Шина даних CAN

Електричні ланцюги автомобілів ускладнювалися і розросталися рік у рік. Перші автомобілі обходилися без генератора та акумулятора – запалювання працювало від магнето, а фари були ацетиленові. До середини 70-х років у джгути пов'язувалися вже сотні метрів електричних проводів, автомобілі за оснащеністю електрикою, змагалися з легкомоторною авіацією. Ідея спрощення електропроводки лежала на поверхні - добре б прокласти в автомобілі всього один провід, нанизати на нього споживачів і біля кожного поставити якийсь пристрій, що управляє. Тоді з цього дроту можна було б пустити і енергію для споживачів (лампочок, датчиків, виконавчих пристроїв) та сигнали, що управляють. На початку 90-х розвиток цифрових технологій дозволив розпочати здійснення цієї ідеї - компаніями BOSCH та INTEL було розроблено мережевий інтерфейс CAN (Controller Area Network) для створення бортових мультипроцесорних систем реального часу. В електроніці провідну систему, за якою передаються дані, прийнято називати "шиною". Якщо дані передаються по двох проводах (т.зв. "вита пара") послідовно, імпульс за імпульсом - це буде послідовна шина (serial bus), якщо дані передаються по джгуту з кількох дротів одночасно – це буде паралельна шина (parallel bus). І хоча паралельна шина працює швидше, для спрощення електропроводки автомобіля вона не підходить - вона її тільки ускладнить. Віта пара послідовної шини здатна передавати до 1Мбіт/сек, чого цілком достатньо. Правила, якими окремі блоки обмінюються інформацією, в електроніці називаються протоколом . Протокол дозволяє надсилати окремим блокам окремі команди, опитувати кожен блок окремо чи всіх одразу. Крім адресного звернення до пристроїв, протокол передбачає можливість завдання пріоритетів самим командам. Наприклад, команда на керування двигуном матиме пріоритет перед командою на керування кондиціонером. Розвиток та мініатюризація електроніки дозволяють тепер випускати недорогі модулі керування та зв'язку, які в автомобілі можна з'єднувати у вигляді зірки, кільця або ланцюга. Обмін інформацією йде у обох напрямах, тобто. можна не тільки включити наприклад лампочку заднього ходу, але й отримати інформацію чи світить вона. Отримуючи інформацію від різних пристроїв, система керування двигуном вибере оптимальний режим, система кондиціювання включить опалення або охолодження, система керування склоочисником змахне щітками і т.п. Значно спрощується і система діагностики двигуна та всього автомобіля загалом. І хоча головна мрія електрика – всього два дроти по всій машині – ще не збулася, CAN шина значно спростила електропроводку автомобіля та підвищила загальну надійність усієї системи. Отже, CAN-шина - це система цифрового зв'язку та управління електричними пристроями автомобіля, що дозволяє збирати дані від усіх пристроїв, обмінюватися інформацією між ними, керувати ними. Інформація про стан пристроїв та командні (керуючі) сигнали для них передаються у цифровій формі за спеціальним протоколом двома проводами, т.зв. "кручена пара". Крім того, до кожного пристрою подається і живлення від бортової електромережі, але, на відміну від звичайної проводки, – всі споживачі з'єднані паралельно, т.к. немає необхідності вести від кожного вимикача до кожної лампочки свій провід. Це значно спрощує монтаж, знижує кількість проводів у джгутах та підвищує надійність усієї електросистеми.