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Dominic Paret

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Le bus CAN Applications

Изд-во DUNON, дискета, 1999, 340 стр., фр.

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TABLE DES MATIÈRES


Introduction - Le CAN a déjà fêté ses dix ans !
    Le concept CAN en deux mots 
    Le parcours du CAN 
    Le marché du CAN 
        Le marché Automobile 
        Le marché de l'automatisme industriel 

    Couches applicatives et organismes de supports

partie 1
communication et modèle

Chapitre 1 - Communication et modèle 
    1.1    Le modèle ISO/OSI 
    1.2    Architecture des couches 
        1.2.1    Couche 0 - médium 
        1.2.2    Couche 1 - physique: Physical Layer (PL) 
        1.2.3    Couche 2 - liaison de données: Data Link Layer (DLL) 
        1.2.4    Couche 3 - réseau 
        1.2.5    Couche 4 - transport 
        1.2.6    Couche 5 - session 
        1.2.7    Couche 6 - présentation 
        1.2.8    Couche 7 - application 
        1.2.9    Les couches au-dessus des nuages 
        1.2.10  Couche (8) - Device Profiles 
        1.2.11  Couche (7 1/2) - Communication Profile

    1.3    Une autre vue du modèle ISO/OSI 
        1.3.1    Le point de vue utilisateur 
        1.3.2    Le point de vue du transporteur 
        1.3.3    Couche objet et couche transport

Partie 2
Rappel du protocole CAN

Chapitre 2 - Rappel du protocole CAN et de ses particularités 
    2.1    Remarque préliminaire à la seconde partie 
        2.1.1    Pourquoi effectuer un rappel du protocole? 

    2.2    Les grandes définitions 
        2.2.1    Propriétés du CAN et vocabulaire spécifique 

    2.3    Les grands principes de la communication 
        2.3.1    Les différentes trames de communication du CAN 
        2.3.2    Le bit CAN

    2.4    Le CAN 2.0 A - format standard 
        2.4.1    Trame de données 
        2.4.2    Début de trame 
        2.4.3    Champ d'arbitrage 
        2.4.4    Champ de commande 
        2.4.5    Champ de données 
        2.4.6    Champ de CRC
                    (Cyclic Redundancy Code : code à redondance cyclique) 
        2.4.7    Champ d'acquittement 
        2.4.8    Fin de trame de données 
        2.4.9    Inter-trame 
        2.4.10  Quelques remarques tèrs importantes 
        2.4.11  Trame de requête de données

    2.5    Détection et traitement des erreurs de transmission 
        2.5.1    Les différentes sortes d'erreurs pouvant se produire 
        2.5.2    Notions de bulletin de santé d'un réseau 
        2.5.3    Mécanisme du traitement des erreurs de confinement 
        2.5.4    Signalisation des erreurs 
        2.5.5    Recouvrement des erreurs 
        2.5.6    Validité des messages transmis 
        2.5.7    Sleep Mode et Wake-Up

    2.6    Le CAN 2.0 B - format étendu 
        2.6.1    Formats de trames de communication 
        2.6.2    Identificateurs et champ d'arbitrage 
        2.6.3    Le champ de commande 
        2.6.4    Obligations d'un contrôleur CAN 2.0 B 
        2.6.5    Compatibilités CAN 2.0 A et CAN 2.0 B

    2.7    La couche physique CAN 
        2.7.1    Qualités fondamentales et spécifiques
                    que doit posséder le support physique 
        2.7.2    Architecture du bit CAN 
        2.7.3    Architecture du Nominal Bit Time 
        2.7.4    Détermination des valeurs des segments
                    du Nominal Bit Time 
        2.7.5    Valeur du segment de synchronisation 
        2.7.6    Valeur du segment de propagation 
        2.7.7    Valeurs des segments de buffers de phase 1 et 2 
        2.7.8    Incidences de la précision, dérives et tolérances
                    des fréquences des oscillateurs 
        2.7.9    En guise de conclusion 
        2.7.10  Débit binaire du réseau (Bit Rate) 
        2.7.11  Temps de latence 
        2.7.12  Exemple de synthèse 
        2.7.13  Qualités et limites des couches 1 et 2 du protocole CAN

Chapitre 3 – Retour au protocole CAN at au modèle ISO 
    3.1    Imbrication du protocole CAN et du modèle ISO/OSI 
        3.1.1    Le document de référence Bosch et le modèle ISO/OSI 
        3.1.2    Les documents CAN officiels ISO et le modèle ISO/OSI 
        3.1.3    Le pourquoi de l'absence des couches 3 à 6
                    du modèle ISO/OSI dans le CAN

    3.2    Notion «d'objet CAN» 
        3.2.1    Entête de trame 
        3.2.2    Champ de données 
        3.2.3    Quelques remarques

    3.3    Imbrication des composants CAN et du modèle ISO/OSI 
        3.3.1    Découpage fonctionnel des composants CAN dans un système 
        3.3.2    Les différentes possibilités d'implémentation du protocole CAN

    3.4    Possibilités d'enrichissement du protocole CAN par les composants 
        3.4.1    Au niveau de la couche 2 de communication de données 
        3.4.2    Au niveau des couches 0 - médium et 1 - physique 

    En conclusion

Partie 3
Applications CAN en réseau
et problemes souleves

Chapitre 4 – Les applications basées sur des réseaux CAN 
    4.1    Les applications industrielles 
    4.2    Les applications automobiles

Chapitre 5 – Les réseaux 
    5.1    Évolution des performances demandées aux réseaux locaux 
        5.1.1    Concept d'architecture de réseau 
        5.1.2    Classes d'éléments de réseau 
        5.1.3    Systèmes ouverts dans l'automatisme industriel 
        5.1.4    Petit inventaire des requêtes et nécessités des applical

    5.2    Les imbrications 
        5.2.1    Relations entre architecture décentralisée, système distribué, 
                    ouverture et choix des couches basses et applicatives 
        5.2.2    Relations entre protocole de communication, protocole de la couche 
                    application et mode de fonctionnement du réseau

    5.3    Choix du modèle de communication pour un réseau basé sur le CAN 
        5.3.1    Choix et constitution du modèle 
        5.3.2    Protocole, plate-forme, couche applicative et encapsulation

Partie 4
Les couches applicatives basees sur CAN

Chapitre 6 - Les différents concepts de couches applicatives
basées sur CAN 
    6.1    Les couches applicatives basées sur CAN 
        6.1.1    Pourquoi une offre basée sur CAN? 
        6.1.2    Pourquoi plusieurs couches applicatives en lice? 
        6.1.3    Les principales couches applicatives en lice

    6.2    Contenus des couches 
    6.3    Introduction aux chapitres suivants 
        6.3.1    Plan de présentation des différentes couches applicatives du CAN 
        6.3.2    Remarques importantes concernant la présentation des couches

Chapitre 7 - CAL/CAN application layer 
    7.1    CAL en quelques mots 
        7.1.1    Le cœur des CAL 
        7.1.2    Conclusion concernant les CAL

    7.2    CMS-CAN based Message Specification 
        7.2.1    CMS, langage standard de modélisation pour applications distribuées 
        7.2.2    Les objects CMS

    7.3    NMT - Network Management 
        7.3.1    NMT ou la coordination et supervision d'applications distribuées 
                     Le maître et les esclaves NMT 
        7.3.2    Les services NMT 
        7.3.3    Les objets NMT 
        7.3.4    Les classes de réseau CAL 
        7.3.5    Initialisation du réseau

    7.4    DBT - (identifier) DistriBuTor 
        7.4.1    Méthode d'attribution des COB ID

    7.5    LMT - Loyer ManagemenT 
    7.6    LME-Layer Management Entity 
    7.7    Couche physique du CAL 
        7.7.1    Médium et connecteurs 
        7.7.2    Nominal bit time et position du point d'échantillonnage

    7.8    Implémentations logicielles d'applications basées sur CAL 
        7.8.1    Exemple d'outils d'implémentation logicielle

Chapitre 8 - CANopen 
    8.1    Objectif de CANopen 
    8.2    Relations entre CANopen et CAL 
    8.3    Architecture de CANopen 
        8.3.1    Le modèle de référence de communication de CANopen 
        8.3.2    CANopen Communication Profile 
        8.3.3    CANopen Device Profile 
        8.3.4    En conclusion

    8.4    Le modèle de communication de CANopen 
        8.4.1    Services et Process Data Object-SDO et PDO 
        8.4.2    Les objets de communication prédéfinis de CANopen

    8.5    Administration du réseau et communication 
        8.5.1    Réseau allégé 
        8.5.2    Distribution des identificateurs 
        8.5.3    Initialisation du réseau et séquence de boot up

    8.6    Les Device prof iles de CANopen 
        8.6.1    Dictionnaire d'objets

    8.7    Fonctionnalités minimales supportées par un élémenl 
    8.8    En résumé 
    8.9    Implémentation de CANopen sur des éléments maître ou esclave 
    8.10  Couche physique du CANopen

Chapitre 9 - DeviceNet 
    9.1    Présentation générale de la couche applicative DeviceNet 
        9.1.1    Relation entre les couches ISO/OSI et DeviceNet

    9.2    La couche communication de données de DeviceNet 
        9.2.1    Messagerie et mode de connexion de station à station 
        9.2.2    Modes d'adressage de DeviceNet 
        9.2.3    Échange de données 
        9.2.4    Fragmentation de la messagerie

    9.3    Profils de communication 
    9.4    Couche physique de DeviceNet 
        9.4.1    Généralités 
        9.4.2    Médium de transmission et topologie du réseau 
        9.4.3    Connexion au médium 
        9.4.4    Possibilités d'alimentation des stations par DeviceNet

Chapitre 10 – SDS – Smart Distributed System 
    10.1    Caractéristiques principales de SDS 
    10.2    Couche applicative SDS 
        10.2.1    Généralités 
        10.2.2    Les services de l'APL 
        10.2.3    Compléments 
        10.2.4    Types de messagerie utilisables avec SDS 
        10.2.5    Notion de messages courts, longs et longs fragmentés 
        10.2.6    Utilisation de la trame CAN en SDS

    10.3    Administration du réseau SDS 
        10.3.1    Phase de détection de débit 
        10.3.2    Phase de cartographie (du réseau mapping) 
        10.3.3    Phase de fonctionnement normal 
        10.3.4    Remplacement sur site des éléments

    10.4    Les Device Models 
    10.5    Implémentation 
    10.6    La couche physique SDS 
        10.6.1    Topologie, longueur et débit 
        10.6.2    Purement électronique 
        10.6.3    Interface ligne 
        10.6.4    Câbles et connecteurs

    10.7    Conformité, interopérabilité, normalisation 
        10.7.1    Conformité, interopérabilité 
        10.7.2    Normalisation 
        10.7.3    Product sélection guide

Chapitre 11 - Résumé et synthèse des performances CAN,
CANopen, DeviceNet et SDS 
    11.1    Remarques importantes 
    11.2    Assignation des valeurs des identificateurs des 
    11.3    Méthode d'échange et de traitement des données 
        11.3.1    Architecture et organisation 
        11.3.2    Déclenchement des messages 
        11.3.3    Cartographie (des «objets Application» mapping) 

    11.4    Communication point à point 
        11.4.1    CAL 
        11.4.2    CANopen 
        11.4.3    DeviceNet 
        11.4.4    SDS

    11.5    Méthodes d'établissement de connexions de données 
    11.6    Administration du réseau 
    11.7    Modélisation et profiles des éléments

Chapitre 12 - CAN Kingdom 
    12.1    Les performances de CAN Kingdom 
    12.2    Usage du CAN pour le CAN Kingdom 
    12.3    Fonctions de la couche applicative CAN Kingdom 
    12.4    Réponses aux nombreuses interrogations 
        12.4.1    Quel est le rôle du Roi dans le CAN Kingdom? 
        12.4.2    Qu'arrive-t-il si le Roi meurt? 
        12.4.3    Si seul le Roi connaît tout le système, est-il possible de le remplacer? 
        12.4.4    Comment le Roi connaît-il la place de chacun des modules? 
        12.4.5    Qu'arrive-t-il si l'on permute la localisation de deux modules? 
        12.4.6    Comment l'enregistrement de l'identité de chaque module est-elle effectuée? 
        12.4.7    Comment régler les problèmes liés à des débits différenl 
        12.4.8    Le Roi peut-il effectuer toutes sortes de changement dans un module ? 
        12.4.9    Faut-il des composants performants pour réaliser tout cela?

Chapitre 13 – M3S – Multiple Master, Multiple Slave 
    13.1    Architecture générale du système M3S 
        13.1.1    Les éléments de M3S 

    13.2    Les fonctions de key et de « dead man » switches 
        13.2.1    Key switch 
        13.2.2    Dead man

    13.3    Initialisation, configuration, sélection 
        13.3.1    Initialisation 
        13.3.2    Configuration 
        13.3.3    Sélection

    13.4    Evolution et conclusion

Chapitre 14 - les couches applicatives automobiles 
    14.1    Situation à l'ISO 
        14.1.1    TF1 
        14.1.2    TF2 
        14.1.3    TF4 
        14.1.4    TF5

    14.2    Situation à la SAE 
    14.3    Situation à l'OSEK

Chapitre 15 - OSEK/VDX 
    15.1    Architecture de la couche OSEK 
        15.1.1    OSEK-OS-Operating System 
        15.1.2    OSEK-COM-Communication 
        15.1.3    OSEK-NM (Network Management) 
        15.1.4    Les couches basses ISO/OSI de l'OSEK/VDX 
        15.1.5    Implémentation OSEK/VDX 
        15.1.6    Certification de l'OSEK

Chapitre 16 – Le SAE J1939 
    16.1    Pourquoi avoir choisi un identificateur de 29 bits ? 
    16.2    Le champ d'identification CAN du J1939 
    16.3    Les types de messages du J1939 
        16.3.1    Messages de commandes 
        16.3.2    Messages de requêtes 
        16.3.3    Messages de diffusion/réponse 
        16.3.4    Messages d'acquittements 
        16.3.5    Messages de groupes de fonctions 
        16.3.6    Quelques compléments

    16.4    La couche applicative J1939 
        16.4.1    Les différents types de données transportées

Partie 5
Outils, tests, mise en œuvre, conformite

Chapitre 17 – Les outils d'aide au développement pour
réseaux basés sur CAN 
    17.1    Méthodologie de conception de système 
        17.1.1    Phase d'étude 
        17.1.2    Phase d'intégration du système complet 
        17.1.3    Phase de production 
        17.1.4    Phase de maintenance du système

    17.2     utils d'aide au développement des couches basses de communication 
        17.2.1    Outils de démonstration et prise en main 
        17.2.2    Outils de simulation, émulation et analyse de protoa 
        17.2.3    Conformateur de performances 
        17.2.4    Outils de configuration de réseau

    17.3    Outils d'aide au développement des couches hautes applicatives 
        17.3.1    Un exemple 
        17.3.2    En conclusion des systèmes de développement et outils de tests

    17.4     ises en œuvre de réseaux (modélisation et installation) 
        17.4.1    Modélisation de réseaux 
        17.4.2    Installation du réseau 
        17.4.3    Mise en œuvre d'un réseau 
        17.4.4    Mise en route et débuggage des réseaux 
        17.4.5    Outils de mise en œuvre et test des réseaux

Chapitre 18 - conformité, certification, tests 
    18.1    Les problèmes de conformité et certification 
    18.2    Conformité au protocole de communication CAN 
    18.3    Conformité des IC's au protocole de communication CAN 
        18.3.1    Méthodologie de conformité 
            Ecriture d'un Plan De Test 
            Réalisation CAO du Plan De Test 
            Testeur de composants 
        18.3.2    Conclusion

    18.4    Conformité aux protocoles des couches applicatives 
    18.5    Certification 
    18.6    Tests

Chapitre 19 - Conclusion et futur du CAN 
    19.1    Conclusion 
    19.2    Le futur du CAN et de ses applications

Annexes 
    Annexe 1 : le CiA-CAN in Automation 
        Sa mission, son rôle, son fonctionnement 
        Ses activités

    Annexe 2 : les bibles 
        Modèle ISO/OSI 
        Document de référence CAN 
        CAN et ISO 
        Couches applicatives « Industrielles » 
        Couches applicatives « Automobile »

    Annexe 3 : les bonnes lectures 
        Revues, journaux, documentations 
        Ouvrages en langue allemande 
        Ouvrage en langue française

    Annexe 4 : les bonnes adresses 
        ISO 
        CAL et CANopen 
        SDS 
        DeviceNet 
        CAN Kingdom 
        M3S 
        OSEK

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