wykład 3 - ue.pwr.wroc.plue.pwr.wroc.pl/wyklad_interfejsy_szeregowe/is_3.pdf · can - podstawy...
TRANSCRIPT
Interfejsy CAN, USB
Wykład 3
Interfejs CAN
CAN – Controller Area Network
CAN – Controller Area Network
CAN - podstawy
Cechy:- różnicowy protokół komunikacji zdefiniowany w ISO11898- bardzo niezawodny- dostępna wersja o dużej prędkości (CAN2.0B-1Mb/s)- dostępne również wersja o małej prędkości (125kb/s) ale dużej odporności na szumy
CAN
• Protokół zdefiniowany pod koniec lat 80-tych przez firmęBosch
• Transmisja odbywa się na pojedynczej, terminowanej, parze skręconej
• Możliwa jest obecność wielu urządzeń typu Master• Zasięg od 40m przy 1Mb/s do 10km przy 5kb/s• Maksymalne opóźnienie ramki o wysokim priorytecie
<120µs przy 1Mb/s• Węzły sieci nie mają numerów – mają je jedynie
komunikaty!• Możliwość podłączenia nieskończonej ilości węzłów
CAN – warstwa fizyczna
• CAN może być zaimplementowane na wielu różnych mediach z jednym warunkiem – każdy węzeł musi słyszeć co transmituje
• Zazwyczaj medium jest skrętka o poziomie napięć 5V co pozwala na dużą odporność na szumy i pracę przy rozwartej szynie
CAN – warstwa fizyczna
• Każdy węzeł musi mieć nadany numer od 1 do 127• Maksymalny rozmiar sieci zależy od prędkości, np. około
250 m dla 256 kb/s
CAN – arbitraż szyny
• Każda ramka zaczyna się od Arbitration ID, które służy do arbitrażu dostępu do magistrali
• Gdy dwa urządzenia próbują nadawać jednocześnie, słowa Arbitration ID pozwalają na „bezkrwawe”rozwiązanie konfliktu bez zatrzymywania transmisji na szynie (CSMA/CA)
CAN - ramki
Ramka danych – są dwa rodzaje: standardowa i rozszerzona
Ramka zdalna – żądanie nadania ramki o takim samym identyfikatorze
Ramka błędu – wysyłana po wykryciu błędu transmisji
CAN – ramka danych
CAN – ramka danych
• Opis bitów:– SRR – oznacza ramkę rozszerzoną– RTR – oznacza ramkę danych lub ramkę
zdalną– R0, R1 – zarezerwowane– DLC – długość pola danych– Pole danych – długość od 0 do 64 bitów– ACK – pole potwierdzenia odbioru
CAN – modyfikacje standardu
CAN transceiver – PCA82C251
CAN transceiver – PCA82C251
CAN – warstwy ISO/OSI
Są różne rodzaje warstw aplikacji: CANopen, DeviceNet, SDS, J1939, NMEA 2000, EnergyBus, MilCAN,…
CAN transceiver – PCA82C251
• Linia Rs określa maksymalną prędkość działania transceivera
CAN - TMS320f2810
CANopen
CANopen
• CANopen standardizes the way the communicated data is structured and exchanged. • CANopen standards work with Device Profiles• Several Device Profiles for CANopen are standardized and new ones get constantly added. • Device Profiles specify the data sets and communication models supported by modules such as Generic I/O, Encoders, Drives, etc.
Interfejs USB
CANopen – stany węzła Slave
CANopen – Katalog obiektów
•Każdy z węzłów posiada katalog obiektów, który może zostać odczytany przez inne węzły podczaskomunikacji
CANopen – Profile urządzeń
• Zastosowanie katalogu obiektów pozwala ustrukturyzować przesyłane dane• O tym, który z wpisów w katalogu zawiera jakie dane decydują profile urządzeń• Niektóre z profili urządzeń są zdefiniowane• Można definiować własne profile urządzeń
Interfejs USB
Interfejs USB
Interfejs USB
Interfejs USB
Interfejs USB
Interfejs USB
Interfejs USB
Interfejs USB
Interfejs USB
Interfejs USB
Interfejs USB
Interfejs USB
Interfejs USB
Interfejs USB
Interfejs USB
Interfejs USB
Interfejs USB
Interfejs USB
USB- standardy
• USB 1.1: – Oryginalny standard– Do 6 hostów (tier) i do 127 urządzeń– Architektura Master/Slave– Data rate:
• 1.5 Mb/s w trybie LowSpeed• 12 Mb/s w trybie Full Speed
– Każde z urządzeń może czerpać do 500 mA
USB- standardy
• USB 2.0: – Zastępuje standard w wersji 1.1– Główną różnicą jest dodanie nowego trybu:
HighSpeed z prędkością 480MB/s
• USB 3.0: – Główną różnicą jest dodanie nowego trybu:
SuperSpeed z prędkością 4.8 GB/s
Dziękuję za uwagę
FT232R
• Główne cechy: – Pojedynczy układ obsługujący zarówno warstwę
sprzętową, jak i programową– Dostępne i darmowe sterowniki na komputery PC– Zintegrowany EEPROM 1024B do zapamiętywania
ustawień– Zintegrowany generator sygnału zegarowego– Prędkości przesyłu od 300B/s do 3Mb/s (RS422,
RS485, RS232)– Kompatybilność z trybem USB2.0 FullSpeed– Zasilanie 3.3 – 5.25 V
Dziękuję za uwagę
FT232R – Schemat blokowy
Dziękuję za uwagę
FT232R – Zasilanie z portu
Dziękuję za uwagę
FT232R – Zasilanie autonomiczne
Dziękuję za uwagę