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Elektronik automot ive 17 Bordnetze VerBindungstechnik oder zur internen Kommunikation in Batteriesystemen Ein entsprechender Konformitätstestplan für CAN FD Light ist im CiA in Entwicklung Zusätzlich plant der CAN-Verein CAN-FD-Light-Plugfests um die Interoperabilität von Implementierungen zu testen CAN XL – die dritte CAN-Generation Im Jahre 2018 initiierte Volkswagen im CiA die Entwicklung der dritten CAN-Generation Ziel war ein CAN-Protokoll mit dem sich TCP-Segmente in einem Telegrammrahmen Data Frame übertragen lassen Mit einem Datenfeld von bis 2048 Byte kann CAN XL – wie der Zusatz Extra Large vermuten lässt – genau das Zusätzlich sollten im CAN-Protokoll Informationen über das genutzte höhere Protokoll enthalten sein damit auf demselben Kabel verschiedene Anwendungen parallel betrieben werden können Dazu bietet das CAN-XL-Protokoll die 8-Bit-Felder SDU-Type und VCID Virtual CAN Network ID Dies ermöglicht den Einsatz als Backbone-Netzwerke die in modernen Zonen-Netzwerk-Architekturen Sub-Netzwerke miteinander verbinden Diese Architekturen sind nicht mehr funktional strukturiert sondern auf minimale Netzwerklängen optimiert Eine Einsparung von Kabeln kann zu signifikanten Gewichtseinsparungen führen was insbesondere für Elektrofahrzeuge von Bedeutung ist In CAN XL lässt sich optional die Fehlersignalisierung abschalten um sie beispielsweise in der Transportschicht Layer 4 zu realisieren Eine weitere Änderung gegenüber den ersten beiden CAN-Generationen ist die funktionale Aufspaltung der Prioritätszuteilung und der Adressierung Im klassischen CAN-Protokoll und im CAN-FD-Protokoll werden diese beiden Funktionen mithilfe des CAN-Identifiers erledigt Es kann entweder 11 Bit oder 29 Bit lang sein In CAN XL gibt es nun einen 11-Bit-Prioritäts-Identifier und ein 32-Bit-Akzeptanzfeld Das Akzeptanzfeld kann eine Knotenadresse oder einen Inhaltsanzeiger enthalten Somit lassen sich alle bisherigen CAN-Anwendungen in einem CAN-XL-Netzwerk nutzen wenn die Busbandbreite ausreichend ist Bezüglich der physikalischen Übertragung zwischen CAN-Controller und CAN-Transceiver kann der Anwender die übliche NRZ-Kodierung Non Return to Zero oder die neue PWM-Codierung Pulse-Width Modulation verwenden Mit der PWM-Codierung sind höhere Bitraten in der Datenphase erreichbar Unter Laborbedingungen wurden 20 Mbit s erzielt Um den Anwendern das Evaluieren bezüglich des »Ringings« auf den Netzwerkleitungen zu vereinfachen erfolgt die Umschaltung von der langsamen Arbitrierungsphase maximal 1 Mbit s zur schnellen Dataphase 10 Mbit s und mehr in zwei Schritten zuerst von TxD dominant zu Level-0 und wenn das differenzielle Signal stabil ist zu Level-1 Die beiden Spannungshübe sind so geringer und führen deshalb zu weniger Überschwingern Gleiches gilt für das Abbremsen am Ende des CAN-XL-Rahmentelegramms zuerst von Level-1 zu aktiv rezessivem Netzwerksignal und dann zu dominantem Signal Außerdem spezifiziert der CiA einige Funktionen des CAN-XL-Layer-Managements sowie Zusatzfunktionen Die SDU-Type-Codierung ist in CiA 611-1 definiert Das Fragmentieren von CAN-XL-Datenframes wird in CiA 613-3 beschrieben Mit dieser Funktion kann man die Netzwerk-Latenzzeit optimieren und lange Datenframes in kleineren Häppchen übertragen Eine weitere Zusatzfunktion ist das optionale Security-Protokoll mit dem die CAN-XL-Datensicherungsschicht gegen unberechtigte Zugriffe geschützt werden kann Es wird in CiA 613-1 spezifiziert und kann in Hardware im Mikrocontroller implementiert werden Führende Mikrocontroller-Hersteller beteiligen sich aktiv an dieser CiA-Spezifikation Selbstverständlich wird der CiA auch Implementierungsund Anwendungsempfehlungen zur Verfügung stellen CiA 412 Die Zukunft des CiAs Innerhalb von 30 Jahren hat sich CAN in Automation zu einem allgemeinen CAN-Verband gemausert der alle Anwendungsgebiete abdeckt Dies umfasst insbesondere Straßenfahrzeuge Off-Road-Fahrzeuge Eisenbahnen Schiffe Flugzeuge sowie Drohnen und sogar Satelliten Mit der Entwicklung von CAN XL ist der eingetragene Verein nun auf neue Anforderungen vorbereitet Ab 2026 werden die ersten Fahrzeuge mit CAN-XL-Netzwerken auf der Straße sein Vielleicht nutzen andere Branchen CAN XL schon vorher Das hängt auch davon ab wie schnell die CiA-Mitglieder die anwendungsspezifischen Profile anpassen Mit derzeit über 700 Mitgliedern und 14 festangestellten Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ist der CAN-Verein gut gerüstet die Heraus forderungen der Zukunft zu meistern ih Holger Zeltwanger CiA Managing Director » Die Skalierbarkeit bezüglich der drei CAN-Protokollgenerationen Classical CAN CAN FD und CAN XL und der wähl ba ren CAN-Transceiver-Technologien entspricht den Anforderungen vieler Branchen die Robustheit und die Zuverlässigkeit sind weitere Vorteile von CAN-Netzwerklösungen und auch der Preis für eine CAN-XL-Schnittstelle ist sehr günstig «