Механик-философ, по совместительству марксист-экономист, рассуждает об идиотизме автомобильной технической эволюции. В частности, он упоминает историю о том, как автомобиль Ford F-150 полностью вышел из строя, и диагностика с последующим ремонтом обошлись владельцу в $5,600 (560 тысяч рублей).

А разгадка была простой: вода попала в задний фонарь, что привело к коррозии и разрушению электронного элемента единой сети автомобиля — она называется CAN network, — связанного с лампой фонаря. К этой сети посредством шины CAN bus подключены все элементы автомобиля (их, пожалуй, сотни), и каждый элемент может на ней устроить что угодно, выведя из строя всю сеть.

Попросту говоря, каждый копеечный элемент может закоротить шину CAN bus, после чего все системы автомобиля отказываются работать — что и произошло. Видео вот тут:

youtu.be/ANxhQ4wUiMQ

но оно на американском английском, и в общем-то особо слушать там нечего — американский механик-марксист демонстрирует характерный для США уровень дебилизма и непонимания основ работы сложных систем, приправленный обычным бла-бла-бла и демагогией о «вреде копетализма».

Если знать причину отказа сети — исправить дефект легко, но узнать эту самую причину отказа сети, основанной на общей шине без концентраторов и объединяющей множество элементов, чрезвычайно трудно.

Более того — протокол CAN bus не имеет encryption and authentification. Простым языком это значит, что любой человек может подключиться к шине и считать с неё информацию, и посылать туда свою информацию. В результате автомобили с такой архитектурой взламываются элементарно — например, злоумышленник подключается к проводке в переднем крыле, идущей к фаре или противотуманке, и отправляет по шине команды открыть двери, запустить двигатель и так далее.

Навесить на эту шину протокол аутентификации и шифрования — раз плюнуть, но этим в автопроме никто не занимается, потому что и так сойдет, и зачем нужен лишний гемор.

CAN network сейчас используется в ЛЮБОМ современном автомобиле, причем чем больше в автомобиле наворотов — тем шире использование этой сети. В результате на Порше Каенн отказывает двигатель из-за того, что влага попала в разъем датчика парктроника в заднем бампере. Это не шутка, это типичный дефект, весьма популярный. Из-за таких вот дефектов премиальные машины больше ездят на эвакуаторах, чем своим ходом.

CAN (англ. Controller Area Network — сеть контроллеров) — стандарт промышленной сети, ориентированный, прежде всего, на объединение в единую сеть различных исполнительных устройств и датчиков. Режим передачи — последовательный, широковещательный, пакетный. Считается, что CAN был разработан компанией Robert Bosch GmbH в середине 1980-х и в настоящее время широко распространён в промышленной автоматизации (для которой, собственно, и разрабатывался). Однако забавно, что система построена на протоколах и решениях, созданных для военного применения — и является основой американского военного стандарта CDA 101, широко использующегося в военной технике от патрульных катеров и систем наведения оружия до сверхзвуковых истребителей и ракет. Военные в этом стандарте используют протокол Can Kingdom, который ложится поверх обычного протокола ISO 11898 CAN (такого же, как используется в автомобилях и промышленной автоматике).

Но мы отвлеклись. Исходная идея CAN весьма разумна — она предполагает, что к любом устройству тянется всего три провода — масса, + питания, и сигнальный провод шины. Этого достаточно как для получения сигналов от датчиков, так и для управления нагрузкой (например, для включения и выключения лампочек в фарах, открывания и закрывания окон дверей, управления стеклоочистителем и омывателями, и даже для обеспечения функционирования приборной панели со всеми её индикаторами и приборами). При этом все три провода идут через весь автомобиль (разве что + питания рассекается на сегменты плавкими предохранителями). Это резко упрощает и удешевляет реализацию косы проводов.

Вот коса проводов автомобиля ВАЗ-2110/2112 — машины в общем-то крайне примитивной:

Как видите, уже в ней чорт ногу сломит, и имеется огромное количество многоконтактных разъемов, каждый контакт которых — потенциальное место дефекта (чуть окислился контакт — и пошли глюки).

Система с CAN-шиной радикально снижает число контактов в разъемах и число проводов — а значит, снижает число потенциальных точек отказов. Кроме того, CAN-шина придает системе гибкость и поволяет замещать отказавшие устройства — например, при перегорании лампочки поворотов машина может мигать соседней лампочкой стоп-сигнала или габарита, при перегорании лампы дальнего света — вместо нее используется ближний свет, и так далее. Это не фантазии, это все реально работает во вполне недорогих машинах, вроде пресловутой Форд Фиесты.

Однако есть нюанс. Сигнальная линия CAN-шины топологически аналогична сети Ethernet (10BASE-2) на коаксиальном кабеле. Большинство, видимо, уже не застали такие сети — а между тем их история весьма поучительна.

Сеть на коаксиале очень проста — все устройства сети тупо соединяются одним проводом с единственной жилой. Внимание, вопрос: почему от нее отказались?

А отказались от 10BASE-2 потому, что замыкание кабеля в любом месте выводило из строя всю сеть. И найти место пробоя было бы крайне сложно — к счастью, тогдашние конструкторы это понимали, и выполнили сеть на так называемых Т-коннекторах, что позволяло достаточно быстро локализовать дефектный кусок кабеля (или сдохшую сетевую карту) методом последовательного отключения.

Тем не менее, бегать и раздергивать разъемы — дело крайне надоедливое. И поэтому локальные сети быстро перешли от физической топологии «общая шина» к топологии «звезда» (10BASE-T) на витой паре, да еще и предпочли разделить провода для приема и передачи сигналов (при этом логически сеть работала на тех же самых протоколах «общей шины» — просто общая шина локализовалась внутри так называемого «хаба», куда сходились все линии «звезды»). Так появилась привычная всем витая пара.

А теперь представьте себе, что шина CAN bus при такой же, как у 10BASE-2, топологии — даже не имеет Т-коннекторов, чтобы можно было оперативно разорвать сигнальный провод и найти, в каком месте шины идут глюки. Да, теоретически можно отключать активные устройства от шины — но во-первых доступ к большинству из их разъемов затруднен, а во-вторых это не решает проблему повреждений в самом кабеле.

Решение проблемы лежит на поверхности — надо физически разорвать CAN bus на отдельные сегменты, сведя их воедино в хабе. Тогда изнутри хаба диагностика может прозванивать отдельные сегменты и определять, где идут ошибки.

В общем-то, так и было сделано в некоторых автомобилях — у них хаб CAN bus обычно находится в модуле, который называется Body Control. Но это так было у очень отдельных моделей автомобилей, и это было до 2008 года — когда мировой финансовый кризис заставил всех начать экономить. Отдельные сегменты шины — это же удорожает машину! Уж если Тойота стала даже в Лексусах ставить алюминиевые провода (то есть экономить буквально «на спичках») — то какие нахрен сегменты сети, о чем вы говорите.

Хочу заметить, что когда я говорю про «у отдельных моделей автомобилей» — речь вовсе не идет о премиуме. В том же Порше Каенне членения CAN bus на сегменты не было никогда — от этого он и является дико глюкавым фуфлом. Речь идет о машинах, для которых надежность считалась рыночным преимуществом — а это машины достаточно доступного ценового сегмента, не нищеброд-Логаны, но и не бизнес-седаны с грелками пупка.

А сейчас задница уже у всех.

Тыкая пальцем в пресловутый Чери Кимо, могу вам заметить, что китайцы, как обычно, нашли свой путь — они используют гибридную систему, в которой CAN bus есть — но она связывает очень небольшое количество устройств и имеет короткую топологию. Ни в какие фары, фонари и датчики парктроников CAN bus там не идет — она связывает блок впрыска, блок АБС, блок безопасности (управление подушками и преднатягом ремней), иммобилайзер, приборку и пресловутый Body Control, откуда дальше уже разбегаются чисто аналоговые линии. Причем все эти блоки находятся внутри салона, между ними расстояние меньше метра — соответственно CAN-линия короткая и мало подвержена повреждениям. Там даже парктроник аналоговый, он никак не связан с остальной сетью машины. Поэтому основная часть глюков остаются локальными и не влияют на способность машины ехать.

Это вот косичка проводов Чери Кимо:

Она была бы еще раза в два меньше, если бы в Кимо не было дикого количества предохранителей — их там под 50 штук, на каждый чих по отдельному преду, а то и не по одному. Например, каждая лампочка в фаре имеет свой отдельный предохранитель — 4 штуки, плюс отдельные предохранители для левого габарита и правого габарита, плюс предохранители на противотуманки, на вентилятор радиатора отдельные предохранители на большую скорость и на малую скорость, и так далее.

Я это вам говорю к чему: беда не в том, что на автомобилях вместо аналоговых соплей внедрили цифровую шину. Беда в том, что первоначально сделали это идиоты, не понимающие суть возникающих при этом проблем. А когда проблемы полезли, и их начали поневоле решать — пришел финкризис, и «эффективные манагеры» потребовали удешевлять машины, снижать издержки. Ну и началось — на отказы всем стало плевать. Кроме потребителя. Но на него тоже плевать. «Сдох 14-й ойфон — покупай 15 ойфон или убейся ап стену», вот такова нынче логика большинства западных производителей.