ICS43.040.40 T 24 中华人民共和国国家标准 GB/T 36048—2018 乘用车CAN总线物理层技术要求 Passenger cars physical layer technical specification of CAN bus 2018-10-01实施 2018-03-15发布 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 36048—2018 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准的主要内容是基于ISO11898-1、ISO11898-2、ISO11898-5和ISO11898-6系列标准的综 合内容，结合国内的实际应用情况而编写的，其中物理层的一般要求与物理层信令技术要求参考 ISO11898-1编写；高速介质访问单元技术要求融合ISO11898-2与ISO11898-5编写；带低功耗模式 的高速介质访问单元技术要求参考ISO11898-5编写；带选择性唤醒功能的高速介质访问单元技术要 求参考ISO11898-6编写；总线失效管理技术要求参考ISO11898-2编写。 本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会（SAC/TC114)归口。 本标准起草单位：浙江吉利汽车研究院有限公司、中国汽车技术研究中心。 本标准主要起草人：蔡伟杰、周广法、吴含冰、孟娜、许秀香、崔强、唐风敏、时开斌、王亚东、熊想涛、 王丽芳。 1 5286 广 GB/T 36048—2018 乘用车CAN总线物理层技术要求 1范围 本标准规定了高速CAN总线物理层的术语和定义、物理层的一般要求、物理层信令、高速介质访 问单元和总线失效管理的技术要求。 本标准适用于125Kbit/s到1Mbit/s通讯速率的高速CAN总线。 2 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 2.1 控制器局域网络 controller area network;CAN 种用于道路车辆的网络通信技术。 2.2 总线bus 所有节点以双向传输的方式接入网络的网络通讯拓扑。 2.3 总线状态 bus state 两个相反的逻辑状态之一：显性或者隐性。 2.4 物理层 physical layer 实现CAN节点连接到总线上的电气回路（总线比较器和总线驱动器），它由模拟电路，数字电路以 及CAN总线上的模拟信号与CAN节点内部数字信号接口电路三部分组成 注：CAN总线上所允许连接的最大节点数取决于CAN总线的电气负载。 2.5 总线的物理介质 physical media (of the bus) 用于信号传输的一对屏蔽或非屏蔽双绞线。 2.6 位速率 bitrate 单位时间内传输的位的数量，与位的表示形式无关。 2.7 位时间 bit time 一个位的持续时间。 2.8 顿 frame 数据链路层协议数据单元，其指定传送序列中的位或位字段的排列和含义。 2.9 节点node 连接在通讯网络上，能按照某一通讯协议通过网络进行通讯的设备的集合 注：CAN节点就是通过CAN网络通讯的节点。 1 GB/T36048—2018 2.10 协议protocol 节点之间信息交换的正式协定或规则，包括帧管理、帧传输和物理层的规范。 2.11 总线电压 bus voltage VcAN_H和VcAN_L表示总线CAN_H和CAN_L对各自CAN节点地测得的电压。 2.12 总线共模电压范围 common mode bus voltage range 当连接到总线上的CAN节点达到最多数量时，能保证节点正常工作的VAN_H和VcANL的电压 范围。 2.13 节点内部差分电容 differential internal capacitance(of aCANnode) Caiff 当CAN节点从总线上断开时，隐性状态下在CAN_H和CAN_L之间测得的电容。 2.14 节点内部差分电阻 differential internal resistance (of a CAN node) R aiff 当CAN节点从总线上断开时，隐性状态下在CAN_H和CAN_L之间测得的电阻。 2.15 总线差分电压 differential voltage (of CAN bus) PA CAN总线的差分电压：Vaiff=VcANLH-VcANLL.。 2.16 节点内部电容 internal capacitance (of a CAN node) Cin 当CAN节点从总线上断开时，隐性状态下在CAN_L（或CAN_H)和地之间测得的电容。 2.17 节点内部延时 internal delay time (of a CAN node) T node 在发送或接收过程中发生的所有异步延时的总和，与各个CAN节点集成电路的位定时逻辑单元 相关。 2.18 节点内部电阻 internal resistance (of a CAN node) Rin 当CAN节点从总线上断开时，隐性状态下在CAN_L（或CAN_H)和地之间测得的电阻。 2.19 供电电压 Vcc 在正常工作模式下给总线发送器、接收器和可选的分离式终端提供的电压。 2.20 分离式终端电压 split termination voltage Vsplit CAN节点的分离式终端相对于模块信号地的输出电压。 2.21 传播时间 propagation time t prop 2 GB/T36048—2018 从介质访问单元的一个发送数据输入沿到相应的接收数据输出沿的时间。 2.22 唤醒报文 wake-upframe 一种用于唤醒一个或多个CAN节点的CAN数据顿。 2.23 唤醒过滤时间 wake-up filter time t wake 在总线CAN_H和CAN_L上能迫使CAN节点唤醒的显性信号持续时间。 2.24 活动过滤时间 activityfiltertime tFilter CAN_H和CAN_L总线上显性和隐性电平持续的时间，用来监测CAN总线上的活动是否有效。 2.25 收发器 transceiver 将逻辑信号转化成物理层信号的部件，反之亦然。 3物理层的一般要求 3.1功能模型 物理层划分为三个部分，如图1所示： 物理层信令：包含与位表示、定时和同步相关的功能。 a) b) 物理介质附件：包含总线发送/接收的功能电路和提供总线失效检测的方法。 c）介质附属接口：包括物理介质和与介质访问单元之间的机械和电气接口。 介质访问单元是物理层的一部分功能，用来将节点连接到传输介质。介质访问单元由物理介质附 件和介质附属接口两部分组成。 开放式系统五联参考 CAN层级 模型层级 应用层 表示层 逻辑链路层 会话层 介质访问控制 传输层 物班层信令 网络层 物理介质附件 数据链路层 介质访问 介质附 单元 属接口 物理层 媒介 图1 物理层功能模型 3 GB/T36048—2018 3.2物理层信令与介质访问控制的接口 物理层应提供两个对等介质访问控制子层之间交换数据位的服务，包括物理层信令数据请求和物 理层信令数据指示。 物理层信令数据请求服务由介质访问控制子层发到物理层，请求一个显性或隐性位的发送。 物理层信令数据指示服务由物理层发到介质访问控制子层，指示一个显性或者隐性位的到达。 3.3物理层信令与物理介质附件的接口 3.3.1物理层信令到物理介质附件的消息 的输出消息。 当物理层信令收到总线关闭请求时，物理层信令应向物理介质附件发送总线关闭消息。 当物理层信令收到总线关闭释放请求时，物理层信令应向物理介质附件发送总线关闭释放消息。 3.3.2物理介质附件到物理层信令的消息 当介质访问单元接收到来自介质的一个位，物理介质附件应向物理层信令发送一个输入消息。该 输人消息向物理层信令表明一个显性或者隐性位的到达。 4物理层信令 4.1 位编码和解码 4.1.1位时间 在一个位时间内实现的总线管理功能包括CAN节点同步，网络传输延时补偿，采样点定位，都应 按照可编程位定时逻辑执行，该逻辑由CAN集成电路给定。 标称位时间划分为4个互不重叠的时间段，如图2所示： 同步段：用于同步总线上不同的节点，这个时间段内有一个跳变沿； 传播时间段：用于补偿网络内的物理延时，这些延时包括总线上的信号传输时间和CAN节点 内部延时； 一相位缓冲段1，相位缓冲段2：这两个相位缓冲段用于补偿跳变沿相位误差，可通过重同步加长 或者缩短实现。 标称位时间 同步段 传播时间段 相位缓冲段1 和位缓冲段2 采样点 图2位时间划分 采样点是读取并解析总线上各位值的时间点，它位于相位缓冲段1末端。信息处理时间是以采样 点开始，为计算下一个位电平所预留的时间段 重同步的结果会引起相位缓冲段1加长或相位缓冲段2缩短。同步跳转宽度决定了相位缓冲段加 4 GB/T 36048—2018 长或缩短的上限值。 CAN节点内部延时tnode，是在发送或接收过程中发生的所有异步延时的总和，与各个CAN节点集 成电路的位定时逻辑单元相关，如图3所示 第n-1位 第n+1位 第位 节点入位定时 同步段 和位缓冲段1 相位缓孙段2 传播时间段 采样点 延迟时间 Acutx tAiu suslin (ein,ut 第位 第n11位 第n-1位 节点B位定时 同步段 传播时间段 相位缓冲段1 相位缓冲段2 采样点 图 3 仲裁时CAN节点A和B位定时的时间关系和延时 CAN节点输人输出延迟的总和与位定时逻辑密切相关，由式（1)计算得出： tnode=toutput+tinpu (1) 式中： t node