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Qu'est-ce qu'un système de bus CAN ?
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Olga Weis Olga Weis Dernière mise à jour Dec 12, 2022

Qu'est-ce qu'un système de bus CAN ?

L'acronyme CAN signifie Controller Area Network. Les CAN sont utilisés pour établir la communication entre les microcontrôleurs dans un réseau ou un bus. Les CAN sont comparables à Ethernet ou aux LAN qui fournissent une méthode standard pour la communication d'ordinateur à ordinateur.

Un CAN offre une méthode simplifiée pour fournir des commandes électroniques sur les systèmes qui avaient été utilisés précédemment. La mise en œuvre d'un bus CAN permet aux constructeurs automobiles de réduire considérablement la quantité de câblage dans chaque automobile.

Bus CAN dans une voiture

La ligne principale appelée "backbone" constitue la base d'un système de bus CAN. Le backbone connecte tous les microcontrôleurs d'un véhicule et fournit des informations à un contrôleur principal centralisé responsable de la surveillance de tous les systèmes électroniques. Cette configuration simplifie l'identification des défauts potentiels et enquêter et résoudre une erreur sans interroger plusieurs sous-systèmes placés dans une automobile.

qu'est-ce que le bus CAN

Un système de bus CAN minimise les points de défaillance possibles et consolide la communication en envoyant des données sur une seule ligne. Il élimine tout problème lié à de multiples échecs de connexion causant des problèmes difficiles à identifier. La redondance améliorée d'un bus CAN améliore la fiabilité en permettant au système principal de rester opérationnel même en cas de défaillance des sous-systèmes. Cette redondance était impossible à mettre en œuvre avec des contrôleurs discrets.

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Comment fonctionne un bus CAN

Une ligne de bus CAN est construite à l'aide d'une paire torsadée de fils dotés d'une résistance de terminaison de 120 ohms à chaque extrémité. Un fil est désigné comme CAN High et l'autre nommé CAN Low. Tous les appareils connectés au bus sont appelés unités de contrôle électronique (ECU) ou nœuds.

CAN Bus wire

Les ECU peuvent jouer divers rôles dans un système de bus CAN automobile. Les nœuds peuvent servir d'unités de commande pour le moteur, les phares, le climatiseur, les airbags et d'autres systèmes nécessaires au fonctionnement du véhicule. Les automobiles modernes peuvent avoir jusqu'à 70 ECU qui doivent transmettre et partager des données avec d'autres nœuds.

Chaque nœud se compose au minimum d'un contrôleur CAN et d'un microcontrôleur intégré. Les données numériques sont converties en messages sur le bus par le contrôleur CAN. Le contrôleur CAN accepte les informations, les traduit et les envoie à un autre contrôleur CAN.

Le microcontrôleur intégré traite les données et effectue des tâches telles qu'allumer une lumière à l'intérieur de la voiture ou baisser une vitre. Les microcontrôleurs peuvent contrôler le flux d'informations vers le tableau de bord en réponse à un message généré par le contrôleur CAN.

Contrôleurs de bus CAN

Qu'est-ce que le câblage Can Bus ?

Ces deux diagrammes illustrent comment les nœuds communiquent entre eux et échangent des données avec et sans le protocole CAN et le système de bus CAN.

système sans bus CAN système avec bus CAN

Lorsque vous utilisez le bus CAN, un seul ECU peut transmettre des données à tous les autres ECU connectés au système. Ces ECU peuvent examiner les informations et choisir de les recevoir ou de les ignorer.

Un bus CAN permet la communication à l'aide de deux fils : CAN bas (CAN L) et CAN haut (CAN H). La couche liaison de données du bus CAN est décrite par la norme ISO 11898-1 avec la couche physique décrite par la norme ISO 11898-2.

La couche physique d'un bus CAN est composée de câbles, d'impédance de câble, de niveaux de signal électrique, d'exigences de nœud et d'autres éléments nécessaires au fonctionnement du réseau.

La norme ISO 11898-2 décrit les spécifications des éléments de la couche physique, tels que la longueur du câble, la terminaison du câble et le débit en bauds. Voici quelques exemples de ces spécifications.


🔹 Chaque extrémité du bus CAN doit être terminée par une résistance de bus CAN de 120 Ohms

🔹 Les nœuds CAN nécessitent des connexions utilisant deux fils avec des débits en bauds jusqu'à 1 Mbit/s (CAN) ou 5 Mbit/s (CAN FD)

🔹 La longueur du câble pour un bus CAN peut être de 40 mètres à 1 Mbit/s ou de 500 mètres à 125 Kbit/s

comment fonctionne le bus CAN

Plusieurs types de réseaux différents peuvent être mis en œuvre avec un bus CAN.


Bus CAN bas débit

🔹 Le bus CAN à vitesse lente est également appelé CAN tolérant aux pannes.

🔹 Chaque nœud a une terminaison CAN

🔹 Le bus CAN à faible vitesse prend en charge des débits en bauds compris entre 40 et 125 Kbit/s

🔹 La communication peut continuer même s'il y a un défaut dans l'un des fils


Bus CAN haut débit (ISO 11898)

🔹 L'appel simple est une caractéristique d'un bus CAN haut débit

🔹 Ce type de réseau est le plus couramment utilisé par les constructeurs automobiles d'aujourd'hui

🔹 Des débits en bauds compris entre 40 Kbit/s et 1 Mbit/s sont pris en charge

🔹 Le bus CAN haut débit constitue la base des protocoles de couche supérieure tels que CANopen, j1939 et OBD2


Bus LIN

🔹 Un bus LIN est une alternative peu coûteuse qui utilise moins de faisceaux

🔹 Des nœuds moins chers sont utilisés dans un bus LIN

🔹 Le réseau fournit des fonctionnalités pour les serrures de porte et la climatisation

🔹 La configuration du réseau est généralement composée d'un maître de bus LIN agissant comme passerelle pour un maximum de 16 nœuds esclaves


CAN FD

🔹 Les CAN FD sont déployés dans des véhicules performants

🔹 Le protocole CAN FD est une extension du protocole CAN d'origine et a été publié par Bosch en 2012 pour répondre au besoin d'augmenter les vitesses de transfert de données


Ethernet automobile

🔹 L'Ethernet automobile prend en charge des taux de transfert de données plus élevés qu'un bus CAN

🔹 Ce réseau n'a pas les fonctions de sécurité de CAN et CAN FD

🔹 L'industrie automobile adopte ce réseau et il sera mis en œuvre dans les voitures et les camions modernes.

🔹 L'Ethernet automobile prend en charge l'augmentation de la bande passante requise pour mettre en œuvre des systèmes tels que les caméras embarquées, les systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS), un système de gestion de flotte et d'autres fonctionnalités nécessitant un transfert de données à haut débit

Qu'est-ce qu'un bus CAN dans une voiture ?

La mise en œuvre de la technologie de bus CAN permet aux constructeurs automobiles de déployer des protocoles de diagnostic embarqué. Ces protocoles offrent des codes de problèmes standardisés que les mécaniciens peuvent facilement interpréter pour la résolution des problèmes. Les ports de données du bus CAN sont utilisés pour introduire des mises à jour logicielles dans les systèmes et ordinateurs embarqués.

Certains protocoles populaires utilisés pour fournir des fonctionnalités automobiles avancées incluent :


🔹 Le diagnostic embarqué OBD-II (OBD, ISO 15765) fournit aux mécaniciens fonctionnalités de diagnostic et de rapport pour gagner du temps lors de l'identification des problèmes de véhicule

🔹 J1939 est le réseau standard pour les véhicules lourds comme les camions et les bus

🔹 CAN FD étend la couche de liaison de données CAN d'origine et permet une charge utile accrue de 8 à 64 octets. Il peut également fournir des débits binaires plus élevés en fonction de l'émetteur-récepteur CAN utilisé

🔹 CANopen est implémenté dans les applications qui comportent des commandes intégrées telles que les installations d'automatisation industrielle

L'avenir du bus CAN

Le protocole de bus CAN restera important dans les années à venir. Cependant, les grandes tendances suivantes l'influenceront directement :


🔹 L'utilisation croissante de véhicules autonomes/voitures autonomes

🔹 Besoin croissant de fonctionnalités de véhicule plus avancées

🔹 Développer des technologies cloud plus avancées, telles que les systèmes de gestion de flotte basés sur le cloud

🔹 Accroître l'intégration de l'Internet des objets (IoT) et des véhicules connectés

Il convient également de noter que l'amélioration de la technologie de véhicule à réseau (V2N) et le cloud computing devrait entraîner une croissance rapide de la télématique. Cette croissance inclut également les appareils IoT tels que les enregistreurs CAN IoT.



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