real_time_sys

Protocolo de comunicaciones CAN aplicado a sistemas
satelitales y vehículos lanzadores
Diego Encinas1, Pablo Meilan4, J. Alberto Bava2, 3, R. Marcelo Naiouf1.
1

Instituto de Investigación en Informática (III-LIDI). Facultad de Informática. UNLP.
2
Centro de Investigaciones Ópticas (CIOp) – CONICET – CIC.
3
Facultad de Ingeniería. UNLP.
4
Vehículos Espaciales de Nueva Generación S. A.(VENG S. A.)
dencinas@lidi.info.unlp.edu.ar, pfmeilan@conae.gov.ar, bava@ciop.unlp.edu.ar,
mnaiouf@lidi.info.unlp.edu.ar

Resumen. CAN (Controller Area Network) es un protocolo abierto para uso
automotriz y de alta confiabilidad, apropiado para aplicaciones de tiempo real
distribuidas, como una red de dispositivos de vuelo. La principal motivación del
análisis y aplicación de este protocoloes poder utilizar componentes
comerciales (COTS, Commercial off the Shelf) para el desarrollo de un sistema
de comunicaciones en el ámbito espacial, logrando reducir costos pero
cumpliendo con los requerimientos de un sistema modular distribuido de vuelo
(MDAS, Modular Distributed Avionics System). En este trabajo se presenta una
aplicación del protocolo de comunicación CAN a fin de serimplementado
sobre un sistema aeroespacial. Se analizan sus ventajas en interconexión
satelital y vehículos lanzadores de un prototipo, utilizando microcontroladores
interconectados al bus mediante transceptores y controladores CAN
Palabras claves: Red CAN, Sistemas Distribuidos de Tiempo Real, Sistemas
Satelitales y Vehículos Lanzadores.

Abstract. CAN (Controller Area Network) is an open andhigh reliable
protocol for automotive uses, suitable for distributed real time applications like
an avionics network. The main motivation for analysing and applying this
protocol is to be able to use commercial components (COTS, Commercial off
the Shelf) in developing a communication system for aerospace devices,
achieving low costs but performing the requirements of a Modular DistributedAvionics System (MDAS). This paper presents an application of the CAN
communication protocol to be implemented in an aerospace system. Its
advantages in satellite interconnection and launch vehicles of a prototype are
analysed, using microcontrollers connected to the bus with CAN transceivers
and controllers.
Keywords: CAN Network, Distributed Real Time Systems, Satellite Systems
and LaunchVehicles.

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Introducción

Debido a la complejidad de los sistemas de vuelo se han desarrollado
muchos protocolos de comunicaciones serie no-estandarizados para cada proyecto.
Como esto implica un costo muy alto, tanto de dinero como de tiempo, surge la
necesidad de utilizar protocolos estandarizados.
La ventaja del uso de componentes comerciales es que son económicos. Sin
embargo, laprincipal desventaja es que algunos no satisfacen los requerimientos,
tanto térmicos, electromagnéticos, mecánicos, entre otros, necesarios para funcionar
en un sistema de vuelo.
Es preciso realizar un cuidadoso análisis de eficiencia, tolerancia a fallas y
compatibilidad electromagnética del protocolo de comunicaciones y sus componentes
comerciales antes de implementarlo en un sistema devuelo.
Generalmente el protocolo de comunicaciones serie MIL-STD-1553 [4] es el
utilizado en satélites y vehículos lanzadores. Aunque actualmente también está
utilizándose el protocolo SpaceWire [15] (basado en el protocolo IEEE 1355 [16])
que fue diseñado especialmente para sistemas aeroespaciales. Por otro lado, para
comunicaciones con requerimientos menores se utilizan los protocolosANSI/TIA/EIA-422-B [14] y TIA/EIA-485-A [14].
Para este trabajo se ha elegido el protocolo CAN [2] el cual ha sido
formalmente definido por el estándar ISO 11898 [5]. La elección se debe a su bajo
costo, velocidad de transmisión media, control de errores y disponibilidad en el
mercado de controladores y transceptores CAN, en circuitos integrados (stand alone).
Además existe una amplia variedad de...