GBT 41588.3-2022 道路車輛 控制器局域網(wǎng)（CAN） 第3部分：低速容錯、媒介相關(guān)接口

Roadvehicles—ControllerPart3:Low-speed,fault-tolerant,medi國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會GB/T41588.3—2022/ISO11898- I 14縮略語 36媒介相關(guān)接口(MDI)說明 4 46.2物理信令 76.3電氣特性 86.4網(wǎng)絡規(guī)范 7物理媒介故障定義 7.1物理故障 7.2故障事件 8.1概述 8.2時間要求 8.3故障管理 8.4工作模式 23I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》本文件是GB/T41588《道路車輛控制器局域網(wǎng)(CAN)》——第2部分：高速媒介訪問單元；——第4部分：時間觸發(fā)通信。本文件等同采用ISO11898-3:2006《道路車輛控制器局域網(wǎng)絡(CAN)第3部分：低速容錯、媒—--納入了ISO11898-3:2006/COR1:2006的勘誤內(nèi)容。本文件由全國汽車標準化技術(shù)委員會(SAⅡ 1道路車輛控制器局域網(wǎng)(CAN)2規(guī)范性引用文件2一個邏輯信號從收發(fā)器的邏輯輸入端發(fā)出到收發(fā)器的邏輯輸出端檢測到此信號的延遲時間。收發(fā)器能有效的參與(發(fā)送和/或接收)網(wǎng)絡通信的工作模由網(wǎng)絡拓撲和物理介質(zhì)特性決定的總線和一個或多個可見的節(jié)點連接器之將物理信號轉(zhuǎn)換成邏輯信息或數(shù)據(jù)信號的設(shè)備。將邏輯信息或數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成電信號以便通過物理媒介進行傳輸?shù)脑O(shè)備。將邏輯信號轉(zhuǎn)換成物理信號或物理信號轉(zhuǎn)換成邏輯信號的設(shè)備。4縮略語ACK:應答(acknowledge)CAN:控制器局域網(wǎng)(controllerareanetwork)CRC:循環(huán)冗余校驗(cyclicredundanEOF:幀結(jié)束(endofframe)34網(wǎng)絡層5圖4和圖5的基本模型用于計算。6bb——地圖5針對網(wǎng)絡長度L的工作電容工作電容計算采用公式(1)。 (1)式中：Cop——工作電容；C′——參考線束長度，以米為單位的總線與地之間的電容；C'12——參考線束長度，以米為單位的兩個線束之間的電容(假定是對稱的);Cnode——總線側(cè)可見的連接到總線的節(jié)點電容；l——網(wǎng)絡線纜的總長度；n——節(jié)點的數(shù)量；k——接插件的數(shù)量。C'+2C'1=120pF/m6.1.4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Rem;——線束模型和拓撲；——采樣點和電壓閾值；公式(2)提供了一種方法來評估最大允許的工作電容。 (2)式中：Rtem——整個網(wǎng)絡終端電阻(大約120Ω),單位為歐姆(Ω);Cop——工作電容，如公式(1)所述，單位為皮法(PF);7GB/T41588.3—2022/ISOsp——一個位的采樣點；t?——收發(fā)器設(shè)備的整個環(huán)路延時時間，單位為秒V?！偩€最大電平(通常為5V),單位為伏特(V);V——采樣電壓閾值(通常小于0.5V),單位為伏特(V);tc的計算結(jié)果如圖6所示。X——tc(μs)V?——假設(shè)為5V;圖6相對tc的最大的通信速度和采樣點6.2物理信令總線呈現(xiàn)兩種邏輯狀態(tài)隱性和顯性中的一種(見圖7)。差分電壓按照公式(4)計算。采用差分電8Vdf=VCANLH一VCANL?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。電壓值9電壓值此處應用的電壓值不考慮時間限制。在VcNp連接斷開或是在跳變的啟動條件 (5)共模電壓Vcom,對于正常工作模式下無干擾系統(tǒng)來說，必須保證在表2設(shè)定的等級范圍內(nèi)。表2正常工作模式下，無干擾系統(tǒng)的共模電壓電壓值V66.3.2物理信令的直流參數(shù)見表3～表5。表3連接到終端網(wǎng)絡的ECU隱性狀態(tài)的直流參數(shù)電壓值總線電壓VV一總線差分電壓V—V十0.6差分電壓是由隱性狀態(tài)的所有ECU的輸入負載決定的。因此，當連接到總線的ECU的數(shù)目增加時，Vm會稍微減少。表4連接到終端網(wǎng)絡的ECU顯性狀態(tài)的直流參數(shù)符號電壓值總線電壓VV 總線差分電壓VVcc為正常5V電壓。表5連接到終端網(wǎng)絡的ECU低功耗狀態(tài)的直流參數(shù)電壓值總線電壓V5V— 1見表6和表7。符號電壓值V一V V檢測到CAN_L短路到電源V—檢測到CAN_H短路到電源V電壓值VVV6.4網(wǎng)絡規(guī)范單個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。為了實現(xiàn)容錯機制，任何連接方式都需滿足以下的需求?！畲蟮目赡軈⑴c節(jié)點數(shù)量不應小于20(在速率為125kbps和整個網(wǎng)絡長度40m情況下)。實際節(jié)點的數(shù)量會隨通信速率，容性網(wǎng)絡負載，整體CAN線長，網(wǎng)絡終端形式等發(fā)生變化?！獮樘峁┳畲?25kbps的通信速率，整個網(wǎng)絡長度不應超過40m,然而，通過降低實際通信速率的方式來增加整個網(wǎng)絡的長度也是可行的。11726345 圖9星型總線連接模式—單獨節(jié)點連接到一個或多個無源星型節(jié)點上，需要通過正?？偩€結(jié)構(gòu)連接；——整個網(wǎng)絡的長度(所有星型連接線的長度加起來)和節(jié)點到節(jié)點之間的最大距離會影響網(wǎng)絡 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(zhuǎn)換也是通過終端電阻實現(xiàn)的。然而沒有特定的終端在任何一種模式(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 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100Q;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。網(wǎng)絡總線上的行為總線上的剩余節(jié)點保持通信總線上的剩余節(jié)點至少在信噪比降低的情況下能夠保持通信總線上的剩余節(jié)點至少在信噪比降低的情況下能夠保持通信總線上的所有節(jié)點至少在信噪比降低的情況下能夠保持通信總線上的所有節(jié)點至少在信噪比降低的情況下能夠保持通信總線上的所有節(jié)點至少在信噪比降低的情況下能夠保持通信總線上的所有節(jié)點至少在信噪比降低的情況下能夠保持通信CAN_H短路到地總線上的所有節(jié)點至少在信噪比降低的情況下能夠保持通信CAN_L短路到地總線上的所有節(jié)點至少在信噪比降低的情況下能夠保持通信總線上的所有節(jié)點至少在信噪比降低的情況下能夠保持通信CAN_L線短路到CAN_H線總線上的所有節(jié)點至少在信噪比降低的情況下能夠保持通信CAN_L線和CAN__H線在同一完整系統(tǒng)沒有通信行為。由于分布式終端的概念，這種故障不會影響到剩余的節(jié)點間的通信，并且不會被收發(fā)器檢測到。因此，況不被處理且不作為本文件的一部分。兩種故障被當作電源故障來處理。在地偏為±1.5V的范圍內(nèi)，可能發(fā)生短路故障。d這種故障可以被“CAN_L短路到地”的故障覆蓋。這些故障不會導致收發(fā)器內(nèi)任何的改善行為，是可以被接受的。事件名稱“故障事件可能發(fā)生在N(正常模式)和LP(低功耗模式)下。 GB/T41588.3—202a—a—bb—aLoopDR圖10無地漂移的差分工作時間實例8.2.3測量電路環(huán)延時收發(fā)器應保證對Tx輸入信號的最大環(huán)延時。圖10定義的環(huán)延時tLopD和tropR參數(shù)可按照表10、圖11方式測量。表10單個收發(fā)器的環(huán)路延遲故障事例最大值1.5pμsCgx=10pF,Rgn=RkTn=5002,RcANL=RcANLH=125a除CAN_L短路到Cgx=10pF,RkrL=Rgrn=500Q,CcANu=CcANH=VRCANL標引序號說明：a——故障發(fā)生器。 CANH線斷路 CANL短路到CAN_H。daa---源節(jié)點；f1——總線負載；f3——總線負載。為處理第7章所列的故障，應采用表11和表12列舉的方案。閾值定時*(正常模式下)DR(正常模式下)DR(正常模式下)DR(正常模式下)DR(正常模式下)變量1D表11正常模式下故障事件檢測表(續(xù))閾值定時(正常模式下)變量2*D最大兩倍的(Tx顯性到隱性的邊緣電壓CAN_L>VLCANLN)這種故障被認為是可選的，因為主要的故障處理可以通過檢測到CAN_H對供電電壓VCC的這種故障檢測也包含了CAN_H對CAN_L的短路故障(兩條線互用于驗證(正常模式下)CAN_L對電源電壓故障的變量1.*用于驗證(正常模式下)CAN_L對電源電壓故障的變量2。閾值定時(低功耗模式下)DR(低功耗模式下)DR(低功耗模式下)D沒有檢測到R沒有檢測到(低功耗模式下)DR或/與CAN_L>V(woL一般應用的狀態(tài)圖如圖13所示。該轉(zhuǎn)換關(guān)系可應用于正常模式和低功耗模式。然而，實際可能存在低功耗模式下的收發(fā)器需喚醒進入正常模式下執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，此后重回低功耗模式。圖13示意了如下常用的狀態(tài)：——狀態(tài)0:正常工作狀態(tài)，沒有檢測到故障，默認狀態(tài)；——狀態(tài)E1:預期/檢測到CAN_L故障；——狀態(tài)E2:檢測到CAN_H故障。圖13CAN收發(fā)器內(nèi)部狀態(tài)根據(jù)圖13的狀態(tài)關(guān)系，收發(fā)器通過切換對應的驅(qū)動器，接收器和終端到不同的模式。表13和表14列舉了正常模式和低功耗模式下，收發(fā)器對于總線故障的內(nèi)部處理措施。表13正常模式狀態(tài)描述終端0表13正常模式狀態(tài)描述(續(xù))終端關(guān)閉單線接地，CAN_H接收器關(guān)閉或差分收發(fā)器或CAN_H/CAN_驅(qū)動器CAN_L被關(guān)閉單線接地，CAN_H接收器關(guān)閉驅(qū)動器CAN_H被關(guān)閉單線接地，CAN_L接收器關(guān)閉·在由LP(低功耗模式)發(fā)生模式變換時，允許CAN_L短接到Vcc。終端0所有驅(qū)動器被關(guān)閉降低到故障確認CAN_H短接到地CAN_L短接到電壓(≥5V)所有驅(qū)動器被關(guān)閉降低到故障確認所有驅(qū)動器被關(guān)閉降低到故障確認CAN_H線懸空，CAN_L短接到電壓(≥5V)遵循本文件的收發(fā)器應該能夠處理所有情況下的開路故障。這意味著無論是否檢測到開路故GB/T41588.3—2022/ISO00圖14開路狀態(tài)工作模式單線的短路故障是二維故障。一方面，短路發(fā)生時電平會變化；另一方面，在總線和外部電平之間可能存在不同的電阻。圖15列舉了短路工作區(qū)域。由于地偏工作區(qū)域(陰影區(qū)域)至少在士1.5V范圍內(nèi)變化，電池電壓是個標稱電壓值，可能在寬大范圍內(nèi)短時變化，比如從6.5V~27V(12V系統(tǒng))或者是從21V～58V(42V系統(tǒng))。GB/T41588.3—2022/ISO圖15短路工作模式的定義與ECU的正常供電電源相關(guān)的故障，比如地丟失(地偏不在規(guī)定的范圍內(nèi)),V丟失(V不在規(guī)定的范圍內(nèi))或VBa丟失(電源電壓不在規(guī)定的范圍內(nèi)),收發(fā)器應采用同一種處理方式。只要外部正常通信條件滿足，電源故障模式下的節(jié)點應恢復網(wǎng)絡通信。無論