ї розробки всі комунікаційні потреби модулів повинні бути відомі. І готова мережа повинна функціонувати точно так, як задумав системний разработчік.протокол описує рівень каналу даних і частина фізичного рівня моделі взаємодії відкритих систем.
На рівні каналу даних протокол описує два підрівні:
підрівень управління логічним зв'язком - Logical Link Control (LLC) - верхній підрівень;
підрівень управління доступом до середовища - Medium Access Control (MAC).
Підрівень LLC надає сервіси для передачі даних і віддалених запитів даних, вирішує, які повідомлення, отримані LLC подуровнем актуальні для даного вузла.
Підрівень MAC в основному реалізує протокол передачі даних, тобто формує і приймає повідомлення, реалізує арбітраж, квитирование, перевірку помилок передачі, формування повідомлень про помилки. Саме на MAC-підрівні контролюється стан шини - вільна/зайнята. Крім того, основні параметри бітової синхронізації описуються на MAC-підрівні.
На фізичному рівні CAN-протокол описує вимоги до фізичної передачі сигналів, кодування бітів і синхронізації. Протокол не визначає жорстко рівні логічних сигналів і електричні характеристики середовища передачі, вони можуть бути обрані виробником CAN-пристроїв. Природно, що в рамках однієї мережі всі пристрої повинні відповідати однаковим вимогам.
Для передачі даних по фізичному каналу використовується кодування без повернення нанівець (NRZ-кодування). Оскільки при NRZ-кодуванні рівень сигналу може залишатися постійним відносно довгий час, наприклад, при передачі групи бітів з однаковими значеннями, то, щоб уникнути рассинхронизации приймачів і передавача, після кожних п'яти бітів однакового значення в повідомлення вставляється одна додатковий біт протилежного значення - правило додаткового біта. Природно, приймач видаляє всі додаткові біти перед обробкою отриманого повідомлення.
За вимогами CAN-протоколу, середа передачі повинна знаходиться в одному
з двох станів: логічний нуль (нижній рівень, CAN_L) - домінуюче стан, а логічна одиниця (верхній рівень, CAN_H) - рецесивне стан. При одночасній передачі домінуючого і рецесивного бітів на шині має бути присутнім домінуюче значення. Цей механізм використовується при арбітражі повідомлень.
У CAN-протоколі використовується метод широкомовної передачі повідомлень - кожен приймач сам вирішує, чи потрібно йому обробляти чергове передане повідомлення. Зміст кожного повідомлення визначається ідентифікатором повідомлення. Ідентифікатор не визначає вузол-приймач, а описує сенс переданих даних (можна сказати, що це ім'я переданої змінної), завдяки чому інші вузли мережі можуть вирішити для себе, чи повинні вони обробляти передані дані чи ні.
Завдяки застосуванню методу широкомовної передачі, CAN-пристрої не використовують жодної інформації про конфігурацію мережі (адреси вузлів відсутні). Вузли можуть підключатися до мережі і відключатися від неї без будь-яких змін в налаштуваннях і програмному забезпеченні інших вузлів. Протокол також не обмежує кількість вузлів, які можуть бути підключені до однієї мережі. На практиці максимальну кількість вузлів мережі визначається гранично допустимої навантаженням на шину.
Коли шина вільна, будь-який вузол може почати передачу. Якщо декілька вузлів почали передачу одночасно, конфлікт вирішується за допомогою поля ідентифікатора повідомлень (поля арбітражу). Під час передачі повідомлення, передавач порівнює значення переданого їм біта зі значенням, встановленим на шині. Якщо переданих і прийнятих значення біта збігаються, то вузол може продовжувати передачу. Якщо ж при передачі рецесивного біта шина знаходиться в домінуючому стані, то передавач повинен припинити передачу (таблиця 2.1). Таким чином, право на передачу по шині отримує той вузол, який передає повідомлення з найвищим пріоритетом. Важливо розуміти, що пріоритетним є не передавальний або приймає вузол, а повідомлення [3].
Таблиця 2.1 - Приклад поразрядного арбітражу
Наріжним каменем концепції мережевого впливу CAN-Kingdom є принцип Модулі обслуговують мережу (MSN - Modules Serves the Network), на відміну від принципу Мережа обслуговує користувачів (NSM - Network Serves the Modules), властивого комп'ютерних мережах.
На етапі розробки мережу CAN-Kingdom пристосовується до потреб системи, що стає можливим завдяки апріорним знанням про потреби системи, де детермінізм функціонування модулів є умовою забезпечень вимог режиму реального часу (необхідно, наприклад, знати, як довго повідомлення може слідувати від одного вузла до іншого).
Наслідком принципу MSN також є і те, що в мережі CAN-Kingdom...
