendeteksi kesalahan bit secara-waktu nyata selama transmisi.
Bingkai Kesalahan:Mengirim bingkai kesalahan untuk meminta transmisi ulang ketika kesalahan terdeteksi.
Ringkasan
Bus CAN telah diadopsi secara luas di berbagai bidang karena keandalannya yang tinggi, kinerja{0}waktu nyata, dan fleksibilitasnya. Seiring kemajuan teknologi, bus CAN terus berkembang-misalnya, standar CAN FD (Flexible Data-Rate) yang dirilis oleh BOSCH semakin meningkatkan kecepatan transmisi data untuk memenuhi tuntutan aplikasi yang memerlukan bandwidth lebih tinggi.