GB/T 41588.3-2022 英文版Road vehicles - Controller area network(CAN) - Part 3: Low-speed, fault-tolerant, medium-dependent interface

GB/T 41588.3-2022英文版 道路車輛 控制器局域網(wǎng)（CAN） 第3部分：低速容錯、媒介相關接口

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1 范圍

本文件規(guī)定了基于CAN的道路車輛電子控制單元之間的數(shù)字信息的交互特性,低速CAN應用層

的容錯行為以及基于ISO/OSI層模型的媒介相關接口和物理媒介連接物理層。

本文件適用于傳輸速率介于40kbps~125kbps的CAN串行通信協(xié)議,支持分布式控制和多路

復用。

2 規(guī)范性引用文件

本文件沒有規(guī)范性引用文件。

3 術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

總線

所有節(jié)點都是被動連接并允許雙向傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡的拓撲。

3.2

總線失效

物理總線故障(比如斷路、短路)導致的失效。

3.3

總線值

總線具有兩種互補邏輯值中的一種:顯性或隱性。

注:顯性代表邏輯0,隱性代表邏輯1。在同時傳輸顯性位和隱性位時,總線值為顯性。

3.4

總線電壓

定義每個單獨CAN節(jié)點的總線CAN_L和CAN_H相對于地的電壓。

注:VCAN_L和VCAN_H表示總線電壓。

4 縮略語

ACK:應答

CAN:控制器局域網(wǎng)

CRC:循環(huán)冗余校驗

CSMA:載波偵聽多路訪問

DLC:數(shù)據(jù)長度編碼

ECU:電子控制單元

EOF:幀結束

5 開放式系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)參考模型

根據(jù)圖2的開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型,CAN架構描述了其中兩層:

---數(shù)據(jù)鏈路層;

---物理層。

本文件描述了低速容錯CAN收發(fā)器的物理層。對數(shù)據(jù)鏈路層的影響僅給出了一部分。

6 媒介相關接口(MDI)說明

6.1 物理媒介

6.1.1 概述

應用于CAN廣播式傳輸?shù)奈锢砻浇閼獮橐粚ζ叫?或雙絞)線,線束屏蔽或非屏蔽取決于EMC的

需求。單根總線被表示為CAN_H和CAN_L。CAN_L的顯性狀態(tài)電壓比隱性狀態(tài)的電壓低,CAN_

H的顯性狀態(tài)電壓比隱性狀態(tài)的電壓高。

6.1.2 節(jié)點總線連接

CAN_H和CAN_L兩條線束的終端,其通過終端的節(jié)點實現(xiàn)。每條線束的總終端電阻應大于或

等于100Ω。然而,由于半導體廠商的限制,特定節(jié)點的終端電阻值不應低于500Ω。

6.1.3 工作電容

以下說明對于汽車的單根線束模型是有效的。它是由一對雙絞銅線組成,拓撲連接如6.1.4所示。

6.1.4 媒介定時

最大允許的工作電容受限于網(wǎng)絡內(nèi)部的固有參數(shù),比如:

---整個終端電阻;

---線束模型和拓撲;

---通信速率;

---采樣點和電壓閾值;

---地漂,等。

6.3 電氣特性

6.3.1 ECU電氣邊界電壓

表1給定的參數(shù)應對最大節(jié)點連接情況下的電壓有效。

6.4 網(wǎng)絡規(guī)范

6.4.1 網(wǎng)絡拓撲

單個CAN節(jié)點通過總線拓撲,或者星型拓撲(見圖8和圖9)的方式連接到通信網(wǎng)絡。

6.4.2 網(wǎng)絡終端

6.4.2.1 概述

6.2描述的隱性總線電平是通過總線終端維持的。顯性總線電平會主動覆蓋隱性總線狀態(tài)。顯性

到隱性電平的轉換也是通過終端電阻實現(xiàn)的。然而沒有特定的終端網(wǎng)絡或電路。此外,大部分參與通

信的節(jié)點連接了終端電阻。

6.4.2.2 終端模式

原則上有兩種主要的終端模式:

---正常模式終端;

---低功耗模式終端。

正如8.3中描述的故障管理,實際的總線終端取決于收發(fā)器所處的故障模式。

在任何一種模式(正?；虻凸哪Ｊ?下,用CAN_H 線短接到地(用一個下拉電阻)來表征隱性

狀態(tài)。

在正常電源模式下,通過上拉電阻將CAN_L短接到VCC。然而,在低功耗模式下,CAN_L通過收

發(fā)器內(nèi)部的開關將終端電阻的高端短接到VBAT。

6.4.2.3 終端概念

連接CAN_L線到收發(fā)器的RTL管腳,連接CAN_H到RTH管腳,實現(xiàn)終端(見圖3)。

通過連接終端管腳,應考慮下述需求:

---由于電路內(nèi)部電流限制和CAN電壓的原因,單線上的整個網(wǎng)絡終端電阻(所有連接到RTL

或RTH管腳的并聯(lián)電阻)應當大約為100Ω;

---由于電路內(nèi)部電流的限制,連接到單獨CAN收發(fā)器的單個電阻不應低于500Ω。

推薦每個節(jié)點帶有自己的終端電阻。但這不是嚴格要求。如果斷線故障出現(xiàn),終端做的不規(guī)范的

節(jié)點可能不能識別喚醒信號。

7 物理媒介故障定義

7.1 物理故障

表8定義的物理故障應由帶容錯功能的收發(fā)器進行處理。