奔馳汽車(chē)的通信為什么能固若金湯

　　安全至上是梅賽德斯- 奔馳造車(chē)工藝的優(yōu)良血統，接下來(lái)將同大家探討奔馳 汽車(chē)安全性中非常重要的通訊環(huán)節是如何實(shí)現的。

　　隨著(zhù)攝像系統、距離控制、航線(xiàn)保持等功能以及制動(dòng)輔助系統、制動(dòng)力分配系統、車(chē)身側傾干預與緩解系統等功能的飛速發(fā)展，汽車(chē)的系統功能之間已經(jīng)不再獨立，而是呈現互相合作的關(guān)系，各功能之間的無(wú)縫集成更是各大整車(chē)廠(chǎng)追求的目標。俗話(huà)說(shuō)，外練筋骨皮，內練一口氣，有了各式安全裝備加持的奔馳商務(wù)車(chē)，是如何保障這些安全裝備的穩定工作的呢?下面將為大家從奔馳商務(wù)車(chē)的通訊系統—— 容錯CAN進(jìn)行分析。

　　容錯CAN簡(jiǎn)介

　　先來(lái)了解一下容錯CAN，容錯CAN 的物理層是由CAN-H、CAN-L、GND三根線(xiàn)組成的。下圖1為CAN總線(xiàn)通信信號的示意圖：

　　圖1 CAN總線(xiàn)通信信號

　　由圖中我們可以看出，CAN-H、CAN-L的電壓幅值在顯隱性發(fā)生變化時(shí)幅值變化高達4V，這樣不僅可以保證正常狀態(tài)下CAN總線(xiàn)的穩定工作，還可以保證CAN總線(xiàn)中CAN-H、CAN-L其中一條發(fā)生故障(短路或者斷路)時(shí)，容錯CAN收發(fā)器會(huì )自動(dòng)識別總線(xiàn)狀態(tài)，根據總線(xiàn)狀態(tài)做出調整(具體見(jiàn)下表1)，保證了CAN總線(xiàn)在故障時(shí)的通訊正常。

　　表1 故障狀態(tài)檢測

　　容錯CAN故障處理模擬

　　下面我們用CANScope搭配CANScope-StressZ來(lái)分別模擬CAN-H對地短路與CAN-L對地短路時(shí)總線(xiàn)通信情況，下圖2、3分別表示CAN-H對地短路和CAN-L對地短路時(shí)的接線(xiàn)圖。

　　圖2 CAN-H對地短路

　　圖3 CAN-L對地短路

　　下圖4所示為用CANScope讀取到的模擬CAN-H、CAN-L短路的情況下容錯CAN的通訊狀態(tài)：

　　圖4 CAN-H短路時(shí)總線(xiàn)通信情況

　　注意：圖中CAN-H的波動(dòng)雖然較大，但是幅值很小哦~

　　我們可以從圖4中看出，當CAN-H出現短路情況時(shí)，數據仍然能夠被接收節點(diǎn)正確讀取，表明CTM收發(fā)器會(huì )自動(dòng)將工作狀態(tài)切換為CAN-L與地線(xiàn)進(jìn)行CAN數據的收發(fā);

　　圖5 CAN-L短路時(shí)總線(xiàn)通信情況

　　同樣，當CAN-L出現短路情況時(shí)，接收節點(diǎn)同樣能夠準確的分析出CAN數據，表明CTM收發(fā)器會(huì )自動(dòng)將工作狀態(tài)切換為使用CAN-H與地線(xiàn)來(lái)進(jìn)行CAN數據的收發(fā)。

　　通過(guò)上面的分析，我相信聰明的您肯定感受到，容錯CAN可以有效的保證在CAN-H、CAN-L中任何一條線(xiàn)出現短路或者斷路的情況下仍然能夠保證CAN數據的正常收發(fā)，奔馳商務(wù)車(chē)正是大量的使用這種容錯能力極強的CAN總線(xiàn)，使安全性得到了極大的保障!

　　容錯CAN網(wǎng)絡(luò ) 拓撲

　　圖6 CTM1054 網(wǎng)絡(luò )拓撲結構與應用實(shí)例

　　如圖 6所示為CTM1054網(wǎng)絡(luò ) 拓撲結構，在同一個(gè)CAN-bus 網(wǎng)絡(luò )中，最大可連接32個(gè)CTM1054節點(diǎn)。連接時(shí)需要注意終端電阻的連接，容錯CAN收發(fā)器終端電阻被設定為100 歐姆：即CANH所有電阻并聯(lián)為100歐姆，同時(shí)CANL總線(xiàn)所有電阻并聯(lián)為100歐姆。因此，在構建一個(gè)CAN-bus網(wǎng)絡(luò )時(shí)，必須考慮CAN-bus網(wǎng)絡(luò )可能存在的節點(diǎn)數，根據節點(diǎn)數計算出終端電阻值，如圖中共5個(gè)CTM1054節點(diǎn)，因此CANH上的五個(gè)電阻阻值全部為500歐姆，CANL上五個(gè)電阻的阻值也全部為500歐姆。

　　產(chǎn)品推薦

　　那么什么樣的收發(fā)器支持容錯CAN呢?下面為大家推薦的兩款產(chǎn)品，這兩款產(chǎn)品不僅能夠支持容錯CAN的功能，還具備其他非常強大的功能：

　　圖7 CTM1054容錯CAN收發(fā)器

　　第一款是致遠電子根據多年的CAN-bus現場(chǎng)應用經(jīng)驗，推出的CTM1054容錯隔離CAN收發(fā)器，即可消除地環(huán)路的電勢差影響、有效抵御共模干擾，而且還保護了CAN控制器端的電路在強干擾環(huán)境中，大大降低了被干擾和損壞的概率，以模塊化的設計、可靠性的應用和具有競爭力的價(jià)格，幫助使用者降低整體的設計風(fēng)險和采購成本。如圖7所示。

　　圖8 NXP TJA1055

　　第二款是NXP推出的TJA1055，它采用獨特的絕緣層上覆硅(SOI, Silicon-On-Insulator) 工藝技術(shù)，在ESD、EMC以及 功耗方面都有明顯改善。同時(shí)也降低了 射頻發(fā)射強度，讓使用者可以在不影響安全性的情況下擴大網(wǎng)絡(luò )連線(xiàn)的范圍。加上提升射頻干擾效能和內置斜率控制特性，能夠通過(guò)使用無(wú)屏蔽電纜來(lái)降低成本。如圖8所示。