CANFD總線的應(yīng)用越來越廣泛，工程師在面對不同的工況，會有各種各樣的網(wǎng)絡(luò)拓撲方式。而分支過長導致的數(shù)據(jù)傳輸錯誤問題最讓工程師頭疼，本文將介紹主流的幾種總線拓撲方式，以及分支長度相關(guān)問題的解決方案。

4種常見拓撲類型

1、直線型拓撲

圖1   直線型拓撲

直線型拓撲也叫總線型拓撲，如圖1所示，所有的節(jié)點都接到同一總線上，總線上任意節(jié)點發(fā)送信息，其他節(jié)點都能正常接收。

2、星型拓撲

圖2   星型拓撲

如圖2所示，我們可以看到星型拓撲的特點就是每個分支都基本等長，在完全等長情況下，可不使用集線器設(shè)備，調(diào)整終端電阻即可實現(xiàn)組網(wǎng)（R=n×60歐姆；R:每個分支的終端電阻；n:分支數(shù)量）。如果各分支線路長度不同，就需要使用集線器對通訊進行控制，保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。

3、樹狀拓撲

圖3   樹狀拓撲

樹狀拓撲的特點是分支較長并且長度不同，如圖3所示，可以看到由于各支線長度不同阻抗匹配困難，常使用集線器和中繼器進行分支。這些設(shè)備每路都具備獨立的CAN控制器，所以可以將每段形成獨立的直線拓撲，方便施工。

4、環(huán)形拓撲

圖4 環(huán)形拓撲

環(huán)形拓撲是將CAN總線首尾相接，形成環(huán)狀，保證線纜任意位置斷開，依然可以保證通訊。如圖4所示，可以看到由于是環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所以在終端電阻匹配方面采用分布式匹配方法，保證總體阻抗為60歐姆。

5、拓撲方式總結(jié)

圖5   拓撲方式總結(jié)

如圖5所示是對于這四種主流的拓撲方式的總結(jié)，在選擇網(wǎng)絡(luò)布局時，可以根據(jù)不同拓撲方式的優(yōu)缺點來進行取舍，快速完成選擇。

分支過長帶來的問題

CAN總線的布線受現(xiàn)場環(huán)境、產(chǎn)品形狀等因素的影響，可能導致現(xiàn)場布線中出現(xiàn)總線的分支過長/過多等現(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，若將C支線延長100m，則F全部關(guān)閉，系統(tǒng)會報錯，去掉100m延長線，F(xiàn)任意狀態(tài)系統(tǒng)都不會報錯。

當總線支線過長，上升沿和下降沿產(chǎn)生臺階現(xiàn)象，當臺階正好處于0.5V邏輯識別閾值附近時，容易導致位寬度失調(diào)，從而使接收節(jié)點接收錯誤。

圖6  臺階現(xiàn)象

如何確定分支長度

IOS 11898-2中分支長度的規(guī)定是在1M波特率的條件下，有些場合或許無法做到很短的分支，根據(jù)不同波特率，分支長度規(guī)范可以有適當?shù)恼{(diào)整。不同波特率下分支長度可以達到多少？需要分析節(jié)點的信號質(zhì)量進行評判，測量節(jié)點在不同分支長度下的信號質(zhì)量，即可找到合適的分支長度范圍。

圖7   信號質(zhì)量參數(shù)