El documento describe los protocolos de comunicación VAN y CAN utilizados en los vehículos. Explica la historia y evolución de ambos protocolos y describe los conceptos básicos como el bus, nodos, tramas de comunicación, tipos de comunicación y codificación numérica utilizada.

1. 1
Los Protocolos
LOS PROTOCOLOS
Formación
MULTIPLEXADO

2. 2
Histórico:
 Histórico del VAN :
 1987 : Nacimiento del protocolo VAN
 1990 : VAN pasa a ser la norma AFNOR R-13708
 1992 : primeros prototipos rodantes (CITROËN XM)
 1993 : 1.000 vehículos en línea de producción (CITROËN XM)
 1994 : VAN pasa a ser la norma ISO 11519-3
 1995 : Renault abandona VAN
 1999 : primera red confort con BSI-VAN en serie en XSARA y
XSARA Picasso
LOS PROTOCOLOS

3. 3
Histórico:
 Histórico del CAN :
 1980 : Nacimiento del protocolo CAN
 1991 : CAN Low Speed pasa a ser una propuesta de norma ISO
 1992 : MERCEDES utiliza la CAN en la Clase S
 1993 : CAN High Speed pasa a ser norma ISO 11898
 1994 : CAN Low Speed pasa a ser norma ISO 11519-2
 1995 : PSA adopta el protocolo CAN HS para las aplicaciones
Intersistemas sustituyendo a la VAN
 2000 : PSA decide bascular de la VAN hacia la CAN Low Speed
para sus aplicaciones Carrocería y Confort
LOS PROTOCOLOS

4. 4
Concepto y
generalidades
Formación
MULTIPLEXADO

5. 5
LOS PROTOCOLOS
Bus
DATA y DATA/
CAN H y CAN L
PSA
Está compuesta por 2 cables en las redes VAN y CAN
Soporte que permite la transmisión de las informaciones entre los
diferentes calculadores (Bus, Médium)
Los protocolos de comunicación CAN y VAN no imponen un
Médium particular (fibra óptica, conexión Herciana, conexión
eléctrica por cableado convencional)
Para las aplicaciones automóviles, la conexión eléctrica es la de
mayor adaptación.
Concepto y generalidades:
 El Medium o Bus :

6. 6
 Noción Maestro y esclavo:
Las redes son definidas según las necesidades del constructor teniendo
en cuenta costes y funciones a asegurar .
Concepto y generalidades:
LOS PROTOCOLOS
La red Maestro / Esclavos MAESTRO
ESCLAVO ESCLAVO
ESCLAVO
VAN
La red Multimaestros / Multiesclavos MAESTRO MAESTRO
ESCLAVO ESCLAVO
VAN

7. 7
 Noción Maestro y esclavo:
LOS PROTOCOLOS
Concepto y generalidades:
La red Multimaestros
MAESTRO
MAESTRO
MAESTRO
MAESTRO
MAESTRO
VAN y CAN

8. 8
 NUDO / ESTACION / MODULO:
Juntos componen una interfase electrónica estandarizada que permite
comunicar por una red VAN o CAN
INTERFASE
DE
LINEA
CONTROLADOR
DE
PROTOCOLO
VAN o CAN
APLICAR
Nudo VAN o CAN
DATA/ o CAN_H
DATA o CAN_L
VAN o CAN
LOS PROTOCOLOS
Concepto y generalidades:
Datos a
emitir
Datos
recibidos

9. 9
 Función de los diferentes elementos:
LOS PROTOCOLOS
Concepto y generalidades:
• interfase de línea
Efectúa la conexión entre el controlador de protocolo y el Bus
Administra la gestión de activación / reposo de las redes
Filtra los parásitos, sobretensiones
DATA/ o CAN_H
DATA o CAN_L
Interfase de
línea
• inspector de protocolo
Recibe y transmite las informaciones de la aplicación
que sigue el protocolo utilizado sobre la red.
Controla-
dor de
protocolo

10. 10
Concepto y generalidades
 Interfase de línea:
Características
• etapa de emisión (TX)
1 etapa; DATA y DATA/ en VAN,
CAN L y CAN H en CAN
• Mecanismo de vigilancia / activación
Sobre actividad de la red en CAN LS, corriente consumida
sobre DATA / en VAN
LOS PROTOCOLOS
DATA/ o CAN_H
DATA o CAN_L
Interfase de línea
• Diagnosis de línea
1 célula de decisión en CAN LS
(función integrada en el controlador de protocolo en VAN )
Diag.
• etapa de recepción
1 comparador en CAN HS (3 en VAN y CAN LS )

11. 11
Concepto y generalidades:
 Interfase de línea:
Efecto de una perturbación
+
-
Perturbación simétrica:
Suprimida a la salida
Perturbación asimétrica:
Causa de error de interpretación
LOS PROTOCOLOS
Interfase de línea

12. 12
Bus VAN
R0
R1
R2
TX
Interfase
de
línea
VAN
Diag.
DATA
DATA
Aplicación
Controlador de protocolo
Interfase de líneaVAN
LOS PROTOCOLOS
Concepto y generalidades
Bus VAN

13. 13
Bus CAN
RX
TX
Interface de
Ligne CAN HS
I/S
CAN
CAN_H
Aplicación
CAN_L
Controlador de protocolo
Interfase de líneaCAN
Diag.
RX
Diag.
Bus CAN LS
Fault Tolerant
LOS PROTOCOLOS
Concepto y generalidades

14. 14
Las tramas de
comunicación
VAN y CAN
LOS PROTOCOLOS
Formación
MULTIPLEXADO

15. 15
DATA
DATA /
Bus
VAN
CAN L
CAN H
CAN I/S
CAN H
CAN L
CAN LS
Nuevo
LOS PROTOCOLOS
Las tramas de comunicación:
 Las diferentes Tramas:

16. 16
Las tramas de comunicación:
 Composición de las tramas VAN y CAN :
Una trama VAN está compuesta por 9 campos
Fin de datos
6
Principio de Trama
1
Confirmación
7
Datos
4
Mandato
3
Identificador
2
Fin de Trama
8
Separador de trama
SOF IDEN COM DATA EOD EOF
ACK IFS
CRC
5 Control validez de mensaje
LOS PROTOCOLOS

17. 18
Sello
(urgente)
Princi-
pio
Fin
Dirección
Identificador
Texto
Datos
Firma
Control fin
datos
Acuse de recibo
Ack
Com
Tipo de
difusión
A.R ?
VAN
A.R ?
LOS PROTOCOLOS
Las tramas de comunicación:
 Función de los campos:
Analogía con Correos

18. 22
Las tramas de comunicación:
 Tipo de comunicación:
• Modo difusión
Sin petición de confirmación en la trama
Dirección indicando la naturaleza de los datos (no indica el destinatario)
VAN
Receptores
Resultado
EOD
CRC
DATOS
MANDATO
DIRECCION
SOF EOF
DIRECCION DATOS EOD
MANDATO
SOF CRC
Emisor EOF
Sin petición de confirmación = modo difusión
LOS PROTOCOLOS

19. 23
Las tramas de comunicación:
 Tipo de comunicación: CAN
• Modo difusión
Confirmación en la trama
Dirección indicando la naturaleza de los
datos
Receptores
Résultat
Dél. CRC
CRC
DATOS
MANDATO
DIRECCION
Start
Bit
EOF
DIRECCION DATOS Dél. CRC
MANDATO
Start
Bit
CRC
Emisor EOF
Imposible impedir la confirmación con la CAN
ACK
ACK
LOS PROTOCOLOS

20. 24
Las tramas de comunicación:
 Tipo de comunicación : VAN
• Modo punto a punto
Con petición de confirmación en la trama
Dirección física indicando el destinatario de los datos que debe
confirmar la trama
Récepteur
DIRECCION DATOS EOD
MANDATO
SOF CRC
Emisor EOF
Dirección física
ACK
Résultat
EOD
CRC
DATOS
MANDATO
DIRECCION
SOF EOF
ACK
LOS PROTOCOLOS

21. 26
Las tramas de comunicación:
 Tipo de comunicación :
VAN
• Punto a punto lectura con respuesta en la trama
Corresponde a una demanda con una respuesta inmediata.
( IFR: In Frame Respuesta)
Emisor/Receptor
Resultado
EOD
CRC
DATOS
MANDATO
DIRECCION
SOF EOF
DIRECCION MANDATO
SOF
Emisor EOF
ACK
EOD
CRC
ACK
DATOS
LOS PROTOCOLOS

22. 27
Las tramas de comunicación:
 Tipo de comunicación :
VAN y CAN
• Punto a punto lectura con respuesta diferida
MANDATO
ACK
CRC
DIRECCION
Start
Bit
MANDATO Dél.
CRC
CRC
DIRECCION
Start
Bit
Start
Bit
Start
Bit
DIRECCION MANDATO CRC
CRC
MANDATO
DIRECCION
Dél.
CRC
Dél.
CRC
Data
Data
ACK
ACK
Dél.
CRC
EOF EOF
ACK
ACK ACK
EOF
Emisor
Receptor
Resultado
PREGUNTA RESPUESTA
EOF
No aplicado en
PSA
LOS PROTOCOLOS

23. 29
El numérico
Formación
MULTIPLEXADO
1001100111110001000000011010011010110001100010110001101101011110101101100110101000101
1001100111110001000000011010011010110001100010110001101101011110101101100110101000101
1001100111110001000000011010011010110001100010110001101101011110101101100110101000101
1001100111110001000000011010011010110001100010110001101101011110101101100110101000101

24. 30
El numérico:
 Principio del numérico:
 la función del " lenguaje numérico " es transformar valores físicos
en un valor escrito explotable por los calculadores y los
componentes electrónicos.
 el principio es de comunicar un conjunto de calculadores o
componentes electrónicos utilizando " un lenguaje numérico ".
 sistemas utilizados :
 La numeración decimal
 La numeración Binaria
 La numeración Hexadecimal
LOS PROTOCOLOS

25. 31
El numérico:
 Numeración decimal:
 Empleada en la vida corriente
 Es de base : 10
los caracteres utilizados son ; 0, 1, 2, …., 9
 Puede ser desarrollada utilizando potencias de 10
Ejemplo: 2624 = (2x103) + (6x102) + (2x101) + (4x100)
= 2000 + 600 + 20 + 4
LOS PROTOCOLOS

26. 32
El numérico:
 Numeración binaria :
Está particularmente adaptada a los conjuntos electrónicos y a los
ordenadores .
 Es de base 2 (2 estados son posibles « 0 » o « 1 » )
 Una información binaria elemental es llamada « Bit » Binary Digit
Todas las informaciones transmitidas sobre el
Bus están codificadas en Binario
1001100111110001000000011010011010110001100010110001101101011110101101100110101000101
LOS PROTOCOLOS

27. 33
El numérico:
 Numeración binaria :
El Morse ya era un medio de comunicación que utilizaba una
mensajería codificada en dos estados . y -
 escrito : . . . (S)
 lámpara: luz corta / luz larga
 sonoro : bip largo / bip corto
En el multiplexado,
efectuamos la misma cosa
con 0 y 1
1001100111110001000000011010011010110001100010110001101101011110101101100110101000101
LOS PROTOCOLOS

28. 34
El numérico:
 Numeración hexadecimal :
Permite comprimir una expresión binaria
Es de base 16
los carácteres utilizados son: 0,1,..., 9, A, B, C, D, E y F
El Hexadecimal es utilizado únicamente para
facilitar el tratamiento de las informaciones
LOS PROTOCOLOS

29. 35
El numérico:
 Conversión :
Decimal Binario Hexadecimal
0 0000 0
1 0001 1
2 0010 2
3 0011 3
4 0100 4
5 0101 5
6 0110 6
7 0111 7
8 1000 8
9 1001 9
10 1010 A
11 1011 B
12 1100 C
13 1101 D
14 1110 E
15 1111 F
Ej : conversión
Nota : Un conjunto de 8
Bits corresponde a un
octeto
{01000101}
Ventaja de la conversión en
Hexadecimal :
Decimal 100
Binaria 0110 0100
Hexa 6 4
LOS PROTOCOLOS

30. 36
El numérico:
 Ejemplo de una sonda de Temperatura CTN :
R 
T °c
T° = 20
R = 2500 
R = 2500  10100
0 1 0 1 0 0 0
Calculador
A
Calculador
B
T°
T° = 20  1 0 1 0 0
0 1 0 1 0 0 0
LOS PROTOCOLOS

31. 37
El numérico:
t t t t
D1
D2
D3
D4
D5
Dn
Reloj
Cables de
control
"n"
cables
de datos
 Comunicación paralelo:
Cada cable transmite un solo rango binario.
 Comunicación serie:
Se utiliza un procedimiento que permite transmitir los datos sobre un
cable.
0 0 1 0 1 0 0 1
Datos
Reloj
Emisor
Línea de reloj
Línea de datos
Masa común
0 0 1 0 1 0 0 1
Receptor
D1 D2 D3 D4 D5 Dn D1 D2 D3 D4 D5 Dn
LOS PROTOCOLOS

32. 38
Aplicación
retenida por PSA
 Comunicación serie con reloj integrado:
El reloj del receptor se sincroniza con el principio del mensaje que
contiene un BIT de « Start »
Nota : Para evitar las perturbaciones electromagnéticas y asegurar el
sistema, la línea de datos consta de 2 cables.
0 0 1 0 1 0 0 1
Datos
Reloj interno
Emisor
Línea de datos
Masa común
Receptor
1
Bit de stop
0 0 1 0 1 0 0 1
1
Bit de start Bit de stop
Resincronización reloj interno,
receptor
Bit de start
D1 D2 D3 D4 D5 Dn D1 D2 D3 D4 D5 Dn
LOS PROTOCOLOS
El numérico:

33. 39
codificado NRZ
Bit codificado gracias a un
elemento temporal ( Time-Slot)
1 Time-Slot = 1 Bit
Bit 1 Bit 0
0V
5V
codificado MANCHESTER
Bit codificado gracias a 2
elementos temporales (Time-
Slot) complementarios
2 Time-Slot = 1 Bit
Bit 1
0V
5V
Bit 0
El numérico:
 Métodos de codificado:
LOS PROTOCOLOS

34. 40
NRZ con Bit Stuffing
Sincronización asegurada por un
método no sistemático de
codificado llamado "Bit Stuffing",
puesto en marcha después de
detección de 5 Bits consecutivos
del mismo nivel.
Codificado E-MANCHESTER
Sincronización asegurada por
un método de codificado
(3 NRZ seguido de un MAN)
VAN CAN
0 0 1 0 1 1 1 1 1
1
bits NRZ bit
Manchester
bits NRZ
bit
Manchester
Resincronizaciones sistemáticas
0 0 1 1 1 1 1 1
bits NRZ bit
Stuffing
5 bits NRZ
0 1 1 0
0 0 1 1 1 1 1
0 1 1 1
Resincronización No sistemática
LOS PROTOCOLOS
El numérico:
 Metodos de codificado:

35. 41
 Noción de caudal Ny / caudal Bruto:
Caudal Ny
Es el caudal real de información excluyendo el revestido de
bits propios del protocolo (sólo es considerado el campo de
datos)
DATA
Caudal Bruto
Es el caudal en el sentido físico.
Corresponde al número de Bits que componen la totalidad de la
trama
Start IDEN COM DATA Del
CRC
EOF
ACK IFS
CRC
=Caudal Ny
Datos
Trama
LOS PROTOCOLOS
El numérico:
CAN de 8 octetos;  = 49 %
VAN de 28 octetos;  = 81 %
 con Campo de datos Maxi

36. 43
 Gestión de las prioridades de acceso al Bus :
Nudo A :
Nudo B :
Nudo C :
Bus : CAN_L - DATA
El numérico:
C pierde el arbitraje
‘y ‘llega’ al bús
A pierde el arbitraje
y ‘llega’ al bus
B gana el arbitraje
allí 'conserva' el bus
LOS PROTOCOLOS

37. 44
 Plazo de transmisión:
El numérico:
Si un calculador decide transmitir un mensaje, éste no será
forzosa e inmediatamente emitido sobre la red.
Puede ser debido a:
• una pérdida de arbitraje
• una red ocupada en el momento de la demanda de
emisión
El plazo de transmisión está en función de la carga de la red
LOS PROTOCOLOS

38. 46
Los errores de
comunicación
VAN y CAN
LOS PROTOCOLOS
Formación
MULTIPLEXADO

39. 47
Los errores de comunicación VAN y CAN :
 El protocolo VAN :
Error CODIGO
Error ACK
Error CRC
Error FORMATO
Error BIT
Ninguna
indicación en el
bus
LOS PROTOCOLOS

40. 49
Los errores de comunicación VAN y CAN :
 El protocoloCAN :
Indicación de
error realizada
por el nudo que
lo ha detectado
Error BIT
Error STUFF
Error ACK
Error CRC Error FORMATO
Bus Off
LOS PROTOCOLOS

41. 51
Los errores de comunicación VAN y CAN :
 El protocoloCAN :
OK
Bus
OFF
Número importante
de errores en
transmisión
30ms à 1s
Transmisión OK
Recepción OK
Calculador desconectado de la red
• Ninguna Transmisión
• Ninguna Recepción
Defecto ausencia de com.
con el calculador
• el Bus Off
Estado de los nudos debido a la detección de un gran
número de errores en transmisión
• Emisión y recepción inactivas
• Ninguna confirmación de las tramas presentes en la red
LOS PROTOCOLOS