CAN總線指定幀喚醒的硬件實現(xiàn)方式

CAN的指定幀喚醒是一種網(wǎng)絡(luò)管理的場景，對于我這個偏硬件的工程師來說，網(wǎng)絡(luò)管理也就是通過CAN來喚醒不同的ECU，而指定幀喚醒就是特定的某些CAN ID的報文能夠喚醒ECU。

講到CAN總線就必須要涉及到跟CAN總線相關(guān)的稍微“高級”一點的用法，那就是指定幀、任意幀喚醒的一點知識。最近也是接觸到了一些可能需要同一個網(wǎng)絡(luò)上某些節(jié)點喚醒而另外一些節(jié)點不用喚醒的案例，但在分配網(wǎng)絡(luò)管理幀的時候依然遇到一些問題，針對這種最經(jīng)典的應(yīng)用案例，在沒有廣泛了解CAN ID如何分配的前提下，我覺得可能有解決方案，正所謂不知者無畏。

一、指定幀喚醒的硬件基礎(chǔ)

從目前應(yīng)用最為廣泛的帶指定幀喚醒的CAN收發(fā)器TJA1145的管腳定義如下，其中跟喚醒相關(guān)性最強的就是INH腳，規(guī)格書上這個注釋直譯是“禁止輸出以切換外部穩(wěn)壓器”，其實不用整這么麻煩，它的用途就是當CAN總線上有喚醒幀的時候，INH會置位變成高電平可以用來使能外部的電源芯片。

從TJA1145的芯片內(nèi)部示意圖里面可以看到大概的用途，當報文過濾器的的報文與喚醒幀寄存器相匹配的時候，COMPARE LOGIC就會認為檢測到喚醒幀，然后就會閉合INH內(nèi)部的開關(guān)，讓INH腳輸出12V。

所以從上面看來，CAN喚醒需要硬件配合來實現(xiàn)才行，下圖就是比較典型的一種網(wǎng)絡(luò)管理喚醒的硬件拓撲，首先帶喚醒的CAN收發(fā)器必須要12V常電供電，另外INH腳需要連接到電源芯片的使能腳，這時當CAN總線上有網(wǎng)絡(luò)管理幀的時候，INH變成高電平去喚醒電源芯片，就完成了一次完整的網(wǎng)絡(luò)管理喚醒。

下圖這個是TJA1145芯片手冊中推薦的應(yīng)用電路，基本上跟我畫的拓撲差不多，如果有興趣的話可以直接去網(wǎng)上下載TJA1145的芯片手冊去了解一下。

二、指定幀喚醒的配置方式

在芯片內(nèi)部框圖可以看到有一個Wakeupframe configuration memory，這個寄存器就是用來配置喚醒報文的。之前我也講到過CAN報文的格式，其中CAN ID是11位，也就是從0x000~0x7FF這個范圍。一般來說定義網(wǎng)絡(luò)管理幀是各個主機廠自己定義的，常用的包括0x4xx，0x5xx，0x6xx，0x7xx都是有人用的。

對于配置指定幀的寄存器，分為兩個部分，一個是11位的CAN ID區(qū)域，一個是11位的ID mask區(qū)域。用通俗一點的語言就是CAN ID區(qū)域就是用來標注制定幀的具體喚醒ID，而mask區(qū)域與之相對應(yīng)的位里面，如果是0，就表示對應(yīng)的ID那一位是需要必須滿足的，如果是1，就表示對應(yīng)的ID那一位可以不用關(guān)注。因此在規(guī)格書上的這個例子就是表示喚醒幀是00110100xxx，后三位xxx可以是0也可以是1，所以網(wǎng)絡(luò)管理喚醒幀的范圍就是從0x1A0到0x1A7。

還是上面這個例子，如果ID mask中放開的位數(shù)只有1個，那就表示只有2個ID的報文才能喚醒CAN收發(fā)器。假設(shè)ID mask是0000000 0100，那對應(yīng)的制定CAN ID就是0x1A4，0x1A0。我們?nèi)绻堰@2個ID分配成一個收，一個發(fā)并且給到同一個ECU，這樣的話，我們就能夠?qū)崿F(xiàn)精準的網(wǎng)絡(luò)管理喚醒，對于同一個網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點，雖然都支持指定幀喚醒，但是我依然可以用不同的網(wǎng)絡(luò)管理幀來實現(xiàn)不同的喚醒需求。

總結(jié)

當然這個只是從理論上來說一下網(wǎng)絡(luò)管理喚醒的理想狀態(tài)，在實際應(yīng)用過程中，同一個CAN總線上不同的節(jié)點之間一般都是存在相互通訊的需求，只喚醒某些節(jié)點必然會導(dǎo)致其他節(jié)點校驗出來報文丟失的故障，因此實際應(yīng)用中，配置網(wǎng)絡(luò)管理通常是直接配置一個網(wǎng)段，例如上面我說到的0x4xx，0x6xx這種。

審核編輯：湯梓紅