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Bussysteme
Hinweise zur Klausur Multiplex / CAN-Bus im Kfz
zuletzt geändert am 7.5.2008
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In der angedrohten Klausur für die Klasse Tk2 (FST / Kfz-Technik, Berufskolleg Mitte, Essen) könnten ähnliche Aufgaben vorkommen, wie unten dargestellt.
1. Aufgabe:
Eine Sitzverstellung mit 4 Elektromotoren (incl. Steuerung) ist per Multiplex
realisiert worden.
1.1 Welche Bedeutung haben dabei die Schalter S1 ... S8?
1.2 Welche Komponenten erwarten Sie in jedem Blockschaltbildkasten,
der hier mit Verbraucher x bezeichnet wird?
1.3 Nach der Sitzreparatur wurden die Steckverbindungen zu den
einzelnen Motoren vertauscht. Wie macht sich das bei der
Bedienung bemerkbar?
2. Aufgabe:
Gekürztets Zitat aus: Wikipedia, Controller Aerea Network
Übertragungsverfahren
Der CAN-Bus arbeitet nach dem CSMA/CR[1] (Carrier Sense Multiple Access / Collision Resolution) Verfahren (nicht zu verwechseln mit CSMA/CD wie bei Ethernet). Dabei werden Kollisionen beim Buszugriff durch die Arbitrierung oder Bit-Arbitrierung vermieden. Die Daten sind NRZ- kodiert (Non Return to Zero). Des Weiteren kommt zur Datensicherung die Zyklische Redundanzprüfung (ZRP bzw. engl. CRC) zum Einsatz. Zur fortlaufenden Synchronisierung der Busteilnehmer wird Bitstopfen (bit stuffing) verwendet (siehe unten). Der Bus ist entweder mit Kupferleitungen oder über Glasfaser ausgeführt. Der CAN-Bus arbeitet nach dem "Multi-Master Prinzip" ...
Im Falle von Kupferleitungen arbeitet der CAN-Bus bei höheren Datenraten mit Differenzsignalen. Die Differenzsignale werden normalerweise mit 3 Leitungen ausgeführt: CAN_HIGH, CAN_LOW und CAN_GND (Masse). ...
Die Übertragung der Daten erfolgt so, dass ein Bit, je nach Zustand, entweder dominant oder rezessiv auf den Busleitungen wirkt.
Erläutern Sie die fett gedruckten Begriffe durch Text, Grafik, Tabellen, Berechnungen, je nach Zweckmäßigkeit.
3. Aufgabe:
Die Abbildung zeigt einen kompletten CAN Datenrahmen gemessen zwischen CAN-H und CAN-L sowie die während der Aufnahme gültigen Scopeeinstellungen. Die 10 EOF+IFS Bits sind alle rezessiv!
3.1 Analysieren Sie das Signal in Tabellenform so detailliert
wie möglich.
Hier einige Stichwörter (Liste nicht vollständig):
Bitdauer, Datenübertragungsrate, Framelänge,
Identifier, Datensatz, ...
3.2 Woran erkennen Sie das 2. ACK-Bit?
Warum ist das so?
3.3 In der Statuszeile unten bedeutet links
5MS/s : 5* 106 Messwerte erfasst das
Oszilloskop pro Sekunde.
Mit wie vielen Messwerten wird durchschnittlich ein
Bit vom Scope abgetastet?
Ist das denn wohl nötig?
(Ich bitte um eine begründete Meinungsäußerung.)
3.4 Ist in diesem Datenrahmen die „Verpackung“ größer
als der eigentlich zu übermittelnde Dateninhalt?
Stellen Sie dazu eine Berechnung auf und beantworten
Sie danach die Frage.
HInweis: Sie sollten ein Verfahren erfinden, das CAN-Signal in die passende Folge von Nullen und Einsen zu verwandeln.
Bei Fragen: siehe Email-Schalter in der Fußzeile
