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1 - 14 S tudent Guide SIPLACE HF/HF3 3 Kommunikation und S t euerung Ausgabe 09/2005 14 Dadurch wird sich ergestellt, das bei gleichzeiti ger Belegung des Busses durch mehrere TN immer nur ein TN am Bus bleibt. Die von d…

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Student Guide SIPLACE HF/HF3

Ausgabe 09/2005 3 Kommunikation und Steuerung

3.3.2.3 CSMA: Vermeidung von Datenkollision

Ist der Bus frei, kann jedes Objekt eine Datenübertragung versuchen. Die Nachricht mit der

höchsten Priorität wird zuerst übertragen. Die TN mit einer niedrigeren Priorität ziehen sich zurück

und versuchen es erneut, sobald die Datenübertragung abgeschlossen ist.

Abb. 3.3 - 8 CSMA: Vermeidung von Datenkollision

3.3.2.4 CAN-Bus Arbitrierung

Arbitrierung (engl. Arbitration bedeutet übersetzt ’Schiedsgericht’)

Bei CAN erfolgt der Buszugriff durch die TN völlig unkoordiniert nach dem Prinzip des dezentralen

Buszugriffs. Es ist grundsätzlich möglich, dass mehrere TN gleichzeitig mit dem Senden einer

Nachricht (Kommando oder Meldung) beginnen. Generell gilt, dass ein TN nur dann den Bus be-

legen kann, wenn dieser frei ist. Die Busteilnehmer erkennen den Belegungszustand des Busses

über eine festgelegte Zeitspanne, innerhalb welcher der Bus auf Ruhepotential sein muss.

Immer dann, wenn mehrere TN gleichzeitig mit dem Senden einer Nachricht beginnen, wird im

Rahmen einer Auswahlphase (Arbitrierungsphase) entschieden, welcher TN am Bus verbleiben

darf.

Ein solcher Buszugriffskonflikt wird durch bitweises Aufschalten des Nachrichtenarbitrierungsfel-

des (Standard ist ein 11 Bit Identifier) aufgelöst.

Grundlage der bitweisen Arbitrierung ist die Unterscheidung von 2 physikalischen Buspegeln, ei-

nem dominanten (low) und einem rezessiven Bit (high).

Ein freier Bus befindet sich auf rezessivem Pegel. Ein TN, der den Bus belegt, signalisiert dies

durch Aufschalten eines dominanten Bits (SoF,

Start of Frame). Während der Arbitrierungsphase

vergleicht jeder sendende TN den von ihm aufgeschalteten Buspegel mit dem tatsächlich auf dem

Bus vorhandenen Pegel.

Jeder TN, der ein rezessives Bit gesendet hat und ein dominantes beobachtet, stellt seinen

Arbitrierungsversuch sofort ein und wird zum möglichen Empfänger der Nachricht. Am Ende der

Arbitrierung bleibt nur derjenige TN am Bus, dessen Nachricht den niedrigsten Identifierwert

besitzt (logische Null wird durch dominanten Pegel abgebildet). Die Priorität einer Nachricht ist

also höher, je niedriger der Wert des Identifier dieser Nachricht.

Buszugriff

kurze Wartezeiten

für

Telegramme

mit hoher Priorität

CSMA / CD: Carrier Sense Multiple Access by Collusion Detection

im Falle einer Kollision

startet der TN mit der

niedrigeren Priorität

später

Carrier Sense

Multiple Access

(CSMA)

ollision

Detection

(CD)

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3 Kommunikation und Steuerung Ausgabe 09/2005

Dadurch wird sichergestellt, das bei gleichzeitiger Belegung des Busses durch mehrere TN immer

nur ein TN am Bus bleibt. Die von diesem TN gesendete Nachricht wird hier nicht zerstört, so das

wir von einer ’verlustlosen’ Arbitrierung sprechen. Arbitrierung (engl. Arbitration) bedeutet über-

setzt ’Schiedsgericht’.

Arbitrierung: Zustandsdiagramm

Abb. 3.3 - 9 Zustandsdiagramm Arbitrierung

Es existieren zwei Buszustände während der Arbitrierung, ’dominant’ und ’rezessiv’. Die Logik ist

durch einen Wire-AND Mechanismus realisiert.

Im Beispiel dargestellt die Arbitrierung durch bitweises Abtasten der Identifier von 2 TN.

Abb. 3.3 - 10 CAN-Bus Arbitrierung mit 2 Teilnehmer

Warten auf freien Bus

Aufschalten Bit SoF

Empfangszustand

Aufschalten des

1. Arbitrierungsbits

Vergleich Buspegel mit

aufgeschaltetem Bit

Fehlerzustand

Arbitrierung verloren

rezessives Bit auf dominanten Bus aufgeschalten

sind alle Arbitrierungsbits aufgeschalten,

erfolgt das Senden von Steuer- und Datenfeld

Aufschalten

weiterer Bits

Start: ein TN sendet

eine Nachricht

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

rezessives Bit (Logikpegel high)

dominantes Bit (Logikpegel low)

TN 1 gewinnt hier die Arbitration

TN 2 verliert hier die Arbitrierung

und wechselt in den Zustand

empfangen

Identifier TN 1 1

Bit

Identifier TN 2 2

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Ausgabe 09/2005 3 Kommunikation und Steuerung

3.3.3 CAN-Bus Konzept an der HF-Maschine (bis MA.Nr.xx)

Der Bestückautomat SIPLACE HF verwendet ein Bussystem mit einer Datenübertragungs-

geschwindigkeit von 1 Mbit/s. Das CAN-Bus-System beginnt an der Kommunikationsplatine und

ist in 2 Pfade unterteilt. Jeder Pfad endet mit einem 120 Ohm Abschlusswiderstand am CAN-Bus-

board des jeweiligen Bestückkopfes.

Abb. 3.3 - 11 Gesamtübersicht CAN-Bus (alte Verdrahtung)

SMP BUS

CAN Busleitung 2

CAN Busleitung 1

Computer Unit

* SW Update 504 --> 505 Portal 2 wird zu Portal 3

COM Baugruppe

(links)

COM Baugruppe

(rechts)

Schlepp- Interface

Portal 1

CAN E/A

Modul

Sektor 4

CAN E/A

Modul

Sektor 4

CAN E/A

Modul

Sektor 4

CAN E/A

SUB Modul

Sektor 4

Transport

Steuerung

Vision

Steuereinheit

Sektor 4

BE-Tisch 1

Gurtschneider

BE-Tisch 4 / MTC

Gurtschneider

SUB Distributer Sektor 4

Axis unit

BB 2

Schlepp-Interface

Portal 2*

Vision

Steuereinheit

Sektor 2

BE-Tisch 2 / MTC

Gurtschneider

CAN E/A

Main Modul

Sektor 2

BE-Tisch 3

Gurtschneider

Main Distributer Sektor 4