CAN-bus拓扑结构及物理层

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1、Version1.10版2005年12月CAN-bus拓扑结构和传输介质CAN-bus拓扑结构线性拓扑ISO11898定义了一个单线结构的拓扑采用干线和支线的连接方式干线的两个终端都端接一个终端电阻节点通过没有端接的支线连接到总线对干线与支线都规定了参数限制线性拓扑ISO11898CAN-bus网络拓扑示意图线性拓扑示意图TerminationISO11898-2标准RNode1Node2RNodenCANHCANL3.5V1.5V2.5VTerminationCAN-bus位速率：1Mbps总线长度：最大40m支线长度：最大0.3m节点距离：最大40mCAN-bus位速率：5K

2、bps总线长度：最大10Km支线长度：最大6m节点距离：最大10Km允许的最大支线长度计算请参考《PCA82C250应用指南》。网络长度参数总线最大线路长度基本取决于以下物理条件连接的总线节点、CAN控制器、收发器等元件的循环延迟以及总线的线路延迟；由于节点间相关的振荡器容差而造成位定时额度的不同；总线电缆的串联阻抗、总线节点的输入阻抗而使信号幅值下降。总线最大线路长度基本公式：MaxBitRate[Mbps]×MaxBusLength[m]≤60总线有效长度与传输速率CAN节点通过支线连接到总线CAN节点与总线连接支线长度的限制：例一：单分支<6米，总长<30米；例二：Devi

3、ceNet网络支线<0.3米。符合ISO11898网络拓扑结构的CAN网络线性拓扑示例分支网络通过中继器(Reapter)连接到干线每个分支网络符合ISO11898标准线性拓扑的扩展(一)多条分支网络通过集线器(HUB)连接到干线每个分支网络符合ISO11898标准线性拓扑的扩展(二)其他CAN-bus网络其他CAN-bus网络CAN-bus传输介质物理层ApplicationPresentationSessionTransportNetworkDataLinkLayerPhysicalLayerOSI参考模型PhysicalSignaling(PLS)-BitEncoding/

4、Decoding-BitTiming/SynchronizationPhysicalMediumAttachment(PMA)-Driver/ReceiverCharacteristicsMediumDependentInterface(MDI)-ConnectorsLogicalLinkControl(LLC)-AcceptanceFiltering-OverloadNotification-RecoverManagementMediumAccessControl(MAC)-DataEncapsulation/Decapsulation-FrameCoding(stuffing

5、/destuffing)-ErrorDetection/Signaling-Serialization/Deserialization物理层PhysicalSignaling(PLS)-BitEncoding/Decoding-BitTiming/Synchronization物理介质配置(PMA)-收发器件特性介质依存接口(MDI)-连接器-线缆，光纤等物理层物理层并不由CAN规定包括PMA和MDI必须与CAN的规格兼容必须规定显性和隐性状态置位状态可以覆盖隐性状态仲裁错误帧的产生物理层特性符合ISO11898标准CAN-bus传输介质单线（汽车）双绞线屏蔽双绞线同轴电缆单模光

6、纤无线通信VCANHCANLR物理介质必须支持“显性”和“隐性”状态，“显性”状态支配“隐性”状态，例如在总线仲裁时。双线结构总线必须使用终端电阻抑制信号反射，并且采用差分信号传输减弱电磁干扰（EMI）的影响。使用光学介质时，隐性电平通过状态“暗”表示，显性电平通过状态“亮”表示；同一段CAN-bus网络采用相同的传输介质。传输介质（BusMedium）双绞线目前，采用双绞线的CAN总线分布式系统已得到广泛应用，如汽车电子、电梯控制、电力系统、远程传输等。技术上容易实现、造价低廉；理论上节点数无限制、对环境电磁辐射有一定抑制能力；随着频率的增长，双绞线线对的衰减迅速增高；双绞线有

7、所谓的近端串扰；适合CAN-bus网络5Kbps～1Mbps的传输速率。双绞线的使用双绞线采用抗干扰的差分信号传输方式；使用非屏蔽双绞线作为物理层，只需要有2根线缆作为差分信号线（CANH、CANL)传输；使用屏蔽双绞线作为物理层，除需要2根差分信号线（CANH、CANL)的连接以外，还要注意在同一网段中的屏蔽层（SHIELD）单点接地问题。CAN总线电平标称值双绞线（ISO11898-2）双绞线（ISO11898-2）RNode1Node2RNodenCANHCANL3.5V1