Réseaux automobiles — CAN, LIN et défauts de bus

Les véhicules modernes contiennent de nombreux modules électroniques qui doivent échanger des informations : moteur, boîte de vitesses, freins, carrosserie, climatisation et diagnostic. Un bus série partagé remplace de gros faisceaux par quelques fils torsadés et un protocole défini. Le CAN est le réseau multi-maître dominant ; le LIN est un réseau plus lent et moins coûteux, à maître unique, utilisé pour des fonctions de carrosserie simples.

Bases du CAN

Le CAN utilise une paire différentielle : le récepteur mesure la différence de tension entre les deux fils plutôt qu’une tension par rapport à la masse. La signalisation différentielle résiste au bruit de mode commun, ce qui est essentiel dans un véhicule. Les nœuds arbitrent selon la priorité des messages, et le bus doit être terminé à ses extrémités pour maîtriser les réflexions.

t_trame ≈ bits ÷ débit

Temps de transmission approximatif d’une trame ; utilisez la longueur totale de trame en bits et le débit du bus en bits par seconde.

Worked example

Temps de trame CAN

Problem. Une trame de 100 bits est envoyée sur un bus CAN à 500 kbit/s. Quel est le temps de transmission approximatif ?

Solution. t = 100 ÷ 500 000 = 0,0002 s = 0,2 ms. Les trames réelles comportent des surcoûts supplémentaires et d’éventuels délais de bus.

Bases du LIN

Le LIN utilise un seul fil et un nœud maître qui planifie la communication avec des nœuds esclaves. Il est utilisé pour des composants qui n’exigent pas une grande vitesse, comme des interrupteurs, des moteurs et des capteurs simples. Sa simplicité réduit le coût mais limite la bande passante et la tolérance aux défauts par rapport au CAN.

Un bus partagé réduit la taille et le poids du faisceau.
Le CAN est différentiel, multi-maître et arbitré par priorité.
Le CAN nécessite une terminaison pour maîtriser les réflexions.
Le LIN est un réseau plus lent à maître unique pour des fonctions simples.
Un bus court-circuité, ouvert ou mal terminé peut arrêter toute communication.

Les défauts de réseau apparaissent souvent sous forme de codes de modules multiples et sans lien apparent. Avant de remplacer des modules, vérifiez la tension du bus, la terminaison, l’état des connecteurs et si un nœud maintient le bus à un niveau bas.

Key points.

Un bus partagé remplace un gros faisceau point à point.
Le CAN utilise une paire différentielle avec arbitrage par priorité.
Le LIN est un réseau à maître unique pour des fonctions simples.
Un défaut physique de bus peut désactiver plusieurs modules à la fois.

Practice

Worked example

Un message de 64 bits sur un bus LIN à 250 kbit/s prend environ 64 ÷ 250 000 = 0,256 ms à transmettre, avant planification et délais de réponse.