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GB/T 41588.1-2022

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GB/T 41588.1-2022 英文版 785 GB/T 41588.1-2022 3分钟内自动发货[PDF],有增值税发票。 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 GB/T 41588.1-2022 有效

   
基本信息
标准编号 GB/T 41588.1-2022 (GB/T41588.1-2022)
中文名称 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
英文名称 Road vehicles - Controller area network(CAN) - Part 1: Data link layer and physical signalling
行业 国家标准 (推荐)
中标分类 T35
国际标准分类 43.020
字数估计 63,628
发布日期 2022-07-11
实施日期 2023-02-01
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、中国第一汽车集团有限公司、长城汽车股份有限公司、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
归口单位 全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC 114)
提出机构 中华人民共和国工业和信息化部
发布机构 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会

GB/T 41588.1-2022: 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
GB/T 41588.1-2022 英文名称: Road vehicles - Controller area network(CAN) - Part 1: Data link layer and physical signalling
1 范围
本文件规定了一些用于建立CAN数据链路层模块间的数字信息交互的特性。控制器局域网是一
种串行通信协议,支持分布式实时控制和多路复用,用于道路车辆和其他控制应用。
本文件规定了传统CAN和可变数据速率CAN帧格式。传统CAN帧格式比特率可达1Mbit/s,
每帧有效负载可达8字节,可变数据速率帧格式比特率高于1Mbit/s,每帧有效负载超过8字节。
本文件根据ISO/IEC 7498-1开放系统互连(OSI)的ISO 参考模型,从分层的角度描述了CAN的
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。
ISO/IEC 7498-1 信息处理系统 开放系统互连 第1部分:基本参考模式
注:GB/T 9387.1-1998 信息技术 开放系统互连 基本参考模型 第1部分:基本模型
ISO/IEC 8802-2 信息技术 系统间远程通信和信息交换 局域网和城域网 特定要求 第2部
分:逻辑链路控制
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
仲裁段
使用标称位时间的段。
3.2
位填充
当使用NRZ位表示时,为定期重新同步提供总线状态改变的一种帧编码方法。
注:每当发送逻辑在数据中发现一定数量(填充宽度)连续相同的位值,它会在输出位流中自动填充一个值相反的位,即填充位。接收方将数据帧和远程帧中的填充位去掉,即执行相反的进程。
3.3
总线
所有节点都是被动连接并允许双向传输的通信网络的拓扑。
3.4
总线比较器
将来自通信媒介的物理信号转换成逻辑信息或者数据信号的电路。
3.5
总线驱动
将信息或者数据信号转换成可以在通信媒介上传输的物理信号的电路。
3.6
总线状态
两种互补的逻辑状态中的一种:显性或隐性。
注:显性位相当于逻辑0,隐性位相当于逻辑1。如果同时传输显性和隐性位,最终总线状态为显性。当没有传输时,总线为空闲。处于空闲时间时,总线为隐性状态。
3.7
传统标准帧格式
使用11位ID,传输时只用1种位速率,一帧最多包含8个数据字节的数据帧或者远程帧格式。
4 符号和缩略语
下列符号和缩略语适用于本文件。
ACK:应答
AUI:连接单元接口
BCH:BCH码
BRS:位速率转换
CAN:控制器局域网络
CBFF:传统标准帧格式
CEFF:传统扩展帧格式
CRC:循环冗余校验
CSMA:载波侦听多路访问
DF:数据帧
5 CAN基本概念
5.1 CAN特性
CAN有如下特性:
---基于优先级的多主总线访问;
---基于内容的非破坏性仲裁;
---所有帧都是广播;
---帧多播传输,由接收方过滤;
---远程数据请求;
---配置灵活;
---网络范围的数据一致性;
---错误检测和错误标识;
---失去仲裁的、或者未被应答的、或传输过程中被错误干扰的帧自动重发;
---区分临时错误和永久故障节点,且自动关闭失效节点。
5.2 帧
发送到总线上的信息,有固定格式的帧,数据长度可能不同,但是最大长度有限制。当总线空闲时,
任何已连接的节点都允许启动DF或者RF的发送。当总线上没有帧发送时,总线为空闲。此外,任何
已连接的节点都可能通过特定帧指示错误或者过载情形(EF和OF)。
5.3 总线访问方法
如果两个或以上的节点同时开始发送DF或者RF,总线访问冲突通过对其ID标识符进行基于内
容的仲裁来解决。该仲裁机制保证了不会丢失信息或者造成时间的丢失。DF或者RF为高优先级的
发送方获得总线访问权。DF和RF拥有同样ID时,DF赢得总线仲裁。
6 CAN的层级架构
6.1 参考OSI模型
根据OSI参考模型(见ISO/IEC 7498-1),本文件的CAN架构分为两层(见图2):
6.2 协议定义
两个同级协议实体,通过交换帧或者PDU来相互通信。
7 LLC子层描述
7.1 概述
根据ISO/IEC 8802-2,LLC子层描述了DLL的上层部分,它与独立于媒介访问方法类型的协议事
件相关联。
7.2 LLC子层的服务
7.2.1 无连接模式传输服务的类型
7.2.2 服务原语定义
7.2.2.1 概述
此条描述了LLC服务的服务原语和其相关参数,LLC服务原语的完整列表见表3。
8 LLC和 MAC间的接口
8.1 服务
MAC子层为本地LLC子层提供以下服务:
---对LLC帧的 MAC应答;
---发送 MACOF。
发给LLC子层、或者来自LLC子层的接口服务数据应按7.3定义。
8.2 时间和时间触发
8.2.1 描述
CAN可以设计成支持网络范围的时钟同步,基于此,可以额外支持时间触发通信。时钟同步选项
描述了网络中节点时钟校准的前提条件。为了让网络中的节点时钟同步,需要一个共同的参考点。应
采用SOF位、或者任意报文的EOF最后一位的采样点作为参考点。节点时钟同步便于在更高层协议
建立网络范围内的时基。如果实现的话,时间触发通信选项可以使得帧在定义的时间间隙发送。
用于建立全网时基的硬件应包含在LLC和 MAC中。
8.2.2 时基
任何支持时间和时间触发选项的节点应提供时基。时基是一个至少长16位的循环计数器,通过内
部或外部产生的滴答计时发生器来产生时钟刻度。
8.2.3 时间参考点
任何接收或者发送的报文都应调用所捕获的时基,时基取自各自报文的SOF或者EOF最后一位
的采样点。在成功接收报文后,抓取值应被提供给CPU,至少保持一个报文,且在接收到下一个报文前
仍可读。
8.2.4 事件产生
从上述的时基中,应至少能产生一个可编程的事件触发。该触发应能被CPU在0至(216-1)个时
间刻度范围内自由编程。
8.3 禁止自动重发
可以禁止自动重发(见5.11)。
8.4 报文的时间戳
可选的,支持CANFD的实现或者不支持CANFD的实现,可以为接收和发送的数据帧提供报文
时间戳。
时间戳长度为8位、16位或者32位。时基的时钟源应由节点内部产生,或者应由LLC用户提供。
时基计数器应递增,且超限后归0。
时基计数器对LLC用户在任意时间可读。时基的值应在每一个数据帧的参考点获取。对于传统
帧,参考点是各自帧SOF的采样点,或者是帧被认为是有效时的时间点(根据9.7)。对于FD帧,当
FDF为隐性,且随后的res位为显性,则参考点是SOF的采样点,或者res位的采样点,或者是帧被认
为是有效时的时间点(根据9.7)。
在EOF后,获取的时间戳的值应对LLC用户可读。
9 MAC子层
9.1 概述
MAC子层描述了 OSIDLL的低层部分。它为LLC子层和PL层提供服务接口,有以下功能
组成:
---发送/接收数据的封装/解封;
---错误检测和标识;
---发送/接收媒介访问管理。
9.2 MAC子层......
   
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