Volcano är namnet på det högnivåprotokoll som Volvo låtit utveckla för Can-bussen. Det skall användas i Volvos kommande bilmodeller. Förutsebara svarstider hör till de viktigaste egenskaperna.

Elektroniken får en allt viktigare roll i bilarna. Samtidigt har också de seriella databussar som används som länk mellan de elektroniska delsystemen i bilen fått ett stort uppsving.

En viktig fördel med att använda en multiplexad seriell databuss som Can är att det går att minska kablaget kraftigt. Och Can tycks ha en allmänt accepterad standard inom bilindustrin.

Men det finns ett problem med Can. När antalet delsystem som kopplas till ett Can-nät blir större och nätet mer komplicerat, då är det mycket svårt att garantera realtidsegenskaperna. Och i bilelektronik är varje millisekund dyrbar. Oförutsedda fördröjningar accepteras inte av biltillverkarna.



Kompakt realtidskärna


Volvo har gått sin egen väg för att lösa problemet. Tillsammans med det lilla engelska utvecklingsföretaget Northern Real-Time Technologies har Volvo tagit fram ett nytt högnivåprotokoll för Can, internt kallat Volcano.

Samarbetspartnern Northern Real-Time Technology är ett ungt utvecklingsföretag baserat i York, England. Ken Tindell, som tidigare bland annat varit verksam på Uppsala Universitet, har utvecklat den matematiska teori som Volcano använder sig av. Utvecklingen har pågått sedan 1994 och Volcano används nu inom Volvo i utvecklingen av nya bilmodeller. Förutom själva högnivåprotokollet Volcano, ingår ett PC-baserat konfigurationsverktyg och en mycket kompakt realtidskärna i Volvos koncept.

Volcano är öppet i den meningen att specifikationerna för protokollet kommer att finns tillgängliga för andra företag utan licenskostnader.

- Det ligger i vårt intresse att sprida systemet, främst inom fordonsindustrin. Däremot gör vi inga egna ansträngningar att sprida det till andra branscher, uppger en källa inom Volvo.

- Men visst skulle exempelvis en robottillverkare kunna ha nytta av Volcano.

Volvo har en egenutvecklad version av konfigurationsverktyget som inte är avsett för användning utanför koncernen. Utomstående företag som är intresserade av Volcano kan vända sig till Volvo Personvagnar.



Nya kretsar


Can-nätets konfiguration är avsett att lagras i flashminne i de Can-kretsar som finns i bilen. Lagring i flash ger stor flexibilitet eftersom det är enkelt att göra förändringar. Kravet på totalt minnesutrymme i styrkretsarna är minst 64 kbit.

Motorola presenterade nyligen nya Can-försedda versioner av 8-bitars familjen 68HC08. De kretsarna har utvecklats tillsammans med Volvo. (Se Elektroniktidningen 15/96 s 4) Volcano är dock inte knutet till någon viss bestämd familj av styrkretsar.

I dagsläget kan Volcano användas med Can-styrkretsar från bland annat Intel och Motorola (msCAN och Toucan).

Hög tillförlitlighet är biltillverkarnas viktigaste krav på bilelektroniken.

Men på ett Can-nät i en bil skall enheter från olika underleverantörer existera tillsammans. Det kan vara styrenheter till fönsterhissar, elektriska backspeglar, klimatsystem med mera.

Ju fler deltagare som finns på nätet, desto större är riskerna för programvarufel och oförutsedda kollisioner mellan meddelanden.

Bussen Can använder sig av så kallad broadcast-teknik. Det finns ingen överordnad enhet, utan alla deltagare på nätet kan tala med alla andra. Genom att låta olika deltagare sända med olika prioritet och genom att varje enhet kan filtrera bort meddelanden som inte är relevanta går det att bygga upp fungerande nät.

Men i vissa situationer kan trafiken ändå bli allt för tät. Det kan bli överbelastning och då tar det oacceptabelt lång tid för ett meddelande att nå fram till adressaten.

När ett Can-nät konfigureras med Volcano anger konstruktörerna därför längsta tillåtna fördröjning för varje enskild signal. Volcano garanterar sedan att tiderna verkligen hålls. En signal kan exempelvis vara hastighetsinformation eller ett kommando som "veva upp bakrutan".

En fördel med att konfigurera nätet på en hög nivå är att konstruktörerna inte behöver befatta sig med detaljer på datalänknivå, som val av identifieringsnummer eller vilken bitlängd som olika Can-telegram ("frame") skall ha.

Ytterligare en fördel är att det är lätt att göra förändringar och införa nya deltagare på nätet. Konfigurationen görs i så fall om. Den modifierade programvaran laddas sedan åter ner i nätet. Nätkonfigurationen lagras i flashminnen i alla Can-styrkretsar på nätet.



Även för underleverantörer


Både biltillverkare och underleverantörer använder sig av samma konfigureringsverktyg. Underleverantören står för de data som används i styrningen av det delsystem man själv levererar. Biltillverkaren står för övergipande nätverksdata. Utgångspunkten är en specifikation som båda gemensamt har kommit överens om.

Det finns ett antal olika högnivåprotokoll för Canbussen. Inom fordonsindustrin existerar en standard kallad J1939 för tyngre fordon som lastbilar och bussar. Ett konsortium kallat OSEK med tyska biltillverkare runt Bosch utvecklar dessutom ett eget högnivåprotokoll för Can-bussen. På Volvo menar man dock att både J1939 och OSEK har svårigheter förutse svarstider i Canbaserade nät.

Mats Udikas