análisis de redes-transmisión digital(1)

7/31/2019 Anlisis de Redes-Transmisin Digital(1)

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Conector Data Link

TIE41637

1 8

169

El nmero de terminales utilizados del DLC (Conector

Data Link) vara dependiendo del equipamiento y de

las posibilidades de diagnosis del tipo de vehculo en

cuestin.

Asignacin estandarizada de los terminales del conector DLC de 16 terminales ocupados:

FuncinDefinicinTerminal

Activacin del interruptor de baja tensin (rels, etc.) para la activa-

cin del circuito de encendido

Control de encendido1

Comunicacin SCP (Standard Corporate Protocol - Protocolo

Corporativo Estndar)

Bus (+) SCP (J1850)2

Comunicacin SCL (Self Test Output - Salida de autodiagnosis) /

Comunicacin CAN de velocidad media

Enlace de comunicaciones en

serie SCL (+) /STAR (out) /CAN

MS (+)

3

Masa para la alimentacin de corriente en el conector de diagnosisMasa (bastidor)4

Lnea de retorno de seal para la programacinMasa para las seales5

Bus de transmisin de datos de alta velocidad (+)Class C Link Bus (+)6

Lnea de comunicacin para vehculos segn ISO 9141Lnea K para ISO 91417

Salida mltiple de mduloSeal de disparo8

Alimentacin a travs del interruptor del encendidoAlimentacin de la batera9

Comunicacin SCP (Standard Corporate Protocol - Protocolo

Corporativo Estndar)

Bus (-) SCP (J1850)10

Comunicacin SCL (Self Test Output - Salida de autodiagnosis) /

Comunicacin CAN de velocidad media

Enlace de comunicaciones en

serie SCL (-) /STAR (in) /CAN

MS (-)

11

Programacin de la memoria EEPROM FlashProgramacin de mdulos12

&DSDFLWDFLyQ6HUYLFLR7pFQLFR*

/HFFLyQ$OLPHQWDFLyQ


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FuncinDefinicinTermina

l

Programacin de la memoria EEPROM FlashSeal de programacin de

mdulos

13

Bus de transmisin de datos de alta velocidad (-)Class C Link Bus (-)14

Lnea de comunicacin para vehculos segn ISO 9141Lnea L segn ISO 914115

Alimentacin de positivo de la batera en el conector de diagnosisB +16

*&DSDFLWDFLyQ6HUYLFLR7pFQLFR

/HFFLyQ$OLPHQWDFLyQ


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Informacin general

Muchos vehculos se equipan actualmente con un gran

nmero de sistemas electrnicos de control y regulacin.

La complejidad de los sistemas implica cada vez msel intercambio de datos entre los mismos.

Los medios convencionales utilizados para el

intercambio de datos entre los mdulos de control ya

no son capaces de hacer frente al volumen creciente de

datos. Es decir, si el intercambio de datos se realizara

a travs de cables independientes sera necesario utilizar

una gran cantidad de sensores, cables y conectores

adicionales, eso sin contar con las posibles fuentes de

avera que ello supondra.

As, por ejemplo, durante el control de traccin puede

ser necesaria la intervencin conjunta del ABS (Sistema

de frenos antibloqueo) y el PCM (Mdulo de control

del motor), a fin de reducir el par motor si fuese

necesario.

Otro ejemplo de interaccin entre sistemas es la gestin

electrnica de una caja de cambios automtica. Tambin

aqu se intercambian datos entre los mdulos PCM y

TCM (Mdulo de control de la caja de cambios) a fin

de garantizar un funcionamiento ptimo y una

conduccin confortable.

En los sistemas de buses se encuentran varios mdulos

de control conectados entre s mediante dos cables

elctricos; a esta estructura se la denomina "red".

A travs de esta red, los mdulos se comunican entre s

e intercambian informacin y datos en forma digital. El

requisito para ello es que todos los mdulos utilicen el

mismo "idioma". A este idioma se le designa "protocolo"

y se encuentra en cada mdulo de control en forma de

programa (software).

Para mantener un volumen de cableado lo ms reducido

posible se opt por el sistema de transmisin de datos

en serie, sistema que se describir ms adelante en

detalle.

Otra ventaja que comporta es que resulta necesario

montar menos cantidad de sensores, ya que sus seales

analgicas se digitalizan en el propio mdulo de control

y se ponen a disposicin de otros mdulos a travs del

bus de datos.

A travs del bus de datos es igualmente posible

transmitir rdenes de un mdulo de control a otro para

activar los actuadores de este ltimo (p. ej. servomotor,

rel).

El conector DLC tambin est conectado al bus de datos

y permite verificar la electrnica del vehculo a travs

de modernos sistemas de diagnosis (FDS o WDS).

Principios bsicos de la tcnica detransmisin digital

La palabra "dgito" procede del griego antiguo y designa

el nmero 2. Nuestra tecnologa digital deriva su nombre

de este nmero. Entre otras posibilidades, permite la

transmisin y procesamiento de informacin, valores

de medicin, rdenes, etc. en forma de nmeros.

Si se coge un determinado tiempo y se divide en

pequeas celdas temporales es posible conectar (1) o

desconectar (0) una tensin definida durante ese tiempo

(p.ej. 5 voltios), estableciendo as dos posibles estados

de conexin en una lnea.

Una celda temporal como la citada anteriormente se

designa "bit" (del ingls binary digit - dgito binario).

Como en un bit slo existen dos posibilidades lgicas,

se han reunido 8 bits en un bloque, el cual se denomina

"Byte" u "octeto".

Un Byte tiene 2# (2 elevado a 8) = 256 posibilidades

lgicas, (2x2x2x2x2x2x2x2 = 256). As pues, a partir

de 2 estados de conexin y 8 bits (1 Byte) se obtienen

256 posibilidades lgicas. Si se requieren ms, es posible

reunir varios Bytes en un marco de datos (ingls:

Dataframe).


6LVWHPDVGHEXVHV/HFFLyQ$OLPHQWDFLyQ


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La informacin o sentencia que tendr una combinacin

de bits dentro de un marco de datos depender del

denominado "protocolo", el cual se define durante el

desarrollo del software.

(

Tensin de la seal1

Bits2

Eje de tiempo3

2 byte4

1er byte5

Bit no establecido ("0" lgico)6

Bit establecido ("1" lgico)7

Interconexin en el bus de datos ytransmisin de datos

Para que los mdulos de control puedan intercambiar

datos deben estar conectados elctricamente entre s.

Cada mdulo de control puede enviar y recibir datos a

travs de una lnea; esto se realiza "en serie", es decir,los diferentes bits se envan a las lneas del bus de datos

uno detrs de otro (como perlas en un hilo), y as mismo

son ledos.


/HFFLyQ$OLPHQWDFLyQ6LVWHPDVGHEXVHV


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Interconexin de mdulos (ejemplo: Bus CAN - Controller Area Network))

(

Mdulo de control1

Resistencia final (120 ohmios)2




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Transmisin de datos en serie en el automvil (ejemplo: bus CAN)

(

Seal CAN High (nivel alto)1

Seal CAN Low (nivel bajo)2

Seal de bus3

Eje de tiempo4

Valores de tensin del bus5

Bits6

Byte7




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La velocidad de transmisin usual es de unos 50 kilobits

por segundo. Para la verificacin de la informacin

enviada por un mdulo de control y para la

autosupervisin se requiere una segunda lnea, a travs

de la cual se transmiten sincrnicamente los mismos

datos, pero en sentido inverso (opuesto).

Si falta la seal en una lnea, esto es detectado en la

autocomprobacin y registrado en la memoria de averas

del mdulo de control como anomala en la

comunicacin.

Si dos mdulos de control envan datos al mismo

tiempo, la combinacin de bits decide el peso del bloque

de datos, de modo que se da prioridad a la informacin

ms importante.

Tipos de buses

En los vehculos Ford se utilizan diferentes sistemas de

buses.

Bus ISO

Bus SCP

Bus ACP

Bus LIN

Bus CAN

Los mdulos de control que se comunican mediante los

buses CAN, SCP e ISO pueden verificarse a travs del

conector DLC utilizando los equipos de diagnosis FDS

2000 o WDS; sin embargo, la diagnosis no es posible

a travs del bus ACP.

Bus ISO

ISO -Bus (Internationale Organisation fr

Standardisierung - Organizacin de Estandarizacin

Internacional) El bus de datos ISO consta de una sola lnea de

comunicacin (lnea K).

Esta lnea no se emplea para la comunicacin de los

mdulos de control entre s, sino que se utiliza

exclusivamente para la diagnosis de los diferentes

mdulos de control.

El bus ISO est siendo reemplazado cada vez ms

en los nuevos vehculos por el bus CAN.

Ahora bien, la lnea K se encuentra an presente en

la mayora de mdulos de control actuales y se utiliza

en produccin para la entrada y consulta de

parmetros.

La comunicacin entre el mdulo y el equipo de

diagnosis no es posible si la lnea presenta

interrupciones o cortocircuitos.

Bus SCP

Bus SCP (Standard Corporate Protocol - ProtocoloCorporativo Estndar).

El bus de datos SCP est formado por dos cables

trenzados; este bus fue utilizado ya en el Scorpio

1995 (10/1994-06/1998). El bus SCP se utiliza

exclusivamente para la comunicacin entre el PCM

y el equipo de diagnosis.

Si uno de los dos cables presenta anomalas no es

posible la comunicacin entre el PCM y el equipo

de diagnosis.

Todas las informaciones y datos se introducen en un

marco con informaciones de control del bus y se

transmiten en serie en forma de paquete (bloque de

datos).

El paquete completo consta de datos formados por

secuencias de bits exactamente definidas.




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Todos los nodos, es decir, puntos de conexin de los

mdulos de control tienen los mismos derechos

dentro del bus. Esto permite que varios mdulos de

control puedan intervenir en la realizacin de una

funcin. Es posible el direccionamiento funcional y

fsico.

Si se producen mensajes al mismo tiempo, stos se

procesan en funcin de su peso o grado de prioridad.

Para cada mensaje enviado debe producirse una

respuesta vlida (acuse de recibo) como mnimo. Si

no se produce ninguna respuesta se establece

entonces un registro en la memoria de averas.

Bus ACP

ACP -Bus (Audio Control Protocol - Protocolo de

Control de Audio)

Este bus es parecido al bus SCP, posee un protocolo

ms simple y se utiliza exclusivamente para

aplicaciones de audio y sistemas de telfonos.

Los equipos de diagnosis de Ford no pueden acceder

actualmente a este bus.

Bus LIN

El bus LIN es un estndar que se utiliza en los vehculos

especialmente para obtener un sistema de comunicacin

entre sensores y actuadores inteligentes ms econmico.

Se utiliza sobre todo en los casos en los que no son

necesarios ni el ancho de banda ni la versatilidad de la

CAN (Red de mdulos de control).

La velocidad de transmisin en el bus LIN es de hasta

20 kbit/s. Segn la aplicacin, esta velocidad puede sermenor. En el S-MAX/Galaxy 2006.5 y la Transit 2006.5,

por ejemplo, la velocidad es de unos 9600 baudios (9,6

kbit/s).

Una red LIN est compuesta por un LIN maestro y uno

o ms LIN esclavos. El LIN maestro (el GEM en el

S-MAX/Galaxy, por ejemplo), conoce el orden temporal

de todos los datos que se van a transmitir.

Estos datos son enviados por el LIN esclavo

correspondiente (p. ej., sensores de ultrasonidos,

interruptor de las luces), cuando as lo solicite el LIN

maestro.

El LIN es un bus monocable, es decir, los datos se

transmiten por un nico conductor. Normalmente, la

alimentacin de tensin se hace por el mismo cable.

La masa de la alimentacin de tensin es tambin la

masa de la transmisin de datos.

En la red LIN no se utilizan resistencias de terminacin.

Bus CAN

Bus CAN (Controller Area Network - Red de mdulos

de control)

El bus CAN tambin es un bus de comunicacin

serie pero posee otro protocolo que el bus SCP, lo

cual le hace ms rpido. Opera con una tasa de

transferencia de hasta un megabit por segundo (un

milln de bits) y se aproxima a la transmisin en

tiempo real.

Originalmente, el bus CAN fue desarrollado por la

empresa Robert Bosch AG especialmente para suaplicacin en el campo del automvil como una

solucin eficiente en costes.

Es un estndar internacional documentado en ISO

11898 (CAN de alta velocidad) y en ISO 11519

(CAN de baja velocidad).

Caractersticas del bus CAN

El CAN es un sistema de bus multimaestro, es decir,

todos los participantes del bus (mdulos de control y

equipos de comprobacin) pueden enviar y solicitar

datos.

En el sistema CAN no se realizan direccionamientos de

los diferentes participantes en el sentido convencional,

sino que a los paquetes de datos a enviar se les asignan

unas etiquetas identificativas o "identificadores".




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Cualquier participante puede enviar sus datos al bus; el

resto de participantes decide en base al identificador la

lectura y el procesamiento o no de estos datos.

El identificador establece tambin el grado de prioridad,

es decir, establece las prioridades de los paquetes de

datos cuando varios participantes del bus envan datos

al mismo tiempo.

Una de las caractersticas ms destacables del bus CAN

es su alta seguridad en la transmisin. Todo controlador

CAN de un participante puede registrar errores de

transmisin. Estos errores se renen y procesan

estticamente para poder adoptar las medidas

pertinentes. Esto puede provocar incluso que el

participante que provoca los errores sea desconectadodel bus.

Dentro de su marco de datos, un paquete puede estar

formado por hasta ocho Bytes. Los datos de transmisin

de gran volumen se envan repartidos en varios marcos

de datos.

La tasa de transferencia mxima es de 1 Mbit/s, es decir,

un milln de impulsos por segundo. Debido a la

resistencia especfica de los cables, esta tasa es aplicable

para redes con longitudes de bus de hasta 40 metros.Para longitudes mayores es necesario reducir la tasa de

transferencia. Para longitudes de hasta 500 metros la

tasa es de 125 kbit/s y hasta 1.000 metros de 50 kbit/s.

Variantes de bus CAN

En la tcnica del automvil se utilizan actualmente tres

buses CAN diferentes:

Un bus CAN de alta velocidad (High-Speed = CAN

HS)

Un bus can de velocidad media (Mid Speed = CAN

MS)

Un bus CAN de baja velocidad (Low Speed = CAN

LS)

Las conexiones de bus estn formadas por pares de

cables trenzados.

En el bus CAN HS la tasa de transferencia es de 500

kbit/s.

En el bus CAN MS la tasa de transferencia es de 125

kbit/s.

En el bus CAN LS la tasa de transferencia es de 50

kbit/s.

Gateway (enlace)

En los vehculos que trabajan con diferentes velocidades

de red (p. ej. CAN HS y CAN MS) o que estn

equipados con redes independientes entre si (vase el

S-MAX/Galaxy 2006.5 y la Transit 2006.5), tambin

debe ser posible el intercambio de informacin entre

los diferentes sistemas de bus y las diferentes

velocidades de transmisin.

Ya que no es posible conectar directamente ambas redes

de buses, se requiere una interfaz que permita comunicar

ambas redes entre s.

Este interfaz se denomina Gateway (espaol: enlace).

El Gateway pone los datos que se transmiten por una

de las redes a disposicin de las otras redes, haciendo

posible de este modo la comunicacin entre los mdulos

de control de las diferentes redes.

Ejemplo: El PCM genera la seal de velocidad del

vehculo. El PCM est conectado al bus CANHS.

La unidad de audio tambin necesita la informacin de

la velocidad del vehculo, pero est conectada al bus

CANMS.

Por ello, la seal de velocidad del vehculo procedente

del PCM se transmite a la unidad de audio a travs del

Gateway.




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El Gateway se encuentra siempre en el mdulo que est

conectado a dos redes.

En el Mondeo 2001 (06/2003-), el mdulo de control

del aire acondicionado constituye el Gateway entre

el bus CAN MS y el bus CAN HS.

En el Focus C-MAX (2003.75) y el Fiesta/Fusion

2002.25 (10/2005-), el cuadro de instrumentos hace

las funciones de Gateway.

En el Focus C-MAX 2003.75, el cuadro de instrumentos

constituye el Gateway entre los buses CAN MS y CAN

HS.

Red de comunicacin de mdulos del Focus C-MAX 2003.75

(

Resistencia de terminacin de 120 ohmios1

DLC2

Cuadro de instrumentos (HEC) como enlace

(Gateway) entre el CAN HS y el CAN MS

3

Bus privado entre el ABS, sensor de derrape y

de aceleracin transversal (YAW) y sensor deposicin de la direccin (SAS)

4




11/14


12/14

Red de comunicacin de mdulos del S-MAX/Galaxy 2006.5 (02/2006-)

E68711




13/14

Bus CAN MS (Infotainment)A

Bus CAN MS (sin Infotainment)B

Bus LIN (directamente en el GEM)C

Bus CAN HSD

Resistencias de terminacinE

DLCF

Cuadro de instrumentos1

Unidad de audio2

Cargador de CD (Compact Disc) (externo)3

Navegador (externo)4

Pantalla tctil5

Mdulo del sistema manos libres Bluetooth concontrol por voz

6

Mdulo del sistema multimedia para las plazas

traseras

7

Mdulo de la puerta trasera del lado del

acompaante (por LIN)

8

Mdulo de la puerta del acompaante9

Mdulo de la puerta trasera del lado del

conductor (por LIN)

10

Mdulo de la puerta del conductor11

Conjunto de interruptores delantero del lado del

conductor (por LIN)

12

RCM (Mdulo de control del sistema de

seguridad pasivo)

13

Mdulo del aire acondicionado14

Mdulo del aire acondicionado trasero15

Mdulo del sistema de aparcamiento por

ultrasonido

16

Mdulo del portn trasero elctrico17

Calefactor adicional de combustible (CPM

Combustion Preheater Module)

18

Mdulo del remolque19

Mdulo receptor de mando a distancia/sistema

de control de la presin de los neumticos (por

LIN)

20

GEM21

Mdulo del volante (por LIN y CAN MS)22

Interruptor de las luces (por LIN)23

Bocina autoalimentada (BBS) del sistema de

alarma antirrobo (por LIN)

24

Sensores de vigilancia del habitculo (por LIN)25

Motor del limpiacristales (delantero derecho)

(por LIN)

26

Motor del limpiacristales (delantero izquierdo)

(por LIN)

27

Sensor de luz/lluvia (por LIN)28

Mdulo de la suspensin dinmica del vehculo29

Unidad de radar del sistema de alerta de alcance

(por CAN privado)

30

Mdulo del sistema de alerta de alcance31

Palanca selectora (solo en cajas de cambios

automticas) (por LIN)

32

TCM33

Faro de xenn derecho (por LIN/PWM)34

Faro de xenn izquierdo (por LIN/PWM)35

Mdulo de los faros de xenn36

Mdulo del ABS/Programa electrnico de

estabilidad

37

Alternador (por LIN)38

PCM39

Sensor de derrape y de aceleracin transversal40

Mdulo del freno de estacionamiento elctrico41

Mdulo de la servodireccin elctrica42

Sensor del ngulo y la velocidad de giro del

volante

43




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El S-MAX/Galaxy 2006.5 (02/2006-) y la Transit 2006.5

(03/2006-) llevan dos Gateways. El Gateway entre la

CAN HS y la CAN MS se encuentra en el GEM.

El cuadro de instrumentos constituye un segundo

Gateway entre la red CAN MS del sistema de audio

(mdulos 2 7) y el resto de la red (mdulos 8 19).

La informacin necesaria para el sistema de audio se

ofrece por este punto.

De este modo se reduce la transmisin de datos por la

red CAN MS restante y se reducen las fuentes de

anomalas potenciales.

Las dos resistencias de terminacin, de 120 ohmios cada

una, del bus de datos CAN MS estn integradas en el

GEM y en el cuadro de instrumentos. La resistencia

total del CAN MS de la caja elctrica central es de 60

ohmios, medida en el DLC.

Las dos resistencias de terminacin del CAN MS del

sistema de audio estn montadas juntas en el cuadro de

instrumentos. Por esta razn, la resistencia total no se

puede medir en el DLC.


análisis de redes-transmisión digital(1)

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