ISO 11783-4:2001
(Main)Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control and communications data network — Part 4: Network layer
Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control and communications data network — Part 4: Network layer
Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de commande et de communication de données en série — Partie 4: Couche réseau
La présente partie de l'ISO 11783 spécifie un réseau de commande et de communication de données en série pour les tracteurs forestiers ou agricoles et les équipements portés, semi-portés, remorqués ou autotractés. Elle vise à normaliser la méthode et le format du transfert de données entre capteurs, actionneurs, dispositifs de commande, unités de stockage et d'affichage de données, que ces éléments soient montés sur le tracteur ou l'équipement, ou qu'ils en soient un composant. La présente partie de l'ISO 11783 décrit la couche réseau, qui définit les conditions requises et les services nécessaires à la communication entre unités de commande électroniques (UCE) se trouvant sur différents segments du réseau ISO 11783. Les différents types d'unités d'interconnexion réseau sont définis dans la présente partie de l'ISO 11783.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11783-4
First edition
2001-05-01
Tractors and machinery for agriculture and
forestry — Serial control and
communications data network —
Part 4:
Network layer
Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de commande et
de communication de données en série —
Partie 4: Couche réseau
Reference number
ISO 11783-4:2001(E)
©
ISO 2001
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ISO 11783-4:2001(E)
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Printed in Switzerland
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ISO 11783-4:2001(E)
Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Description .2
3.1 Role of the network interconnection unit.2
3.2 Role of the network layer .2
4 Requirements.3
4.1 Network interconnection unit.3
4.2 Network topology.5
4.3 Network addressing .5
4.4 Proprietary messages .5
5 Network interconnection unit functions.5
5.1 Forwarding .5
5.2 Filtering.6
5.3 Address translation .6
5.4 Message repackaging .6
5.5 Database management.6
6 Types of network interconnection unit .12
6.1 Repeater.12
6.2 Bridge.12
6.3 Router .12
6.4 Gateway .13
6.5 Tractor ECU.13
Bibliography.14
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ISO 11783-4:2001(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
International Standard ISO 11783-4 was prepared by Technical Committee ISO/TC 23, Tractors and machinery for
agriculture and forestry, Subcommittee SC 19, Agricultural electronics.
ISO 11783 consists of the following parts, under the general title Tractors and machinery for agriculture and
forestry — Serial control and communications data network:
— Part 1: General standard for mobile data communication
— Part 2: Physical layer
— Part 3: Data link layer
— Part 4: Network layer
— Part 5: Network management
— Part 6: Virtual terminal
— Part 7: Implement messages application layer
— Part 8: Power train messages
— Part 9: Tractor ECU
— Part 10: Task controller and management information system data interchange
— Part 11: Data dictionary
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ISO 11783-4:2001(E)
Introduction
[1]
Parts 1 to 11 of ISO 11783 specify a communications system for agricultural equipment based on the CAN 2.0 B
protocol. SAE J 1939 documents, on which parts of ISO 11783 are based, were developed jointly for use in truck
and bus applications and for construction and agricultural applications. Joint documents were completed to allow
electronic units that meet the truck and bus SAE J 1939 specifications to be used by agricultural and forestry
[2]
equipment with minimal changes. This part of ISO 11783 is harmonized with SAE J 1939/31 . General
information on ISO 11783 is to be found in ISO 11783-1.
The purpose of ISO 11783 is to provide an open interconnected system for on-board electronic systems. It is
intended to enable electronic control units (ECUs) to communicate with each other, providing a standardized
system.
The International Organization for Standardization (ISO) draws attention to the fact that it is claimed that
compliance with this part of ISO 11783 may involve the use of a patent concerning the controller area network
(CAN) protocol referred to throughout the document.
ISO takes no position concerning the evidence, validity and scope of this patent.
The holder of this patent right has assured ISO that he is willing to negotiate licences under reasonable and non-
discriminatory terms and conditions with applicants throughout the world. In this respect, the statement of the
holder of this patent right is registered with ISO. Information may be obtained from:
Robert Bosch GmbH
Wernerstrasse 51
Postfach 30 02 20
D-70442 Stuttgart-Feuerbach
Germany
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 11783 may be the subject of
patent rights other than those identified above. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such
patent rights.
© ISO 2001 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11783-4:2001(E)
Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial
control and communications data network —
Part 4:
Network layer
1 Scope
This part of ISO 11783 specifies a serial data network for control and communications on forestry or agricultural
tractors and mounted, semi-mounted, towed or self-propelled implements. Its purpose is to standardize the method
and format of transfer of data between sensor, actuators, control elements, and information-storage and -display
units, whether mounted on, or part of, the tractor or implement. This part of ISO 11783 describes the network layer,
which defines the requirements and services needed for communication between electronic control units (ECUs) in
different segments of the ISO 11783 network. The various types of network interconnection unit are defined in this
part of ISO 11783.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 11783. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 11783 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain
registers of currently valid International Standards.
1)
ISO 11783-1:— , Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control and communications data
network — Part 1: General standard for mobile data communication
ISO 11783-3:1998, Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control and communications data
network — Part 3: Data link layer
ISO 11783-5, Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control and communications data
network — Part 5: Network management
1) To be published.
© ISO 2001 – All rights reserved 1
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ISO 11783-4:2001(E)
3 Description
3.1 Role of the network interconnection unit
3.1.1 Message transfer
3.1.1.1 General
When multiple segments exist in a network, the network interconnection unit provides the means of transferring
messages from one segment to another. The unit transfers individual message frames between two or more nodes,
of which there is one per segment.
3.1.1.2 Depending on its type (see 3.2 and clause 6), the interconnection unit can perform one or more of the
following message-transfer tasks:
� forwarding (5.1)
� filtering (5.2)
� address translation (5.3)
� repackaging (5.4).
3.1.1.3 There are three main performance criteria for determining the suitability of a network interconnection
unit for a given application.
a) Maximum number of messages guaranteed to be forwarded per second: if exceeded due to average or peak
bus loads, messages can be lost.
b) Maximum number of messages guaranteed to be filtered per second: if exceeded due to the number of entries
in the database, messages can be excessively delayed.
c) Maximum transit delay: used to determine the worst-case latency for a message transmitted by one ECU and
received by another ECU in another bus segment.
3.1.2 Database management
The network interconnection unit can also support bridge and database management (5.5), enabling access to, and
configuration of, internal databases within the interconnection unit itself.
EXAMPLE Although a bridge separates two media segments and the message traffic on each, the network will still be
considered a single network in terms of its address space and identifiers, thanks to the communication made possible by the
interconnection unit.
3.1.3 Other network layer functions
Network interconnection units can perform other functions beyond those defined in this part of ISO 11783, as
provided by the supplier or as dictated by the network configuration. ISO 11783-1 gives examples of these other
functions.
3.2 Role of the network layer
The main role of the network layer is management of the transfer of messages between segments. The network
layer includes a number of different types of network interconnection unit, which, depending on the functions
required, can provide these services:
� the repeater forwards the messages (6.1);
� the bridge (6.2) filters messages and manages the message-filter database;
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� the router (6.3) uses address translation to enable a network segment to appear as a single ECU to other parts
of the network;
� the gateway (6.4) repackages parameters into different messages for easier transfer, reception and interpretation
by ECUs;
� a special network interconnection unit, the tractor ECU, connects the implement and tractor buses on a tractor
[4]
or self-propelled implement (see Figure 1, 4.1.3 and ISO 11783-9 ).
As well as these message-transfer functions, the network layer gives access to, and allows configuration of
databases within, the network interconnection unit (3.1.2, 5.5, and ISO 11783-1).
NOTE The network interconnection unit can also participate in the address-claim procedure on behalf of ECUs in a
subnetwork (ISO 11783-5). However, because the use of a router or gateway for interfacing with a proprietary subnetwork is
application-dependent, it is not defined in ISO 11783. Specific implementations may be developed by the component
manufacturer, subsystem supplier or the OEM (original equipment manufacturer).
Figure 1 illustrates the topology of a typical network in agriculture and forestry that uses serial control and
communications data network interconnection units. The maximum number of nodes per implement is specified in
ISO 11783-1.
4 Requirements
4.1 Network interconnection unit
4.1.1 General requirements
4.1.1.1 The network interconnection unit shall provide guaranteed filtering and forwarding rates.
4.1.1.2 It shall not exceed the maximum transit-delay values.
4.1.1.3 In order to avoid excessive delays, the order in which a frame is received on one node and transmitted
to another shall follow its given priority.
4.1.1.4 The network interconnection unit shall forward messages having a higher priority before forwarding
those of a lower priority.
4.1.1.5 It shall forward the messages, according to their given priority, in the same order as they are received.
4.1.1.6 A simple first-in-first-out (FIFO) message queue shall not be used.
4.1.1.7 The network interconnection unit shall not go “bus off” when forwarding an address-claimed message
or when contention occurs.
4.1.2 General recommendations
4.1.2.1 The network interconnection unit should provide the capability to read and modify the filter database.
4.1.2.2 It should support database management by providing standard access for configuration of message
forwarding, filtering, address translation and repackaging, as they pertain to bridge, router or gateway
management, accordingly.
4.1.2.3 When in operation, the network interconnection unit should be transparent to any ECU on the network.
4.1.2.4 The transport protocol should be used whenever a message length is greater than 8 bytes.
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ISO 11783-4:2001(E)
Figure 1 — Typical ISO 11783 network
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ISO 11783-4:2001(E)
4.1.3 Tractor ECU
There shall be a special type of network interconnection unit, the tractor ECU, located between the tractor’s power-
train and implement segments, which shall provide isolation and protect the power-train segment. Similar to a
gateway, the tractor ECU represents the tractor to any other ECU on the implement network (see Figure 1).
4.2 Network topology
The system network topology (5.5.5) shall be constructed so that there is only one path between ECUs.
NOTE Although this part of ISO 11783 does not require that network loops be detected or duplicate messages be
prevented from being generated or replicated indefinitely, it is the responsibility of the OEM to ensure there are no loops in the
network. Redundant bus segments for fault tolerance can be used, but the provision of mechanisms for detecting, selecting and
automatically reconfiguring the message routing path is the responsibility of the network interconnection unit supplier.
4.3 Network addressing
The data link layer of the network (ISO 11783-3) provides for 255 source addresses. The theoretical number of
controllers permitted on the network is 254 when the null and global addresses are not used. Where there is no
network interconnection unit, the electrical loading on the bus from each ECU can restrict this number.
4.4 Proprietary messages
The network shall allow for proprietary messages to reside directly on the tractor-implement segment. If bus traffic
and latency pose a problem, a separate segment should be used to handle these messages. The supplier of this
segment and its related ECUs shall provide the router function within one of the ECUs.
[1]
All ECUs on the tractor-implement segment shall support CAN 2.0B , which defines 29-bit identifiers.
[1]
Subnetworks may support either CAN 2.0B or CAN 2.0A with 11-bit identifiers. However, in these cases, a router
or gateway shall exist to selectively permit the transfer of messages between the two segments, and, because
ISO 11783 does not utilize 11-bit identifiers, to perform any needed diagnostics on the subnetwork.
OEMs and suppliers are responsible for using such identifiers, as there are no means of assuring the assignment
of unique identifiers. A CAN 2.0B 11-bit subnetwork can reside on the same segment as the ISO 11783 network.
Nevertheless, bus loading and reliability issues will have to be considered.
5 Network interconnection unit functions
5.1 Forwarding
A network interconnection unit transfers individual message frames between two or more nodes (one node for each
network segment). The order of frames received on one node and transmitted on another shall be preserved for a
given priority level. A network interconnection unit shall forward all queued messages of a higher priority before
those of a lower priority. Otherwise, all messages being forwarded to a specific node could be excessively delayed.
A simple FIFO queue shall not be used to meet this requirement.
When a network interconnection unit forwards (6.1 and 6.2) a message to another segment, it uses an address
identical to that of the originator of the message. Ordinarily, this will not cause arbitration problems, as the unit will
not retransmit the message to the segment it originally came from and, moreover, the addresses are unique on a
given ISO 11783 network.
The sole exception is when an address-claim message is forwarded to a segment in which another ECU is
simultaneously claiming the same address. In such a low-probability situation, the network interconnection unit
shall be able to detect a bus error when transmitting the message and stop the automatic retransmission sequence
within the CAN controller chip. Otherwise, the network interconnection unit will experience multiple collisions and
go “bus off”, thereby preventing other messages from being forwarded until the network interconnection unit is able
to recover from the bus off condition.
© ISO 2001 – All rights reserved 5
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ISO 11783-4:2001(E)
A network interconnection unit may begin to forward messages from one segment to another before it has claimed
an address (i.e. it will not perform address translations) if it is simply acting as a repeater or bridge.
NOTE Until a network interconnection unit has completed a power up and self test (POST) sequence and connected it to
the network, the subnetwork and the ECUs connected to it cannot receive other messages.
5.2 Filtering
5.2.1 Block mode
In block filter mode (0), the network interconnection unit shall default to forwarding all messages (6.2). Bus
utilization (traffic) may be higher on each bus segment,
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11783-4
Première édition
2001-05-01
Tracteurs et matériels agricoles et
forestiers — Réseaux de commande et
de communication de données en série —
Partie 4:
Couche réseau
Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control and
communications data network —
Part 4: Network layer
Numéro de référence
ISO 11783-4:2001(F)
©
ISO 2001
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ISO 11783-4:2001(F)
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Imprimé en Suisse
ii © ISO 2001 – Tous droits réservés
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ISO 11783-4:2001(F)
Sommaire Page
Avant-propos.iv
Introduction.v
1 Domaine d'application.1
2Références normatives .1
3 Description .2
3.1 Rôle de l'unité d'interconnexion réseau.2
3.2 Rôle de la couche réseau.2
4 Exigences .3
4.1 Unité d'interconnexion réseau .3
4.2 Topologie du réseau.5
4.3 Adressage sur le réseau .5
4.4 Messages propriétaires.5
5 Fonctions de l'unité d'interconnexion réseau .5
5.1 Transmission.5
5.2 Filtrage .6
5.3 Translation d'adresses.6
5.4 Reconditionnement de messages.7
5.5 Gestion de base de données.7
6Typesd’unité d’interconnexion réseau.12
6.1 Répéteur .12
6.2 Pont .12
6.3 Routeur .13
6.4 Passerelle .13
6.5 UCE du tracteur.14
Bibliographie .15
© ISO 2001 – Tous droits réservés iii
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ISO 11783-4:2001(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiéeaux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude aledroit de fairepartie ducomité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
La Norme internationale ISO 11783-4 a étéélaborée par le comité technique ISO/TC 23, Tracteurs et matériels
agricoles et forestiers, sous-comité SC 19, Électroniqueenagriculture.
L'ISO 11783 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Tracteurs et matériels agricoles et
forestiers — Réseaux de commande et de communication de données en série:
— Partie 1: Système normalisé général pour les communications de données avec les équipements mobiles
— Partie 2: Couche physique
— Partie 3: Couche liaison de données
— Partie 4: Couche réseau
— Partie 5: Gestion du réseau
— Partie 6: Terminal virtuel
— Partie 7: Mise en œuvre de couche d'application de messages
— Partie 8: Messages de groupe motopropulseur
— Partie 9: Unité de commande électronique du tracteur
— Partie 10: Contrôleur de tâches et système de gestion pour échange de données
— Partie 11: Dictionnaire de données
iv © ISO 2001 – Tous droits réservés
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ISO 11783-4:2001(F)
Introduction
L'ISO 11783, qui comprend 11 parties, spécifieunsystème de communication destiné aux matériels agricoles
[1]
basés sur le protocole CAN 2.0 B . Les documents SAE J 1939, sur lesquels certaines parties de l'ISO 11783
sont basées, ont étéélaborés conjointement pour une utilisation dans des applications de camions et de bus, ainsi
que pour des applications de construction et d'agriculture. Les documents joints ont étéélaborés pour permettre
l'utilisation, par des matériels agricoles et forestiers, d’unités électroniques conformes aux spécifications
SAE J 1939 relatives aux camions et aux bus, sans que des modifications majeures soient nécessaires. La
[2]
présente partie de l'ISO 11783 est harmoniséesur les spécifications SAE J 1939/31 . Les informations d'ordre
général concernant l'ISO 11783 se trouvent dans l'ISO 11783-1.
L'objectif de l'ISO 11783 est de proposer un système ouvert pour les systèmes électroniques embarqués
interconnectés. Elle vise à permettre la communication entre unités de commande électroniques, en proposant un
système normalisé.
L'Organisation internationale de normalisation (ISO) appelle l'attention sur le fait qu'il est déclaré que la conformité
avec les dispositions de la présente partie de l'ISO 11783 peut impliquer l'utilisation d'un brevet intéressant le
protocole CAN («controller area network») auquel il est fait référence dans ce document.
L'ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à la portée de ces droits de propriété.
Le détenteur de ces droits de propriété a donné l'assurance à l'ISO qu'il consent à négocier des licences avec des
demandeurs du monde entier, à des termes et conditions raisonnables et non discriminatoires. À ce propos, la
déclaration du détenteur des droits de propriété est enregistrée à l'ISO. Des informations peuvent être demandées
auprèsde
Robert Bosch GmbH
Wernerstrasse 51
Postfach 30 02 20
D-70442 Stuttgart-Feuerbach
Allemagne
L'attention est d'autre part appelée sur le fait que certains des éléments de la présente partie de l'ISO 11783
peuvent faire l'objet de droits de propriété autres que ceux qui ont été mentionnés ci-dessus. L'ISO ne saurait être
tenue pour responsable de l'identification de ces droits de propriété en tout ou partie.
© ISO 2001 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 11783-4:2001(F)
Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de
commande et de communication de données en série —
Partie 4:
Couche réseau
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 11783 spécifie un réseau de commande et de communication de données en série
pour les tracteurs forestiers ou agricoles et les équipements portés, semi-portés, remorqués ou autotractés. Elle
vise à normaliser la méthode et le format du transfert de données entre capteurs, actionneurs, dispositifs de
commande, unités de stockage et d'affichage de données, que ces éléments soient montés sur le tracteur ou
l’équipement, ou qu’ils en soient un composant. La présente partie de l'ISO 11783 décrit la couche réseau, qui
définit les conditions requises et les services nécessaires à la communication entre unités de commande
électroniques (UCE) se trouvant sur différents segments du réseau ISO 11783. Les différents types d'unités
d'interconnexion réseau sont définis dans la présente partie de l'ISO 11783.
2Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 11783. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 11783 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
1)
ISO 11783-1:— , Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de commande et de communication de
données en série — Partie 1: Système normalisé général pour les communications de données avec les
équipements mobiles
ISO 11783-3:1998, Tracteurs et machines agricoles et forestiers — Réseaux de commande et de communication
de données en série — Partie 3: Couche liaison de données
ISO 11783-5, Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de commande et de communication de
données en série — Partie 5: Gestion du réseau
1) À publier.
© ISO 2001 – Tous droits réservés 1
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ISO 11783-4:2001(F)
3 Description
3.1 Rôle de l'unité d'interconnexion réseau
3.1.1 Transfert de message
3.1.1.1 Généralités
Quand il existe plusieurs segments dans un réseau, l'unité d'interconnexion réseau permet le transfert de
messages d'un segment vers un autre. L'unité transfère des trames de messages individuelles entre deux nœuds
ou davantage; il y a un nœud par segment.
3.1.1.2 Selon son type (voir 3.2 et article 6), l'unité d'interconnexion peut assurer une ou plusieurs des tâches
de transfert de message suivantes:
� transmission (5.1)
� filtrage (5.2)
� translation d'adresses (5.3)
� reconditionnement (5.4).
3.1.1.3 Il existe trois critères de performance principaux pour déterminer l'adaptation d’une unité
d’interconnexion réseau à une application donnée.
a) Le nombre maximal de messages dont la transmission est garantie par seconde: si cette vitesse est dépassée
en raison des charges moyennes ou de crête du bus, des messages peuvent être perdus.
b) Le nombre maximal de messages dont le filtrage est garanti par seconde: si cette vitesse est dépasséeen
raison du nombre d’entrées dans la base de données, des messages peuvent prendre un retard excessif.
c) Le délai de transit maximal: utilisé pour déterminer le temps d’attente, dans le cas le plus défavorable, d'un
message transmis par une UCE et reçu par une autre UCE sur un segment de bus différent.
3.1.2 Gestion de bases de données
L’unité d’interconnexion réseau peut également prendre en charge la gestion de ponts et de bases de données
(5.5), afin de permettre l'accèsauxbasesdedonnées internes, et leur configuration, dans l’unité d’interconnexion.
EXEMPLE Bien qu'un pont isole deux segments de média et le trafic de messages sur chaque segment, le réseau reste
considéré comme un seul et même réseau, en termes d'espace d'adressage et d'identificateurs, grâce à la communication
rendue possible par l’unité d’interconnexion.
3.1.3 Autres fonctions de la couche réseau
Les unitésd’interconnexion réseau peuvent exécuter d’autres fonctions, au-delà de celles définies dans la
présente partie de l’ISO 11783, telles qu’indiquées par le fournisseur ou telles que dictées par la configuration du
réseau. L’ISO 11783-1 donne des exemples de ces autres fonctions.
3.2 Rôle de la couche réseau
Le rôle principal de la couche réseau est la gestion du transfert de messages entre les segments. La couche
réseau comporte un nombre de types différents d'unités d'interconnexion réseau qui, selon les fonctions requises,
peuvent fournir les services suivants:
� le répéteur transmet les messages (6.1);
� le pont (6.2) filtre les messages et gère la base de données de filtres de messages;
� le routeur (6.3) permet, par translation d'adresses, qu’un segment de réseau apparaisse sous la forme d'une
UCE unique par rapport aux autres portions du réseau;
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� la passerelle (6.4) reconditionne les paramètres en différents messages pour faciliter le transfert, la réception
et l'interprétation par les UCE;
� une unité d'interconnexion réseau particulière, l’UCE du tracteur, connecte le bus équipement et le bus
[4]
tracteur à un tracteur ou à un équipement autotracté (voir Figure 1, 4.1.3 et l'ISO 11783-9 ).
Outre ces fonctions de transfert de messages, la couche réseau donne accès aux bases de données,etpermetla
configuration de ces bases, au sein d'unités d'interconnexion réseau (3.1.2, 5.5, et ISO 11783-1).
NOTE L'unité d'interconnexion réseau peut aussi prendre part à la procédure de revendication d'adresses sur ordre des
UCE sur un sous-réseau (ISO 11783-5). Toutefois, dans la mesure où l'utilisation d'un routeur ou d'une passerelle pour
l'interface avec un sous-réseau propriétaire est fonction des applications employées, elle n'est pas définie dans l'ISO 11783.
Des mises en œuvre spécifiques peuvent être développées par le constructeur de composants, le fournisseur de sous-
systèmes ou le constructeur OEM («original equipment manufacturer»).
La Figure 1 illustre la topologie d'un réseau type, dans les domaines agricole et forestier, utilisant des unités
d'interconnexion réseau de données de commandes et de communications en série. Le nombre maximal de
nœuds par équipement est spécifié dans l'ISO 11783-1.
4 Exigences
4.1 Unité d'interconnexion réseau
4.1.1 Exigences générales
4.1.1.1 L'unité d'interconnexion réseau doit fournir une vitesse de filtrage et une vitesse de transmission
garanties.
4.1.1.2 Elle ne doit pas excéder les valeurs de délai de transit maximales.
4.1.1.3 Afin d'éviter des retards excessifs, l'ordre des trames reçues sur un nœud et transmises sur un autre
nœud doit suivre sa priorité donnée.
4.1.1.4 L'unité d'interconnexion réseau doit transmettre les messages possédant un haut degré de priorité
avant ceux possédant un faible degré de priorité.
4.1.1.5 Elle doit transmettre les messages, selon leur priorité donnée, dans l'ordre où ils sont reçus.
4.1.1.6 On ne doit pas recourir à une simple file d'attente de messages «premier entré, premier sorti» (FIFO).
4.1.1.7 L'unité d'interconnexion réseau ne doit pas rompre une interconnexion en cas de transmission d'un
message de revendication d'adresse ou de conflit.
4.1.2 Recommandations générales
4.1.2.1 Il convient que l'unité d'interconnexion réseau offre la possibilité de lire et de modifier la base de
données de filtres.
4.1.2.2 Il convient que la fonction de gestion de base de données soit prise en charge pour permettre un
accès standard en vue de la configuration de transmission de messages, de filtrage, de translation d’adresses et
de reconditionnement de messages, ces différents aspects étant liés à la gestion du pont, du routeur ou de la
passerelle, selon le cas.
4.1.2.3 Une fois opérationnelle, il convient que l'unité d'interconnexion réseau soit transparente pour toutes les
UCE sur le réseau.
4.1.2.4 Il est recommandé d'employer le protocole de transport pour toute longueur de message excédant
8 octets.
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Figure 1 — Réseau type ISO 11783
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4.1.3 UCE du tracteur
Il doit y avoir un type particulier d’unité d’interconnexion réseau, l’UCE du tracteur, située entre l’élément de
transmission du tracteur et les segments d’équipement, unité qui doit permettre l’isolationetlaprotectiondu
segment de l’élément de transmission. Semblable à une passerelle, l’UCE du tracteur représente le tracteur pour
n’importe quelle autre UCE sur le réseau équipement (voir Figure 1).
4.2 Topologie du réseau
La topologie d'un réseau de systèmes (5.5.5) doit être bâtie de sorte qu'il n'existe qu'un seul chemin entre les UCE.
NOTE Bien qu’aucune disposition spéciale ne soit requise, dans la présente partie de l'ISO 11783, pour qu'une unité
d'interconnexion réseau détecte les boucles réseau ou empêche la génération ou la multiplication de messages dupliqués
indéfiniment, il est de la responsabilité du constructeur OEM de s'assurer qu'il n'y a pas de boucles dans le réseau. Des
segments de bus redondants peuvent être fournis dans un but de tolérance aux défauts, mais le mécanisme conçu pour
détecter, sélectionner et reconfigurer automatiquement la voie d'acheminement des messages est de la responsabilité du
fournisseur d'unités d'interconnexion réseau.
4.3 Adressage sur le réseau
La couche liaison de données (ISO 11783-3) prévoit 255 adresses sources. Le nombre théorique de contrôleurs
autoriséssur le réseau est de 254 là où les adresses «null» et «global» ne sont pas utilisées. La charge électrique
imposée au bus par chaque UCE peut restreindre ce nombre, si aucune unité d'interconnexion réseau n'est
présente.
4.4 Messages propriétaires
Le réseau prévoit que des messages propriétaires résident directement sur le segment tracteur-équipement. Si le
trafic sur le bus et les temps d'attente ont une importance, il convient de recourir à un segment distinct pour gérer
ces messages. Le fournisseur de ce segment et des UCE qui lui sont associées doit mettre à disposition la fonction
de routeur au sein de l'une de ces UCE.
[1]
Toutes les UCE sur le segment tracteur-équipement doivent prendre en charge le protocole CAN 2.0B , qui
définit des identificateurs 29 bits.
[1]
Les sous-réseaux peuvent prendre en charge le protocole CAN 2.0B ou CAN 2.0A avec des identificateurs
11 bits. Toutefois, dans ces cas, un routeur ou une passerelle doivent exister pour permettre le transfert sélectif de
messages entre les deux segments et, parce que l'ISO 11783 n'utilise pas des identificateurs 11 bits, pour réaliser
tous les diagnostics nécessaires sur le sous-réseau.
Les constructeurs OEM et fournisseurs sont responsables de l'emploi de ces identificateurs, car il n'existe pas de
moyens d'assurer l'affectation d'identificateurs uniques. Un sous-réseau 11 bits de CAN 2.0B peut résider sur le
même segment que le réseau ISO 11783. Néanmoins, le chargement du bus et la fiabilité devront être considérés.
5 Fonctions de l'unité d'interconnexion réseau
5.1 Transmission
Une unité d’interconnexion réseau transfère des trames de messages individuels entre deux nœuds ou plus (un
nœud pour chaque segment de réseau). L’ordre des trames reçues sur un nœud et transmises à un autre doit être
préservé pour un niveau de priorité donné.Une unité d’interconnexion réseau doit transmettre tous les messages
en file d’attente de haute priorité avant ceux de basse priorité. Autrement, tous les messages transmis sur un
nœud spécifique pourraient être excessivement retardés. Une file d’attente FIFO simple ne doit pas être utilisée
pour satisfaire à cette exigence.
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Quand une unité d'interconnexion réseau transmet (6.1 et 6.2) un message à un autre segment, elle utilise la
même adresse source que l'unité qui est à l'origine du transfert. D’ordinaire, cela n'engendre pas de problèmes
d'arbitrage, car l'unité ne retransmet pas le message vers le segment à l'origine du message, et dans la mesure où
les adresses sont uniques sur un réseau ISO 11783 donné.
La seule exception à cette situation survient quand un message de revendication d'adresse est transmis vers un
segment au niveau duquel une autre unité de contrôle électronique est en train de réclamer simultanément la
même adresse. Dans ce cas peu probable, l'unité d'interconnexion réseau doit avoir la possibilité de détecter une
erreur de bus lors de la transmission de ce message, et d'arrêter la séquence de retransmission automatique au
sein de la puce du contrôleur CAN. Sinon, l'unité d'interconnexion réseau aura à subir des collisions multiples et
des déconnexions du bus, ce qui empêcherait la transmission d'autres messages, jusqu’à ce que l’unité
d’interconnexion réseau soit à même de redémarrer à partir de la condition de déconnexion du bus.
Une unité d'interconnexion réseau peut commencer à transmettre des messages d'un segment vers un autre avant
d'avoir revendiqué une adresse si elle joue simplement le rôle d'un répéteur ou d'un pont (c'est-à-dire si elle
n'effectue pas de translation d'adresses).
NOTE Jusqu'à ce qu’une unité d'interconnexion réseau ait terminé une séquence d'autotest à la mise sous tension et l’ait
connectéeauréseau, le sous-réseau et les UCE qui sont connectés à elle ne peuvent pas recevoir d'autres messages.
5.2 Filtrage
5.2.1 Mode de filtrage de type blocage
Dans le mode de filtrage de type blocage (0), l'unité d'interconnexion réseau doit transmettre par défaut tous les
messages (6.2). L'utilisation du bus (trafic) peut être plus élevée sur chaque segment du bus, mais si cela reste
dans des limites acceptables, l'algorithme de filtrage de messages n'existe pas. Si nécessaire, la base de données
de filtres à l'intérieur de l'unité d'interconnexion réseau peut contenir des entrées correspondant aux identificateurs
(valeurs PGN, de «parameter group number») des messages qu'il convient de ne pas transmettre (de bloquer).
Cette méthode peut être employéepour réduire le trafic global sur le bus sur un segment donné,etil s'agitdu
mode de fonctionnement préférentiel pour les ponts ISO 11783. Les entrées dans la base de données de filtres
sont généralement faites au cours de l'assemblage ou de la configuration initiale, et sont conservées dans une
mémoire non volatile.
5.2.2 Mode de filtrage de type passage
En mode de filtrage de type passage (1), l'unité d'interconnexion réseau ne doit pas transmettre de messages par
défaut (6.2). Il doit exister une entrée avec un identificateur spécifique (valeur PGN) pour chacun des messages
devant être transmis. Ce mode de filtrage trouve son utilisation optimale dans le cas des nœuds se trouvant sur
des unités d'interconnexion réseau allant vers, ou venant de, sous-réseaux qui assurent une fonction spécifique. Il
nécessite une connaissance préalable des UCE et des fonctions présentes sur le réseau dans son intégralité,ou
bien nécessite de la part des UCE la capacité d'ajouter des entrées dans la base de données de filtres; cette
méthode peut requérir davantage de mémoire et de puissance de traitement au sein de l'unité d'interconnexion
réseau, si elle doit contenir une base de données de filtres potentiellement importante. De plus, il est nécessaire
que certaines entrées de la base de données soient permanentes (c'est-à-dire configurées pour être toujours
présentes), de sorte que les messages correspondants soient toujours transmis sur l'intégralité du réseau. Les
applications types sont la gestion de réseau, les diagnostics et les requêtes globales.
5.3 Translation d'adresses
L'unité d'interconnexion réseau peut permettre la translation d'adresses pour des messages particuliers (6.3); cela
permet le recours à une adresse unique pour référencer un segment particulier (remorque), même sans connaître
l'adresse d'une fonction particulière sur le segment (éclairage). Il doit exister alors une base de données de
translations d'adresses pour permettre d'identifier, au moyen d'une table de consultation, les adresses source ou
destination correspondantes. Il est nécessaire que l'unité d'interconnexion réseau ait revendiqué une adresse
valide, avant de pouvoir offrir ce service de translation d'adresses.
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5.4 Reconditionnement de messages
Une unité d'interconnexion réseau peut reconditionner des messages (6.4) lors du transfert de messages d'un
segment vers un autre. Cela permet une réduction potentielle du trafic sur le bus, en augmentant la somme de
paramètres utiles par message, et en minimisant le nombre de messages différents reçus par un contrôleur
particulier. Il convient qu'il existe une base de données de reconditionnement de messages ou une routine de
traitement, en vue de déterminer comment les messages doivent être reconditionnés.
5.5 Gestion de base de données
5.5.1 Généralités
Il convient d'offrir une méthode standard d'accès et de configuration des diverses bases de données au sein d'une
unité d'interconnexion réseau, en incluant les paramètres de l'unité d'interconnexion réseau (statut et statistiques)
et la topologie du réseau. Il convient que toutes ces fonctions utilisent de préférence une mémoire non volatile,
pour que les valeurs des données soient conservées en cas de coupure de courant. Cela est particulièrement
important quand on veut gérer une base de données de filtres statique.
NOTE Les dispositions concernant une base de données de filtres dynamique, distincte, et qui s'efface en cas de coupure
de courant pour permettre une reconfiguration facile à mesure que des UCE sont ajoutées et retirées du réseau, ne sont pas
définies dans la présente partie de l'ISO 11783.
5.5.2 Message réseau
Ce message fournit un moyen d'accéder à la base de données, aux statuts et aux statistiques du pont, et de les
configurer au sein d'une unité d'interconnexion réseau. Une réponse est toujours requise si une requête ou une
commande est émise vers une destination spécifique (c'est-à-dire non globale), même s'il s'agit d'un accusé de
réception indiquant que la fonction de contrôle en question n'est pas prise en charge ou n'a pas pu êtremiseen
œuvre (voir l'ISO 11783-3). Dans le cas de PGN multi-paquets, plusieurs trames de données CAN peuvent
survenir suite à une requête simple. Après l'envoi d'une requête ou d'une commande, il convient que le contrôleur
attende toujours une réponse de la temporisation «aucune réponse», avant l'envoi d'une autre requête ou
commande.
La définition et les spécifications du réseau sont données dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Message
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.