Comunicación

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Rev: 0 01. 01, 2007 2 GECM-3ST8K

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Índice

Tema Página

Comunicación, generalidades 4

Comunicación paralela / serial 5

Transferencia de datos bit por bit 6

Tecnología de creación de bit 7

Cuadro de datos / protocolo 8

Protocolo 9

Clasificación de la comunicación serial 10

Métodos de acceso redes 11

Estructura de redes 12

Clasificación por velocidad de comunicación 13

Comunicación Sincrónica 14

Comunicación Asincrónica 15

Comunicación por Línea K 16

Comunicación CAN BUS 18

Transmisión de datos CAN 19

Cableado y Esquema / Cuadro de Datos 20

Arbitraje 22

Aplicación de baja velocidad en OPIRUS 23

LIN BUS (Red Local Interconectada) 24

Cuadro de datos LIN 25

Sistema de comunicación del Carnival / Sedona (VQ) 26

Seguimiento de fallas 27

Reparación del arnés Can Bus 29

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Comunicación, generalidades

La comunicación en general es el proceso de intercambio de información. Bien conocida es la

comunicación entre humanos: Esto involucra codificar, transmitir, y decodificar los mensajes

previstos, esto se llama lenguaje. Como ya se sabe, existen muchos lenguajes en el mundo.

Junto con la comunicación entre humanos mediante el lenguaje, existen muchos otros medios de

comunicación. La comunicación también tiene lugar entre dispositivos eléctricos, especialmente

unidades de control electrónico, con la finalidad de compartir e intercambiar datos. La conexión e

intercambio de datos se conoce como red.

En el caso de la comunicación entre computadores de una red que tienen un “lenguaje común”,

(las reglas para la transmisión de datos), ésta está dada por el llamado protocolo. Se seguirá una

detallada descripción del protocolo. Sin importar el método de conexión y de transmisión de datos,

los sistemas de redes existen en diferentes configuraciones básicas, tales como anillo, estrella o

bus.

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Comunicación de Datos Paralela/Serial

Hasta ahora, muchos de los sistemas se comunicaban a través de cables exclusivos, lo que

significa que para cada información requerida se utilizaba un cable separado con el fin de

compartir las señales. La demanda en seguridad, comodidad y protección medioambiental en los

automóviles, hacen necesaria una mayor comunicación entre los sistemas individuales (unidades

de control). Por lo tanto, son necesarios más y más conectores y cables. Por ejemplo, con el fin de

permitir un control apropiado de la tracción, la unidad ABS/TCS debe estar comunicada con la

Unidad de Control del Motor. Debido a que la cantidad de sistemas y por lo tanto la cantidad de

información compartida necesaria aumenta, también aumenta la ocurrencia de problemas: el

número creciente de arneses y cables producen problemas de costo y espacio, además, el

aumento de conectores suministra mayores posibilidades de elementos sueltos y conexión pobre.

Debido a que el contenido eléctrico de los automóviles actuales continúa aumentado, la necesidad

de redes de comunicación es aún más evidente. Por ejemplo, algunos vehículos extremadamente

lujosos contienen más de 5km y cerca de 100kg de cables. El número resultante de conductores

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hace de la confiabilidad una pesadilla. Para superar todos estos problemas actualmente se ha

introducido la comunicación serial. Como en este caso la cantidad de conexión de cables es

mucho menor que la cantidad requerida para compartir señales, la información requerida se envía

una tras otra en paquetes de datos.

Transferencia de Datos Bit por Bit

La transmisión de datos en paquetes hace necesario el intercambio de datos pieza por pieza

utilizando señales digitales, o para decirlo en términos técnicos, bit por bit. En el sistema

convencional, cada información es dirigida directamente desde una ECU a otra a través de cables

individuales y pines exclusivos. Al utilizar la comunicación en serie, la información debe ser

convertida en bits, que son señales lógicas (digitales). Estas señales tienen solamente dos

condiciones: ON u OFF, 1 ó 0, larga o corta, etc. Una señal de dos condiciones posibles es la

cantidad más pequeña de información, esta es llamada 1 bit (abreviatura de dígito binario).

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Cualquier información puede ser transmitida como una secuencia de bits. En el ejemplo de arriba,

la condición de interruptores OFF, ON, ON, OFF es convertida en la secuencia de bit 0110 y

transmitida. Después de recibido el paquete 0110 este es “traducido” en la información de posición

del interruptor 0=OFF, 1=ON. Como existe una gran cantidad de datos para compartir entre las

unidades de control, se necesita una cierta cantidad de bits con el fin de transmitir la información

necesaria entre los diferentes sistemas. Para obtener un mejor entendimiento, veamos cuanta

información puede transmitirse con una cierta cantidad de bits. Como ejemplo consideremos como

transmitir información de temperatura. Con 1 bit se pueden tener solamente 2 valores diferentes,

con 2 bits 4 valores, con 3 bits 8. Cada bit adicional duplica la cantidad de información. Para

aclarar más este principio daremos una mirada al código de 7 bit de la ASCII (American Standard

Code for Information Interchange) y traducir el mensaje dado en bits a una palabra que puede

leerse: utilizando la tabla de código ASCII y suponiendo que 0001001101000100110010000101

representa la palabra HELP. También puede utilizarse la tabla de forma opuesta. Por ejemplo, la

palabra END será representada por 101000101110010010001.

Tecnología de Creación de Bit

Básicamente, cualquier método que pueda producir dos diferentes condiciones de señal pudiera

utilizarse para la transmisión de datos. En los automóviles comúnmente se utilizan dos niveles

diferentes de voltaje para la creación de los dígitos binarios 1 y 0. Pero no es mandatorio hacerlo

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así, por ejemplo, algunos sistemas utilizan señales de luz para la transmisión: luz ON = 1, luz OFF

= 0. También puede utilizarse el largo de una señal, esto se llama pulso variable que en este caso

la duración corta pudiera representar 1, la duración larga de la señal 0. ¿Que condición representa

que la información 0 ó 1 básicamente puede decidirse con libertad? Por ejemplo, 12V representa

el 1 y 0V representa 0. Esto también es posible hacerlo en forma inversa, 12V = 0 y 0V = 1.

Debido a que comúnmente se utiliza una señal de alto o bajo voltaje para transmitir datos, veamos

como se produce esto técnicamente. Para hacerlo fácil de observar y entender, se utilizaran para

el ejemplo, una fuente de poder, una resistencia, un interruptor simple y un dispositivo de

detección de voltaje: en el caso de que todos los interruptores estén abiertos, el voltaje es

suministrado mediante el resistor a cada dispositivo detector de voltaje. Cada unidad por lo tanto

detectará 12V en la línea de comunicación, representando por ejemplo un valor de 1. En la

imagen de la derecha un interruptor esta cerrado, conectando el resistor a tierra. Por lo tanto el

voltaje caerá a 0 en la línea bus representando un 0. En la realidad se utilizan micro chips que

incluyen transistores, pero el principio general sigue siendo el mismo. En un sistema de redes hay

dos diferentes condiciones para un bit: este puede tener prioridad, entonces es llamado

dominante, o si no tienen prioridad entonces es llamado recesivo. El sentido es que el bit

dominante sobrescribe al bit recesivo. Esto se utiliza para la prioridad de señales de mensajes

importantes. El pulso PWM con modulación significa que el estado del bit esta indicado por el

nivel diferente de voltaje del pulso. Este es un método muy común. En el VPW, pulso de amplitud

variable, el estado del bit esta indicado por el largo diferente del pulso, no por su nivel de voltaje

Cuadro de Datos / Protocolo

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Por supuesto, no es suficiente crear una secuencia de bits, sin reglas adicionales para asegurar la

comunicación apropiada entre las diferentes unidades. Si se comparan las dos sentencias escritas

abajo, se encontrará que aunque el contenido es exactamente el mismo, la segunda es mucho

más fácil de leer. Aunque puede verse como una sentencia simple, es importante saber donde

comienza o termina el mensaje, para un fácil entendimiento. Pero con bits, un punto de partida

diferente o la extensión de los datos pueden cambiar completamente el mensaje. Si un mensaje

específico estuviera compuesto por 10 bits, es fácil entender que el inicio simple con el primer bit

en la secuencia de abajo pudiera conducir a: 1101011000. En el caso de que los primeros 2 bits

pertenecieran al mensaje anterior y el nuevo comenzara con el bit 3, se leería: 0101100011. Este

es por supuesto un mensaje totalmente diferente al anterior. Por lo tanto, el punto de inicio y de

término de un mensaje debe ser conocido por cada unidad de control. El espacio disponible para

el inicio y el fin de un mensaje se llama cuadro de datos. El cuadro de datos específica no

solamente donde comienza y termina el mensaje, sino que también la estructura del mensaje. El

ejemplo de abajo muestra una estructura típica de un cuadro de datos que consiste de un

encabezamiento, sección de datos y el fin del mensaje. El encabezamiento contiene por ejemplo

información tales como la dirección del remitente, la dirección del receptor, la prioridad del

mensaje y el bit de inicio. El campo de datos contiene la información actual que será enviada /

compartida. Dependiendo del sistema específico, el cuadro de datos puede tener uno o más

campos de datos. El fin de la sección del mensaje puede consistir en elementos tales como un

control de campo para comprobar la transmisión apropiada y el bit de detención. El diseño exacto

del cuadro de datos depende de la red individual y su protocolo.

Protocolo

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Comunicación

El protocolo describe todo los elementos necesarios para la correcta transmisión y recepción de

datos. Este no solamente describe el esquema del cuadro de datos, si no que también incluye

descripciones tales como el método de conexión: mediante cables o inalámbrica, por ejemplo

mediante ondas de radio, voltaje y frecuencia que se utiliza, en ocasiones hasta el diseño del

conector y mucho más. Los detalles de la red individual del vehículo están descritos en

especificaciones SAE o DIN / ISO para aplicaciones estándar o son fijados por el fabricante en el

caso de sistemas especialmente adaptados. La ISO (International standard organization) utiliza el

modelo OSI (Open Systems Interconnect) que específica 7 áreas de comunicación de redes

(llamadas capas) con el fin de permitir una descripción precisa de cualquier sistema/red de

comunicación. Cada capa corresponde a cierto aspecto de la comunicación. Por ejemplo, la capa

física describe el esquema de cables, que voltaje se utiliza y así por el estilo. Todas las capas no

están necesariamente fijas a una red específica, frecuentemente en la comunicación del vehículo

solamente el área 1, 2 y 7 están especificadas puesto que las otras áreas no son necesarias para

este tipo de comunicación.

Clasificación de la Comunicación Serial

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Comunicación

Frecuencia Múltiplex: Los datos son transferidos en la forma de diferentes señales de frecuencia,

de forma que éstas pueden distinguirse una de otra.

Tiempo Múltiplex: los datos son transferidos dentro de una ventana específica de tiempo, esta se

llama cuadro de tiempo. Como se indica abajo, en tal caso cada unidad de control tiene un cierto

tiempo asignado en el cual puede ser enviado. Los cuadros de tiempo pueden ser fijos y

asignados a ECU específicas, que envían siempre en la misma frecuencia. En ese caso los

mensajes son enviados continuamente, por lo tanto no se utilizan señales de inicio y término. En

lugar de esto se necesita una señal de reloj. Debido a que todas las ECUs tienen la misma

sincronización. Este método por lo tanto se llama comunicación sincrónica o cíclica. Otra

posibilidad es la llamada comunicación asincrónica: aquí los datos son enviados solamente

cuando es necesario, por lo tanto esta es en ocasiones llamada comunicación conductora de

evento. En tal caso no se utiliza un cuadro de tiempo asignado o señal de reloj. Si llegará a ocurrir

que dos o más ECU trataran de enviar un mensaje en exactamente el mismo tiempo, el acceso al

bus debe ser regulado. Un método es el concepto de maestro simple, donde una ECU controla el

acceso al bus. El otro método es un concepto de maestro múltiple, donde cada unidad de control

tiene el derecho de acceso al bus en cualquier momento. En este esquema las ECU comprueban

si algún mensaje esta actualmente en la línea de señal o no, lo que es llamado CSMA.

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Métodos de Acceso a Redes

Carrier Sense Multiple Accesses (CSMA). La Unidad de Control monitorea el estado del bus. Si el

bus esta libre, la unidad de control comenzará a enviar su mensaje. En caso que actualmente hay

un mensaje enviado por otra unidad de control, hay diferentes posibilidades de resolver ese

conflicto.

Detección de Colisión y Reintento Retardado

Si por ejemplo dos unidades de control tratan de enviar un mensaje al mismo tiempo, se producirá

un conflicto. Este es detectado por ambas ECU y ambas detendrán el envío y reenviarán

nuevamente después de un retraso decidido aleatoriamente. La desventaja de este método es

que entre el tiempo de detección de colisión y el reintento retardado, una cantidad de otros

mensajes pueden acumularse, lo que podría provocar un colapso en el sistema. Tampoco esto

puede ser utilizado para un sistema relacionado con la seguridad, debido a que no se sabe que

mensaje ha sido enviado y en que momento exacto.

Detección de Colisión y Resolución de Colisión

En tal caso el protocolo regula que el mensaje con la más alta prioridad sea enviado, mientras que

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los otros deben detenerse, esto se llama acceso arbitrario. La información acerca de la prioridad

es una parte del encabezamiento del mensaje. En la sección de Can Bus se explicará en detalles

como se realiza exactamente esto.

Estructuras de Redes

Existen dos esquemas básicos de estructura para una LAN: Lineal y Jerárquica. En el caso de la

estructura jerárquica es necesaria una llamada entrada en cada punto de conexión de los

diferentes sistemas bus. La entrada “traduce” el mensaje de un protocolo a otro. Esta estructura

jerárquica puede tener uno o más subniveles. Las razones para hacerlo de esta manera son

básicamente la reducción de costos debido al uso de un sub BUS más lento y simple y para

reducir la carga de comunicación en la línea bus principal. Generalmente estos subsistemas

tienen una velocidad de comunicación más lenta.

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Comunicación

Clasificación por Velocidad de Comunicación

Clasificación de sistemas de redes con la velocidad de comunicación de acuerdo con SAE:

Clase A: Baja velocidad (< 10kbit/s)

Para características de comodidad tales como audio, computador de viaje, alza vidrios eléctricos,

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etc.

Clase B: Velocidad Media (10kbit/s a 125 kbit/s)

Para transferencia de información general tales como tablero de instrumentos, velocidad del

vehículo, etc.

Clase C: Alta velocidad (125kbit/s a 1Mbit/s)

Control en tiempo real tales como tren de potencia, dinámicas del vehículo, etc.

La clasificación de acuerdo con DIN / ISO conoce solamente 2 clases diferentes:

Baja velocidad hasta 125kbit/s

Alta velocidad sobre 125kbit/ s

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Comunicación

Comunicación Sincrónica

Como ya se ha mencionado, existen dos métodos básicos de comunicación serial: sincrónica y

asincrónica. El primer método es la comunicación sincrónica, donde los dispositivos relacionados

se inicializan unos a otros y envían datos continuamente con el fin de permanecer sincronizados.

En ocasiones se utiliza una línea especial llamada señal de reloj. Debido al hecho de que siempre

hay comunicación entre los dispositivos, no es necesaria una señal de inicio y término. En un

sistema típico de comunicación sincrónica, no solamente se tiene línea de comunicación, sino que

también una línea de señal de reloj. La comunicación tiene lugar periódicamente lo que significa

que cada ECU tiene un periodo de tiempo fijo asignado cuando puede enviar sus datos. Debido a

esto todas las ECU necesitan tener la misma sincronización. Por lo tanto ellas están sincronizadas

por la señal de reloj. Generalmente en un esquema de tres líneas, una es para la señal de reloj y

las otras dos se utilizan para la transmisión de datos. En este ejemplo, los datos 1 pueden estar

reservados para el ETACS, los datos 2 para el módulo de puerta del pasajero y así

sucesivamente. Este cuadro de datos puede ser enviado sin interrupción con una repetición cada

58ms, siempre que no haya datos nuevos disponibles. En tal caso el mensaje para los datos no

cambia. Pero no es mandatorio tener un esquema de tres líneas para una comunicación

sincrónica. También es posible utilizar una conexión de dos cables para la comunicación

sincrónica y en ese caso puede utilizarse una línea para la señal de reloj y el otro para datos.

Aunque es posible un sistema de una línea; en tal caso la sincronización puede realizarse

mediante una parte especial del mensaje, el llamado campo de sincronización. Un ejemplo para

este método en el bus LIN, la información relacionada se incluirá posteriormente en la sección

específica.

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Comunicación

Comunicación Asincrónica

El segundo método es la comunicación asincrónica, donde los datos solamente son enviados

cuando es necesario. Como aquí no hay intercambio permanente de datos, se requieren bits de

inicio y término. Para iniciar la comunicación, el estado de línea cambia de 1 a 0 como bit de inicio.

En un sistema de comunicación asincrónico típico se tiene solamente la línea de comunicación,

sin una línea separada de reloj. La forma de onda y el cuadro de datos tienen una apariencia muy

similar, la diferencia importante es que el cuadro de datos tiene incluido un bit de inicio y término.

La línea de comunicación puede ser una línea simple o como se muestra en el ejemplo puede

consistir en dos líneas. En tal caso generalmente se utiliza la diferencia de voltaje entre ambas

líneas para la codificación de datos. Por ejemplo, si no hay diferencia de voltaje entre las líneas,

este es un bit con valor 1, la diferencia de voltaje es un bit con valor 0.

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Comunicación por Línea K

La línea K esta especificada por un protocolo de acuerdo con ISO 9141 / SAE J 1978. Esta

corresponde a un bus serial para la comunicación entre el Hi-scan pro y otros medidores y los

computadores de los vehículos. En este caso como ya se sabe incluso el esquema del conector

es parte del protocolo. Se debe considerar que dentro del conector de enlace de datos hay

diferentes líneas de comunicación accesibles. Dependiendo del fabricante, pueden utilizarse

diferentes protocolos para el diagnóstico. También puede haber diferencias en el protocolo

utilizado de acuerdo con el modelo. Básicamente el medidor conectado es precisamente otra

unidad participando en la red de comunicación. La comunicación entre el medidor y la unidad de

control relacionada es parecida al sistema de pregunta y respuesta. Esto significa que le medidor

envía una solicitud a la unidad de control y esta replica/actúa adecuadamente. Por supuesto estas

preguntas y respuestas son paquetes de datos que son enviados bit por bit en un cuadro de datos

específicos.

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Comunicación

El medidor envía su solicitud a cierta dirección, por ejemplo la unidad de control del motor, seguido

por el llamado modo, que describe un grupo específico de funciones (por ejemplo, relacionado a

los códigos de diagnósticos) y luego un parámetro de identificación PID, que significa una función

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específica dentro del modo seleccionado (por ejemplo, la cantidad de DTC). Entonces la unidad

de control replica con la respuesta específica al modo y luego con el dato relevante. Inicialmente

la dirección y la codificación eran realizadas individualmente por cada fabricante, pero con la

introducción del OBD, el formato del mensaje y la dirección para la emisión de elementos

relacionados han sido unificadas, de forma que también pueden utilizarse medidores externos.

En el ejemplo de arriba la dirección de la unidad de control puede ser 08 y la tarea es leer códigos

de falla que pudieran ser el modo 1 y dentro del primer paso es encontrar cuantos códigos están

presentes (esta acción tiene un parámetro de identificación PID de 01). Luego, la solicitud desde

el medidor es contestada adecuadamente por la unidad de control, con la información del modo,

luego el PID de la solicitud seguida por el resultado. En el caso de un problema presente la

respuesta pudiera ser parecida a esta:

00 00 0001 0100 0011 para P 0 1 4 3

Las primeras dos secciones solamente tienen dos bits, ya que esto es suficiente para desplegar

todas las variantes disponibles. Nota: en algunos vehículos existe una segunda línea CAN desde

el ECM o PCM a un conector multipropósito (en el compartimiento del motor). Esta línea es para

reprogramación, no para diagnóstico.

Comunicación CAN BUS

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Comunicación

En un sistema CAN bus (controlador de área de redes) todas las ECU involucradas están

conectadas a través de dos cables solamente, la línea CAN Alta y Baja. La información es enviada

como una señal diferencial, lo que significa de que la diferencia de voltaje entre el lado Alto y Bajo

se utilizan para transferir información. La velocidad del CAN bus puede alcanzar hasta 1Mbit/s,

pero se utiliza una relación fija de 500 Kbit/s. Generalmente los dos cables están torcidos, la razón

para esto es que en el caso de un cambio de voltaje debido a interferencia, este cambio de voltaje

sea efectivo en ambas líneas. Por lo tanto la diferencia de voltaje no cambia, lo que significa que

el estado del bit de 1 ó 0 no cambia debido a la interferencia. Otra característica para reducir la

alteración de la señal CAN son los resistores terminales localizados en cada extremo del CAN

bus. Cada uno de estos tiene un valor de 120 Ohm. Aún con un resistor dañado o retirado, el

CAN bus puede transferir datos. Por supuesto, esta situación puede producir una conducta

“extraña” del sistema y los DTC. Es importante entender que el sistema bus es solamente

responsable por la transmisión y selección de mensajes entre las ECUs. El bus no tiene efecto en

el procesamiento de datos. Por ejemplo, la información de la temperatura del refrigerante del

motor debe ser enviada desde una ECU a otra. Este proceso es básicamente el siguiente: la ECU

N° 1 recibe la señal desde el sensor de temperatura del refrigerante del motor como una señal

análoga. Esta señal es cambiada en señal digital con el programa interno de la ECU y procesada

de acuerdo al mapa integrado. Con el fin de enviar los datos a otra ECU, el programa interno

envía el dato digital al procesador CAN. El procesador CAN cambia los datos en un formato CAN

y lo envía a la interfase física CAN, que produce los niveles correctos de señal en la línea del bus.

Esta señal es recibida por la interfase física de la otra estación y es cambiada nuevamente en una

señal que el procesador CAN pueda revisar la prioridad y también si la señal es relevante para su

ECU. Si es así, la información es enviada al programa interno de la ECU para un posterior

proceso. Si no, es descartada.

Transmisión de Datos CAN

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Comunicación

Con el fin de producir la señal digital la tensión de los lados alto y bajo es cambiada por el

controlador CAN. Un bit con el valor de 1 (recesivo) es representado por 2.5Volt en ambos lados

=>la diferencia entre ellos es =0, pero la diferencia a tierra es 2.5Volt para ambos. El bit de valor 0

(dominante) es representado por 3.5Volt en el lado alto y 1.5Volt en el lado bajo =>la diferencia

entre ello es 2Volt. En caso de interrupción de una línea, el controlador CAN puede conmutar a un

modo a prueba de fallas, donde el estado del lado alto o bajo de la línea restante puede utilizarse

para la transmisión de datos.

Los resistores en la línea tienen básicamente dos finalidades: evitar que las señales en ambas

líneas se interfieran, debido a que cada cable con una señal de 500.000 bit por segundo es algo

similar a una antena de alta frecuencia. Garantizar el nivel apropiado de voltaje en las líneas de

señal.

Cableado y Esquema / Cuadro de Datos

Rev: 0 01. 01, 2007 22 GECM-3ST8K

Comunicación

Con el fin de entender el arbitraje, primero debe entenderse que el CAN bus utiliza un llamado

cableado y esquema. Esto quiere decir que todas las estaciones envían y escuchan al mismo

tiempo. Una estación que esta transmitiendo un mensaje esta comprobando la señal en la línea

Bus al mismo tiempo y la compara con la señal que ha enviado.

¿Como se transfiere un mensaje?:

Preparación: los datos desde el microcomputador son procesados por el controlador CAN y están

listos para ser enviados.

Envío del mensaje: el Transreceptor CAN recibe los datos desde el controlador CAN, los convierte

a señales eléctricas y los envía a la línea del Bus de datos.

Recepción del mensaje: todos los otros componentes conectados a la línea bus así como también

el que envío reciben los datos.

Selección: el contenido del mensaje recibido es revisado por cada unidad de control. Esta

entonces decide si el mensaje recibido es relevante o no.

Aceptación: si el mensaje es importante para la unidad de control, es aceptado para su

procesamiento.

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Comunicación

El inicio del cuadro de bit es un bit específico que indica a todas las unidades de control que se ha

iniciado un nuevo mensaje. Una característica importante es el campo de arbitración, debido a que

esta secuencia de bit decide la prioridad del mensaje. Luego se entregaran detalles de cómo se

realiza esto. El campo RTR de 1 bit ya no se utiliza. Originalmente el estado de este bit se

utilizaba para requerir información desde otra ECU. El campo de control contiene información

acerca del largo total del mensaje, pues este es variable. Esta es una característica de seguridad

utilizada para comprobar la recepción correcta. El campo de datos contiene la información que

debe ser transmitida; la extensión puede diferir de acuerdo con el mensaje. La máxima extensión

es 8 byte = 64 bit. La revisión de redundancia cíclica es otro método utilizado para confirmar la

recepción correcta de un mensaje. El campo de conocimiento es una señal de confirmación que el

mensaje fue recibido correcta y completamente. El fin del cuadro indica el término del mensaje.

Actualmente pueden existir dos diferentes versiones de alta velocidad: versión 2.0A y 2.0B, la

diferencia es la cantidad de bit para el identificador, 2.0A: 11 bit, 2.0B: 29 bit.

Rev: 0 01. 01, 2007 24 GECM-3ST8K

Comunicación

Arbitraje

El proceso de arbitraje en si mismo funciona de esta forma: en este ejemplo dos ECU (nodos)

comienzan a transmitir un mensaje al mismo tiempo. A esta enviando un bit dominante (0) y recibe

un 0 (desde la línea bus), lo mismo es valido para B. Como ambos nodos encuentran el mismo

valor que ellas han enviado a la línea bus, ambas continuarán su transmisión. Luego ambas

envían / reciben un 1. Como antes, ambas continuarán transmitiendo. Esto continuará durante el

tiempo en que ambas envíen el mismo valor. Pero entonces el nodo A esta enviando un 0 y ve un

1. Para el nodo A todavía el estado es continuar pues la señal enviada y recibida es la misma.

Pero para B la situación es diferente, esta ha enviado un 1 y recibido un 0. Como el 0 tiene una

prioridad más alta que 1, el nodo B reconoce que hay un mensaje más importante en el bus. Esto

produce la detención de transmisión del nodo B y conmuta solamente al modo de recepción. La

gran ventaja de este método es que el ganador del arbitraje simplemente puede continuar con su

mensaje sin ninguna interrupción. Esto es llamado Acceso No Destructible o NDA. Después de

ganar la arbitración, la transferencia de datos continua hasta que un mensaje con alta prioridad

“ingrese” al bus. Por la arbitración se asegura que un mensaje importante tenga un tiempo de

retraso máximo predecible antes de enviar (aproximadamente el tiempo de transmisión de un

mensaje).

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Comunicación

Aplicaciones de Baja Velocidad CAN en OPIRUS

De acuerdo con la clasificación, existen diferentes esquemas de CAN bus. La descripción hasta

este punto esta basada en la alta velocidad CAN (Versión 2.0 A) utilizada para la comunicación en

el tren de potencia o sistemas de seguridad relacionados, como el ESP. La función e idea general

para otras versiones CAN es muy similar, pero hay algunas diferencias que serán descritas. La

principal diferencia es el curso de la velocidad de comunicación, pero hay también otras tales

como los voltajes utilizados y la cantidad y posición de los resistores. La baja velocidad CAN se

utiliza para sistemas críticos no sujetos a tiempo como en los sistemas de comodidad. Las

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Comunicación

diferentes versiones de baja velocidad pueden existir por ejemplo de acuerdo con ISO 11519-2 o

ISO 11519-3. Un ejemplo para el uso de la baja velocidad CAN es el nuevo Grandeur, donde esta

se utiliza para un sistema de comodidad, como el sistema de memoria integrado.

Solamente como referencia: junto con las versiones básicas del CAN bus, hay otras existentes,

por ejemplo TT CAN, CAN accionada por tiempo, donde se utilizan adicionalmente cuadros fijos

de tiempo.

LIN BUS (Red Local Interconectada)

Rev: 0 01. 01, 2007 27 GECM-3ST8K

Comunicación

LIN es la declaración para Red Local Interconectada. Las aplicaciones típicas para la LIN bus son

conjuntos de unidades tales como puertas, volante de dirección, asientos, regulación climática,

luces, sensor de lluvia o interruptores. En estas unidades la naturaleza sensible al costo de LIN

permite la introducción de elementos mecatrónicos tales como sensores inteligentes, actuadores o

iluminación. Estos pueden ser conectados fácilmente a la red del automóvil y pueden estar

accesibles para todos los tipos de diagnóstico y servicios.

Cuadro de Datos LIN

Rev: 0 01. 01, 2007 28 GECM-3ST8K

Comunicación

La comunicación LIN utiliza un bus de cable simple de 12V para la transmisión de datos. Este es

un sistema de comunicación asincrónico, donde una parte especial del mensaje se utiliza para la

sincronización, el campo de sincronización para alcanzar el sistema común de temporización. La

LIN es un sistema maestro simple de esclavo múltiple, esto significa que toda la comunicación

necesaria pasa y es controlada por la unidad maestra. La LIN tiene una velocidad máxima de

hasta 20kbit/s asegura la exactitud de datos mediante un campo de revisión de cálculo. El

estándar LIN incluye la especificación del protocolo de transmisión, el medio de transmisión, la LIN

garantiza el interfuncionamiento de los nodos de la red desde el punto de vista de hardware y

software y una conducta predecible del EMC. El primer modelo KIA que utilizo el LIN Bus es el

OPIRUS, GH. Como se indica en el diagrama, la LIN se utiliza entre el módulo de control de la

carrocería BCM y el interruptor de multifunción. La LIN bus en este esquema se utiliza como un

sub BUS, la comunicación principal en este esquema se realiza por el CAN Bus.

Sistema de Comunicación CARNIVAL/SEDONA (VQ)

Rev: 0 01. 01, 2007 29 GECM-3ST8K

Comunicación

La línea bus utilizada en este sistema es un esquema de dos cables que utiliza cables torcidos

para reducir la sensibilidad al ruido. La velocidad es de 62.5 kbit/seg. Para la transmisión de datos

utiliza el método diferencial. 5Volt en el Bus A y 0 Volt en el Bus B para un 1 lógico y 2.5 Volt en

ambas líneas para un 0 lógico.

Este es un sistema multimaestro que utiliza la detección de colisión CSMA CD, detección de

colisión de acceso múltiple, la arbitración es un acceso no destructible. Para la seguridad de los

datos se aplica una revisión de redundancia cíclica de 8 bit.

La comunicación entre el módulo de la puerta del conductor, el módulo de la puerta del pasajero y

el ECM de instrumentos ahora se realiza mediante un sistema de dos líneas que utiliza

comunicación asincrónica.

Para referencia: Por ejemplo, la comunicación entre el módulo de la puerta del conductor y la

condición de seguridad del alza vidrio eléctrico en el ECM se realiza mediante un bus basado en

el Transmisor Receptor Universal asincrónico (UART) utilizando comunicación simple.

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Comunicación

Seguimiento de Fallas

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Comunicación

Seguimiento de fallas en sistemas Bus: aún prescindiendo del hecho de que algunos sistemas bus

son muy sofisticados, la búsqueda de fallas es muy similar a los sistemas convencionales.

Algunos sistemas tiene una función de autodiagnóstico y los códigos de fallas pueden ser leídos

por el Hi-scan pro. Para algunos modelos se requiere un adaptador CAN (no es necesario con el

NGS). Si existe un problema en el sistema generalmente se fijará un código de falla. En el caso de

un problema de alta velocidad CAN bus, el código puede comenzar con U en lugar de P, por

ejemplo, U 0001: mal funcionamiento de comunicación CAN. En el caso de la baja velocidad CAN

bus, el código puede comenzar con B. Por ejemplo: B1605 CAN fuera de tiempo entre BCM y

DDM.

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Comunicación

Para la mayoría de los sistemas de red solamente se tienen ejemplos generales de formas de

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Comunicación

ondas, no ejemplo para mensajes específicos. La revisión de la forma de onda es solamente una

revisión muy breve del bus. Como un ejemplo se puede observar la forma de onda de alta

velocidad CAN. Además, se puede revisar y medir los conectores y cableado como en los

sistemas convencionales. En el caso de la alta velocidad CAN también pueden revisarse los

resistores terminales. Si estos están correctos, se puede medir 60±5 Ohm para el sistema

completo y 20±10 para un resistor simple. Otra prueba simple es revisar la entrada y salida a otros

sistemas relacionados con el bus que se desea revisar, o en otras palabras: probar la

transferencia de otra señal por la línea bus sospechosa. Por ejemplo: si el alza vidrios eléctricos

en el lado del pasajero no reacciona desde el lado del conductor, se puede comprobar si el espejo

eléctrico del lado del pasajero se puede accionar. Si es posible, este no es un problema con el bus

mismo, debido a que básicamente hay transmisión. Si no es así, la señal relacionada transmitida

en la línea bus puede ser revisada con métodos convencionales. Revisando la resistencia y voltaje

y eventualmente la forma de onda básica con el osciloscopio. Mediante este método se puede

localizar el problema, aún sin conocer detalles acerca del bus mismo.

Reparación del Arnés CAN BUS

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Comunicación

Reparación de la línea CAN bus: generalmente debe decirse que la reparación en los sistemas

bus deben seguir estrictamente los procedimientos dados en el Manual de Servicio.

Especialmente en el caso de los sistemas de alta velocidad, debe tenerse especial cuidado con el

fin de evitar problemas causados por ruido o interferencia.

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