1.低速容錯CAN與高速CAN的定義

1986年Bosch在SAE(汽車工程人員協會)大會上提出CAN總線概念，CAN總線率先在汽車電子行業孕育。隨后的1987年Intel推出第一片CAN控制器芯片82526，由此點亮CAN總線發展的星星之火。六年之后CAN國際標準ISO11898/ISO11519發布，CAN總線在通信領域的燎原之勢由此展開。
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圖1 CAN總線應用行業 ?

我們今天探討的CAN總線分為：低速容錯CAN、高速CAN，我們從物理層面上解讀這兩種總線。 ?

高速CAN根據線纜的長度提供從5Kbit/s到1Mbit/s的波特率。這是物理層最流行的標準，這是因為它允許設備間簡單的線纜連接。DeviceNet以及CANopen規范就是使用了這種物理標準。高速CAN網絡在每個網絡端點端接一個120歐姆的電阻。 ?

低速/容錯CAN提供從5 Kbit/s到125 Kbits/s的波特率。該標準允許在CAN總線連線失敗時CAN總線通信得以繼續進行。在低速/容錯CAN網絡，每種設備都有它自己的終端。 ?

由于終端的類型不同，因此高速和低速/容錯CAN設備不能在同一個網絡中使用。??

2.低速容錯CAN和高速CAN的區別

這兩種總線的主要區別在于電平邏輯。可以從以下幾種情況來說明：空閑時、有效時、睡眠時、喚醒時。這里假設收發器的電源為標準的5V和12V。 ?

1、空閑時（即通常說的隱性位）

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2、有效時（即通常說的顯性位）

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3、睡眠時

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4、喚醒時


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3.低速容錯CAN和高速CAN電氣特性比較

?高速CAN總線上為顯性電平（邏輯0）時，CAN_H為3.5V、CAN_L為1.5V，此時電壓差是2V，顯性狀態的CAN總線電壓范圍如下圖（標準來源：ISO 11898-2:2006）所示：

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高速CAN總線上為隱性電平（邏輯1）時，CAN_H和CAN_L都為2.5V，此時電壓差就是0V，隱性狀態的CAN總線電壓范圍如下圖（標準來源：ISO 11898-2:2006）所示：
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低速CAN總線上為顯性電平（邏輯0）時，CAN_H為3.6V、CAN_L為1.4V，此時電壓差是2.2V。總線上為隱性電平（邏輯1）時，CAN_H為0.3V、CAN_L都為4.7V，此時電壓差就是-4.4V，顯性狀態和隱性狀態的CAN總線電壓范圍如下圖（標準來源：ISO 11898-3:2006）所示：

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4.低速容錯CAN和高速CAN終端電阻比較

高速CAN線需要在CAN_H和CAN_L加終端電阻，電纜上的終端電阻應與電纜的標稱阻抗相匹配，終端匹配電阻一般為120Ω，每個終端電阻應能消耗0.25W的功率（標準來源：ISO 11898-2:2003）。

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如果高速CAN傳輸線路沒有終止，線路上的每個信號變化都會導致反射，這可能會導致通信故障。由于通信在CAN總線上雙向流動，因此CAN要求終止電纜的兩端。然而，這一要求并不意味著每個設備都應該有一個終端電阻。如果沿電纜放置多個設備，只有電纜末端的設備應該有終端電阻。放置終端電阻位置如下所示：

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與高速CAN不同，低速CAN需要在低速CAN收發器上終止，而不是在電纜上。該終端需要兩個電阻器：RTH用于CAN_H，RTL用于CAN_L。這種配置允許Philips fault-tolerant CAN收發器檢測并從總線故障中恢復。 ? Philips建議低速CAN網絡，一個整體的RTH和RTL終端電阻為100Ω到500Ω（每個）。整個網絡終端電阻可以確定如下公式：


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低速CAN網絡上的每個設備每條CAN數據線都需要一個終端電阻：RTH用于CAN_H，RTL用于CAN_L，放置終端電阻位置如下所示：
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5.補充知識：ISO 11898-3與ISO 11519-2標準的關系

?ISO 11519由以下部分組成，總稱“道路車輛—低速串行數據通信”： ?

Part 1：General and definitions 概述和定義 Part 2：Low-speed controller area network (CAN) 低速控制器局域網（CAN） Part 3：Part 3: Vehicle area network (VAN) 車輛局域網（VAN） ? ISO 11519-2:1994（Low-speed controller area network (CAN)， 低速控制器局域網（CAN）），指定CAN的數據鏈路層和物理層，這是用于公路車輛應用的高達125 Kbit/s的通信網絡。低速CAN是一種串行通信協議，支持分布式實時控制和多路復用。根據ISO 7498在ISO-OSI模型中定義的層次結構層中定義網絡的一般體系結構。該標準允許在CAN總線連線失敗時CAN總線通信得以繼續進行。 ?

ISO 11898-3:2006（ Road vehicles — Controller area network (CAN) — Part 3: Low-speed, fault-tolerant, medium-dependent interface，道路車輛—控制器局域網（CAN）—第3部分：低速，容錯，介質相關的接口），規定了在配備有控制器局域網（CAN）的道路車輛電子控制單元之間以40 Kbit/s至125Kbit/s的傳輸速率建立數字信息交換的特性。 ?

標準ISO 11519-2-1994已經在2006年被ISO 11898-3-2006代替了，符合標準ISO 11898-3的產品也是支持符合ISO 11519-2標準的產品。

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總結

高速CAN和低速CAN的物理層電氣特性不一樣，因此不能把它們連接在一起 ?

高速CAN主要應用在發動機、變速箱等對實時性、數據傳輸速度要求高的場合 ?

低速CAN主要應用在對車身控制系統等對可靠性要求高的場合 ?

CAN-H或CAN-L任意一根導線折斷，高速CAN節點不能收發，但低速CAN節點可以接受。因此低速CAN的可靠性高于高速CAN，例如在發生事故時CAN線折斷一根，車門控制器還可以接收CAN信號開門 ?

低速CAN節點必須連接電源才能正常工作 ?

通用汽車單線CAN（Single Wire CAN）和低速CAN應用一致。

審核編輯：劉清