Comunicación industrial

1. Introducción.

Con este trabajo se ha desarrollado un progarama en “turboC” para verificar la viablidad de un bus de campo CAN, con parámetros definidos por el usuario del progarma, para el envío de una cantidad de mensajes con sus respectivos parámetros característicos, también definidos por el usuario.

Para poder comprender la base y el funcionamiento del programa se muestra acontinuación un breve informe con los conceptos básicos sobre CAN.

2. Definición: Bus de campo CAN.

El bus CAN es un concepto de bus serie multi-maestro desarrollado por Robert Bosch GmbH, en 1986, para el enlace entre controladores, actuadores y sensores, y provisto de una elevada velocidad de transmisión combinada con una importante inmunidad frente a interferencias electromagnéticas.Nace como respuesta a la necesidad de disponer de una comunicación fiable, eficaz y rápida para aplicaciones de automoción.

3. Modelo de red CAN.

Para enviar mensajes a través de un bus de campo CAN es necesario definir una serie de parámetros para cada mensaje que permiten que el usuario (de la red) controle el ‘orden’ de envío de dichos mensajes según sus necesidades y que a su vez seránla base para que el programa determine si es posible enviar los mensajes con los parámetros definidos.

- Prioridad (ID):

El primer parámetro que debe introducir el usuario es el de prioridad del mensaje. Los mensajes de mayor prioridad que hayan entrado en la cola ‘buffer’ del bus serán los primeros en ser enviados, independientemente del momento en el que hayan entrado (en cola).

-Tamaño (Sm):

Determina el tamaño del mensaje pudiendo ser como máximo de 8 bytes (inclusive).

- Periodicidad (Tm):

Cada mensaje debe ser entregado en destino con una cierta periodicidad.

- Jitter (Jm):

Es el mayor de los retrasos que puede sufrir un mensaje en la cola de salida, derivado del tiempo de respuesta de la tarea de envío del remitente.

- Deadline (Dm):

Cadamensaje debe ser entregado en destino no más tarde de un tiempo límite a partir del momento en que éste se encuentra en cola para ser enviado (justo en el momento en que ha entrado en cola, no antes).

El último parámetro que deberá definir el usuario es el tiempo de bit (τbit), que es el tiempo que tarda un bit en transmitirse por el bus.

4. Cálculo del retardo del mensaje.

Una vezconocidos los paràmetros que debe definir el usuario se puede analizar el retardo máximo que puede sufrir cada mensaje (Rm) al ser enviado, el cual viene definido por la siguiente expresión:

Rm = Jm + Cm + Im

Donde Jm es el jitter del mensaje, paràmetro definido en el apartado anterior. Cm es el tiempo de propagación por el medio desde el inicio de la transmisión hasta que el mensaje ha sidoenviado. Im es el tiempo máximo que puede estar un mensaje en cola debido a la espera de envío de mensajes con mayor prioridad o de mensajes con menor prioridad que estaban siendo enviados justo en el momento en que el mensaje se ha puesto en cola. A continuación se muestra el método para hallar Im y Cm.

- Cálculo de Cm:

Para hallar el valor de Cm se debe conocer el tiempo de bit (τbit),en segundos, y el tamaño del mensaje, en bytes, y aplicar la siguiente expresión:

[pic]

Dentro de la fórmula, de la operación que se encuentra dentro del corchete con las barras inferiores debe tomarse el valor entero por debajo.

Por ejemplo: [pic]

- Cálculo de Im:

En primer lugar hay que considerar que si se intenta enviar un mensaje justo en el momento en que se está enviandootro de menor prioridad habrá que esperar a que éste sea enviado. De esta manera se define Bm como el valor de Cm del mensaje de igual o menor prioridad del conjunto de mensajes y se expresa de la siguiente manera:

[pic]

Donde Ip(m) es el conjunto de mensajes de igual o menor prioridad.

Una vez conocido el valor de Bm para cada mensaje se puede calcular Im que viene...