Resumo do capítulo 1 do livro Multiplexed Networks for Embedded Systems (Dominique Paret) - lucasavelino/TCC GitHub Wiki
The CAN Bus - general
Os problemas gerais em barramentos de comunicação são os mesmos, apesar disso, as diferentes características dos campos de aplicação podem modificar a ordem em que os mesmos são considerados. Uma lista rápida dos problemas nos barramentos inclui:
- Problemas de acesso á rede como latência, conflitos e arbitragem.
- Aspectos probabilísticos e determinísticos e a sua relação com os conceitos de tempo-real e sistemas orientados a eventos
- Escalabilidade da rede
- Estratégias para detectar, sinalizar e corrigir erros
- Questões sobre topologia, comprimento e taxa de transferência.
- Questões sobre o meio físico
- Poluição por rádiofrequência
Concepts of Bus Access and Arbitration
Sistemas de tempo-real distribuídos precisam não somente trocar dados, mas devem processar de forma sincronizada, para que possam trabalhar paralelamente. Estações independentes trabalham paralelamente e respondem a eventos que ocorrem em instantes aleatórios de tempo. Dessa forma, cada requisição de transmissão competem entre as outras pelo acesso a rede gerando latência na comunicação. Dois procedimentos de arbitragem se destacam:
- CSMA/CD (Carrier Sensor Multiple Access/Collision Detect) que estipula que quando é detectado uma disputa pelo acesso a rede, todas as requisições são canceladas e cada estação deve esperar um tempo diferente para tentar acessar a rede novamente. Este método pode reduzir drasticamente a capacidade da rede.
- CSMA/CA (Carrier Sensor Multiple Access/Collision Avoidance) que define uma prioridade para as requisições vindas de cada estação e que quando há disputa pelo acesso á rede, a requisição de maior prioridade vence a disputa e é atendida.
O conceito de latência é definido como "o tempo entre o instante que indica o pedido de transmissão e o início real da ação gerada por ele".
Em sistemas de tempo-real, apenas um pequeno número de mensagens específicas realmente necessitam de latência garantida e apenas durante intervalos de picos de tráfego.
Para o protocolo CAN foi decido utilizar um princípio de endereçamento baseado no próprio conteúdo da mensagem, que possui duas implicações:
- A mensagem tem de ser transmitida para todas as outras estações na rede.
- O processo de seleção da mensagem transmitida é gerenciado pelo que é chamado de filtro de aceitação em cada estação.