ГОСТ Р ИСО 11898-2-2015

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Транспорт дорожный

МЕСТНАЯ КОНТРОЛЛЕРНАЯ СЕТЬ (CAN)

Часть 2

Устройство доступа к высокоскоростной среде

Road vehicles. Controller area network (CAN). Part 2. High-speed medium access unit

ОКС 43.040.15

Дата введения 2016-08-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет" (МАДИ) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 57 "Интеллектуальные транспортные системы"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 ноября 2015 г. N 1712-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 11898-2* "Транспорт дорожный. Локальная сеть контроллеров (CAN). Часть 2. Устройство доступа к высокоскоростной среде" ("Road vehicles - Controller area network (CAN) - Part 2: High-speed medium access unit", IDT).

________________
     * Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Международный стандарт ИСО 11898-2 разработан техническим комитетом ИСО/ТК 22, Дорожный транспорт, подкомитет ПК3, электрическое и электронное оборудование (ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 3, Electrical and electronic equipment).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочного международного стандарта соответствующий ему национальный стандарт, сведение о котором приведено в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

ИСО (International Organization for Standardization - международная организация по стандартизации) - это всемирная федерация национальных органов по стандартизации (членов ИСО). Работа по подготовке международных стандартов обычно выполняется техническими комитетами ИСО. Каждая организация - член ИСО, заинтересованная в предмете, для которого создается технический комитет, имеет право на представительство в этом комитете. В сотрудничестве с ИСО в этой работе также принимают участие международные организации, правительственные и неправительственные. ИСО тесно сотрудничает с Международной электротехнической комиссией (International Electrotechnical Commission - IEC - МЭК) по всем вопросам стандартизации электротехнического оборудования.

Международные стандарты составляются в соответствии с правилами, предписанными частью 2 директив ИСО/МЭК.

Главная задача технических комитетов - подготовка международных стандартов. Проекты международных стандартов, принятых техническими комитетами, рассылаются членам ИСО для голосования. Для публикации в качестве международного стандарта необходимо одобрение не менее чем 75% участников голосования.

Особое внимание уделяется возможности того, что какие-либо составные части данного документа могут оказаться предметом патентного законодательства. ИСО не может нести ответственности за идентификацию всех или каких-либо патентных прав.

Первая редакция ИСО 11898-2 совместно с ИСО 11898-3 заменяет ИСО 11898:1993, который был технически пересмотрен. Поскольку замененный международный стандарт покрывал как уровень передачи данных CAN (DLL - Data Link Layer - канальный уровень), так и высокоскоростной физический уровень (PL - Physical Layer - физический уровень), ИСО 11898-2 определяет уровень высокоскоростного доступа к среде передачи данных MAU (Medium Access Unit - устройство доступа к каналу связи), тогда как стандарт ИСО 11898-1 определяет уровень передачи данных, включая нижние уровни LLC (Logical Link Control - управление логической связью) и MAC (Medium Access Control - управление доступом к каналу связи).

ИСО 11898 под общим названием "Транспорт дорожный. Местная контроллерная сеть (CAN)" состоит из следующих частей:

- часть 1. Канальный уровень и передача сигналов;

- часть 2. Устройство высокоскоростного доступа к каналу связи;

- часть 3. Низкоскоростной устойчивый к ошибкам интерфейс, зависящий от канала;

- часть 4. Взаимодействие с разделением доступа по времени.

     1 Обзор

Настоящий стандарт определяет устройство высокоскоростного (скорости передачи до 1 Мбит/с) доступа к каналу связи (MAU) и некоторые особенности интерфейса канала связи (MDI) в соответствии с ИСО 8802-3, включающие физический уровень сети контроллеров CAN. Это протокол последовательной передачи данных, который поддерживает распределенное управление в реальном времени и мультиплексирование данных для использования в дорожных транспортных средствах.

     2 Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы. Для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).

ИСО/МЭК 7498-1, Информационные технологии. Взаимосвязь открытых систем. Базовая эталонная модель: Базовая модель

ИСО/МЭК 7637-3:2007, Транспорт дорожный. Электрические помехи, вызываемые проводимостью и взаимодействием. Часть 3. Передача электроэнергии в переходном режиме путем емкостной и индуктивной связи по линиям, не обеспечивающим электропитание

ИСО/МЭК 8802-3, Информационные технологии.

Телекоммуникации и информационный обмен между системами. Локальные и общегородские сети. Специальные требования. Часть 3. Метод доступа (CSMA/CD) с обнаружением столкновений и спецификации физического уровня

ИСО 16845, Транспорт дорожный. Сеть области контроллера. План проверки соответствия

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 напряжение на шине: и означают напряжение на линейных проводах шины CAN_L и CAN_H относительно заземления каждого отдельного узла CAN.

3.2 диапазон синфазного напряжения на шине: Предельные уровни напряжений и , при которых гарантируется правильная работа в случае подключения к шине максимального количества узлов CAN.

3.3 дифференциальная внутренняя емкость (узла CAN) : Емкость между проводами CAN_L и CAN_H.

3.4 дифференциальное внутреннее сопротивление (узла CAN) : Сопротивление между проводами CAN_L и CAN_H при рецессивном состоянии, когда узел CAN отключен от шины.

3.5 дифференциальное напряжение (шины CAN) : Разность напряжений на двухпроводной шине CAN:

.

3.6 внутренняя емкость (узла CAN) : Емкость между проводами CAN_L (или CAN_Н) и заземления при рецессивном состоянии, когда узел CAN отключен от шины.

3.7 время внутренней задержки (узла CAN) : Сумма всех времен асинхронных задержек, возникающих на приемной и передающей линиях относительно распределения по времени битов логическим устройством IС протокола каждого отдельного узла CAN, отключенного от шины.

3.8 внутреннее сопротивление (узла CAN) : Сопротивление между проводами CAN_L (или CAN_H) и проводом заземления при рецессивном состоянии, когда узел CAN отключен от шины.

3.9 физический уровень: Электронная схемотехническая реализация (компаратор шины и драйвер шины), которая подключает узел CAN к шине. Она состоит из аналоговой и цифровой частей, которые обеспечивают взаимосвязь между аналоговыми сигналами на шине CAN и цифровыми сигналами внутри узла CAN.

Примечание - Общее количество узлов CAN, подключенных к шине, ограничивается электрической нагрузкой шины.

3.10 канал связи (шины): Пара параллельных проводов, экранированных или неэкранированных, в зависимости от требований к электромагнитной совместимости (ЭМС).

Примечание - Отдельные провода обозначаются как CAN_L и CAN_Н. Соответствующие контакты разъемов узлов CAN также обозначаются как CAN_L и CAN_Н. В доминантном состоянии на проводе CAN_L присутствует менее высокий уровень напряжения, чем в рецессивном, а на проводе CAN_H - более высокий уровень напряжения, чем в рецессивном состоянии.

     4 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

CAN - сеть контроллеров;

ECU - электронный блок управления;

HS-MAU - устройство высокоскоростного доступа к каналу связи;

IC - интегральная схема;

MAU - устройство доступа к каналу связи;

MDI - интерфейс канала связи;

NBT - номинальный битовый интервал;

SOF - начало кадра.

     5 Функциональное описание MAU

     5.1 Общие сведения

Приведенное ниже описание действительно для двухпроводной дифференциальной шины. Значения уровней напряжений, сопротивлений и емкостей, а также оконечных нагрузок, приведены в разделах 6 и 7.

     5.2 Параметры нижнего уровня подсоединения к каналу связи

5.2.1 Общие сведения

Как показано на рисунке 1, линия шины подключается к схемам оконечных нагрузок А и В. Эти нагрузки подавляют переотражения. Следует избегать расположения оконечной нагрузки в пределах узла CAN, поскольку линии шины окажутся без оконечной нагрузки при отключении от линии шины узла CAN.

Шина находится в рецессивном состоянии, если драйверы шины всех узлов CAN отключены. В этом случае оконечной нагрузкой и высоким внутренним сопротивлением приемного каскада каждого из узлов формируется среднее значение напряжения на шине.

Доминантный бит пересылается на шину, если подключен драйвер шины хотя бы одного устройства. При этом индуцируется ток, протекающий через резисторы оконечной нагрузки, и, как следствие, возникает дифференциальное напряжение между двумя проводами шины.

Рисунок 1 - Рекомендуемое электрическое подключение

Доминантное и рецессивное состояние шины определяется путем преобразования дифференциальных напряжений шины в соответствующие доминантный и рецессивный уровни напряжения на входе компаратора приемного каскада.

5.2.2 Уровни на шине

5.2.2.1 Шина может находиться в одном из двух логических состояний: рецессивном или доминантном (см. рисунок 2).

В рецессивном состоянии напряжения и имеют фиксированное значение, равное среднему уровню напряжения, который определяется оконечной нагрузкой шины. Напряжение ниже максимального порога. Рецессивное состояние передается при свободной шине или при пересылке рецессивного бита.

Доминантное состояние представляется дифференциальным напряжением, превышающим минимальный порог. Доминантное состояние заменяет рецессивное и передается при пересылке доминантного бита.

5.2.2.2 Во время арбитража различные узлы CAN могут одновременно передавать доминантный бит. В данном случае напряжение превышает напряжение при работе в одиночном режиме. Одиночный режим означает, что шина работает только с одним узлом CAN.

U - уровень напряжения; t - время

Рисунок 2 - Физическое представление битов