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Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 1 Le Bus CAN Programme Présentation du

Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 1 Le Bus CAN Programme Présentation du bus CAN : Domaines d’application Rappels sur les bus de terrain • Généralités sur les bus de terrain • Le modèle OSI • Le temps réel Le bus CAN • La couche physique • La couche liaison de données • Le format étendu CAN 2.0 B Le Protocole CAN open Applications et outils de mise en œuvre Exemples Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 2 Le Bus CAN Historique Depuis les années 1960 la longueur de câble utilisée dans l’automobile ne cesse de croître pour dépasser 2000 m en 1995. Le nombre des connexions atteint 1800 à cette même date. La fiabilité et la sécurité sont menacés. Les normes en matière de pollution et de consommation d’énergie obligent les constructeurs à multiplier les capteurs et actionneurs intelligents dans leur véhicules accélérant ce processus de multiplication des câbles et connexion depuis une vingtaine d ’années. Le besoin de sécurité accrue (ABS, ESP, AIR-BAG…) et la demande de confort (mémorisation des réglages de conduite, climatisation régulée par passager, système de navigation…) ne font que renforcer cette tendance. La société BOSCH développe dès le début des années 1980 une solution de multiplexage des informations circulant à bord de la voiture. Le bus CAN apparaîtra et sera normalisé dans les années qui suivent (dès 1983). Les composants CAN se démocratisent et investissent d’autres secteurs de l’industrie (moissonneuses, pelleteuse, médical, produits numériques, systèmes électrotechnique…). Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 3 Le Bus CAN Exemples d’applications CAN Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 4 Le Bus CAN Rappels sur les bus de terrains Les réseaux de terrain permettent :  l’interconnexion entre plusieurs entités d’un même système;  la réduction de la longueurs des liaisons entre les différents éléments grâce à un support commun de transmission;  de sécuriser les liaisons des automates d’usine;  de gagner de la place comme une automobile pour les systèmes dit d’électronique embarquée ;  de transférer les informations de manière séquentielle (c’est à dire bit par bit) ou bien par paquet de bits ;  un échange de données qui serait difficile voire impossible par un autre moyen.  l’insertion ou la suppression d’éléments au sein d’un même système Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 5 Le Bus CAN Evolution du câblage dans l’automobile grâce à un bus de terrain Câblage traditionnel CAN Simple & Léger 2 câbles pour l’alimentation électrique 12 V DC 1 paire torsadée pour les transferts d’informations Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 6 Le Bus CAN Eléments du bus CAN Support de transmission Codage de l’information amplitude, timing, synchro Codage des messages arbitrage, gestion erreurs Applications constructeurs Câbles électriques, fibres optiques, Liaisons infrarouges, liaison hertziennes Niveaux des signaux : hauteur et largeur des bits portant l’information Protocole de transmission Définition d’un langage entre les composant CAN Norme CAN ISO 11898 Haute vitesse ISO 11519 Basse vitesse Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 7 Le Bus CAN Les trois principaux documents existants se rapportent aux applications automobiles et sont connus sous les références : ISO 11519-1 Généralités et définitions : véhicules routiers, communication en série de données à basse vitesse. ISO 11519-2 Réseau local à commande à basse vitesse (CAN) : véhicules routiers, communication en série de données à basse vitesse. ISO 11898 Véhicules routiers - Echange d'information numérique : gestionnaire de réseau de communication à vitesse élevée (CAN). Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 8 Le Bus CAN L’utilisateur ne se soucie pas :  du chemin suivi par les informations;  de la conversion des formats;  du type de l’interlocuteur ou bien du type du constructeur d’un élément. Les protocoles de communication n’ont fait qu’évoluer depuis maintenant près de vingt ans. Basés sur l’optimisation de place et de temps, les systèmes de contrôles-commandes sont de plus en plus perfectionnés. Ces technologies ne cessent d’être améliorées et sont de plus en plus utilisées pour des raisons de coûts, de fiabilité et de confort tant en ce qui concerne leur installation que leur entretien. Rappels sur les bus de terrains Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 9 Le Bus CAN Le modèle OSI : Afin de normaliser les protocoles, l’International Standard Organisation (ISO) a développé le modèle Open System Interconnections (OSI), qui permet d’identifier et de séparer les différentes fonctions d’un système de communication. Ce modèle divise en sept couches les fonctions d’un système de communication. Cependant il n’est pas indispensable de disposer de toutes les couches dans un système : selon les fonctionnalités requises, certaines couches intermédiaires sont inutiles. Rappels sur les bus de terrains Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 10 Le Bus CAN Représentation du modèle Environnement réseau Environnement OSI Environnement système réel UTILISATEUR SE UTILISATEUR SE noeud noeud réseau liaison physique Si réseau liaison physique Si Support physique d'interconnexion transport 4 3 2 1 réseau liaison physique transport 4 3 2 1 réseau liaison physique application présentation session 7 6 5 application présentation session 7 6 5 Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 11 Le Bus CAN 1. La couche physique ou transmission des bits Réalise la transmission des éléments binaires constitutifs des trames sur le support suivant des caractéristiques physiques, électriques, optiques et mécaniques définies par des normes. On lui associe les notions de directionnalité (mono- ou bi-), de temps de propagation, de valeurs pour l’état haut, l’état bas. Rappels sur les bus de terrains UTILISATEUR SE transport 4 3 2 1 réseau liaison physique application présentation session 7 6 5 Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 12 Le Bus CAN 2. La couche de liaison de données ou niveau trame Définit le format ainsi que le codage logique de la trame. Elle permet également la sécurisation du lien physique. Cette couche découpe les séquences de bits transmis sous forme de trames dont la taille varie (de 10 à 1000 octets). Ces trames sont protégées par un code détecteur d’erreur ainsi que par des trames dites d’acquittement. Rappels sur les bus de terrains UTILISATEUR SE transport 4 3 2 1 réseau liaison physique application présentation session 7 6 5 Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 13 Le Bus CAN 3. La couche réseau ou niveau paquets Permet l’acheminement et le contrôle des données. Les chemins peuvent être prédéfinis dans des tables de routage, mais souvent ces chemins sont choisis dynamiquement pour chaque paquet de données. Chaque réseau possède son propre protocole, lorsque l’on passe d’un réseau à un autre la couche réseau permet l’adaptation entre ces différents réseaux. Peut demeurer absente dans certains protocoles Rappels sur les bus de terrains UTILISATEUR SE transport 4 3 2 1 réseau liaison physique application présentation session 7 6 5 Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 14 Le Bus CAN 4. La couche transport ou niveau message Elle permet : Le contrôle du transfert des informations de bout en bout; Le découpage des messages en paquets pour le compte de la couche réseau; Le réassemblage des paquets en messages pour les couches supérieures. Rappels sur les bus de terrains UTILISATEUR SE transport 4 3 2 1 réseau liaison physique application présentation session 7 6 5 Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 15 Le Bus CAN 5. La couche session Permet d’établir une session entre deux machines, les machines peuvent désormais dialoguer et se synchroniser. Elle assure l’ouverture et la fermeture des sessions pour le compte des applications, définit les règles d’organisation de synchronisation du dialogue entre les abonnés Rappels sur les bus de terrains UTILISATEUR SE transport 4 3 2 1 réseau liaison physique application présentation 7 6 5 session Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 16 Le Bus CAN 6 - La couche présentation Permet de gérer la syntaxe et la sémantique de l’information transmise. L’information transmise sous forme d’octets peut être de l’ASCII ou bien des résultats de calculs possédant un format spécial (virgule fixe, flottante) … La couche présentation permet de coder cette information correctement. Rappels sur les bus de terrains UTILISATEUR SE transport 4 3 2 1 réseau liaison physique application 7 6 5 session présentation Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 17 Le Bus CAN 7. La couche application Assure l’interfaçage avec les utilisateurs A chaque application correspond son protocole comme par exemple :  FTP pour le transfert de fichiers  SMTP pour le transfert de courrier électronique Rappels sur les bus de terrains UTILISATEUR SE transport 4 3 2 1 réseau liaison physique 7 6 5 session présentation application Le bus CAN BTS IRIS Lycée Turgot Limoges 18 Le Bus CAN Les couches présentes dans le bus CAN OSI OSI TCP/IP Bus CAN Couche application Niveau application - Spécifié par l’utilisateur Couche présentation Niveau présentation - - Couche session Niveau session - - Couche transport Niveau message TCP CanOpen protocol Network / presentation layer Couche réseau Niveau paquet uploads/Industriel/ 1-buscan-trame.pdf