CAN (Controller Area Network) sabirnica je široko korišćen serijski komunikacioni protokol, posebno pogodan za sektore automobilske i industrijske automatizacije. Tipovi poruka na CAN magistrali mogu se široko kategorizirati na sljedeći način, pri čemu svaki tip ima svoju specifičnu svrhu i format.
I. Okvir podataka
Okvir podataka je najosnovniji tip poruke na CAN magistrali i koristi se za prijenos podataka između čvorova. Okvir podataka se sastoji od više segmenata, uključujući početak okvira, polje arbitraže, kontrolno polje, polje podataka, CRC polje, ACK polje i kraj okvira.
1. Početak okvira (SOF)
- Definicija: Segment koji označava početak okvira podataka, koji se sastoji od jednog aktivnog bita (logička 0).
- Funkcija: Kada sabirnica miruje, odašiljački čvor šalje početak okvira; drugi prijemni čvorovi se sinhronizuju sa ovim bitom početka okvira.
2. Polje arbitraže
- Definicija: Segment koji ukazuje na prioritet okvira. Ovisno o dužini ID koda arbitražnog polja, okviri se dijele na standardne okvire (CAN 2.0A) i proširene okvire (CAN 2.0B).
- Sadržaj: Arbitražno polje okvira standardnog-formata sastoji se od 11-bitnog identifikatora (ID) i bita zahtjeva za udaljenim prijenosom (RTR); arbitražno polje okvira proširenog formata sastoji se od 29-bitnog identifikatora i RTR bita.
- Funkcija: Koristi se za određivanje tipa okvira koji se prenosi (okvir podataka ili okvir daljinskog upravljanja) i format okvira (standardni okvir ili prošireni okvir), kao i za utvrđivanje prioriteta okvira.
3. Kontrolno polje
- Definicija: Polje koje specificira broj bajtova u podacima i rezerviranih bitova.
- Sadržaj: Uključuje šifru dužine podataka (DLC) i dva rezervirana bita (r0, r1). DLC označava broj bajtova u polju podataka, koji može biti u rasponu od 0 do 8 bajtova.
- Funkcija: Obavještava prijemni čvor o dužini polja podataka kako bi se podaci mogli ispravno primiti.
4. Polje podataka
- Definicija: Sadržaj podataka; Može se prenijeti 0 do 8 bajtova podataka.
- Svrha: Za prijenos stvarnih podataka o podacima.
5. CRC polje (cikličko polje za provjeru redundanse)
- Definicija: Polje koje se koristi za provjeru grešaka u prijenosu u okviru, koje se sastoji od CRC sekvence i CRC graničnika.
- Funkcija: Osigurava integritet i tačnost podataka kroz CRC verifikaciju.
6. ACK polje (polje za potvrdu)
- Definicija: Segment koji ukazuje na potvrdu uspješnog prijema, koji se sastoji od ACK slota i ACK graničnika.
- Funkcija: Kada prijemnik ispravno primi ispravnu poruku, šalje pozitivan bit predajniku tokom ACK slota da potvrdi prijem.
7. Kraj kadra (EOF)
- Definicija: Segment koji označava kraj okvira podataka, koji se sastoji od 7 negativnih bitova.
- Funkcija: Signalizira kraj okvira podataka.
II. Remote Frame
Udaljeni okvir se koristi za zahtjev za prijenos okvira podataka sa istim ID-om. Kada prijemni čvor treba određene podatke, ali ih nema, on šalje udaljeni okvir kako bi zatražio da čvor za prijenos pošalje odgovarajući okvir podataka. Struktura udaljenog okvira slična je strukturi okvira podataka, ali segment podataka je prazan, a RTR bit je postavljen na 1.
III. Okvir greške
Okvir greške se sastoji od dva polja: oznake greške i graničnika greške. Kada prijemni čvor otkrije grešku u poruci na magistrali, on automatski prenosi "aktivnu zastavicu greške"; drugi čvorovi, nakon što otkriju aktivnu oznaku greške, šalju "oznaku potvrde greške". Prijenos okvira greške prekida trenutnu komunikaciju sabirnice sve dok se greška ne riješi.
IV. Overload Frame
Okvir preopterećenja se sastoji od oznake preopterećenja i separatora preopterećenja. Okvir preopterećenja se prenosi kada prijemnom čvoru treba previše vremena da obradi trenutne podatke prije primanja sljedećeg okvira, ili kada se detektuje dominantni nivo u polju međuokvirnog prostora. Prijenos okvira preopterećenja odlaže prijenos sljedećih okvira kako bi se osiguralo da komunikacija na magistrali nije prekinuta zbog preopterećenja.
V. Druge vrste poruka
Pored četiri osnovna tipa poruka pomenuta iznad, CAN bus protokol definiše nekoliko drugih specijalnih tipova poruka, kao što su Interframe Space i N_PCI tipovi poruka (npr. pojedinačni okvir, početni okvir, kontinuirani okvir, okvir kontrole toka, itd.). Ovi tipovi poruka se koriste u specifičnim komunikacijskim scenarijima kako bi se zadovoljili različiti komunikacijski zahtjevi.
Rezime
Tipovi poruka na CAN magistrali uključuju osnovne tipove kao što su okviri podataka, okviri daljinskog upravljanja, okviri grešaka i okviri preopterećenja, kao i posebni tipovi kao što su Interframe Space i N_PCI tipovi poruka. Svaki tip poruke ima svoju specifičnu strukturu i svrhu, zajedno čineći osnovu komunikacije CAN magistrale. U praktičnim primjenama, odabir odgovarajuće vrste poruke za prijenos podataka na osnovu specifičnih komunikacijskih zahtjeva osigurava pouzdanu i efikasnu komunikaciju.