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為什么CANFD總線分支不能太長?


  來源: ZLG致遠儀器 時間:2022-07-14 編輯:清風
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CANFD總線的應(yīng)用越來越廣泛,工程師在面對不同的工況,會有各種各樣的網(wǎng)絡(luò)拓撲方式。而分支過長導致的數(shù)據(jù)傳輸錯誤問題最讓工程師頭疼,本文將介紹主流的幾種總線拓撲方式,以及分支長度相關(guān)問題的解決方案。


4種常見拓撲類型


1、直線型拓撲


圖1   直線型拓撲


直線型拓撲也叫總線型拓撲,如圖1所示,所有的節(jié)點都接到同一總線上,總線上任意節(jié)點發(fā)送信息,其他節(jié)點都能正常接收。


2、星型拓撲


圖2   星型拓撲


如圖2所示,我們可以看到星型拓撲的特點就是每個分支都基本等長,在完全等長情況下,可不使用集線器設(shè)備,調(diào)整終端電阻即可實現(xiàn)組網(wǎng)(R=n×60歐姆;R:每個分支的終端電阻;n:分支數(shù)量)。如果各分支線路長度不同,就需要使用集線器對通訊進行控制,保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。


3、樹狀拓撲


圖3   樹狀拓撲


樹狀拓撲的特點是分支較長并且長度不同,如圖3所示,可以看到由于各支線長度不同阻抗匹配困難,常使用集線器和中繼器進行分支。這些設(shè)備每路都具備獨立的CAN控制器,所以可以將每段形成獨立的直線拓撲,方便施工。


4、環(huán)形拓撲


圖4 環(huán)形拓撲


環(huán)形拓撲是將CAN總線首尾相接,形成環(huán)狀,保證線纜任意位置斷開,依然可以保證通訊。如圖4所示,可以看到由于是環(huán)狀結(jié)構(gòu),所以在終端電阻匹配方面采用分布式匹配方法,保證總體阻抗為60歐姆。


5、拓撲方式總結(jié)


圖5   拓撲方式總結(jié)


如圖5所示是對于這四種主流的拓撲方式的總結(jié),在選擇網(wǎng)絡(luò)布局時,可以根據(jù)不同拓撲方式的優(yōu)缺點來進行取舍,快速完成選擇。


分支過長帶來的問題


CAN總線的布線受現(xiàn)場環(huán)境、產(chǎn)品形狀等因素的影響,可能導致現(xiàn)場布線中出現(xiàn)總線的分支過長/過多等現(xiàn)象,某系統(tǒng)中A、B(AB各有120電阻)一條CAN線上掛有CDEF等節(jié)點,若將C支線延長100m,則F全部關(guān)閉,系統(tǒng)會報錯,去掉100m延長線,F(xiàn)任意狀態(tài)系統(tǒng)都不會報錯。


當總線支線過長,上升沿和下降沿產(chǎn)生臺階現(xiàn)象,當臺階正好處于0.5V邏輯識別閾值附近時,容易導致位寬度失調(diào),從而使接收節(jié)點接收錯誤。


圖6  臺階現(xiàn)象


如何確定分支長度


IOS 11898-2中分支長度的規(guī)定是在1M波特率的條件下,有些場合或許無法做到很短的分支,根據(jù)不同波特率,分支長度規(guī)范可以有適當?shù)恼{(diào)整。不同波特率下分支長度可以達到多少?需要分析節(jié)點的信號質(zhì)量進行評判,測量節(jié)點在不同分支長度下的信號質(zhì)量,即可找到合適的分支長度范圍。


圖7   信號質(zhì)量參數(shù)


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