CAN BUS Sisteminde Veri İletimi ve Dijital Verinin Yapısı

BÖLÜM:1-2-3-4

CAN BUS Sisteminde Veri Aktarımı ve Dijital Verinin (Data Bus) Yapısı

Motorlu araçlarda elektronik kontrol üniteleri arasındaki haberleşme ağına “CAN BUS hattı” denir. Can bus hattında iletilen her mesaja, “veri çerçevesi” denir, buna “data bus” veya “bus bilgisi” de denebilir. Bus bilgisi (veri çerçevesi) içerisinde bir çok kelimenin bulunduğu bir cümle gibidir. Bu cümleyi, ilgili kontrol üniteleri algılar (okur). Can bus hattında mesajlar dijital olarak iletilmektedir. Dijital veri, sadece 0 ve 1’lerden oluşan (binary) bir dizi rakamdan meydana gelir.

Elektromanyetik dalgalar, veri iletimini etkileyip, veri iletiminin bozulmasına, kesinti yaşanmasına sebep olabilir. Başlınca veri kesinti sebepleri: Bujiler, açılıp kapanan elektrikli donanımlar, baz istasyonları, kablonun yakınında manyetik alan oluşturan elektrikli donanımlar vb. Can bus hattında iki adet bakır kablo kullanılır, bu kablolar parazit oluşmasını önlemek, manyetik alan oluşmasını engellemek, amacıyla örgü şeklinde birbirleri üzerine kıvrılmış haldedir. Bu sayede veri aktarımında kesinti ve parazit oluşumu engellenir. Can bus hattındaki bu iki bakır kablodan birine High Can (Yüksek Can Hattı); diğerine ise Low Can (Düşük Can Hattı) denir. Bu iki hatta her zaman zıt yönlü voltajlar  uygulanır. Bir kabloya yaklaşık 0 volt uygulandığında, diğer kabloya yaklaşık 5 volt uygulanır. Toplam voltaj her zaman sabit kaldığı için, kabloda oluşabilecek manyetik alan etkisi yok edilmiş olur. Bu kabloların renkleri farklıdır.  Veriler bu hatlar üzerinden aktarılır.

Daha kolay anlaşılması için teknik terimleri, anlaşılır karşılıklarıyla ifade edelim:

Can Bus Protokolü: Belirli dilbilgisi kurallarına göre konuşulan insan dili, Türkçe, İngilizce gibi. Bu, bilgisayarların anlayabileceği özel bir iletişim dili.

Bilgi Çerçevesi (Veri çerçevesi-Data Bus): Cümle. ECU’leri gönderdiği mesaj (veri çerçevesi-bus bilgisi), bir cümle gibidir.

Veri Alanı: Kelime. Cümle, kelimelerden oluşur. Bus bilgisi (veri çerçevesi) 8 bölüme ayrılmıştır. Her bölüm, cümledeki kelimeler gibidir.

Bit: 0 ve 1’lerden oluşan ikili (binary) sayı sistemi. Her bir rakam (0 veya 1) bir bit’tir. Örneğin “elma” yerine, buna karşılık gelen “010011” demek gibi. Ya da motor devri “1800” demek yerine, “11100001000” demek gibi. Her rakam 1 bittir, yani” 11100001000” verisi 11 bitlik bir veridir. Bit, veri iletiminde en küçük birimdir. 1byte=8 bit. 1kbit=1000bit. 1 mbit (megabit)=1000kbit). “0’lar=hayır, yok” anlamına; “1’ler=evet, var” anlamına gelir. Can bus sisteminde 1: 5V, 0:0 volt anlamına gelir.

Kelimeler harflerden meydana gelir. Harflerin anlamlı bir şekilde yan yana gelmesiyle, kelimenin anlamlı olması sağlanır. Örneğin “ealm” anlamsızdır, ama harfler doğru sırada kullanılırsa “elma” anlamlı bir kelime haline gelir. Her harf ancak 0 veya 1 değeri alabilen (binary) sayılardan oluşur. Yani bilgisayar dilinde “0100110” gibi dijital bir verinin, daha önceden tanımlanmış bir anlamı vardır. Motor kontrol ünitesine, motor devri bilgisi için “1800” denirse, ECU bunu anlamaz; fakat 1800 devir için tanımlanan, yani karşılığı olan “11100001000” denirse, ECU bunu anlar ve motor devir bilgisinin 1800 olduğunu artık bilir. Bu, dijital dildir ve ikili sayı sisteminden (binary sayı sistemi)  meydana gelir. Can bus sisteminde verilerin anlamı yoktur; anlam, ecu hafızalarındaki yazılımlarda mevcuttur.

Bus bilgisinin (veri çerçevesinin) 0 ve 1’lerden oluşan yapısı, mesajın önceliğini de belirler. Örneğin abs veya motor ecu’lerinin mesajı, klima ecu’süne göre önceliklidir, bunlar aynı anda mesaj gönderdiğinde, önce fren ve motoru ecu’sünün mesajı iletilir, çünkü bu bilgi çok daha önemlidir. Veri iletimi öncelik sırası: ABS/ESP ECU, Motor ECU, Otomatik şanzıman ECU’sü şeklindedir.

Araçtaki sistemlerin önemi ve ihtiyacına göre can bus hatlarının hızları: yüksek-orta-düşük hızlarda çalışır (500-1000kbit/sn hız aralığında). Güç, aktarma organları ve şasi sistemlerinin iletim hızı yüksektir (500kbit/sn). Multimedya-eğlence sistemlerinin can bus hızları ortadır (100kbit/sn). Konfor ve aydınlatma sistemi can bus hattı hızı düşüktür (30-40kbit/sn). 500kbit/sn hızın anlamı: 1 saniyede 500.000 bit’lik verinin aktarılabildiğidir. Bir bus bilgisinin (veri çerçevesinin) iletilmesi yaklaşık 0,25 milisaniye sürer. (Milisaniye=saniyenin binde biridir). Can bus hattındaki her kontrol ünitesi (ECU), 7-20 milisaniye aralıkla veri gönderebilir.

Veri Çerçevesinin (Bus Bilgisinin) Yapısı ve Veri Alanları

Veri çerçevesi (bus bilgisi) 8 veri alanından oluşur:

1. Çerçeve başlangıcı: Veri çerçevesinin başlangıcını oluşturur. Alıcı ECU’lere mesaj gönderildiğini belirtir. 1 bitlik veri içerir. Yaklaşık 5 volt yüksek can hattına, yaklaşık 0 volt düşük can hattına gönderilir. Bu alan her zaman baskın bit’e sahiptir.

2. Değerlendirme alanı: Veri önceliğini belirleyen tanımlayıcı koddan oluşur. Örneğin aynı anda iki kontrol ünitesi 2 bus bilgisini gönderdiğinde, yüksek öncelik koduna sahip olana ECU’nün verisine (bus bilgisine) öncelik verilir. Kodun başında daha fazla sıfır  “0” içeren veri, daha yüksek önceliğe sahiptir. Örneğin: Direksiyon açısı: “000” ile başlasın, şanzıman verisi ise “100” ile başlasın, daha çok sıfır içeren direksiyon açısı, önceliğe sahiptir.

3. Denetim alanı: Tüm verilerin alınıp alınmadığının kontrol edildiği kısımdır. Denetim alanı, veri alanında yer alan bilgi sayısını gösterir. Denetim  alanı; alıcının, gönderilen tüm bilginin alınıp alınamadığını kontrol etmesine izin verir.

4. 1 bit kullanılmıyor (boş alan)  

5. Veri alanı: Diğer elektronik kontrol ünitelerine (ECU) gönderilen bilgiyi içeren kısımdır. Bu kısım; 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56 veya 64 bit içerir.

6. İkinci kontrol alanı ve 7. Onay alanı: Bilgilerin tam olarak doğru bir şekilde alınıp alınmadığını belirtmektedir. Bu kısımda alıcılar, vericiye, verilerin doğru bir şekilde alınıp alınmadığının bilgisini verir. Eğer bir hata varsa, alıcı bunu vericiye anında bildirir. Bu durumda verici, bilgiyi tekrar gönderir.

8. Çerçeve sonu: Veri çerçevesinin (bus bilgisinin) bittiğini gösteren kısımdır. İletimin tekrarlanmasına sebep olacak hataların gösterilmesi için son olasılıktır.

Ana konu (Bkz: Can Bus Sistemi)

BÖLÜM:1-2-3-4