CAN (Controller Area Network) -väylä on laajalti käytetty sarjaliikenneprotokolla, joka soveltuu erityisesti auto- ja teollisuusautomaatiosektorille. CAN-väylän viestityypit voidaan luokitella laajasti seuraavasti, ja jokaisella tyypillä on erityinen tarkoitus ja muoto.
I. Tietokehys
Datakehys on CAN-väylän yksinkertaisin sanomatyyppi, ja sitä käytetään tiedon siirtämiseen solmujen välillä. Tietokehys koostuu useista segmenteistä, mukaan lukien kehyksen alku, sovittelukenttä, ohjauskenttä, tietokenttä, CRC-kenttä, ACK-kenttä ja kehyksen loppu.
1. Kehyksen alku (SOF)
- Määritelmä: Datakehyksen alkua osoittava segmentti, joka koostuu yhdestä aktiivisesta bitistä (looginen 0).
- Toiminto: Kun väylä on käyttämättömänä, lähettävä solmu lähettää kehyksen alun; muut vastaanottavat solmut synkronoituvat tähän kehyksen alkubittiin.
2. Välimiesmenettely
- Määritelmä: Segmentti, joka ilmaisee kehyksen prioriteetin. Arviointikentän tunnuskoodin pituudesta riippuen kehykset luokitellaan standardikehyksiin (CAN 2.0A) ja laajennettuihin kehyksiin (CAN 2.0B).
- Sisältö: Vakiomuotoisen-kehyksen sovittelukenttä koostuu 11--bittisestä tunnisteesta (ID) ja etälähetyspyyntöbitistä (RTR). laajennetun muotoisen kehyksen sovittelukenttä koostuu 29-bittisestä tunnisteesta ja RTR-bitistä.
- Toiminto: Käytetään määrittämään lähetettävän kehyksen tyyppi (tietokehys tai kauko-ohjainkehys) ja kehysmuoto (vakiokehys tai laajennettu kehys) sekä määrittämään kehyksen prioriteetti.
3. Ohjauskenttä
- Määritelmä: Kenttä, joka määrittää datassa olevien tavujen määrän ja varatut bitit.
- Sisältö: Sisältää Data Length Coden (DLC) ja kaksi varattua bittiä (r0, r1). DLC ilmoittaa tietokentässä olevien tavujen määrän, joka voi vaihdella 0 - 8 tavua.
- Toiminto: Ilmoittaa vastaanottavalle solmulle tietokentän pituuden, jotta tiedot voidaan vastaanottaa oikein.
4. Tietokenttä
- Määritelmä: Tietojen sisältö; 0-8 tavua dataa voidaan siirtää.
- Tarkoitus: Todellisten tietotietojen välittäminen.
5. CRC-kenttä (syklinen redundanssin tarkistuskenttä)
- Määritelmä: Kenttä, jota käytetään kehyksen lähetysvirheiden tarkistamiseen ja joka koostuu CRC-sekvenssistä ja CRC-erottimesta.
- Toiminto: Varmistaa tietojen eheyden ja tarkkuuden CRC-vahvistuksen avulla.
6. ACK-kenttä (kuittauskenttä)
- Määritelmä: Segmentti, joka osoittaa onnistuneen vastaanoton vahvistuksen ja joka koostuu ACK-välistä ja ACK-erottimesta.
- Toiminto: Kun vastaanotin vastaanottaa oikein kelvollisen viestin, se lähettää positiivisen bitin lähettimelle ACK-välin aikana kuittaamaan vastaanottamisen.
7. Kehyksen loppu (EOF)
- Määritelmä: Segmentti, joka osoittaa datakehyksen loppua ja joka koostuu 7 negatiivisesta bitistä.
- Toiminto: Ilmoittaa datakehyksen päättymisestä.
II. Kaukokehys
Etäkehystä käytetään pyytämään lähettämään datakehys samalla ID:llä. Kun vastaanottava solmu tarvitsee tiettyä dataa, mutta sillä ei ole sitä, se lähettää etäkehyksen pyytääkseen lähettävää solmua lähettämään vastaavan datakehyksen. Etäkehyksen rakenne on samanlainen kuin datakehyksen, mutta datasegmentti on tyhjä ja RTR-bitti on asetettu arvoon 1.
III. Virhekehys
Virhekehys koostuu kahdesta kentästä: virhelipusta ja virheerottimesta. Kun vastaanottava solmu havaitsee virheen väylällä olevassa sanomassa, se lähettää automaattisesti "aktiivisen virhelipun"; muut solmut, havaitessaan aktiivisen virhelipun, lähettävät "virheen kuittauslipun". Virhekehyksen lähetys keskeyttää nykyisen väyläviestinnän, kunnes virhe on korjattu.
IV. Ylikuormituskehys
Ylikuormituskehys koostuu ylikuormituslipusta ja ylikuormituserottimesta. Ylikuormituskehys lähetetään, kun vastaanottava solmu vaatii liikaa aikaa käsitelläkseen nykyistä dataa ennen seuraavan kehyksen vastaanottamista, tai kun kehysten välisessä tilakentässä havaitaan hallitseva taso. Ylikuormituskehyksen lähetys viivästyttää seuraavien kehysten lähetystä varmistaakseen, että väylän tietoliikenne ei keskeydy ylikuormituksen vuoksi.
V. Muut viestityypit
Edellä mainitun neljän perussanomatyypin lisäksi CAN-väyläprotokolla määrittää useita muita erikoissanomatyyppejä, kuten Interframe Space- ja N_PCI-sanomatyypit (esim. yksikehys, aloituskehys, jatkuva kehys, vuonohjauskehys jne.). Näitä viestityyppejä käytetään tietyissä viestintäskenaarioissa erilaisten viestintävaatimusten täyttämiseksi.
Yhteenveto
CAN-väylän sanomatyyppejä ovat perustyypit, kuten datakehykset, kauko-ohjainkehykset, virhekehykset ja ylikuormituskehykset, sekä erikoistyypit, kuten Interframe Space ja N_PCI -sanomatyypit. Jokaisella sanomatyypillä on erityinen rakenne ja tarkoitus, jotka yhdessä muodostavat CAN-väyläviestinnän perustan. Käytännön sovelluksissa tiedonsiirtoon sopivan viestityypin valinta tiettyjen viestintävaatimusten perusteella varmistaa luotettavan ja tehokkaan viestinnän.