CAN-bus拓撲結(jié)構(gòu)

1、傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子Version 1.20版2006年5月傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子lCAN-bus 規(guī)范（ Version 2.0 ）nCAN2.0A ：CAN標準報文格式nCAN2.0B ：CAN標準報文格式和擴展報文格式lCAN-bus國際標準 ISO 11898nISO 11898-1/2/3nISO 11898-4 注意：nCAN-bus 底層協(xié)議只定義物理層、數(shù)據(jù)鏈路層。nCAN 2.0規(guī)范、國際標準ISO 11898是設(shè)計CAN應(yīng)用系統(tǒng)的基本依據(jù)。傳遞價值傳遞價值 成就你我成就

2、你我http:/http:/致遠電子致遠電子l復(fù)雜系統(tǒng)有二個基本設(shè)計原則n集中式n分布式l大部分網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如CAN-bus、ProfiBus、EtherNet、USB、IrDA 等都采用了把智能單元分布在整個網(wǎng)絡(luò)中的分布式設(shè)計原則。傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子lCAN是一種分布式的控制總線n很多控制器協(xié)同完成特定功能的任務(wù)；n每個節(jié)點一般來說比較簡單，使用微型單片機；n更高的可靠性；n較少的線纜。傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子l線性

3、拓撲nISO 11898定義了一個單線結(jié)構(gòu)的拓撲n采用干線和支線的連接方式n干線的兩個終端都端接一個終端電阻n節(jié)點通過沒有端接的支線連接到總線n對干線與支線都規(guī)定了參數(shù)限制傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子lISO 11898 CAN-bus網(wǎng)絡(luò)拓撲示意圖Node1Node2Noden 120120CAN BuslineCAN_HCAN_LLTermination傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子RNode 1Node 2RNode nCANHCANL3.5 V1.5 V2.5 VTermination傳遞價值傳遞

4、價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子lCAN-bus 位速率：1Mbpsn總線長度：最大40mn支線長度：最大0.3mn節(jié)點距離：最大40mlCAN-bus 位速率：5Kbpsn總線長度：最大10Kmn支線長度：最大6mn節(jié)點距離：最大10Km允許的最大支線長度計算請參考PCA82C250應(yīng)用指南。傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子l總線最大線路長度基本取決于以下物理條件n連接的總線節(jié)點、CAN 控制器、收發(fā)器等元件的循環(huán)延遲以及總線的線路延遲；n由于節(jié)點間相關(guān)的振蕩器容差而造成位定時額度的不同；n總線電纜的串聯(lián)阻抗、總線節(jié)點的

5、輸入阻抗而使信號幅值下降。傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子lCAN節(jié)點通過支線連接到總線CAN-Controller TX0 TX1 RX0 RX1 TxD RxD Ref Rs CAN Transceiver PCA82C250CAN_L CAN_HRTRTTerminationResistorCAN_HCAN_LCAN Busline支線長度的限制：支線長度的限制：l例一：單分支例一：單分支6米，總長米，總長30米；米；l例二：例二：DeviceNet網(wǎng)絡(luò)支線網(wǎng)絡(luò)支線0.3米

6、。米。傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子l符合ISO 11898網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的CAN網(wǎng)絡(luò)NODENODENODENODENODENODENODENODENODE傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子l分支網(wǎng)絡(luò)通過中繼器(Reapter)連接到干線l每個分支網(wǎng)絡(luò)符合ISO 11898標準NODENODENODENODENODENODENODENODENODERepeaterNODENODENODERepeaterRepeater傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子l多條分支網(wǎng)絡(luò)通過集

7、線器(HUB)連接到干線l每個分支網(wǎng)絡(luò)符合ISO 11898標準其他其他CAN-bus網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)其他其他CAN-bus網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData Link LayerPhysical LayerOSIOSI參考模型參考模型Physical Signaling (PLS) - Bit Encoding/Decoding - Bit Timing/Synchronizati

8、onPhysical Medium Attachment (PMA) - Driver/Receiver CharacteristicsMedium Dependent Interface (MDI) - ConnectorsLogical Link Control (LLC) - Acceptance Filtering - Overload Notification - Recover ManagementMedium Access Control (MAC) - Data Encapsulation/Decapsulation - Frame Coding (stuffing/destu

9、ffing) - Error Detection/Signaling - Serialization/Deserialization傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子Physical Signaling (PLS) - Bit Encoding/Decoding - Bit Timing/Synchronization物理介質(zhì)配置 (PMA) - 收發(fā)器件特性介質(zhì)依存接口 (MDI) - 連接器 - 線纜，光纖等傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子l物理層并不由CAN規(guī)定n包括PMA和MDIl必須與CAN的規(guī)格兼容n

10、必須規(guī)定顯性和隱性狀態(tài)u置位狀態(tài)可以覆蓋隱性狀態(tài)仲裁錯誤幀的產(chǎn)生l物理層特性符合ISO 11898標準傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子l單線（汽車）l雙絞線雙絞線l屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線l同軸電纜l單模光纖單模光纖l無線通信VCANHCANLR傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子l物理介質(zhì)必須支持物理介質(zhì)必須支持“顯性顯性”和和“隱性隱性”狀態(tài)，狀態(tài)，“顯顯性性”狀態(tài)支配狀態(tài)支配“隱性隱性”狀態(tài)，例如在總線仲裁時。狀態(tài)，例如在總線仲裁時。l雙線結(jié)構(gòu)總線必須使用終端電阻抑制信號反射，并雙線結(jié)構(gòu)總線必須使用終端電阻抑制信

11、號反射，并且采用差分信號傳輸減弱電磁干擾（且采用差分信號傳輸減弱電磁干擾（EMI）的影響。）的影響。l使用光學介質(zhì)時，隱性電平通過狀態(tài)使用光學介質(zhì)時，隱性電平通過狀態(tài)“暗暗”表示，表示，顯性電平通過狀態(tài)顯性電平通過狀態(tài)“亮亮”表示；表示；l同一段同一段CAN-bus網(wǎng)絡(luò)采用相同的傳輸介質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)采用相同的傳輸介質(zhì)。傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子 目前，采用雙絞線的目前，采用雙絞線的CANCAN總線分布式系統(tǒng)已得總線分布式系統(tǒng)已得到廣泛應(yīng)用，如汽車電子、電梯控制、電力系統(tǒng)、到廣泛應(yīng)用，如汽車電子、電梯控制、電力系統(tǒng)、遠程傳輸?shù)?。遠程傳輸?shù)?。l技術(shù)上容易實

12、現(xiàn)、造價低廉；技術(shù)上容易實現(xiàn)、造價低廉；l理論上節(jié)點數(shù)無限制、對環(huán)境電磁輻射有一定抑制理論上節(jié)點數(shù)無限制、對環(huán)境電磁輻射有一定抑制能力；能力；l隨著頻率的增長，雙絞線線對的衰減迅速增高；隨著頻率的增長，雙絞線線對的衰減迅速增高；l雙絞線有所謂的近端串擾；雙絞線有所謂的近端串擾；l適合適合CAN-bus網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)5Kbps1Mbps的傳輸速率。的傳輸速率。傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子l雙絞線采用抗干擾的差分信號傳輸方式；雙絞線采用抗干擾的差分信號傳輸方式；l使用非屏蔽雙絞線作為物理層，只需要有使用非屏蔽雙絞線作為物理層，只需要有2根線纜根線纜作為差分信

13、號線（作為差分信號線（CANH、CANL)傳輸；傳輸；l使用屏蔽雙絞線作為物理層，除需要使用屏蔽雙絞線作為物理層，除需要2根差分信號根差分信號線（線（CANH、CANL)的連接以外，還要注意在同的連接以外，還要注意在同一網(wǎng)段中的屏蔽層（一網(wǎng)段中的屏蔽層（SHIELD）單點接地問題。）單點接地問題。傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子lCAN總線電平標稱值傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子RNode 1Node 2RNode nCANHCANL3.5 V1.5 V2.5 VTermination傳遞價值傳遞價值 成就你

14、我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子l高速差分總線n雙線平衡信號u有公共地n信號線結(jié)構(gòu)u較短的殘余n雙絞線或平行線n非屏蔽或屏蔽n線纜阻抗 = 120 n最高速度達 1 Mbps空閑置位3.5 V1.5 V2.5 V傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子l最長的總線長度可達40m 1 Mbpsn其它的情況無定義l線路延遲 = 5 ns/m (名義值)l規(guī)定了電氣指標n而不是機械指標l可使用galvanic (光學) 絕緣空閑置位3.5 V1.5 V2.5 V傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子lISO 11

15、898 電纜推薦參數(shù) ：直流參數(shù)、特性阻抗總線長度總線長度電纜電纜終端電阻終端電阻最大位速率最大位速率直流電阻直流電阻導(dǎo)線截面積導(dǎo)線截面積040m 70m/m0.25-0.34 mm2AWG23, AWG22124 /1%1Mbit/sat 40m40300m500kbit/sat 100m300600m100kbit/sat 500m6001000m50kbit/sat 1km傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子l網(wǎng)絡(luò)的兩端必須有各有一個終端電阻 ；l支線必須盡可能的短；l確保不要在干擾源附近布置CAN總線。傳遞價值傳遞價值 成就你我成就你我http:/http:/致遠電子致遠電子l與雙絞線和同軸電纜相比與雙絞線和同軸電纜相比光纖的低傳輸損耗使中繼之間距離大為增加；光纜還具有不輻射能量、不導(dǎo)電、沒有電感；光纜中不存在串擾以及光信號