9-CAN COMME UN BUS DE TERRAIN :
1-Présentation du bus CAN
Au début des années 1980, les voitures
commençaient à intégrer des systèmes
électroniques gérant plusieurs applications
électriques.
Dans une première phase, ces systèmes
opéraient indépendamment les uns des autres. Les
équipementiers de voitures se sont alors rendus compte du
problème que pose l'encombrement de ces systèmes et la
complexité de leur câblage.
En 1983, le bus CAN (Controller Area Network) a été
conçu par la société allemande Robert BOSCH Gmbh pour
répondre aux besoins de communication interne dans les automobiles :
multiplexage de commandes électriques, fiabilité, diagnostic,
compatibilité électromagnétique, commandes d'organes
(suspension, frein, contrôle moteur). Son exploitation ne commence
qu'à partir de 1985 où une convention entre BOSCH et Intel a
permis d'implanter le protocole CAN dans des circuits Intel. En 1986, la
première standardisation du bus par l'ISO (International Standard
Organization) a vu le jour. En 1987, Intel produit le premier contrôleur
CAN, le 82526. La première voiture multiplexée à utiliser
le bus CAN comme support de transmission a été
réalisée en 1991 (avec un débit de 500 kbit/s). En 1995,
il y a eu 10 millions de circuits CAN vendus dont 6 millions pour des
applications hors véhicules. Les projections de vente pour 2000 sont de
l'ordre de 600 millions.
La première spécification du bus CAN était
propre aux applications dans l'automobile. Une classification formelle a
été établie au travers des activités de la SAE
(Society of Automotive Engineers) :
-- applications classe A : elles concernent les communications
sans effet sur la sécurité du conducteur entre noeuds non
intelligents assurant les fonctions de confort, de commande ou d'affi-chage
(par exemple commande des vitres et de sièges électriques, feu de
stop...). Les informations échangées sont courtes (1 octet) et
sont véhiculées sur un fil (le châssis jouant le rôle
de masse) à une vitesse typique de 1 kbit/s. Le coût de ces noeuds
doit être très faible ;
-- applications classe B : mêmes informations qu'en classe
A, mais sur plusieurs octets (par exemple pour le contrôle de l'air
conditionné). La vitesse de transmission passe à 10 kbit/s ;
-- applications classe C : pour les informations
nécessitant un transfert en temps réel avec un temps de cycle
inférieur à 10 ms et un temps de latence inférieur
à 1 ms (exemple : transfert de données entre l'injection
électronique et la boîte de vitesse automatique). Les informations
sont sur quelques octets et leur débit peut aller jusqu'à
1 Mbit/s ;
-- applications classe D : concernent des paquets d'informations
sur des centaines d'octets nécessitant des temps de transfert de l'ordre
de la seconde et donc des débits jusqu'à 10 Mbit/s. Comme
exemple, citons la radiotéléphonie et les systèmes de
navigation basés sur les GPS.
Cette classification a été simplifiée par
l'ISO qui est arrivé à une classification simple et pragmatique
en retenant deux classes d'applications :
-- vitesse de transmission lente définie comme
étant inférieure à 125 kbit/s ;
---vitesse de transmission élevée
considérée comme étant supérieure à 125
kbit/s.
Le CAN est un système de communication, en temps
réel, par liaison série conçu pour relier des composants
intelligents ainsi que des capteurs et des actionneurs dans une machine ou un
procédé. Il possède des propriétés
multimaîtres, c'est-à-dire que plusieurs noeuds peuvent
simultanément demander l'accès au bus. Le CAN ne possède
pas de système d'adressage mais plutôt un système
d'allocation de priorités aux messages basé sur l'identificateur
attribué à chaque message. Un émetteur transmet un message
sans indication de destinataire ; sur la base de l'identificateur
associé à ce message, chaque noeud décide de traiter ou
d'ignorer ce message. Dans le CAN, le protocole de communication est
assuré par des composants électroniques.
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