ISO 11898-4-2004 Road vehicles - Controller area network (CAN) - Part 4 Time-triggered communication《道路车辆 控制器局域网络 第4部分 时间触发通信》.pdf

1、 Numro de rfrence ISO 11898-4:2004(F) ISO 2004NORME INTERNATIONALE ISO 11898-4 Premire dition 2004-08-01Vhicules routiers Gestionnaire de rseau de communication (CAN) Partie 4: Dclenchement temporel des communications Road vehicles Controller area network (CAN) Part 4: Time-triggered communication I

2、SO 11898-4:2004(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bnficie dune licence au

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5、ntir lexploitation de ce fichier par les comits membres de lISO. Dans le cas peu probable o surviendrait un problme dutilisation, veuillez en informer le Secrtariat central ladresse donne ci-dessous. ISO 2004 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publicat

6、ion ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lISO ladresse ci-aprs ou du comit membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 G

7、eneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax. + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2004 Tous droits rservsISO 11898-4:2004(F) ISO 2004 Tous droits rservs iiiSommaire Page Avant-propos. iv Introduction v 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives. 1 3 Termes et

8、dfinitions 2 4 Termes abrgs. 6 5 Concepts fondamentaux du CAN dclenchement temporel des communications 7 5.1 Conventions gnrales. 7 5.2 Principe gnral du protocole . 8 5.3 Message de rfrence. 11 6 Caractristiques de temporisation et de synchronisation . 13 6.1 Niveau 1 et niveau 2 13 6.2 Gnration du

9、 temps local. 13 6.3 Paramtre Cycle_Time 15 6.4 Synchronisation au niveau 2 . 15 6.5 Temps global au niveau 2 (temps local + dcalage local) 16 6.6 Synchronisation horloge externe 16 7 Envoi et rception . 16 7.1 Gnralits. 16 7.2 Transmission de messages. 17 7.3 Rception de messages. 19 7.4 Transmissi

10、on de messages de rfrence. 19 8 Initialisation et tolrance aux dfaillances des horloges matresses . 20 8.1 Gnralits. 20 8.2 Procdure dinitialisation. 21 8.3 Dfaillance de lhorloge matresse courante 22 8.4 Arrt 23 9 Gestion des dfaillances 23 9.1 Gnralits. 23 9.2 Nombre dtat du message (MSC). 24 9.3

11、Interrupt_Status_Vector (vecteur dtat dinterruption) 25 9.4 tat matre 26 10 Interfaces visibles. 28 10.1 Interfaces de configuration 28 10.2 Interfaces de lapplication 31 10.3 Interfaces optionnelles. 33 Bibliographie 35 ISO 11898-4:2004(F) iv ISO 2004 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisati

12、on internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit techni

13、que cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes inte

14、rnationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publicat

15、ion comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable

16、 de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO 11898-4 a t labore par le comit technique ISO/TC 22, Vhicules routiers, sous-comit SC 3, quipement lectrique et lectronique. LISO 11898 comprend les parties suivantes, prsentes sous le titre gnral Vhicules routiers

17、 Gestionnaire de rseau de communication (CAN): Partie 1: Couche liaison de donnes et signalisation physique Partie 2: Unit daccs au support haute vitesse Partie 3: Interface dpendant du support, tolrant les dfaillances, basse vitesse Partie 4: Dclenchement temporel des communications ISO 11898-4:200

18、4(F) ISO 2004 Tous droits rservs vIntroduction Dans le rseau CAN classique, la communication est dclenche par un vnement; des charges maximales peuvent survenir lorsque la transmission de plusieurs messages est demande au mme moment. Le mcanisme darbitrage non destructif du CAN garantit la transmiss

19、ion squentielle de tous les messages en fonction de la priorit de leur identifiant. Pour les systmes en temps rel cbls, une analyse dordonnancement du systme complet est effectue pour garantir que tous les dlais de transmission sont respects, mme dans des conditions de charge maximale du bus. Certai

20、ns systmes dexploitation en temps rel sont fonds sur un ordonnancement cyclique statique de toutes les tches dans le systme dapplications (unit de contrle). Ils laborent un ordonnancement de crneaux de temps et placent chaque tche dans un crneau au minimum. Les tches de priorit leve apparaissent dan

21、s plus dun crneau. Toute lactivit place dans un crneau de temps, y compris le traitement des interruptions, doit sachever avant le dbut du crneau suivant. Si un tel systme dexploitation en temps rel est envisag pour un systme dapplications rparties consistant en units de contrle relies par un rseau

22、CAN, lintgration et les possibilits de liaison du systme sont favorises lorsque la communication sur le rseau CAN suit galement un ordonnancement synchronis. Loption de dclenchement temporel des communications pour les rseaux fonds sur un CAN (voir lISO 11898-1) dcrit les conditions pralables ncessa

23、ires la synchronisation de tous les nuds du rseau CAN. Lorsque les nuds sont synchroniss, tout message peut tre transmis dans un crneau de temps spcifique sans concurrencer les autres messages pour accder au bus. La perte darbitrage est ainsi vite, le temps dattente devient prvisible. NORME INTERNAT

24、IONALE ISO 11898-4:2004(F) ISO 2004 Tous droits rservs 1Vhicules routiers Gestionnaire de rseau de communication (CAN) Partie 4: Dclenchement temporel des communications 1 Domaine dapplication La prsente partie de lISO 11898 spcifie le dclenchement temporel des communications des gestionnaires de rs

25、eau de communication (CAN): un protocole de communication srie qui prend en charge la commande rpartie en temps rel et le multiplexage, pour le besoin des vhicules routiers. Elle est applicable la mise en place dun change dinformations numriques, avec dclenchement temporel, entre les units de contrl

26、e lectronique (UCE) de vhicules routiers quips dun CAN, et spcifie lentit de synchronisation des trames qui coordonne le fonctionnement du contrle de liaison logique et du contrle de laccs au support, conformment lISO 11898-1, pour produire un ordonnancement des communications par dclenchement tempo

27、rel. NOTE Le CAN dclenchement temporel des communications est une couche de protocole de niveau suprieur ajoute au protocole CAN lui-mme qui reste inchang dans le cadre des communications dclenchement temporel. Les communications dclenchement temporel maintiennent le temps dattente de chaque message

28、 une valeur spcifie indpendante de la charge du bus CAN. Un CAN dclenchement temporel des communications est en uvre deux niveaux. Le niveau 1 est limit exclusivement au transfert cyclique de messages, le niveau 2 assure en plus la prise en charge dun temps systme global. Les communications cyclique

29、s et priodiques du CAN dclenchement temporel sappuient sur des messages de rfrence transmis par une horloge matresse. Chaque priode dbutant par un message de rfrence est appele cycle de base et elle est subdivise en plusieurs fentres de temps. Les messages de rfrence sont utiliss pour synchroniser e

30、t talonner les bases de temps de tous les nuds daprs la base de temps de lhorloge matresse, dfinissant un temps global pour le rseau. Il est prvu un mcanisme permettant des horloges matresses de rechange de remplacer une horloge matresse dfectueuse. 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence sui

31、vants sont indispensables pour lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 11898-1, Vhicules routiers Gestionnaire de rseau de communi

32、cation (CAN) Partie 1: Couche liaison de donnes et signalisation physique ISO 11898-2, Vhicules routiers Gestionnaire de rseau de communication (CAN) Partie 2: Unit daccs au support haute vitesse ISO 11898-3, Vhicules routiers Gestionnaire de rseau de communication (CAN) Partie 3: Interface dpendant

33、 du support, tolrant les dfaillances, basse vitesse ISO 11898-4:2004(F) 2 ISO 2004 Tous droits rservs3 Termes et dfinitions Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions donns dans lISO 11898-1, lISO 11898-2 et lISO 11898-3 ainsi que les suivants sappliquent. NOTE Les termes correspo

34、ndant des paramtres (Cycle_Time, Cycle_Count, etc.) commencent par une lettre majuscule et sont relis par un _ si le paramtre est compos de deux mots ou plus. 3.1 chien de garde de lapplication entit servant vrifier que lapplication fonctionne correctement 3.2 fentre de temps darbitrage fentre de te

35、mps affecte des messages qui partagent la mme fentre de temps 3.3 cycle de base ligne de la matrice du systme constitue de plusieurs fentres de temps conscutives 3.4 Cycle_Time diffrence entre le temps local dune entit de synchronisation des trames (FSE) et son paramtre Ref_Mark 3.5 Cycle_Count numr

36、o du cycle de base courant du cycle de la matrice 3.6 Cycle_Count_Max valeur du paramtre Cycle_Count du dernier cycle de base dans la matrice systme donne du rseau 3.7 Cycle_Offset paramtre prcisant, lintrieur dun cycle de la matrice, le premier cycle de base pour lequel un paramtre Rx_Trigger ou Tx

37、_Trigger est valide 3.8 Disc_Bit partie du message de rfrence signalant une discontinuit du temps global survenue la suite dune correction de lhorloge externe par lhorloge matresse 3.9 gravit de lerreur niveaux distincts de gravit dune erreur 3.10 fentre de temps exclusive fentre de temps affecte un

38、 message spcifique transmis priodiquement sans concurrence pour laccs au bus CAN 3.11 Expected_Tx_Trigger paramtre local qui dfinit, pour chaque entit de synchronisation des trames (FSE), le nombre prvu de Tx_Trigger que la FSE va activer entre deux dbuts dun cycle de la matrice ISO 11898-4:2004(F)

39、ISO 2004 Tous droits rservs 33.12 Frame_Synchronisation impulsion gnre dans chaque entit de synchronisation des trames (FSE) pour chaque trame de donnes et chaque trame distante dans le rseau CAN, au point dchantillonnage du bit de dbut de trame (SOF), synchrone sur lensemble du rseau quel que soit

40、le temps de propagation des signaux; un dcalage temporel, faisant rfrence au paramtre Sync_Segment du bit SOF, peut tre ajout en option pour compenser les variations de la configuration de synchronisation des bits dans le systme 3.13 entit de synchronisation des trames FSE lment qui coordonne le fon

41、ctionnement du contrle de liaison logique et du contrle daccs au support NOTE Chaque contrleur CAN dun rseau CAN dclenchement temporel des communications possde sa propre FSE. 3.14 fentre de temps libre fentre de temps ne contenant pas de messages, agence dans la matrice du systme 3.15 temps global

42、vue nodale du temps global de lhorloge matresse courante 3.16 Global_Ref_Mark paramtre enregistr au moment de la rception correcte dun message de rfrence 3.17 Global_Sync_Mark valeur courante de la vue nodale du temps global, enregistre au moment de limpulsion de synchronisation des trames, Frame_Sy

43、nchronisation 3.18 Init_Watch_Trigger valeur du maximum du temps de cycle 3.19 Initial_Ref_Offset valeur dinitialisation pour charger le paramtre Ref_Trigger_Offset 3.20 niveau niveau dimplmentation dun CAN dclenchement temporel conformment la prsente partie de lISO 11898 NOTE Il existe deux niveaux

44、, le niveau 1 et le niveau 2, le niveau 2 tant une extension du niveau 1 3.21 temps local temps gnr par un compteur incrmentation cyclique 3.22 Local_Offset diffrence entre Global_Ref_Mark et Ref_Mark, enregistre chaque achvement correct du message de rfrence ISO 11898-4:2004(F) 4 ISO 2004 Tous droi

45、ts rservs3.23 tat matre vecteur qui combine les tats de lentit de synchronisation des trames (FSE) se rapportant aux erreurs, la synchronisation et la relation matre-esclave, cest-dire un triplet (niveau derreur, Sync_Mode, Master- Slave_Mode) 3.24 Master_Ref_Mark MRM paramtre transmis par lhorloge

46、matresse dans le message de rfrence 3.25 cycle de la matrice cycle de tous les cycles de base de la matrice du systme, conscutifs du premier jusquau dernier cycle de base NOTE Le cycle de la matrice se confond avec le cycle de base si la matrice du systme ne comporte quun seul cycle de base. 3.26 fe

47、ntre de temps darbitrage fusionne fentre unique o les fentres de temps darbitrage conscutives sont fusionnes 3.27 objet message tampon assurant le stockage dune trame de contrle de liaison logique (LLC) avec des informations de contrle et dtat 3.28 nombre dtat du message MSC compteur derreur donnant les moyens de dtecter des erreurs dordonnancement concernant des messages envoys dans des fentres de temps exclusives 3.29 unit de temps du rseau NTU unit per