Arquitectura del bus
Un bus CAN está constituido por los siguientes componentes.
Línea de transmisión
Una línea de transmisión está formada por conductores eléctricos con
una disposición geométrica determinada que condiciona las
características de las ondas electromagnéticas en ella. Una de las
líneas más simples es la constituida por un par de hilos conductores.
Como hemos mencionado, el bus CAN en el vehículo presenta una topología
lineal. Esta topología lineal se materializa mediante una pareja de
cables trenzados (con paso de 20 mm) y sin apantallar denominados CAN-H
(high) y CAN-L (low), siendo la impedancia característica de estos
cables de 120 Ω.
Los niveles de tensión empleados en cada cable o línea del bus (que
veremos más adelante) junto con el trenzado de los cables tienen como
objetivo proporcionar una mayor protección frente a interferencias
electromagnéticas.
El color empleado en los cables del bus no se encuentra estandarizado.
Algunas marcas suelen emplear el color naranja con uno de los cables
rallado para distinguir ambos cables.
Resistencias de terminación
Los efectos de caída de tensión a lo largo de la línea dan lugar a una
onda estacionaria en la línea. Para evitar interferencias provocadas
por reflexiones de la onda que podrían perturbar la comunicación,
usualmente se emplean en el bus dos resistencias de terminación que
evitan o limitan en el bus las reflexiones de las señales. Las
resistencias pueden estar ubicadas en los extremos del bus o pueden
integrarse en las unidades de control.
Como el par de cables trenzados empleados en el bus tienen una
impedancia característica de 120 Ω, éste será el valor característico
de las resistencias de terminación que se emplean en el bus para unir
ambas líneas.
Unidades de control
Por definición de red, en un bus CAN necesitamos como mínimo dos
unidades de control para que a través del bus pueda efectuarse la
comunicación entre ellas.
Cada unidad de control se compone de los siguientes módulos.
Controlador
Se encarga de las reglas de comunicación del bus, gestionando el
montaje de las tramas CAN (mensajes), comprobación de errores en la
transmisión o en otras unidades y detección de colisiones (cuando dos
unidades intentan transmitir bits diferentes).
Transmisor / Receptor
También llamado transceptor. Este módulo es el encargado de la
codificación y decodificación de los mensajes en el bus,
sincronización, control de los niveles de la señal o del control de
acceso al medio. Se conecta directamente a las líneas del bus.
Microcontrolador
Se encarga de la realizar la comunicación con los sensores y actuadores
conectados a la unidad de control y procesa los datos mediante el
software implementado. Este software lo constituyen las instrucciones
programadas y memorizadas en una memoria ROM (read only memory, memoria
de sólo lectura).
Aunque el microcontrolador puede disponerse en un único encapsulado con
los módulos de controlador y transceptor, internamente éstos son
circuitos independientes, lo que permite que el microcontrolador no
tenga que destinar recursos a la gestión de las comunicaciones,
comprobación de errores, colisiones entre datos o acceso al medio y
demás.
