奔馳汽車的通信為什么能固若金湯

　　安全至上是梅賽德斯- 奔馳造車工藝的優良血統，接下來將同大家探討奔馳 汽車安全性中非常重要的通訊環節是如何實現的。

　　隨著攝像系統、距離控制、航線保持等功能以及制動輔助系統、制動力分配系統、車身側傾干預與緩解系統等功能的飛速發展，汽車的系統功能之間已經不再獨立，而是呈現互相合作的關系，各功能之間的無縫集成更是各大整車廠追求的目標。俗話說，外練筋骨皮，內練一口氣，有了各式安全裝備加持的奔馳商務車，是如何保障這些安全裝備的穩定工作的呢?下面將為大家從奔馳商務車的通訊系統—— 容錯CAN進行分析。

　　容錯CAN簡介

　　先來了解一下容錯CAN，容錯CAN 的物理層是由CAN-H、CAN-L、GND三根線組成的。下圖1為CAN總線通信信號的示意圖：

　　圖1 CAN總線通信信號

　　由圖中我們可以看出，CAN-H、CAN-L的電壓幅值在顯隱性發生變化時幅值變化高達4V，這樣不僅可以保證正常狀態下CAN總線的穩定工作，還可以保證CAN總線中CAN-H、CAN-L其中一條發生故障(短路或者斷路)時，容錯CAN收發器會自動識別總線狀態，根據總線狀態做出調整(具體見下表1)，保證了CAN總線在故障時的通訊正常。

　　表1 故障狀態檢測

　　容錯CAN故障處理模擬

　　下面我們用CANScope搭配CANScope-StressZ來分別模擬CAN-H對地短路與CAN-L對地短路時總線通信情況，下圖2、3分別表示CAN-H對地短路和CAN-L對地短路時的接線圖。

　　圖2 CAN-H對地短路

　　圖3 CAN-L對地短路

　　下圖4所示為用CANScope讀取到的模擬CAN-H、CAN-L短路的情況下容錯CAN的通訊狀態：

　　圖4 CAN-H短路時總線通信情況

　　注意：圖中CAN-H的波動雖然較大，但是幅值很小哦~

　　我們可以從圖4中看出，當CAN-H出現短路情況時，數據仍然能夠被接收節點正確讀取，表明CTM收發器會自動將工作狀態切換為CAN-L與地線進行CAN數據的收發;

　　圖5 CAN-L短路時總線通信情況

　　同樣，當CAN-L出現短路情況時，接收節點同樣能夠準確的分析出CAN數據，表明CTM收發器會自動將工作狀態切換為使用CAN-H與地線來進行CAN數據的收發。

　　通過上面的分析，我相信聰明的您肯定感受到，容錯CAN可以有效的保證在CAN-H、CAN-L中任何一條線出現短路或者斷路的情況下仍然能夠保證CAN數據的正常收發，奔馳商務車正是大量的使用這種容錯能力極強的CAN總線，使安全性得到了極大的保障!

　　容錯CAN網絡 拓撲

　　圖6 CTM1054 網絡拓撲結構與應用實例

　　如圖 6所示為CTM1054網絡 拓撲結構，在同一個CAN-bus 網絡中，最大可連接32個CTM1054節點。連接時需要注意終端電阻的連接，容錯CAN收發器終端電阻被設定為100 歐姆：即CANH所有電阻并聯為100歐姆，同時CANL總線所有電阻并聯為100歐姆。因此，在構建一個CAN-bus網絡時，必須考慮CAN-bus網絡可能存在的節點數，根據節點數計算出終端電阻值，如圖中共5個CTM1054節點，因此CANH上的五個電阻阻值全部為500歐姆，CANL上五個電阻的阻值也全部為500歐姆。

　　產品推薦

　　那么什么樣的收發器支持容錯CAN呢?下面為大家推薦的兩款產品，這兩款產品不僅能夠支持容錯CAN的功能，還具備其他非常強大的功能：

　　圖7 CTM1054容錯CAN收發器

　　第一款是致遠電子根據多年的CAN-bus現場應用經驗，推出的CTM1054容錯隔離CAN收發器，即可消除地環路的電勢差影響、有效抵御共模干擾，而且還保護了CAN控制器端的電路在強干擾環境中，大大降低了被干擾和損壞的概率，以模塊化的設計、可靠性的應用和具有競爭力的價格，幫助使用者降低整體的設計風險和采購成本。如圖7所示。

　　圖8 NXP TJA1055

　　第二款是NXP推出的TJA1055，它采用獨特的絕緣層上覆硅(SOI, Silicon-On-Insulator) 工藝技術，在ESD、EMC以及 功耗方面都有明顯改善。同時也降低了 射頻發射強度，讓使用者可以在不影響安全性的情況下擴大網絡連線的范圍。加上提升射頻干擾效能和內置斜率控制特性，能夠通過使用無屏蔽電纜來降低成本。如圖8所示。