新能源汽車發(fā)展的過程中，車載CAN網(wǎng)絡(luò)故障時有發(fā)生，低速容錯CAN協(xié)議有哪些方法值得我們學(xué)習(xí)？

ISO11898-2的解讀對高速CAN學(xué)習(xí)大有裨益，但除了高速CAN，低速容錯CAN也是CAN協(xié)議家族中重要的一員，低速和高速CAN雖然都使用同樣的屏蔽雙絞線連接，但物理介質(zhì)和有關(guān)接口卻有不同的規(guī)定，同時，低速容錯協(xié)議對于故障定義也有不同。

基于物理介質(zhì)及介質(zhì)有關(guān)接口我們能更好的了解通訊協(xié)議的構(gòu)建，那么低速（發(fā)送速率40k~125kbps）容錯的物理層有哪些特性值得我們注意的呢？今天我們通過解讀《ISO11898-3：低速 容錯介質(zhì)相關(guān)接口》繼續(xù)了解這份重要國標。

1. 介質(zhì)的特性

1.1 CAN分層架構(gòu)

1.1.1 圖2重點描述了容錯低速CAN收發(fā)器物理層及一部分數(shù)據(jù)鏈路層。 

圖2 ISO參考模型/CAN分層架構(gòu)

數(shù)據(jù)鏈路層

LLC：邏輯鏈路控制

MAC：介質(zhì)訪問控制

物理層

PLS：物理層信號

PMA：物理介質(zhì)接入設(shè)備

MDI： 介質(zhì)專用接口

也就意味著，根據(jù)ISO11898-3的描述，我們想要了解低速容錯協(xié)議，我們需要了解MDI也需要了解PLS等，所以接下來，我們會重點介紹上述物理層中的的幾個組成部分。

2. 低俗容錯介質(zhì)專用接口說明

先來看看什么是容錯CAN，容錯CAN的物理層是由CAN_H、CAN_L和GND三根線組成的。

2.1 低俗容錯CAN協(xié)議物理介質(zhì)

應(yīng)使用平行（更推薦屏蔽的雙絞）線作為CAN傳輸?shù)奈锢斫橘|(zhì)，這一點在CAN協(xié)議中是共識，良好的屏蔽和雙絞程度有利于滿足更高的EMC需求，為CAN傳輸提供穩(wěn)定可靠的物理環(huán)境。

2.1.1 低俗容錯CAN協(xié)議節(jié)點與總線的連接

CAN_H和CAN_L兩條電纜在終端節(jié)點網(wǎng)絡(luò)結(jié)束，每條線束的所有終端電阻應(yīng)該大于100Ω。圖中終端電阻a是可選的，也就意味著在特定條件下，不是所有的節(jié)點都需要加單個終端電阻。

圖3 CAN信號總線終端節(jié)點

2.1.2 物理信號（PLS）

總線有兩種邏輯狀態(tài)：顯性和隱性。他們之間以差分電平作為區(qū)分： 

在隱性狀態(tài)時，CAN_L電平高于CAN_H，差分電壓DIFF為負數(shù)，所以隱性狀態(tài)在總線空閑或隱性位時傳輸。在顯性狀態(tài)時正好相反，CAN_H電平高于CAN_L，差分電壓DIFF為正數(shù)，顯性狀態(tài)覆蓋隱性狀態(tài)，并在顯性位傳送。下圖中a段表示隱性，b段為顯性。

圖4 物理位表示

2.1.3 網(wǎng)絡(luò)規(guī)范

單個CAN節(jié)點可通過“總線拓撲”或“星型拓撲”兩種方式聯(lián)入通信網(wǎng)絡(luò)（見下圖，其中數(shù)字表示單個節(jié)點序號）。

圖5 總線拓撲

圖6 致遠CTM1054T容錯CAN隔離收發(fā)器拓撲圖 

圖7 星型拓撲

2.1.4 物理介質(zhì)故障定義

下表中規(guī)定的物理故障描述對應(yīng)容錯收發(fā)器的故障。

圖8 物理故障

物理故障會影響到總線的正常通訊，這些故障我們稱之為故障事件，而事件一般可以分為兩大類：電源故障和總線故障，一般情況下檢測到故障事件時，會引發(fā)收發(fā)器內(nèi)部重啟。

電源故障：如果一個節(jié)點與地/電源斷開（或者地大于所定義極限值的±1.5V），這種故障稱之為電源故障；

總線故障：不是所有的總線故障都能被收發(fā)器識別，因此定義了可查詢的略縮事件組，見下圖。

圖9 錯誤事件

2.2 IOS11898故障精確定位快速排除的方法

通過查閱上表中的錯誤事件可以大概定位錯誤部分，但對于具體的錯誤節(jié)點ID、錯誤類型、錯誤場段、解決方式等并不知道，所以如何精確快速的定位到錯誤的報文與波形成為檢測效率提升的關(guān)鍵。

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壍臉藴剩珻ANscope都能及時兼容更新，一致性測試更全、更快、更可靠。

圖10 CANscope總線分析儀

圖11 CANscope內(nèi)部集成了容錯CAN收發(fā)器

圖12 一致性測試四大觀測界面

圖13 CANTester物理層與數(shù)據(jù)鏈路層一致性測試部分項目

圖14 等效電路功能進行輸入電容電阻等測試