ISO11898-5中文版-V1.0.docx

1、国际标准 ISO11898-5第一次编辑2007-06-15利用业余时间翻译，由于水平和精力有效，难免有纰漏及谬误之处，如有发现请联系 cheng- 。程俊奎。 2017-6-10道路车辆- 控制器局域网络（CAN）第五部分：低功耗模式的高速介质访问单元。PDF 免责声明此 PDF 文档可能包含有嵌入式字体。依照 Adobe 的许可政策，此文档可以被打印和查看但是除非此嵌入式字体被授权否则不能被编辑。下载此文档，编者不承担不符合 Adobe 许可政策的责任。ISO 中心秘书处在此文档中不承担责任。Adobe 是奥多比公司的注册商标。创建此 PDF 文档的软件商的详细信息可以通过此文文档属性（

2、info）查看；此 PDF 的参数最好打印出来。希望此文档被确保用于 ISO 成员。在不正常的情况下发现了问题，请将此问题按以下地址告知中心秘书处。略目录：序言-简介-1. 适用范围-12. 引用标准-13. 术语和定义-14. 符号和缩写术语-25. 低功耗模式下的介质访问单元(MAU) 的功能描述-25.1 概述5.2 物理层说明？6. 一致性测试-56.1 概述6.2Vsplit 输出功能6.3 低功耗模式下的输出电压6.4 低功耗模式下的内阻6.5 正常功耗模式下的传输延时6.6 低功耗模式下的唤醒过滤时间6.7 正常功耗模式下的总线驱动器的对称性6.8 输入漏电流，无功耗器件7.高速

3、介质访问单元（HS-MAU）的电气特性-87.1 物理层？详述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（ISO member bodies） 。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（Part 2）草拟。技术委员会的主要工作是准备

4、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。ISO 11898 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

5、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ISO 11898-1 和 ISO 11898-2 已经取消并被 ISO 11898:1993 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ISO 11898 的这部分规定 CAN 的

6、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/IEC 8802-2 描述了介质访问接口单元的功能和媒体专用接口的特征。ISO 11898 的这部分体现了 ISO 11898-2 的扩展，即满足低功耗的曾经的新功能。物理层按照 ISO 11898 与 ISO 11898-2 实现了兼容，但是重新定义了 ISO 11898 的一部分。物理层按照 ISO 11898 和 ISO 11898-2 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

7、为参考文件。ISO 7637-3，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（supply lines）普通线路(lines) 也可以形成。ISO 11898-2：2003,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：1.1 VCC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

8、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 TwakeCAN 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-up pattern)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 ISO 11898 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 ISO 11898-2 执行。5.低电压模式的介质访问单元（MAU）的功能描述5.1 概述

9、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

10、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 ISO 11898-2 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

11、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 ISO 11898 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（simplified transceiver bias implementation）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

12、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（

13、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

14、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） 。注释：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6.1 概述大部分正常模式的一致性测试都在 ISO 11898-2 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

15、表和公式展示的规定的电气参数必须被确认。6.2Vsplit 输出功能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 1M 的负载电阻。图 4 正常模式下 Vs

16、plit 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6.3 低功耗模式下的输出电压低功耗模式期间，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6.4 低功耗模式下的内阻低功耗模式期间，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 Ri

17、n 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

18、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

19、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

20、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 ISD 7637-3 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值参数 符号 单位最小 正常 最大条件Vcan_h V - 2.5 12总线共模电压Vcan_l V -12 2.5 -测量时每个 CAN 节点的总线差分电压 Vdiff(a) mV -12 0 12 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参数 符号 单元 值 条件