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Livre

Le bus CAN : couches applicatives CAN, CAL, CANopen, DeviceNet, SDS, OSEK


  • Éditeur(s)
  • Date
    • 1999
  • Langues
    • Français
  • Description matérielle
    • XXI, 340 p. ; 23 cm.
  • Collections
  • Sujet(s)
  • ISBN
    • 2-10-003659-9
  • Indice
    • 621.4 Électronique appliquée, théorie du signal
  • Quatrième de couverture
    • Le CAN (Controller Area Network) fait partie des protocoles de communication de données les plus utilisés, dans le monde entier, pour former des réseaux (bus). Depuis quelques années, les différentes couches applicatives de ce bus de terrain font l'objet d'un engouement croissant de la part des industriels français en raison de sa rapidité, de sa fiabilité et de son adaptabilité à de nombreuses applications : automobile, nombreux autres secteurs de l'industrie et également immotique.

      Faisant suite au premier volume, du même auteur, dédié à la description du bus CAN, le présent ouvrage expose dans le détail comment sont effectuées et utilisées les encapsulations des principales couches logicielles applicatives existantes sur le marché : CAL, CANopen, DeviceNet, OSEK, SDS... En ce sens, il constitue un véritable guide de choix, fonction de votre activité industrielle et de vos projets d'automatisation et de systèmes embarqués. De façon plus générale, il vous permettra de concevoir vos propres systèmes utilisant le bus CAN. Enfin, vous y trouverez tout ce qui est nécessaire pour tester, mettre en œuvre et mettre en conformité un réseau basé sur le CAN.

      Ce livre s'adresse aux ingénieurs et techniciens de l'industrie qui cherchent pour leurs applications d'automatismes industriels un réseau de terrain moderne, fiable, rapide et peu onéreux. Il intéressera également les étudiants des IUT, des BTS et des écoles d'ingénieurs.


  • Tables des matières
      • Le Bus CAN Applications

      • CAL, CANopen, DeviceNet, OSEK, SDS...

      • Dominique Paret

      • Dunod

      • Introduction - Le CAN a déjà fêté ses dix ans !1
      • Le concept CAN en deux mots1
      • Le parcours du CAN2
      • Le marché du CAN3
      • Le marché Automobile3
      • Le marché de l'automatisme industriel3
      • Couches applicatives et organismes de supports4
      • Partie 1 Communication et modèle
      • Chapitre 1 - Communication et modèle7
      • 1.1 Le modèle ISO/OSI8
      • 1.2 Architecture des couches10
      • 1.2.1 Couche 0 - médium10
      • 1.2.2 Couche 1 - physique : Physical Layer (PL)11
      • 1.2.3 Couche 2 - liaison de données : Data Link Layer (DLL)11
      • 1.2.4 Couche 3 - réseau13
      • 1.2.5 Couche 4 - transport14
      • 1.2.6 Couche 5 - session14
      • 1.2.7 Couche 6 - présentation15
      • 1.2.8 Couche 7 - application15
      • 1.2.9 Les couches au-dessus des nuages16
      • 1.2.10 Couche (8) - Device Profiles17
      • 1.2.11 Couche (7 1/2) - Communication Profile17
      • 1.3 Une autre vue du modèle ISO/OSI18
      • 1.3.1 Le point de vue utilisateur18
      • 1.3.2 Le point de vue du transporteur18
      • 1.3.3 Couche objet et couche transport18
      • Partie 2 Rappel du protocole CAN
      • Chapitre 2 - Rappel du protocole CAN et de ses particularités23
      • 2.1 Remarque préliminaire à la seconde partie23
      • 2.1.1 Pourquoi effectuer un rappel du protocole ?23
      • 2.2 Les grandes définitions24
      • 2.2.1 Propriétés du CAN et vocabulaire spécifique24
      • 2.3 Les grands principes de la communication30
      • 2.3.1 Les différentes trames de communication du CAN30
      • 2.3.2 Le bit CAN30
      • 2.4 Le CAN 2.0 A - format standard31
      • 2.4.1 Trame de données31
      • 2.4.2 Début de trame32
      • 2.4.3 Champ d'arbitrage32
      • 2.4.4 Champ de commande32
      • 2.4.5 Champ de données33
      • 2.4.6 Champ de CRC (Cyclic Redundancy Code : code à redondance cyclique)33
      • 2.4.7 Champ d'acquittement33
      • 2.4.8 Fin de trame de données33
      • 2.4.9 Inter-trame34
      • 2.4.10 Quelques remarques très importantes34
      • 2.4.11 Trame de requête de données35
      • 2.5 Détection et traitement des erreurs de transmission36
      • 2.5.1 Les différentes sortes d'erreurs pouvant se produire37
      • 2.5.2 Notions de bulletin de santé d'un réseau38
      • 2.5.3 Mécanisme du traitement des erreurs de confinement38
      • 2.5.4 Signalisation des erreurs43
      • 2.5.5 Recouvrement des erreurs47
      • 2.5.6 Validité des messages transmis47
      • 2.5.7 Sleep Mode et Wake-Up48
      • 2.6 Le CAN 2.0 B - format étendu48
      • 2.6.1 Formats de trames de communication49
      • 2.6.2 Identificateurs et champ d'arbitrage49
      • 2.6.3 Le champ de commande50
      • 2.6.4 Obligations d'un contrôleur CAN 2.0 B50
      • 2.6.5 Compatibilités CAN 2.0 A et CAN 2.0 B50
      • 2.7 La couche physique CAN51
      • 2.7.1 Qualités fondamentales et spécifiques que doit posséder le support physique51
      • 2.7.2 Architecture du bit CAN51
      • 2.7.3 Architecture du Nominal Bit Time55
      • 2.7.4 Détermination des valeurs des segments du Nominal Bit Time56
      • 2.7.5 Valeur du segment de synchronisation56
      • 2.7.6 Valeur du segment de propagation56
      • 2.7.7 Valeurs des segments de buffers de phase 1 et 264
      • 2.7.8 Incidences de la précision, dérives et tolérances des fréquences des oscillateurs69
      • 2.7.9 En guise de conclusion70
      • 2.7.10 Débit binaire du réseau (Bit Rate)71
      • 2.7.11 Temps de latence73
      • 2.7.12 Exemple de synthèse74
      • 2.7.13 Qualités et limites des couches 1 et 2 du protocole CAN75
      • Chapitre 3 - Retour au protocole CAN et au modèle ISO79
      • 3.1 Imbrication du protocole CAN et du modèle ISO/OSI79
      • 3.1.1 Le document de référence Bosch et le modèle ISO/OSI80
      • 3.1.2 Les documents CAN officiels ISO et le modèle ISO/OSI80
      • 3.1.3 Le pourquoi de l'absence des couches 3 à 6 du modèle ISO/OSI dans le CAN81
      • 3.2 Notion «d'objet CAN»82
      • 3.2.1 Entête de trame83
      • 3.2.2 Champ de données85
      • 3.2.3 Quelques remarques85
      • 3.3 Imbrication des composants CAN et du modèle ISO/OSI85
      • 3.3.1 Découpage fonctionnel des composants CAN dans un système86
      • 3.3.2 Les différentes possibilités d'implémentation du protocole CAN87
      • 3.4 Possibilités d'enrichissement du protocole CAN par les composants90
      • 3.4.1 Au niveau de la couche 2 de communication de données91
      • 3.4.2 Au niveau des couches 0 - médium et 1 - physique93
      • En conclusion96
      • Partie 3 Applications CAN en réseau et problèmes soulevés
      • Chapitre 4 - Les applications basées sur des réseaux CAN99
      • 4.1 Les applications industrielles99
      • 4.2 Les applications automobiles100
      • Chapitre 5 - Les réseaux103
      • 5.1 Evolution des performances demandées aux réseaux locaux104
      • 5.1.1 Concept d'architecture de réseau104
      • 5.1.2 Classes d'éléments de réseau108
      • 5.1.3 Systèmes ouverts dans l'automatisme industriel109
      • 5.1.4 Petit inventaire des requêtes et nécessités des applications113
      • 5.2 Les imbrications114
      • 5.2.1 Relations entre architecture décentralisée, système distribué, ouverture et choix des couches basses et applicatives114
      • 5.2.2 Relations entre protocole de communication, protocole de la couche application et mode de fonctionnement du réseau116
      • 5.3 Choix du modèle de communication pour un réseau basé sur le CAN123
      • 5.3.1 Choix et constitution du modèle124
      • 5.3.2 Protocole, plate-forme, couche applicative et encapsulation127
      • Partie 4 Les couches applicatives basées sur CAN
      • Chapitre 6 - Les différents concepts de couches applicatives basées sur CAN133
      • 6.1 Les couches applicatives basées sur CAN133
      • 6.1.1 Pourquoi une offre basée sur CAN ?133
      • 6.1.2 Pourquoi plusieurs couches applicatives en lice ?134
      • 6.1.3 Les principales couches applicatives en lice135
      • 6.2 Contenus des couches137
      • 6.3 Introduction aux chapitres suivants137
      • 6.3.1 Plan de présentation des différentes couches applicatives du CAN138
      • 6.3.2 Remarques importantes concernant la présentation des couches138
      • Chapitre 7 - CAL/CAN application layer139
      • 7.1 CAL en quelques mots141
      • 7.1.1 Le cœur des CAL142
      • 7.1.2 Conclusion concernant les CAL145
      • 7.2 CMS-CAN based Message Specifi cation147
      • 7.2.1 CMS, langage standard de modélisation pour applications distribuées147
      • 7.2.2 Les objects CMS147
      • 7.3 NMT - Network Management154
      • 7.3.1 NMT ou la coordination et supervision d'applications distribuées154
      • Le maître et les esclaves NMT155
      • 7.3.2 Les services NMT156
      • 7.3.3 Les objets NMT157
      • 7.3.4 Les classes de réseau CAL158
      • 7.3.5 Initialisation du réseau159
      • 7.4 DBT - (identifier) DistriBuTor160
      • 7.4.1 Méthode d'attribution des COB ID162
      • 7.5 LMT - Layer ManagemenT166
      • 7.6 LME-Layer Management Entity167
      • 7.7 Couche physique du CAL167
      • 7.7.1 Médium et connecteurs167
      • 7.7.2 Nominal bit time et position du point d'échantillonnage169
      • 7.8 Implémentations logicielles d'applications basées sur CAL170
      • 7.8.1 Exemple d'outils d'implémentation logicielle170
      • Chapitre 8 - CANopen173
      • 8.1 Objectif de CANopen173
      • 8.2 Relations entre CANopen et CAL174
      • 8.3 Architecture de CANopen175
      • 8.3.1 Le modèle de référence de communication de CANopen175
      • 8.3.2 CANopen Communication Profile177
      • 8.3.3 CANopen Device Profile178
      • 8.3.4 En conclusion178
      • 8.4 Le modèle de communication de CANopen179
      • 8.4.1 Services et Process Data Object-SDO et PDO179
      • 8.4.2 Les objets de communication prédéfinis de CANopen183
      • 8.5 Administration du réseau et communication183
      • 8.5.1 Réseau allégé184
      • 8.5.2 Distribution des identificateurs184
      • 8.5.3 Initialisation du réseau et séquence de boot up184
      • 8.6 Les Device prof iles de CANopen186
      • 8.6.1 Dictionnaire d'objets186
      • 8.7 Fonctionnalités minimales supportées par un élément188
      • 8.8 En résumé189
      • 8.9 Implémentation de CANopen sur des éléments maître ou esclave190
      • 8.10 Couche physique du CANopen191
      • Chapitre 9 - DeviceNet193
      • 9.1 Présentation générale de la couche applicative DeviceNet193
      • 9.1.1 Relation entre les couches ISO/OSI et DeviceNet194
      • 9.2 La couche communication de données de DeviceNet195
      • 9.2.1 Messagerie et mode de connexion de station à station195
      • 9.2.2 Modes d'adressage de DeviceNet202
      • 9.2.3 Echange de données204
      • 9.2.4 Fragmentation de la messagerie204
      • 9.3 Profils de communication206
      • 9.4 Couche physique de DeviceNet207
      • 9.4.1 Généralités207
      • 9.4.2 Médium de transmission et topologie du réseau209
      • 9.4.3 Connexion au médium212
      • 9.4.5 Possibilités d'alimentation des stations par DeviceNet216
      • Chapitre 10 - SDS - Smart Distributed System219
      • 10.1 Caractéristiques principales de SDS219
      • 10.2 Couche applicative SDS221
      • 10.2.1 Généralités221
      • 10.2.2 Les services de l'APL221
      • 10.2.3 Compléments223
      • 10.2.4 Types de messagerie utilisables avec SDS225
      • 10.2.5 Notion de messages courts, longs et longs fragmentés225
      • 10.2.6 Utilisation de la trame CAN en SDS226
      • 10.3 Administration du réseau SDS236
      • 10.3.1 Phase de détection de débit236
      • 10.3.2 Phase de cartographie (du réseau mapping)236
      • 10.3.3 Phase de fonctionnement normal237
      • 10.3.4 Remplacement sur site des éléments237
      • 10.4 Les Device Models237
      • 10.5 Implémentation240
      • 10.6 La couche physique SDS240
      • 10.6.1 Topologie, longueur et débit241
      • 10.6.2 Purement électronique241
      • 10.6.3 Interface ligne241
      • 10.6.4 Câbles et connecteurs243
      • 10.7 Conformité, interopérabilité, normalisation245
      • 10.7.1 Conformité, interopérabilité245
      • 10.7.2 Normalisation245
      • 10.7.3 Product selection guide245
      • Chapitre 11 - Résumé et synthèse des performances CAN, CANopen, DeviceNet et SDS247
      • 11.1 Remarques importantes247
      • 11.2 Assignation des valeurs des identificateurs des messages248
      • 11.3 Méthode d'échange et de traitement des données250
      • 11.3.1 Architecture et organisation251
      • 11.3.2 Déclenchement des messages253
      • 11.3.3 Cartographie (des «objets Application» mapping)254
      • 11.4 Communication point à point254
      • 11.4.1 CAL255
      • 11.4.2 CANopen255
      • 11.4.3 DeviceNet255
      • 11.4.4 SDS255
      • 11.5 Méthodes d'établissement255
      • de connexions de données255
      • 11.6 Administration du réseau256
      • 11.7 Modélisation et profiles des éléments258
      • Chapitre 12 - CAN Kingdom261
      • 12.1 Les performances de CAN Kingdom262
      • 12.2 Usage du CAN pour le CAN Kingdom263
      • 12.3 Fonctions de la couche applicative CAN Kingdom263
      • 12.4 Réponses aux nombreuses interrogations265
      • 12.4.1 Quel est le rôle du Roi dans le CAN Kingdom ?265
      • 12.4.2 Qu'arrive-t-il si le Roi meurt ?265
      • 12.4.3 Si seul le Roi connaît tout le système, est-il possible de le remplacer ?266
      • 12.4.4 Comment le Roi connaît-il la place de chacun des modules ?266
      • 12.4.5 Qu'arrive-t-il si l'on permute la localisation de deux modules ?266
      • 12.4.6 Comment l'enregistrement de l'identité de chaque module est-elle effectuée ?267
      • 12.4.7 Comment régler les problèmes liés à des débits différents ?267
      • 12.4.8 Le Roi peut-il effectuer toutes sortes de changement dans un module ?267
      • 12.4.9 Faut-il des composants performants pour réaliser tout cela ?268
      • Chapitre 13 - M3S - Multiple master, multiple slave269
      • 13.1 Architecture générale du système M3S269
      • 13.1.1 Les éléments de M3S270
      • 13.2 Les fonctions de key et de «dead man» switches271
      • 13.2.1 Key switch271
      • 13.2.2 Dead man272
      • 13.3 Initialisation, configuration, sélection273
      • 13.3.1 Initialisation273
      • 13.3.2 Configuration273
      • 13.3.3 Sélection273
      • 13.4 Evolution et conclusion274
      • Chapitre 14 - Les couches applicatives automobiles275
      • 14.1 Situation à l'ISO275
      • 14.1.1 TF1276
      • 14.1.2 TF2276
      • 14.1.3 TF4276
      • 14.1.4 TF5276
      • 14.2 Situation à la SAE276
      • 14.3 Situation à l'OSEK277
      • Chapitre 15 - OSEK/VDX279
      • 15.1 Architecture de la couche OSEK281
      • 15.1.1 OSEK-OS-Operating System283
      • 15.1.2 OSEK-COM-Communication285
      • 15.1.3 OSEK-NM (Network Management)290
      • 15.1.4 Les couches basses ISO/OSI de l'OSEK/VDX292
      • 15.1.5 Implémentation OSEK/VDX292
      • 15.1.6 Certification de l'OSEK293
      • Chapitre 16 - Le SAE J1939295
      • 16.1 Pourquoi avoir choisi un identificateur de 29 bits ?296
      • 16.2 Le champ d'identification CAN du J1939296
      • 16.3 Les types de messages du J1939297
      • 16.3.1 Messages de commandes297
      • 16.3.2 Messages de requêtes297
      • 16.3.3 Messages de diffusion/réponse297
      • 16.3.4 Messages d'acquittements298
      • 16.3.5 Messages de groupes de fonctions298
      • 16.3.6 Quelques compléments298
      • 16.4 La couche applicative J1939298
      • 16.4.1 Les différents types de données transportées298
      • Partie 5 Outils, tests, mise en œuvre, conformité
      • Chapitre 17 - Les outils d'aide au développement pour réseaux basés sur CAN303
      • 17.1 Méthodologie de conception de système303
      • 17.1.1 Phase d'étude304
      • 17.1.2 Phase d'intégration du système complet304
      • 17.1.3 Phase de production304
      • 17.1.4 Phase de maintenance du système305
      • 17.2 Outils d'aide au développement des couches basses de communication305
      • 17.2.1 Outils de démonstration et prise en main305
      • 17.2.2 Outils de simulation, émulation et analyse de protocole306
      • 17.2.3 Conformateur de performances308
      • 17.2.4 Outils de configuration de réseau309
      • 17.3 Outils d'aide au développement des couches hautes applicatives310
      • 17.3.1 Un exemple311
      • 17.3.2 En conclusion des systèmes de développement et outils de tests313
      • 17.4 Mises en œuvre de réseaux (modélisation et installation)314
      • 17.4.1 Modélisation de réseaux314
      • 17.4.2 Installation du réseau314
      • 17.4.3 Mise en œuvre d'un réseau314
      • 17.4.4 Mise en route et débuggage des réseaux315
      • 17.4.5 Outils de mise en œuvre et test des réseaux315
      • Chapitre 18 - Conformité, certification, tests317
      • 18.1 Les problèmes de conformité et certification317
      • 18.2 Conformité au protocole de communication CAN317
      • 18.3 Conformité des IC's au protocole de communication CAN319
      • 18.3.1 Méthodologie de conformité320
      • Ecriture d'un Plan De Test321
      • Réalisation CAO du Plan De Test324
      • Testeur de composants326
      • 18.3.2 Conclusion326
      • 18.4 Conformité aux protocoles des couches applicatives327
      • 18.5 Certification327
      • 18.6 Tests328
      • Chapitre 19 - Conclusion et futur du CAN329
      • 19.1 Conclusion329
      • 19.2 Le futur du CAN et de ses applications329
      • Annexes331
      • Annexe 1 : le CiA-CAN in Automation331
      • Sa mission, son rôle, son fonctionnement331
      • Ses activités333
      • Annexe 2 : les bibles334
      • Modèle ISO/OSI334
      • Document de référence CAN334
      • CAN et ISO334
      • Couches applicatives «Industrielles»334
      • Couches applicatives «Automobile»336
      • Annexe 3 : les bonnes lectures337
      • Revues, journaux, documentations337
      • Ouvrages en langue allemande337
      • Ouvrage en langue française337
      • Annexe 4 : les bonnes adresses338
      • ISO338
      • CAL et CANopen338
      • SDS338
      • DeviceNet338
      • CAN Kingdom339
      • M3S339
      • OSEK339

  • Origine de la notice:
    • BPI
  • Disponible - 621.4 PAR

    Niveau 3 - Techniques