UART vs. CAN-Bus

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo die Runde,

vielleicht ist hier jemand dabei, der mir helfen kann.
Es geht um die Bewertung von UART und CAN-BUS im Bezug auf funktionale Sicherheit.

Es sollen Sicherheitsfunktionen im Gerät weitergeleitet werden und für mich stellt sich nun die Frage: Gibt es irgendwo Unterlagen, aus denen ersichtlich ist, dass z.B. CAN-Bus gegenüber UART zu bevorzugen sei, da die Ausfallwahrscheinlichkeit geringer ist (oder so ähnlich)

Bin immer noch am Normen durchgraben, aber wenn es um Kommunikation geht, bin ich immer noch nicht fündig geworden.

Merci,
Abakus

#2

Hallo Abakus,

vielleicht ist hier jemand dabei, der mir helfen kann.
Es geht um die Bewertung von UART und CAN-BUS im Bezug auf
funktionale Sicherheit.

Es sollen Sicherheitsfunktionen im Gerät weitergeleitet werden
und für mich stellt sich nun die Frage: Gibt es irgendwo
Unterlagen, aus denen ersichtlich ist, dass z.B. CAN-Bus
gegenüber UART zu bevorzugen sei, da die
Ausfallwahrscheinlichkeit geringer ist (oder so ähnlich)

Irgendwie bekomme ich deine Frage nicht so ganz auf die Reihe.

Beim CAN-BUS ist alles genormt, von der Parallel-Serielumsetzung, über den Bus zum Übertragungsprotokoll.

Ein UART definiert nur die Parallel-Serielumsetzung, über den ganzen Rest macht der Begriff keinerlei Aussagen!

Theoretisch ist der CAN-Controller etwas komplexer als ein UART, wäre also aus Hardwaresicht etwas anfälliger. Allerdings spielt das bei der heutigen IC-Technologie kaum eine Rolle mehr.
Bei einem UART liegen mehr Sicherungselemente in der Software, es kommt also auch sehr darauf an, wie das Ganze verifiziert wird.

Allerdings hatte ich vor etwa 20 Jahren plötzlich grössere Probleme mit der 16450-UART-Familie. Schuld war der damalige Die-Shrink von NS und chipinternen Störungen durch die höhere Schaltgeschwindigkeit. Das Problem wurde dann von NS durch eine kleine Designänderung behoben.

MfG Peter(TOO)

#3

sorry, wenn es unklar formuliert war, wollte nicht zu weit ausholen :wink:. und schon mal merci fürs Antworten.

es geht darum, dass nach IEC 61508 die betrachtung beim Sensor beginnt und beim Aktor endet. Also so ziemlich alles umfasst, was dazwischen liegt. Also auch die Kommunikation in Form von z.B. UART oder CAN-Bus.

Theoretisch ist der CAN-Controller etwas komplexer als ein UART, wäre also aus Hardwaresicht etwas anfälliger. Allerdings spielt das bei der heutigen IC-Technologie kaum eine Rolle mehr.
Bei einem UART liegen mehr Sicherungselemente in der Software, es kommt also auch sehr darauf an, wie das Ganze verifiziert wird. … mehr auf http://w-w-w.ms/a4akeg

Damit drückst Du meine Misere ganz gut aus. Wie kann ich das Ganze normgerecht (also primär nach IEC 61508) abschätzen und eine brauchbare Aussage tätigen, welche Art nun in Sachen Sicherheit zu bevorzugen ist?
Gibt es Untersuchungen dazu? Erfahrungsplattformen, wo Ausfälle/Störungen von UART und CAN-Bus miteinander verglichen wurden?

Merci

#4

Hallo Fragewurm,

es geht darum, dass nach IEC 61508 die betrachtung beim Sensor
beginnt und beim Aktor endet. Also so ziemlich alles umfasst,
was dazwischen liegt. Also auch die Kommunikation in Form von
z.B. UART oder CAN-Bus.

Tja, du vergleichst aber Äpfel mit Birnen.

Um vergleichen zu können, musst du ein konkretes Datenprotokoll, welches über ein UART geht, mit dem CAN-BUS vergleichen …

Beim UART macht es schon einen Unterschied ob das Parity-Bit ein- oder ausgeschaltet ist.
Die Störempfindlichkeit ist auch unterschiedlich, wenn V.24 oder RS-482-Treiber verwendet werden. Und es gibt noch jede Menge andere Möglichkeiten die Übertragungsstrecke auszuführen…
Und dann noch das verwendet Kabel …

Also, du musst ein System nehmen, welches ALLE Ebenen definiert, wie das beim CAN-BUS auch der Fall ist, um vergleichen zu können!

MfG Peter(TOO)

#5

Hallo,

es geht darum, dass nach IEC 61508 die betrachtung beim Sensor
beginnt und beim Aktor endet. Also so ziemlich alles umfasst,
was dazwischen liegt. Also auch die Kommunikation in Form von
z.B. UART oder CAN-Bus.

Wie schon geschrieben, sind das Äppe und Birnen.
CAN-BUS definiert alles von physial Layer über Protokoll
bis zu Inhalten.

UART ist erst mal nur eine übliche Funktion eines Controllers
zur rein logischen Umsetzung diverser serieller Schnittstellen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Universal_Asynchronous_…

Ob du daraus eine RS232, RS422, RS485 oder sonst was machst,
und welches Protokoll du verwendest z.B. das von ModBUS,
FF-BUS, ProfiBUS, HartBUS oder wie bei uns Cola-B oder
sonst was damit realisierst und welche Baudraten du mit
welchen Schnittstellenparametern einstellst ist ungeklärt.

Es ist nicht mal geklärt, welche physikalische Übertragungs-
strecke du verwendest (Kabel mit galv. Trennung oder nicht,
Kabel mit Differenziellen Leitungen oder nicht, Glasfaser,
Funk, akustisch oder Licht oder sonst was ist ungeklärt.
Auch Übertragungslängen und Kosten sind unbekannt.

Damit drückst Du meine Misere ganz gut aus. Wie kann ich das
Ganze normgerecht (also primär nach IEC 61508) abschätzen und
eine brauchbare Aussage tätigen, welche Art nun in Sachen
Sicherheit zu bevorzugen ist?

So formale Herangehensweisen ohne konkrete Kenntnis der
konkreten Bedingungen sind witzlos.

Was aber den CAN-BUS auszeichnet, ist seine Echtzeitfähigkeit
auf Grund der speziellen BUS-Arbitration mit Prioritäten-
steuerung.

Gibt es Untersuchungen dazu? Erfahrungsplattformen, wo
Ausfälle/Störungen von UART und CAN-Bus miteinander verglichen
wurden?

Das hieße, CAN-BUS mit 1000 anderen Varianten zu vergleichen.
Gruß Uwi