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GMW3089中文.docx

发布时间：2022-06-10 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.85M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    GMW3089
    ISO 11898 SAE #970295
    ISO 16845 SAE J2411
    Philips-
    Infineon-
    RxD=逻辑0在这个管脚上应当表明总线正常或高电压总线显性状态
    C13 收发器电磁放电免疫
    GMW3089 1 介绍 1.1 范围 针对单线 CAN，速率为 33.333Kbps 和 83.333Kbps。 1.2 义务/主题 高速模式只用作当总线接入离线服务节点。当不执行下载操作时，离线负载会拆除。 2 参考 2.1 外部标准/规范 ISO 11898 ISO 16845 SAE #970295 SAE J2411 2.2 GM 标准/规范 2.3 其他参考 供应商文档 下面的芯片已经证明可以使用。任何与此规范区别的地方备注如下：  Melexis-TH8056-联系方式  Freescale-MC33897*/R2-这个芯片不能用于车辆运行部分网络，因为休眠模式下这 个芯片不能满足最大接收电压的要求。这个芯片休眠时最大接收电压为 0.7V。这 个芯片在新的设计中不推荐使用，由 MC33897A*/R2 替代  Freescale-MC33897A*/R2-这个芯片设计将满足工作与局部网络并且满足休眠指定 的最大接收电压 下面的芯片在开发中，目前不能证明可以使用。 On Semiconductor-NCV7356 下面的供应商的芯片基于 GMW3089 的 V.126 版本。他们当前正考虑根据新的需求设计芯片。 Philips- 下面的供应商的芯片基于 GMW3089 的 V.126 版本。他们当前不考虑根据新的需求设计芯片。 Infineon- 其他文档-Bosch 博世 CAN2.0（仅针对显性位同步的接收） 3 需求 物理层有义务提供一种发送数字数据信号到通信介质(1 和 0)方法，物理层接口是单个线， 参考地平面，输出高边电压驱动。文档中的需求一般应用在特定的工作状况和生命周期，除 非另有说明。 3.1 物理和数据链路层特性 A． 对显性高和接收低信号电压进行载波侦听多路访问/冲突解决（CSMA/CR）总线介入和仲 裁 B． 仅在接收到显性位的变化时执行位重新同步 C． CAN 控制器应能发送和接收两种标准帧格式信息，比如 11 位 CAN 识别符，和扩展帧格 式，比如 29 位 CAN 识别符（CAN2.0B 有效）。CAN 控制器应支持 29 位和 11 位长度的 CAN 识别符混合模式操作。另外对于扩展帧格式信息（CAN2.0B）的兼容见 SSTS，CTS 或平台总线实施说明。CAN 控制器应完全兼容 ISO11898。比如对支持高速时钟精度的加 强协议（比如信息间隔 2 位）。 D． 通过 ISO16845 测试计划测试验证兼容 ISO11898 的 CAN 特性。成功通过完整性能测试应 当通过发布半导体制造商书面声明记录。测试计划确认声明应当标明测试的产品版本和 用于参考的 CAN 性能测试计划版本。
    E． 控制必须支持 ISO 11898 规定的完整的重新同步跳变宽度设置区域。尤其是，必须支持 设置 SJW=2 次的 quanta=PHASE_SEG2 位时间参数。并且，重新同步功能当超出 SJW 参 数设置外检测到同步沿时必须正常工作，比如，当相位误差超出 SJW，CAN 控制器应根 据 SJW 位 quanta 调整当前位的时间。 F． 控制器必须在每个 CAN 位周期内执行至多一次的硬或重新同步操作，时间在任何两个采 样点之间。当下一个同步允许的情况下，周期内最早的点是通过最近的重新同步活动确 定的当前位的采样点后。这意味着在任何位同步活动后（硬件或重新同步），重新同步 函数必须禁止，直到采样包含当前待处理位为止。在位的 TSEG2，如果采样结果是接收， 这将允许下一个同步（在最早）。这样的话，可能由于总线的误动作而出现。注意这个 需求即应用于帧起始的硬同步功能也用于当前帧发送接收进行中的重新同步功能。 G．当总线空闲，并且接收到显性信号沿出现，那么控制应当操作如下： 1. 控制器必须在信号沿出现后的特定时间采样这个位的值。并且必须忽略任何后续的 沿直到采样到包含当前位为止（比如硬同步函数必须在空闲周期接收到第一个上升 下降沿后立即禁止） 2. 如果采样的结果是显性，那么这个事件应认为是有效的帧启动位 3. 然而，如果采样结果是接收，那么这个沿应当认为是误动作并且应当忽略。尤其是， 当总线空闲，禁止因为误动作而发生任何错误帧。 H． 不推荐 CAN 控制的输入时钟为锁相环产生的时钟。如果 CAN 控制器的时钟来自锁相环， 那么需要考虑隐含的附加的时钟抖动。作为一个防护措施，针对振荡器时钟的额外的精 度需求见 3.2.4. I． 协议控制器的信息处理时间必须等于 2 倍的 quanta 或更少。 J． CAN 控制器可以使用带有或不带有双端口 RAM 信息缓冲的概念。 K． CAN 协议控制器应提供至少 2 个发送信息缓冲区和 2 个接收信息缓冲区。这是为了保证 高优先级的信息不给低优先级的信息阻塞并且当 CPU 仍在读当前信息时，新的信息不被 丢弃。 L． 任何时候，当多于一个的发送缓冲区试图发送，协议控制器应当自动（比如没有任何 CPU 支持）先发送 CAN 标示符低的信息。 M． 当有同一 CAN 标示符的两个或更多的信息试图发送，那么协议控制器应当以 FIFO 的方 式发送这些信息，比如，以尝试发送的顺序发送。 3.2总线操作 3.2.1 正常通信。正常通信速率为 33.333Kbps。正常通信模式应当用发送器控制波形 上升和过冲时间。后沿的控制需要保证高频部分在电压斜坡向下的开始降至最 低。剩下的下降时间出现在驱动关闭总线无效后，由总的总线负载 RC 时间常数 决定。 3.2.1.1 CAN 控制器设置 下面的表格定义了针对 33.333Kbps 的所有一致位时间设置，包括推荐的对 TSEG1 和 TSEG2 的控制器设置。见附录 G 获取如何计算这些值的信息。
    3.2.2 高速通信 高速通信速率为 83.333Kbps。这种模式应用于当在线网络接入离线 ECU 的集成线和服务数 据下载。高速传输模式允许缩短的位时间和缩短的波形上升和下降时间。这种模式不做 3.5 章发射 EMI 保护的 EMC 试验需求。对于这些需要高速模式通信的节点的总线发送驱动电路 能在这种模式下驱动低的总线电阻。高速通信应用表 1 所述的正常模式信号电平。 测试工具必须在发送任何高速信息之前连接 Rtool 到总线。Rtool 应通过一个合适的开关（比 如三极管或继电器）直接连接到 ECU 的地。Rtool 应不连接到收发器的负载管脚。负载管脚 没有设计用来处理来自 Rtool 的高电平电流。 所有的节点应当能够工作在高速模式帧时间，并且应在下载系统管理器命令下进入这个模式。 正常进入和离开高速模式的时序如下，下载系统管理器命令（如果需求下载系统管理器可能 会插入其他的步骤）： A． 在正常总线速率下所有节点是唤醒的 B． 下载工具将总线电路打到低工具总线电阻 C． 所有节点命令进入高速模式 D． 高速传输完成 E． 所有节点命令进入正常速率模式 F． 下载工具将工具总线电阻移除总线电路 在高速模式下节点不能进入休眠模式。如果他们处于休眠状态，那么让一个输入需求他们发 送信息，他们将中断此服务活动。 节点应上电后初始化进入正常速率模式，运行复位或 CAN 总线关断状态 3.2.2.1 CAN 控制器设置。 下面的表定义了所有对 83.333Kbps 速率的一致位时间设置。 3.2.3 可选择 ECU 唤醒。 这个总线包括可选节点唤醒能力，这允许正常的通信发生在某些节点而另一些节点处于未被 打扰的休眠状态。这通过控制信号电压以便所有的节点在收到高电平信号波形时必须唤醒来
    实现。通信系统通知节点，哪些节点处于唤醒状态，哪些节点进入非通信的低功耗休眠状态。 在低或正常电平的通信不能打扰休眠的节点。 收发器丢失连接到地的地保护电路当休眠时不应当被中断。为实现这个，所有节点应当在任 何串行通信发生时的所有时间在收发器上保持 Vbatt。这保证单位电阻负载不应被从网络周 期电路移除。推荐的串行通信节点电源模式方法应当通过采用网络休眠模式。 高速和高电压唤醒性能不应同时有效。这需要总线仅在正常速率模式下被唤醒。 针对主机唤醒电路的方法和连接：  处在总线有效唤醒休眠模式的 CAN 控制器。当接收到总线唤醒信号，收发器 RXD 输出 应当传送接收总线信号到控制器的 RXD 输入，唤醒控制器并且控制器将发起唤醒信号 或中断到局部微处理器来启动 CAN 操作。 这样的话，控制器通常处于中间休眠状态，不是最低的休眠功耗状态。  微处理器连接收发器 RXD 管脚到一个锁存端口作为唤醒输入。 当接收到唤醒总线信号，收发器 RXD 输出应当传送接收总线信号到微处理器锁存唤醒输入。 锁存 RXD 信号影唤醒微处理器，然后初始化 CAN 控制器并且使能 CAN 操作。在微处理器将 ECU 设置进入休眠之前，处理器将收发器置于另一个休眠模式后，锁存是复位的。 这样的话，控制器通常处于最低功耗休眠模式。  收发器具有 Vreg 控制管脚的 ECU 具有 Vreg 控制管脚的收发器当 VCC 供电，串行数据唤醒事件出现时唤醒。为保证唤醒，收 发器的模式控制输入必须改变除休眠以外的任何模式，比如通过微处理器。 3.2.4 CAN 控制器时钟精度。 单线 CAN 总线上的所有节点应当使用的 CAN 控制器时钟精度小于或等于 0.35%（另外如果 SSTS，CTS，或基于平台的总线实施说明，可用 5%）来保证 CAN 位时间同步不应被波形上 升下降时间影响，见附录 E。 3.2.4.1 PLL 时钟精度。当考虑使用 PLL 时钟，推荐认真分析位时间精度。当 CAN 数据链 路层控制器使用 PLL 时钟，允许的振荡器的精度会下降。比如当 PLL 电路精度为 0.3%，合适的晶振精度为 0.05%。 3.2.4.2 当陶瓷振荡器最大精度为 0.3%，并且使用 PLL，那么 PLL 精度限制在 0.05%在一 个信号位时间内。在正常速率模式下，等于 30us 的 0.05%，或者是 30us 内最大 15ns 的抖动。在高速模式下，等于 12us 的 0.05%，或者是 12us 内的最大 6ns 抖 动。 3.2.5 总线电气参数。 这个章节描述了两种可能的模式的总线电气电压电平参数的单线总线上芯片驱动和接收信 号需求，他们是正常和唤醒通信信号电平，见表 1.表 1 高电平信号（Voh，Vin，Voh wu 和 Vin wu）认为是显性或者驱动到高电平总线状态。 高速和高电压唤醒总线信号不应当同时唤醒。 3.2.5.1 数据通信中正常模式发送和接收电压阈值。 串行通信应如表 3 所示的正常信号电压电平工作.当电池电压正常时不能产生唤醒信号或中 断到 ECU 的控制器，见下表 3. 3.2.5.2 高速模式发送和接收信号电压。 和正常工作模式一致，见表 3。 高速工作显性总线信号应不超过收发器的工作周期，工作电压，和附录 C 中的温度-单线 CAN 收发说明。 3.2.5.3 唤醒信号电平。 一个特定的采用较高信号电平的较高电压通信波形应当发送唤醒信息帧。收发器检测到信号
    电压超过唤醒阈值，时间持续最小唤醒滤波时间， 应提供给 ECU 一个唤醒信号。CAN 唤醒 帧应当提供至少 3 个连续正常速率显性位时间，或者在标示符里或者在数据域里。当在高速 模式下，唤醒帧不能被发送（见 3.2.2 高速通信）。对于蓄电池电压大于 12.7V，正常电平下 发送的信息不应唤醒任何接收的 ECU。 在更高的唤醒电平发送的信息应当满足正常输入阈值电压 Vih 的位时间规则；以便在正常数 据和唤醒命令下中断，见表 3. 3.2.6 单线 CAN 信号和负载需求。以下参数限制应当在特定的工作环境下满足，包括特定负载范 围。测试应采用特定的应用电路，见 3.12. 工作状态定义如下：
    1 蓄电池电压测量的是 ECU 的输入电源管脚。 3.2.6.1 总线无效状态电压偏置（Vleak） 总线输入/输出电路应当在如下限制下工作。 备注：电路应只能拉总线电流。 A． 当一个节点是唤醒，并且总线处在接收状态，Vleak 最大值可能由节点输出电流提 供，应当如表 3 所示，总线负载范围为 75 欧姆到 6.49K+1%之间。 B． 没有丢失地的休眠模式下，节点漏电流如表 3 所示。 C． 在任何节点或总线状态下，任何节点提供的总线漏电流，具有地丢失状态，应当如 表 3 所示。 3.3 网络拓扑 节点数量，系统总的线束长度，基本负载的数值和类型，时钟精度都涉及到。附录 H 提供 了表格用来设计单线 CAN 系统，来保证由于选择的系统拓扑不同而不出现错误。（一个交互 的 Excel 表提供给系统架构工程师来确定每辆车的最好的系统拓扑。）
    3.3.1 网络线束。 车辆总线线束应遵循 GMW3173-GMLAN 线束需求。 3.3.2 总线电气负载。 3.3.2.1 分配 车辆单线通信总线可以在满足如下规则的情况下配置成任何组合和负载电路位置。 A． 每个 ECU 应当包含至少一个芯片电容负载和串行电感-见 3.6.1 电容。 B． 总线电阻单位负载（Rul）可能在所有的 ECU 的单位负载重表现一致，或者在一个信号 物理位置上有一个或多个负载。电容单位负载（Cul）是 ECU EMC/ESD 保护的一部分， 不能放在信号线的同一个位置上。 C． 总的网络等效最小电阻 Rtl 和最大电容 Ctl 应遵循表 3 的说明。 D． 主要负载可以配置在车辆网络的 ECU 内来降低整个网络的时间常数并且增加总线长度。， 主要负载等效为 2.1 Rul‘s（3.01K 或 3.00K，1%）。 3.3.2.2 功耗 A． 标准单位负载电阻 6.49K 应当能够在 70 摄氏度下提供最小 0.12W 的功耗。 B． 标准主要负载电容 3.01K 应当能够在 70 摄氏度下提供最小 0.25W 的功耗。 C． 高速模式下的工具电阻负载应能够在 70 摄氏度下提供最小 2.0W 的功耗。 3.3.3 总线线束长度。 在任何两个网络系统 ECU 节点之间，长度不应超过 60 米（包括离线服务测试工具）来保证 每米 7ns 延时对 CAN 位同步时间需求的影响。 总线长度也由线电容来限制，当走线靠近车身地平面或线束地线。见表 3，备注 14 是对网 络时间常数影响的限制。 3.3.4 地丢失保护。 任何单个的 ECU 的地丢失，不论电源丢不丢失，都不能导致任何总线电压偏置，因为这样 会禁止正常通信（见表 3）。这可以通过每个 ECU 包含丢地保护来完成，当地丢失出现时， 将会断开动总线到电源 Vbatt 的线路。 3.4 ESD 保护。 针对信息：当进行 GMW3097 3.2.1.4.1,3.2.1.4.2.2 和 3.2.1.4.3 测试时，ECU CANH I/O 管脚应 当承受如下 ESD，而不能对 ECU 有任何损坏。 基于特定平台应用的网络架构，在特定情况下，ESD 等级降低可以足够满足要求。见 GMW3097 和 SSTS 和/或 CTS。 3.4.1 ESD 瞬态抑制。 如果需要提供 ECU ESD 防护，电路部件比如瞬态吸收器，背对背齐纳或压敏电阻可以加在 网络的一个或多个位置来提供 ESD 保护。见图 2.最好的方法是一个中央 ESD 抑制器放置在 或靠近链路连接器 DLC 附近，如果单独的 ECU 能满足不上电的 ESD 需求。这个中央抑制系
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