SAE J1939-11-2016
Физический уровень, 250 Кбит/с, витая экранированная пара
- Стандартный №
- SAE J1939-11-2016
- Дата публикации
- 2016
- Разместил
- Society of Automotive Engineers (SAE)
- Последняя версия
- SAE J1939-11-2016
- сфера применения
-
Обзор и техническое развитие стандарта SAE J1939-11
SAE J1939-11 DEC2016 — это базовый стандарт физического уровня для сетевых коммуникаций большегрузных автомобилей, служащий спецификацией реализации протокола CAN ISO 11898 в суровых условиях. Впервые опубликованный в 1994 году, стандарт был пересмотрен в сентябре 2012 года, и его текущая версия вышла в декабре 2016 года. Эта редакция, в первую очередь, допускает дополнительные цветовые сочетания для идентификации сети SAE J1939, уточняет маркировку контактов разъёмов и обновляет терминологию для обеспечения соответствия стандарту ISO 11898-1:2015.
Архитектура физического уровня и технические характеристики
Стандарт определяет физическую среду передачи данных на основе экранированной витой пары с волновым сопротивлением 120 Ом и симметричной схемой управления. Сеть использует линейную топологию шины с обязательными согласующими резисторами на обоих концах, поддерживая до 30 узлов ЭБУ. Конструкция физического уровня оптимизирована для обеспечения устойчивости к электромагнитным помехам и физической устойчивости в тяжелых условиях эксплуатации.
Характеристики электрических параметров
Тип параметра Рецессивное состояние Доминантное состояние Условия тестирования Дифференциальное напряжение (Vdiff) -0,4 В ... +12 мВ 1,2 В ... 3,0 В Все ЭБУ, подключенные к шине Напряжение CAN_H 0,1 В ... 4,5 В -2,0 В ... 7,0 В Отношение к заземлению каждого ЭБУ Напряжение CAN_L 0,1–4,5 В 1,2–5,0 В Относительно заземления каждого ЭБУ Внутреннее сопротивление (Rвх) 5–15 кОм Н/Д ЭБУ отключен
Топология сети и характеристики разъёмов
Стандарт определяет два типа ЭБУ: Тип I (без согласующих резисторов) и Тип II (с согласующими резисторами). Топология сети должна быть максимально приближена к линейной структуре с максимальной длиной магистрали 40 метров и длиной ветвей узлов не более 1 метра. >
Пиковый ток 0 100 500 мА Сопротивление контактов Н/Д Н/Д 10 мОм
Механизм синхронизации и битовой синхронизации
Стандарт определяет номинальное время передачи бита 4 микросекунды (250 Кбит/с) с использованием программируемой логики синхронизации битов протокола CAN IC. Механизмы синхронизации включают жесткую синхронизацию и повторную синхронизацию для обеспечения стабильной синхронизации связи даже в жестких условиях.
Рекомендуемые параметры битовой синхронизации
Для различных частот генератора стандарт предоставляет оптимизированные конфигурации битовой синхронизации, обеспечивающие 87,5% позиций точек выборки и достижение наилучшего баланса между задержкой распространения и допуском тактовой частоты:
- 16 МГц тактовая частота: 16 квантов времени/бит, TSEG1=13, TSEG2=2
- 20 МГц тактовая частота: 20 квантов времени/бит, TSEG1=16, TSEG2=3
- Ширина скачка синхронизации (SJW) фиксирована и составляет 1 квант времени
Электромагнитная совместимость и защита от сбоев
Стандарт требует, чтобы контакты CAN_H и CAN_L прошли испытание на электростатический разряд 15 кВ, указанное в SAE J1113-13. В экранирующем слое используется стратегия одноточечного заземления, при которой каждый узел подключается к оптимальной точке заземления через резистор сопротивлением 1 Ом и конденсатор емкостью 0,68 мкФ.
Анализ режима неисправности шины
В стандарте подробно анализируются 10 распространенных режимов неисправности шины и их влияние на связь:
- Прерывание CAN_H: узлы на обеих сторонах прерывания не могут взаимодействовать, а отношение сигнал/шум связи на одной стороне снижается
- Короткое замыкание CAN_L на землю: связь по-прежнему возможна, но качество сигнала ухудшается, а излучение увеличивается
- Потеря сопротивления оконечной нагрузки: связь возможна, но отношение сигнал/шум значительно снижается
- Нарушение параметров топологии: связь возможна, но надежность снижается
Рекомендации по внедрению и передовой опыт
На основе требований стандарта предлагаются следующие рекомендации по внедрению:
Монтаж и обслуживание кабеля
В приложении к стандарту подробно описаны оконцовка, сращивание и ремонт кабеля Процедуры:
- Снимите 40–100 мм внешней оболочки кабеля, а длина не скрученного участка не должна превышать 50 мм
- Используйте припойные муфты с клеевым заполнением и термоусадочную трубку для обеспечения герметизации от окружающей среды
- Для поддержания характеристик ЭМС необходимо экранирование
Соображения относительно проектирования системы
- Для обеспечения точности тактовой частоты во всех узлах следует использовать кварцевые генераторы
- Для оптимизации характеристик ЭМС рекомендуется управление наклоном
- ЭБУ типа II должны быть четко идентифицированы, чтобы избежать неправильной конфигурации
- Топология сети должна избегать равноудаленного расположения узлов для снижения влияния стоячих волн
Технологическое развитие и перспективы
Основные обновления версии стандарта 2016 года отражают последние разработки в области технологии CAN:
- Явно запрещает использование формата кадра CAN FD, допуская только классический формат кадра.
- Обновленная терминология для соответствия ISO 11898-1:2015.
- Добавлены параметры конфигурации раздельного терминала для улучшения характеристик электромагнитного излучения.
- Расширенная схема цветовой идентификации для поддержки многосетевой дифференциации.
Этот стандарт продолжит служить краеугольным камнем сетевых коммуникаций для большегрузных транспортных средств, обеспечивая надежную защиту физического уровня для новых технологий, таких как автономное вождение и сетевое взаимодействие транспортных средств.
SAE J1939-11-2016 Ссылочный документ
- ISO 11898-1:2015 Дорожные транспортные средства. Сеть контроллеров (CAN). Часть 1. Уровень канала передачи данных и физическая сигнализация.
- ISO 11898-2:2016 Дорожные транспортные средства. Сеть контроллеров (CAN). Часть 2. Высокоскоростной блок доступа к среде.*， 2016-12-01 Обновление
- ISO 6722-1 Транспорт дорожный. Кабели одножильные на напряжение 60 В и 600 В. Часть 1. Размеры, методы испытаний и требования к кабелям с медными жилами; Техническое исправление 1
- SAE AS85485 ПОПРАВКА К АВИАЦИОННОМУ СТАНДАРТУ Кабель, электрический, линия фильтра, поглощающий радиочастоты
- SAE J1128 Кабель первичный низкого напряжения*， 2025-08-22 Обновление
SAE J1939-11-2016 История
- 2016 SAE J1939-11-2016 Физический уровень, 250 Кбит/с, витая экранированная пара
- 2012 SAE J1939-11-2012 Физический уровень @ 250 Кбит/с @ Витая экранированная пара
- 2006 SAE J1939-11-2006 Физический уровень, 250 Кбит/с, витая экранированная пара
- 1999 SAE J1939-11-1999 Физический уровень @ 250 тыс. бит/с @ витая экранированная пара
