> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://navixy.com/docs/llms.txt). Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://navixy.com/docs/expert-center/ru/vehicle-telematics-technology/can-and-obdii/intra-vehicle-communication-can-flexray-and-most.md). # Обмен данными внутри автомобиля: CAN, FlexRay и MOST CAN, FlexRay и MOST — это автомобильные протоколы связи, используемые для соединения электронных блоков управления (ECU), блоков управления трансмиссией (TCU) и кузовных модулей управления (BCM) в транспортных средствах: * **CAN**\ Протокол, основанный на сообщениях, который изначально был разработан для экономии меди за счет мультиплексирования электрической проводки в автомобилях. Пропускная способность CAN составляет около 125 кбит/с. * **FlexRay**\ Высокоскоростной, отказоустойчивый и детерминированный последовательный протокол связи, способный передавать данные со скоростью до 10 Мбит/с по двум скрученным проводам. FlexRay часто используется в критически важных для безопасности приложениях, например в модулях силового агрегата. Полезная нагрузка FlexRay, то есть кадры данных, может достигать 127 слов (254 байта) в длину, что более чем в 30 раз больше, чем полезная нагрузка CAN. * **MOST**\ Стандарт шины для мультимедийных сетей транспортных средств, который позволяет передавать высококачественные аудио, видео и данные. MOST доступен в трех скоростях передачи: MOST25, MOST50 и MOST150. CAN (Controller Area Network) в настоящее время — наиболее широко используемая внутритранспортная сеть. Однако по мере непрерывного развития автономных транспортных средств и связанных с ними технологий растет спрос на более высокую пропускную способность и лучшую связность. В этом документе мы кратко описываем CAN и другие варианты подключения транспортных средств, включая беспроводной CAN, MOST, FlexRay и автомобильный Ethernet. ## Шина CAN: некоторые принципы В широком смысле CAN-шина (Controller Area Network-bus) — это на самом деле набор стандартов, которые позволяют различным устройствам обмениваться друг с другом данными. Это асинхронная (с временным сдвигом) последовательная шинная система, разработанная в 1983 году Robert Bosch GmbH с целью соединения электронных блоков управления (ECU) в автотранспортных средствах. CAN был разделен на различные слои в соответствии с моделью ISO/OSI, чтобы обеспечить гибкость и прозрачность архитектуры. На практике для связи шина CAN использует два выделенных провода: CAN low и CAN high, с помощью которых контроллер CAN подключается ко всем компонентам сети. CAN позволяет заменить довольно сложную проводку двухпроводной шиной. CAN использует дифференциальный сигнал, что делает его более устойчивым к помехам, с двумя логическими состояниями: рецессивным и доминантным. Сегодня шина CAN используется практически повсюду — от кофемашин до [управления автопарком](https://www.navixy.com/fleet-management/features/) и космических применений. Далее мы кратко описываем принципы работы шины CAN. Протокол связи CAN ISO-11898:2003 объясняет, как информация передается между устройствами в сети на основе модели взаимодействия открытых систем (OSI), представленной на рисунке ниже в виде набора слоев. Два нижних слоя семиуровневой модели OSI/ISO — это физический слой и слой канала данных. Физический слой определяет связь между устройствами, соединенными физической средой. ![CAN и альтернативы](/files/5a1e1e5fe374de1e7f3a68b6b40611fcde8b26f1) Слой канала данных, помимо прочего, также отвечает за организацию битов в кадры и включает два протокола: классический CAN (первое использование относится к 1988 году) и CAN FD (запущен в 2012 году). Прикладной слой по сути является пользовательским слоем и обеспечивает доступ к сетевым ресурсам. Существует два типа форматов сообщений/кадров: стандартный и расширенный. Они отличаются друг от друга только длиной идентификатора — стандартный составляет 11 бит, а расширенный — 29 бит. Структуру стандартного сообщения можно разделить на 8 частей, как показано на рисунке ниже. Эти части: Start of Frame (SOF — начало передачи кадра), CAN-ID (идентификатор кадра, определение приоритета сообщения), Remote Transmission Request (RTR, показывает, запрашивает ли узел данные у другого узла или передает данные), Control (сообщает длину данных в байтах), Data (фактические значения данных, которые необходимо масштабировать/преобразовать), Cyclic Redundancy Check (CRC, обеспечивает целостность данных), ACK (acknowledge, указывает, правильно ли принимаются данные) и EOF (End of Frame), обозначающий конец сообщения/кадра CAN. ![CAN и альтернативы](/files/17440a8222e12ee7cbe6cc75249c7b76e725d913) Шина CAN использует инвертированную логику с двумя состояниями: доминантным и рецессивным. На рисунке выше показана упрощенная схема ввода-вывода CAN-трансивера: поток битов, идущий к/от контроллера CAN и/или микроконтроллера. Когда контроллер отправляет поток битов, они инвертируются и подаются на линию CANH. Линия CANL всегда является дополнением CANH. CAN должен контролировать и то, что в данный момент находится на шине, и то, что он передает. В приложениях оба конца шины CAN должны быть согласованы по сопротивлению, поскольку любой узел на шине может передавать данные. На каждом конце линии связи установлен терминальный резистор, равный волновому сопротивлению кабеля. Обычно рекомендуемое значение терминальных резисторов — 120 Ω (в диапазоне 100 Ω – 130 Ω). В сети не должно быть более двух терминальных резисторов, поскольку дополнительные окончания создают дополнительную нагрузку на водителей. На изображении ниже показана тестовая шина CAN. Узлы могут представлять передачу сообщений от интеллектуальной сенсорной технологии и контроллера двигателя. Типичным применением может быть датчик температуры. ![CAN и альтернативы](/files/2777b06680123424150ed605a9e0064a542e4f40) Если другому сенсорному узлу необходимо одновременно отправить сообщение, арбитраж гарантирует, что сообщение будет передано. Например, узел A завершает отправку своего сообщения, а узлы B и C подтверждают правильный прием сообщения. Затем узлы B и C, в свою очередь, начинают арбитраж, и если узел C выигрывает его, то он отправляет сообщение. Узлы A и B подтверждают сообщение от узла C, а узел B затем продолжает отправку своего сообщения. Следует помнить об обратной полярности входа и выхода драйвера на шине. Шина CAN сегодня широко распространена в автомобилях. Она присутствует практически во всех выпускаемых транспортных средствах. Автомобили в современном мире по сути являются продуктом мирового рынка, поэтому все транспортные средства, как правило, оснащены шиной CAN. Доступ к шине CAN осуществляется через порт OBD, который показан на рисунке ниже вместе с примером терминального резистора 120 Ω, припаянного к разъему DB9 с проводкой CAN, расположенному в корпусе DB9. Для подключения порта OBD к устройству CAN DB9 нужен кабель, который можно либо купить, либо изготовить. Чтобы сделать его самостоятельно, требуются 9-контактная розетка D-sub (female) и штекер OBD (male). Розетка DB9 должна соответствовать разъему устройства CAN. ![CAN и альтернативы](/files/7325055060b2b34da1307639de28ae1a280bdc78) Пример проводки от штекера OBD к CAN DB9, включая дополнительный терминальный резистор, также показан на схемах ниже. ![CAN и альтернативы](/files/7a077a6f27d3bc624e89e184dfd1dbc5e154815f) Чтобы построить сеть датчиков, подключиться к шине CAN и просматривать сигналы CAN от транспортных средств, существует множество вариантов. Различные микроконтроллеры в настоящее время поддерживают протокол CAN и могут быть подключены к CAN через микросхему CAN-трансивера. Также существуют решения вроде Raspberry Pi, Texas Instruments Launchpad и Arduino, которые могут подключаться к CAN с помощью некоторых дополнительных модулей. Сеть связи CAN в современных транспортных средствах может предоставлять огромный объем данных, который можно использовать в [управления автопарком](https://www.navixy.com/fleet-management/features/) для повышения безопасности водителя, снижения общих расходов, улучшения процессов техобслуживания и поддержки экологической ответственности. Использование данных шины CAN предоставляет владельцам автопарков различные возможности доступа к информации, включая норму расхода, показания одометра, обороты в минуту, положение дроссельной заслонки, нагрузку/крутящий момент двигателя, температуру двигателя и уровень топлива. ## Беспроводной CAN CAN на скрученной паре медных проводов стал стандартом ISO в 1994 году. Растущий спрос на повышенную связность стимулирует развитие альтернативных и дополнительных технологий. Например, некоторые варианты беспроводной передачи CAN опираются на радиостандарты, основанные на протоколах, такие как WLAN или Bluetooth. В таком сценарии данные CAN в передатчике должны быть преобразованы в беспроводной протокол и восстановлены в приемнике. Прозрачная и передача в реальном времени в смысле сети CAN таким образом невозможна. Таким образом, радиосвязь функционирует как шлюз между двумя сетями CAN. ![CAN и альтернативы](/files/2207bc3ccff3946fa50ab8a868ddbcde54f4d115) Беспроводной CAN, основанный на двухрежимной радиосвязи, позволяет участникам CAN беспроводным образом интегрироваться в сеть CAN, повышая безопасность и удобство использования. Однако такая система требует специальных антенн, которым нужно место и определенная ориентация, что ограничивает всенаправленное излучение. ## MOST, FlexRay и автомобильный Ethernet вкратце Многообещающей альтернативой CAN является автомобильный Ethernet. По некоторым оценкам, рынок автомобильного Ethernet вырастет более чем на 21,6 % в прогнозный период 2019–2026 годов. Ключевые преимущества Ethernet для подключения транспортных средств — высокая пропускная способность и экономическая эффективность. Ethernet использует стратегию Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD). Коллизии можно игнорировать путем разделения в бортовых сетях. Некоторые проблемы автомобильного Ethernet — значительный уровень радиочастотных помех, невозможность обеспечить задержку до низкомикросекундного диапазона и отсутствие способа синхронизации времени между устройствами. MOST (Media Oriented System Transport) — это последовательная система связи для передачи управляющих данных, видео и аудио с помощью оптоволоконных [http://cables.It](http://cables.it) обеспечивает обмен звуковой и видеоинформацией по схеме «точка-точка» со скоростью 24,8 Мбит/с. MOST, созданный ассоциацией MOST, определяет уровни протокола, программного и аппаратного обеспечения, необходимые для эффективной и недорогой передачи управляющих, пакетных данных и данных реального времени с использованием единой среды / физического уровня. Сеть MOST может быть схематически представлена в виде кольца, которое может включать до 64 устройств MOST. Благодаря своей функции plug\&play добавление или удаление устройства MOST должно быть довольно простым. FlexRay, в свою очередь, по сути является стандартом автомобильной сети, основанным на гибкой, высокоскоростной, детерминированной и отказоустойчивой шинной системе с высокой скоростью передачи данных. Он используется в составе топологии «звезда» или линейной топологии с медным кабелем или оптоволокном. Конфигурации FlexRay с двумя каналами обеспечивают повышенную отказоустойчивость и/или увеличенную пропускную способность. Особенности сети связи FlexRay делают ее благоприятной для автомобильной промышленности следующего поколения. ![CAN и альтернативы](/files/68fe84d6d98fe785e03ab125ffae6fc6f59fd9b1) Большинство сетей FlexRay первого поколения обычно используют один канал, чтобы сократить затраты на проводку, но дальнейшее развитие применения и связанные с ним требования безопасности приведут к более широкому использованию двух каналов. Ограничивающими факторами широкого распространения FlexRay являются цена, более низкие уровни рабочего напряжения и асимметрия фронтов, что создает трудности при увеличении длины сети. Некоторые ключевые характеристики перечисленных протоколов по сравнению с характеристиками CAN представлены в таблице ниже. ![CAN и альтернативы](/files/b6e524d91727a9b70b8afcb51994d80a5ec672cf) Прямое сравнение перечисленных протоколов связи показывает, что существует явный компромисс между пропускной способностью и отказоустойчивостью, с одной стороны, и средними затратами и сложностью системы — с другой. Хотя CAN и MOST остаются своего рода фундаментальными протоколами, FlexRay и Ethernet являются более перспективным решением для удовлетворения растущих рыночных требований и потребностей приложений с высокой нагрузкой. В современных транспортных средствах эти протоколы часто используются как взаимодополняющие решения. ## Назначение внутритранспортных протоколов связи Шина CAN действительно является хорошо известным и устоявшимся стандартом связи транспортных средств. Она применяется для силового агрегата, шасси, магистральной сети и кузовных систем. Ethernet, в свою очередь, обычно используется как диагностический протокол для электронных блоков управления двигателем, шасси и кузовом, используемых для сетевых подключений. FlexRay в настоящее время служит основой активной технологической разработки по всему миру, а его многочисленные применения включают системы X-by-Wire следующего поколения и магистральные системы. MOST — это стандарт шины для мультимедийных сетей транспортных средств, предназначенный для передачи высококачественных аудио, видео и данных. Он позволяет легко соединять различные мультимедийные компоненты транспортных средств. Все протоколы и технологии, упомянутые выше, удовлетворяют большинству требований диагностики и мультимедийной связи для современных бортовых и межтранспортных систем связи и могут использоваться в передовых системах автономного вождения. Однако точная интеграция этих технологий с соблюдением ограничений реального времени по-прежнему остается сложной задачей. --- # Agent Instructions This documentation is published with GitBook. GitBook is the documentation platform designed so that both humans and AI agents can read, navigate, and reason over technical content effectively. Learn more at gitbook.com. ## 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, and the optional `goal` query parameter: ``` GET https://navixy.com/docs/expert-center/ru/vehicle-telematics-technology/can-and-obdii/intra-vehicle-communication-can-flexray-and-most.md?ask=&goal= ``` `ask` is the immediate question: it should be specific, self-contained, and written in natural language. `goal` is optional and describes the broader end goal you are ultimately trying to accomplish on behalf of the user. GitBook uses it to tailor the answer towards what is most useful for that goal. 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.