1. CAN प्रोटोकॉल का अवलोकन
1.1 CAN प्रोटोकॉल की उत्पत्ति और विकास
CAN प्रोटोकॉल सबसे पहले 1983 में जर्मन बॉश कंपनी द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जिसका उद्देश्य ऑटोमोबाइल इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में संचार समस्याओं को हल करना था। प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, CAN प्रोटोकॉल का धीरे-धीरे औद्योगिक नियंत्रण, चिकित्सा उपकरण, स्मार्ट होम और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
1.2 CAN प्रोटोकॉल के लक्षण
CAN प्रोटोकॉल में निम्नलिखित विशेषताएं हैं:
- मल्टी{0}मास्टर कंट्रोल: CAN प्रोटोकॉल एक ही समय में संचार करने के लिए कई नोड्स का समर्थन करता है, जो सिस्टम के वास्तविक समय और विश्वसनीयता में सुधार करता है।
- प्रसारण संचार: CAN प्रोटोकॉल संचार के लिए प्रसारण विधि को अपनाता है, सभी नोड भेजे गए डेटा को प्राप्त कर सकते हैं।
- गैर -विनाशकारी मध्यस्थता: जब दो या दो से अधिक नोड एक ही समय में डेटा भेजते हैं, तो CAN प्रोटोकॉल मध्यस्थता तंत्र के माध्यम से डेटा का सही संचरण सुनिश्चित करता है।
- त्रुटि का पता लगाना और संभालना: CAN प्रोटोकॉल में त्रुटि का पता लगाने और संभालने के कार्य होते हैं, जो समय पर संचार प्रक्रिया में त्रुटियों का पता लगा सकते हैं और उन्हें संभाल सकते हैं।
2. CAN संदेश फ़्रेम के घटक
CAN संदेश फ़्रेम CAN प्रोटोकॉल में सबसे बुनियादी डेटा ट्रांसमिशन इकाई है, और इसके घटक इस प्रकार हैं:
2.1 फ़्रेम प्रारंभ बिट
फ़्रेम स्टार्ट बिट संदेश फ़्रेम का पहला बिट है और इसका उपयोग संदेश फ़्रेम की शुरुआत की पहचान करने के लिए किया जाता है।
2.2 मध्यस्थता क्षेत्र
मध्यस्थता क्षेत्र का उपयोग भेजे जाने वाले डेटा को प्राथमिकता देने के लिए किया जाता है। CAN प्रोटोकॉल में, मध्यस्थता क्षेत्र की लंबाई क्रमशः मानक और विस्तारित फ़्रेम के अनुरूप 11 या 29 बिट है। मध्यस्थता क्षेत्र का मूल्य जितना छोटा होगा, प्राथमिकता उतनी ही अधिक होगी।
2.3 नियंत्रण क्षेत्र
नियंत्रण फ़ील्ड में रिमोट ट्रांसमिशन रिक्वेस्ट (आरटीआर) बिट और आइडेंटिफ़ायर एक्सटेंशन (आईडीई) बिट शामिल हैं। आरटीआर बिट का उपयोग यह पहचानने के लिए किया जाता है कि डेटा फ्रेम रिमोट फ्रेम है या डेटा फ्रेम, और आईडीई बिट का उपयोग यह पहचानने के लिए किया जाता है कि फ्रेम एक मानक फ्रेम है या विस्तारित फ्रेम है।
2.4 डेटा फ़ील्ड
डेटा फ़ील्ड का उपयोग प्रेषित वास्तविक डेटा को संग्रहीत करने के लिए किया जाता है। डेटा फ़ील्ड की लंबाई मानक फ़्रेम के लिए 0-8 बाइट्स और विस्तारित फ़्रेम के लिए 0-64 बाइट्स है।
2.5 चेक फील्ड
चेकसम फ़ील्ड में चक्रीय अतिरेक जांच (सीआरसी) और सीआरसी सीमांकक शामिल होते हैं, जिसका उपयोग यह पता लगाने के लिए किया जाता है कि ट्रांसमिशन के दौरान डेटा में कोई त्रुटि है या नहीं, और सीआरसी सीमांकक, जो सीआरसी चेकसम के अंत की पहचान करता है।
2.6 उत्तर फ़ील्ड
उत्तर फ़ील्ड में एक उत्तर स्लॉट और एक उत्तर निश्चितकर्ता होता है। उत्तर स्लॉट का उपयोग नोड से उत्तर प्राप्त करने के लिए किया जाता है और उत्तर निश्चितकर्ता उत्तर फ़ील्ड के अंत की पहचान करता है।
2.7 फ़्रेम बिट का अंत--
फ़्रेम बिट का अंतिम भाग संदेश फ़्रेम का अंतिम बिट होता है और इसका उपयोग संदेश फ़्रेम के अंत की पहचान करने के लिए किया जाता है।
3. डेटा लिंक परत के कार्य
डेटा लिंक परत OSI संदर्भ मॉडल में दूसरी परत है, जो मुख्य रूप से भौतिक परत के शीर्ष पर डेटा के विश्वसनीय प्रसारण के लिए जिम्मेदार है। डेटा लिंक परत के कार्यों में शामिल हैं:
3.1 फ़्रेम सिंक्रोनाइज़ेशन
फ़्रेम सिंक्रोनाइज़ेशन डेटा लिंक परत के बुनियादी कार्यों में से एक है, जिसका उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि ट्रांसमिटिंग और प्राप्त करने वाले नोड्स सूचना फ्रेम की शुरुआत और अंत की सही पहचान करने में सक्षम हैं।
3.2 त्रुटि नियंत्रण
त्रुटि नियंत्रण डेटा लिंक परत का एक और महत्वपूर्ण कार्य है, जिसमें त्रुटि का पता लगाना और त्रुटि सुधार शामिल है। CAN प्रोटोकॉल डेटा अखंडता सुनिश्चित करने के लिए त्रुटि का पता लगाने के लिए चक्रीय अतिरेक जांच (सीआरसी) का उपयोग करता है।
3.3 प्रवाह नियंत्रण
प्रवाह नियंत्रण का उपयोग ट्रांसमिटिंग नोड को प्राप्तकर्ता नोड को संसाधित करने के लिए बहुत तेज़ी से डेटा भेजने से रोकने के लिए किया जाता है। डेटा लिंक परत डेटा भेजे जाने की दर को नियंत्रित करके विश्वसनीय डेटा ट्रांसमिशन सुनिश्चित करती है।
3.4 अभिगम नियंत्रण
एक्सेस कंट्रोल डेटा लिंक परत का एक अन्य महत्वपूर्ण कार्य है जिसका उपयोग कई नोड्स के बीच संचार को समन्वयित करने के लिए किया जाता है। CAN प्रोटोकॉल में, डेटा के सही प्रसारण को सुनिश्चित करने के लिए एक गैर-विनाशकारी मध्यस्थता तंत्र के माध्यम से पहुंच नियंत्रण का एहसास किया जाता है।
4. डेटा लिंक परत में CAN संदेश फ़्रेम का अनुप्रयोग
4.1 फ़्रेम सिंक्रनाइज़ेशन
CAN संदेश फ़्रेम में, फ़्रेम प्रारंभ बिट और फ़्रेम अंत बिट का उपयोग फ़्रेम सिंक्रनाइज़ेशन प्राप्त करने के लिए किया जाता है। ट्रांसमिटिंग नोड फ्रेम स्टार्ट बिट भेजकर संदेश फ्रेम की शुरुआत की पहचान करता है, और प्राप्तकर्ता नोड फ्रेम स्टार्ट बिट का पता लगाकर फ्रेम को सिंक्रनाइज़ करता है।
4.2 त्रुटि नियंत्रण
चेकसम फ़ील्ड के CRC का उपयोग CAN संदेश फ़्रेम में त्रुटि नियंत्रण के लिए किया जाता है। ट्रांसमिटिंग नोड डेटा के आधार पर एक सीआरसी उत्पन्न करता है और डेटा भेजने से पहले इसे डेटा फ़ील्ड में जोड़ता है। डेटा प्राप्त करने के बाद, प्राप्तकर्ता नोड सीआरसी चेकसम की पुनर्गणना करता है और डेटा में किसी भी त्रुटि का पता लगाने के लिए प्राप्त सीआरसी चेकसम के साथ इसकी तुलना करता है।
4.3 प्रवाह नियंत्रण
CAN प्रोटोकॉल में, प्रवाह नियंत्रण मुख्य रूप से मध्यस्थता तंत्र के माध्यम से महसूस किया जाता है। जब दो या दो से अधिक नोड एक ही समय में डेटा भेजते हैं, तो CAN प्रोटोकॉल डेटा के विश्वसनीय प्रसारण को सुनिश्चित करने के लिए मध्यस्थता तंत्र के माध्यम से प्राथमिकता निर्धारित करता है।
4.4 अभिगम नियंत्रण
CAN प्रोटोकॉल में, अभिगम नियंत्रण मुख्य रूप से गैर-विनाशक मध्यस्थता तंत्र के माध्यम से महसूस किया जाता है। जब दो या दो से अधिक नोड एक ही समय में डेटा भेजते हैं, तो CAN प्रोटोकॉल मध्यस्थता क्षेत्र के मूल्य की तुलना करके भेजे गए डेटा की प्राथमिकता निर्धारित करता है। उच्च प्राथमिकता वाला नोड डेटा भेजना जारी रख सकता है, जबकि कम प्राथमिकता वाले नोड को तब तक इंतजार करना होगा जब तक कि उच्च प्राथमिकता वाला नोड डेटा भेजना समाप्त न कर दे।