CAN總線網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用時，工程師常常會建議總線支線不要太長，那ô為什ôCAN總線支線不能太長，如果某些環(huán)境下必須使用長支線又該怎ô辦呢?
CAN網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浞N類
控制器局域網(wǎng)CAN(Controller Area Network)，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一，最初是由德國Bosch公司設(shè)計的，為解決現(xiàn)代汽車中眾多控制單元、測試儀器之間的實(shí)時數(shù)據(jù)交換而開發(fā)一種串行通信協(xié)議。CAN網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有線形拓?fù)?、星形拓?fù)?、樹形拓?fù)浜铜h(huán)形拓?fù)涞取?/p>
線形結(jié)構(gòu)如下圖所示，其特點(diǎn)是一條主干總線，在總線上分出支線到各個節(jié)點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)在于布線施工簡單，阻抗匹配規(guī)則固定，接線比較方便，缺點(diǎn)是拓?fù)洳粔蜢`活，在一定程度上影響通訊距離;
星形拓?fù)淙缦聢D所示，其特點(diǎn)是ÿ個節(jié)點(diǎn)通過中央設(shè)備連到一起，優(yōu)點(diǎn)是容易擴(kuò)展，缺點(diǎn)是一旦中央設(shè)備出故障會導(dǎo)致總線集體故障，而且分支線長不同，阻抗匹配復(fù)雜，可能需要通過一些中繼器或集線器進(jìn)行擴(kuò)展;
樹形拓?fù)淙缦聢D所示，其特點(diǎn)是分支比較多，且分支長度不同，優(yōu)點(diǎn)是布線方便，缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜，阻抗匹配困難，通訊中極易出現(xiàn)問題，必須加一些集線器設(shè)備;
環(huán)形拓?fù)淙缦聢D所示，其特點(diǎn)是將CAN總線頭β相連，形成環(huán)狀，優(yōu)勢是線纜任意λ置斷開，總線都不會出現(xiàn)問題，缺點(diǎn)是信號反射嚴(yán)重，無法用于高波特率和遠(yuǎn)距離傳輸。
雖然CAN總線可以有多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌趯?shí)際應(yīng)用當(dāng)中比較推薦使用線形拓?fù)?，且在IOS-11898-2中有高速CAN物理層規(guī)范，其中推薦的CAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟彩蔷€形拓?fù)?，下面就針對線形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)CAN支線過長問題進(jìn)行分析。
支線過長帶來的問題
在講CAN支線之前，我們來看一個CAN的波形圖，如下圖所示，大家仔細(xì)查看CAN波形圖，會發(fā)現(xiàn)CAN波形上存在明顯的上升沿和下降沿臺階現(xiàn)象，因?yàn)榕_階的存在，從而引起波特率變化，導(dǎo)致接收節(jié)點(diǎn)采樣出錯(也稱λ寬錯誤)。
邊沿臺階出現(xiàn)的源頭主要是CAN節(jié)點(diǎn)的分支，分支過長形成的反射就變強(qiáng)，將會導(dǎo)致λ寬度失調(diào)的錯誤。ISO11898中只規(guī)定1M波特率下分支不超過0.3米，支線過長會直接導(dǎo)致總線阻抗匹配問題發(fā)生，阻抗匹配是指信號源或者傳輸線跟負(fù)載之間達(dá)到一種適合的搭配，阻抗匹配主要為了調(diào)整負(fù)載功率和抑制信號反射，所以一旦阻抗匹配出現(xiàn)問題，就出現(xiàn)了上圖中的上升沿和下降沿的臺階。
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