LOS PROTOCOLOS Formacin MULTIPLEXADO Los Protocolos 1 LOS

LOS PROTOCOLOS Formación MULTIPLEXADO Los Protocolos 1

LOS PROTOCOLOS Histórico: Ø Histórico del VAN : Ø 1987 : Nacimiento del protocolo VAN Ø 1990 : VAN pasa a ser la norma AFNOR R-13708 Ø 1992 : primeros prototipos rodantes (CITROËN XM) Ø 1993 : 1. 000 vehículos en línea de producción (CITROËN XM) Ø 1994 : VAN pasa a ser la norma ISO 11519 -3 Ø 1995 : Renault abandona VAN Ø 1999 : primera red confort con BSI-VAN en serie en XSARA y XSARA Picasso 2

LOS PROTOCOLOS Histórico: Ø Histórico del CAN : Ø 1980 : Nacimiento del protocolo CAN Ø 1991 : CAN Low Speed pasa a ser una propuesta de norma ISO Ø 1992 : MERCEDES utiliza la CAN en la Clase S Ø 1993 : CAN High Speed pasa a ser norma ISO 11898 Ø 1994 : CAN Low Speed pasa a ser norma ISO 11519 -2 Ø 1995 : PSA adopta el protocolo CAN HS para las aplicaciones Intersistemas sustituyendo a la VAN Ø 2000 : PSA decide bascular de la VAN hacia la CAN Low Speed para sus aplicaciones Carrocería y Confort 3

Formación MULTIPLEXADO Concepto y generalidades 4

LOS PROTOCOLOS Concepto y generalidades: Bus Ø El Medium o Bus : PSA Soporte que permite la transmisión de las informaciones entre los diferentes calculadores (Bus, Médium) Los protocolos de comunicación CAN y VAN no imponen un Médium particular (fibra óptica, conexión Herciana, conexión eléctrica por cableado convencional) Para las aplicaciones automóviles, la conexión eléctrica es la de mayor adaptación. Está compuesta por 2 cables en las redes VAN y CAN DATA y DATA/ CAN H y CAN L 5

LOS PROTOCOLOS Concepto y generalidades: Ø Noción Maestro y esclavo: Las redes son definidas según las necesidades del constructor teniendo en cuenta costes y funciones a asegurar. La red Maestro / Esclavos MAESTRO VAN ESCLAVO La red Multimaestros / Multiesclavos ESCLAVO MAESTRO VAN ESCLAVO 6

LOS PROTOCOLOS Concepto y generalidades: Ø Noción Maestro y esclavo: VAN y CAN La red Multimaestros MAESTRO MAESTRO 7

LOS PROTOCOLOS Concepto y generalidades: Ø NUDO / ESTACION / MODULO: Juntos componen una interfase electrónica estandarizada que permite comunicar por una red VAN o CAN DATA o CAN_L INTERFASE CONTROLADOR DE DE LI NEA DATA/ o CAN_H VAN o CAN Datos recibidos APLICAR PROTOCOLO VAN o CAN Datos a emitir 8 Nudo VAN o CAN

LOS PROTOCOLOS Concepto y generalidades: Ø Función de los diferentes elementos: • interfase de línea DATA o CAN_L Interfase de línea DATA/ o CAN_H Efectúa la conexión entre el controlador de protocolo y el Bus Administra la gestión de activación / reposo de las redes Filtra los parásitos, sobretensiones • inspector de protocolo Controlador de protocolo Recibe y transmite las informaciones de la aplicación que sigue el protocolo utilizado sobre la red. 9

LOS PROTOCOLOS Concepto y generalidades Ø Interfase de línea: Características Interfase de línea DATA o CAN_L DATA/ o CAN_H • etapa de recepción 1 comparador en CAN HS (3 en VAN y CAN LS ) • etapa de emisión (TX) 1 etapa; DATA y DATA/ en VAN, CAN L y CAN H en CAN • Diagnosis de línea Diag. 1 célula de decisión en CAN LS (función integrada en el controlador de protocolo en VAN ) • Mecanismo de vigilancia / activación Sobre actividad de la red en CAN LS, corriente consumida sobre DATA / en VAN 10

LOS PROTOCOLOS Interfase de línea Concepto y generalidades: Ø Interfase de línea: Efecto de una perturbación Perturbación asimétrica: Causa de error de interpretación + Perturbación simétrica: Suprimida a la salida 11

LOS PROTOCOLOS Concepto y generalidades Interfase de línea. VAN Bus VAN Controlador de protocolo Interfase de línea R 0 R 1 R 2 Diag. VAN TX DATA Aplicación Bus VAN 12

LOS PROTOCOLOS Concepto y generalidades Diag. RX Bus CAN LS Interfase de línea. CAN Fault Tolerant Controlador de protocolo Diag. Interface de Ligne CAN HS I/S RX CAN TX CAN_H CAN_L Bus CAN Aplicación 13

LOS PROTOCOLOS Formación MULTIPLEXADO Las tramas de comunicación VAN y CAN 14

LOS PROTOCOLOS Las tramas de comunicación: Ø Las diferentes Tramas: Bus DATA VAN CAN I/S CAN LS Nuevo DATA / CAN H CAN L CAN H 15

LOS PROTOCOLOS Las tramas de comunicación: Ø Composición de las tramas VAN y CAN : Una trama VAN está compuesta por 9 campos SOF 1 IDEN Principio de Trama 2 Identificador 3 Mandato 4 COM DATA 5 CRC EOD ACK EOF IFS Control validez de mensaje 6 Fin de datos 7 Datos Confirmación 8 Separador de trama Fin de Trama 16

LOS PROTOCOLOS Las tramas de comunicación: Analogía con Correos Ø Función de los campos: Texto A. R ? VAN Dirección Principio Firma Sello (urgente) Identificador Com Tipo de difusión Datos Acuse de recibo Control fin datos Ack Fin A. R ? 18

LOS PROTOCOLOS Las tramas de comunicación: Ø Tipo de comunicación: VAN • Modo difusión Sin petición de confirmación en la trama Dirección indicando la naturaleza de los datos (no indica el destinatario) Emisor SOF DIRECCION MANDATOS CRC EOD EOF Receptores Resultado SOF EOD Sin petición de confirmación = modo difusión EOF 22

LOS PROTOCOLOS Las tramas de comunicación: Ø Tipo de comunicación: CAN • Modo difusión Confirmación en la trama Dirección indicando la naturaleza de los datos Emisor Start Bit DIRECCION MANDATOS CRC ACK Receptores Résultat EOF Dél. CRC Start Bit DIRECCION MANDATOS CRC Dél. CRC ACK Imposible impedir la confirmación con la CAN EOF 23

LOS PROTOCOLOS Las tramas de comunicación: Ø Tipo de comunicación : VAN • Modo punto a punto Con petición de confirmación en la trama Dirección física indicando el destinatario de los datos que debe confirmar la trama Emisor SOF DIRECCION MANDATOS CRC ACK Récepteur Résultat EOF EOD SOF DIRECCION MANDATOS Dirección física CRC EOD ACK EOF 24

LOS PROTOCOLOS Las tramas de comunicación: VAN Ø Tipo de comunicación : • Punto a punto lectura con respuesta en la trama Corresponde a una demanda con una respuesta inmediata. ( IFR: In Frame Respuesta) Emisor SOF DIRECCION MANDATO Emisor/Receptor Resultado SOF DIRECCION MANDATOS CRC EOD ACK EOF 26

LOS PROTOCOLOS Las tramas de comunicación: VAN y CAN Ø Tipo de comunicación : • Punto a punto lectura con respuesta diferida No aplicado en PSA Emisor Start Bit DIRECCION MANDATO CRC Dél. CRC ACK Receptor ACK EOF Start Bit DIRECCION MANDATO Data CRC Dél. CRC EOF Resultado Start Bit DIRECCION MANDATO CRC PREGUNTA Dél. CRC ACK EOF RESPUESTA 27

Formación MULTIPLEXADO El numérico 1001100111110001000000011010011010110001100010110001101101011110101101100110101000101 29

LOS PROTOCOLOS El numérico: Ø Principio del numérico: Ø el principio es de comunicar un conjunto de calculadores o componentes electrónicos utilizando " un lenguaje numérico ". Ø la función del " lenguaje numérico " es transformar valores físicos en un valor escrito explotable por los calculadores y los componentes electrónicos. Ø sistemas utilizados : ü La numeración decimal ü La numeración Binaria ü La numeración Hexadecimal 30

LOS PROTOCOLOS El numérico: Ø Numeración decimal: Ø Empleada en la vida corriente Ø Es de base : 10 los caracteres utilizados son ; 0, 1, 2, …. , 9 Ø Puede ser desarrollada utilizando potencias de 10 Ejemplo: 2624 = (2 x 103) + (6 x 102) + (2 x 101) + (4 x 100) = 2000 + 600 + 20 + 4 31

LOS PROTOCOLOS El numérico: Ø Numeración binaria : Está particularmente adaptada a los conjuntos electrónicos y a los ordenadores. Ø Es de base 2 (2 estados son posibles « 0 » o « 1 » ) Ø Una información binaria elemental es llamada « Bit » Binary Digit Todas las informaciones transmitidas sobre el Bus están codificadas en Binario 1001111100000001101011000101100011011010110110101000101 32

LOS PROTOCOLOS El numérico: Ø Numeración binaria : El Morse ya era un medio de comunicación que utilizaba una mensajería codificada en dos estados. y - Ø escrito : . . . (S) Ø lámpara: luz corta / luz larga Ø sonoro : bip largo / bip corto En el multiplexado, efectuamos la misma cosa con 0 y 1 33 1001111100000001101011000101100011011010110110101000101

LOS PROTOCOLOS El numérico: Ø Numeración hexadecimal : Permite comprimir una expresión binaria Es de base 16 los carácteres utilizados son: 0, 1, . . . , 9, A, B, C, D, E y F El Hexadecimal es utilizado únicamente para facilitar el tratamiento de las informaciones 34

LOS PROTOCOLOS El numérico: Ø Conversión : Ventaja de la conversión en Hexadecimal : Decimal 100 Binaria 0110 0100 Hexa 6 4 Nota : Un conjunto de 8 Bits corresponde a un octeto Ej : conversión {01000101} 35

LOS PROTOCOLOS El numérico: Ø Ejemplo de una sonda de Temperatura CTN : T °c R = 2500 10100 0 1 0 0 0 T° = 20 R R = 2500 T° Calculador A 0 1 0 0 T° = 20 1 0 0 0 Calculador B 36

LOS PROTOCOLOS El numérico: Ø Comunicación paralelo: Cada cable transmite un solo rango binario. Cables de control Reloj Dn "n" cables de datos D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 t t Ø Comunicación serie: Se utiliza un procedimiento que permite transmitir los datos sobre un cable. Línea de reloj Reloj Datos D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 Dn 0 0 1 0 0 Emisor Línea de datos 1 Masa común D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 Dn 0 0 1 Receptor 37

LOS PROTOCOLOS Aplicación retenida por PSA El numérico: Ø Comunicación serie con reloj integrado: El reloj del receptor se sincroniza con el principio del mensaje que contiene un BIT de « Start » Bit de start Bit de stop Línea de datos D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 Dn 0 0 1 0 0 Reloj interno 1 1 0 Masa común Emisor 0 1 0 0 1 1 Resincronización reloj interno, receptor Receptor Nota : Para evitar las perturbaciones electromagnéticas y asegurar el sistema, la línea de datos consta de 2 cables. 38

LOS PROTOCOLOS El numérico: Ø Métodos de codificado: codificado MANCHESTER codificado NRZ Bit codificado gracias a 2 elementos temporales (Time. Slot) complementarios 2 Time-Slot = 1 Bit codificado gracias a un elemento temporal ( Time-Slot) 1 Time-Slot = 1 Bit 5 V 5 V 0 V Bit 1 Bit 0 39

LOS PROTOCOLOS El numérico: Ø Metodos de codificado: Codificado E-MANCHESTER Sincronización asegurada por un método de codificado (3 NRZ seguido de un MAN) 0 0 bits NRZ 1 0 bit Manchester 1 1 1 bits NRZ 1 1 NRZ con Bit Stuffing Sincronización asegurada por un método no sistemático de codificado llamado "Bit Stuffing", puesto en marcha después de detección de 5 Bits consecutivos del mismo nivel. 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 bit Manchester 5 bits NRZ 1 bit Stuffing Resincronizaciones sistemáticas VAN Resincronización No sistemática CAN 40

LOS PROTOCOLOS El numérico: Ø Noción de caudal Ny / caudal Bruto: Caudal Bruto Start IDEN COM DATA CRC Del ACK CRC EOF IFS Es el caudal en el sentido físico. Corresponde al número de Bits que componen la totalidad de la trama Caudal Ny DATA Es el caudal real de información excluyendo el revestido de bits propios del protocolo (sólo es considerado el campo de datos) con Campo de datos Maxi Datos =Caudal Ny CAN de 8 octetos; = 49 % Trama VAN de 28 octetos; = 81 % 41

LOS PROTOCOLOS El numérico: Ø Gestión de las prioridades de acceso al Bus : A pierde el arbitraje y ‘llega’ al bus Nudo A : Nudo B : Nudo C : B gana el arbitraje allí 'conserva' el bus C pierde el arbitraje ‘y ‘llega’ al bús Bus : CAN_L - DATA 43

LOS PROTOCOLOS El numérico: Ø Plazo de transmisión: Si un calculador decide transmitir un mensaje, éste no será forzosa e inmediatamente emitido sobre la red. Puede ser debido a: • una pérdida de arbitraje • una red ocupada en el momento de la demanda de emisión El plazo de transmisión está en función de la carga de la red 44

LOS PROTOCOLOS Formación MULTIPLEXADO Los errores de comunicación VAN y CAN 46

LOS PROTOCOLOS Los errores de comunicación VAN y CAN : Ø El protocolo VAN : Error CODIGO Error BIT Error ACK Ninguna indicación en el bus Error CRC Error FORMATO 47

LOS PROTOCOLOS Los errores de comunicación VAN y CAN : Ø El protocolo. CAN : Error STUFF Error BIT Error ACK Bus Off Error CRC Error FORMATO Indicación de error realizada por el nudo que lo ha detectado 49

LOS PROTOCOLOS Los errores de comunicación VAN y CAN : Defecto ausencia de com. con el calculador Ø El protocolo. CAN : • el Bus Off Estado de los nudos debido a la detección de un gran número de errores en transmisión • Emisión y recepción inactivas • Ninguna confirmación de las tramas presentes en la red 30 ms à 1 s Bus OFF OK Transmisión OK Recepción OK Número importante de errores en transmisión Calculador desconectado de la red • Ninguna Transmisión • Ninguna Recepción 51