CAN (Controller Area Network)

Im Laufe der Zeit hat sich die Kommunikation als ein besonders wichtiger Bestandteil der elektrischen und elektronischen Geräte herauskristallisiert. Sei es zwischen den Modulen und Komponenten innerhalb eines Gerätes oder aber auch zwischen den eigenständigen Geräten, deren Zusammenschaltung in einem System die gewünschten Funktionalitäten hervorbringt.

Die immer kleiner werdenden Zeitintervalle zwischen den Nachrichten verbunden mit wachsenden Datenmengen haben zu höheren Takten geführt. Die Letzteren ihrerseits haben es erst ermöglicht, dass Nachrichten und Signale seriell transportiert werden können.

Auf dem digitalen Wege wurde bereits Anfang der 80er Jahre der I2C Bus entwickelt, welcher für besonders kurze Strecken geplant war. Damit konnte eine große Anzahl von Daten innerhalb der Schaltung zwischen ICs transportiert werden. Außerhalb eines Gerätes stößt aber diese Technik sehr schnell an ihre Grenzen. Alleine die einwirkende elektromagnetische Störung der Umgebung macht diese Technik unbrauchbar. Mit der Kommunikationsdistanz nehmen die Kabellänge und davon hervorgerufene Störungen zu.

Spärer kam erstmalig die Notwendigkeit der Gewichtsreduzierung in Automobilen, wo die Steuerung sowie der Datenaustausch einer größeren Anzahl Geräte mittels einer Leitung geschehen mussten. Die Regelung der Priorität der Geräte beim Zugriff auf das Transportmedium, Fehlererkennung und Fehlerbehebung der Frames sowie weitere anfängliche Gründe haben die Entwickler dazu bewegt, an einer neuen Technik zu arbeiten.

Entstanden ist eine neue Technologie mit dem Namen CAN (Controller Area Network). Auf Basis der Benachrichtigung per Broadcasting und Priorisieren per Arbitrierung und Fehlervorbeugung auf der Bit-Ebene per Bit-Stuffing konnten bereits nach der ersten Version vom CAN-Bus 127 Geräte zusammengeschaltet werden.

Später erfolgte mit CANopen die Standardisierung, Automatisierung und Erweiterung um weitere Funktionen, so dass mit größerer Komplexität des Programmcodes auf dem hardwaremäßig gleichen Bus weniger komplexe Anwendungslösungen in verschiedenen Lebensbereichen realisiert werden konnten.

Mittlerweile hält die Weiterentwicklung dieser Technik mit CiA (CAN in Automation) in allen erdenklichen technischen Anwendungsgebieten Einzug. Dies wird in Form von CiA-Spezifikationen des jeweiligen Zweigs weitergeführt. Mit CiA 447 ist die Einbindung und Verwendung der Neugeräte in Sonderfahrzeuge in Form von "add on" für den Anwender gewährleistet. Dabei soll es ermöglicht werden, unabhängig vom Hersteller und vom Fahrzeugmodell, beliebige Zusatzgeräte zu verbauen!