מאמר: תכנון חשמלי של רשת can-bus בכלי רכב

[Haim_gds]

בנוסף, בכל פרוטוקול תקשורת (למעט הנמוכים ביותר) כל חבילת תקשורת מכילה מידע נוסף (חוץ מהמידע שהיא מעבירה) על החבילה כגון כתובת מקור, כתובת יעד וכו'. מה שמגדיל את החבילה ומקטין את תעבורת המידע השימושי.

 

לסבר את האוזן, לפני מספר חודשים חשבנו לעבוד בפרוטוקול ZigBee וכשבדקתי את מבנה החבילה גילתי שרק חצי ממנה מכיל את המידע השימושי. מה שאומר שאני כרגע מתכנן פרוטוקול דומה חדש....😬

[danniel]

כל הודעה מכילה גם עדיפות...

 

CAN יכול בהגדרתו להגיע ל 1 מגהביט לשניה ולרוב זה חצי מזה. 

FLEXRAY או CAN FD שנמצא לדוגמא ב BMW פי עשר מזה, כ 10 מגהביט בשניה. בפועל המהירות היא חצי מזה. 

 

 

[roee]

מאמר נהדר יגאל, מעמיק מאוד.

 

אוסיף שהיתרון הכי גדול בשימוש בCAN ברמת המערכת הוא שכבת תקשורת סופר אמינה שלמעשה כמעט כולה ממומשת בחומרה ולא בתוכנה. כלומר, בניגוד לפרוטוקולים פשוטים יותר (כמו סתם UART), יש ממש בלוק חומרתי שמממש את הפרוטוקול לרבות ניהול שגיאות, בדיקות עצמיות, תעדופים, שידורים חוזרים במקרה כשל וכו׳. CAN מאוד דומה לאת׳רנט מהבחינה הזו.

היתרון האחר - ושוב, בדומה לאת׳רנט - הוא רשת multi master אמיתית שבה כל אחד יכול לצאת לשידור. 

החסרונות בCAN הם אורך חבילה מאוד מוגבל (8 בתים במקור, נדמה לי שהגיע עד 64 בCAN FD).

 

הCAN איתנו משנות ה80, אני מאמין שCAN יוחלף בעשור הבא ברכב על ידי את׳רנט יעודי (מטוסי נוסעים למשל כבר הולכים לכיוון הזה של את׳רנט למערכות הבקרה). אבל בנתיים, הוא פרוטוקול מאוד שימושי ומומלץ.

 

 

 

 

[Igalz]

לפני 7 שעות, roee כתב:

8 בתים במקור, נדמה לי שהגיע עד 64 בCAN FD

אכן 64 בית מידע נטו לחבילה (פאקטה), לא כולל המעטפת (header ו ack).

 

לגבי CAN FD שווה לציין שהחידוש הכי גדול שהוא הביא, מעבר לשינוי אורך החבילה והגדלת קצב המידע,

הוא היכולת לשדר בקצב שידור משתנה.

למעשה קצב השידור משתנה באמצע שידור הפאקטה, כאשר שלב הארביטרציה מתבצע בקצב של עד 1 מגה ביט לשניה (תאימות לאחור לרשת CAN),
המידע משודר בקצב כלשהו עד 5 מגה ביט לשניה, ולבסוף סגירת הפאקטה מתבצעת גם היא ב1 מגהביט לשניה.

כל יחידה ברשת חופשית לבחור באיזה קצב ישודר המידע, וחופשית לשנות את הקצב הזה עבור כל פאקטה.

 

ישנם עוד כמה שיפורים שהוצעו במנגנון גילוי שגיאות..

ניתן לקרוא את התקן של CAN FD כפי שהוצע על ידי בוש ב2012 בקישור הזה

 

[danniel]

למרות כל המידע הרב ומה שיש פה זה רק חלקיק, ברמת המוסך כל זה זה ממש לא משנה או עוזר באבחון.

תקלות CAN אלו מסוג התקלות היותר מאתגרות שיש ברכב המודרני ולמרות כל מיני אמצעי שיקוף הרשתות בצורה גרפית כזאת או אחרת, במכשירי אבחון המקוריים של היצרן, יש קושי למצוא את מקור הנתק / קצר / הפרעה, בטח אם הוא אקראי ולרוב משפיע על מספר רשתות וכמה וכמה יחידות בקרה. 

[Igalz]

לפני 21 דקות, danniel כתב:

למרות כל המידע הרב ומה שיש פה זה רק חלקיק, ברמת המוסך כל זה זה ממש לא משנה או עוזר באבחון.

אין לי ספק שדיאגנוסטיקה של תקלות תקשורת היא מהמורכבות שיוצא לאיש דיאגנוסטיקה להתקל בהן. ואני ממש לא מזלזל בקושי לאבחן אותן.

אבל, אני ממש ממש לא מסכים עם החלק השני של המשפט שלך.

 

יצא לי לדבג המון תקשורות בקריירה המקצועית שלי, החל מתקשורות אוויוניות טקטיות, דוגמת הmuxbus1553 שהוזכר כאן,

דרך תקשורות קוויות סטנדרטיות דוגמת gigabit ethernet וגם  10gigabit ethernet מכמה סוגים.

ועד לתקשורות RF ופיתוח מודמים ואלגוריתמים לעיבוד אות המשודר באויר.

ודבר אחד משותף לכל תהליך דיבאג כזה: הוא חייב להתחיל מלמידה לפרטי פרטים של התקן ומבנה הרשת.

 

ככל שההכרות שלך עם רשת התקשורת והדקויות שלה רדודה יותר, כך תהליך הדיאגנוסטיקה מתודלק בכללי אצבע, ניחושים, והחלפת חלקים מיותרת. אין תחליף לידע.

 

[danniel]

המידע הזה  רשום בצורה מאוד מופשטת בספרות הטכנית וקצת יותר מופרטת בחומרי הדרכה ולמרות זאת אני אומר לך שזה ממש לא עוזר באבחון.

יש מטודיקה בסיסית איך למצוא בעיה ברשת CAN  והיא לא קשורה להבנת  הטופולוגיה של המערכת לעומק.

אתה מקבל תפריט מהסורק תקלות איזה מחשב לא מדבר עם איזה מחשב, עושה הצלבות מל הסכמה החשמלית של ה CAN להבין איפה יכולה להיות הבעיה ומחפש את הקו הפיזי של התקשורת.

ברגע שהבנת איזה קו זה, מתחיל בדיקת רציפות והתנגדות (של נגדי הקצה) האם זה באמת הקו הבעייתי ולאחר האימות מתחיל לפרק חלקים ויחידות בקרה ומחפש את מוקד הבעיה.

המקצוענים יותר מחברים סקופ ומחפשים איזה מחשב או קו תקשורת גורם להפרעה שמזהים בסקופ בשיטת האלימינציה (ניתוק מחברים ויחידות בקרה). 

יש פה יותר אלמנט של ניסיון והכרות פיזית עם רכב ספיציפי (איפה עוברים צמות חשמל, מחברים וצמתים ואיפה נמצאות יחידות הבקרה השונות), מאשר ידע ב CAN ומערכות תקשורת.  

  

[Igalz]

פיסת מידע מעניינת נוספת שמצאתי אתמול ברשת,

מסתבר שלמרות שתקן ISO 11898-2 מגדיר את 2 נגדי הטרמינציה בערך 120 אוהם שדיברתי עליהם בכתבה למעלה, ישנם יצרנים שבוחרים להתחכם ובוחרים סכמות שונות של טרמינציה לרשת.

לדוגמא בחלק מהדגמים של קבוצת וואג (לא יודע לומר אלו בדיוק) בחרו לשים נגד 66 אוהם ביחידה מסויימת ברשת, ונגד 2.6 קילואוהם בשאר היחידות.

 

ההתנגדות השקולה עדיין נשארת סביבות ה60 אוהם.

[מרק10]

זה לא התחכמות אלא תלוי במספר יחידות המחשב המחוברות לערוץ CAN וההתנגדות שלהם לכן ערך נגד העומס משתנה.

[Igalz]

לפני 21 דקות, מרק10 כתב:

זה לא התחכמות אלא תלוי במספר יחידות המחשב המחוברות לערוץ CAN וההתנגדות שלהם לכן ערך נגד העומס משתנה.

בתקן מוגדרות 2 יחידות בלבד, היחידות שבקצוות הקו, שיש להן נגדי טרמינציה של 120 אוהם.

וזה לרשת של עד 70 יחידות מחשוב.

 

ברגע שמתחילים לפזר נגדי טרמינציה בכל היחידות, בחלק ערכים כאלו ובחלק אחרים, בגדול מצפצפים על התקן, וזו התחכמות.

או שאתה חושב שזה נועד לרכבים עם יותר מ70 יחידות מחשוב ולכן לא הייתה להם ברירה אלא להמציא את הגלגל מחדש?

[danniel]

אין מצב, יצרנים לא עושים דברים סתם ללא מחשבה ומצפצים על תקנים, בטח לא אחרי שחטפו קנס גבוה על נושא הזיהום אויר. 

עומד מאחורי זה עניין טכני שאנו פשוט לא יודעים. במידע שיש ברשת לגבי הרבה מאוד נושאים, הוא דל מאד וגם מטעה.

[ocsi4u]

בתאריך 24.2.2021 בשעה 20:03, Igalz כתב:

אין לי ספק שדיאגנוסטיקה של תקלות תקשורת היא מהמורכבות שיוצא לאיש דיאגנוסטיקה להתקל בהן. ואני ממש לא מזלזל בקושי לאבחן אותן.

אבל, אני ממש ממש לא מסכים עם החלק השני של המשפט שלך.

בתאריך 24.2.2021 בשעה 20:03, Igalz כתב:

ודבר אחד משותף לכל תהליך דיבאג כזה: הוא חייב להתחיל מלמידה לפרטי פרטים של התקן ומבנה הרשת.

 

ככל שההכרות שלך עם רשת התקשורת והדקויות שלה רדודה יותר, כך תהליך הדיאגנוסטיקה מתודלק בכללי אצבע, ניחושים, והחלפת חלקים מיותרת. אין תחליף לידע.

 

 

קודם כל כל הכבוד!
פעם ראשונה נתקלתי,בהסבר פשטני וקולע בעברית,לתקשורת בסיסית ברכב,שאפו !

Igalz אתה לוקח את הדיון לרשתות הארד קור,ו-danniel מנסה להוסיף את התכל'ס,עבודה שגרתית ברצפת המוסך!
שורה תחתונה,רמת אנשי דיאגנוסטיקה בארצנו,בהכללה גסה פשוט מזעזע.
מעטים מהם באמת יחברו אוסצילוסקופ,כי רוב המוחלט של העוסקים בדיאגנוסטיקה,אלו חשמלאים של פעם,שאין להם שום אוריינטציה של רשתות,יכולת להסתכל על רכב כאוסף של עשרות מחשבים מחוברים ומתקשרים בתקשורת סגורה!
גם לא מאשים אותם,כי במוסכי יבואן (מוסכי רחוב,זה בכלל דיון בנפרד),לא באמת רוצים לתקן תקלות שהעובד ינסה להתעמק,לבזבז זמן,הכל שם בשיטה של PLUG & PLAY,לפעמים מחליפים חצי אוטו,בלי לפתור בעיות!
כאשר הרכב באחריות יצרן,אז ניקח רכבי VAG לדוגמא,יש להם SSP ו-WORKSHOP לעוס ברמה של ילד בן 13,ומדריכי TPI שעובדים לפיהם כמו תוכים,אחרי גמר אחריות,לא מוכנים להשקיע יותר מדי משאבים לחקר התקלה,וגם ידפקו מחיר בשמיים,כי לא חסרים מכשירים יעודיים שאתה יכול לראות ולעשות בדיקה של כל התקשורת בין הרכבים!

חזרה לדיון,CAN-FD מאוד מיושן,לכן כבר קיים תקן DoIP מ-2010,שכבר מגיעים לדור 3 שלו 


כך נראה GATEWAY של רכב מודרני,עם דיאגנוסטיקה DoIP


ובגלל כל המערכות ADAS,ורכבים אוטונומיים,  LIDAR, RADAR, cameras, and V2X communications זוללי רוחב פס,כבר יש צורך ב-Gigabit Ethernet 1000Base-T1 RTPGE links !!!

[Igalz]

לפני 49 דקות, ocsi4u כתב:

Igalz אתה לוקח את הדיון לרשתות הארד קור,ו-danniel מנסה להוסיף את התכל'ס,עבודה שגרתית ברצפת המוסך!

אתה צודק, ההסתכלות שלי היא של איש פיתוח שצריך לגרום לרשת לעבוד ברמת הביט הבודד.

בשביל להחליף קופסאות הגישה היא כמובן יותר פשטנית..

 

לפני 49 דקות, ocsi4u כתב:

ובגלל כל המערכות ADAS,ורכבים אוטונומיים,  LIDAR, RADAR, cameras, and V2X communications זוללי רוחב פס,כבר יש צורך ב-Gigabit Ethernet 1000Base-T1 RTPGE links !!!

האם אתה מכיר מימוש של רשתות gigabit ethernet ברכבים כבר היום? אם כן, באילו?

כל החומר שמצאתי ברשת מדבר על תוכניות עתידיות והמון מצגות שמציפות צורך, אבל לא מצאתי שום מימוש..

[ocsi4u]

"....לרוב שקע הדיאגנוסטיקה (DLC) זוכה לקבל סנף משלו במרכזיה, ולכן בסורק תקלות שאנו מחברים לשקע דיאגנוסטיקה חייב להיות נגד טרמינציה בהתאם.
ישנם יצרנים שחוסכים (או מתחכמים), ושמים את שקע הדיאגנוסטיקה על סנף משותף עם יחידות מחשוב נוספות ואז בעצם אותו סנף כבר מכיל את נגדי הטרמינציה הדרושים,
ואסור שהסורק שלנו יכיל נגד נוסף...."

זה שטויות תאמין לי,כל סורק איכותי עם תמיכה הכי רחבה של תקן J2534-1/2,פותר את זה ע"י multiplexer מובנה משלו !
המכה הרצינית זה פיתוח פרוטוקול "חומת אש" Secure Gateway Module (SGW) שהוסיפו לפני DLC,שהתחיל עם רכבי FCA מ-2018,ובתמיכה של בוש,שמייצר את רוב הציוד הדיאגנוסטיקה בתעשיה,התקן הזה מתפשט לאט ליתר היצרנים,כרגע זה הופיע בדגמים החדשים של רנו,כגון Clio 5, Captur, Zoe, Dacia Logan/Sandero/Stepway.
אם אין לך פתרון,אפילו למחוק DTC אתה לא מסוגל,לא לדבר על כל הפונקציות הדו-כיווניות (כיולים, לימודים חוזרים, הפעלות והתאמות)...אבל זה דיון "ענק" על עתידה של כל התעשייה של אוטומוטיב,במסגרת זכות ויכולת לתקן !!

 

[GaT]

יש מעקפים לsgw שעובדים מצויין עם alfaobd. 

לגבי המולטיפלקסר, זה לא כדי "להחליף פינים" כדי להצליח לקרוא פרוטוקולים שונים? למשל בשקע אצלי פינים 1,9,7,12 הם לk-line בזמן שהכבל obd שלי מאפשר לקרוא את הפרוטוקול רק דרך פין 7.אז יש את המתאם שמאפשר את היראה המלאה. אם הבנתי נכון המולטי פשוט עושה את ההחלפות לבד, בלי הצורך במתאמים נוספים שמחברים על מכשיר ה דיאגנוסטיקה. 

הבעיה של הטרמינציה היא בעיה מוכרת בfca ונראה שהפתרון העובד הוא בדרך כלל הורדת הנגד מהכבל דיאגנוסטיקה או החלפה בנגד 100 אום פלוס קבל.