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为什么CANFD总线分支不能太长?


  来源: ZLG致远仪器 时间:2022-07-14 编辑:清风
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CANFD总线的应用越来越广泛,工程师在面对不同的工况,会有各种各样的网络拓扑方式。而分支过长导致的数据传输错误问题最让工程师头疼,本文将介绍主流的几种总线拓扑方式,以及分支长度相关问题的解决方案。


4种常见拓扑类型


1、直线型拓扑


图1   直线型拓扑


直线型拓扑也叫总线型拓扑,如图1所示,所有的节点都接到同一总线上,总线上任意节点发送信息,其他节点都能正常接收。


2、星型拓扑


图2   星型拓扑


如图2所示,我们可以看到星型拓扑的特点就是每个分支都基本等长,在完全等长情况下,可不使用集线器设备,调整终端电阻即可实现组网(R=n×60欧姆;R:每个分支的终端电阻;n:分支数量)。如果各分支线路长度不同,就需要使用集线器对通讯进行控制,保证数据的稳定传输。


3、树状拓扑


图3   树状拓扑


树状拓扑的特点是分支较长并且长度不同,如图3所示,可以看到由于各支线长度不同阻抗匹配困难,常使用集线器和中继器进行分支。这些设备每路都具备独立的CAN控制器,所以可以将每段形成独立的直线拓扑,方便施工。


4、环形拓扑


图4 环形拓扑


环形拓扑是将CAN总线首尾相接,形成环状,保证线缆任意位置断开,依然可以保证通讯。如图4所示,可以看到由于是环状结构,所以在终端电阻匹配方面采用分布式匹配方法,保证总体阻抗为60欧姆。


5、拓扑方式总结


图5   拓扑方式总结


如图5所示是对于这四种主流的拓扑方式的总结,在选择网络布局时,可以根据不同拓扑方式的优缺点来进行取舍,快速完成选择。


分支过长带来的问题


CAN总线的布线受现场环境、产品形状等因素的影响,可能导致现场布线中出现总线的分支过长/过多等现象,某系统中A、B(AB各有120电阻)一条CAN线上挂有CDEF等节点,若将C支线延长100m,则F全部关闭,系统会报错,去掉100m延长线,F任意状态系统都不会报错。


当总线支线过长,上升沿和下降沿产生台阶现象,当台阶正好处于0.5V逻辑识别阈值附近时,容易导致位宽度失调,从而使接收节点接收错误。


图6  台阶现象


如何确定分支长度


IOS 11898-2中分支长度的规定是在1M波特率的条件下,有些场合或许无法做到很短的分支,根据不同波特率,分支长度规范可以有适当的调整。不同波特率下分支长度可以达到多少?需要分析节点的信号质量进行评判,测量节点在不同分支长度下的信号质量,即可找到合适的分支长度范围。


图7   信号质量参数


关键词:CANFD总线 高端仪器 ZLG致远仪器    浏览量:4130

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