CAN Controller Area Network: Grundlagen, Design, Anwendungen, Testtechnik
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| Format: | Book |
|---|---|
| Language: | German |
| Published: |
Berlin [u.a.]
VDE-Verl.
2011
|
| Edition: | 5., neu bearb. Aufl. |
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| Online Access: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Literaturverz. S. [447] - 454 |
| Physical Description: | XIII, 484 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783800733323 3800733323 |
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
2 FELDBUS-GRUNDLAGEN 3
2.1 GRUNDLEGENDE BEGRIFFE 3
2.1.1 OSI-SCHICHTENMODELL 3
2.1.2 KLASSIFIZIERUNG VON AUTOBUSPROTOKOLLEN 5
2.1.3 VERKABELUNGSTECHNIK 6
2.1.4 UEBERTRAGUNGSMEDIEN 7
2.1.5 TOPOLOGIEN 9
2.1.6 MEDIENZUGRIFFSSTEUERUNG 9
2.1.7 FEHLERERKENNUNG 11
2.1.8 ECHTZEITFAEHIGKEIT 12
2.2 KRITERIEN FUER DIE AUSWAHL VON FELDBUSPROTOKOLLEN 13
2.3 DIE ENTWICKLUNG VON CAN 14
2.3.1 STANDARDISIERUNGEN VON CAN 16
3 GRUNDLAGEN DER CAN-ARCHITEKTUR 17
3.1 CAN-SPEZIFIKATIONEN 18
3.1.1 CAN-TELEGRAMME 18
3.1.2 BIT-CODIERUNG 22
3.1.3 ARBITRIERUNG 22
3.1.4 AUSNAHMEBEHANDLUNG 24
3.1.5 ZEITVERHALTEN 30
3.1.6 BIT-TIMING UND SYNCHRONISATION 32
3.1.7 EIGENSCHAFTEN VON CAN-CONTROLLERN 38
3.2 TIME-TRIGGERED CAN - TTCAN
DIE ZEITGESTEUERTE VERSION DES CAN-PROTOKOLLS 40
3.2.1 MOTIVATION DER WEITERENTWICKLUNG VON CAN ZU TTCAN 40
3.2.2 RAHMENBEDINGUNGEN 41
3.2.3 PRINZIPIEN DER ZEITSTEUERUNG 41
3.2.4 KOMMUNIKATIONSSTRUKTUR 42
3.2.5 KOMMUNIKATIONSABLAUF 44
3.2.6 SYNCHRONISATION, LOKALE UND GLOBALE ZEIT 44
3.2.7 REDUNDANZ DER ZEITGEBER 46
3.2.8 EREIGNISSYNCHRONISIERTER ZYKLUS 46
3.2.9 DRIFTKORREKTUR 47
3.2.10 ERWEITERTE FEHLERERKENNUNG UND-BEHANDLUNG 48
3.2.11 ZUSAMMENFASSUNG 48
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/1011956446
DIGITALISIERT DURCH
VIII INHALTSVERZEICHNIS
4 DIE PHYSIKALISCHE SCHICHT 49
4.1 DER TRANSCEIVER 49
4.1.1 TRANSCEIVER-MODI 50
4.2 DIE CAN-DROSSEL 52
4.3 NETZWERKKONZEPTE 52
4.3.1 DER FEHLERTOLERANTE LOW-SPEED PHYSICAL LAYER 53
4.3.2 DER HIGH-SPEED PHYSICAL LAYER 55
4.4 TERMINIERUNGSKONZEPTE 58
4.4.1 STANDARD-TERMINIERUNG 58
4.4.2 TERMINIERUNG MIT MITTELABGRIFF 58
4.4.3 TERMINIERUNG MIT SPLIT-PIN 58
4.4.4 TERMINIERUNGSWIDERSTAENDE AN ALLEN KNOTEN 59
4.5 NETZWERKTOPOLOGIEN 59
4.5.1 EINZELSTERN 60
4.5.2 DOPPELSTERN 60
4.5.3 LINEARER BUS 61
4.5.4 HYBRIDE TOPOLOGIEN 61
4.5.5 LAUFZEITEN IM NETZWERK 62
4.6 TOPOLOGIEEINFIUESSE 62
4.6.1 ARCHITEKTUR DES CAN-NETZWERKS 63
4.6.2 ARCHITEKTUR VON CAN-KNOTEN 67
4.6.3 WECHSELWIRKUNGEN DER KOMPONENTEN UND ANALYTISCHE BETRACHTUNG
DER SIGNALQUALITAET 75
4.7 SIMULATIONSBASIERTER ENTWURF VON FAHRZEUGVERNETZUNGSTOPOLOGIEN 82
4.7.1 ENTWICKLUNG AUTOMOTIVER VERNETZUNGSTOPOLOGIEN 82
4.7.2 SYSTEMSIMULATION ALS WERKZEUG DES NETZWERKDESIGNERS 84
4.7.3 SABER * EINE ENTWICKLUNGSUMGEBUNG ZUR SIMULATION UND ANALYSE
DER PHYSIKALISCHEN SCHICHT VON NETZWERKTOPOLOGIEN 88
4.8 ELEKTROMAGNETISCHE VERTRAEGLICHKEIT - EMV 93
4.8.1 EINLEITUNG 93
4.8.2 EMV-ANFORDERUNGEN,-VORSCHRIFTEN LIND-RICHTLINIEN 94
4.8.3 EINFLUSSFAKTOREN AUF DIE EMV DES CAN-BUSSES 94
4.8.4 EMV-BEWERTUNG VON CAN-TRANSCEIVERA 96
4.9 TEILNETZBETRIEB - PARTIAL NETWORKING 109
4.9.1 MOTIVATION 109
4.9.2 REALISIERUNGSMOEGLICHKEITEN 111
4.9.3 TRANSCEIVER-LOESUNG FUER DEN TEILNETZBETRIEB (INFINEON) 112
4.9.4 TEILNETZFAEHIGE HIGH-SPEED-CAN-TRANSCEIVER (ELMOS) 117
4.9.5 PARTIAL NETWORKING MIT DEM MIKROCONTROLLER (INFINEON) 122
4.9.6 VERGLEICH DER TRANSCEIVER-UND MIKROCONTROLLER-LOESUNG (INFINEON)
123
4.9.7 KONZEPT UND REALISIERUNG BEI NXP 123
4.10 TRANSCEIVER-IMPLEMENTIERUNGEN 125
4.10.1 IMPLEMENTIERUNGSBEISPIEL TLE6254-3G (ISO 11898-3) 125
4.10.2 IMPLEMENTIERUNGSBEISPIEL TLE 6250 G (ISO 11898-2) 129
4.10.3 IMPLEMENTIERUNGSBEISPIEL TLE 6251-2G (ISO 11898-5) 132
INHALTSVERZEICHNIS DC
5 CAN-PROTOKOLLKERNE UND CAN-MODULE 137
5.1 MCAN - MODULARER CAN-CONTROLLER 137
5.2 IFI ADVANCED CAN 140
5.2.1 SENDEPUFFER 141
5.2.2 MASKEN UND FILTER 142
5.2.3 EMPFANGSPUFFER 142
5.2.4 ZEITSTEMPEL 143
5.2.5 FAZIT 143
5.3 RENESAS (D)AFCAN 144
5.3.1 EIGENSCHAFTEN DES AFCAN 145
5.3.2 ERWEITERTE EIGENSCHAFTEN DES DAFCAN 146
5.3.3 FUNKTIONSBESCHREIBUNG DES AFCAN 146
5.3.4 ZUSAETZLICHE FUNKTIONEN DES DAFCAN 150
5.3.5 AFCAN-MODULEIMV850/FX3(UPD70F337X,UPD70F338X) 151
5.3.6 (D)AFCAN-MODULEIMV850/CG4(UPD70F3433) 152
5.4 INFINEONS CAN-MODULE DER XC16X- UND XC2000/XE16X-FAMILIE 153
5.4.1 TWINCAN UND MULTICAN VON INFINEON 153
5.4.2 TWINCAN 153
5.4.3 MULTICAN 158
5.4.4 DIE XC2000-FAMILIE IN FUNKTION EINES BODY-GATEWAYS -
EIN APPLIKATIONSBEISPIEL FUER DEN MULTICAN 163
5.5 MICROCHIP - PRODUKTE FUER CAN-APPLIKATIONEN 165
5.5.1 8-BIT-PIC-MIKROCONTROLLER MIT ON-CHIP-CAN-CONTROLLER 167
5.5.2 16-BIT-PIC-MIKROCONTROLLER UND DSPIC DIGITAL SIGNAL
CONTROLLERS (DSCS) MIT ON-CHIP-CAN-CONTROLLER 170
5.5.3 32-BIT-PIC-MIKROCONTROLLER-LOESUNGEN MIT ON-CHIP-CAN 176
5.5.4 MICROCHIPS STAND-ALONE-CAN-PERIPHERIE-PRODUKTE 177
5.6 BASIC CAN+: DAS FREESCALE MSCAN-MODUL 178
5.6.1 FUNKTIONSWEISE DES MSCAN-INTERFACES 180
5.6.2 ABLAUF DES NACHRICHTENEMPFANGS 182
5.6.3 SENDEABLAUF DER NACHRICHTEN 183
5.7 XILINX CAN-CONTROLLER LOGICORE* IP 185
5.7.1 BENUTZERSCHNITTSTELLE 186
5.7.2 OBJEKTSCHICHT 188
5.7.3 TRANSFERSCHICHT 190
5.7.4 BITSTROMPROZESSOR 191
5.7.5 KONFIGURATION DES CAN-CONTROLLERS 191
5.7.6 BESTELLUNG DES LOGICORE CAN-CONTROLLERS 196
6 HIGH-LEVEL-PROTOKOLLE 197
6.1 CANOPEN 197
6.1.1 PROFIL FUER DIE UNTEREN SCHICHTEN 197
6.1.2 GERAETEMODELL 199
6.1.3 NETZWERKMANAGEMENT 202
6.1.4 TRANSPORTPROTOKOLLE 204
X INHALTSVERZEICHNIS
6.1.5 ANWENDUNGSPROTOKOLLE 206
6.1.6 GERAETEPROFILE 209
6.1.7 ANWENDUNGSPROFILE 214
6.2 AUTOSAR 216
6.2.1 EINLEITUNG 216
6.2.2 DIE AUTOSAR-PLATTFORM 219
6.2.3 AUTOSAR-KOMMUNIKATION - EIN BEISPIEL 224
6.3 FAHRZEUGDIAGNOSE-REALISIERUNGEN AUF CAN 229
6.3.1 UEBERBLICK 229
6.3.2 OBDONCAN - ISO 15031 EMISSIONSBEZOGENE OBD AUF
ISO 15765-4 DOCAN 232
6.3.3 UDSONCAN-ISO 14229-3 239
6.3.4 ENTWICKLUNGSTRENDS 243
6.4 SAE J1939 252
6.4.1 HINTERGRUND DER SAE J1939 252
6.4.2 STRUKTUR DER SAE J1939 253
6.4.3 SAEJ1939-21 -SICHERUNGSSCHICHT 254
6.4.4 SAE J1939-31 -NETZWERKSCHICHT 257
6.4.5 SAEJ1939-71-FAHRZEUGAPPLIKATIONSSCHICHT 257
6.4.6 SAE J1939-73 - DIAGNOSE 259
6.4.7 SAEJ1939-81-NETZWERKMANAGEMENT 262
6.4.8 SAE JL939-84-KONFORMITAETSTEST 263
6.5 CANAEROSPACE 263
6.5.1 DIE NETZWERKSCHICHTEN VON CANAEROSPACE 264
6.5.2 DATENREPRAESENTATION IN CANAEROSPACE 266
6.5.3 ZEITVERHALTEN IN CANAEROSPACE-NETZWERKEN 268
6.6 DIE ARTNC-SPEZIFIKATION 825 270
6.7 DAS DEVICENET-KOMMUNIKATIONSNETZWERK 274
6.7.1 EINLEITUNG 274
6.7.2 DIE DEVICENET-ARCHITEKTUR 274
6.7.3 DIE PHYSIKALISCHE EBENE 275
6.7.4 BUSZUGRIFF 275
6.7.5 DIE ANWENDUNGSEBENE 276
6.7.6 DAS CIP-OBJEKTMODELL 278
6.7.7 VORDEFINIERTE EINSTELLUNG EINER MASTER/SLAVE-VERBINDUNG 280
6.7.8 GERAETEPROFILE 282
6.7.9 DEVICENET SAFETY 282
6.7.10 HAUPTUNTERSCHEIDUNGSMERKMALE VON DEVICENET 283
6.7.11 ZUSAMMENFASSUNG 285
6.7.12 DIE ODVA (HERSTELLERORGANISATION FUER DEVICENET, CONTROLNET,
ETHERNET/IP UND COMPONET) 286
6.8 CANKINGDOM 286
6.8.1 UEBERSICHT 286
6.8.2 HINTERGRUND 287
6.8.3 DAS KONZEPT HINTER CANKINGDOM 288
INHALTSVERZEICHNIS XI
6.8.4 EINE KURZE UEBERSICHT 289
6.8.5 VOKABULAR VON CANKINGDOM 290
6.8.6 DIE SEITE DES KOENIGS 291
6.8.7 DIE SEITE DES BUERGERMEISTERS 293
6.8.8 ORGANISATION DER STADT 294
6.8.9 DER ORDNER 295
6.8.10 ORDNERKENNZEICHNUNG 295
6.8.11 KOMPONIERBARKEIT UND ZUGEHOERIGKEIT 298
6.9 SOCKETCAN
CAN-PROGRAMMIERSCHNITTSTELLEN IN MEHRBENUTZERBETRIEBSSYSTEMEN 299
6.9.1 EINFUEHRUNG 299
6.9.2 CAN ALS NETZWERKSCHNITTSTELLE 300
6.9.3 DIE PROTOKOLLFAMILIE PF_CAN 302
6.9.4 INTEGRATION IN DAS BETRIEBSSYSTEM 304
6.9.5 FAZIT 305
7 ENTWURF DETERMINISTISCHER NETZWERKE 307
7.1 EINLEITUNG 307
7.2 HINTERGRUND 307
7.3 PROBLEMANALYSE 309
7.4 TIMING-MODELL 311
7.5 NETZWERKENTWURF 314
7.6 AUSWIRKUNGEN 315
7.6.1 GERINGERER TESTAUFWAND 315
7.6.2 BESSERE AUSLASTUNG 315
7.6.3 FLEXIBLE REKONFIGURATION 316
7.6.4 VEREINFACHTER GATEWAY-ENTWURF 316
7.7 FAZIT 317
8 CAN-APPLIKATIONEN 319
8.1 ELEKTRONIK-SYSTEMARCHITEKTUR VON KRAFTFAHRZEUGEN
ANWENDUNG DES CAN-BUSSES - STATUS UND PERSPEKTIVEN 319
8.1.1 BUSSYSTEME IM KRAFTFAHRZEUG 319
8.1.2 DIE ANWENDUNG VON CAN IN HEUTIGEN BORDNETZEN 321
8.1.3 CAN UND AUTOSAR 321
8.2 VERNETZTE SYSTEME BEI PSA PEUGEOT CITROEN 323
8.2.1 PLATTFORM-STRATEGIE 323
8.2.2 BACKBONE DER ELEKTRONIKARCHITEKTUR 324
8.2.3 DIE KOMPLEXITAET DER ARCHITEKTUR 325
8.2.4 TOPOLOGIE DES NETZWERKS 327
8.2.5 SOFTWAREARCHITEKTUR 328
8.2.6 ZUKUENFTIGE KOMMUNIKATIONSNETZWERKE 329
8.3 TTCAN - APPLIKATIONEN 329
8.3.1 SOFTWAREIMPLEMENTIERUNGEN VON TTCAN-X-BY-WIRE 329
XU INHALTSVERZEICHNIS
8.3.2 IMPLEMENTIERUNG DES TTCAN-NETZWERKS 329
8.3.3 UMSETZUNG DER LENKUNG 330
8.3.4 UMSETZUNG DER BREMSE 332
8.3.5 RUECKMELDUNGSNACHRICHTEN 332
8.3.6 DAS ENDGUELTIGE SYSTEM 332
8.4 ENTWICKLUNG VON CAN IN DER LUFTFAHRT 333
8.5 CAN IN DER WELT DER FLUGZEUGE 339
8.5.1 WARUM CAN? 339
8.5.2 LUFTFAHRZEUGSPEZIFISCHE BEDINGUNGEN AN DIE PHYSIKALISCHE SCHICHT
342
8.5.3 DAL, SICHERHEIT, ZERTIFIZIERUNG 343
8.5.4 BEISPIEL: RAUCHMELDER AN EINEM SICHERHEITSRELEVANTEN CAN-NETZWERK
344
8.6 DAS DEZENTRALE HEIZUNGSPUMPEN-SYSTEM GENIAX 352
9 TEST-TECHNIKEN 357
9.1 ZIELE UND METHODEN VON KONFORMITAETSTESTS 357
9.1.1 WICHTIGE BEGRIFFE 359
9.1.2 ZWECK, NUTZEN UND BEDEUTUNG VON KONFORMITAETSTESTS 360
9.1.3 TEST-METHODEN,-STANDARDS UND-REGELN 363
9.1.4 FUNKTIONALE TESTS, ZEITVERHALTEN UND PERFORMANCE 366
9.1.5 VERIFIKATION UND VALIDIERUNG VON TESTSYSTEMEN 367
9.2 CAN-TRANSCEIVER-KONFORMITAETSTESTS 369
9.2.1 STANDARDISIERUNG DER PHYSIKALISCHEN SCHICHT VON CAN 369
9.2.2 DIE NOTWENDIGKEIT VON CAN-TRANSCEIVER-TESTS 370
9.2.3 DIE TESTIDEE DER CAN-TRANSCEIVER-TESTS 372
9.2.4 DAS TESTSYSTEM FUER CAN-TRANSCEIVER 376
9.2.5 DIE TESTFALLE DER CAN-TRANSCEIVER-TESTS 379
9.2.6 AUSBLICK 383
9.3 CAN-CONTROLLER-KONFORMITAETSTESTS 384
9.3.1 ARCHITEKTUR UND IMPLEMENTIERUNG DER TESTUMGEBUNG 384
9.3.2 GRUNDTESTARTEN 387
9.3.3 TESTTYPEN, -MASSEN UND-FAELLE 387
9.3.4 ERGEBNISSE DER KONFORMITAETSTESTS 391
9.4 CAN-SOFTWARE-TESTS 392
9.4.1 ANFORDERUNGEN AN TESTS UND TESTSYSTEME 394
9.4.2 TESTSYSTEM-STRUKTUREN FUER EMBEDDED-SOFTWARE-TESTS 397
9.5 MODELLBASIERTES TESTEN 401
9.5.1 VHDL-AMS 402
9.5.2 TESTMETHODIK 403
10 EMULATION VON CAN-NETZWERKEN 407
10.1 TEST VON CAN-STEUERGERAETEN 407
10.1.1 PROBLEMSTELLUNG UND ANFORDERUNGEN 407
10.1.2 TESTMETHODIK 408
10.1.3 SIMULATION DES CAN-NETZWERKS 412
10.1.4 TESTEN MIT VECTOR CANOE 413
INHALTSVERZEICHNIS XIII
10.2 SIMULATION UND TEST DER GAN-KOMMUNIKATION 415
10.2.1 ENTWICKLUNG UND VALIDIERUNG DER KOMMUNIKATION DURCH
RESTBUSSIMULATION 416
10.2.2 IMPLEMENTIERUNGSSOFTWARE CAN MM 417
10.2.3 TEST UND EXPERIMENTIERWERKZEUGE 421
10.2.4 CAN-WERKZEUGKETTE 425
11 WEITERE BUSSYSTEME 427
11.1 LIN 427
11.1.1 OSI-MODELL 428
11.1.2 IMPLEMENTIERUNGEN 429
11.2 FLEXRAY 430
11.2.1 OSI-MODELL 431
11.2.2 IMPLEMENTIERUNGEN 434
11.3 ETHERNET 434
11.3.1 OSI-MODELL 435
11.3.2 EINIGE BEISPIELE FUER ETHERNET-IMPLEMENTIERUNGEN 437
11.3.3 POWER OVER ETHERNET (POE) 437
11.3.4 INDUSTRIAL ETHERNET 438
11.4 MOST 438
11.4.1 OSI-MODELL 438
11.4.2 IMPLEMENTIERUNGEN 440
11.5 USB (UNIVERSAL SERIAL BUS) 441
11.6 FIREWIRE 442
11.7 PROFIBUS 443
11.8 INTERBUS-S 444
11.9 AS-I (ACTUATOR-SENSOR-INTERFACE) 445
11.10 EBUS (ENERGY BUS) 446
LITERATURVERZEICHNIS 447
VERWEISE AUF NATIONALE UND INTERNATIONALE STANDARDS 449
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS 455
AUTORENVERZEICHNIS 473
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