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.

O CAN (Controller Area Network) é um padrão no barramento de comunicação, amplamente difundido em aplicações industriais, particularmente em sistemas automotivos. Atualmente, um dos principais problemas no ramo automotivo é que esse barramento está com muitas mensagens no barramento, resultado da incorporação incremental de sistemas eletrônicos em automóveis, visto que há uma exigência maior de conectividade devido às exigências da sociedade e mercado. Como alternativa, vem sendo desenvolvida uma nova rede de comunicação, conhecida como CAN with Flexible Data-Rate (CAN-FD), que é um barramento com velocidade de transmissão de informação mais alta e maior capacidade de transporte de dados. Este projeto tem por objetivo principal explorar as funcionalidades da rede CAN-FD, através de simulações do trânsito de mensagens numa rede CAN-FD usando os dados de uma rede real CAN, e verificando a previsibilidade de ambas no âmbito de um protocolo que possa atender à demanda de sistemas complexos. A comparação é executada a partir de um conjunto de mensagens adicionadas na rede, para verificar os limites de transmissão de cada uma das redes, e os respectivos tempos de atraso das mensagens. Como um segundo estudo de caso, uma rede de controle em malha fechada foi desenvolvida, conectada a um barramento CAN e um barramento CAN-FD. Essa técnica de controle permitiu eliminar os ruídos que interferem no controle, e checar o limite em que o protocolo de comunicação consegue manter em uma malha de controle funcionando. Os resultados mostraram que é possível transmitir uma imensa quantidade de dados com o menor uso do busload (quantidade de mensagens transmitidas) no veículo através do uso do barramento CAN-FD, porém ainda não foi lançado no mercado um controlador do CAN-FD para realizar essa tarefa. Por outro lado, os dois protocolos, CAN-FD e CAN, tem suas previsibilidades comprometidas pois não conseguem enviar a mensagem quando o barramento está superior a 98,86% de carga. / The CAN (Controller Area Network) is a standard in the communication bus, widespread in industrial applications, particularly in automotive systems. Currently, one of the main problems in the automotive industry is that this bus is with many messages on the bus, the result of incremental incorporation of electronic systems in automobiles, since there is a greater demand for connectivity due to the demands of society and the market. Alternatively, it has been developed a new communications network, known as CAN with Flexible Data-Rate (CAN-FD), which is a bus with transmission speeds higher and higher capacity data transport information. This project\'s main objective is to explore the features of the network CAN-FD, through simulations of the traffic of messages on a CAN network FD using data from a real CAN network, and verifying the predictability both in the context of a protocol that can meet the demand complex systems. The comparison is performed from a set of messages added to the network to verify the boundaries of each of the transmission networks and the respective delay times of the messages. As a second case study, a network of closed-loop control was developed, connected to a CAN bus and CAN bus FD. This control technique has eliminated the noises that interfere with the control and check the extent that the communication protocol can keep a control loop running. The results showed that it is possible to transmit a huge amount of data with the lowest usage busload (amount of transmitted messages) to the vehicle through the use of CAN bus FD, but not yet released to market a CAN controller FD to accomplish this task . Moreover, both protocols, CAN-FD and CAN has its predictability compromised because they are unable to send the message when the bus is more than 98.86% load.

O CAN (Controller Area Network) é um padrão no barramento de comunicação, amplamente difundido em aplicações industriais, particularmente em sistemas automotivos. Atualmente, um dos principais problemas no ramo automotivo é que esse barramento está com muitas mensagens no barramento, resultado da incorporação incremental de sistemas eletrônicos em automóveis, visto que há uma exigência maior de conectividade devido às exigências da sociedade e mercado. Como alternativa, vem sendo desenvolvida uma nova rede de comunicação, conhecida como CAN with Flexible Data-Rate (CAN-FD), que é um barramento com velocidade de transmissão de informação mais alta e maior capacidade de transporte de dados. Este projeto tem por objetivo principal explorar as funcionalidades da rede CAN-FD, através de simulações do trânsito de mensagens numa rede CAN-FD usando os dados de uma rede real CAN, e verificando a previsibilidade de ambas no âmbito de um protocolo que possa atender à demanda de sistemas complexos. A comparação é executada a partir de um conjunto de mensagens adicionadas na rede, para verificar os limites de transmissão de cada uma das redes, e os respectivos tempos de atraso das mensagens. Como um segundo estudo de caso, uma rede de controle em malha fechada foi desenvolvida, conectada a um barramento CAN e um barramento CAN-FD. Essa técnica de controle permitiu eliminar os ruídos que interferem no controle, e checar o limite em que o protocolo de comunicação consegue manter em uma malha de controle funcionando. Os resultados mostraram que é possível transmitir uma imensa quantidade de dados com o menor uso do busload (quantidade de mensagens transmitidas) no veículo através do uso do barramento CAN-FD, porém ainda não foi lançado no mercado um controlador do CAN-FD para realizar essa tarefa. Por outro lado, os dois protocolos, CAN-FD e CAN, tem suas previsibilidades comprometidas pois não conseguem enviar a mensagem quando o barramento está superior a 98,86% de carga. / The CAN (Controller Area Network) is a standard in the communication bus, widespread in industrial applications, particularly in automotive systems. Currently, one of the main problems in the automotive industry is that this bus is with many messages on the bus, the result of incremental incorporation of electronic systems in automobiles, since there is a greater demand for connectivity due to the demands of society and the market. Alternatively, it has been developed a new communications network, known as CAN with Flexible Data-Rate (CAN-FD), which is a bus with transmission speeds higher and higher capacity data transport information. This project\'s main objective is to explore the features of the network CAN-FD, through simulations of the traffic of messages on a CAN network FD using data from a real CAN network, and verifying the predictability both in the context of a protocol that can meet the demand complex systems. The comparison is performed from a set of messages added to the network to verify the boundaries of each of the transmission networks and the respective delay times of the messages. As a second case study, a network of closed-loop control was developed, connected to a CAN bus and CAN bus FD. This control technique has eliminated the noises that interfere with the control and check the extent that the communication protocol can keep a control loop running. The results showed that it is possible to transmit a huge amount of data with the lowest usage busload (amount of transmitted messages) to the vehicle through the use of CAN bus FD, but not yet released to market a CAN controller FD to accomplish this task . Moreover, both protocols, CAN-FD and CAN has its predictability compromised because they are unable to send the message when the bus is more than 98.86% load.