为什么CAN总线分支不能过长？

#为什么CAN总线分支不能过长？| 来源: 网络整理| 查看: 265

点击上方蓝字谈思汽车

获取更多汽车网络安全资讯

CAN总线网络在实际应用时偶尔会有临时测试的需要，这时有的工程师就会直接将测试节点接上一条很长的支线接入总线中，由此可能会带来其他节点失效或系统报错等问题。

CAN总线网络在应用时，工程师常常会建议总线支线不要太长，那么为什么CAN总线支线不能太长？CAN总线分支过长又该如何解决呢？

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。

边沿台阶出现的源头主要是CAN节点的分支，分支过长形成的反射就变强，将会导致位宽度失调的错误。ISO11898中只规定1M波特率下分支不超过0.3米，支线过长会直接导致总线阻抗匹配问题发生，阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间达到一种适合的搭配，阻抗匹配主要为了调整负载功率和抑制信号反射，所以一旦阻抗匹配出现问题，就出现了上图中的上升沿和下降沿的台阶。

分支与主干的长度原则：

为了解决分支过长带来的问题，应根据不同波特率，制定最长分支距离的规范。 ISO11898-1/2中对高速CAN的分支长度规定值是1Mbps下最长0.3米。其他波特率的最长分支一般由应用厂商自定义。原则是：分支长度总和+主干长度分支总和一般不超过总长度的30%。

解决办法：

1、减少分支长度消除边沿台阶最直接的方法就是减少CAN节点的长度，从而降低信号反射，保证位宽的稳定性。所以保持其他条件不变，分支线长度的选择参照下表中的规则，即可保证总线的正常通信。

2、长分支上加适合的匹配电阻

在网络布局无法改变，分支引起的信号反射必须存在的情况下，最常用的方法就是在长分支末端加上电阻，消除信号反射。所以在其他条件不变的情况下，在分支节点处加上一个200Ω的电阻，也可以改善信号质量。但是加了电阻之后差分电压变小，注意差分电压不得小于0.9V。

3、增加CAN中继器或集线器

很多场合是在出现问题之后才发现支线过长，当重新布线或更改节点本身都无法操作的情况下，就需要在过长的支线上增加中继器。典型的CAN中继器如Ixxat的CANbridge NT，通过CANbridge NT也可以连接波特率不同的两个CAN网络甚至连接传统CAN与CAN FD网络。

总结：

CAN总线在车辆的各个领域有着广泛的应用，包括货车、客车、火车、缆车、叉车和许多其它车辆。因为其实现了复杂的故障限制机制和控制算法，CAN协议如今是车辆内部网络通信的技术标准，而CAN总线是能够实现整车各电子控制装置之间的通讯数据转发的智能电控设备，也是所有车辆类型中汽车控制网络的灵活性强且性价比较高的解决方案。所以无论是标准规定，还是现场实际应用，都告诉我们要保证CAN总线网络良好运行，其支线长度不能过长，为了CAN保证CAN网络的健康，请大家一定要规范使用。

来源：

1.《工程师园地｜为什么CAN总线支线长度不能太长？》—仪商网

2.《CAN总线分支过多/过长的问题与五种解决方案》—ZLG致远电子

3.《为什么CANFD总线分支不能太长？》—ZLG致远电子

4.《CAN网络中支线过长的五种解决方案》—麦克泰技术

5.《行业观察 | 探析CAN总线在传统油车和新能源车中的应用》—硬件攻城狮