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SAE J1567 (C²D) Chrysler Collision Detection

Das Ziel bei C²D ist es, ein einfaches und zuverlässiges Protokoll für den Einsatz in verteilten Systemen im Automobil zu entwickeln. Das Protokoll ist dabei ausgelegt auf minimalen Software-Overhead.

Physical Layer

Die Datenübertragung erfolgt bei C²D differenziell über ein konventionelles 120 Ohm twisted-pair-Kabel.

Nachrichtenformat

Die Daten werden im 10-Bit-NRZ-Format gesendet und haben die folgende Form:

Abb. 7‑1 : 10-Bit-NRZ Datagramm

Durch das verwendete Nachrichtenformat ist es möglich, verschiedene Protokolle auf höherem Level durchzuführen. Nach jedem Datenbyte können Idle-States eingefügt werden, z.B. Interbyte Separations (IBS), um so die Verwendung von Firmware und direkten Verbindungen zum asynchronen seriellen I/O-port des Microcontrollers zu unterstützen. Das Nachrichtenformat ist:

Abb. 7‑2 : Nachrichtenformat

SOM:  definiert den Start der Nachricht

id 1 :    Schema für die 8-Bit Firmware Adressierung

id 2 :    optionaler Identifier

data :   alle möglichen Formen von Daten, wie z.B. Anwendungsdaten, CRC, Checksumme, Anzahl der Bytes in einer Nachricht, Bestätigung,

EOM:  definiert das Ende der Nachricht

Der Nachrichtenoverhead beträgt 34 Bits bei einer Datenlänge von bis zu 6 Byte.

Overhead = 4 Startbits, 4 Stopbits, 8 Bits für die ID, 8 Bits für die Checksumme und 10 Bits für  das Ende der Nachricht.

Funktionsweise

Jede einfache serielle SCI-Schnittstelle eines Microcontrollers kann verwendet werden. Über diese wird eine Kommunikation zum  Businterface hergestellt. Der Netzwerkzugriff erfolgt über bit-by-bit Arbitration.

Das Businterface besteht aus folgenden Komponenten:

• differenzieller Transceiver
• Kollisions-Detektor
• Arbitration-Einheit
• digitales Filter für EMV
• Bus-Idle-Detektor
• Timing Synchronisation

Abb. 7‑3 : Vereinfachtes Blockdiagramm des Businterface

Um Kollisionen erkennen zu können, werden vom Kollisionsdetektor alle gesendeten und empfangenen Nachrichten aufgezeichnet. Das Timing für die Aufzeichnung der Daten wird von der Timing-Synchronisation vorgegeben. Die Nachricht mit der höchsten Priorität wird jeweils weitergeleitet.

Die Arbitration-Einheit arbeitet zusammen mit der Timing Synchronisation und entscheidet, wann Nachrichten gesendet und empfangen werden dürfen. Solange ein Knoten Nachrichten sendet, verhindert die Arbitration-Einheit das Senden von Nachrichten durch andere Knoten. Erst wenn der Idle-Zustand wieder erreicht ist, darf der nächste Knoten senden.

Fehlertoleranz

Wenn bei einem Knoten ein Fehler auftritt, so kann das System dennoch weiterarbeiten.

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Tabelle der wichtigsten Merkmale (pdf)

Literatur

Jurgen, R. K.: Automotive Electronics Handbook; McGraw-Hill-Handbooks, Second Edition, 1999