گذرگاه CAN یک پروتکل ارتباطی است که در برنامه های کاربردی کنترل صنعتی و خودرو استفاده می شود که به حداکثر سرعت انتقال 1 مگابیت در ثانیه محدود می شود. محدودیت سرعت اتوبوس CAN از هدف و ویژگی های فنی طراحی آن نشات می گیرد. دلایل محدود کردن گذرگاه CAN به حداکثر سرعت 1 مگابیت در ثانیه به تفصیل در زیر مورد بحث قرار گرفته است.
ابتدا هدفی که گذرگاه CAN برای آن طراحی شده است حداکثر سرعت آن را تعیین می کند. باس CAN برای پاسخگویی به نیازهای خاص حوزه های کنترل صنعتی و خودرو طراحی شده است. در این زمینه ها، گذرگاه CAN عمدتاً برای انتقال{2} اطلاعات کنترل زمان واقعی و داده های حسگر به جای مقادیر زیاد داده استفاده می شود. بنابراین،-عملکرد زمان واقعی یک عامل مهمتر از-انتقال داده با سرعت بالا است. گذرگاه CAN به گونهای طراحی شده است که بتواند دادهها را بهطور پایدار در محیطهای- با نویز بالا منتقل کند، که برای کنترل صنعتی و برنامههای خودرو بسیار مهم است.
ثانیا، پروتکل لایه فیزیکی و ویژگی های الکتریکی گذرگاه CAN نیز سرعت آن را محدود می کند. گذرگاه CAN از کابل جفت پیچ خورده-به عنوان رسانه انتقال استفاده میکند که قابلیت ضد{2}}تداخل را تضمین میکند و در عین حال سرعت انتقال را محدود میکند. نرخ انتقال تحت تأثیر تلفات انتقال کابل و تأخیر انتشار سیگنال است. از آنجایی که باس CAN با در نظر گرفتن ایمنی نویز طراحی شده است، از سرعت انتقال آهسته تر برای متعادل کردن ثبات و فاصله انتقال استفاده می شود.
علاوه بر این، ساختار پروتکل گذرگاه CAN نیز بر حداکثر سرعت آن تأثیر میگذارد. گذرگاه CAN از مکانیسم تشخیص تضاد و اولویتبندی غیرمخرب{1} استفاده میکند، به این معنی که چندین گره میتوانند همزمان داده ارسال کنند و میتوانند به صورت خودکار دادهها را در صورت تداخل ارسال کنند. این مکانیسم تشخیص تضاد و حل اولویت تاخیر انتقال را افزایش می دهد که حداکثر نرخ انتقال را محدود می کند.
یکی دیگر از عوامل محدود کننده قدرت پردازش کنترل کننده های CAN باس است. کنترل کننده های موجود در گذرگاه CAN وظیفه رسیدگی به ارسال و دریافت فریم های داده و انجام تشخیص و تصحیح خطا را بر عهده دارند. از آنجایی که گذرگاه CAN نیازمند زمان واقعی{2}}است، کنترل کننده باید قدرت پردازش کافی برای رسیدگی به داده ها و پاسخگویی به درخواست های سایر گره ها را به موقع داشته باشد. نرخهای انتقال بالاتر ممکن است کنترلکننده را بیش از حد بارگذاری کند، که منجر به افزایش تأخیر در انتقال یا حتی برآورده نشدن{4}}نیازهای زمانی واقعی میشود.
در نهایت، عوامل هزینه و سررسید باید در نظر گرفته شود. افزایش نرخ انتقال باس CAN هزینه سخت افزار و نرم افزار را افزایش می دهد که ممکن است راه حل عملی برای بخش های کنترل صنعتی و خودرو نباشد. علاوه بر این، گذرگاه CAN، به عنوان یک پروتکل ارتباطی بالغ، به طور گسترده در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار گرفته است، و افزایش نرخ انتقال ممکن است نیاز به طراحی مجدد سخت افزار و بازنویسی نرم افزار داشته باشد، که ممکن است مشکلات سازگاری و پایداری جدیدی را ایجاد کند.
به طور خلاصه، محدودیت حداکثر سرعت انتقال باس CAN به 1Mbps عمدتاً بر اساس در نظر گرفتن جامع عوامل مختلف مانند هدف طراحی، پروتکل لایه فیزیکی، ساختار پروتکل، قابلیت پردازش کنترلر و همچنین هزینه و بلوغ است. با وجود سرعت نسبتاً آهستهاش، باس CAN هنوز به طور گسترده در زمینههای کنترل صنعتی و خودرو استفاده میشود زیرا میتواند نیازهای{2}}زمان واقعی و قابلیت اطمینان را برآورده کند. با تکامل فناوریهای ارتباطی جدید، جایگزینهای نرخ سریعتر ممکن است ظاهر شوند، اما گذرگاه CAN در حال حاضر یکی از پروتکلهای ارتباطی ترجیحی در این زمینهها باقی مانده است.