Buszugriff für alle Knoten

Die ISO 11898-1 definiert wegen der Sicherstellung einer hohen Verfügbarkeit und einer ereignisgesteuerten Datenübertragung eine Multi-Master-Architektur. Jeder Knoten im CAN-Netzwerk hat das Recht, ohne die Erlaubnis und ohne vorherige Absprache mit anderen CAN-Knoten auf den CAN-Bus zuzugreifen. Wenngleich ein Buszugriff nach ereignisgesteuertem Muster sehr rasche Reaktionen auf Ereignisse mit sich bringt, besteht prinzipiell die Gefahr, dass mehrere CAN-Knoten zum selben Zeitpunkt auf den CAN-Bus zugreifen wollen und es so zu unerwünschten Überlagerungen von Daten auf dem CAN-Bus kommt.

Kollisionen vermeiden

Um die Echtzeitfähigkeit des Kommunikationssystems nicht zu gefährden, definiert die ISO 11898-1 einen Buszugriff, der eine zerstörungsfreie Datenübertragung sicherstellt. CAN verwendet hierzu das CSMA/CR-Verfahren (Carrier Sense Multiple Access/Collision Resolution). Dabei prüfen sendewillige Knoten zunächst, ob der Bus frei ist.

Wenn mehrere Teilnehmer gleichzeitig mit der Übertragung beginnen, wird diese Kollision in Kauf genommen und durch die bitweise Arbitrierung aufgelöst: Derjenige Knoten, der die Botschaft mit der höchsten Priorität sendet, setzt sich durch. Er kann seine Nachricht ohne Verzögerung vollständig senden, während sich die übrigen Knoten zurückziehen und später einen neuen Sendeversuch starten.

Bitweise Busarbitrierung

Bei simultanen Buszugriffen sorgt die dem CSMA/CR-Verfahren zugrunde liegende Methode der bitweisen Busarbitrierung dafür, dass sich immer jener CAN-Knoten mit der höchst prioren CAN-Botschaft durchsetzt. Prinzipiell gilt: je höher die Priorität einer CAN-Botschaft, desto eher kann sie auf dem CAN-Bus übertragen werden. Niederpriore CAN-Botschaften laufen bei ungünstigem Systemdesign sogar Gefahr, gar nicht übertragen zu werden.

Zum besseren Verständnis steht Ihnen die interaktive Grafik „Prinzip des Buszugriffs“ zur Verfügung. Darin wird von zwei CAN-Knoten ausgegangen, die während einer laufenden Botschaftsübertragung auf den CAN-Bus zugreifen wollen. Bitte lesen Sie die Anleitung, um die gesamte Funktionalität des Medienobjektes zu nutzen.