> 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). # Связь внутри транспортного средства: CAN, FlexRay и MOST CAN, FlexRay и MOST — это автомобильные протоколы связи, используемые для подключения электронных блоков управления (ECU), блоков управления трансмиссией (TCU) и модулей управления кузовом (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 протокол последовательной 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, или кадры данных, может достигать 127 слов (254 байта), что более чем в 30 раз длиннее полезной нагрузки 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 является наиболее широко используемой бортовой сетью. Однако с непрерывным развитием автономных транспортных средств и связанных технологий существует высокий спрос на более широкую полосу пропускания и связность. В этом документе мы кратко описываем CAN и другие варианты связи для транспорта, включая беспроводной CAN, MOST, FlexRay и автомобильный Ethernet. ## Шина CAN: некоторые принципы работы В широком смысле шина CAN (Controller Area Network) на самом деле представляет собой набор стандартов, которые позволяют различным устройствам взаимодействовать друг с другом. Это асинхронная (со сдвигом по времени) последовательная шинная система, разработанная в 1983 году Robert Bosch GmbH с целью объединения электронных блоков управления (ECU) в автотранспортных средствах. CAN был разделен на различные слои в соответствии с моделью ISO/OSI, чтобы обеспечить гибкость и прозрачность проектирования. Для связи на практике шина CAN использует два выделенных провода: CAN Low и CAN High, посредством которых CAN-контроллер 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 доминирующим. В настоящее время шина CAN используется практически повсюду — от кофемашин до [управления транспортом](https://www.navixy.com/fleet-management/features/) и космических приложениях. Далее мы кратко описываем принципы работы шины CAN. Протокол связи CAN ISO-11898:2003 объясняет, как информация передается между устройствами в сети, основанной на модели взаимодействия открытых систем (OSI), которая представлена на рисунке ниже в виде набора слоев. Два нижних слоя семислойной 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 применение относится к 1988 году) и CAN FD (выпущенный 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, идентификация приоритета сообщения), Remote Transmission Request (RTR, показывает, запрашивает ли узел данные у другого узла или отправляет данные), Control (сообщает длину данных в байтах), Data (фактические значения данных, которые нужно масштабировать/преобразовать), Cyclic Redundancy Check (CRC, обеспечивает целостность данных), ACK (подтверждение, указывает, корректно 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: доминирующим и рецессивным. На рисунке выше показана упрощенная схема ввода-вывода CAN-трансивера: поток битов, поступающий к CAN-контроллеру и/или микроконтроллеру и/или от него. Когда контроллер отправляет поток битов, они инвертируются и подаются на линию CANH. Линия CANL всегда является дополнением CANH. CAN должен контролировать как то, что в данный момент находится на шине, так и то, что он передает. В прикладных системах оба конца шины CAN должны быть согласованы, поскольку любой узел на шине может передавать данные. На каждом конце линии связи установлен терминаторный резистор, равный волновому сопротивлению кабеля. Обычно рекомендуемое значение для терминаторных резисторов — 120 Ом (в диапазоне 100–130 Ом). В сети должно быть не более двух терминаторных резисторов, поскольку дополнительные терминаторы создают дополнительную нагрузку на драйверы. На изображении ниже показана тестовая шина CAN. Узлы могут представлять отправку сообщений от интеллектуальной сенсорной технологии и контроллера двигателя. Типичным применением может быть датчик температуры. ![CAN и альтернативы](/files/2777b06680123424150ed605a9e0064a542e4f40) Если другому сенсорному узлу нужно одновременно отправить сообщение, арбитраж обеспечивает его передачу. Например, узел A завершает отправку своего сообщения, когда узлы B и C подтверждают корректное получение сообщения. Затем узлы B и C по очереди начинают арбитраж, и если узел C выигрывает арбитраж, он отправляет сообщение. Узлы A и B подтверждают сообщение от узла C, после чего узел B продолжает отправку своего сообщения. Нужно помнить о противоположной полярности входа и выхода драйвера на шине. Шина CAN в настоящее время широко распространена в автомобилях. Она присутствует практически во всех выпускаемых транспортных средствах. Автомобили в современном мире по сути являются продуктом глобального рынка, поэтому в большинстве транспортных средств есть шина CAN. Доступ к шине CAN осуществляется через порт OBD, который показан на рисунке ниже вместе с примером терминаторного резистора 120 Ом, припаянного к разъему DB9 с проводкой CAN, расположенной в корпусе DB9. Для подключения порта OBD к устройству CAN DB9 нужен кабель, который можно либо купить, либо изготовить. Чтобы сделать его самостоятельно, потребуются 9-контактная розетка D-sub (female) и вилка OBD (male). Разъем DB9 должен соответствовать вилке устройства CAN. ![CAN и альтернативы](/files/7325055060b2b34da1307639de28ae1a280bdc78) Пример проводки от вилки OBD к разъему DB9 CAN, включая дополнительный терминаторный резистор, также показан на схеме ниже. ![CAN и альтернативы](/files/7a077a6f27d3bc624e89e184dfd1dbc5e154815f) Чтобы построить сенсорную сеть, подключиться к шине CAN и просматривать сигналы CAN от транспортных средств, существует множество вариантов. Многие микроконтроллеры сейчас 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 дополнительных модулей. Сеть связи CAN в современных транспортных средствах может предоставлять огромный объем данных, который можно использовать в [управления транспортом](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 различной информации, включая норму расхода топлива, показания одометра, обороты в минуту, положение дроссельной заслонки, нагрузку/крутящий момент двигателя, температуру двигателя и уровень топлива. ## Беспроводной CAN CAN на витой паре медных проводов стал стандартом ISO в 1994 году. Растущий спрос на повышенную связность стимулирует развитие альтернативных и дополняющих технологий. Например, некоторые варианты передачи беспроводного CAN основаны на радиостандартах, построенных на протоколах, таких как WLAN или Bluetooth. В таком сценарии данные CAN в передатчике должны быть преобразованы в беспроводной протокол и обратно преобразованы в приемнике. Прозрачная передача в реальном времени в контексте сети CAN таким образом невозможна. Радиоканал, таким образом, функционирует как шлюз между двумя сетями CAN. ![CAN и альтернативы](/files/2207bc3ccff3946fa50ab8a868ddbcde54f4d115) Беспроводной CAN, основанный на двухрежимном радио, позволяет участникам CAN беспроводным образом интегрироваться в сеть CAN, повышая безопасность и удобство использования. Однако такая система требует специальных антенн, которым требуется место и определенная ориентация, ограничивающая всенаправленное излучение. ## Кратко о MOST, FlexRay и автомобильном Ethernet Перспективной альтернативой CAN является автомобильный Ethernet. По некоторым оценкам, рынок автомобильного Ethernet вырастет более чем на 21,6 % в прогнозном периоде 2019–2026 годов. Ключевые преимущества Ethernet для подключения транспорта — высокая пропускная способность и экономическая эффективность. Ethernet использует стратегию множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD). Коллизии можно игнорировать за счет разделения в бортовых сетях. Некоторые проблемы автомобильного Ethernet — значительный уровень радиочастотных помех, невозможность обеспечить задержку на уровне нижнего микросекундного диапазона и отсутствие способа синхронизации времени между устройствами. MOST (Media Oriented System Transport) — это система последовательной связи для передачи управляющих данных, видео и аудио по оптоволоконным [http://cables.It](http://cables.it) обеспечивает обмен звуковой и видеоинформацией точка-точка со скоростью 24,8 Мбит/с. MOST, созданный ассоциацией MOST, определяет протокол, программные и аппаратные слои, необходимые для эффективной и недорогой передачи управляющих, данных реального времени и пакетных данных с использованием единой среды / физического слоя. Сеть MOST может быть схематически представлена в виде кольца, которое может включать до 64 устройств MOST. Благодаря 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, отказоустойчивой шинной системе с высокой скоростью передачи данных. Он используется в составе топологии звезды или линии с медным кабелем или оптоволокном. Конфигурации FlexRay с двумя каналами обеспечивают повышенную отказоустойчивость и/или увеличенную пропускную способность. Эти особенности сети связи FlexRay делают ее перспективной 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 приложений 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 особенности 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 базовыми протоколами, FlexRay и Ethernet представляют собой более перспективные решения для удовлетворения растущих требований рынка и приложений с высокой нагрузкой. В современных транспортных средствах эти протоколы часто используются как взаимодополняющие решения. ## Назначение бортовых протоколов связи Шина CAN действительно является хорошо известным и устоявшимся стандартом подключения транспортных средств. Она используется для силового агрегата, шасси, магистральной сети и систем кузова. Ethernet, в свою очередь, обычно используется как диагностический протокол для электронных блоков управления двигателем, шасси и кузовом, используемых для сетевых подключений. В настоящее время FlexRay лежит в основе активных разработок технологий по всему миру, а к его многочисленным областям применения относятся 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 объединять различные мультимедийные компоненты транспортных средств. Все перечисленные выше протоколы и технологии удовлетворяют большинству требований диагностики и мультимедийной связи для современных бортовых и межтранспортных коммуникаций и могут использоваться для продвинутых систем 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.