# Comunicação intra-veicular: CAN, FlexRay e MOST CAN, FlexRay e MOST são todos protocolos de comunicação automotiva usados para conectar unidades de controle eletrônico (ECUs), unidades de controle de transmissão (TCUs) e módulos de controle da carroceria (BCMs) em veículos: * **CAN**\ Um protocolo baseado em mensagens que foi originalmente projetado para economizar cobre, multiplexando a fiação elétrica em automóveis. O CAN tem largura de banda de cerca de 125 kbps. * **FlexRay**\ Um protocolo de comunicação serial de alta velocidade, tolerante a falhas e determinístico, que pode transferir dados a velocidades de até 10 Mbits por segundo por meio de dois fios trançados. O FlexRay é frequentemente usado em aplicações críticas de segurança, como módulos do trem de força. As cargas úteis do FlexRay, ou quadros de dados, podem ter até 127 palavras (254 bytes) de comprimento, o que é mais de 30 vezes maior do que as cargas úteis do CAN. * **MOST**\ Um padrão de barramento para redes multimídia veiculares que permite a transferência de áudio, vídeo e dados de alta qualidade. O MOST está disponível em três velocidades de transmissão: MOST25, MOST50 e MOST150. O CAN (Controller Area Network) é atualmente a rede embarcada mais amplamente utilizada. No entanto, com o desenvolvimento contínuo de veículos autônomos e tecnologia relacionada, há uma alta demanda por maior largura de banda e conectividade. Neste documento, descrevemos brevemente o CAN e outras opções de conectividade veicular, incluindo CAN sem fio, MOST, FlexRay e Automotive Ethernet. ## Barramento CAN: alguns princípios por trás Em sentido amplo, o barramento CAN (Controller Area Network-bus) é, na verdade, um conjunto de padrões que permitem que diferentes dispositivos se comuniquem entre si. Trata-se de um sistema de barramento serial assíncrono (deslocado no tempo), desenvolvido em 1983 pela Robert Bosch GmbH com o objetivo de interconectar unidades de controle eletrônico (ECU) em veículos automotores. O CAN foi dividido em várias camadas, seguindo o modelo ISO/OSI, para alcançar flexibilidade e transparência de projeto. Para a comunicação na prática, o barramento CAN usa dois fios dedicados: CAN low e CAN high, por meio dos quais o controlador CAN é conectado a todos os componentes da rede. O CAN permite substituir uma fiação bastante complexa por um barramento de dois fios. O CAN usa um sinal diferencial, o que o torna mais resistente a ruídos, com dois estados lógicos: recessivo e dominante. Hoje em dia, o barramento CAN é usado em praticamente tudo, desde máquinas de café até [gestão de frotas](https://www.navixy.com/fleet-management/features/) e aplicações espaciais. Descrevemos brevemente, a seguir, os princípios de funcionamento do barramento CAN. O protocolo de comunicação CAN ISO-11898:2003 explica como as informações são transmitidas entre dispositivos em uma rede com base em um modelo de Interconexão de Sistemas Abertos (OSI), apresentado como um conjunto de camadas na figura abaixo. As duas camadas mais baixas do modelo OSI/ISO de sete camadas são as camadas física e de enlace de dados. A camada física define a comunicação entre dispositivos conectados pelo meio físico. ![CAN e alternativas](/files/af8016d62db5e0433f12eeb24cc199e7aa7f5882) A Camada de Enlace de Dados, entre outras coisas, também cuida de organizar os bits em quadros e inclui dois protocolos: o CAN clássico (primeiro uso datado de 1988) e o CAN FD (lançado em 2012). A camada de aplicação é essencialmente uma camada de usuário final e fornece acesso aos recursos de rede. Existem dois tipos de formatos de mensagem/quadros: padrão e estendido. Eles diferem entre si apenas pelo comprimento do identificador — o padrão tem 11 bits, enquanto o estendido tem 29 bits. Uma estrutura de mensagem padrão pode ser dividida em 8 partes, como mostrado na figura abaixo. Essas partes são: Start of Frame (SOF - o início da transmissão do quadro), CAN-ID (identificador do quadro, identificação da prioridade da mensagem), Remote Transmission Request (RTR, indica se um nó solicita dados de outro nó ou envia dados), Control (informa o comprimento dos dados em bytes), Data (valores reais dos dados que precisam ser escalados/convertidos), The Cyclic Redundancy Check (CRC, garantindo a integridade dos dados), ACK (acknowledge, indica se os dados estão sendo recebidos corretamente) e EOF (End of Frame), que marca o fim da mensagem/quadro CAN. ![CAN e alternativas](/files/33dad85eed3d1433187ef234f598473ac89056c6) O barramento CAN utiliza uma forma invertida de lógica com dois estados: dominante e recessivo. A figura acima demonstra um diagrama simplificado de entrada e saída de um transceptor CAN: fluxo de bits indo para/de um controlador CAN e/ou microcontrolador. Quando o controlador envia um fluxo de bits, estes são complementados e colocados na linha CANH. A linha CANL é sempre o complemento de CANH. O CAN deve monitorar tanto o que está atualmente no barramento quanto o que está enviando. Para aplicações, ambas as extremidades do barramento CAN devem ser terminadas, pois qualquer nó no barramento pode transmitir dados. Cada extremidade do enlace possui um resistor de terminação igual à impedância característica do cabo. Normalmente, o valor recomendado para os resistores de terminação é 120 Ω (em uma faixa de 100 Ω a 130 Ω). Não deve haver mais de dois resistores de terminação na rede, pois terminações adicionais impõem carga extra aos drivers. A figura abaixo mostra um barramento de teste CAN. Os nós na figura poderiam, em princípio, estar enviando mensagens de tecnologia de sensoriamento inteligente e de um controlador de motor. Uma aplicação típica poderia ser, por exemplo, algum sensor de temperatura. ![CAN e alternativas](/files/7af44b8df2b444594d2e67f8143415596eb4cebf) A figura abaixo mostra um barramento de teste CAN. Os nós na figura poderiam, em princípio, estar enviando mensagens de tecnologia de sensoriamento inteligente e de um controlador de motor. Uma aplicação típica poderia ser, por exemplo, algum sensor de temperatura. Se outro nó sensor precisar enviar uma mensagem simultaneamente, a arbitragem garante que a mensagem seja enviada. Por exemplo, o nó A termina de enviar sua mensagem enquanto os nós B e C reconhecem o recebimento correto de uma mensagem. Os nós B e C, por sua vez, iniciam a arbitragem e, se o nó C vencer a arbitragem, ele envia uma mensagem. Os nós A e B reconhecem a mensagem do nó C, e então o nó B continua com sua mensagem. A polaridade oposta da entrada e da saída do driver no barramento deve ser levada em conta. O barramento CAN hoje é amplamente distribuído em automóveis. Ele está presente em praticamente todos os veículos fabricados. Os carros no mundo moderno são essencialmente um produto de mercado global, portanto todos os veículos tendem a ter um barramento CAN. O barramento CAN é acessado por meio da porta OBD, mostrada em uma figura abaixo, juntamente com um exemplo de resistor de terminação de 120Ω, soldado ao conector DB9 com a fiação CAN, localizado no alojamento da carcaça DB9. Para fazer a fiação da porta OBD a um dispositivo CAN DB9, é necessário um cabo que pode ser comprado ou confeccionado. Para fazer um cabo artesanal, são necessários um soquete D-sub de 9 pinos (fêmea) e um conector OBD (macho). O soquete DB9 deve corresponder ao conector do dispositivo CAN. ![CAN e alternativas](/files/9c71761c412e2eccf79bb52fd2460ef94788de26) Um exemplo da fiação do conector OBD para DB9 CAN, incluindo também o resistor de terminação opcional, é mostrado nos esquemas abaixo. ![CAN e alternativas](/files/24d417eb60fe26b63232a3fdf2642fe564215e00) Para construir uma rede de sensores, fazer interface com um barramento CAN e visualizar os sinais CAN de veículos, há muitas opções. Vários microcontroladores atualmente têm suporte ao protocolo CAN e podem ser interligados ao CAN por meio de um chip transceptor CAN. Além disso, soluções como Raspberry Pi, Texas Instruments Launchpad e Arduino também estão disponíveis e podem se conectar ao CAN por meio de alguns complementos. A rede de comunicação CAN em veículos modernos pode fornecer um grande volume de dados que pode ser utilizado em [gestão de frotas](https://www.navixy.com/fleet-management/features/) para aumentar a segurança do motorista, reduzir despesas gerais, melhorar os processos de manutenção e apoiar a responsabilidade ambiental. A disponibilização dos dados do barramento CAN oferece aos proprietários de frotas várias oportunidades de acessar diversas informações, incluindo consumo de combustível, leitura do hodômetro, rotações por minuto, posição do acelerador, carga/torque do motor, temperatura do motor e nível de combustível. O CAN é atualmente a rede embarcada mais amplamente utilizada. No entanto, com o desenvolvimento contínuo de veículos autônomos e [tecnologia relacionada](https://www.navixy.com/), há uma alta demanda por maior largura de banda e conectividade. A seguir, descrevemos brevemente algumas outras opções de conectividade veicular, incluindo CAN sem fio, MOST, FlexRay e Automotive Ethernet. ## CAN sem fio O CAN em um par trançado de fios de cobre tornou-se um padrão ISO em 1994. A crescente demanda por maior conectividade impulsiona o desenvolvimento de tecnologias alternativas e complementares. Por exemplo, algumas opções de transmissão CAN sem fio dependem de padrões de rádio baseados em protocolo, como WLAN ou Bluetooth. Nesse cenário, os dados CAN no transmissor devem ser convertidos para o protocolo sem fio e reinseridos no receptor. A transmissão transparente e em tempo real, no sentido da rede CAN, não é possível dessa forma. A conexão por rádio, portanto, funciona como um gateway entre duas redes CAN. ![CAN e alternativas](/files/8b7abe66ac9071623aa7a57c41ed8f008bc09ab9) O CAN sem fio baseado em rádio de modo duplo permite que os participantes do CAN sejam integrados sem fio a uma rede CAN, aumentando a segurança e a usabilidade. No entanto, tal sistema requer antenas especiais que precisam de espaço e de um alinhamento específico, o que limita a radiação omnidirecional. ## MOST, FlexRay e Automotive Ethernet em resumo Uma alternativa promissora ao CAN é a Ethernet automotiva. Algumas estimativas preveem que o mercado de Ethernet automotiva crescerá mais de 21,6% durante o período de previsão de 2019 a 2026. Os principais benefícios da Ethernet para a conectividade veicular são a alta largura de banda e a eficiência de custos. A Ethernet emprega a estratégia Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD). A colisão pode ser ignorada por meio da divisão nas redes embarcadas. Alguns desafios da Ethernet automotiva são a quantidade significativa de ruído de RF, a incapacidade de fornecer latência na faixa de microssegundos baixos e a falta de um meio de sincronizar o tempo entre dispositivos. O MOST (Media Oriented System Transport) é um sistema de comunicação serial para transmitir dados de controle, vídeo e áudio por meio de fibra óptica [http://cables.It](http://cables.it) fornece uma troca ponto a ponto de informações de som e vídeo com taxas de velocidade de 24,8 Mbps. O MOST, criado pela associação MOST, define as camadas de protocolo, software e hardware necessárias para permitir o transporte eficiente e de baixo custo de dados de controle, em tempo real e em pacotes, usando um único meio/camada física. Uma rede MOST pode ser apresentada esquematicamente na forma de um anel que pode incluir até 64 dispositivos MOST. Graças à sua funcionalidade plug\&play, adicionar ou remover um dispositivo MOST deve ser bastante simples. O FlexRay, por sua vez, é essencialmente um padrão de rede automotiva baseado em um sistema de barramento flexível, determinístico, tolerante a falhas e de alta velocidade. Ele é utilizado como parte da topologia em estrela ou em linha com cobre ou fibra óptica. O FlexRay, com configurações de canal duplo, oferece maior tolerância a falhas e/ou maior largura de banda. A rede de comunicação FlexRay apresenta características que a tornam favorável para as indústrias automotivas de próxima geração. ![CAN e alternativas](/files/963415325c93800d5580ebd7012a143c3dd052f2) A maioria das redes FlexRay de primeira geração normalmente emprega um único canal para reduzir os custos de fiação, mas o desenvolvimento posterior das aplicações e os requisitos de segurança decorrentes levarão ao aumento do uso de dois canais. Os fatores limitantes para o uso disseminado do FlexRay são o preço, níveis de tensão de operação mais baixos e a assimetria das bordas, levando a desafios na extensão do comprimento da rede. Algumas características principais dos protocolos listados, em comparação com as características do CAN, são apresentadas na tabela abaixo. ![CAN e alternativas](/files/dbf73a1d8ba63fef9c4c6f189f9f92627834f70f) A comparação direta dos protocolos de conectividade listados mostra que há um claro trade-off entre largura de banda e tolerância a falhas versus custos médios e complexidade do sistema. Enquanto CAN e MOST permanecem como uma espécie de protocolos fundamentais, FlexRay e Ethernet são soluções mais promissoras para atender às crescentes demandas do mercado e de aplicações de alta carga. Em veículos modernos, esses protocolos são frequentemente utilizados como soluções complementares. ## Finalidade dos protocolos de comunicação embarcados O barramento CAN é, de fato, um padrão de conectividade veicular bem conhecido e consolidado. Ele é utilizado para powertrain, chassis, rede backbone e sistemas da carroceria. A Ethernet, por sua vez, é comumente usada como protocolo de diagnóstico para unidades de controle eletrônico de conexão de motor, chassi e carroceria usadas para conexões de rede. O FlexRay atualmente forma a base para o desenvolvimento de tecnologias ativas em todo o mundo, e suas muitas aplicações incluem sistemas X-by-Wire de próxima geração e sistemas backbone. O MOST é um padrão de barramento para redes multimídia veiculares projetado para permitir a transferência de áudio, vídeo e dados de alta qualidade. Ele permite a interconexão fácil de vários componentes multimídia do veículo. Todos os protocolos e tecnologias mencionados acima atendem à maioria dos requisitos de diagnóstico e comunicação multimídia para a comunicação moderna embarcada e entre veículos, e podem ser usados em sistemas avançados de condução autônoma; no entanto, a integração precisa de todas essas tecnologias, ao mesmo tempo em que satisfaz as restrições de tempo real, ainda é uma parte desafiadora. --- # Agent Instructions: Querying This Documentation If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question. Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter: ``` GET https://navixy.com/docs/expert-center/pt-br/vehicle-telematics-technology/can-and-obdii/intra-vehicle-communication-can-flexray-and-most.md?ask= ``` The question should be specific, self-contained, and written in natural language. The response will contain a direct answer to the question and relevant excerpts and sources from the documentation. Use this mechanism when the answer is not explicitly present in the current page, you need clarification or additional context, or you want to retrieve related documentation sections.