30 Jahre im Dienst von Controller Area Network
Das klassische CAN-Protokoll wurde Mitte der 80er Jahre von Bosch für die Vernetzung von elektronischen Steuergeräten in Personenkraftwagen entwickelt. Holger Zeltwanger initiierte 1992 als Privatperson die Gründung des CiA-Vereins. Seitdem unterstützt der Interessenverband die Anwendung und Weiterentwicklung dieses seriellen Kommunikationssystems, das sich durch seine hohe Zuverlässigkeit und Robustheit auszeichnet. Pro Jahr werden rund zwei Milliarden Geräte mit CAN-Schnittstellen verbaut. „Diese werden nicht nur in Straßenfahrzeugen eingesetzt, sondern auch in der Industrieautomation, der Medizintechnik sowie in der Aufzugstechnik,“ erklärte Holger Zeltwanger, der seit 30 Jahren im CiA-Vorstand ist. „CAN ist ähnlich wie USB und Ethernet ein serielles Kommunikationssystem, nur dass es sich für zeitkritische Steuerungsaufgaben eignet.“
Kürzlich reichte der Verein das CAN-XL-Protokoll zur internationalen Normung ein. Dies ist die dritte Generation – nach dem klassischen CAN-Protokoll und dem CAN-FD-Protokoll. In einem Mittelklasse-PKW fahren heutzutage rund 60 CAN-Steuergeräte mit. „In Windkraftanlagen wird CAN zur Vernetzung von Sensoren und Rotorblätteransteuerung eingesetzt,“ erläuterte Zeltwanger, „und CAN fliegt auch in Satelliten mit“. Der Verein unterstützt CAN-Anwender in allen Märkten mit seinen Dienstleistungen. Neben der Entwicklung von anwendungsspezifischen Normen bietet CiA auch Schulungen an, organisiert Konferenzen und testet CAN-Geräte auf Konformität und Interoperabilität.
Der Verein mit Sitz in Nürnberg hat mehr als 700 Mitglieder. Davon sind 300 in Deutschland beheimatet. In rund 40 Arbeitskreisen entwickeln die Mitglieder CiA-Spezifikationen für verschiedene Industrien. Kürzlich wurde ein Arbeitskreis für den Einsatz in Feuerwehrfahrzeugen eingerichtet. „CAN ist ziemlich unsichtbar,“ sagte Zeltwanger. „CAN-Netzwerke sind tief-eingebettet – sie sind ‚Hidden Champions‘ und verrichten ihre Dienste im Verborgenen.“ Im Gegensatz zu USB und Ethernet sind sie aber zuverlässiger und robuster. Die drei Generationen des CAN-Protokolls verfügen über ausgefeilte Fehlererkennungsmöglichkeiten: Das CAN-XL-Protokoll erkennt bis zu fünf beliebig verteilte Bitfehler in einer Nachricht. Der Sender und sämtliche Empfänger im Netzwerk überprüfen alle Nachrichten auf Korrektheit und brechen im Fehlerfall die Übertragung ab. Die abgebrochene Nachricht wird vom Sender automatisch wiederholt.
CAN-XL wird derzeit von Chip-Herstellern wie Infineon, NXP, Renesas, STMicroelectronics und Texas Instruments in Mikrocontroller integriert. Erste Autos, die die 3. CAN-Generation nutzen, werden Mitte der 20er Jahre auf die Straße kommen. Die 2. CAN-Generation, das CAN-FD-Protokoll, ist seit gut zwei Jahren im Einsatz und löst das klassische CAN-Protokoll dort ab, wo die Anforderungen an den Datendurchsatz gestiegen sind. „Für einfache Steuerungsaufgaben wird das klassische CAN-Protokoll auch weiterhin im Einsatz bleiben – man fährt normalerweise auch nicht mit einem LKW zum Brötchen holen,“ sagte Zeltwanger mit einem Augenwinkern. „CAN-XL ist ein wichtiger Baustein für autonom fahrende Transportsysteme und hochautomatisierte Maschinen, die mit den ersten beiden CAN-Generationen nicht realisierbar sind.“