Denetleyici alan ağları için CAN ve CAN-FD ortam erişim modellerinin geliştirilmesi ve performans analizi
Development and performance analysis of CAN and CAN-FD medium access models for controller area network
Yazar: FUNDA YİĞİT KARASU
Danışman: DOÇ. DR. MAHMUT TENRUH
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Denetleyici Alan Ağı (CAN: Controller Area Network) ilk olarak otomotiv endüstrisinde kullanılan, araç içi kablo karmaşıklığını azaltmak ve Elektronik Kontrol Üniteleri (ECU) arası haberleşme ihtiyacını karşılamak için tasarlanmıştır. Ancak, sağladığı yüksek hız, düşük maliyet ve güvenilirliği sebebiyle endüstriyel uygulamalarda da oldukça sık kullanılmaya başlanmıştır. Otomotiv elektroniğinde araç içi birimler 1Mbps bit oranına kadar iletişim kurabilirler. CAN kararlaştırma mekanizması için gerekli olan bit uzunluğu CAN veri iletim hızını sınırlandırmaktadır. Bu sorunun önüne geçmek için CAN-FD (CAN withFlexible Data-Rate) protokolü geliştirilmiş ve standartlaştırılmıştır. CAN-FD protokolü kararlaştırma alanından sonra veri alanında iletim hızını arttırır.
Bu çalışmada Esnek Veri Hızlı Denetleyici Alan Ağlarının, standart Denetleyici Alan Ağlarına göre sağlayacağı performans gelişmesinin incelenmesi amaçlanmaktadır. Bu amaçla Denetleyici Alan Ağı (CAN) ve Esnek Veri Hızlı Denetleyici Alan Ağı (CAN-FD) sistem simülasyon modelleri, SAE Benchmark mesaj seti kullanılarak geliştirilmiştir. CAN-FD yöntemiyle elde edilen performans gelişmesinin incelenmesi amacıyla sistem modellerinin farklı veriyolu iletim hızlarında simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen simülasyon sonuçlarına göre CAN-FD yönteminin özellikle düşük veri iletim hızlarında ve öncelikle düşük öncelikli mesajlar olmak üzere tüm sistem için standart CAN yöntemine göre belirgin performans artışları sağladığı görülmüştür.

Abstract:
Controller Area Network (CAN: Controller Area Network) was initially developed in order to reduce cable complexity in vehicle and provide communication between Electronic Control Units (ECU) in the automotive industry. Due to its high speed, low cost and reliability it has also been used widely in industrial automation. In CAN, Electronic Control Units can communicate with up to 1 Mbps bit rate. The bit length required for the CAN arbitration mechanism used as the medium access method (MAC) limits the data rate and communication speed in Controller Area Networks. In order to solve this problem, CAN-FD (CAN with Flexible Data-Rate) protocol has been developed. CAN-FD protocol increases the data rate after the arbitration field.
In this study, the main aim is to realize the performance comparison of Flexible Data Rate Controller Area Network (CAN-FD) and Standart Controller Area Network systems. For this purpose, Controller Area Network and Flexible Data Speed Controller Area Network models have been developed by using SAE Benchmark massage set. In order to investigate the performance improvement obtained with the CAN-FD system, some simulation studies has been realized at different bit rates. The simulation studies have shown that the CAN-FD system provides considerable performance improvements over standard CAN system, especially at low bit rates, and for lower priority messages.