Das CAN (Controller Area Network)-Protokoll ist seit etwa 20 Jahren das dominierende Bussystem im Auto. Egal ob es um eine effiziente digitale Motorsteuerung geht oder Funktionen wie Beleuchtung, Klimaautomatik, Fensterheber, Navigationssysteme, Anzeigeelemente, Reifendruckmessung, Antiblockiersysteme oder elektronische Stabilitätskontrolle zu steuern sind, das kostengünstige CAN macht es möglich, dass unterschiedlichste Steuergeräte, Sensoreinheiten und Multimediaeinheiten fehlerfrei und verlässlich miteinander kommunizieren. Der über den CAN 2.0B-Standard maximal mögliche Datendurchsatz reicht für komplexere elektronische Steuergeräte zunehmend nicht mehr aus. Die im Jahr 2012 eingeführte und ISO-standardisierte CAN-FD-Erweiterung bringt hier eine wesentliche Verbesserung. Durch Verkürzung der Bit-Zeiten in der Datenphase und Vergrößerung des Datenfeldes auf bis zu 64 Bytes sind seitdem deutlich größere Datenübertragungsraten möglich, so dass auch Steuergeräte, die größere Bandbreiten benötigen, vernetzt werden können.
Über die CAN FD-Erweiterung hinaus verfügt der IP Core des Fraunhofer IPMS über weitere Funktionen, die den Host Prozessor bei der Verwaltung der Kommunikation des IP Cores unterstützen. »Der Transmitt-Buffer unseres IP Cores kann wahlweise im First-In-First-Out-Modus oder im Prioritäten-Modus betrieben werden. Hier werden automatisch Nachrichten mit höherer Priorität zuerst versendet«, erklärt Dr. Frank Deicke, Geschäftsfeldleiter am Fraunhofer IPMS. »Außerdem unterstützt unser Core zeitgesteuertes CAN (TTCAN) nach ISO 11898-4. Damit sind Zeitfenster für das Versenden von Nachrichten zu definierten Zeitpunkten und die Markierung von empfangenen Nachrichten mit einem Zeitstempel möglich. Designer von Kommunikationsnetzen können so sicherstellen, dass Daten einzelner Steuereinheiten in Echtzeit zur Verfügung stehen«.
CAN 2.0B und CAN FD-Protokolle werden zwar vorrangig im Automobilbereich eingesetzt, sind jedoch bei weitem nicht auf diesen Industriezweig beschränkt. Mögliche Anwendungsfelder finden sich überall dort, wo die Anzahl elektronischer Steuergeräte zunimmt: in Überwachungsanlagen der Automatisierungstechnik ebenso wie in medizinischen Analysegeräten, Kabinen- und Flugführungssystemen in Flugzeugen, Schienenfahrzeugen oder Aufzugsanlagen. Der CAN FD IP Core des Fraunhofer IPMS wurde bereits in zahlreiche ASIC- und FPGA Designs integriert und im Feld eingesetzt. Er wird mit VHDL oder Verilog Quellcode oder als Netzliste geliefert und kann durch seine 32-Bit Controller-Schnittstelle (8 Bit und 16 Bit, sowie AMBA APB und AHB optional), voll-synchroner Beschreibung sowie modernem Clock-Domain-Crossing flexibel in einzelne Steuergeräte oder Schaltkreise (System-on-Chip, FPGA) implementiert werden.
Auf der Embedded World, der Weltleitmesse für Embedded-Technologien, vom 23. bis 25. Februar 2016 in Nürnberg informieren Experten des Fraunhofer IPMS in Halle 4 am Stand 583 über das Angebot des Instituts. Teilnehmer der begleitenden Fachkonferenz Embedded World Conference sind darüber hinaus eingeladen, im Beitrag »Migration from CAN to CAN FD – How to Boost Network Performance« mehr über die Schritte zur Integration des CAN FD Protokolls zu erfahren. Der Vortrag startet am Donnerstag, 25.2.2016, 15.00 Uhr.