Ограничение распространения ошибок

Наиболее важными задачами при ограничении распространения ошибок является:

• различение временных и постоянных отказов;

• отключение неисправных узлов от шины.

Для этого используются счетчики отказов узла, один для режима передачи, другой для приема. При обнаружении ошибки содержимое соответствующего счетчика увеличивается на число в диапазоне 1...8 в зависимости от типа ошибки. После успешной передачи или приема значение в соответствующем счетчике уменьшается па единицу.

Содержимое счетчиков соответствует относительной частоте появления отказов в предыстории. Считается, что узел вышел из строя, если в среднем одно из восьми сообщений передается (принимается) с ошибкой.

Функционирование узлов модифицируется в зависимости от содержимого счетчиков. Узлы могут находиться в одном из трех состояний:

• состояние активной отработки ошибок (error active). Это нормальный режим работы узла. При обнаружении отклонений узел выдает на шину кадр активной ошибки;

• состояние пассивной отработки ошибок (error passive). Узел переключается в это состояние, когда содержимое одного из счетчиков превысит 127. При обнаружении отклонений узел посылает по шине кадр пассивной ошибки;

• отключение от шины (bus off). В этот режим узел попадает, если содержимое счетчика превысило 255. После отключения узел на работу шины уже не влияет. Узлу может быть разрешено вернуться в активное состояние после инициализации от протокола более высокого уровня (Normal_Mode_Request) и прохода по шине 128 последовательностей из 11 недоминантных битов.

► В мультиплексных системах с высокой скоростью обмена данными топология шины должна быть максимально приближена к линейной для уменьшения отражений в кабеле. Ответвления от шины до узлов должны быть как можно более короткими.

Для уменьшения стоячих волн точки подключения узлов к шине не должны располагаться на одинаковом расстоянии друг от друга, отводы должны иметь различную длину. Например, согласно стандарта SAE J1939/11, для скорости обмена 250 Кбит/сек максимальная длина отвода может быть 1 метр, минимальное расстояние между точками подключения узлов к шине — 0,1 метра.

►Во время эксплуатации могут появиться различные неисправности шины. Некоторые из них показаны на рис. 5.17.

Рисунок 5.17 – Неисправности шины

Здесь приведено описание этих неисправностей и их последствий.

1. Обрыв линии CAN_H. Сеть разбивается на две, не связанные друг с другом подсети. Обмен данными между узлами различных подсетей невозможен. В пределах одной подсети обмен сохраняется, но с худшим соотношением сигнал/шум.

2. Обрыв линии CAN_L. Аналогично случаю 1.

3. Замыкание линии CANH на напряжение источника питания (аккумулятор). Обмен данными обычно невозможен.

4. Замыкание линии CAN_L на массу. Обмен данными сохраняется, так как напряжение в линии остается в допустимых пределах, но с худшим соотношением сигнал/шум и большим паразитным излучением.

5. Замыкание линии на массу. Обмен данными невозможен.

6. Замыкание линии CAN_L на напряжение источника питания (аккумулятор). Обмен данными обычно невозможен.

7. Замыкание линий CAN_H и CANL между собой. Обмен данными невозможен.

8. Разрыв обеих линий в одном месте. Аналогично случаю 1.

9. Отключение концевого резистора. Обмен данными возможен, но с худшим соотношением сигнал/шум за счет увеличения стоячих волн.

10. Обрыв соединителя от узла до линии CAN_H. Данный узел не может участвовать в работе сети.

11. Обрыв соединителя от узла до CAN_L линии. Данный узел не может участвовать в работе сети.

Из сказанного ясно, что после появления одних неисправностей процесс обмена данными по шине становится невозможным, после появления других — обмен возможен, но с худшим соотношением сигнал/шум.

Здесь не рассмотрено влияние неисправностей на работу шины CAN с. низкой скоростью обмена. Эти шины способны сохранять работоспособность после некоторых неисправностей, если шинные драйверы поддерживают однопроводной режим работы. Соотношение сигнал/шум при этом ухудшается.

►Для оптимальной работы мультиплексных CAN-систем ЭБУ должны быть защищены от внешних электромагнитных помех, электромагнитное излучение самой шины должно сводиться к минимуму.

Общие требования следующие:

• электрическое поле напряженностью 200 В/м в непосредственной близости от автомобиля не должно вызывать сбоев в работе автомобильных автотронных систем;

• напряжение на передающей автомобильной антенне должно быть менее 1 мкВ в диапазоне частот 20... 1000 МГц.

Основной проблемой при использовании мультиплексных систем с высокой скоростью обмена данными является излучение электромагнитных помех за счет того, что шинные драйверы узлов работают в ключевом режиме на высокой частоте. Для уменьшения паразитного излучения используют экранирование кабеля, витые пары, включают последовательно дроссели в отводы к узлам. Имеет значение и маршрут прокладки кабеля шины, он должен проходить подальше от оборудования, чувствительного к электромагнитным помехам, ближе к заземленным объектам.

Иногда в мультиплексных системах уменьшают скорость нарастания фронтов сигналов. Это приводит к некоторому уменьшению паразитного электромагнитного излучения. С другой стороны, уменьшение крутизны фронтов вызывает потерю скорости передачи, уровень сигнала на шине более продолжительно будет находиться в неопределенном состоянии между 0 и 1, что может дать, наоборот, увеличение уровня излучаемых шумов. Для скоростных мультиплексных систем уменьшение крутизны фронтов вряд ли целесообразно.

► К надежности мультиплексных систем в автомобиле предъявляются высокие требования, автомобиль является источником повышенной опасности и должен работать надежно в течение всего срока эксплуатации.

Современные мультиплексные системы таким требованиям соответствуют. Например, шина CAN, работающая со скоростью передачи 1 Мбит/сек при средней загрузке шины 50%, средней длине сообщения 80 бит, за полный срок эксплуатации 4000 часов пропустит 9 х 10¹⁰ сообщений. Статистическая оценка для числа неопознанных неправильных сообщений за время эксплуатации составит менее 10^-2.

Приложение А

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 334; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 23 24 25 26 272829 30 31 32 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!