ISO118985中文版V10Word下载.docx
《ISO118985中文版V10Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ISO118985中文版V10Word下载.docx（26页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
7.2CAN节点
7.3媒体专用接口，连接器参数
7.4物理介质详述
参考文献
序言
ISO（国际标准化组织）是全球各个国家标准组织的联合会（ISOmemberbodies）。
国际标准的准备工作通常由ISO技术委员会执行。
每一个成员都有志于成为它的分支，这样就有权利派驻代表进国际标准组织。
国际组织，政府，非政府组织都会和ISO保持联络，也会参与标准的准备工作。
ISO与国际电工委员会（IEC）在所有重要的电气标准方面有着密切的合作。
国际标准依照ISO/IEC规范在第二部分（Part2）草拟。
技术委员会的主要工作是准备国际标准。
草拟的国际标准由每一个成员依次投票决定是否录用。
录用标准为至少得到75%的票数。
令人兴奋的是，此文档的一些基本原理可以被用做专利的主体部分，ISO不会追究任何与之相关的标识和这些专利的责任。
ISO11898-5是由ISO/TC22，道路汽车，下属委员会SC3,电子电气设备。
ISO11898由以下部分组成，在标题道路汽车——控制器局域网络（CAN）下：
-----1部分：
数据链路层和物理信号理论
-----2部分：
高速介质访问单元
-----3部分：
低速，容错和媒体专用接口
-----4部分：
触发时间通信
-----5部分：
低功耗模式下的高速访问介质单元
简介
ISO11898于1993年第一次出版，它涵盖了CAN的数据链路层和高速物理层。
复习和调整ISO11898系列：
----1部分：
描述数据链路层包括逻辑链接控制（LLC）子层和介质访问控制（MAC）控制子层以及物理信号传输（PLS）子层。
----2部分：
定义高速介质访问单元（MAU）
----3部分：
定义低速，容错和介质访问单元（MAU）
----4部分：
定义时间触发通信。
----5部分：
定义高速介质访问单元（MAU）的功耗模式
ISO11898-1和ISO11898-2已经取消并被ISO11898:
1993替代。
道路汽车-----控制器局域网络（CAN）
第5部分：
低功耗模式下的高速介质访问单元
1.适用范围
ISO11898的这部分规定CAN的物理层传输速率达到1Mbit/S以供道路汽车适用。
这部分按照ISO/IEC8802-2描述了介质访问接口单元的功能和媒体专用接口的特征。
ISO11898的这部分体现了ISO11898-2的扩展，即满足低功耗的曾经的新功能。
物理层按照ISO11898与ISO11898-2实现了兼容，但是重新定义了ISO11898的一部分。
物理层按照ISO11898和ISO11898-2共同在一个网络里执行。
2.引用标准
以下引用的文档对此篇文档而言是不可或缺的。
对于标注日期的参考目录，仅适用于引用过的版本。
若引用的文件不标日期，则以最新版的引用文件（包括修正版）作为参考文件。
ISO7637-3，道路汽车-----来自传导和偶合的电气干扰---第三部分：
电容电感形成的电气瞬态耦合除了供电线（supplylines）普通线路（lines）也可以形成。
ISO11898-2：
2003,道路汽车—控制器局域网络（CAN）-----第2部分：
高速介质访问单元。
3.术语和定义
对于本文档，应用ISO11898-2里的术语和定义，如下：
1.1VCC
<
CAN节点>
总线传输器的物理层电源电压同时也是可选择（非标配）的分裂终端（split）的电压Vsplit。
注释：
VCC的典型电压为5。
1.2分裂终端电压Vsplit
分裂终端的输出电压，支持对地的模块信号输出。
3.3传输时间Tprop
<
信号传输时间的测量方法为：
从MAU的输出信号（TXD）的边沿开始到输入信号（RXD）的同一边沿。
3.4唤醒过滤时间Twake
<
CAN节点被强制唤醒后在总线上CAN_H,CAN_L发出的一个显性信号的持续时间。
3.5唤醒模式（wake-uppattern）
由满足唤醒过滤时间Twake触发的一个或多个连续显性总线电平，每一个总线电平被单独接收。
注释：
在ISO11898中的图形电压（Voltage）＋→－表示电流从正极流向负极。
4.符号和缩写术语
对于此文档，符号和缩写术语按照ISO11898-2执行。
5.低电压模式的介质访问单元（MAU）的功能描述
对已两线制差分总线以下描述可用，总线电平值，电阻，电容和网络终端，如例7里的描述。
5.2物理层说明
如图1所示总线被终端网络A终端网络B所终结。
这些终端的作用是抑制反射。
除了这种抑制反射最优的终端结构外，在传输速率和拓扑结构受限的情况下，集中式信号终结也是可行的构造。
图1推荐的电气互联方式
如图示1和图示2是高速介质访问单元的两种不同的终结模式。
----------通过CAN_H和CAN_L信号之间的电阻终结。
---------通过两个同阻值的信号电阻串联的分列式终结，这种方式的电阻中心线通过电容连接到地，同时直接连接到专用Split端口。
图2终端变式，单电阻终结和分裂式终结
为了支持低功耗功能，两种不同的操作方式定义如下：
------正常模式：
正常模式的操作在ISO11898-2定义。
------低功耗模式：
在ISO11898的此部分定义。
5.2.2正常模式期间的总线电平
总线只能同时处于两种逻辑状态中的一种，隐形或者显性（如图3）。
当总线上所有CAN节点关闭时，总线处于隐性状态。
在此状态下，总线上的平均由终端和每个CAN节点的高内阻的接收电路产生。
在隐性状态，Vcan_l和Vcan_h为平均电压，此电压大小由CAN终端决定。
此时，Vdiff应当小于最大阈值。
当总线闲置（idle）或者传输隐性位时，总线呈隐性状态。
图3阐明了允许的最大总线隐性差分电压。
通常，此差分电压为0伏。
一般认为使用可选分裂式终端电压Vsplit能使总线的隐性状态稳定。
此物理层的输出电压按照ISO11898的此部分（第五部分）执行，应该直接连接到两个串联的终端电阻的中间。
每当物理层接收器偏置电压不为2.5V,可选电压Vsplit将浮动。
注释:
1：
正常模式2：
低功耗模式3：
简化收发器偏差执行（simplifiedtransceiverbiasimplementation）
图3物理位陈述和简化偏差执行
如果至少一个节点的总线驱动开启，该节点将发送一个显性位到总线。
这会在总线终端产生电流，从而在两根总线上形成电压差。
差分电压大于最小的显性阈值则代表显性态。
显性状态会覆盖隐性状态，并传输显性位。
显性状态和隐性状态由线上的差分电压转化决定。
这个显隐性状态相当于接收比较器上的显性和隐性电压。
仲裁期间，多个CAN节点可以同时发送显性位。
在这种情况下，Vdiff会超过单个操作的Vdiif。
单个操作意味着总线仅被一个节点驱动。
5.2.3低功耗模式的总线电平
低功耗模式期间，总线驱动器被完全关闭。
在低功耗模式期间，通过物理层主动驱动一个差分电压到总线上几乎不可能。
相对应的，在正常模式下，总线线路会被拉到地信号模块，通过接收器内部高阻抗的电阻Rin。
因此，低功耗操作期间没有激活的VCC电压的要求。
可选分裂终端电压（VSpilt）此种情况（低功耗模式）是关闭的，并且呈高阻态（浮空）以防止总线被拉到某一确定的状态。
从物理层的角度来看，仅有两个定义了的操作条件（正常模式，低功耗模式）是可能的。
每当产生总线信号，正常模式就会有个VCC/2的偏压。
每当系统关闭，低功耗模式的偏压为GND。
如图3.
5.2.4唤醒脱离低功耗
低功耗期间，物理层可以（可选）监视总线线路CAN_H和CAN_L上的唤醒事件。
实现此项功能需要利用差分总线上的比较器来监视总线。
如果总线出现一个或多个满足最小Twake的连续的显性电平被接收器单独接受，总线将会被唤醒。
5.2.5无动力节点系统
为了允许不受干扰的CAN通信的系统，即两三个节点有意无动力（比如点火控制的模块），与此同时其他节点继续正常参与通信。
要求这些无动力节点对总线电平的影响尽可能的小。
这就需要此时无动力的收发器在正在通信总线里拥有尽可能低的漏电流。
无动力收发器漏电流越低，相应部分的网络性能越好。
表4表明了应用（永久使用或者临时不使用的）的最大漏流电流参数容限（永久使用的节点）和应该最大限度的减少漏电流参数（临时不使用的）。
与仍有电压的低功耗模式形成对照的是，无动力意味着在物理层面电源已经被切割。
6.Vsplit一致性测试
大部分正常模式的一致性测试都在ISO11898-2中有规定，除了一些可选电压的功能和低功耗模式的动作。
例7这个图表和公式展示的规定的电气参数必须被确认。
6.2.1概述
Vsplit是一个可选的稳定总线隐形状态的输出电压。
当此功能实施时，其输出情况应该按照一下条款测量。
6.2.2正常模式Vsplit
正常模式期间，输出电压Vsplit传送一个VCC/2电压。
根据表6，需要调整电阻R，使输出+500uA电流到地（如图4原理图A）和-500uA电流到VCC（图4原理图B），同时要求输出电压Vsplit在限值范围内。
在空载条件下（图4原理图C），输出电压应该按照表6要求，使用一个阻值大于1MΩ的负载电阻。
图4正常模式下Vsplit的测量
6.2.3低功耗模式Vsplit
低功耗模式下，可选输出Vsplit应该浮空（如图5）。
漏电流由表6定义。
图5低功耗模式下Isplit漏电流的测量
低功耗模式期间，CAN_H和CAN_L应该通过总线接收器网络输入电阻Rin被拉向GND（图6）。
CAN_H和CAN_L的电平应当与表8里的一致。
图6低功耗模式下Vcan_l和Vcan_Hd的测量
低功耗模式期间，CAN_H和CAN_L应该通过内部输入电阻被拉向GND（图7），按照表9。
图7低功耗模式下Rin的测量
测试电路的应用电压Utese可以基于分压方式计算利用Rtest计算出Rin，如下：
U是电压源，V是电压表
6.5正常模式的传输延时
假如链接到了物理层的管脚RXD（接收数据，串行）和TXD（发送数据，串行），信号传输时间需要按照图8所示进行测量。
表11规定了传输时间和Rl,Cl,ftxd,和Crxd。
图8正常模式下Tprop的测量（Tprop传输时间）
6.6低功耗模式的唤醒过滤时间
为了抑制远程总线唤醒中非预期的唤醒事件，需要实施一个确定的显性过滤时间。
如图9。
按照表11，当显性脉冲宽度小于Twake（min）时，处于测试状态的设备标志为一个唤醒条件。
而当当显性脉冲宽度大于Twake（max）时，处于测试状态的设备将此标志为一个唤醒条件。
当显性脉冲的长度介于Twake（min）和Twake（max）时可能引起唤醒，这取决于过滤传播。
根据系统的目标速率，实行的个体时间阈值可以调整。
但是必须在由表11定义的最小值和最大值范围内。
测试应当按照表13的规定范围内的完整共模电压进行。
表11里定义里，Rl，Ucm，Tpulse和I的值。
图9低功耗模式下唤醒过滤时间测量
6.7正常模式下总线对称驱动
出于电磁兼容（EMC）的原因，CAN_H和CAN_L的驱动级必须对称，特别在隐性位变为显性位和显性位变成隐性位期间，需要一个示波器以确认所谓的共模总线电压在限值范围内，包括在隐性位时间，显性位时间，和位传输时间均按照表5要求。
（图10）
表5定义了Rl，Ftxd和Csplit，并且Vsym=Vcan_h+Vcan_l
图10总线驱动对称Vsymd的测量
6.8输入漏电流，无动力设备
一个无动力设备不应该干扰其余网络的通信。
表4定义了满足要求的最大的漏电流，Ican_h和Ican_l以及Ubus和Usupply。
（如图11）
图11无动力设备的输入漏电流的测试
7.高速介质访问单元（HS-MAU）的电气规格
7.1物理介质附件子层规范
7.1.1概述
所有独立的物理层实施规范都在表1~表10中给出了。
这些表里的参数规范应当贯穿整个操作温度，按照说明实施，每一个个体的CAN节点都如此。
7.1.2总线电平
7.1.2.1共模电压
当所有的CAN节点都被连接到被正确终结的总线上，应用表1到表6里规定的参数。
7.1.2.2耦合干扰
CAN_H和CAN_L可以忍受的耦合干扰容限在ISD7637-3中被定义。
测试脉冲为3a和3b。
7.1.3可选的分裂输出电平
可选的分裂输出电平在表6中进行了阐述。
表1—正常模式下显性状态的总线电压参数
参数
符号
单位
值
条件
最小
正常
最大
总线共模电压
Vcan_h
V
---
2.5
12
测量时每个CAN节点的
Vcan_l
-12
----
总线差分电压
Vdiff（a）
mV
测量时每个CAN节点连接到总线上
（a）隐性状态期间差分电压由所有CAN节点的输出状态决定，因此Vdiff电压大约等于0（如表8）。
最小值由要求决定，这个要求是单个的总线驱动器代表显性的最小电压值为Vdiff=1.2V。
表2---正常模式下显性状态的总线电压参数
单元
总线共模电压（a）
3.5
测量时每个CAN节点的单独接地
-1.2
1.5
-----
总线差分电压（b）
Vdiff
1.2
2
3
（a）Vcan_h的最小值等于Vcan_l的最小值加上Vdiff的最小值。
Vcan_l的最大值由Vcan_h的最大值减去Vdiff的最小值。
（b）总线负载随着网络CAN节点增加而增加，因为总的Rdiff的阻值随之减少，Vdiff增加。
Vdiff的最小值决定了总线上允许的CAN节点的数量。
Vdiff的最大值由仲裁的上位限值确定。
表3---低功耗模式下显性状态的总线电压参数
mv
-120
（a）低功耗模式下差分总线电压由所有的CAN节点的输出决定。
Vdiff约等于0（如图8）。
表4---总线输入电流，无动力器件
输入漏电流
Ican_h
uA
250（a）
Ubus=5V，Usupplu=0V（b）
Ican_l
（a）.同一网络里为保证通行的正常进行，无动力的器件的输入漏电流一定要尽可能的小。
（如5.25））
无动力器件的漏电流必须小于25uA。
全面规定漏电流的范围有利于永久使用的CAN节点的通信。
表5---正常模式，对称驱动
CAN_H+CAN_L的对称驱动
Vsym
VCC
0.9
1
1.1
RL=120ohm/tol.<
1%，Vsplit=4.7nF/5%，Ftxd=250kHZ，示波器输入阻抗<
=20pf/1MΩ
表6-----可选，分裂输出电压
正常模式，负载条件分裂输出电压
Vsplit_I
0.3
0.5
0.7
-500uA<
Isplit<
500uA
正常模式，空载条件分裂输出电压
Vsplit_u
0.45
0.55
Rmeasure>
=1MΩ
低功耗模式，分裂漏电流
Isplit
5
-12V<
Usplit<
12V
7.2.1概述
在CAN节点未连接到总线的情况下，每个CAN节点的CAN_L和CAN_H节点应当按照表7给出的参数进行测试。
表7----CAN节点的Vcan_l和Vcan_h和可选的Vsplit的最大等级
电池电压（V）
电压Vmin
电压Vmax
14
-27V
40V
Vsplit
28
-58V
58V
42
注释1.静止操作下性能不能保证
注释2.不论多久的时间，总线驱电路不会被损坏
每个CAN节点的CAN_L和CAN_H节点应当按照表8和表10给出的参数进行测试。
测试方法按照例6和ISO11898-2：
2003的例6进行。
表8----CAN节点隐性状态的DC参数
正常模式，总线输出电压
2.0
3.0
空载（a）
低功耗模式，总线输出电压
-0.1
0.1
空载
总线差分输出电压
-500
50
正常模式，差分输入电压（b）
Vdiff_N
-1.0
c,d
低功耗模式，差分输入电压（d）
Vdiff_L
0.4
a.a.出于EMC考虑，CAN_H和CAN_L之间需要一个确定的匹配值（如表5），因此，当一个CAN线上表现出最小值时，其他的CAN线不能表现出最大值。
b.接收端显性位和隐性位的阈值各确保了0.3V和0.5V的噪声抗干扰能力。
在实际应用中，当CAN_H和CAN_L并入了更低的负载电阻，更低的显性值也是有意义的。
（电源的电容值是根据总线驱动器的内阻驱动与总线负载电阻并联的显性位推论出来的。
）
c.接受端隐性位的范围
d.接受必须确保共模电压分别在表1和表2的范围内。
表9-----CAN节点的总线输入电阻
差分内阻
Rdiff
kΩ
10
100
低功耗和正常模式，空载（a）
内部电阻
Rin
正常，低功耗模式
a对于有完整终端电阻的CAN节点，RL被看作CAN_H和CAN_L的差分阻抗而不是Rdiff。
bCAN_H和CAN_L的Rin必须拥有几乎一致的值。
之间的误差应该小于3%。
表10—CAN节点显性状态的DC参数
条件（a）
正常模式，总线输出电压（b）
2.75
4.5
负载Rl/2
2.25
正常模式，差分输出电压
正常模式，差分输入电压（c）
负载Rl/2（d）
低功耗模式，差分输入电压
1.15
a负载指CAN_H和CAN_L之间的负载。
对于没有完整终端电阻（正常使用）的CAN节点，这个电阻是Rl的一半。
对于拥有完整终端电阻的CAN节点，这个电阻即是Rl电阻。
此种情况下，RL被当做CAN_H和CAN_L的Rdiff电阻。
b.出于EMC考虑，CAN_H和CAN_L之间需要一个确定的匹配值（如表5）.因此，当一个CAN线上表现出最小值时，其他的CAN线不能表现出最大值。
c.接收端显性位和隐性位的阈值各确保了0.3V和0.5V的噪声抗干扰能力。
d.接收端的显性位范围。
必须确保接收端共模电压的范围分别符合表1和表2.
6.2.4电压范围说明
负载情况在表1到表10已经被定义。
图12到图15阐明了Vcan_h和Vcan_l的可用电压范围。
图12—正常模式期间如果Vcan_l在总线共模电压范围内从最小变到最大，Vcan_h的可用电压范围就可以监控总线的隐性状态和断开的CAN节点。
图13—如果正常模式期间总线共模电压Vcan_L的值从最小到最大变化，Vcan_h的电压变化范围就可以监控显性状态和断开的CAN节点。
图14—正常模式期间如果Vcan_l电平从最小值到最大值范围变化，从总线的CAN节点上断开的CAN显性状态的Vcan
升级会员 