Vernetzte Systeme Touran und Golf ab 2003

Transkript

1 Arbeitsblatt Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat 5. Nachrichtenformate beim Bei der Nachrichtenübertragung lassen sich beim fünf verschiedene Frame- bzw. Telegramm- Formate unterscheiden. Mögliche Telegramme bzw. Frames Data Frame (Standard Format) Remote Frame Error Frame Overload Frame Data Frame (Erweitertes Format) Nachrichtenformate beim Data-Frame Data-Frames dienen zur Übertragung von Daten. Man unterscheidet Telegramme mit einem Bit Identifier (Standard Format) und einem 9 Bit langen Identifier (erweitertes Format). Remote Frame Das Remote Frame (Anforderungs-Telegramm) wird von einem Busteilnehmer gesendet, um die Übertragung eines Daten-Telegramms mit einem vorgegebenen Identifier zu veranlassen. Error Frame Ein Error Frame (Fehler-Botschaft) wird von einem Bus-Knoten auf den Bus gelegt, wenn er einen Fehler in der Datenübertragung entdeckt hat. Overload Frame Ein gesendetes Overload Frame (Überlast-Telegramm) sorgt für eine bestimmte Verzögerung beim wieder Freischalten des Buszuganges. Jedes Telegramm oder Frame besteht aus einer bestimmten Anzahl von Bits, die bestimmten Feldern zuzuordnen sind.

2 Arbeitsblatt Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat 5.. Data Frame Ein Netzknoten kann in einem Datentelegramm Nachrichten auf den Bus legen, die von den anderen Knoten empfangen werden können. Jedes Datentelegramm oder jeder Data Frame besteht aus einer bestimmten Anzahl von Bits, die sieben Feldern zuzuordnen sind. Bei diesen Feldern handelt es sich beispielsweise um das End Of Frame, das CRC-Feld, die Datenfelder und um das Arbitrations-Feld. In diesem Arbitrations-Feld ist zum einen die Priorität des Telegramms untergebracht, zum anderen ist dies aber gleichzeitig die logische Adresse der Information. Oszillogramm eines Datentelegramms Anfangsfeld (Start of Frame) RTR-Field Datenfeld (Data Field) Bestätigungsfeld (ACK Field) Statusfeld Identifier Field Kontrollfeld (Control Field) Sicherungsfeld (CRC Field) Endefeld (EOF - End of Frame) Prinzipieller Aufbau eines -Datentelegramms im Standardformat mit Bit Identifier (.0 A)

3 Arbeitsblatt Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat 5... Bedeutung der einzelnen Bitfelder Start of Frame (SOF) = Bit = low (Anfangsfeld) Statusfeld Zu Beginn steht das Start of Frame Bit, das den Beginn eines Telegramms signalisiert. Es ist immer low-aktiv (dominant) Nach einer Idle-Zeit auf dem Bus dient die fallende Flanke auch zur Phasensynchronisation der einzelnen, sonst freilaufenden Stationen bzw. Knoten. Identifier = Bit (Statusfeld) RTR Der Identifier ist die Kennung für die nachrichtenbezogene Adressierung. Er kennzeichnet den Namen und die Priorität der Botschaft. Je kleiner der Wert, desto höher die Priorität. Während der Übertragung dieses Feldes überprüft der Sender bei jedem Bit, ob er noch sendeberechtigt ist oder ob ein anderer Knoten mit höherer Priorität sendet. Bei einem Bit Identifier sind die Adressen EFh FF nicht zulässig. Remote Transmission Request Bit (RTR-Bit) = Bit Statusfeld Kontrollfeld Das RTR-Bit kennzeichnet ein Telegramm zur Datenübertragung (Data-Frame) oder zur Anforderung von Daten (Remote-Frame). Das RTR-Bit ist das letzte Bit des Arbitration Field. Werden Daten übertragen, ist es low = dominant, werden Daten angefordert, ist es high = rezessiv. Bei gleichzeitigem Betrieb von Standard- und Extended-Format muss dominant gesendet werden. Das Statusfeld und das RTR-Bit zusammen ergeben das Arbitrations Feld Arbitrations Feld Kontrollfeld

4 Arbeitsblatt Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat Control Field = Bit (Kontrollfeld) Arbitrations Feld IDE r0 Das erste Bit im Control Field ist das IDE Bit (Identifier Extension). Ist es low aktiv (dominant), gibt es an, dass ein Standardtelegramm mit nur einem Identifier Feld übertragen wird. Ist es high-aktiv (rezessiv) folgt ein weiteres Identifier Feld (wichtig für.0 B mit einem 9-Bit Identifier. Das zweite Bit r0 ist reserviert. Die vier niederwärtigsten Bit ( ) enthalten die Längeninformation für die nachfolgenden Daten (0 bis Byte). Bei der Benutzung anderer Werte werden diese als interpretiert. Data Field = 0 bis Bytes = 0 bis Bit (Datenfeld) Kontrollfeld Dieses Feld enthält die Nutzinformation, die durch eine Nachricht übertragen werden kann. Die Übertragung beginnt mit dem ersten Byte und innerhalb von jedem Byte mit dem höchstwertigen Bit. Bei einem Datenanforderungstelegramm (Remote Frame) ist das Datenfeld leer. Cyclic Redundancy Check, CRC Field = 5 Bit und CRC Delimiter (Begrenzungsbit) = Bit (Sicherungsfeld bzw. Fehlererkennungsfeld) Datenfeld Das Datensicherungsfeld (CRC-Feld) enthält 5 Bit für den Datenvergleich (CRC-Sequenze). Das. Bit bezeichnet man als CRC-Delimiter oder Begrenzungsbit. Es ist immer high-aktiv (rezessiv) und mit dem Paritybit bei der RS vergleichbar. Im Datensicherungsfeld können die Empfänger einer Botschaft die Daten auf Korrektheit untersuchen. Das heißt, die CRC-Prüfsumme wird nur zur Fehlererkennung, nicht aber zur Fehlerkorrektur verwendet. Erkennt ein Empfänger einen Fehler, so legt er ein rezessives Bit auf den folgenden Acknowledge Slot. Außerdem erfolgt eine Fehlermeldung in Form eines Fehlertelegramms, das in das End-of- Frame Field geschrieben wird. Es können bis zu Einzelbitfehler und 5 direkt aufeinander folgende Bitfehler (Burst-Errors) erkannt werden.

5 Arbeitsblatt 5 Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat Acknowledgement Field, ACK Field = Bit, ACK Slot und ACK Delimiter (Bestätigungsfeld oder Rückmeldefeld) Sicherungsfeld Das erste Bit im Acknowledge-Feld heißt ACK-Slot-Bit. Dieses Bit ist vom Sender her high-aktiv (dominant). Das zweite Bit im Acknowledge-Feld ist das ACK-Delimeter-Bit. Dieses Bit ist immer high-aktiv (rezessiv). Alle Busteilnehmer, die eine gesendete Botschaft korrekt empfangen haben, bestätigen dies durch Senden eines dominanten Pegels (low). Bleibt der Pegel auf high, wird dies vom Sender als Fehler interpretiert und eine Fehlerbehandlungsroutine eingeleitet. Diese sorgt dafür, dass die falsch übertragene Nachricht wiederholt wird. Der Wert des ACK-Slots gibt nur an, ob keiner oder mindestens einer der Empfänger die Botschaft richtig empfangen hat. Er ist nicht als Fehlermeldung zu verstehen. End of Frame Field, EOF-Field = Bit (Endefeld) ACK Mit dem EOF-Field endet das Datentelegramm. Es ist durch eine bewusste Kodierverletzung zu erkennen,da nach 5 gleichen Bits kein Stuff-Bit eingefügt wird. Die Pegel sind high-aktiv (rezessiv) Inter Frame Space Field, IFS-Field = Bit Auch Intermission Field, ITM-Field (Intermission = Zwagspause) Endefeld Bei einer korrekt übertragenen Nachricht steht am Ende noch ein Telegrammzwischenraum von mindestens Bit. Diese Zwangspause (Intermission) bietet den Empfängern die Möglichkeit, die empfangene Botschaft im Botschaftsempfangspuffer abzuspeichern. Darüber hinaus darf ein Knoten nach dem Senden eines Telegramms den Bus eine festgesetzte Zeit nicht wieder belegen, damit auch Botschaften mit niedriger Priorität gesendet werden können. Diese Möglichkeit wird von neuen -Controllern nicht mehr genutzt.

6 Arbeitsblatt Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat 5... Zuordnung der Bitfelder im -Frame Ergänzen Sie in der folgenden Übersicht die fehlenden Bezeichnungen der -Botschaft. Als Hilfe dienen die Erklärungen zu den Bitfeldern. Datenfluss Datenleitung Statusfeld Daten Daten Daten Daten Daten Daten Daten Daten CRC ACK EOF Statusfeld Daten Daten CRC ACK EOF IOF Statusfeld Kontrollfeld Datenfeld Sicherungsfeld Endefeld CRC-Delimiter RTR-Bit Arbitrations Feld Anfangsfeld r r0 d d d d0 Datenfeld (maximal Bit) Data Length Code Identifier Extension Data oder Remote-Frame Bestätigungsfeld Inter Frame Space 5 5 5

7 Arbeitsblatt Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat 5... Aufgaben: a) Die Nachricht mit dem Identifier 0h und den Datenbytes h, 00h, 9h, 00h soll von einem Sender auf den Bus geschaltet werden. Tragen Sie die zu sendenden Bits ohne die Bitfelder CRC, ACK und EOF in das unten vorgegebene Raster ein und benennen Sie die Bereiche (z.b. SOF) SOF Identifier RTR Control Data Data CRC EOF b) Welche Aufgabe hat das RTR-Bit? Das Remote Transmission Request-Bit kennzeichnet das Telegramm als eines, das entweder selbst Daten enthält oder einen Knoten auffordert, Daten zu senden. c) Die Nachricht mit dem Identifier 00h soll im System angefordert werden. Tragen Sie die Bits in das folgende Raster ein. SOF Identifier RTR Control CRC EOF

8 Arbeitsblatt Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat 5... Überprüfung der Botschaft mit dem Oszilloskop Hinweis: Für die Messung wird ein Oszilloskop mit mindestens 0 MHz benötigt. Zur Auswertung der Oszillogramme sollte das Oszilloskop das Speichern und Ausdrucken der Oszillogramme ermöglichen. Aufgaben: a) Zeichnen Sie in den folgenden Stromlaufplan die Anschlussleitungen und das Schaltzeichen für ein Oszilloskop ein, so dass das Spannungssignal auf der _L- Leitung oszilloskopiert werden kann.

9 Arbeitsblatt 9 Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat b) Schließen Sie das Oszilloskop wie im Stromlaufplan eingezeichnet an die Versuchsschaltung an und oszilloskopieren Sie ein vollständiges Datentelegramm. Speichern Sie das Oszillogramm und drucken Sie es möglichst fein (dünne Signallinien) aus. c) Vergrößern Sie die Darstellung und ordnen Sie den einzelnen Bits eine fortlaufende Bit-Kennzahl zu. d) Als Übung sollten Sie das Beispiel auf der folgenden Seite ausführen. Ordnen Sie den im Oszillogramm zu sehenden Bits eine fortlaufende Nummerierung zu. Vergleichen Sie die Anzahl der registrierten Bits bis zum EOF Feld, mit der Anzahl der im folgenden Datentelegramm angegebenen Bits. Hinweis: Das unten dargestellte Datentelegramm besitzt den gleichen Informationsgehalt wie das Oszillogramm auf der folgenden Seite. Was stellen Sie fest? Die Botschaft die durch das Oszillogramm festgehalten wurde, enthält zwei Bits mehr als das zum Vergleich angegebene Datentelegramm EOF Bitfolge eines Datentelegramms Ordnen Sie gleichen Bit-Folgen eine fortlaufende Kennzahl zu. Beginnen Sie nach jedem Spannungssprung mit. Ordnen Sie den im Oszillogramm festgehaltenen Bits jetzt eine über das gesamte Protokoll fortlaufende Kennzahl zu. Lassen Sie dabei aber jedes Bit, das auf 5 gleiche Bits folgt, unberücksichtigt. e) Was können Sie feststellen? Die im Oszillogramm festgehaltene Botschaft enthält dann die gleiche Anzahl Bits wie das zum Vergleich angegebene Datentelegramm.

10 Arbeitsblatt 0 Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat Bitfolge einer -Botschaft 9 Bit Numm gleiche B Bit- Kennzahl Bit- Zustand r d r0 d d d0 E 0 0 Identifier Data Lenght Code Datenfeld Datenfeld

11 Arbeitsblatt Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat 5.. Data Frame (Erweitertes Format, Spezifikation.0B) Die Unterscheidung von Standard und Extend-Frames geschieht mit Hilfe des IDE-Bits. Bei Standard-Frames ist dieses nach dem RTR-Bit gesendete Bit stets low-aktiv (dominant). Bei erweiterten Telegrammen (Spezifikation,0 B) ist dieses Bit rezessiv, um anzuzeigen, dass der erweiterte Identifier mit Bit folgt. DATA FRAME Spezifikation.0 A (Standard Format) Interframe Space Arbitration field Control field Data CRC ACK rezessiv SOF Identifier RTR r IDE r0 DLC 0- Byte EOF ITM dominant 0 5 DATA FRAME Spezifikation.0 B (Erweitertes Format) Interframe Space Arbitration field Control field Data CRC ACK rezessiv SOF Basis Identifier SRR IDE Erweiterter Identifier RTR r r0 DLC 0- Byte EOF ITM dominant 0 5 Substitute Remote Request Bit (SRR) Der 9-Bit-Identifier des.0 B besteht aus dem Basis-Identifier mit Bit und dem erweiterten Identifier mit Bit. Damit lassen sich verschiedene Nachrichten adressieren. Grundsätzlich ist es möglich, dass in einem System neben Standard auch Extended-- Protokolle benutzt werden können. Es dürfen dann aber nur -Controller der.0 B Spezifikation oder Standard--Cotroller, die.0 B passiv sind, eingesetzt werden. An Stelle des RTR-Bit im Standard-Format wird im Format mit erweitertem Identifier das SRR-Bit (Substitute Remote Request) übertragen. Das SRR-Bit wird immer high-aktiv (rezessiv) gesendet, um sicherzustellen, dass im Falle der Zugriffsfestlegung die Botschaft im Standard-Format immer die Buszuteilung gegenüber einer Botschaft im erweiterten Format erhält, wenn beide Botschaften den gleichen Identifier besitzen. Im Unterschied zum Standard- erfolgt beim Erweiterten-Format nach dem IDE-Bit die -Bit- Identifier-Erweiterung sowie das schon bekannte RTR-Bit. Alle folgenden Felder stimmen mit denen des Standard-Formats überein. 5.. Remote Frame Mit Hilfe des Remote Frames kann ein -Knoten Daten von anderen Busteilnehmern anfordern. Es besteht aus sechs verschiedenen Feldern. Dem - Start Of Frame - Arbitration Field - Control Field - CRC Field - ACK Field - End of Frame.

12 Arbeitsblatt Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat REMOTE FRAME Spezifikation.0 A (Standard Format) Interframe Space Arbitration field Control field CRC ACK rezessiv SOF Identifier RTR r IDE r0 DLC EOF ITM dominant 5 Im Gegensatz zum Data Frame ist das RTR-Bit des Remote Frame high-aktiv (rezessiv). Das Datenfeld bleibt leer. Da das RTR-Bit noch zur Buszuteilung verwendet wird, verliert ein Remote Frame die Übertragungsberechtigung, wenn zufällig zum gleichen Zeitpunkt der angeforderte Data- Frame gesendet wird. Remote Frames können von allen Busteilnehmern gesendet werden, die entsprechende Daten empfangen können. 5.. Overload Frame Mit einem Overload Frame teilt ein Can-Knoten allen zum System gehörenden Teilnehmern mit, dass er die Bearbeitung der vorangegangenen Botschaft noch nicht abgeschlossen hat und nicht in der Lage ist, eine neue zu bearbeiten. Durch das Overload Frame wird der Start einer neuen Botschaft um die Länge des Overload Frames hinaus verlängert. Overload Frame End of Frame Bit Overload Flag bis Bit Overload Delimiter Bit ITM Ein Overload Frame besteht aus dem Overload Flag mit dominanten Bits und dem Overload Delimiter. Die Meldung der Überlastung muss innerhalb der ersten beiden Bits des Intermission Feldes (ITM) beginnen. Andere Busteilnehmer erkennen das Overload Flag sofort, da die Bit des ITM-Feldes immer high-aktiv (rezessiv) sind und senden ebenfalls ein Overload Flag. Die Überlagerung der Overload Flags ergibt eine Folge von bis low-aktiven (dominanten) Bits. Auf den Overload Flag folgt der Overload Delimiter. Er besteht aus high-aktiven (rezessiven) Bits und schließt das Overload Frame ab. Overload Frams werden von den Fehlerzählern nicht berücksichtigt.

13 Arbeitsblatt Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat 5..5 Error Frame Beim sollen mögliche Fehler umfassend erkannt und vom -Controller selbsttätig behandelt werden. Dabei werden lokal erkannte Fehler globalisiert, um eine netzweite Datenkonstanz sicherzustellen. Jeder von einem -Knoten erkannte Fehler wird sofort allen anderen über ein Error Frame mitgeteilt. Dies führt dazu, dass alle Teilnehmer die bis dahin empfangene Botschaft verwerfen. Die Fehlerkorrektur erfolgt durch die automatische Wiederholung der fehlerhaft übertragenen Botschaft. Damit einzelne Busteilnehmer oder Gruppen bei bleibender Störung nicht den gesamten Datenaustausch auf den Bus durch das Senden von Error Flags unmöglich machen, ziehen sie sich nach einem festgelegten Algorithmus nach und nach vom Busgeschehen zurück. So darf nach der ersten Stufe des Zurücksetzens ein Error Flags auslösender -Knoten nur noch passive Error Flags senden, die nur aus high-aktiven (rezessiven) Bits bestehen. Dies hat zur Folge, dass ein -Knoten, der Error-Passiv ist, den Datenaustausch auf dem Bus nicht mehr behindern kann. In diesem Zustand kann er aber weiterhin Botschaften senden und empfangen. Stören ein oder mehrere Busteilnehmer das System mehrfach und erreicht der Fehlerzähler für Sendefehler oder Empfangsfehler einen vorgegebenen Grenzwert, werden der oder die Teilnehmer komplett vom Bus getrennt. In diesem Bus-Off-Zustand können weder Botschaften gesendet noch empfangen werden. Der Übergang von Error Aktiv in Error Passiv und umgekehrt geschieht automatisch durch den Can- Controller. Der Bus-Off-Zustand ist nur durch entsprechende Aktionen, z.b. Software- oder Hardware-Reset, rückgängig zu machen Fehlermanagement Die Handhabung möglicher Fehler lässt sich in drei Bereiche, die Fehlererkennung, Fehlerbehandlung und Fehlereingrenzung einteilen. Fehlererkennung Die Fähigkeit des Senders, Fehler zu erkennen, basiert auf dem Überwachen der Bussignale (Monitoring). Jeder -Knoten, der sendet, beobachtet gleichzeitig den Buspegel und erkennt dabei sofort Differenzen zwischen gesendetem und empfangenem Bit. Dadurch können 5 verschiedene Fehlerarten erkannt werden. - Bit Fehler Ein gesendetes Bit wird nicht mit dem gleichen logischen Wert empfangen, mit dem es gesendet wurde. Ausgenommen sind das Arbitrierungsfeld (Überschreiben rezessiver Bits bei gleichzeitigem Mehrfachzugriff) und der Acknowledgement Slot (Überschreiben des vom Sender gesetzten rezessiven Bits durch die Empfangsbestätigung der anderen Busteilnehmer). - Bit-Stuffing-Fehler Es werden mehr als 5 aufeinanderfolgende gleiche Bits erkannt. Ausgenommen ist der Bereich End Of Frame. - CRC-Fehler Die gesendete Prüfsumme stimmt nicht mit der berechneten überein. - Format Fehler Es liegt eine Verletzung des Datenformats vor, z.b. der CRC-Delimiter wurde nicht als rezessives Bit erkannt.

14 Arbeitsblatt Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat - Acknowledgement-Fehler Ein Sender empfängt im Acknowledgement Slot kein low-aktives (dominantes) Bit; das heißt, die Botschaft wurde von keinem anderen Busteilnehmer als korrekt erkannt Fehlerbehandlung Erkennt ein Busteilnehmer einen Fehler, werden alle anderen -Knoten durch einen Error Frame davon in Kenntnis gesetzt. Dies geschieht mit einer Folge von low-aktiv (dominant) gesendeten Bits (den Error Flags), die jeden anderen aktuellen Bus-Wert überschreiben. Durch die Verletzung der Bitstuffing-Regel werden Error Flags von allen Busteilnehmern erkannt. Als Reaktion legen sie selbst sekundäre Error Flags auf den Bus. Durch die Überlagerung der Error Flags kann auf dem Bus eine Folge von bis dominanten Bits entstehen. Die Fehlerbotschaft wird durch high-aktive (rezessive) Bits (Error Delimiter) abgeschlossen. Sie entsprechen dem EOF-Feld der fehlerfreien Botschaft. Passive Error Frame Datenfeld Fehlerflag von einem Teilnehmer, der Error Fehlerflag von anderen Teilnehmern Überlagerte Fehlerflags (- Bit) Error Delimiter Telegrammendekennung rezessiv (Begrenzungsbits) Botschaftszwischenraum ITM Fehlerfeld Active rezessiv Error Frame dominant Bitzahl Anzahl der Bits Fehlerflag von einem Teilnehmer, der Error Fehlerflag von anderen Teilnehmern Überlagerte Fehlerflags (- Bit) Fehlerfeld

15 Arbeitsblatt 5 Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat Entstehung eines Fehlerprotokolls Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die Darstellung auf der folgenden Seite. Bild Der -Knoten A erkennt zum Zeitpunkt einen Bit-Fehler in einem Datenfeld. Er unterbricht sofort die Übertragung der aktuellen Botschaft und sendet das erste Error Flag (). Dieses ist low-aktiv (dominant), da der -Knoten A Error aktiv ist. Damit die anderen Busteilnehmer (-Knoten B und C) ebenfalls die von Knoten A gesendete Botschaft als fehlerhaft erkennen, sendet er insgesamt aktive (dominante) Fehlerflags. Bild und Da nach dem fünften low-aktiv gesendeten Bit kein high-bit eingefügt wurde, erkennen die - Knoten B, C nach Empfang des sechsten aktiven Error Flags () einen Bit-Stufffehler. Als Reaktion legen sie ebenfalls sechs Fehlerflags () auf den Bus, so dass insgesamt ein Bit langer Fehlerflag entsteht. Bild Da nach den ersten sechs Error Flags der Zustand des Busses nicht wieder rezessiv wird (5), obwohl er seine sechs Error Flags abgesetzt hat und den Error Delimiter sendet, erkennt der - Knoten A, dass er den Fehler verursacht bzw. als erster erkannt hat. Nach der insgesamt acht Bit langen Fehlerendekennung (Error Delimiter) und nach dem drei Bit langen ITM Feld beginnt der Sender (-Knoten A) mit dem SOF Bit () die Widerholung seiner durch die Fehlermeldung verworfenen Botschaft. Die Zeit von der Erkennung des Fehlers bis zur Wiederholung der Botschaft (Error Recovery Time) beträgt in diesem Beispiel Bit Fehlereingrenzung Jeder -Chip ist mit einer Einrichtung zur Selbstüberwachung ausgestattet. Sie dient zur Eingrenzung des Fehlerortes und verhindert, dass defekte Teilnehmer das ganze Kommunikationssystem destabilisieren. Die Selbstüberwachungslogik enthält einen Sende und Empfangszähler, die fehlerhafte Sende und Empfangsvorgänge verarbeiten, indem die Fehlerzähler aufgrund des erkannten Fehlers in vorgegebener Weise inkrementiert oder dekrementiert werden. Zusätzlich kann jeder Teilnehmer selbständig erkennen, ob er mit allen anderen Teilnehmern gleichzeitig oder ob er selbst zuerst die Störung festgestellt hat.. Bemerkt er den Fehler zuerst, könnte er der Verursacher sein. Da Sendefehler höher gewichtet werden als Empfangsfehler, wird sein Sende-Fehlerzähler mit einem höheren Faktor multipliziert. Bei anhaltender Störung wird er deshalb schneller den Zustand Error passiv einnehmen als die andere Busteilnehmer. Die Beeinflussung der Fehlerzähler durch unterschiedliche Faktoren ist von den festgestellten Fehlern abhängig. Die gleichzeitige Anwendung von mehreren Regeln ist möglich.

16 Arbeitsblatt Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat Entstehung eines Fehlertelegramms bei Erkennung eines Sendefehlers rezessiv dominant Anzahl der Bits Sender -Knoten A Datenfeld Empfänger -Knoten B Datenfeld Empfänger -Knoten C 5 Datenfeld Buszustand ITM

17 Arbeitsblatt Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat 5.. Bitkodierung, Bitdarstellung 5... Verfahren zur Bitkodierung Die drei wichtigsten Verfahren der Bitkodierung (Bitdarstellung) auf dem Bus sind das Non Return to Zero (NRZ), Manchester und Pulse Width Modulation (PWM). Die Verfahren unterscheiden sich in der Anzahl von Zeitabschnitten (Zeitfenstern), die für die Darstellung eines Bits benötigt werden. Verfahren der Bitkodierung Zustand 0 Zustand Verfahren Non Return to Zero Manchester Pulse Width Modulation Beim NRZ-Verfahren reicht für die Darstellung eines Bits ein Zeitabschnitt. Dabei bleibt der Pegel des darzustellenden Bits über die gesamte Bitzeit konstant. Manchester-Bits sind aus zwei und PMW-Bits aus drei Zeitabschnitten aufgebaut. Der Vorteil der Manchester und PWM-Kodierung besteht darin, dass jedes Bit einen Flankenwechsel enthält, der zu Synchronisation der Busteilnehmer nutzbar ist. 5.. Bitstuffing Beim erfolgt die Darstellung der Bits auf dem Bus im Non Return to Zero Verfahren (NRZ- Verfahren). Das heißt, der Buspegel ist über die gesamte Bitzeit konstant. Dadurch tritt bei einer Folge von gleichwertigen Bits keine Pegelveränderung auf, die zur Synkronisation genutzt werden kann. Damit beim die Busteilnehmer beim Auswerten größerer Bitfolgen mit gleicher Wertigkeit nicht aus dem Takt kommen, wird beim Senden einer Botschaft nach 5 gleichen Bits automatisch ein Bit mit entgegengesetztem Pegel (= Flankenwechsel) eingefügt. Man nennt dieses Verfahren Bit- Stuffing (to stuff = stopfen). Das zusätzlich eingefügte Bit, das nicht zum Inhalt der Botschaft gehört, wird von den Empfängern wieder aus dem Bitstrom herausgefiltert. Die folgende Abbildung zeigt den Ablauf des Bit-Stuffings.

18 Arbeitsblatt Touran und Golf ab 00 Nachrichtenformat Bit-Stuffing Sender Das rechts dargestellte Datentelegramm soll auf den Bus geschaltet werden. Der -Chip fügt nach 5 Bits mit gleichem Pegel ein Stuff-Bit ein Stuff-Bit Stuff-Bit Bus In der Abbildung rechts ist der Bus-Pegel nach dem Bit-Stuffing zu sehen Empfänger Im Empfänger werden die Stuff-Bits entfernt (Destuffing), so dass der Controller die vom Sender stammende Nachricht verarbeiten kann Bit-Stuffing-Bereich Der Bit-Staffing-Bereich beginnt mit dem Start of Frame und endet nach der CRC-Sequenz. Der CRC-Delimiter gehört nicht mehr zu diesem Bereich. Bereich des Bit-Stuffings Interframe Space Arbitration field Control field Data CRC ACK rezessiv SOF Identifier RTR r IDE r0 DLC 0- Byte EOF ITM dominant 0 5 Bereich des Bit-Stuffings DATA FRAME Spezifikation.0 A (Standard Format)