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非同期式のCANネットワーク

CANは自動車の中のネットワークに使われているシリアルインターフェースです。その特徴はデータ信号線を2重にしてノイズの影響を極力受けないようにした点にあります。クロックは出力されず、非同期式です。わずか2本の信号線でネットワークが構成されます。

2重のデータ信号線CAN.HとCAN.L

2重のデータ信号線はCAN.H、および CAN.Lと呼ばれ、この2つの信号の「電圧の差」がデータとなります。CAN.Hが高電位でCAN.Lが低電位のときが「0」、CAN.HとCAN.L が同電位のときを「1」と定義します。2つの信号線にノイズが乗っても、電位の差の有無がデータとなるのでノイズの影響を最小限に抑えることができます。

クロックが出力されないため、各インターフェースの間で同期を取る必要があり、マスター、および、スレーブの区別はありません。したがって、複数のインターフェースが同時にデータを出力し、信号線上で衝突する可能性がありますので、各インターフェースに優先順位を決める必要があります。
インターフェース間の同期の取り方は次の通りです。データを出力しようとするインターフェースは、最初に「0」のスタート・ビット(1ビット)を出力します。それ以前はどのインターフェースも出力をしていない状態ですので、データ線は「1」でした。他のインターフェースはこのスタート・ビットの「0」の始まりを検出して同期を取ります。また、各インターフェース出力の優先順位を決める必要があります。そのため、スタート・ビットの次に Identifier (11bit) が出力されます。この値が優先順位を決めます。実は、CANのデータはデータ信号線で「1」と「0」の二つの出力がぶつかった場合は「0」が勝つようになっています。2つのインターフェースが同時にそれぞれ異なる Identifierを出力した場合、「1」を出力したインターフェースはデータ信号線が「0」になっていることを知ると、優先順位の高い方に信号線の使用権を譲ります。その結果、優先順位の高いインターフェースのデータ転送が行われます。

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