7. Cỏc kết quả mới sẽ đạt đƣợc của Luận ỏn
1.5.2. Giao thức điều khiển truy nhập đường truyền của mạng CAN
Để truy nhập đường truyền, CAN sử dụng phương phỏp CSMA/CA (hoặc CSMA/AMP). Đõy chớnh là điểm khỏc biệt lớn của mạng CAN so với cỏc loại bus trường khỏc, với phương phỏp này mỗi thụng điệp sẽ được ấn định một mức độ ưu tiờn dựng để phõn xử truy nhập mạng khi cú nhiều nỳt mạng cựng tiến hành việc truy nhập và truyền dữ liệu trong cựng một thời gian.
Định dạng khung truy nhập mạng của mạng CAN bao gồm 7 trường: khởi động khung truy nhập (SOF), trường phõn xử, trường điều khiển, trường dữ liệu, trường kiểm tra (CRC), trường xỏc nhận (ACK), trường kết thỳc khung truy nhập (EOF) và khoảng ngừng (INT). CAN hỗ trợ hai định dạng cho trường phõn xử là trường phõn xử với mó căn cước 11 bit (tương ứng với định dạng chuẩn) và trường phõn xử với mó căn cước 29 bit (tương ứng với định dạng mở rộng). Thứ tự và kớch thước cỏc trường trong khung truy nhập của mạng CAN được thể hiện trong Hỡnh 1.12.
29 Mó căn cước 11(or 29)bits r1 r0 DLC 4bits Dữ liệu (0,...,8) x 8bits 15bits SOF RTR Phõn định Phõn định Khe
Trường phõn xử Trường điều khiển Trường dữ liệu Trường CRC ACK EOF INT Bus rỗi
Bus rỗi
Khung truy nhập mạng (khung thụng điệp)
Hỡnh 1.12. Cấu trỳc định dạng khung truy nhập của mạng CAN [53].
Trong cấu trỳc định dạng khung truy nhập của mạng CAN như ở Hỡnh 1.12, chỳng ta thấy cú một trường gọi là mó căn cước dựng để phõn xử truy nhập đường truyền và được gọi tắt là trường ID. Cỏc bit của trường ID là 0 hoặc 1, bit 0 gọi là bit trội, bit 1 gọi là bit lặn; bit trội sẽ dành quyền ưu tiờn so với bit lặn. Một nỳt mạng muốn truyền dữ liệu thỡ sẽ phải đợi cho tới khi mạng rỗi và bắt đầu truyền ID của mỡnh theo quy luật từng bit một. Bất kỳ một nỳt nào trong mạng cũng cú thể bắt đầu gửi thụng điệp mỗi khi đường truyền rỗi. Mỗi thụng điệp đều bắt đầu bằng một bit khởi tạo và giỏ trị của trường ID, vỡ vậy nếu cú hai hoặc nhiều nỳt mạng cựng đồng thời bắt đầu gửi thụng điệp thỡ việc tranh chấp trờn đường truyền sẽ được phõn xử dựa theo từng bit của trường ID. Mỗi bộ thu phỏt đều phải so sỏnh mức tớn hiệu của mỗi bit gửi đi với mức tớn hiệu quan sỏt được ở trờn bus; nếu hai mức tớn hiệu cú trạng thỏi logic giống nhau thỡ cỏc nỳt cú quyền phỏt bit tiếp theo, trường hợp ngược lại sẽ phải dừng ngay lập tức. Phương thức phõn xử này khụng những đảm bảo thụng tin khụng bị mất mỏt mà cũn nõng cao hiệu quả sử dụng đường truyền.
Vớ dụ: giả sử cú ba nỳt mạng A, B và C với trạng thỏi logic của trường ID lần lượt là 0111111, 0100111 và 0100010 muốn cựng gửi thụng điệp trong cựng một thời gian nếu mạng rỗi. Khi đú quỏ trỡnh phõn xử để tỡm ra nỳt mạng được phộp truy nhập đường truyền được thực hiện như trờn Hỡnh 1.13.
Nỳt A Nỳt B Nỳt C Dạng tớn hiệu trờn Bus Nỳt A, B và C bắt đầu truyền tại cựng một thời gian
Nỳt A và B phõn xử thất bại
30
Từ Hỡnh 1.13, chỳng ta thấy nỳt C tự biết mỡnh là đó chiến thắng cuối cựng và tiến hành gửi thụng điệp lờn mạng, cũn nỳt A và B sẽ đợi cho đến khi quỏ trỡnh gửi thụng điệp của nỳt C kết thỳc thỡ mới bắt đầu lại quỏ trỡnh phõn xử từ bit ID đầu tiờn.
Chiều dài lớn nhất của khung truy nhập mạng CAN được tớnh bởi cỏc cụng thức như sau [21], [56]:
- đối với CAN 2.0A:
34 8 1 47 8 , 4 m m S L S (1.8)
- đối với CAN 2.0B:
54 8 1 57 8 , 4 m m S L S (1.9)
trong đú Sm là số lượng của bytes trong trường dữ liệu (Sm 8).