O protocolo de comunicação CAN destaca-se há mais de duas décadas como um dos protocolos de comunicação mais utilizados na indústria automotiva. Porém a demanda cada vez maior de novas tecnologias embarcadas e as limitações do padrão (máximo de 8 bytes por mensagem e velocidade de até 1 Mbps) provocam a elevação da taxa de ocupação do barramento de comunicação a ponto de comprometer a sua viabilidade em determinadas aplicações. Em situações como esta, a adoção de protocolos de comunicação de maior velocidade (como FlexRay por exemplo) pode causar impactos indesejados aos projetos, como elevação de custos e necessidade de redimensionamento completo de sistemas já existentes. Com o intuito de atender parte desta demanda, surge como proposta o protocolo CAN FD, uma evolução do CAN clássico desenvolvida pela empresa BOSCH no ano de 2012 e a ser definitivamente normatizada apenas no segundo semestre de 2016. O protocolo CAN FD mantém algumas características do CAN clássico e sua maior inovação está na manipulação do campo de dados da mensagem, de modo a oferecer maior velocidade de transmissão (até 10 Mbps) e maior quantidade de dados por mensagem (até 64 bytes). Por tratar-se de um protocolo novo, ainda não implementado em sistemas veiculares, propõe-se neste trabalho a realização de estudo para avaliação do desempenho do novo padrão CAN FD em substituição a um sistema CAN tradicional. O sistema a ser avaliado, neste caso, trata-se de uma rede de comunicação CAN de um caminhão fora-de-estrada, o qual possui duas redes de comunicação SAE J1939, uma para o chassi e outra para a carroceria, interligadas por uma interface de comunicação. Este trabalho apresentará estudo de caso para aplicação do CAN FD no sistema proposto, através da simulação de mensagens CAN e CAN FD e avaliação das taxas de ocupação das linhas de comunicação e avaliação de possíveis atrasos relacionados à transmissão das mensagens. / CAN communication protocol stands out for more than two decades as one of the communication protocols most commonly used in the automotive industry. But the increasing demand of new embedded technologies and the CAN limitations (maximum of 8 bytes per message and a baud rate of until 1 Mbps) cause the elevation of the bus load to the point of compromising its viability in certain applications. In these situations, the adoption of faster protocols (such as FlexRay for example) can cause unwanted impacts on projects, such as higher costs and the need of redesigning existing systems. In order to meet part of this demand comes the new CAN FD protocol, an evolution of the classic CAN, developed by BOSCH company in 2012 and to be definitely normalized only in the second semester of 2016. The CAN FD protocol maintains some characteristics of classic CAN and as a further innovation, the improvement of the message data field, in order to provide higher transmission rates (up to 10 Mbps) and greater amount of data per message (up to 64 bytes). Considering that CAN FD is a new protocol, not yet implemented in vehicular systems, it’s proposed in this work to perform a study to evaluate performance of the new CAN FD standard to replace the traditional CAN system. The system to be evaluated, in this case, is the CAN communication system of an off-road truck, which own two SAE J1939 communication networks, one for the chassis and one for the body, connected by communication interface. This report presents a case study for the application of CAN FD in the proposed system, by simulating CAN and CAN FD messages and evaluation of bus load and eventual delays related to the messages transmission.

O protocolo de comunicação CAN destaca-se há mais de duas décadas como um dos protocolos de comunicação mais utilizados na indústria automotiva. Porém a demanda cada vez maior de novas tecnologias embarcadas e as limitações do padrão (máximo de 8 bytes por mensagem e velocidade de até 1 Mbps) provocam a elevação da taxa de ocupação do barramento de comunicação a ponto de comprometer a sua viabilidade em determinadas aplicações. Em situações como esta, a adoção de protocolos de comunicação de maior velocidade (como FlexRay por exemplo) pode causar impactos indesejados aos projetos, como elevação de custos e necessidade de redimensionamento completo de sistemas já existentes. Com o intuito de atender parte desta demanda, surge como proposta o protocolo CAN FD, uma evolução do CAN clássico desenvolvida pela empresa BOSCH no ano de 2012 e a ser definitivamente normatizada apenas no segundo semestre de 2016. O protocolo CAN FD mantém algumas características do CAN clássico e sua maior inovação está na manipulação do campo de dados da mensagem, de modo a oferecer maior velocidade de transmissão (até 10 Mbps) e maior quantidade de dados por mensagem (até 64 bytes). Por tratar-se de um protocolo novo, ainda não implementado em sistemas veiculares, propõe-se neste trabalho a realização de estudo para avaliação do desempenho do novo padrão CAN FD em substituição a um sistema CAN tradicional. O sistema a ser avaliado, neste caso, trata-se de uma rede de comunicação CAN de um caminhão fora-de-estrada, o qual possui duas redes de comunicação SAE J1939, uma para o chassi e outra para a carroceria, interligadas por uma interface de comunicação. Este trabalho apresentará estudo de caso para aplicação do CAN FD no sistema proposto, através da simulação de mensagens CAN e CAN FD e avaliação das taxas de ocupação das linhas de comunicação e avaliação de possíveis atrasos relacionados à transmissão das mensagens. / CAN communication protocol stands out for more than two decades as one of the communication protocols most commonly used in the automotive industry. But the increasing demand of new embedded technologies and the CAN limitations (maximum of 8 bytes per message and a baud rate of until 1 Mbps) cause the elevation of the bus load to the point of compromising its viability in certain applications. In these situations, the adoption of faster protocols (such as FlexRay for example) can cause unwanted impacts on projects, such as higher costs and the need of redesigning existing systems. In order to meet part of this demand comes the new CAN FD protocol, an evolution of the classic CAN, developed by BOSCH company in 2012 and to be definitely normalized only in the second semester of 2016. The CAN FD protocol maintains some characteristics of classic CAN and as a further innovation, the improvement of the message data field, in order to provide higher transmission rates (up to 10 Mbps) and greater amount of data per message (up to 64 bytes). Considering that CAN FD is a new protocol, not yet implemented in vehicular systems, it’s proposed in this work to perform a study to evaluate performance of the new CAN FD standard to replace the traditional CAN system. The system to be evaluated, in this case, is the CAN communication system of an off-road truck, which own two SAE J1939 communication networks, one for the chassis and one for the body, connected by communication interface. This report presents a case study for the application of CAN FD in the proposed system, by simulating CAN and CAN FD messages and evaluation of bus load and eventual delays related to the messages transmission.

O protocolo de comunicação CAN destaca-se há mais de duas décadas como um dos protocolos de comunicação mais utilizados na indústria automotiva. Porém a demanda cada vez maior de novas tecnologias embarcadas e as limitações do padrão (máximo de 8 bytes por mensagem e velocidade de até 1 Mbps) provocam a elevação da taxa de ocupação do barramento de comunicação a ponto de comprometer a sua viabilidade em determinadas aplicações. Em situações como esta, a adoção de protocolos de comunicação de maior velocidade (como FlexRay por exemplo) pode causar impactos indesejados aos projetos, como elevação de custos e necessidade de redimensionamento completo de sistemas já existentes. Com o intuito de atender parte desta demanda, surge como proposta o protocolo CAN FD, uma evolução do CAN clássico desenvolvida pela empresa BOSCH no ano de 2012 e a ser definitivamente normatizada apenas no segundo semestre de 2016. O protocolo CAN FD mantém algumas características do CAN clássico e sua maior inovação está na manipulação do campo de dados da mensagem, de modo a oferecer maior velocidade de transmissão (até 10 Mbps) e maior quantidade de dados por mensagem (até 64 bytes). Por tratar-se de um protocolo novo, ainda não implementado em sistemas veiculares, propõe-se neste trabalho a realização de estudo para avaliação do desempenho do novo padrão CAN FD em substituição a um sistema CAN tradicional. O sistema a ser avaliado, neste caso, trata-se de uma rede de comunicação CAN de um caminhão fora-de-estrada, o qual possui duas redes de comunicação SAE J1939, uma para o chassi e outra para a carroceria, interligadas por uma interface de comunicação. Este trabalho apresentará estudo de caso para aplicação do CAN FD no sistema proposto, através da simulação de mensagens CAN e CAN FD e avaliação das taxas de ocupação das linhas de comunicação e avaliação de possíveis atrasos relacionados à transmissão das mensagens. / CAN communication protocol stands out for more than two decades as one of the communication protocols most commonly used in the automotive industry. But the increasing demand of new embedded technologies and the CAN limitations (maximum of 8 bytes per message and a baud rate of until 1 Mbps) cause the elevation of the bus load to the point of compromising its viability in certain applications. In these situations, the adoption of faster protocols (such as FlexRay for example) can cause unwanted impacts on projects, such as higher costs and the need of redesigning existing systems. In order to meet part of this demand comes the new CAN FD protocol, an evolution of the classic CAN, developed by BOSCH company in 2012 and to be definitely normalized only in the second semester of 2016. The CAN FD protocol maintains some characteristics of classic CAN and as a further innovation, the improvement of the message data field, in order to provide higher transmission rates (up to 10 Mbps) and greater amount of data per message (up to 64 bytes). Considering that CAN FD is a new protocol, not yet implemented in vehicular systems, it’s proposed in this work to perform a study to evaluate performance of the new CAN FD standard to replace the traditional CAN system. The system to be evaluated, in this case, is the CAN communication system of an off-road truck, which own two SAE J1939 communication networks, one for the chassis and one for the body, connected by communication interface. This report presents a case study for the application of CAN FD in the proposed system, by simulating CAN and CAN FD messages and evaluation of bus load and eventual delays related to the messages transmission.

A variety of new features have been added in the present-day vehicles like a pre-crash warning, the vehicle to vehicle communication, semi-autonomous driving systems, telematics, drive by wire. They demand very high bandwidth from in-vehicle networks. Various electronic control units present inside the automotive transmit useful information via automotive multiplexing. Automotive multiplexing allows sharing information among various intelligent modules inside an automotive electronic system. Optimum functionality is achieved by transmitting this data in real time. The high bandwidth and high-speed requirement can be achieved either by using multiple buses or by implementing higher bandwidth. But, by doing so the cost of the network and the complexity of the wiring in the vehicle increases. Another option is to implement higher layer protocol which can reduce the amount of data transferred by using data reduction (DR) techniques, thus reducing the bandwidth usage. The implementation cost is minimal as only the changes are required in the software and not in hardware. In our work, we present a new data reduction algorithm termed as “Comprehensive Data Reduction (CDR)” algorithm. The proposed algorithm is used for minimization of the bus utilization of CAN bus for a future vehicle. The reduction in the busload was efficiently made by compressing the parameters; thus, more number of messages and lower priority messages can be efficiently sent on the CAN bus. The proposed work also presents a performance analysis of proposed algorithm with the boundary of fifteen compression algorithm, and Compression area selection algorithms (Existing Data Reduction Algorithm). The results of the analysis show that proposed CDR algorithm provides better data reduction compared to earlier proposed algorithms. The promising results were obtained in terms of reduction in bus utilization, compression efficiency, and percent peak load of CAN bus. This Reduction in the bus utilization permits to utilize a larger number of network nodes (ECU’s) in the existing system without increasing the overall cost of the system. The proposed algorithm has been developed for automotive environment, but it can also be utilized in any applications where extensive information transmission among various control units is carried out via a multiplexing bus.