CANBusKommunikation

CANBusKommunikation bezeichnet den in der Fahrzeugtechnik und der Industrie weit verbreiteten Controller-Area-Network-Bus (CAN-Bus). Entwickelt wurde er in den 1980er Jahren von Robert Bosch; er wurde als CAN 2.0 und später ISO 11898 standardisiert, einschließlich der erweiterten Variante CAN FD. Ziel ist eine robuste, mehrteilnehmerfähige serielle Kommunikation über einfache verdrillte Leiter, die in belasteten Umgebungen zuverlässig arbeitet.

Der CAN-Bus nutzt eine differenzielle Signalübertragung über zwei Drahtleitungen (CAN-H und CAN-L) und arbeitet als Mehr-Master-System. Die Übertragung erfolgt in Frames, die verschiedene Typen umfassen: Data Frames, Remote Frames, Error Frames und Overload Frames. Es gibt standardmäßige Identifikatoren mit 11 Bit (Standard-Frame) sowie 29 Bit (Extended-Frame). Die Priorität einer Nachricht wird durch die Identifier-Bits bestimmt, wodurch die Arbitration nicht destruktiv erfolgt; Bits mit dem dominanten Zustand gewinnen und andere Sender erkennen den Sieg des Frames.

Ein CAN-Frame enthält Identifier, Datenlänge (DLC), Datenfeld (bis zu 8 Byte bei CAN 2.0; CAN FD ermöglicht größere Payloads), CRC, ACK-Feld sowie Ende des Frames. Die Bitzeitsteuerung umfasst Takt-Samplepunkte und Bit-Stuffing zur Fehlererkennung. Fehler werden durch CRC, ACK-Mechanismen, Bit-Stuffing und Fehlerrahmen erkannt; es existieren aktive und passive Fehlerzähler.

CAN-Bus wird inAutomobilen, in der Industrieautomation, Robotik und in eingebetteten Systemen genutzt. Erweiterungen und ergänzende Protokolle wie CANopen, J1939 oder CAN FD erhöhen Funktionalität, Geschwindigkeit und Datenumfang. Vorteile sind Robustheit, geringe Kosten und einfache Verkabelung; Einschränkungen betreffen maximale Nutzdaten pro Frame, Netzwerktopologie und Timing-Anforderungen.