JAJY131A January   2023  – March 2024

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   概要
  4.   イーサネット
  5.   FPD-Link テクノロジー
  6.   CAN バス
  7.   PCIe テクノロジー
  8.   まとめ
  9.   関連資料

CAN バス

CAN 通信は、1980 年代に Robert Bosch GmbH が開発して以来、大幅に進化してきました。マルチドロップ・ネットワーク・プロトコルにより、車両に必要なケーブル配線が大幅に削減されると同時に、バス上の最優先ノードへのバス・アクセスを許可するアービトレーション通信システムも実現できます。CAN プロトコルと物理層は、元来 1990 年代初めに最大 1Mbps のデータ・レート用に標準化されました。現在、CAN 通信は最大 10Mbps の速度に達しており、1990 年代の Classical CAN と、10Base-T などの低速車載イーサネット間のギャップを埋めています。

CAN はマルチ・コマンダ・シリアル・バスです。つまり、個別のノードが CAN バスの読み取りと CAN バスへの書き込みを実行できるとき、単一のコマンダ・ノードは制御を行いません。各メッセージ・フレームには、CAN メッセージの優先順位を確立する識別子が含まれています。複数のノードが同時に CAN バスに送信しようとすると、優先順位が最も高い (またはアービトレーション ID が最も低い) ノードがバスを制御します。CAN 通信は過酷な環境でも信頼性が高く、ECU はシングル・ペアのワイヤのみで通信できます。

CAN が最初に 1980 年代に開発されたとき、1 台の車両に搭載されている ECU の数は比較的少なくなりました。現在、乗用車には 100 以上の ECU を搭載できるようになり、基本的なパワー・ステアリングから、シート・マッサージ機やステアリング・ホイール・ヒーターなどの高級機能まで、さまざまな機能を制御できるようになりました。ECU の増加と乗用車への高度な安全機能の必要性に伴い、CAN 通信も進化しています。

表 1 は CAN FD Light、CAN Signal Improvement Capability (SIC)、CAN Extra Long (XL) などの新しい規格を含む、CAN 通信ネットワークの詳細情報を示します。CAN の詳細については、「コントローラ・エリア・ネットワーク (CAN) の概要」を参照してください。

表 1 CAN の進化
プロトコル ビット・レート 標準 概要
CAN XL 10Mbps 超 CiA 610-1 CAN XL は最大ペイロードを 2KB に増やし、さらに高いビット・レートを実現しているため、CAN と低速イーサネットの間のギャップを埋めることができます
CAN FD SIC 8Mbps 未満 CiA 601-4 信号改善能力により、ドミナントからリセッシブへのエッジでのリンギングが減少し、より複雑なトポロジを実現します
CAN FD Light 5Mbps 以下 CiA 604-1 CAN FD 物理層の堅牢性を備えた 2 線式コマンダ・レスポンダ・アーキテクチャ
CAN FD 5Mbps 未満 ISO 11898 フレキシブルなデータ・レートは最大ペイロードを 64 バイトから増やし、より高いビット・レートを実現しました
CAN 1Mbps 以下 ISO 11898 8 バイトの最大ペイロードに対応する 2 線式マルチ・コマンダ・シリアル・バス
LIN (Local Interconnect Network) 1~20kbps ISO 17987 単線式コマンダ・レスポンダ・アーキテクチャ