認識高速接入單元“ISO11898-2”

　　國內的新能源汽車(chē)正如火如荼發(fā)展，如何才能構建一致性更好的車(chē)載CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )?讓我們從國際標準開(kāi)始學(xué)習。

　　ISO11898是CAN總線(xiàn)國際標準，由德國B(niǎo)OSCH公司開(kāi)發(fā)至今已經(jīng)成為汽車(chē)控制系統的標準總線(xiàn)協(xié)議，而今國內新能源汽車(chē)發(fā)展隨著(zhù)雙積分制已經(jīng)開(kāi)始對傳統車(chē)企大面積普及，為了在轉型過(guò)程中提高汽車(chē)穩定性，國際標準的研讀成為重中之重。

　　圖 1 新能源汽車(chē)CAN總線(xiàn)透視圖

　　任何一種通訊協(xié)議都要基于物理介質(zhì)去構建，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(fǎng)問(wèn)單元》作為切入點(diǎn)去了解這份國標。

　　一、介質(zhì)的特性

　　1、總線(xiàn)電平

　　?總線(xiàn)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(xiàn)終端決定。Vdiff低于最大閾值時(shí)，接收狀態(tài)在總線(xiàn)空閑和接收數據位期間傳遞。

　　圖 2 CAN總線(xiàn)邏輯狀態(tài)

　　?在物理介質(zhì)方面，CAN網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)束拓撲應盡量接近單根線(xiàn)的結構，線(xiàn)纜所使用的雙絞線(xiàn)保持在一米50絞左右，外裹一層屏蔽線(xiàn)，有效減少干擾信號對差分電壓的影響，同時(shí)也避免線(xiàn)束反射波，而其d和l的距離需要達到一定程度。

　　LS-CAN網(wǎng)段拓撲結構采用總線(xiàn)型拓撲結構，如圖3所示，具體數值見(jiàn)表1。通信速率是125 k~500kbit/s，除此之外，還需要滿(mǎn)足下列技術(shù)要求：

　　1)為了減小駐波，各ECU距離干線(xiàn)的長(cháng)度不能相等，同時(shí)應避免ECU在總線(xiàn)上等間距布置，即任何兩個(gè)ECU之間d值不能相等;

　　2)診斷接口到診斷設備的距離不允許超過(guò)5 m。

　　圖 3 總線(xiàn)型拓撲結構

　　表 1 網(wǎng)段拓撲結構

　　根據上述特性，我們在做車(chē)身總線(xiàn)設計時(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)小引起信號失真或幅值不足等問(wèn)題。

　　二、一致性測試

　　1、概述

　　介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)單元的一致性應當遵循ISO16845規范進(jìn)行測試，其中以CAN_H和CAN_L分別對地或兩者之間的阻抗、容抗、總線(xiàn)傳輸延時(shí)為主。

　　?CAN_L和CAN_H相對于地的內部終端電阻

　　Rin_L和Rin_H由Rtest確定，計算公式如下：

　　圖 4 CAN_L和CAN_H相對于地的內部終端電阻測試等效圖

　　?內部差分電阻

　　Rdiff由總線(xiàn)空閑期間Rtest確定：

　　圖 5 內部差分電阻測試等效圖

　　?內部延時(shí)測量法

　　內部延時(shí)tnode測量應當在通過(guò)在空閑狀態(tài)，錯誤有效的CAN節點(diǎn)的CAN總線(xiàn)輸入一個(gè)發(fā)送位。CAN節點(diǎn)應當認為這個(gè)發(fā)送位為幀的起始位并執行硬件二次同步。CAN控制器應當在發(fā)送位后的第六個(gè)接收位檢測到填充錯誤，并且作為有效的錯誤標志響應。外部發(fā)送發(fā)送位到錯誤標志開(kāi)始之間的時(shí)間為tedge to edge.

　　t?edge=6?NBT?(toutputRD?toutputDR)

　　tinputRD+toutputRD=tedge_to_edge?7?NBT+sync

　　同步條件能通過(guò)調整相位消除，得到tedge to edge最大值(CAN核采樣誤差最大：1tq)。

　　圖 6 內部傳輸延時(shí)測量

　　三、IOS11898一致性測試快捷可靠的方法

　　要用萬(wàn)用表、Excel數據加計算公式的方式將上述的內部傳輸延時(shí)、阻抗、容抗、CAN節點(diǎn)接收發(fā)送輸出輸入、等數十種測試項做完效率極低且準確度不高，人為計算錯誤的情況較多，所以CANscope總線(xiàn)分析儀的一鍵測試上述一致性的項目在效率和權威性上有極大的提升。

　　圖 7 一致性測試四大觀(guān)測界面

　　圖 8 CANTester物理層與數據鏈路層一致性測試部分項目

　　圖 9 等效電路功能進(jìn)行輸入電容電阻等測試

　　圖 10 CANscope總線(xiàn)分析儀

　　CANscope總線(xiàn)分析儀是CAN總線(xiàn)故障定位、干擾排除、可靠性測試全球唯一的解決方案，兼容CAN總線(xiàn)各種主流協(xié)議，也就意味著(zhù)在各種現在施行或將來(lái)升級的標準，CANscope都能及時(shí)兼容更新，一致性測試更全、更快、更可靠。