基于LVDS技术的改进型CA总线

文章描述:-2022年3月29日发(作者:那彦成)维普资讯 http: lie 基于LVDS技术的改进翟CAN息线 ■华南理工大学 陈安 龚戈峰 CAN(Controller Area Network)即控制局域网,具有 高性能、高可靠性等特点,越来越受到人们的重视,应用也 日益广泛。虽然CAN总线通信速率最高可达1 Mbps,但 是其通信最大距离受位速率的影响,若要达到最高的1 Mbps,则最大通信距离只

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基于LVDS技术的改进型CA总线2022年3月29日发(作者:那彦成)


维普资讯 http:
lie 
基于LVDS技术的改进翟CAN息线 
■华南理工大学 陈安 龚戈峰 
CAN(Controller Area Network)即控制局域网,具有 
高性能、高可靠性等特点,越来越受到人们的重视,应用也 
日益广泛。虽然CAN总线通信速率最高可达1 Mbps,但 
是其通信最大距离受位速率的影响,若要达到最高的1 
Mbps,则最大通信距离只能为40 iTI。 
新出现的LVDS(Low Voltage Defferential Signaling, 
2 LVDS应用分析与实现方式 
2.1 应用分析 
在CAN总线节点结构中,至关重要的部分是CAN 
总线控制器(如SJA1000)和CAN总线驱动器(如 
82C25O)。前者是连接数据链路层和物理层的接口;后者 
是CAN总线控制器与物理总线之间的接口,直接影响系 
低压差分信号)传输技术,具有高速(最高1.923 Gbps)、 
低噪、低功耗等特点,其技术标准只规定驱动器输出特性 
和接收器输入特性,为总线配置、缆线和终端提供准则,而 
协议、连接器和总线结构则依赖于应用,由参考标准确定。 
本文利用LVDS的以上特点来改进CAN总线的性能,并 
就如何在CAN总线上应用LVDS技术进行讨论,设计出 
具体应用方式,得出测试结果。 
统网络性能,决定了CAN总线数据传输的方式、位速率 
和距离。表1列举了位速率与最大距离的关系,这里的最 
大距离是CAN总线系统中同一条总线上两个节点之间 
的距离。在位速率一定的情况下,两节点之间的距离如果 
超过了表中所列的最大距离,节点就必须增加中继器(或 
“网关”)来扩大通信距离。 
表1 最大距离与位速率的关系 
1 LVDS接口原理以及电特性 
LVDS的基本工作原理如图1所示。其源端驱动器 
由一个恒流源(通常约为3.5 mA,最大不超过4 mA)驱 
墨 堕塞 竺l l I ! l l! l l l!! l 
CAN总线驱动器主要由1个驱动器和1个接收器构 
动一对差分信号线组成。接收端的接收器本身为高直流 
输入阻抗,所以几乎全部的驱动电流都流经100 Q的终端 
匹配电阻,并在接收器输入端产生约350 mV的电压。通 
过驱动器的开关,改变直流电阻的电流方向,从而产生“l” 
成。驱动器向总线发送差分信号CANH和CANL,接收 
器接收总线上的CANH和CANL信号,并转化为CAN 
控制器使用的信号,这样使得总线信号能以差分信号在各 
节点之间进行传输。这种“驱动器一接收器”结构与 
LVDS的基本结构非常相似,如果用LVDS驱动器和接收 
器来代替CAN总线驱动器里的驱动器和接收器,则同样 
和“0”的逻辑状态。在LVDS系统中,采用差分方式传送 
数据,有着比单端传输方式更强的共模噪声抑制能力。 
可以实现信号的差分传送。 
2.2 实现方式 
基于以上分析,利用 
LVDS技术重新设计 
CAN 
b器 × 
CAN总线的节点。以 
控 
制 
非智能节点为例,如图 
2所示,LVDS驱动器 
接收CAN控制器发出 
图1 LVDS的基本工作原理 
器 
=『_ —_  }
l接 ̄V收XJ巍 匹配电阻 × 
图2利用LVDS技术的 
的信号,将其转化为 
总线节点及连接方式 
, …一…一,.En ±F日、 ;…… I1… k。 。 t…
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维普资讯 http:
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基于LVDS技术的改进翟CAN息线 
■华南理工大学 陈安 龚戈峰 
CAN(Controller Area Network)即控制局域网,具有 
高性能、高可靠性等特点,越来越受到人们的重视,应用也 
日益广泛。虽然CAN总线通信速率最高可达1 Mbps,但 
是其通信最大距离受位速率的影响,若要达到最高的1 
Mbps,则最大通信距离只能为40 iTI。 
新出现的LVDS(Low Voltage Defferential Signaling, 
2 LVDS应用分析与实现方式 
2.1 应用分析 
在CAN总线节点结构中,至关重要的部分是CAN 
总线控制器(如SJA1000)和CAN总线驱动器(如 
82C25O)。前者是连接数据链路层和物理层的接口;后者 
是CAN总线控制器与物理总线之间的接口,直接影响系 
低压差分信号)传输技术,具有高速(最高1.923 Gbps)、 
低噪、低功耗等特点,其技术标准只规定驱动器输出特性 
和接收器输入特性,为总线配置、缆线和终端提供准则,而 
协议、连接器和总线结构则依赖于应用,由参考标准确定。 
本文利用LVDS的以上特点来改进CAN总线的性能,并 
就如何在CAN总线上应用LVDS技术进行讨论,设计出 
具体应用方式,得出测试结果。 
统网络性能,决定了CAN总线数据传输的方式、位速率 
和距离。表1列举了位速率与最大距离的关系,这里的最 
大距离是CAN总线系统中同一条总线上两个节点之间 
的距离。在位速率一定的情况下,两节点之间的距离如果 
超过了表中所列的最大距离,节点就必须增加中继器(或 
“网关”)来扩大通信距离。 
表1 最大距离与位速率的关系 
1 LVDS接口原理以及电特性 
LVDS的基本工作原理如图1所示。其源端驱动器 
由一个恒流源(通常约为3.5 mA,最大不超过4 mA)驱 
墨 堕塞 竺l l I ! l l! l l l!! l 
CAN总线驱动器主要由1个驱动器和1个接收器构 
动一对差分信号线组成。接收端的接收器本身为高直流 
输入阻抗,所以几乎全部的驱动电流都流经100 Q的终端 
匹配电阻,并在接收器输入端产生约350 mV的电压。通 
过驱动器的开关,改变直流电阻的电流方向,从而产生“l” 
成。驱动器向总线发送差分信号CANH和CANL,接收 
器接收总线上的CANH和CANL信号,并转化为CAN 
控制器使用的信号,这样使得总线信号能以差分信号在各 
节点之间进行传输。这种“驱动器一接收器”结构与 
LVDS的基本结构非常相似,如果用LVDS驱动器和接收 
器来代替CAN总线驱动器里的驱动器和接收器,则同样 
和“0”的逻辑状态。在LVDS系统中,采用差分方式传送 
数据,有着比单端传输方式更强的共模噪声抑制能力。 
可以实现信号的差分传送。 
2.2 实现方式 
基于以上分析,利用 
LVDS技术重新设计 
CAN 
b器 × 
CAN总线的节点。以 
控 
制 
非智能节点为例,如图 
2所示,LVDS驱动器 
接收CAN控制器发出 
图1 LVDS的基本工作原理 
器 
=『_ —_  }
l接 ̄V收XJ巍 匹配电阻 × 
图2利用LVDS技术的 
的信号,将其转化为 
总线节点及连接方式 
, …一…一,.En ±F日、 ;…… I1… k。 。 t…
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基于LVDS技术的改进型CA总线

发布时间:2022-03-29 21:29:25
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