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备注:
在任何情况下9V应当支持总线数据通信;
应当支持通信不代表有效的感应数据或执行必须在这个电压下支持
与IMMO功能相关的设备通常支持的总线通讯电压低至6V。
如果局部的ECU供电电压已经降低到最低电压,那么ECU应当在ECUCTS规定的时间内继续总线收发操作。
这个时间的测量是从电压高于最低电压0.5V到开始恢复总线收发功能。
如果CTS没有规定,则ECU应当在Trsm时间内(300ms,见3.10章节)恢复总线接收和发送能力。
如果局部ECU供电低于最低值,ECU应当在2ms以上时间内继续支持收发功能。
工作电压在大约低于6.5V的情况下意味着要用LDO。
总线网络应当在供电节点之间支持通信,即使在每个网络上只有2个节点供电,其余的节点不供电或者在供电电压之下。
在电压之下是指当蓄电池电压在0~6V之间,除非有其他声明。
不能通信的节点不能干扰通信的节点,也就是说由于没有供电或电压较低,不允许通信。
这些节点应当关闭通信。
休眠的节点不能干扰其他节点的通信。
另外,需要支持发动机启动比如IMMO数据或Crank命令的ECU收发信息帧需要支持16V~18V一个小时和18V~26.5V一分钟(启动状态),除非其他声明(见,比如,GMW3172GS)。
3.2.242V供电一般需求
3.2.2.1当蓄电池供电电压在21V~50V之间供电时,唤醒时的总线网络应当全功能(也就是说,设备应当能发送和接收数据)
3.2.2.2针对ISO21848-2应用中当供电电压开始配置,在crank和/或发动机启动和停止周期内不允许复位或重新初始化车辆功能相关的设备应当全功能,也就是说设备应当能够发送和接收数据。
非上述功能的设备不能产生错误状态,并且设备需要在电压到达21V后Trsm时间内恢复通信,除非有其他声明。
3.2.2.3只要高速总线网络上有两个节点供电正常就要正常工作,即使其他节点不供电或处于低电压状态,低供电电压是指蓄电池电压低于21V。
3.2.2.4低压下不能通信的节点需要禁止通信,即这些节点应当关闭通信功能。
3.2.2.5休眠的节点不能干扰其他节点的通信
3.2.2.6不供电或低电压的物理接口驱动不能干扰网络上的通信
3.2.3Crank时的总线操作
表1描述了crank时的总线网络功能。
请参考CTS,SSTS,或者平台说明技术文档来确定哪个设备需要在crank时支持这个功能。
注意:
对于提供发动机启动(比如IMMO数据)数据的ECU需要支持crank总线通讯功能。
Crank脉冲的电压级别和时间见GMW3097GS和GMW8763(PPEI)。
3.2.3.1转换42VCrank脉冲成14V侧(比如通过42V/14VDC/DC转换器)。
当下表的测试脉冲进入后所有指定的ECU应当全功能(也就是说在高速CAN上,设备应当能发送和接收数据)。
指定的ECU应当支持错误免疫总线通信,并且脉冲期间和脉冲完成后不能复位或重新初始化。
3.2.4CANbit位时间精度
任何ECU的CAN接口必须兼容4.1(5.1)描述的所有的CAN位时间长度(0.45%)。
也就是说,ECU的CAN收发都必须满足。
这个精度考虑了老化,比如温度,供电电压,和指定的车辆文档包括部件的寿命内的老化偏移。
这是为了保证网络的正确操作,比如,考虑到CAN总线的重新定位功能。
如果采用陶瓷振荡器和/或PLL时钟时需要考虑位时间精度。
比如当采用PLL时,振荡器电路的精度就会下降,比如,当采用PLL电路时增加0.35%的精度,所以振荡器的精度为0.1%;
(在125或95.2kbit/s:
0.4%).
当采用陶瓷晶体,精度为0.3%,那么采用的PLL的精度就要限制在0.15%(125或者95.2Kbps:
0.2%)总线速率为500Kbps,相当于2us的0.15%;
或者在2us内最大抖动时间为3ns。
总线速率125Kbps,相当于8us的0.2%,或者是在8us内最大抖动时间为16ns,总线速率为95.2Kbps,相当于10.5us的0.2%,或者是在10.5us内最大抖动时间为21ns。
3.3唤醒机制。
双线CAN有3种ECU唤醒/睡眠机制。
采用的唤醒机制必须遵循GMW3097GSEMC要求。
a通过唤醒脉冲进行唤醒的可选择的唤醒机制。
当使用此唤醒机制时,双线CAN网络通信中某些不需要的节点可以处于睡眠状态。
详见3.3.1
b非选择性的CAN通信唤醒机制。
当使用此唤醒机制时,只要CAN网络有通信活动,所有网络节点都必须保持在唤醒状态。
新的设计中推荐采用此唤醒机制。
详见3.3.2。
要求CAN收发器支持节点唤醒总线活动,参见3.11.1.2.11。
c通过连续的高电平离散信号进行唤醒的非选择性的唤醒机制,通常称之为“CommunicationEnable”。
采用此机制时,要求离散信号为高电平(比如点火信号)时,所有节点必须处于唤醒状态,详见3.3.3。
唤醒/睡眠机制的使用不是强制的。
合适的平台具体数据总线实施文档中对是不是及如何使用上述唤醒机制进行了定义。
注意上述多个理念可以应用于一个特定的ECU或者网络中。
比如,一个ECU的子网同时支持总线唤醒(机制2)和控制离散唤醒信号(机制3)。
3.3.1采用唤醒线的ECU可选唤醒
ECU可选唤醒通过一个确定的线即唤醒线实现。
同一总线的所有的ECU连接在一个线上。
每个ECU都需要一个管脚来配置这个功能。
以下唤醒线概念的参数描述最多支持22个ECU。
唤醒线是双向的接口。
3.3.1.1概念描述
3.3.1.1.1唤醒输出需求:
3.3.1.1.1.1唤醒电压Vtwu应当在唤醒线上的持续时间为Ttwuo。
3.3.1.1.1.2唤醒的产生是唤醒线上的硬线信号,ECU产生此信号应当唤醒或提醒连接在一个网络上的所有ECU。
3.3.1.1.2唤醒输入需求:
3.3.1.1.2.1当前处于休眠状态的ECU,当检测到电压超过Vrwu并持续时间超过Trwui,应当转换到有效模式。
3.3.1.1.2.2唤醒脉冲应当也影响有效状态下的ECU,不仅仅是休眠状态下的ECU。
也就是说有效状态下的ECU也能检测到唤醒脉冲。
3.3.1.2唤醒线基本需求
3.3.1.2.1当处于GMW3097GSEMC状态下,ECU应不能改变电压模式。
比如,ECU不能认为CI测试为有效的唤醒或进入休眠事件。
3.3.1.2.2容错模式
3.3.1.2.2.1ECU电源丢失
ECU处在电源丢失或低供电电压状态下不能与其他ECU的唤醒功能接口。
当重新恢复上电后,正常的唤醒操作应当在没有任何操作介入,并在ECUCTS指定的周期内恢复,如果CTS没有指定,那么恢复时间应当在Trsm时间内(见章节3.10)。
3.3.1.2.2.2唤醒线短地。
唤醒功能可以被中断,但是在唤醒线短地或负电源低至Vwu=-5V情况下不能损坏任何ECU。
线故障移除后,正常的唤醒应当在没有任何操作介入,并在ECUCTS指定的周期内恢复,如果CTS没有指定,那么恢复时间应当在Trsm时间内。
3.3.1.2.2.3唤醒线短电源。
唤醒功能可以被中断,但是在唤醒线短电源Vwu=16V或18V1小时和26.5V1分钟情况下不能损坏任何ECU。
3.3.1.2.3ECU唤醒输入输出功能应当在ECU供电电压6.5V~16V时全功能。
当电压降低到Vs=6.5V以下,那么唤醒功能应当在电压到达Vs7V或更高时恢复工作。
如果SSTS和CTS里没有说明,唤醒功能的供电电压如上所示。
3.3.1.3唤醒输出需求注意,参数适用于所有的工作状态和寿命,比如,文档,供电电压,和随特定车辆温度和部件生命周期的老化偏移,除非另有声明。
3.3.1.4唤醒输入需求
3.3.2总线有效唤醒支持此唤醒方法的双线CAN收发器应当提供待机或关电模式。
微处理器设置收发器在进入待机或关电模式前进入待机模式。
唤醒应当在ECU检测到任何总线的活动时执行。
在待机模式下,收发器相关的ECU检测到接收到显性变化,产生唤醒信号给微处理器,注意对总线的输入滤波是必须的,以免引入不必要的唤醒。
特定的,芯片应当
A当总线出现瞬态的显性位时间小于或等于0.75us,芯片不应当唤醒。
这就意味着芯片能继续满足睡眠模式的静态电流限制。
B如果有效的总线通信检测状态出现时芯片应当唤醒。
也就是总线已经进入显性状态的时间至少为5us。
在一个总线帧内芯片要求多个从接收到显性变化的位是可以接受的。
然而芯片不能需要多于2个的接收到显性或显性到接收的变化。
C当总线在显性状态而ECU试图进入低功耗模式,那么ECU应当进入低功耗模式并保持在低功耗模式直到有效的唤醒状态出现。
这种情况下,有效的唤醒状态需要总线上至少有一个接收到显性的变化,除非ECU另有说明。
3.3.2.1有效唤醒请求消息需求。
满足唤醒的帧必须包含以下格式
3.3.2.1.1帧必须包含至少2个例子,例子包括至少3个连续的显性位通过至少一个包含至少三个3个连续的接收位的相位分隔开。
速率高于500Kbit/s,特定的相位不得不包括多于上面说的连续位的数量。
3.3.2.1.2帧严禁包含任何数据字节。
如果ECU指定的帧头用来确认总线唤醒请求是允许的。
以上描述的格式可以放在在发送总线帧内的任何位置,比如,包括ID部分,DLC,固定模式位,CRC,SOF和填充位。
3.3.3通过连续的高电平离散输入进行唤醒。
对于一个基于高电平离散输入唤醒的高速GMLAN接口,这种方式ECU应具有使能/禁止通信的功能,也就是说至少有一个ECU控制此唤醒信号的电压。
提供唤醒信号输出控制能力的设备同时也应当提供输入功能。
注意一个子网中可能只有ECU的一个子网连接着此唤醒线上。
部件技术明细中会具体说明是不是这个ECU具有唤醒输出功能或者是否具有唤醒检测输入功能。
参考GMW3079对ESD保护的需求。
唤醒输出和输入都必须考虑抗-3V~26.5V短路的电路。
请求唤醒网路的ECU应满足的输出需求如下:
原则上,唤醒线输出应具有OC特性。
声明时ECU应输出蓄电池电压,不声明时ECU输出呈弱低状态。
除特别说明,参数说明应用于所有的操作条件和老化,比如温度,指定车型供电电压和老化随温度的偏移,和元器件的生命周期。
提供唤醒输入检测功能的ECU应当满足如下特点输入需求:
ECU应当有连接于持续高电平信号的逻辑输入接口,这个输入应当用来检测唤醒信号请求的存在。
原则上唤醒线输入应当提供弱下拉到地的保护特性。
表4唤醒线输出需求
表5唤醒线输入需求
3.4ECU需求。
高速CAN的ECU需求需要遵循SAEJ2284-3。
中速CAN的ECU需求遵循ISO11898(1和2,高速介质访问单元)。
另外针对125Kbit/s的中速ECU应当兼容SAEJ2284-1,除非另有声明。
除非CTS或PST文档另有说明,所有的ECU都应当满足
3.5总线终端每个网络都需要配置两个总线终端单元。
对于与PPEI接口的高速CAN总线一般来说缺省一个总线终端应当配置在平台侧,一个配置在动力侧,除非另有声明。
一般缺省电路在每个ECM/PCM部件都这样配置,除非另有说明。
总线终端特性应当满足SAE-J2284-3规范,除非文档中有其他声明。
所有的电子控制单元应当对总线终端电路在PCB电路上进行封装保护,除非CTS或SSTS另有声明。
总线终端器件(R1,R2,C1)是否贴应当在SSTS,CTS或平台说明技术文档中给出。
当ECU在低功耗模式下,总线终端单元不应在总线上驱动一定的共模电压,也就是说Vsplit的输出应当处于高阻状态,输出漏电流应当低于100uA对于-3V<
V_CAN_H/L<
16V。
注意CANH和CANL之间的差分阻抗即使在低功耗模式下也是存在的。
总线接口和终端电路应当如下所示。
重要提示:
如果总线终端将放在控制单元外面(比如在线束上),那么要采用其他电路,见下面的线束总线终端。
CANH和CANL的线长尽量短,比如L<
10cm来减小EMC风险。
对于有3种总线终端选择包括常规,次级,和没有终端的芯片,参考平台技术说明文档,那些芯片应当具有总线终端功能类型。
共模滤波器L1的需求见章节3.9.1.对于专门的收发器如果半导体厂商建议终端单元的中心应当连接到总线收发IC的参考电压的输出,如果使用的收发器产品变更,这种方式需要再确认。
电容C2和C1选择如下:
40pF<
Cin_nom<
100pF,精度小于等于10%,工作电压100V或更高。
实际两个部分的电容值应当选择互相优化EMC性能(见章节4.1)。
如果使用特定的ESD保护电路(见3.7章),那么根据保护电路C2和C3可能选择较小的值或去掉。
两个电容应当尽量靠近总线连接。
如果需要ESD保护,可选择PESD24VVS2UAT或者MMBZ27VCLT1或相当的。
ESD保护器件的容值应当小于或等于50pF。
3.5.1常规总线终端
电阻值应遵循SAEJ2284-3。
R1和R2的值应当在60R~62R之间(常规总线终端),注意,允许的满足IEC600631%电阻值如下:
60.4,61.9欧姆。
注意R1或R2等于SAEJ2284-3规定的总线终端阻抗RL的一半。
3.5.1.2总线终端电阻R1和R2应当满足电阻值初始精度1%。
另外,R1和R2之间的精度在车辆的声明周期内为3%。
R1和R2的功耗应当在ECU的工作环境温度范围内至少为250mW。
应用于驾驶舱内通常功率为400mW。
在更高的环境温度(比如发动机舱内)正常的功率应当相应的进行调整。
电子元器件R1,R2和C1应当适合高频的应用(比如,MMA0204HF(薄膜电阻器)或相似的元器件)
3.5.1.3C1的容值为100nF,工作电压50V或更高。
C1应当适合高频应用,比如NP0类型或类似的。
C1应当通过低感抗线连接到GND。
这个线不能用了提供噪声元器件的供电,比如微处理器,PWM模式部件和晶振电路。
从芯片的GND端到相应的C1,C2和C3的GND的长度应当小于3cm。
3.5.2次级总线终端次级总线终端的主要功能是减少长的短接线带来的信号反射。
在一个子系统网络中,最多4个次级总线终端。
次级终端只有在所有的设备遵从外部总线输出驱动能力需求(比如45欧姆负载),见4.1章节。
没有放置在初级总线终端的设备应当具有次级总线终端功能。
如果那是出自SSTS,CTS或者系统说明技术文档。
次级总线终端单元应当满足常规终端的相同需求,除了R1和R2的值不一样外。
R1和R2的值应当在619欧姆到620欧姆之间,精度1%,250mW;
C1=100nF,50V。
C1可以不贴,如果不需要满足元器件级和、或车辆级EMC需求。
3.5.3中心总线终端概念。
对于95.238Kb/s中速的总线应用,一般来说,如果出自SSTS,CTS,或者PST文档,总线终端应当集中放置。
这就意味着网络里只有一个设备履行总线终端的功能。
注意采用这个方法意味着集成终端设备的一个总线连接的管脚从总线断开,子网络功能就降级了。
集中终端单元参数值应当满足章节3.5.1的常规总线终端说明。
以下除外。
差分内部电阻
58Ohms<
RdiffC<
64Ohms
R1和R2常规电阻:
30Ohms<
R12nomC<
32Ohms,1%,250mW
由于R1和R2是串联的,总线终端电阻的值应当是R12nomC的2倍。
3.5.4无总线终端。
所有不作为总线终端的配置(比如,常规或次级)应当不贴R1,R2,C1。
3.5.5线束上的总线终端线束上的电阻应当是一个电阻,阻值为R1和R2的和。
典型电阻=121Ohms,1%
电阻应当在最大环境温度下支持功耗为0.5W。
备注;
TambMax依赖于位于车辆的位置
其他;
强烈推荐将终端放在干燥的环境里,比如,在驾驶舱内。
3.6总线线束需求。
总线线束和总线连接的安装应当满足GMW3173。
网络拓扑结构需求见本文档章节4.2和4.5.
3.6.1总线线束配置
3.6.1.1每个ECU应提供两个终端,并且ECU内的总线信号应当尽量短,见GMW3173。
3.6.1.2内部之间的连接,比如CANH_in和CANH_out,应当遵循CAN物料介质特性阻抗要求的线宽。
120R差分阻抗?
3.6.1.3内部的连接越短越好,环路面积越小越好。
PCB板上的CANH和CANL之间的面积尽量小。
3.6.1.4CANH和CANL在ECU接插件处尽量靠近,保证连接器附近环路面积最小。
3.6.1.5ECU内整个CANH和CANL线长,每个应当小于10cm
3.6.2连接器参数连接器参数应遵循ISO11892,GMW3091和GMW3173。
注意总线连接器需要提供无中断的接触即使存在最大的振动情况下。
甚至对于次数超过0.2次,时间小于0.4us的正常的位时间,高速CAN总线不应当有重复的暂态中断。
通常,多数的连接点、pin应当满足这个需求,比如4个或更多。
3.7对CAN总线管脚的ESD保护
3.7.1ECU的一般需求
每一个ECU应当满足ESD需求在CAN总线的输入端,见GMW3097GS。
注意包括ESD在工作期间(上电模式)和ESD保护对封装和线束的。
见GMW3097章节“远程输入/输出口”和“设备的处理”。
CAN总线接口的其他需求见本文档:
3.7.1.1ESD瞬态抑制技术应当兼容共模模式总线电压范围。
因此ESD保护电路应在电压范围内提供高的阻抗,比如:
Rin_ESD>
100KOhms对于-2V<
VCAN_H/L<
+7V(最好是-7V<
+12V).
3.7.1.2ESD保护电路不应当降低CAN接口匹配的总线输入阻抗和总线输入电容。
3.7.1.3ESD保护元器件可能包含背对背的齐纳二极管,MLE,MOV,或其他不超过SAEJ2284-3电容限制的抑制器件。
3.7.1.4ESD瞬态抑制器件应当提供的击穿电压高于启动状态时的最大的蓄电池电压,比如高于26.5V。
3.7.2有集成ESD保护功能的ECU需求。
采用集成的ESD保护是不可预知的。
每个设备都应当自己对ESD进行保护
3.8辐射发射和抗扰。
ECU应当遵循最新的GMW3097GS和GMW3091GS的需求。
3.9总线保护和瞬态抑制。
以下应当提供给PCBlayout来支持ECU满足GMW3097GSEMC/ESD需求。
3.9.1线共模电感。
ECU应当提供针对FM-和AM-波段的共模电感。
如果用共模电感,插入损耗应当如表7和表8所述:
两个线分支并联连接(共模模式)的线共模电感的不对称性插入损耗。
每个PCBlayout都应当留有总线EMC电感的封装。
封装至少支持文档中提到的所有的电感产品。
EMC测试即使在没有电感的情况下通过也要保留此封装。
对于特定的部件如果总线电感不必须,那么封装焊接0R电阻。
线圈的电感值大约为51uH。
比如包括B82793-S0513-N201,ZJYS81R5-2PL(T)-G,ACT45B-510-2P或相当的器件。
其他潜在部件的使用需要得到供应商的确认。
3.10容错模式。
网络应当遵循SAEJ2284-3在错误状态下满足对通信/容错需求。
特别的每个ECU应当满足3.10.1到3.10.9的容错行为。
重新恢复正常总线通信的缺省时间(也就是说收发报文的能力)是trsm小于等于300ms,除非SSTS或CTS里有其他说明。
3.10.1ECU电源丢失。
ECU应当不能在其他ECU在电源丢失或低供电电压情况下通信。
继续的CAN帧发送应当正常,比如不能导致总线错误状态。
受到影响的ECU不能降低网络的EMC性能(比如信号对称性)。
电源正常后恢复时间没有特殊说明应在t<
trsm时间内。
恢复电源的ECU不能干扰正在进行的发送:
在ECU供电上升和初始化期间产生显性总线条件(干扰)和/或发送错误帧是不允许的。
3.10.2ECU丢失地。
描述如上。
3.10.3通过短接线连接到网络上的任何ECU如果不提供总线终端变得与总线断开。
剩下的ECU继续通信在通信性能和/或电磁兼容方面没有任何降级。
恢复机制说明如上。
3.10.4提供总线终端的ECU与总线断开。
剩余的其他ECU可继续通信,但会降级,比如,电磁兼容性。
3.10.5CANH和/或CANL线束任何位置的中断。
不应当对ECU有损坏。
在中断另一侧的ECU之间的数据传输是不需要的,同侧的ECU数据传输是需要的。
当线束错误移除后,恢复机制说明如上。
3.10.6CANH和/或CANL线短地。
不应对ECU有损坏,恢复机制说明如上。
3.10.7CANH和/或CANL线短电源。
电源电压大于18V,26.5V1分钟。
3.10.8CANH线与CANL短接。
3.10.9上述线束错误状态出现不应当防止ECU进入低功耗待机模式,比如推荐一个沿触发的唤醒功能。
也,试探性的传输请求,当一个ECU等待其他ECU帧内的应答,不应当阻止ECU进入待机模式,除非CTS声明。
3.11CAN收发器和CAN协议控制器需求。
这章是对双线CAN收发器和CAN协议控制器(单独的或是集成的)的需求说明。
针对芯片专有的报告问题件附录A和B。
3.11.1CAN收发器需求,CAN收发器是CAN控制器和物理总线接
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