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Comunicación, generalidades 4
Comunicación paralela / serial 5
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La comunicación en general es el proceso de intercambio de información. Bien cono...
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Comunicación de Datos Paralela/Serial
Hasta ahora, muchos de los sistemas se comunicaban a través de cables e...
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cantidad más pequeña de información, esta es llamada 1 bit (abreviatura de dígito binario).
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diferentes de voltaje para la creación de los dígitos binarios 1 y 0. Pero no es mandatorio hacerlo
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Por supuesto, no es suficiente crear una secuencia de bits, sin reglas adicionales para asegurar la
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El protocolo describe todo los elementos necesarios para la correcta transmisión y recepción de
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Frecuencia Múltiplex: Los datos son transferidos en la forma de diferentes señales de frecuencia,
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Carrier Sense Multiple Accesses (CSMA). La Unidad de Control monitorea el estado de...
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En tal caso el protocolo regula que el mensaje con la más alta prioridad sea enviado, mientras que
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Clasificación de sistemas de redes con la velocidad de comunicaci...
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Para características de comodidad tales como audio, computador de viaje, alza vidrios eléctricos,
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Comunicación Sincrónica
Como ya se ha mencionado, existen dos métodos básicos de comunicación serial: sincrón...
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Comunicación Asincrónica
El segundo método es la comunicación asincrónica, donde los datos solamente son envi...
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Comunicación por Línea K
La línea K esta especificada por un protocolo de acuerdo con ISO 9141 / SAE J 1978. ...
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El medidor envía su solicitud a cierta dirección, por ejemplo la unidad de control del motor, seguido
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específica dentro del modo seleccionado (por ejemplo, la cantidad de DTC). Entonces la unidad
de control repl...
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En un sistema CAN bus (controlador de área de redes) todas las ECU involucradas están
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Con el fin de producir la señal digital la tensión de los lados alto y bajo es cambiada por el
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Con el fin de entender el arbitraje, primero debe entenderse que el CAN bus utiliza un llamado
cableado y esq...
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El inicio del cuadro de bit es un bit específico que indica a todas las unidades de control que se ha
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Arbitraje
El proceso de arbitraje en si mismo funciona de esta forma: en este ejemplo dos ECU (nodos)
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Aplicaciones de Baja Velocidad CAN en OPIRUS
De acuerdo con la clasificación, existen diferentes esquemas de ...
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diferentes versiones de baja velocidad pueden existir por ejemplo de acuerdo con ISO 11519-2 o
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LIN es la declaración para Red Local Interconectada. Las aplicaciones típicas para la LIN bus son
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La comunicación LIN utiliza un bus de cable simple de 12V para la transmisión de datos. Este es
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La línea bus utilizada en este sistema es un esquema de dos cables que utiliza cables torcidos
para reducir l...
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Seguimiento de Fallas
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Seguimiento de fallas en sistemas Bus: aún prescindiendo del hecho de que algunos sistemas bus
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Para la mayoría de los sistemas de red solamente se tienen ejemplos generales de formas de
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  1. 1. Comunicación Desarrollado por Kia Motors. Todos los derechos reservados
  2. 2. Comunicación Rev: 0 01. 01, 2007 2 GECM-3ST8K
  3. 3. Comunicación Índice Tema Página Comunicación, generalidades 4 Comunicación paralela / serial 5 Transferencia de datos bit por bit 6 Tecnología de creación de bit 7 Cuadro de datos / protocolo 8 Protocolo 9 Clasificación de la comunicación serial 10 Métodos de acceso redes 11 Estructura de redes 12 Clasificación por velocidad de comunicación 13 Comunicación Sincrónica 14 Comunicación Asincrónica 15 Comunicación por Línea K 16 Comunicación CAN BUS 18 Transmisión de datos CAN 19 Cableado y Esquema / Cuadro de Datos 20 Arbitraje 22 Aplicación de baja velocidad en OPIRUS 23 LIN BUS (Red Local Interconectada) 24 Cuadro de datos LIN 25 Sistema de comunicación del Carnival / Sedona (VQ) 26 Seguimiento de fallas 27 Reparación del arnés Can Bus 29 Rev: 0 01. 01, 2007 3 GECM-3ST8K
  4. 4. Comunicación Comunicación, generalidades La comunicación en general es el proceso de intercambio de información. Bien conocida es la comunicación entre humanos: Esto involucra codificar, transmitir, y decodificar los mensajes previstos, esto se llama lenguaje. Como ya se sabe, existen muchos lenguajes en el mundo. Junto con la comunicación entre humanos mediante el lenguaje, existen muchos otros medios de comunicación. La comunicación también tiene lugar entre dispositivos eléctricos, especialmente unidades de control electrónico, con la finalidad de compartir e intercambiar datos. La conexión e intercambio de datos se conoce como red. En el caso de la comunicación entre computadores de una red que tienen un “lenguaje común”, (las reglas para la transmisión de datos), ésta está dada por el llamado protocolo. Se seguirá una detallada descripción del protocolo. Sin importar el método de conexión y de transmisión de datos, los sistemas de redes existen en diferentes configuraciones básicas, tales como anillo, estrella o bus. Rev: 0 01. 01, 2007 4 GECM-3ST8K
  5. 5. Comunicación Comunicación de Datos Paralela/Serial Hasta ahora, muchos de los sistemas se comunicaban a través de cables exclusivos, lo que significa que para cada información requerida se utilizaba un cable separado con el fin de compartir las señales. La demanda en seguridad, comodidad y protección medioambiental en los automóviles, hacen necesaria una mayor comunicación entre los sistemas individuales (unidades de control). Por lo tanto, son necesarios más y más conectores y cables. Por ejemplo, con el fin de permitir un control apropiado de la tracción, la unidad ABS/TCS debe estar comunicada con la Unidad de Control del Motor. Debido a que la cantidad de sistemas y por lo tanto la cantidad de información compartida necesaria aumenta, también aumenta la ocurrencia de problemas: el número creciente de arneses y cables producen problemas de costo y espacio, además, el aumento de conectores suministra mayores posibilidades de elementos sueltos y conexión pobre. Debido a que el contenido eléctrico de los automóviles actuales continúa aumentado, la necesidad de redes de comunicación es aún más evidente. Por ejemplo, algunos vehículos extremadamente Rev: 0 01. 01, 2007 5 GECM-3ST8K
  6. 6. Comunicación lujosos contienen más de 5km y cerca de 100kg de cables. El número resultante de conductores hace de la confiabilidad una pesadilla. Para superar todos estos problemas actualmente se ha introducido la comunicación serial. Como en este caso la cantidad de conexión de cables es mucho menor que la cantidad requerida para compartir señales, la información requerida se envía una tras otra en paquetes de datos. Transferencia de Datos Bit por Bit La transmisión de datos en paquetes hace necesario el intercambio de datos pieza por pieza utilizando señales digitales, o para decirlo en términos técnicos, bit por bit. En el sistema convencional, cada información es dirigida directamente desde una ECU a otra a través de cables individuales y pines exclusivos. Al utilizar la comunicación en serie, la información debe ser convertida en bits, que son señales lógicas (digitales). Estas señales tienen solamente dos condiciones: ON u OFF, 1 ó 0, larga o corta, etc. Una señal de dos condiciones posibles es la Rev: 0 01. 01, 2007 6 GECM-3ST8K
  7. 7. Comunicación cantidad más pequeña de información, esta es llamada 1 bit (abreviatura de dígito binario). Cualquier información puede ser transmitida como una secuencia de bits. En el ejemplo de arriba, la condición de interruptores OFF, ON, ON, OFF es convertida en la secuencia de bit 0110 y transmitida. Después de recibido el paquete 0110 este es “traducido” en la información de posición del interruptor 0=OFF, 1=ON. Como existe una gran cantidad de datos para compartir entre las unidades de control, se necesita una cierta cantidad de bits con el fin de transmitir la información necesaria entre los diferentes sistemas. Para obtener un mejor entendimiento, veamos cuanta información puede transmitirse con una cierta cantidad de bits. Como ejemplo consideremos como transmitir información de temperatura. Con 1 bit se pueden tener solamente 2 valores diferentes, con 2 bits 4 valores, con 3 bits 8. Cada bit adicional duplica la cantidad de información. Para aclarar más este principio daremos una mirada al código de 7 bit de la ASCII (American Standard Code for Information Interchange) y traducir el mensaje dado en bits a una palabra que puede leerse: utilizando la tabla de código ASCII y suponiendo que 0001001101000100110010000101 representa la palabra HELP. También puede utilizarse la tabla de forma opuesta. Por ejemplo, la palabra END será representada por 101000101110010010001. Tecnología de Creación de Bit Básicamente, cualquier método que pueda producir dos diferentes condiciones de señal pudiera utilizarse para la transmisión de datos. En los automóviles comúnmente se utilizan dos niveles Rev: 0 01. 01, 2007 7 GECM-3ST8K
  8. 8. Comunicación diferentes de voltaje para la creación de los dígitos binarios 1 y 0. Pero no es mandatorio hacerlo así, por ejemplo, algunos sistemas utilizan señales de luz para la transmisión: luz ON = 1, luz OFF = 0. También puede utilizarse el largo de una señal, esto se llama pulso variable que en este caso la duración corta pudiera representar 1, la duración larga de la señal 0. ¿Que condición representa que la información 0 ó 1 básicamente puede decidirse con libertad? Por ejemplo, 12V representa el 1 y 0V representa 0. Esto también es posible hacerlo en forma inversa, 12V = 0 y 0V = 1. Debido a que comúnmente se utiliza una señal de alto o bajo voltaje para transmitir datos, veamos como se produce esto técnicamente. Para hacerlo fácil de observar y entender, se utilizaran para el ejemplo, una fuente de poder, una resistencia, un interruptor simple y un dispositivo de detección de voltaje: en el caso de que todos los interruptores estén abiertos, el voltaje es suministrado mediante el resistor a cada dispositivo detector de voltaje. Cada unidad por lo tanto detectará 12V en la línea de comunicación, representando por ejemplo un valor de 1. En la imagen de la derecha un interruptor esta cerrado, conectando el resistor a tierra. Por lo tanto el voltaje caerá a 0 en la línea bus representando un 0. En la realidad se utilizan micro chips que incluyen transistores, pero el principio general sigue siendo el mismo. En un sistema de redes hay dos diferentes condiciones para un bit: este puede tener prioridad, entonces es llamado dominante, o si no tienen prioridad entonces es llamado recesivo. El sentido es que el bit dominante sobrescribe al bit recesivo. Esto se utiliza para la prioridad de señales de mensajes importantes. El pulso PWM con modulación significa que el estado del bit esta indicado por el nivel diferente de voltaje del pulso. Este es un método muy común. En el VPW, pulso de amplitud variable, el estado del bit esta indicado por el largo diferente del pulso, no por su nivel de voltaje Cuadro de Datos / Protocolo Rev: 0 01. 01, 2007 8 GECM-3ST8K
  9. 9. Comunicación Por supuesto, no es suficiente crear una secuencia de bits, sin reglas adicionales para asegurar la comunicación apropiada entre las diferentes unidades. Si se comparan las dos sentencias escritas abajo, se encontrará que aunque el contenido es exactamente el mismo, la segunda es mucho más fácil de leer. Aunque puede verse como una sentencia simple, es importante saber donde comienza o termina el mensaje, para un fácil entendimiento. Pero con bits, un punto de partida diferente o la extensión de los datos pueden cambiar completamente el mensaje. Si un mensaje específico estuviera compuesto por 10 bits, es fácil entender que el inicio simple con el primer bit en la secuencia de abajo pudiera conducir a: 1101011000. En el caso de que los primeros 2 bits pertenecieran al mensaje anterior y el nuevo comenzara con el bit 3, se leería: 0101100011. Este es por supuesto un mensaje totalmente diferente al anterior. Por lo tanto, el punto de inicio y de término de un mensaje debe ser conocido por cada unidad de control. El espacio disponible para el inicio y el fin de un mensaje se llama cuadro de datos. El cuadro de datos específica no solamente donde comienza y termina el mensaje, sino que también la estructura del mensaje. El ejemplo de abajo muestra una estructura típica de un cuadro de datos que consiste de un encabezamiento, sección de datos y el fin del mensaje. El encabezamiento contiene por ejemplo información tales como la dirección del remitente, la dirección del receptor, la prioridad del mensaje y el bit de inicio. El campo de datos contiene la información actual que será enviada / compartida. Dependiendo del sistema específico, el cuadro de datos puede tener uno o más campos de datos. El fin de la sección del mensaje puede consistir en elementos tales como un control de campo para comprobar la transmisión apropiada y el bit de detención. El diseño exacto del cuadro de datos depende de la red individual y su protocolo. Protocolo Rev: 0 01. 01, 2007 9 GECM-3ST8K
  10. 10. Comunicación El protocolo describe todo los elementos necesarios para la correcta transmisión y recepción de datos. Este no solamente describe el esquema del cuadro de datos, si no que también incluye descripciones tales como el método de conexión: mediante cables o inalámbrica, por ejemplo mediante ondas de radio, voltaje y frecuencia que se utiliza, en ocasiones hasta el diseño del conector y mucho más. Los detalles de la red individual del vehículo están descritos en especificaciones SAE o DIN / ISO para aplicaciones estándar o son fijados por el fabricante en el caso de sistemas especialmente adaptados. La ISO (International standard organization) utiliza el modelo OSI (Open Systems Interconnect) que específica 7 áreas de comunicación de redes (llamadas capas) con el fin de permitir una descripción precisa de cualquier sistema/red de comunicación. Cada capa corresponde a cierto aspecto de la comunicación. Por ejemplo, la capa física describe el esquema de cables, que voltaje se utiliza y así por el estilo. Todas las capas no están necesariamente fijas a una red específica, frecuentemente en la comunicación del vehículo solamente el área 1, 2 y 7 están especificadas puesto que las otras áreas no son necesarias para este tipo de comunicación. Clasificación de la Comunicación Serial Rev: 0 01. 01, 2007 10 GECM-3ST8K
  11. 11. Comunicación Frecuencia Múltiplex: Los datos son transferidos en la forma de diferentes señales de frecuencia, de forma que éstas pueden distinguirse una de otra. Tiempo Múltiplex: los datos son transferidos dentro de una ventana específica de tiempo, esta se llama cuadro de tiempo. Como se indica abajo, en tal caso cada unidad de control tiene un cierto tiempo asignado en el cual puede ser enviado. Los cuadros de tiempo pueden ser fijos y asignados a ECU específicas, que envían siempre en la misma frecuencia. En ese caso los mensajes son enviados continuamente, por lo tanto no se utilizan señales de inicio y término. En lugar de esto se necesita una señal de reloj. Debido a que todas las ECUs tienen la misma sincronización. Este método por lo tanto se llama comunicación sincrónica o cíclica. Otra posibilidad es la llamada comunicación asincrónica: aquí los datos son enviados solamente cuando es necesario, por lo tanto esta es en ocasiones llamada comunicación conductora de evento. En tal caso no se utiliza un cuadro de tiempo asignado o señal de reloj. Si llegará a ocurrir que dos o más ECU trataran de enviar un mensaje en exactamente el mismo tiempo, el acceso al bus debe ser regulado. Un método es el concepto de maestro simple, donde una ECU controla el acceso al bus. El otro método es un concepto de maestro múltiple, donde cada unidad de control tiene el derecho de acceso al bus en cualquier momento. En este esquema las ECU comprueban si algún mensaje esta actualmente en la línea de señal o no, lo que es llamado CSMA. Rev: 0 01. 01, 2007 11 GECM-3ST8K
  12. 12. Comunicación Métodos de Acceso a Redes Carrier Sense Multiple Accesses (CSMA). La Unidad de Control monitorea el estado del bus. Si el bus esta libre, la unidad de control comenzará a enviar su mensaje. En caso que actualmente hay un mensaje enviado por otra unidad de control, hay diferentes posibilidades de resolver ese conflicto. Detección de Colisión y Reintento Retardado Si por ejemplo dos unidades de control tratan de enviar un mensaje al mismo tiempo, se producirá un conflicto. Este es detectado por ambas ECU y ambas detendrán el envío y reenviarán nuevamente después de un retraso decidido aleatoriamente. La desventaja de este método es que entre el tiempo de detección de colisión y el reintento retardado, una cantidad de otros mensajes pueden acumularse, lo que podría provocar un colapso en el sistema. Tampoco esto puede ser utilizado para un sistema relacionado con la seguridad, debido a que no se sabe que mensaje ha sido enviado y en que momento exacto. Detección de Colisión y Resolución de Colisión Rev: 0 01. 01, 2007 12 GECM-3ST8K
  13. 13. Comunicación En tal caso el protocolo regula que el mensaje con la más alta prioridad sea enviado, mientras que los otros deben detenerse, esto se llama acceso arbitrario. La información acerca de la prioridad es una parte del encabezamiento del mensaje. En la sección de Can Bus se explicará en detalles como se realiza exactamente esto. Estructuras de Redes Existen dos esquemas básicos de estructura para una LAN: Lineal y Jerárquica. En el caso de la estructura jerárquica es necesaria una llamada entrada en cada punto de conexión de los diferentes sistemas bus. La entrada “traduce” el mensaje de un protocolo a otro. Esta estructura jerárquica puede tener uno o más subniveles. Las razones para hacerlo de esta manera son básicamente la reducción de costos debido al uso de un sub BUS más lento y simple y para reducir la carga de comunicación en la línea bus principal. Generalmente estos subsistemas tienen una velocidad de comunicación más lenta. Rev: 0 01. 01, 2007 13 GECM-3ST8K
  14. 14. Comunicación Clasificación por Velocidad de Comunicación Clasificación de sistemas de redes con la velocidad de comunicación de acuerdo con SAE: Clase A: Baja velocidad (< 10kbit/s) Rev: 0 01. 01, 2007 14 GECM-3ST8K
  15. 15. Comunicación Para características de comodidad tales como audio, computador de viaje, alza vidrios eléctricos, etc. Clase B: Velocidad Media (10kbit/s a 125 kbit/s) Para transferencia de información general tales como tablero de instrumentos, velocidad del vehículo, etc. Clase C: Alta velocidad (125kbit/s a 1Mbit/s) Control en tiempo real tales como tren de potencia, dinámicas del vehículo, etc. La clasificación de acuerdo con DIN / ISO conoce solamente 2 clases diferentes: Baja velocidad hasta 125kbit/s Alta velocidad sobre 125kbit/ s Rev: 0 01. 01, 2007 15 GECM-3ST8K
  16. 16. Comunicación Comunicación Sincrónica Como ya se ha mencionado, existen dos métodos básicos de comunicación serial: sincrónica y asincrónica. El primer método es la comunicación sincrónica, donde los dispositivos relacionados se inicializan unos a otros y envían datos continuamente con el fin de permanecer sincronizados. En ocasiones se utiliza una línea especial llamada señal de reloj. Debido al hecho de que siempre hay comunicación entre los dispositivos, no es necesaria una señal de inicio y término. En un sistema típico de comunicación sincrónica, no solamente se tiene línea de comunicación, sino que también una línea de señal de reloj. La comunicación tiene lugar periódicamente lo que significa que cada ECU tiene un periodo de tiempo fijo asignado cuando puede enviar sus datos. Debido a esto todas las ECU necesitan tener la misma sincronización. Por lo tanto ellas están sincronizadas por la señal de reloj. Generalmente en un esquema de tres líneas, una es para la señal de reloj y las otras dos se utilizan para la transmisión de datos. En este ejemplo, los datos 1 pueden estar reservados para el ETACS, los datos 2 para el módulo de puerta del pasajero y así sucesivamente. Este cuadro de datos puede ser enviado sin interrupción con una repetición cada 58ms, siempre que no haya datos nuevos disponibles. En tal caso el mensaje para los datos no cambia. Pero no es mandatorio tener un esquema de tres líneas para una comunicación sincrónica. También es posible utilizar una conexión de dos cables para la comunicación sincrónica y en ese caso puede utilizarse una línea para la señal de reloj y el otro para datos. Aunque es posible un sistema de una línea; en tal caso la sincronización puede realizarse mediante una parte especial del mensaje, el llamado campo de sincronización. Un ejemplo para este método en el bus LIN, la información relacionada se incluirá posteriormente en la sección específica. Rev: 0 01. 01, 2007 16 GECM-3ST8K
  17. 17. Comunicación Comunicación Asincrónica El segundo método es la comunicación asincrónica, donde los datos solamente son enviados cuando es necesario. Como aquí no hay intercambio permanente de datos, se requieren bits de inicio y término. Para iniciar la comunicación, el estado de línea cambia de 1 a 0 como bit de inicio. En un sistema de comunicación asincrónico típico se tiene solamente la línea de comunicación, sin una línea separada de reloj. La forma de onda y el cuadro de datos tienen una apariencia muy similar, la diferencia importante es que el cuadro de datos tiene incluido un bit de inicio y término. La línea de comunicación puede ser una línea simple o como se muestra en el ejemplo puede consistir en dos líneas. En tal caso generalmente se utiliza la diferencia de voltaje entre ambas líneas para la codificación de datos. Por ejemplo, si no hay diferencia de voltaje entre las líneas, este es un bit con valor 1, la diferencia de voltaje es un bit con valor 0. Rev: 0 01. 01, 2007 17 GECM-3ST8K
  18. 18. Comunicación Comunicación por Línea K La línea K esta especificada por un protocolo de acuerdo con ISO 9141 / SAE J 1978. Esta corresponde a un bus serial para la comunicación entre el Hi-scan pro y otros medidores y los computadores de los vehículos. En este caso como ya se sabe incluso el esquema del conector es parte del protocolo. Se debe considerar que dentro del conector de enlace de datos hay diferentes líneas de comunicación accesibles. Dependiendo del fabricante, pueden utilizarse diferentes protocolos para el diagnóstico. También puede haber diferencias en el protocolo utilizado de acuerdo con el modelo. Básicamente el medidor conectado es precisamente otra unidad participando en la red de comunicación. La comunicación entre el medidor y la unidad de control relacionada es parecida al sistema de pregunta y respuesta. Esto significa que le medidor envía una solicitud a la unidad de control y esta replica/actúa adecuadamente. Por supuesto estas preguntas y respuestas son paquetes de datos que son enviados bit por bit en un cuadro de datos específicos. Rev: 0 01. 01, 2007 18 GECM-3ST8K
  19. 19. Comunicación El medidor envía su solicitud a cierta dirección, por ejemplo la unidad de control del motor, seguido por el llamado modo, que describe un grupo específico de funciones (por ejemplo, relacionado a los códigos de diagnósticos) y luego un parámetro de identificación PID, que significa una función Rev: 0 01. 01, 2007 19 GECM-3ST8K
  20. 20. Comunicación específica dentro del modo seleccionado (por ejemplo, la cantidad de DTC). Entonces la unidad de control replica con la respuesta específica al modo y luego con el dato relevante. Inicialmente la dirección y la codificación eran realizadas individualmente por cada fabricante, pero con la introducción del OBD, el formato del mensaje y la dirección para la emisión de elementos relacionados han sido unificadas, de forma que también pueden utilizarse medidores externos. En el ejemplo de arriba la dirección de la unidad de control puede ser 08 y la tarea es leer códigos de falla que pudieran ser el modo 1 y dentro del primer paso es encontrar cuantos códigos están presentes (esta acción tiene un parámetro de identificación PID de 01). Luego, la solicitud desde el medidor es contestada adecuadamente por la unidad de control, con la información del modo, luego el PID de la solicitud seguida por el resultado. En el caso de un problema presente la respuesta pudiera ser parecida a esta: 00 00 0001 0100 0011 para P 0 1 4 3 Las primeras dos secciones solamente tienen dos bits, ya que esto es suficiente para desplegar todas las variantes disponibles. Nota: en algunos vehículos existe una segunda línea CAN desde el ECM o PCM a un conector multipropósito (en el compartimiento del motor). Esta línea es para reprogramación, no para diagnóstico. Comunicación CAN BUS Rev: 0 01. 01, 2007 20 GECM-3ST8K
  21. 21. Comunicación En un sistema CAN bus (controlador de área de redes) todas las ECU involucradas están conectadas a través de dos cables solamente, la línea CAN Alta y Baja. La información es enviada como una señal diferencial, lo que significa de que la diferencia de voltaje entre el lado Alto y Bajo se utilizan para transferir información. La velocidad del CAN bus puede alcanzar hasta 1Mbit/s, pero se utiliza una relación fija de 500 Kbit/s. Generalmente los dos cables están torcidos, la razón para esto es que en el caso de un cambio de voltaje debido a interferencia, este cambio de voltaje sea efectivo en ambas líneas. Por lo tanto la diferencia de voltaje no cambia, lo que significa que el estado del bit de 1 ó 0 no cambia debido a la interferencia. Otra característica para reducir la alteración de la señal CAN son los resistores terminales localizados en cada extremo del CAN bus. Cada uno de estos tiene un valor de 120 Ohm. Aún con un resistor dañado o retirado, el CAN bus puede transferir datos. Por supuesto, esta situación puede producir una conducta “extraña” del sistema y los DTC. Es importante entender que el sistema bus es solamente responsable por la transmisión y selección de mensajes entre las ECUs. El bus no tiene efecto en el procesamiento de datos. Por ejemplo, la información de la temperatura del refrigerante del motor debe ser enviada desde una ECU a otra. Este proceso es básicamente el siguiente: la ECU N° 1 recibe la señal desde el sensor de temperatura del refrigerante del motor como una señal análoga. Esta señal es cambiada en señal digital con el programa interno de la ECU y procesada de acuerdo al mapa integrado. Con el fin de enviar los datos a otra ECU, el programa interno envía el dato digital al procesador CAN. El procesador CAN cambia los datos en un formato CAN y lo envía a la interfase física CAN, que produce los niveles correctos de señal en la línea del bus. Esta señal es recibida por la interfase física de la otra estación y es cambiada nuevamente en una señal que el procesador CAN pueda revisar la prioridad y también si la señal es relevante para su ECU. Si es así, la información es enviada al programa interno de la ECU para un posterior proceso. Si no, es descartada. Transmisión de Datos CAN Rev: 0 01. 01, 2007 21 GECM-3ST8K
  22. 22. Comunicación Con el fin de producir la señal digital la tensión de los lados alto y bajo es cambiada por el controlador CAN. Un bit con el valor de 1 (recesivo) es representado por 2.5Volt en ambos lados =>la diferencia entre ellos es =0, pero la diferencia a tierra es 2.5Volt para ambos. El bit de valor 0 (dominante) es representado por 3.5Volt en el lado alto y 1.5Volt en el lado bajo =>la diferencia entre ello es 2Volt. En caso de interrupción de una línea, el controlador CAN puede conmutar a un modo a prueba de fallas, donde el estado del lado alto o bajo de la línea restante puede utilizarse para la transmisión de datos. Los resistores en la línea tienen básicamente dos finalidades: evitar que las señales en ambas líneas se interfieran, debido a que cada cable con una señal de 500.000 bit por segundo es algo similar a una antena de alta frecuencia. Garantizar el nivel apropiado de voltaje en las líneas de señal. Cableado y Esquema / Cuadro de Datos Rev: 0 01. 01, 2007 22 GECM-3ST8K
  23. 23. Comunicación Con el fin de entender el arbitraje, primero debe entenderse que el CAN bus utiliza un llamado cableado y esquema. Esto quiere decir que todas las estaciones envían y escuchan al mismo tiempo. Una estación que esta transmitiendo un mensaje esta comprobando la señal en la línea Bus al mismo tiempo y la compara con la señal que ha enviado. ¿Como se transfiere un mensaje?: Preparación: los datos desde el microcomputador son procesados por el controlador CAN y están listos para ser enviados. Envío del mensaje: el Transreceptor CAN recibe los datos desde el controlador CAN, los convierte a señales eléctricas y los envía a la línea del Bus de datos. Recepción del mensaje: todos los otros componentes conectados a la línea bus así como también el que envío reciben los datos. Selección: el contenido del mensaje recibido es revisado por cada unidad de control. Esta entonces decide si el mensaje recibido es relevante o no. Aceptación: si el mensaje es importante para la unidad de control, es aceptado para su procesamiento. Rev: 0 01. 01, 2007 23 GECM-3ST8K
  24. 24. Comunicación El inicio del cuadro de bit es un bit específico que indica a todas las unidades de control que se ha iniciado un nuevo mensaje. Una característica importante es el campo de arbitración, debido a que esta secuencia de bit decide la prioridad del mensaje. Luego se entregaran detalles de cómo se realiza esto. El campo RTR de 1 bit ya no se utiliza. Originalmente el estado de este bit se utilizaba para requerir información desde otra ECU. El campo de control contiene información acerca del largo total del mensaje, pues este es variable. Esta es una característica de seguridad utilizada para comprobar la recepción correcta. El campo de datos contiene la información que debe ser transmitida; la extensión puede diferir de acuerdo con el mensaje. La máxima extensión es 8 byte = 64 bit. La revisión de redundancia cíclica es otro método utilizado para confirmar la recepción correcta de un mensaje. El campo de conocimiento es una señal de confirmación que el mensaje fue recibido correcta y completamente. El fin del cuadro indica el término del mensaje. Actualmente pueden existir dos diferentes versiones de alta velocidad: versión 2.0A y 2.0B, la diferencia es la cantidad de bit para el identificador, 2.0A: 11 bit, 2.0B: 29 bit. Rev: 0 01. 01, 2007 24 GECM-3ST8K
  25. 25. Comunicación Arbitraje El proceso de arbitraje en si mismo funciona de esta forma: en este ejemplo dos ECU (nodos) comienzan a transmitir un mensaje al mismo tiempo. A esta enviando un bit dominante (0) y recibe un 0 (desde la línea bus), lo mismo es valido para B. Como ambos nodos encuentran el mismo valor que ellas han enviado a la línea bus, ambas continuarán su transmisión. Luego ambas envían / reciben un 1. Como antes, ambas continuarán transmitiendo. Esto continuará durante el tiempo en que ambas envíen el mismo valor. Pero entonces el nodo A esta enviando un 0 y ve un 1. Para el nodo A todavía el estado es continuar pues la señal enviada y recibida es la misma. Pero para B la situación es diferente, esta ha enviado un 1 y recibido un 0. Como el 0 tiene una prioridad más alta que 1, el nodo B reconoce que hay un mensaje más importante en el bus. Esto produce la detención de transmisión del nodo B y conmuta solamente al modo de recepción. La gran ventaja de este método es que el ganador del arbitraje simplemente puede continuar con su mensaje sin ninguna interrupción. Esto es llamado Acceso No Destructible o NDA. Después de ganar la arbitración, la transferencia de datos continua hasta que un mensaje con alta prioridad “ingrese” al bus. Por la arbitración se asegura que un mensaje importante tenga un tiempo de retraso máximo predecible antes de enviar (aproximadamente el tiempo de transmisión de un mensaje). Rev: 0 01. 01, 2007 25 GECM-3ST8K
  26. 26. Comunicación Aplicaciones de Baja Velocidad CAN en OPIRUS De acuerdo con la clasificación, existen diferentes esquemas de CAN bus. La descripción hasta este punto esta basada en la alta velocidad CAN (Versión 2.0 A) utilizada para la comunicación en el tren de potencia o sistemas de seguridad relacionados, como el ESP. La función e idea general para otras versiones CAN es muy similar, pero hay algunas diferencias que serán descritas. La principal diferencia es el curso de la velocidad de comunicación, pero hay también otras tales como los voltajes utilizados y la cantidad y posición de los resistores. La baja velocidad CAN se utiliza para sistemas críticos no sujetos a tiempo como en los sistemas de comodidad. Las Rev: 0 01. 01, 2007 26 GECM-3ST8K
  27. 27. Comunicación diferentes versiones de baja velocidad pueden existir por ejemplo de acuerdo con ISO 11519-2 o ISO 11519-3. Un ejemplo para el uso de la baja velocidad CAN es el nuevo Grandeur, donde esta se utiliza para un sistema de comodidad, como el sistema de memoria integrado. Solamente como referencia: junto con las versiones básicas del CAN bus, hay otras existentes, por ejemplo TT CAN, CAN accionada por tiempo, donde se utilizan adicionalmente cuadros fijos de tiempo. LIN BUS (Red Local Interconectada) Rev: 0 01. 01, 2007 27 GECM-3ST8K
  28. 28. Comunicación LIN es la declaración para Red Local Interconectada. Las aplicaciones típicas para la LIN bus son conjuntos de unidades tales como puertas, volante de dirección, asientos, regulación climática, luces, sensor de lluvia o interruptores. En estas unidades la naturaleza sensible al costo de LIN permite la introducción de elementos mecatrónicos tales como sensores inteligentes, actuadores o iluminación. Estos pueden ser conectados fácilmente a la red del automóvil y pueden estar accesibles para todos los tipos de diagnóstico y servicios. Cuadro de Datos LIN Rev: 0 01. 01, 2007 28 GECM-3ST8K
  29. 29. Comunicación La comunicación LIN utiliza un bus de cable simple de 12V para la transmisión de datos. Este es un sistema de comunicación asincrónico, donde una parte especial del mensaje se utiliza para la sincronización, el campo de sincronización para alcanzar el sistema común de temporización. La LIN es un sistema maestro simple de esclavo múltiple, esto significa que toda la comunicación necesaria pasa y es controlada por la unidad maestra. La LIN tiene una velocidad máxima de hasta 20kbit/s asegura la exactitud de datos mediante un campo de revisión de cálculo. El estándar LIN incluye la especificación del protocolo de transmisión, el medio de transmisión, la LIN garantiza el interfuncionamiento de los nodos de la red desde el punto de vista de hardware y software y una conducta predecible del EMC. El primer modelo KIA que utilizo el LIN Bus es el OPIRUS, GH. Como se indica en el diagrama, la LIN se utiliza entre el módulo de control de la carrocería BCM y el interruptor de multifunción. La LIN bus en este esquema se utiliza como un sub BUS, la comunicación principal en este esquema se realiza por el CAN Bus. Sistema de Comunicación CARNIVAL/SEDONA (VQ) Rev: 0 01. 01, 2007 29 GECM-3ST8K
  30. 30. Comunicación La línea bus utilizada en este sistema es un esquema de dos cables que utiliza cables torcidos para reducir la sensibilidad al ruido. La velocidad es de 62.5 kbit/seg. Para la transmisión de datos utiliza el método diferencial. 5Volt en el Bus A y 0 Volt en el Bus B para un 1 lógico y 2.5 Volt en ambas líneas para un 0 lógico. Este es un sistema multimaestro que utiliza la detección de colisión CSMA CD, detección de colisión de acceso múltiple, la arbitración es un acceso no destructible. Para la seguridad de los datos se aplica una revisión de redundancia cíclica de 8 bit. La comunicación entre el módulo de la puerta del conductor, el módulo de la puerta del pasajero y el ECM de instrumentos ahora se realiza mediante un sistema de dos líneas que utiliza comunicación asincrónica. Para referencia: Por ejemplo, la comunicación entre el módulo de la puerta del conductor y la condición de seguridad del alza vidrio eléctrico en el ECM se realiza mediante un bus basado en el Transmisor Receptor Universal asincrónico (UART) utilizando comunicación simple. Rev: 0 01. 01, 2007 30 GECM-3ST8K
  31. 31. Comunicación Seguimiento de Fallas Rev: 0 01. 01, 2007 31 GECM-3ST8K
  32. 32. Comunicación Seguimiento de fallas en sistemas Bus: aún prescindiendo del hecho de que algunos sistemas bus son muy sofisticados, la búsqueda de fallas es muy similar a los sistemas convencionales. Algunos sistemas tiene una función de autodiagnóstico y los códigos de fallas pueden ser leídos por el Hi-scan pro. Para algunos modelos se requiere un adaptador CAN (no es necesario con el NGS). Si existe un problema en el sistema generalmente se fijará un código de falla. En el caso de un problema de alta velocidad CAN bus, el código puede comenzar con U en lugar de P, por ejemplo, U 0001: mal funcionamiento de comunicación CAN. En el caso de la baja velocidad CAN bus, el código puede comenzar con B. Por ejemplo: B1605 CAN fuera de tiempo entre BCM y DDM. Rev: 0 01. 01, 2007 32 GECM-3ST8K
  33. 33. Comunicación Para la mayoría de los sistemas de red solamente se tienen ejemplos generales de formas de Rev: 0 01. 01, 2007 33 GECM-3ST8K
  34. 34. Comunicación ondas, no ejemplo para mensajes específicos. La revisión de la forma de onda es solamente una revisión muy breve del bus. Como un ejemplo se puede observar la forma de onda de alta velocidad CAN. Además, se puede revisar y medir los conectores y cableado como en los sistemas convencionales. En el caso de la alta velocidad CAN también pueden revisarse los resistores terminales. Si estos están correctos, se puede medir 60±5 Ohm para el sistema completo y 20±10 para un resistor simple. Otra prueba simple es revisar la entrada y salida a otros sistemas relacionados con el bus que se desea revisar, o en otras palabras: probar la transferencia de otra señal por la línea bus sospechosa. Por ejemplo: si el alza vidrios eléctricos en el lado del pasajero no reacciona desde el lado del conductor, se puede comprobar si el espejo eléctrico del lado del pasajero se puede accionar. Si es posible, este no es un problema con el bus mismo, debido a que básicamente hay transmisión. Si no es así, la señal relacionada transmitida en la línea bus puede ser revisada con métodos convencionales. Revisando la resistencia y voltaje y eventualmente la forma de onda básica con el osciloscopio. Mediante este método se puede localizar el problema, aún sin conocer detalles acerca del bus mismo. Reparación del Arnés CAN BUS Rev: 0 01. 01, 2007 34 GECM-3ST8K
  35. 35. Comunicación Reparación de la línea CAN bus: generalmente debe decirse que la reparación en los sistemas bus deben seguir estrictamente los procedimientos dados en el Manual de Servicio. Especialmente en el caso de los sistemas de alta velocidad, debe tenerse especial cuidado con el fin de evitar problemas causados por ruido o interferencia. Rev: 0 01. 01, 2007 35 GECM-3ST8K

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