本文件规定了CAN控制器的高速物理介质连接（HS-PMA）应用于道路汽车的分布式实时控制和多路复用的串行通信协议。 本文件适用于无低功耗模式功能的HS-PMA和具有低功耗模式功能的HS-PMA以及具有选择性唤醒HS-PMA，本文件不适用于物理媒介相关子层。

ICS43.020
CCST35
中华人民共和国国家标准
GB/T41588.2—2022/ISO11898-2:2016道路车辆
控制器局域网（CAN）
第2部分：高速媒介访问单元
Road vehicles--Controller area network(CAN)-Part2:High-speed medium access unit（ISO11898-22016,IDT）
2022-07-11发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-02-01实施
GB/T41588.2—2022/ISO11898-2:2016前言
规范性引用文件
术语和定义
缩略语
HS-PMA功能描述
HS-PMA测试电路
发射器特性
接收器特性
接收器输人电阻
发送器与接收器时间特性
VcANH，VcANLL和VDi最大范围
VCAN.H,CANLL漏电流..
低功耗唤醒
总线电压偏差
一致性
附录A（资料性）
实施方式
ECU和网络设计
CAN网络设计期望指标
HS-PMA实现数据表中的期望
A.4可选特性和执行选择概述
附录B（资料性）
参考文献
PN物理层模型
GB/T41588.2—2022/IS011898-2:2016本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则」第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T41588《道路车辆控制器局域网(CAN)》的第2部分。GB/T41588已经发布了以下部分：
第1部分：数据链路层和物理信令；第2部分：高速媒介访问单元；
-第3部分：低速容错、媒介相关接口；一第4部分：时间触发通信。
本文件等同采用ISO11898-2：2016《道路车辆控制器局域网络（CAN）第2部分：高速媒介访
问单元》。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出。本文件由全国汽车标准化技术委员会（SAC/TC114)归口。本文件起草单位：浙江吉利控股集团有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、长城汽车股份有限公司、中国第一汽车集团有限公司、惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司、兴科迪科技（泰州）有限公司、一汽-大众汽车有限公司、东风汽车集团股份有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、东软集团(大连)有限公司、泛亚汽车技术中心有限公司、中汽研汽车检验中心（天津)有限公司、中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司。
本文件主要起草人：甄海川、伍永会、季洁美、焦明顺、朱彤、季国田、刘彬、李长龙、伍宇志、史晓密、吕亮、范志容、覃华强、丁杰、孙旺、刘乐、韩光省、车长发、许倩、文清浩、周建仓。I
GB/T41588.2—2022/ISO11898-2:2016引言
控制器局域网（CAN)，是一种串行通信协议，具有实时性强、高可靠性、低成本等特点，支持分布式实时控制和多路复用，广泛用于道路车辆和其他控制领域，是国际上应用最广泛的现场总线之一。本文件旨在规范CAN高速物理媒介相关参数，同时对低功耗模式和选择性唤醒做了要求。GB/T41588《道路车辆控制器局域网(CAN)》包含以下四个部分：第1部分：数据链路层和物理信令。目的在于定义用于建立CAN数据链路层模块间的数字信息交互的特性、传统CAN和可变数据速率CAN格式。第2部分：高速媒介访问单元。目的在于定义CAN控制器的高速物理介质连接（HS-PMA）应用于道路汽车的分布式实时控制和多路复用的串行通信协议。-第3部分：低速容错、媒介相关接口。目的在于定义基于CAN的道路车辆电子控制单元之间的数字信息的交互特性，低速CAN应用层的容错行为以及基于ISO/OSI层模型的媒介相关接口和物理媒介连接物理层。
第4部分：时间触发通信；目的在于定义时间触发通信，其包含于控制器局域网（CAN)协议：用于道路车辆的，支持分布式实时控制和多路复用的串行通信协议。图1展示了OSI模型与CAN数据链路层及物理子层的对应关系。OSI参考分层
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
CAN分层
逻辑链路控制子层
媒体访间控制子层
物理编码子层
物理介质连接
物理介质从属
GB/T41588.1范围
GB/T41588.2
GB/T41588.3范围
图1OSI模型与CAN数据链路层及物理子层的对应关系1范围
GB/T41588.2—2022/ISO11898-2:2016道路车辆控制器局域网（CAN）
第2部分：高速媒介访问单元bzxZ.net
本文件规定了CAN控制器的高速物理介质连接（HS-PMA)应用于道路汽车的分布式实时控制和多路复用的串行通信协议。
本文件适用于无低功耗模式功能的HS-PMA和具有低功耗模式功能的HS-PMA以及具有选择性唤醒HS-PMA，本文件不适用于物理媒介相关子层。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T41588.1—2022
(ISO11898-1:2015,IDT)
道路车辆控制器局域网（CAN）第1部分：数据链路层和物理信令ISO11898-1道路车辆控制器局域网（CAN）第1部分：数据链路层和物理信令（Roadvehi-cles—Controllerarea network(CAN)-Part:1Datalink layerand physical signalling)注：GB/T41588.1—2022
2道路车辆控制器局域网（CAN）第1部分：数据链路层和物理信令(ISO11898-1:2015,IDT)
ISO16845-2道路车辆控制器局域网（CAN)一致性测试计划第2部分：高速媒介访问单元一致性测试计划[Roadvehicles—Controllerareanetwork（CAN）conformancetestplan—Part2：High-speedmediumaccessunit--Conformancetestplan3术语和定义
ISO11898-1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
连接单元接口attachmentunitinterface；AUIISO11898-1定义的PCS与本文件中指定的PMA之间的接口。3.2
地ground;GND
电信号地。
传统实现legacyimplementation在本文件发布之前已经使用的HS-PMA。3.4
低功耗模式low-powermode
除接收WUP或WUF的目的外，收发器不能发送或接收报文的模式。1
GB/T41588.2—2022/ISO11898-2:20163.5
媒介连接单元mediumattachmentunit；MAU由物理媒介连接和媒介相关接口组成的单元。3.6
mediadependentinterface;MDI
媒介相关接口
确保合适信号在介质和物理媒介连接之间传输的接口。3.7
正常功能模式
normal-powermode
在此模式下，收发器具有发送和接收报文的全部功能。3.8
physicalcodingsublayer;PCS
物理编码子层
执行位编码/解码和同步的子层。3.9
physicalmediaattachment;PMA
物理媒介连接
将物理信号转化为逻辑信号或逻辑信号转化为物理信号的子层。3.10
收发器
transceiver
由一个或多个物理媒介连接组成的实现，4缩略语
ISO11898-1定义的以及下列符号和缩略语适用于本文件。本文件的部分缩略语也在ISO11898-1中定义。如果本文件的缩略语定义与ISO11898-1不--致，以本文件为准AUI：连接单元接口（attachmentunitinterface）DLC：数据长度编码（datalengthcode）EMC：电磁兼容（electromagneticcompatibility）ESD：静电保护（electrostaticdischarge）GND：电信号地（ground)
HS-PMA：高速物理媒介连接（high-speedPMA）MAU：媒介连接单元（mediumattachmentunit）MDI：媒介相关接口（mediadependentinterface）PCS：物理编码子层（physicalcodingsublayer）PMA：物理媒介连接（physicalmediaattachment）PMD：物理媒介相关（physicalmediadependent）WUF：唤醒顿（wake-upframe）
WUP：唤醒结构（wake-uppattern）5HS-PMA功能描述
5.1概述
HS-PMA由个发送和接收实体组成，它应能使相连接的物理媒介（双线电缆)相对于公共地进行偏压。对连接到同一媒介的其他接收节点，收发器实体能驱动两种逻辑信号，一种逻辑0状态（显性状态)是在CAN_H和CAN_L之间驱动差分电压信号，另一种逻辑1状态（隐性状态）是CAN_H和2
GB/T41588.2—2022/ISO11898-2:2016CAN_L之间不驱动差分电压信号。这两个信号是与物理媒介相关子层的接口。如ISO11898-1定义，HS-PMA应向物理编码子层提供AUI。AUI包括TXD、RXD和GND信号。TXD将从物理编码子层接收到的比特流传输到MDI。RXD将从MDI接收到的比特流传输到物理编码子层。
由一个或多个HS-PMA组成的收发器应至少支持正常功能运行模式，对低功耗模式可选择性支持。
以下指定的某些条款取决于包含HS-PMA（部分)实现的操作模式。表1展示HS-PMA操作模式和期望行为的可能性的组合。表1HS-PMA操作模式和期望行为
操作模式
低功耗
：取决于本文档所描述的输人条件。总线偏压行为
总线偏压有效
总线偏压有效或无效
传输行为
显性或隐性”
在此条款中指定的所有参数应满足在每个HS-PMA实施的单独规定的工作温度范围和电源电压范围内（如果没有明确规定为无电源）。5.2HS-PMA测试电路
HS-PMA对CAN信号的输出被称为CAN_H和CAN_L，TXD是发送数据输人端，RXD是接收数据输出端。图2显示的外部电路，其定义了所需电压和电流参数的测量条件。对于一个HS-PMA，当其在网络中使用时，R，表示有效电阻负载（总线负载），C，代表一个可选分裂终端电容，C2代表一个滤波电容。R，和C，的值根据HS-PMA需要满足的不同参数而变化，并且在表2至表20中作为条件给出。
标引序号说明：
VeANLH
VcANUL
CAN_H和CAN_L之间的差分电压；CAN_H电压；
CAN_L电压；
RXD端电容负载。
图2HS-PMA测试电路
GB/T41588.2—2022/ISO11898-2:20165.3发射器特性
此条款规定图2所示条件下单一HS-PMA实现的发射器特性；所以没有其他HS-PMA实现被连接到媒介。同一媒介上连接多个HS-PMA超出此条款的规定范围。当多个HS-PMA连接到相同媒介时，请参考附录A中A.2。CAN_L和CAN_H信号要求的电流和电压指定在表2到表6。表2规定了显性状态下的输出特性。图3说明了显性状态的电压范围。表2
CAN_H上的单端电压
CAN_L上的单端电压
正常总线负载上的差分电压
仲裁期间有效电阻的差分电压
可选的：扩展总线负载范围上的差分电压HS-PMA显性输出特性
VcAN_H
VcAN_L
最小/V
正常/V
未定义
最大/V
R=-5065m
R=50650
R=5065a
R,=22400*
：2240α是模拟最多32个节点同时发送的情况。在这种情况下，单个节点的有效负载电阻降低（一个节点仅驱动总线负载的一部分）。假定最大的R为70Q，则该方案将覆盖32节点网络。（2240Q/70Q=32个节点）此表中的所有要求同时适用。因此，不是所有VcAN_和VcAN_L的组合都符合定义的差分电压（见图3)。根据图2的测试设置(仅存在一个HS-PMA)：RL，请参阅上面的“条件”列；C,=0 pF(不存在);
C2=0pF(不存在)；
Cxxp=0 pF(不存在)。
TAVAHNVA
标引序号说明：
VcAN,H(显性最大值)
-CAN_H和CAN_L之间的差分电压；Vplf
VcAN.H--CAN_H电压
VcANL-CAN_L电压。
GB/T41588.2—2022/ISO11898-2.2016+5.25V
CAN_H显性电压范围
VcAN,H(显性最小值)
VcAN_(显性值)
图3在CAN节点处于显性状态，VcANL的电压从最小到最大变化时(502652总线负荷条件），对应VcANL电压变化范围为了达到RF可接受的低发射等级，发射器应满足如表3所要求的驱动器信号对称性。HS-PMA驱动对称性
驱动对称性”
·Vym=(VcANLH+VcAN）)/Vcc，Vcc是发送器的供应电压。最小
当TXD被符合最高位速率[由HS-PMA实现此期望，至多1MHz（2Mbit/s)]的频率性方波信号激励时，在显性或隐性状态期间，以及显性转变到隐性状态或隐性状态转变显性状态期间，Vym应被观察。根据图2，测试电路设置如下：
R=60α（容差≤±1%)；
C,=4.7nF(容差≤±5%)；
C2=0pF(不存在)；
CxD=0 pF(不存在)。
发送器的最大输出电流应根据表4进行限制。5
GB/T41588.2—2022/ISO11898-2:2016表4
CAN_H的绝对电流
CAN_L的绝对电流
最大HS-PMA驱动器输出电流
IcAN_H
最小/mA
未定义
未定义
最大/mA
-3VVcAN_H≤+18V
-3V根据图2测试电路设置，在HS-PMA驱动输出显性状态，通过连接外部电源，给VcANLH或VcAN强制施加电压等级。绝对最大电流值不关心电流流向。R,>101°Q(不存在)；
C,=0 pF(不存在)；
C2=0pF(不存在)；
CrxD=0pF(不存在)。
注：当CAN_H和CAN_L之间差分电压超出表4规定参数值时，HS-PMA不能停止输出显性状态。根据表2内容，可以估算出最小输出电流在30mA以上。表5规定了总线偏压有效时的隐性输出特性。表5HS-PMA隐性输出特性，总线偏压有效参数
CAN_H上的单端输出电压
CAN_L上的单端输出电压
差分输出电压
VcAN_H
最小/V
正常/V
此表中的所有要求同时有效，因此，不是所有VcAN_H和VcANLL的组合都符合定义的差分输出电压。根据图2，测试电路参数设置如下：R,>101°Q(不存在)；
C,=0pF(不存在);
C,=0pF(不存在)；
CrxD=0pF(不存在)。
表6规定了总线偏压无效时的隐性输出特性。表6
CAN_H上的单端输出电压
CAN_L上的单端输出电压
差分输出电压
见5.10以确定何时偏压闲置。
依据图2，测试电路参数设置如下：R,>101°(不存在)；
C,=0pF(不存在)；
C2=0pF(不存在)；
CrxD=0pF(不存在)。
HS-PMA隐性输出特性，总线偏压无效符号
最小/V
正常/V
最大/V
最大/V
GB/T41588.2—2022/ISO11898-2:2016在TXD输人被持续请求时，为了不阻止其他CAN节点通信，HS-PMA可能会限制持续的显性传输时间。HS-PMA应在表7指定范围内执行显性传输超时请求。表7
传输显性超时*
：传统实现能接受的最小值为0.3。可选的HS-PMA传输显性超时
最小/ms
最大/ms
注：tdom最小值和最小位速率之间是有关系的。0.8ms是tdom最小值，在比特速率大于或等于21.6kbit/s的情况下，容纳17个连续显性位。当在位速率大于或等于45.8kbit/s，0.8ms可以容纳36个连续显性位。值17反映了PMA尝试发送显性位，并且每次在接收数据输入处看到隐性电平。当前五次尝试发送显性位的最后位出现位错误时，值36反映了六个连续的错误顿。5.4接收器特性
接收器使用发送器输出信号CAN_H和CAN_L作为差分输入。图2显示了HS-PMA连接处的电压定义。
当HS-PMA是在低功耗模式并且总线偏压是有效时，隐性和显性状态输入差分电压范围如表8所示。
表8HS-PMA静态接收输入特性，总线偏压有效参数
隐性状态差分输入电压范围
显性状态差分输人电压范围
根据图2所示，测试设置值如下：R>10\°(不存在)；
C,=0pF(不存在)；
C2=0pF(不存在)；
Crxp=0pF(不存在）。
最小/V
最大/V
12.0VVcANL≤+12.0V
-12.0V≤VcAN_H≤+12.0V
-12.0VVcAN_L+12.0V
12.0V≤VcAN_H≤+12.0V
注：当HS-PMA连接到共模电感或出现无端接的媒介时，可能会出现短暂负值差分电压。当相同媒介上连接多个HS-PMA同时发送显性状态，并且，HS-PMA接地发生变化，会出现短暂最大正值差分电压。当HS-PMA处于低功耗模式，并且总线偏压是无效时，隐性和显性状态差分输入电压如表9所示。
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