奔驰汽车的通信为什么能固若金汤

　　安全至上是梅赛德斯-奔驰造车工艺的优良血统，接下来将同大家探讨奔驰汽车安全性中非常重要的通讯环节是如何实现的。

　　随着摄像系统、距离控制、航线保持等功能以及制动辅助系统、制动力分配系统、车身侧倾干预与缓解系统等功能的飞速发展，汽车的系统功能之间已经不再独立，而是呈现互相合作的关系，各功能之间的无缝集成更是各大整车厂追求的目标。俗话说，外练筋骨皮，内练一口气，有了各式安全装备加持的奔驰商务车，是如何保障这些安全装备的稳定工作的呢？下面将为大家从奔驰商务车的通讯系统——容错CAN进行分析。

　　容错CAN简介

　　先来了解一下容错CAN，容错CAN 的物理层是由CAN-H、CAN-L、GND三根线组成的。下图1为CAN总线通信信号的示意图：

图1  CAN总线通信信号

　　由图中我们可以看出，CAN-H、CAN-L的电压幅值在显隐性发生变化时幅值变化高达4V，这样不仅可以保证正常状态下CAN总线的稳定工作，还可以保证CAN总线中CAN-H、CAN-L其中一条发生故障（短路或者断路）时，容错CAN收发器会自动识别总线状态，根据总线状态做出调整（具体见下表1），保证了CAN总线在故障时的通讯正常。

　　表1 故障状态检测

　　容错CAN故障处理模拟

　　下面我们用CANScope搭配CANScope-StressZ来分别模拟CAN-H对地短路与CAN-L对地短路时总线通信情况，下图2、3分别表示CAN-H对地短路和CAN-L对地短路时的接线图。

图2  CAN-H对地短路

图3  CAN-L对地短路

　　下图4所示为用CANScope读取到的模拟CAN-H、CAN-L短路的情况下容错CAN的通讯状态：

图4  CAN-H短路时总线通信情况

　　注意：图中CAN-H的波动虽然较大，但是幅值很小哦~

　　我们可以从图4中看出，当CAN-H出现短路情况时，数据仍然能够被接收节点正确读取，表明CTM收发器会自动将工作状态切换为CAN-L与地线进行CAN数据的收发；

图5  CAN-L短路时总线通信情况

　　同样，当CAN-L出现短路情况时，接收节点同样能够准确的分析出CAN数据，表明CTM收发器会自动将工作状态切换为使用CAN-H与地线来进行CAN数据的收发。

　　通过上面的分析，我相信聪明的您肯定感受到，容错CAN可以有效的保证在CAN-H、CAN-L中任何一条线出现短路或者断路的情况下仍然能够保证CAN数据的正常收发，奔驰商务车正是大量的使用这种容错能力极强的CAN总线，使安全性得到了极大的保障！

　　容错CAN网络拓扑

图6 CTM1054网络拓扑结构与应用实例

　　如图 6所示为CTM1054网络拓扑结构，在同一个CAN-bus 网络中，最大可连接32个CTM1054节点。连接时需要注意终端电阻的连接，容错CAN收发器终端电阻被设定为100 欧姆：即CANH所有电阻并联为100欧姆，同时CANL总线所有电阻并联为100欧姆。因此，在构建一个CAN-bus网络时，必须考虑CAN-bus网络可能存在的节点数，根据节点数计算出终端电阻值，如图中共5个CTM1054节点，因此CANH上的五个电阻阻值全部为500欧姆，CANL上五个电阻的阻值也全部为500欧姆。

　　产品推荐

　　那么什么样的收发器支持容错CAN呢？下面为大家推荐的两款产品，这两款产品不仅能够支持容错CAN的功能，还具备其他非常强大的功能：

图7 CTM1054容错CAN收发器

　　第一款是致远电子根据多年的CAN-bus现场应用经验，推出的CTM1054容错隔离CAN收发器，即可消除地环路的电势差影响、有效抵御共模干扰，而且还保护了CAN控制器端的电路在强干扰环境中，大大降低了被干扰和损坏的概率，以模块化的设计、可靠性的应用和具有竞争力的价格，帮助使用者降低整体的设计风险和采购成本。如图7所示。

图8 NXP TJA1055

　　第二款是NXP推出的TJA1055，它采用独特的绝缘层上覆硅(SOI, Silicon-On-Insulator) 工艺技术，在ESD、EMC以及功耗方面都有明显改善。同时也降低了射频发射强度，让使用者可以在不影响安全性的情况下扩大网络连线的范围。加上提升射频干扰效能和内置斜率控制特性，能够通过使用无屏蔽电缆来降低成本。如图8所示。