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1、.wd文件编号: TKC/JSS-EV17文件版本号: 0/A版安徽天康特种车辆装备整车CAN通信设计标准编 制:n审 核:n批 准:n发布日期：2014年12月22日 实施日期：2014年12月22日安徽天康特种车辆装备 目 录一、说明- 1 -二、物理层- 2 -三、数据链路层- 8 -四、传输协议- 11 -五、交互层- 11 -前 言为使本公司整车CAN总线通信设计标准化，参考国际标准化组织协议 以及国内外汽车总线总体设计的技术要求，结合本公司物流车开发车型的实际应用环境，编制本整车CAN总线通讯设计标准。本标准满足公司快速开展的需要，并将在实践中进一步提高完善。本标准由安徽天康特种车
2、辆装备技术部提出。本标准由安徽天康特种车辆装备技术部批准。本标准主要起草人：李劲松、查德国、和进军本标准于2015年01月首次发布。整车CAN通信设计标准一、说明1.1范围本标准规定了安徽天康特种车辆装备以下简称“天康生产的纯电动汽车CAN通信设计标准。本标准适用于安徽天康特种车辆装备设计开发的纯电动汽车的CAN总线通信设计。如果本标准与其它标准或标准不一致，那么按照如下方式处理：与SAE J1939不一致，遵照本标准执行；与ECU技术标准不一致，遵照ECU技术标准执行1.2标准性引用文件以下文件中的条款通过本标准的引用成为本标准的条款。但凡注日期的引用文件，其随后的修改单不包括订正的内容或修
3、订版均不适用于本标准。但凡不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。表 1 参考文档标号标题版本/修改日期Ref.1ISO-11898-1: Road vehicles Controller area network(CAN) - Part 1: Data link layer and physical signaling2003Ref.2ISO-11898-2: Road vehicles Controller area network(CAN) - Part 2: High-speed medium access unit2003Ref.3ISO-11898-5：Road Vehicle
4、sController area network(CAN) - Part 5: High-speed medium access unit with low-power modeRef.4SAE-J1939-11: Surface Vehicle Recommended Practice Physical Layer, 250K bits/s, Twisted Shielded Pair2006Ref.5SAE-J1939-21: Surface Vehicle Recommended Practice Data Link Layer20061.3术语和缩写表 2 缩写缩写含义ACKAckno
5、wledgment(应答)CANController Area Network(控制器局域网)DLCData Length Code(数据长度码)ECUElectronic Control Unit(电控单元)EMCElectro Magnetic Compatibility(电磁兼容)ESDElectro-Static Discharge(静电阻抗器)IGNIgnition(点火开关)ISOInternational Organization for Standardization(国际标准化组织)LSBLeast Significant Byte(最低有效字节)Lsbleast signi
6、ficant bit(最低有效位)MSBMost Significant Byte(最高有效字节)Msbmost significant bit(最高有效位)PCBPrinted Circuit Board(印刷电路板)SAEThe Society of Automotive Engineers(美国汽车工程师学会)SJWSynchronization Jump Width(同步跳转宽度)TBDTo be defined(待定)二、物理层本节详细规定了物理层的需求2.1相关标准所有ECU应遵从标准Ref.1、Ref.2或者Ref.4中的相关规定.2.2物理介质CAN传输线束应该满足表3描述的参
7、数和如下的条件：CAN线束采用非屏蔽双绞线；CAN_H和CAN_L应该被保护屏蔽包裹，如果天康允许，可以使用不带保护层的CAN线束；绞线率：1358twist/m。表 3 物理介质参数参数符号最小值标称值最大值单位特征阻抗Z108120132单位电阻(1)rb02550m单位电容(2)cb04075pF/m信号传播延迟时间tp-5-ns/m注(1)：在20测量注(2)：CAN_H和CAN_L之间2.3网络拓扑CAN网络拓扑构造可以采用单网段的拓扑构造，也可以采用多个网段的拓扑构造。具体的拓扑构造由普天制定。此外，网络拓扑应该满足如下的条件以及表4规定的参数： 为了防止终端反射，网络拓扑应该尽量
8、使用线性构造； 根据经历，尽量使用短支线连接ECU； 为了减少干扰，CAN线束应该远离大电流和快速开关负载、连接ECU电源或地，以及连接起动机、雨刮继电器、转向灯继电器和控制灯的继电器； 此外，为了减少驻波，各ECU距离干线的长度，即支线长度L1不能相等；同时应防止ECU在总线上等间距布置，即任何两个ECU之间d值不能相等，L1和d的定义见图1所示。表 4 网络拓扑参数参数符号最小值标称值最大值单位总线长度L0.1-40m支线长度L10.1-1m节点间距d0.1-40m节点数量-15-图1 网络拓扑参数2.4连接器网络连接器有足够的机械强度以保证即使在车上受到最大的振动也不会断开连接。2.5位
9、定时总线传输速率为250kbit/s，位时间为4000ns2ns。供应商应该正确设置ECU位定时参数，采样点应该尽量靠近但不超过位时间的7/8，SAE推荐的位定时参数如表5所示。表 5 位定时参数时钟频率时间段1时间段2同步跳转宽度(1)采样点位置采样次数16MHz132187.5%120MHz163185%1注(1)：由于同步，使相位缓冲段1增长，或使相位缓冲段2缩短。相位缓冲段加长或缩短的数量有一个上限，此上限由SJW同步跳转宽度给定。位时间包括四个局部，如图2所示。图 1 位时间分段2.6推荐外围电路本节给出建议的ECU内部CAN接口电路图。所有节点供应商都应该向天康提供CAN接口电路图
10、及相关电气部件的信息。以以下列图为CAN接口外围电路的示意，由于收发器的不同，局部因有些收发器提供了用于连接分裂式终端的SPLIT引脚如：NXPTJA1040、NXPTJA1041，而有些收发器无此引脚如TJA1050。故根据收发器的不同，CAN接口外围电路也略有不同，如以以下列图：如果收发器有SPLIT引脚，应该连接该引脚如图中虚线所示；如无此引脚，可以不进展连接。收发器的SPLIT管脚连接到分裂终端上有助于稳定总线隐性电平。SPLIT管脚可以有效降低电磁辐射。正常模式下，SPLIT管脚电压值为2.5V。图2 外围接口电路示意图2.6.1 CAN控制器CAN控制器应该遵循Ref.1标准。供应
11、商对控制器的选择，需要得到天康的认可。2.6.2 CAN收发器供应商选择的CAN收发器需符合Ref.2或者Ref.3的要求。表6列出了推荐的CAN收发器，推荐使用TJA1040或者TJA1041作为CAN总线收发器。表 6 推荐CAN收发器类型编号供应商收发器类型SPLIT功能睡眠/唤醒1NXPTJA 1050不支持不支持2NXPTJA 1040支持支持3NXPTJA 1041A支持支持4NXPTJA 1042T支持支持5InfineonTLE6251-DS支持支持2.6.3 共模电感为了抑制共模干扰、提高电磁兼容性，ECU中必须使用共模电感。如果控制器满足EMC特性要求，可以不安装共模电感，
12、但必须预留共模电感的安装位置，可通过“零欧电阻来实现旁路。2.6.4总线终端每个CAN网段都需安装俩个终端电阻。终端电阻需采用图3所示的分裂式终端，R1必须和R2相等。因某一控制器是否安装终端电阻R1, R2和C1由天康的网络拓扑决定，故终端电阻应尽可能放在容易替换的位置。另，分裂式终端的中心与地之间必须接一个陶瓷电容C1。陶瓷电容用于稳定分裂终端电压，提高系统的电磁兼容性。下表给出了电容和电阻的相关参数。表 7 R1, R2 和 C1参数标称值R1= R2601% / 250 mWC14.7nf 10%2.6.5 EMC电容为了改善EMC特性增强抗电磁干扰性，可以安装EMC电容。EMC电容为
13、选装器件，供应商在设计PCB需要预留该器件的安装位置，通常他们放置在EMC和ESD二极管之间。要求C2和C3的数值一样，并且容差不超过10%；表 8 C2和C3数值参数最小值标称值最大值单位C2/C3047100pF2.6.6 静电释放和过压保护静电释放保护和过压保护器件有助于保护控制器不受静电放电ESD事件的破坏。静电释放保护和过压保护器件应满足下表要求。假设控制器能满足下表中静电保护要求，可以不安装ESD保护器件，但应预留D1和D2如图3所示的安装位置。表 9 静电释放保护推荐值释放介质最大测试电压空气式(Air) 15kV接触式(Contact) 8kV2.7晶振晶振为CAN控制器的定时提供了参考。为了保证正确的CAN通信，晶振频率必须是CAN网络通信波特率的整倍数。晶振频率越高，定时稳定性也即越高。时钟发生器只允许使用石英晶振，不允许使用其他时钟发生器，如陶瓷晶振。晶振在各种条件下的误差必须少于0.4%，包括受到温度、老化的影响。2.7.1系统供电电压下表给出CAN通信工作电压范围：表 10 CAN通信正常电压范围电压范围名称供电电压备注最小值V最大值VvLow
