認(rèn)識高速接入單元“ISO11898-2”

　　國內(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)?讓我們從國際標(biāo)準(zhǔn)開始學(xué)習(xí)。

　　ISO11898是CAN總線國際標(biāo)準(zhǔn)，由德國BOSCH公司開發(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，而今國內(nèi)新能源汽車發(fā)展隨著雙積分制已經(jīng)開始對傳統(tǒng)車企大面積普及，為了在轉(zhuǎn)型過程中提高汽車穩(wěn)定性，國際標(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)訪問單元》作為切入點(diǎn)去了解這份國標(biāo)。

　　一、介質(zhì)的特性

　　1、總線電平

　　?總線能有兩種邏輯狀態(tài)中的一個：接收或發(fā)送(見圖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，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)

　　?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，有效減少干擾信號對差分電壓的影響，同時也避免線束反射波，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：

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

　　2)診斷接口到診斷設(shè)備的距離不允許超過5 m。

　　圖 3 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　表 1 網(wǎng)段拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　根據(jù)上述特性，我們在做車身總線設(shè)計時，需要控制好從站到主站的距離以及從站與從站間的距離，避免距離過大或過小引起信號失真或幅值不足等問題。

　　二、一致性測試

　　1、概述

　　介質(zhì)訪問單元的一致性應(yīng)當(dāng)遵循ISO16845規(guī)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、總線傳輸延時為主。

　　?CAN_L和CAN_H相對于地的內(nèi)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(nèi)部終端電阻測試等效圖

　　?內(nèi)部差分電阻

　　Rdiff由總線空閑期間Rtest確定：

　　圖 5 內(nèi)部差分電阻測試等效圖

　　?內(nèi)部延時測量法

　　內(nèi)部延時tnode測量應(yīng)當(dāng)在通過在空閑狀態(tài)，錯誤有效的CAN節(jié)點(diǎn)的CAN總線輸入一個發(fā)送位。CAN節(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這個發(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)送位后的第六個接收位檢測到填充錯誤，并且作為有效的錯誤標(biāo)志響應(yīng)。外部發(fā)送發(fā)送位到錯誤標(biāo)志開始之間的時間為tedge to edge.

　　t?edge=6?NBT?(toutputRD?toutputDR)

　　tinputRD+toutputRD=tedge_to_edge?7?NBT+sync

　　同步條件能通過調(diào)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(nèi)部傳輸延時測量

　　三、IOS11898一致性測試快捷可靠的方法

　　要用萬用表、Excel數(shù)據(jù)加計算公式的方式將上述的內(nèi)部傳輸延時、阻抗、容抗、CAN節(jié)點(diǎn)接收發(fā)送輸出輸入、等數(shù)十種測試項做完效率極低且準(zhǔn)確度不高，人為計算錯誤的情況較多，所以CANscope總線分析儀的一鍵測試上述一致性的項目在效率和權(quán)威性上有極大的提升。

　　圖 7 一致性測試四大觀測界面

　　圖 8 CANTester物理層與數(shù)據(jù)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)砩壍臉?biāo)準(zhǔn)，CANscope都能及時兼容更新，一致性測試更全、更快、更可靠。