GB/T 41588.3-2022英文版 道路车辆 控制器局域网（CAN） 第3部分：低速容错、媒介相关
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 道路车辆 控制器局域网（CAN） 第3部分：低速容错、媒介相关接口
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1 范围
本文件规定了基于CAN的道路车辆电子控制单元之间的数字信息的交互特性,低速CAN应用层
的容错行为以及基于ISO/OSI层模型的媒介相关接口和物理媒介连接物理层。
本文件适用于传输速率介于40kbps~125kbps的CAN串行通信协议,支持分布式控制和多路
复用。
2 规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
总线
所有节点都是被动连接并允许双向传输的通信网络的拓扑。
3.2
总线失效
物理总线故障(比如断路、短路)导致的失效。
3.3
总线值
总线具有两种互补逻辑值中的一种:显性或隐性。
注:显性代表逻辑0,隐性代表逻辑1。在同时传输显性位和隐性位时,总线值为显性。
3.4
总线电压
定义每个单独CAN节点的总线CAN_L和CAN_H相对于地的电压。
注:VCAN_L和VCAN_H表示总线电压。
4 缩略语
ACK:应答
CAN:控制器局域网
CRC:循环冗余校验
CSMA:载波侦听多路访问
DLC:数据长度编码
ECU:电子控制单元
EOF:帧结束
5 开放式系统互联(OSI)参考模型
根据图2的开放式系统互联参考模型,CAN架构描述了其中两层:
---数据链路层;
---物理层。
本文件描述了低速容错CAN收发器的物理层。对数据链路层的影响仅给出了一部分。
6 媒介相关接口(MDI)说明
6.1 物理媒介
6.1.1 概述
应用于CAN广播式传输的物理媒介应为一对平行(或双绞)线,线束屏蔽或非屏蔽取决于EMC的
需求。单根总线被表示为CAN_H和CAN_L。CAN_L的显性状态电压比隐性状态的电压低,CAN_
H的显性状态电压比隐性状态的电压高。
6.1.2 节点总线连接
CAN_H和CAN_L两条线束的终端,其通过终端的节点实现。每条线束的总终端电阻应大于或
等于100Ω。然而,由于半导体厂商的限制,特定节点的终端电阻值不应低于500Ω。
6.1.3 工作电容
以下说明对于汽车的单根线束模型是有效的。它是由一对双绞铜线组成,拓扑连接如6.1.4所示。
6.1.4 媒介定时
最大允许的工作电容受限于网络内部的固有参数,比如:
---整个终端电阻;
---线束模型和拓扑;
---通信速率;
---采样点和电压阈值;
---地漂,等。
6.3 电气特性
6.3.1 ECU电气边界电压
表1给定的参数应对最大节点连接情况下的电压有效。
6.4 网络规范
6.4.1 网络拓扑
单个CAN节点通过总线拓扑,或者星型拓扑(见图8和图9)的方式连接到通信网络。
6.4.2 网络终端
6.4.2.1 概述
6.2描述的隐性总线电平是通过总线终端维持的。显性总线电平会主动覆盖隐性总线状态。显性
到隐性电平的转换也是通过终端电阻实现的。然而没有特定的终端网络或电路。此外,大部分参与通
信的节点连接了终端电阻。
6.4.2.2 终端模式
原则上有两种主要的终端模式:
---正常模式终端;
---低功耗模式终端。
正如8.3中描述的故障管理,实际的总线终端取决于收发器所处的故障模式。
在任何一种模式(正常或低功耗模式)下,用CAN_H 线短接到地(用一个下拉电阻)来表征隐性
状态。
在正常电源模式下,通过上拉电阻将CAN_L短接到VCC。然而,在低功耗模式下,CAN_L通过收
发器内部的开关将终端电阻的高端短接到VBAT。
6.4.2.3 终端概念
连接CAN_L线到收发器的RTL管脚,连接CAN_H到RTH管脚,实现终端(见图3)。
通过连接终端管脚,应考虑下述需求:
---由于电路内部电流限制和CAN电压的原因,单线上的整个网络终端电阻(所有连接到RTL
或RTH管脚的并联电阻)应当大约为100Ω;
---由于电路内部电流的限制,连接到单独CAN收发器的单个电阻不应低于500Ω。
推荐每个节点带有自己的终端电阻。但这不是严格要求。如果断线故障出现,终端做的不规范的
节点可能不能识别唤醒信号。
7 物理媒介故障定义
7.1 物理故障
表8定义的物理故障应由带容错功能的收发器进行处理。
