什么CAN總線支線不能太長(zhǎng)？CAN總線分支過(guò)長(zhǎng)又該如何解決呢？

CAN總線網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)偶爾會(huì)有臨時(shí)測(cè)試的需要，這時(shí)有的工程師就會(huì)直接將測(cè)試節(jié)點(diǎn)接上一條很長(zhǎng)的支線接入總線中，由此可能會(huì)帶來(lái)其他節(jié)點(diǎn)失效或系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)等問(wèn)題。

CAN總線網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用時(shí)，工程師常常會(huì)建議總線支線不要太長(zhǎng)，那么為什么CAN總線支線不能太長(zhǎng)？CAN總線分支過(guò)長(zhǎng)又該如何解決呢？

分支過(guò)長(zhǎng)帶來(lái)的問(wèn)題：

CAN總線的布線受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、產(chǎn)品形狀等因素的影響，可能導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)布線中出現(xiàn)總線的分支過(guò)長(zhǎng)/過(guò)多等現(xiàn)象，某系統(tǒng)中A、B（AB各有120電阻）一條CAN線上掛有CDEF等節(jié)點(diǎn)，若將C支線延長(zhǎng)100m，則F全部關(guān)閉，系統(tǒng)會(huì)報(bào)錯(cuò)，去掉100m延長(zhǎng)線，F(xiàn)任意狀態(tài)系統(tǒng)都不會(huì)報(bào)錯(cuò)。

當(dāng)總線支線過(guò)長(zhǎng)，上升沿和下降沿產(chǎn)生臺(tái)階現(xiàn)象，當(dāng)臺(tái)階正好處于0.5V邏輯識(shí)別閾值附近時(shí)，容易導(dǎo)致位寬度失調(diào)，從而使接收節(jié)點(diǎn)接收錯(cuò)誤。

邊沿臺(tái)階出現(xiàn)的源頭主要是CAN節(jié)點(diǎn)的分支，分支過(guò)長(zhǎng)形成的反射就變強(qiáng)，將會(huì)導(dǎo)致位寬度失調(diào)的錯(cuò)誤。ISO11898中只規(guī)定1M波特率下分支不超過(guò)0.3米，支線過(guò)長(zhǎng)會(huì)直接導(dǎo)致總線阻抗匹配問(wèn)題發(fā)生，阻抗匹配是指信號(hào)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(hào)反射，所以一旦阻抗匹配出現(xiàn)問(wèn)題，就出現(xiàn)了上圖中的上升沿和下降沿的臺(tái)階。

分支與主干的長(zhǎng)度原則：

為了解決分支過(guò)長(zhǎng)帶來(lái)的問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)不同波特率，制定最長(zhǎng)分支距離的規(guī)范。 ISO11898-1/2中對(duì)高速CAN的分支長(zhǎng)度規(guī)定值是1Mbps下最長(zhǎng)0.3米。其他波特率的最長(zhǎng)分支一般由應(yīng)用廠商自定義。原則是： 分支長(zhǎng)度總和+主干長(zhǎng)度<總線傳輸極限長(zhǎng)度（注意極限長(zhǎng)度一般要*0.7使用）；? 分支總和一般不超過(guò)總長(zhǎng)度的30%。

解決辦法：

1、減少分支長(zhǎng)度

消除邊沿臺(tái)階最直接的方法就是減少CAN節(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)度，從而降低信號(hào)反射，保證位寬的穩(wěn)定性。所以保持其他條件不變，分支線長(zhǎng)度的選擇參照下表中的規(guī)則，即可保證總線的正常通信。

2、長(zhǎng)分支上加適合的匹配電阻

在網(wǎng)絡(luò)布局無(wú)法改變，分支引起的信號(hào)反射必須存在的情況下，最常用的方法就是在長(zhǎng)分支末端加上電阻，消除信號(hào)反射。所以在其他條件不變的情況下，在分支節(jié)點(diǎn)處加上一個(gè)200Ω的電阻，也可以改善信號(hào)質(zhì)量。但是加了電阻之后差分電壓變小，注意差分電壓不得小于0.9V。

3、增加CAN中繼器或集線器

很多場(chǎng)合是在出現(xiàn)問(wèn)題之后才發(fā)現(xiàn)支線過(guò)長(zhǎng)，當(dāng)重新布線或更改節(jié)點(diǎn)本身都無(wú)法操作的情況下，就需要在過(guò)長(zhǎng)的支線上增加中繼器。典型的CAN中繼器如Ixxat的CANbridge NT，通過(guò)CANbridge NT也可以連接波特率不同的兩個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)甚至連接傳統(tǒng)CAN與CAN FD網(wǎng)絡(luò)。

總結(jié)：

CAN總線在車(chē)輛的各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，包括貨車(chē)、客車(chē)、火車(chē)、纜車(chē)、叉車(chē)和許多其它車(chē)輛。因?yàn)槠鋵?shí)現(xiàn)了復(fù)雜的故障限制機(jī)制和控制算法，CAN協(xié)議如今是車(chē)輛內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而CAN總線是能夠?qū)崿F(xiàn)整車(chē)各電子控制裝置之間的通訊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的智能電控設(shè)備，也是所有車(chē)輛類(lèi)型中汽車(chē)控制網(wǎng)絡(luò)的靈活性強(qiáng)且性?xún)r(jià)比較高的解決方案。所以無(wú)論是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，還是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，都告訴我們要保證CAN總線網(wǎng)絡(luò)良好運(yùn)行，其支線長(zhǎng)度不能過(guò)長(zhǎng)，為了CAN保證CAN網(wǎng)絡(luò)的健康，請(qǐng)大家一定要規(guī)范使用。

審核編輯：劉清