Fundamentos de Sistemas Distribuidos y Protocolo CAN Bus: Conceptos Clave

Parcial 1 - 2013: Sistemas Distribuidos y Comunicaciones

1. Ventajas e inconvenientes de un diseño de un sistema distribuido basado en un esquema de comunicación Time-Triggered vs. Event-Triggered

• Time-Triggered: Se realiza una acción en instantes de tiempo predeterminados. Su mecanismo principal se basa en el uso de un reloj.
• Event-Triggered: Las acciones se disparan cuando ocurre una variación o cambio en los inputs (entradas).

2. Diferencia entre error, defecto y fallo

• Error: Se refiere a una equivocación cometida por los programadores o desarrolladores; ocurre a nivel de Software (SW).
• Fallo: Es el mal funcionamiento de algún componente del sistema que impide el correcto funcionamiento; ocurre a nivel de Hardware (HW).
• Defecto: Es la causa de la diferencia entre la versión correcta y la versión incorrecta de un artefacto.

5. Prioridad de mensajes en el Bus CAN

¿Es cierto que el mensaje con menos "unos" es el más prioritario? No. Se utiliza el campo de arbitraje (Arbitration Field) y este realiza un control de los bits de izquierda a derecha. El mensaje que tenga el bit dominante (0) prevalece sobre el recesivo. Por lo tanto, la prioridad depende de la posición del primer bit dominante, sin importar si la trama tendrá menos "unos" en su totalidad o no.

7. Motivo de la aparición de paquetes duplicados en el Bus CAN

Cuando se produce un error de ACK, se pueden duplicar los mensajes. Esto sucede porque el dispositivo que envía el mensaje espera una confirmación; si recibe un ACK=1 (recesivo), interpreta que no ha sido recibido y vuelve a enviar el paquete, lo que genera duplicidad en los nodos que sí lo capturaron inicialmente.

9. Casos de detección de errores de comunicación en el Bus CAN

• Bus Failure: Cuando CAN High es igual a CAN Low debido a un cortocircuito.
• Bit Monitoring: Error detectado cuando el bit transmitido (Tx) es 0 y el recibido (Rx) es 1 después del campo de arbitraje (AF).
• Bit Stuffing: Se detectan 6 o más bits consecutivos con el mismo valor.
• Frame Check: Algunos bits de la trama deben estar obligatoriamente en un estado fijo (0 o 1).
• ACK Error: Si el ACK=1, significa que nadie recibió el mensaje; se reenvía el paquete, lo que puede causar duplicidad en CAN.
• CRC Error: Error en la comprobación de redundancia cíclica.

10. Ventajas del protocolo PDO sobre el protocolo SDO en CANopen

• PDO (Process Data Object): Son los mensajes propios de control y poseen alta prioridad. Tienen poco overhead y no requieren confirmación de llegada del mensaje.
• SDO (Service Data Object): Son mensajes para la configuración de dispositivos y envío de tramas grandes; poseen baja prioridad. No es tan eficiente porque necesita obligatoriamente un mensaje de confirmación.

11. Funciones del protocolo de gestión de nodos de red (Network Management - NMT)

• NMT Monitorización (Node Guarding): Sirve para consultar el estado de los nodos. Establece un esquema de comunicación de tipo maestro-esclavo.
• NMT Notificación de Vida (Heartbeat): Envía un mensaje cada cierto tiempo para indicar que el nodo está activo ("vivo"). Establece un esquema de comunicación de tipo productor-consumidor.