GBT 41588.3-2022 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

Roadvehicles—ControllerPart3:Low-speed,fault-tolerant,medi国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会GB/T41588.3—2022/ISO11898- I 14缩略语 36媒介相关接口(MDI)说明 4 46.2物理信令 76.3电气特性 86.4网络规范 7物理媒介故障定义 7.1物理故障 7.2故障事件 8.1概述 8.2时间要求 8.3故障管理 8.4工作模式 23I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》本文件是GB/T41588《道路车辆控制器局域网(CAN)》——第2部分：高速媒介访问单元；——第4部分：时间触发通信。本文件等同采用ISO11898-3:2006《道路车辆控制器局域网络(CAN)第3部分：低速容错、媒—--纳入了ISO11898-3:2006/COR1:2006的勘误内容。本文件由全国汽车标准化技术委员会(SAⅡ 1道路车辆控制器局域网(CAN)2规范性引用文件2一个逻辑信号从收发器的逻辑输入端发出到收发器的逻辑输出端检测到此信号的延迟时间。收发器能有效的参与(发送和/或接收)网络通信的工作模由网络拓扑和物理介质特性决定的总线和一个或多个可见的节点连接器之将物理信号转换成逻辑信息或数据信号的设备。将逻辑信息或数据信号转换成电信号以便通过物理媒介进行传输的设备。将逻辑信号转换成物理信号或物理信号转换成逻辑信号的设备。4缩略语ACK:应答(acknowledge)CAN:控制器局域网(controllerareanetwork)CRC:循环冗余校验(cyclicredundanEOF:帧结束(endofframe)34网络层5图4和图5的基本模型用于计算。6bb——地图5针对网络长度L的工作电容工作电容计算采用公式(1)。 (1)式中：Cop——工作电容；C′——参考线束长度，以米为单位的总线与地之间的电容；C'12——参考线束长度，以米为单位的两个线束之间的电容(假定是对称的);Cnode——总线侧可见的连接到总线的节点电容；l——网络线缆的总长度；n——节点的数量；k——接插件的数量。C'+2C'1=120pF/m6.1.4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Rem;——线束模型和拓扑；——采样点和电压阈值；公式(2)提供了一种方法来评估最大允许的工作电容。 (2)式中：Rtem——整个网络终端电阻(大约120Ω),单位为欧姆(Ω);Cop——工作电容，如公式(1)所述，单位为皮法(PF);7GB/T41588.3—2022/ISOsp——一个位的采样点；t₁——收发器设备的整个环路延时时间，单位为秒V。——总线最大电平(通常为5V),单位为伏特(V);V——采样电压阈值(通常小于0.5V),单位为伏特(V);tc的计算结果如图6所示。X——tc(μs)V₀——假设为5V;图6相对tc的最大的通信速度和采样点6.2物理信令总线呈现两种逻辑状态隐性和显性中的一种(见图7)。差分电压按照公式(4)计算。采用差分电8Vdf=VCANLH一VCANL₁表1给定的参数应对最大节点连接情况下的电压有效。电压值9电压值此处应用的电压值不考虑时间限制。在VcNp连接断开或是在跳变的启动条件 (5)共模电压Vcom,对于正常工作模式下无干扰系统来说，必须保证在表2设定的等级范围内。表2正常工作模式下，无干扰系统的共模电压电压值V66.3.2物理信令的直流参数见表3～表5。表3连接到终端网络的ECU隐性状态的直流参数电压值总线电压VV一总线差分电压V—V十0.6差分电压是由隐性状态的所有ECU的输入负载决定的。因此，当连接到总线的ECU的数目增加时，Vm会稍微减少。表4连接到终端网络的ECU显性状态的直流参数符号电压值总线电压VV 总线差分电压VVcc为正常5V电压。表5连接到终端网络的ECU低功耗状态的直流参数电压值总线电压V5V— 1见表6和表7。符号电压值V一V V检测到CAN_L短路到电源V—检测到CAN_H短路到电源V电压值VVV6.4网络规范单个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。为了实现容错机制，任何连接方式都需满足以下的需求。——最大的可能参与节点数量不应小于20(在速率为125kbps和整个网络长度40m情况下)。实际节点的数量会随通信速率，容性网络负载，整体CAN线长，网络终端形式等发生变化。——为提供最大125kbps的通信速率，整个网络长度不应超过40m,然而，通过降低实际通信速率的方式来增加整个网络的长度也是可行的。11726345 图9星型总线连接模式—单独节点连接到一个或多个无源星型节点上，需要通过正常总线结构连接；——整个网络的长度(所有星型连接线的长度加起来)和节点到节点之间的最大距离会影响网络 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 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100Q;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，终端做的不规范的表8定义的物理故障应由带容错功能的收发器进行处理。网络总线上的行为总线上的剩余节点保持通信总线上的剩余节点至少在信噪比降低的情况下能够保持通信总线上的剩余节点至少在信噪比降低的情况下能够保持通信总线上的所有节点至少在信噪比降低的情况下能够保持通信总线上的所有节点至少在信噪比降低的情况下能够保持通信总线上的所有节点至少在信噪比降低的情况下能够保持通信总线上的所有节点至少在信噪比降低的情况下能够保持通信CAN_H短路到地总线上的所有节点至少在信噪比降低的情况下能够保持通信CAN_L短路到地总线上的所有节点至少在信噪比降低的情况下能够保持通信总线上的所有节点至少在信噪比降低的情况下能够保持通信CAN_L线短路到CAN_H线总线上的所有节点至少在信噪比降低的情况下能够保持通信CAN_L线和CAN__H线在同一完整系统没有通信行为。由于分布式终端的概念，这种故障不会影响到剩余的节点间的通信，并且不会被收发器检测到。因此，况不被处理且不作为本文件的一部分。两种故障被当作电源故障来处理。在地偏为±1.5V的范围内，可能发生短路故障。d这种故障可以被“CAN_L短路到地”的故障覆盖。这些故障不会导致收发器内任何的改善行为，是可以被接受的。事件名称“故障事件可能发生在N(正常模式)和LP(低功耗模式)下。 GB/T41588.3—202a—a—bb—aLoopDR图10无地漂移的差分工作时间实例8.2.3测量电路环延时收发器应保证对Tx输入信号的最大环延时。图10定义的环延时tLopD和tropR参数可按照表10、图11方式测量。表10单个收发器的环路延迟故障事例最大值1.5pμsCgx=10pF,Rgn=RkTn=5002,RcANL=RcANLH=125a除CAN_L短路到Cgx=10pF,RkrL=Rgrn=500Q,CcANu=CcANH=VRCANL标引序号说明：a——故障发生器。 CANH线断路 CANL短路到CAN_H。daa---源节点；f1——总线负载；f3——总线负载。为处理第7章所列的故障，应采用表11和表12列举的方案。阈值定时*(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)变量1D表11正常模式下故障事件检测表(续)阈值定时(正常模式下)变量2*D最大两倍的(Tx显性到隐性的边缘电压CAN_L>VLCANLN)这种故障被认为是可选的，因为主要的故障处理可以通过检测到CAN_H对供电电压VCC的这种故障检测也包含了CAN_H对CAN_L的短路故障(两条线互用于验证(正常模式下)CAN_L对电源电压故障的变量1.*用于验证(正常模式下)CAN_L对电源电压故障的变量2。阈值定时(低功耗模式下)DR(低功耗模式下)DR(低功耗模式下)D没有检测到R没有检测到(低功耗模式下)DR或/与CAN_L>V(woL一般应用的状态图如图13所示。该转换关系可应用于正常模式和低功耗模式。然而，实际可能存在低功耗模式下的收发器需唤醒进入正常模式下执行状态转换，此后重回低功耗模式。图13示意了如下常用的状态：——状态0:正常工作状态，没有检测到故障，默认状态；——状态E1:预期/检测到CAN_L故障；——状态E2:检测到CAN_H故障。图13CAN收发器内部状态根据图13的状态关系，收发器通过切换对应的驱动器，接收器和终端到不同的模式。表13和表14列举了正常模式和低功耗模式下，收发器对于总线故障的内部处理措施。表13正常模式状态描述终端0表13正常模式状态描述(续)终端关闭单线接地，CAN_H接收器关闭或差分收发器或CAN_H/CAN_驱动器CAN_L被关闭单线接地，CAN_H接收器关闭驱动器CAN_H被关闭单线接地，CAN_L接收器关闭·在由LP(低功耗模式)发生模式变换时，允许CAN_L短接到Vcc。终端0所有驱动器被关闭降低到故障确认CAN_H短接到地CAN_L短接到电压(≥5V)所有驱动器被关闭降低到故障确认所有驱动器被关闭降低到故障确认CAN_H线悬空，CAN_L短接到电压(≥5V)遵循本文件的收发器应该能够处理所有情况下的开路故障。这意味着无论是否检测到开路故GB/T41588.3—2022/ISO00图14开路状态工作模式单线的短路故障是二维故障。一方面，短路发生时电平会变化；另一方面，在总线和外部电平之间可能存在不同的电阻。图15列举了短路工作区域。由于地偏工作区域(阴影区域)至少在士1.5V范围内变化，电池电压是个标称电压值，可能在宽大范围内短时变化，比如从6.5V~27V(12V系统)或者是从21V～58V(42V系统)。GB/T41588.3—2022/ISO图15短路工作模式的定义与ECU的正常供电电源相关的故障，比如地丢失(地偏不在规定的范围内),V丢失(V不在规定的范围内)或VBa丢失(电源电压不在规定的范围内),收发器应采用同一种处理方式。只要外部正常通信条件满足，电源故障模式下的节点应恢复网络通信。无论