Das Controller Area Network (CAN oder CAN-Bus) wurde für die
Benutzung in Fahrzeugen (PKW, LKW) entwickelt, um dort die
Komplexität der Verkabelung zu reduzieren, sowie die Steuerung
verschiedenster Sensoren und Geräte zu ermöglichen.
Wegen seiner Unempfindlichkeit gegen Störungen und
Übertragungsfehlern wird der CAN-Bus auch als industrieller
"Feldbus" genutzt. Heute wird CAN-Bus hauptsächlich
in der Fertigungsautomatisation zur Überwachung
unterschiedlicher Steuerungs- und Datenerfassungs-Anwendungen
eingesetzt.
CAN-Bus ist ein Broadcast Bus mit differentieller serieller
Datenübertragung, wobei die Bits in NRZ kodierten Rahmen gesendet
werden. Die Rahmen (Frames) bestehen aus einer ID zur Identifikation
des Nachrichtentyps sowie bis zu 8 Daten Byte, die von allen CAN-Bus
Knoten empfangen werden.
Ein CAN Netzwerk kann für die Arbeit mit zwei verschiedenen Formaten
konfiguriert werden:
das Standard Format benutzt eine 11 Bit ID (CAN 2.0A)
während das erweiterte Rahmen Format eine 29 Bit ID (CAN 2.0B)
verwendet.
CAN-Bus verwendet eine automatische Übertragung 'ohne Arbitrierung'.
Eine CAN Nachricht mit höherer Priorität wird die Arbitrierung
gegen andere 'gewinnen', die Knoten mit niedrigerer Priorität
stellen das fest, unterbrechen ihre Übertragung und warten.
Mittels der VScom CAN Adapter kann ein PC auf einfache
Art an den CAN Bus angeschlossen werden: über USB, an eine serielle
Schnittstelle, über Ethernet oder mit einer PCI Erweiterungskarte.
Damit kann dieser PC die genannten Aufgaben aus dem Bereich
der Steuerung und Überwachung übernehmen. Der PC kann auch
passiv eingesetzt werden, wobei er nur die Daten und
Zustände des Busses protokolliert, ohne selbst am
Datenverkehr teilzunehmen. Die VScom CAN Adapter unterstützen
diesen passiven Modus.
Selbstverständlich unterstützen sie ebenfalls CAN 2.0A und
CAN 2.0B, bis zu einer Übertragungsrate von 1 Mbit/s.
CANHacker ist ein Tool zur Analyse und Übertragung von Frames auf
dem CAN-Bus, es ist auf der Produkt-CD enthalten.
Weiter unterstützen die CAN Adapter CANFestival, ein Open Source
CANopen Framework. CANopen ist ein CAN-basiertes Protokoll auf
höherem Layer, welches in verschiedenen Anwendungsfeldern wie
medizinischen Geräten, Offroad Fahrzeugen, Schiffselektronik,
Eisenbahn Applikationen sowie Gebäudeautomatisation eingesetzt wird.
CANopen befreit den Entwickler von der Handhabung CAN-spezifischer
Details wie Bit-Timing und implementationsspezifischen Funktionen.
Es bietet standardisierte Kommunikationsobjekte für Echtzeit Daten,
Konfigurationsdaten, sowie auch Daten zum Netzwerk Management.
• Die PCI-2CAN Karte wird in einen PCI Slot eingebaut.
Als Universal PCI Erweiterungskarte arbeitet sie sowohl in den
klassischen 5V PCI Slots als auch in den neueren 3.3V PCI Slots (PCI-X).
Die Karte passt sich an das Mainboard an, und generiert zum Board passende Signale.
Beide CAN Kanäle der Karte sind auf dem Anschlussblech platziert,
so dass die Karte nur einen Slot belegt.
Die Treiber für das Betriebssystem Windows installieren zwei
serielle Anschlüsse (Com Ports), einen für jeden der beiden CAN Kanäle.
Dieser Com Port wird dann von der Software benutzt, um Daten und Kommandos
zum CAN Bus zu senden.
Hardware basierte automatische Flußsteuerung des Com Ports sorgt für
verlässliche Datenübertragung, d.h. es gibt keinen Datenverlust bei der
Übertragung vom/zum CAN Bus.
Unter dem Betriebssystem Linux installiert der Treiber ebenfalls einen
seriellen Port.
Weil eine serielle Schnittstelle emuliert wird, kann
grundsätzlich auch ein Terminal Programm zur Datenübertragung
und Steuerung genutzt werden. Die binären Daten des CAN Bus
werden in ein ASCII-Format konvertiert, und in dieser Form
übertragen. Dieser Modus kann manuell benutzt werden,
wodurch Tests des Aufbaus und der Verbindungen sehr einfach
werden.
Auch Kundenapplikationen können dieses Protokoll verwenden.
Allerdings wäre das mit Aufwand verbunden, der nicht
erforderlich ist. Statt dessen verwenden die Applikationen
eine mitgelieferte Library (VSCAN, eine DLL für Windows).
Diese Library
transportiert die Daten, die Applikationen verwenden CAN
Frames als natürliche Datenstruktur, sowie entsprechend
einfache Statusmeldungen. Diese Library wird auch für
zukünftige VScom CAN Produkte gepflegt, so dass bei einem
Umstieg nur minimale Anpassungen der Applikationen
erforderlich sind.
• Die Adapter NET-CAN sorgen für CAN BUS Kommunikation über Ethernet.
Sie bieten eine vollständig abgesicherte Kommunikation sowohl für
Datentransfer zu als auch für Konfiguration der angeschlossenen CAN Geräte.
NET-CAN unterstützt zwei Betriebsarten: Treiber Modus und TCP Raw Server.
Der Treiber Modus verlangt die Installation des Virtuellen Com-Port Treibers,
welcher das Netzwerk transparent vor der Applikation verbirgt.
Der Modus TCP Raw Server benötigt dagegen keine Installation eines Treibers,
statt dessen wird die Kommunikation komplett über IP Adresse und Port Nummer
(d.h. Socket Programmierung) abgewickelt.
Wie beim PCI-2CAN können der virtuelle serielle Port und die
direkte TCP Kommunikation im ASCII Modus benutzt werden, um CAN Funktionen
zu verwenden.
Die VSCAN Library unterstützt sowohl serielle Ports (auch virtuelle)
als auch Socket Programmierung, die Applikation des Kunden braucht sich
also um diese Details nicht zu kümmern. Ein Wechsel der CAN Verbindung zu
einem anderen VScom CAN Adapter erfordert lediglich eine Änderung der
Konfiguration in der Software, die Applikation selbst braucht nicht angepasst
werden.
• Der VScom USB-CAN Adapter wird über USB 2.0 mit einem PC
verbunden. Auch USB 1.1 mit der Full Speed Datenrate von 12 Mbit/s
ist für den Betrieb geeignet und ausreichend. Dadurch
können auch ältere Rechner genutzt werden.
Der neue USB-CAN P verwendet ein compactes Gehäuse aus Kunststoff, und
hat daher ein geringes Gewicht. Der bisherige USB-CAN bietet ein
industrie-taugliches Gehäuse aus Metall, welches auch auf Hutschiene
montiert werden kann.
Die Treiber für Windows installieren eine virtuelle serielle
Schnittstelle (Com Port). Diese Schnittstelle wird
anschließend von der Software zur Datenübertragung genutzt.
Funktionen der hardware-gesteuerten automatischen
Flußkontrolle machen die Kommunikation extrem sicher.
Auch unter Linux wird eine serielle Schnittstelle emuliert,
ebenfalls mit sicherer Flußkontrolle.
Die Performance des VScom USB-CAN gehört in die
Spitzengruppe vergleichbarer Produkte auf dem Markt. So kann
ein permanenter Datenstrom auf dem CAN Bus selbst bei 1 Mbit/s
fehlerfrei mitgelesen werden.
Weil wie beim PCI-2CAN eine serielle Schnittstelle emuliert wird,
steht der ASCII Modus für Testzwecke im Terminal Programm oder für
Applikationen des Kunden zur Verfügung. Wie schon oben genannt existiert
die VSCAN Library, um die Nutzung des CAN Bus zu erleichtern.
Die Stromversorgung des VScom USB-CAN erfolgt über den USB Anschluss,
dadurch ist die Verkabelung besonders einfach. Die
geringe Leistungsaufnahme unterstützt den Einsatz zusätzlich.
• Der Adapter VScom SER-CAN wird an eine serielle
Schnittstelle (RS232) eines beliebigen Computers
angeschlossen. Der Adapter funktioniert in gleicher Weise
wie der VScom USB-CAN, bis hinauf zu 1 Mbit/s auf dem CAN
Bus. Allerdings limitiert die Schnittstelle RS232 den
nutzbaren Datendurchsatz. Der Adapter kann jedoch so
konfiguriert werden, dass er nur CAN Frames mit bestimmten
Parametern annimmt und an den Rechner übermittelt. Dadurch
sowie mittels passender Protokolle kann Datenverlust
vermieden werden.
Der VScom SER-CAN wird mit 5V Gleichspannung versorgt.
Ein entsprechendes Steckernetzteil ist im Lieferumfang enthalten.
Selbstverständlich unterstützt der VScom SER-CAN die gleiche Library wie der USB-CAN.
Die VScom CAN Adapter sind zu einem sehr attraktiven Preis verfügbar.
English Version
