Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Europejski lider sprzedaży techniki i elektroniki.
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Podstawy debugowania warstwy fizycznej sieci CAN - część 3

ghost666 20 Sie 2013 10:42 3876 0
  • Podstawowe informacje o działaniu warstwy fizycznej sieci CAN

    Kiedy już sprawdziliśmy opisywane powyżej zasadnicze elementy urządzenia w sieci CAN możemy przejść do badania samej sieci CAN. Transceiver składa się z dwóch zasadniczych elementów - odbiornika i nadajnika. Nadajnik zazwyczaj zwany jest driverem w sieci CAN. Warstwa fizyczna sieci CAN, czyli fizyczna sieć CAN, jest polaryzowana stałym potencjałem wynoszącym połowę napięcia zasilania (VCC/2) - w przybliżeniu jest to 2,5 V. Sposób podłączenia napięcia polaryzacji pokazana jest na poniższym obrazku, ilustrującym budowę elementów transceivera.

    Podstawy debugowania warstwy fizycznej sieci CAN - część 3


    Transceiver zajmuje się tłumaczeniem sygnałów logiki single-ended (niesymetrycznej). Układ ten dokonuje translacji sygnałów TXD (zwanego tutaj D) oraz RXD (tutaj R) do poziomów różnicowej transmisji CAN. Gdy sieć wprowadzona jest w stan dominujący napięcie różnicowe osiąga wartość większą niż 1,2 V (tak definiuje standard). Gdy szyna CAN jest z kolei w stanie recesywnym to napięcie różnicowe wynosi - 120 mV. Stan dominujący jest równoznaczny z stanem logicznym niskim (fałsz, 0), a stan recesywny analogicznie, oznacza stan wysoki (prawda, 1). W obu tych stanach szyna CAN spolaryzowana jest przez transceiver stałym napięciem o wartości wynoszącej VCC/2. Typowe oscylogramy, pokazujące poziomy elektryczne w poszczególnych stanach, pokazane są na poniższym wykresie.

    Podstawy debugowania warstwy fizycznej sieci CAN - część 3


    Najbardziej użytecznym w debugowaniu sieci CAN narzędziem jest oscyloskop. Urządzenie takie wyposażone może być jeden, dwa lub cztery kanały akwizycji. Dwu- i czterokanałowe wersje tych urządzeń są najlepsze do badania działania interfejsu CAN. Praktyczne jest łączenie także analizatorów logicznych z oscyloskopami, gdyż sygnały RXD i TXD są sygnałami logicznymi. Idealnym przypadkiem jest możliwość analizowania czterech sygnałów - RXD, TXD, CANH oraz CANL - w tym samym momencie. Pozwala to na stwierdzenie czy transceiver zachowuje się w pożądany sposób. Do podstawowego badania sieci CAN oscyloskop o niezbyt szerokim pasmie jest dostateczny gdyż interfejs CAN ograniczony jest do prędkości 1 Mbps przez swój standard (w najbliższym czasie może to ulec zmianie, wraz z wprowadzeniem standardu CAN z elastycznymi prędkościami transmisji). Jeśli badane urządzenie transmituje w danym momencie dane do sieci CAN widoczne są one na poszczególnych polach interfejsu. Dane wysłane przez procesor lub mikrokontroler do sieci widoczne są na wejściu TXD układu transceivera. Po pewnym opóźnieniu, związanym z propagacją sygnału przez układ, dane te pokazują się na wyjściu transceivera - na pinach CANH i CANL. Następnie, po kolejnym opóźnieniu wynikającym z czasu propagacji, dane te widoczne są na wyjściu RXD z układu. Opóźnienia te - czasy propagacji - nazywają się czasem pętli lub też opóźnieniem pętli w sieci CAN. W przypadku gdy układ odbiera dane na wejściu TXD nie widoczne są żadne dane, a na wyjściu RXD widoczna jest odebrana ramka CAN.





    W poniższym oscylogramie pokazano podstawowe przebiegi podczas normalnej pracy sieci CAN, monitorowane z pomocą dwóch kanałów analogowych (sygnały CANH i CANL) i dwóch kanałów cyfrowych (sygnały RXD i TXD). Sieć CAN została skonstruowana z pomocą dwóch płytek ewaluacyjnych do układów SN65HVD255D z terminatorami na każdym końcu sieci. Generator funkcyjny, znajdujący się w każdym oscyloskopie, podłączony został do wejścia TXD jednej z płytek. Na oscylogramie pokazano przebiegi poszczególnych sygnałów. TXD i RXD w dwóch sygnałach cyfrowych w kolorach, odpowiednio, jasnofioletowym i zielonym. Sygnały CANH i CANL pokazane są powyżej nich, jako kanały analogowe w kolorach, odpowiednio, niebieskim i żółtym. Jakkolwiek dokładność takiej analizy jest niewielka, z uwagi na kiepskie parametry oscyloskopu, to widać na tym przykładzie iż sieć CAN zachowuje się zgodnie z oczekiwaniami.

    Podstawy debugowania warstwy fizycznej sieci CAN - część 3


    Na poniższym zdjęciu pokazano bardziej skomplikowany system, używany przez firmę Texas Instruments, do prezentowania działania sieci CAN, z podpiętym oscyloskopem w celu badania jego pracy. Poszczególne urządzenia połączone są ze sobą szeregowo z wykorzystaniem kabli CANopen® z 9-pinowymi konektorami D-SUB. Dodatkowo do sieci podłączony jest oscyloskop z analizatorem logicznym z wykorzystaniem wcześniej omawianego kabla (widoczne w prawym górnym rogu). Łączy on sygnały CANH, CANL oraz GND z oscyloskopem.

    Podstawy debugowania warstwy fizycznej sieci CAN - część 3


    Jako że sondy oscyloskopowe są zbyt duże aby podłączyć je bezpośrednio do pinów TXD i RXD transceivera podłączone są one do kanałów cyfrowych oscyloskopu korzystając z mikrosond, przewidzianych do przypinania ich na nóżki układów scalonych. Prostszą opcją jest przylutowanie krótkich drucików do wyprowadzeń układu i podłączenie sond oscyloskopowych wprost do nich.

    Kolejny oscylogram, znajdujący się poniżej, pokazuje przebieg sygnałów na sieci CAN oraz RXD i TXD podczas pracy urządzeń. Jakkolwiek sygnały, monitorowane oscyloskopem, nie są zapisane w wysokiej rozdzielczości, pozwalają nam one na analizą wielu zachowań sieci CAN, co wystarcza na nasze podstawowe potrzeby. Do wyzwalania oscyloskopu wykorzystano sygnał TXD jednego z urządzeń w sieci CAN. Sygnały CANH i CANL pracują różnicowo i dodatkowo w tej sytuacji można wyraźnie wyróżnić w przebiegu ramki bit ACK (ang. acknowledge) odpowiadający za potwierdzenie odebrania danych. Bit ten charakteryzuje się wyraźnie wyższym napięciem niż pozostałe bity ramki. Bit ten znajduje się na końcu przesyłanej ramki i jest wyższy, ponieważ generowany jest przez wiele, równoległych układów. Innym sposobem na łatwe rozpoznanie bitu ACK jest fakt że jest on widoczny w sygnale RXD, ale brakuje go w przebiegu sygnału TXD. Wynika to z faktu że został on wygenerowany przez inne urządzenia niż aktualnie badane.

    Podstawy debugowania warstwy fizycznej sieci CAN - część 3

    Źródła:
    http://www.ti.com/lit/an/slyt529/slyt529.pdf


    Fajne!
TME logo Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
TME Logo