國(guó)內(nèi)的新能源汽車正如火如荼發(fā)展，如何才能構(gòu)建一致性更好的車載CAN總線網(wǎng)絡(luò)？讓我們從國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始學(xué)習(xí)。

ISO11898是CAN總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，由德國(guó)BOSCH公司開(kāi)發(fā)至今已經(jīng)成為汽車控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)總線協(xié)議，而今國(guó)內(nèi)新能源汽車發(fā)展隨著雙積分制已經(jīng)開(kāi)始對(duì)傳統(tǒng)車企大面積普及，為了在轉(zhuǎn)型過(guò)程中提高汽車穩(wěn)定性，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的研讀成為重中之重。

圖1 新能源汽車CAN總線透視圖

任何一種通訊協(xié)議都要基于物理介質(zhì)去構(gòu)建，那么高速（發(fā)送速率1Mbps）介質(zhì)有哪些特性值得我們注意的呢？今天我們以《ISO11898-2：高速介質(zhì)訪問(wèn)單元》作為切入點(diǎn)去了解這份國(guó)標(biāo)。

一、介質(zhì)的特性

1、總線電平

（1）總線能有兩種邏輯狀態(tài)中的一個(gè)：接收或發(fā)送（見(jiàn)圖2）。

在接收狀態(tài)，VCAN_L和VCAN_H固定在平均電平，由總線終端決定。Vdiff低于最大閾值時(shí)，接收狀態(tài)在總線空閑和接收數(shù)據(jù)位期間傳遞。

圖2 CAN總線邏輯狀態(tài)

（2）在物理介質(zhì)方面，CAN網(wǎng)絡(luò)線束拓?fù)鋺?yīng)盡量接近單根線的結(jié)構(gòu)，線纜所使用的雙絞線保持在一米50絞左右，外裹一層屏蔽線，有效減少干擾信號(hào)對(duì)差分電壓的影響，同時(shí)也避免線束反射波，而其d和l的距離需要達(dá)到一定程度。

LS-CAN網(wǎng)段拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖3所示，具體數(shù)值見(jiàn)表1。通信速率是125 k~500kbit/s，除此之外，還需要滿足下列技術(shù)要求：

• 為了減小駐波，各ECU距離干線的長(zhǎng)度不能相等，同時(shí)應(yīng)避免ECU在總線上等間距布置，即任何兩個(gè)ECU之間d值不能相等；

• 診斷接口到診斷設(shè)備的距離不允許超過(guò)5 m。

圖3 車身CAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

表1 網(wǎng)段拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

（3）小結(jié)

根據(jù)上述特性，我們?cè)谧鲕嚿砜偩€設(shè)計(jì)時(shí)，需要控制好從站到主站的距離以及從站與從站間的距離，避免距離過(guò)大或過(guò)小引起信號(hào)失真或幅值不足等問(wèn)題。

二、一致性測(cè)試

1、概述

介質(zhì)訪問(wèn)單元的一致性應(yīng)當(dāng)遵循ISO16845規(guī)范進(jìn)行測(cè)試，其中以CAN_H和CAN_L分別對(duì)地或兩者之間的阻抗、容抗、總線傳輸延時(shí)為主。

（1）CAN_L和CAN_H相對(duì)于地的內(nèi)部終端電阻

Rin_L和Rin_H由Rtest確定，計(jì)算公式如下：

圖4 CAN_L和CAN_H相對(duì)于地的內(nèi)部終端電阻測(cè)試等效圖

（2）內(nèi)部差分電阻

Rdiff由總線空閑期間Rtest確定：

圖5 內(nèi)部差分電阻測(cè)試等效圖

（3）內(nèi)部延時(shí)測(cè)量法

內(nèi)部延時(shí)tnode測(cè)量應(yīng)當(dāng)在通過(guò)在空閑狀態(tài)，錯(cuò)誤有效的CAN節(jié)點(diǎn)的CAN總線輸入一個(gè)發(fā)送位。CAN節(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這個(gè)發(fā)送位為幀的起始位并執(zhí)行硬件二次同步。CAN控制器應(yīng)當(dāng)在發(fā)送位后的第六個(gè)接收位檢測(cè)到填充錯(cuò)誤，并且作為有效的錯(cuò)誤標(biāo)志響應(yīng)。外部發(fā)送發(fā)送位到錯(cuò)誤標(biāo)志開(kāi)始之間的時(shí)間為tedge^oto^oedgeo^o。

t?edge=6?NBT?(toutputRD?toutputDR)^o

tinputRD+toutputRD=tedge_to_edge?7?NBT+sync^o

同步條件能通過(guò)調(diào)整相位消除，得到tedge^oto^oedgeo^o最大值（CAN核采樣誤差最大：1tq）。

圖6 內(nèi)部傳輸延時(shí)測(cè)量

2、IOS11898一致性測(cè)試快捷可靠的方法

要用萬(wàn)用表、Excel數(shù)據(jù)加計(jì)算公式的方式將上述的內(nèi)部傳輸延時(shí)、阻抗、容抗、CAN節(jié)點(diǎn)接收發(fā)送輸出輸入、等數(shù)十種測(cè)試項(xiàng)做完效率極低且準(zhǔn)確度不高，人為計(jì)算錯(cuò)誤的情況較多，所以CANscope總線分析儀的一鍵測(cè)試上述一致性的項(xiàng)目在效率和權(quán)威性上有極大的提升。

圖7 一致性測(cè)試四大觀測(cè)界面

圖8 CANTester物理層與數(shù)據(jù)鏈路層一致性測(cè)試部分項(xiàng)目

圖9 等效電路功能進(jìn)行輸入電容電阻等測(cè)試

圖10 CANscope總線分析儀

CANscope總線分析儀是CAN總線故障定位、干擾排除、可靠性測(cè)試全球唯一的解決方案，兼容CAN總線各種主流協(xié)議，也就意味著在各種現(xiàn)在施行或?qū)?lái)升級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，CANscope都能及時(shí)兼容更新，一致性測(cè)試更全、更快、更可靠。