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商用车控制系统局域网络（）通信协议
第部分:物理层，千比特秒，屏蔽双绞线
Physical Layer, 250K bits/sec, TwistedShielded Pair
（SAE1939-11：1999MOD）
(征求意见稿)
20xx-xx-xx发布
国家标准化管理委员会
20xx-xx-xx 实施
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前
言
GB/T××××《商用车控制系统局域网络（CAN总线）通信协议》包
括 10个部分：
—第 1部分：物理层—屏蔽双绞线(250K比特/秒)
—第 2部分：物理层—非车载诊断连接器
—第 3部分：物理层—非屏蔽双绞线(250K比特/秒)
—第 4部分：数据链路层
—第 5部分：应用层—车辆
—第 6部分：应用层—诊断
—第 7部分：网络管理
—第 8部分：参数组分配
—第 9部分：地址和标识分配
—第 10部分：可疑参数编号（SPN）
—第 11部分：网络层
本部分为 GB/T××××的第1部分，对应于 SAE1939-11：1999《物理
层，250k比特/秒，屏蔽双绞线》，本部分与 SAE1939-11的一致性程度为修改采
用（技术内容完全等同），主要差异如下：
—按 1.1规定增加了”前言”、“范围”。
—将原文引用的 SAE有关标准改为引用我国的相关国标。
—进行了编辑性修改。
本部分的附录 A、B、C、D均为资料性附录。
本部分由全国汽车标准化技术委员会提出。
本部分由全国汽车标准化技术委员会归口。
本部分由
负责起草。
本部分主要起草人：
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××××
商用车控制系统局域网络（总线）通信协议
第部分：物理层—屏蔽双绞线千比特秒
范围
本部分规定了 CAN总线的物理层—屏蔽双绞线(250千比特/秒)的电气性能参数等。
本部分适用于 M2、M3及N类车辆，其他车辆可参考。
规范性引用文件
下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其
随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而鼓励根据本部分
达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版
本适用于本部分。
ISO6722
Road vehicles-- 60 V and 600 V single-core cables -- Dimensions, test methods andrequirements
物理层一般要求
3．1物理层
物理层实现网络中电控单元（ECU）的电连接。ECU的数目限制于总线线路的负载承
受能力。根据本部分的电气参数定义，在特定网段上 ECU的最大数目定为 30。
3．2物理介质
物理介质为屏蔽双绞线。双绞线特性阻抗为 120Ω，电流对称驱动。两条线分别命名为
CAN_H和CAN_L。相应 ECU的管脚引线也分别用 CAN_H和CAN_L来表示。第三条连
接屏蔽终端的线用 CAN_SHLD表示。
3．3差动电压
CAN_H和CAN_L相对于每个单独 ECU地的电压有 VCAN_H和 VCAN_L。VCAN_H和VCAN_L
间的差动电压由下式计算：
Vdiff = VCAN_H —VCAN_L
（1）
3．4总线电平
总线总是处于两种逻辑状态，即隐性和显性的其中之一（见图 1）。在隐性状态 VCAN_H
和 VCAN_L固定在一个中值电压电平。在带终端电阻的总线上，Vdiff接近于零。
显性状态由大于最小门限的差动电压表示。显性状态覆盖隐性状态并在显性位中传输。
3．5仲裁期间的总线电平
在特定的位时间里，总线线路上两个不同的 ECU的显性位和隐性位的冲突仲裁结果是
显性位。（见图 1）
图
物理位示意图
3．6共模的总线电压范围
共模的总线电压范围定义为 CAN_H和CAN_L的边界电压值。在连接在总线上的所有
ECU正常运行的前提下，CAN_H和CAN_L的电压值由各个 ECU对地测得。
3
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3．7总线终端
在线路的两个末端上，必须接有负载电阻 R终结 L。RL不得放置在 ECU中，以避免其
中一个 ECU断线，总线将失去终端（见图 2）。
3．8内部电阻
ECU的内部电阻 Rin为隐性位状态，ECU和总线线路断开下的 CAN_H（或 CAN_L）
和 ECU地之间的电阻值。（见图 3）。
3．9差动内部电阻
ECU的差动内部电阻 Rdiff为隐性位状态，ECU和总线线路断开下的 CAN_H和CAN_L
间的电阻值。（见图 4）。
3．10内部电容
ECU的内部电容 Cin为隐性位状态，ECU和总线线路断开下的 CAN_H（或 CAN_L）
和 ECU逻辑地之间的电容值。（见图 3）。
3．11差动内部电容
ECU的差动内部电容 Cdiff为隐性位状态，ECU和总线线路断开下的 CAN_H和CAN_L
间的电容值。（见图 4）。
3．12位时间
位时间 tB为一比特的持续时间（见图 5）。在位时间内执行的总线管理功能（如 ECU
同步，网络传输延迟补偿和采样点定位）由 CAN协议的可编程位计时逻辑集成电路定义。
本标准对应于 250kbit/s位时间是4μs。
CAN协议集成电路供应商通常使用位段名称，它也可能是 2个位的段对应一个名称。
4
图
物理层功能
5
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图 3
处于隐性状态的 ECU内部电容和电阻的图解
注
图
处于隐性状态的差动内部电容和电阻的图解
a.
b.
c.
d.
同步段（SYNC SEG）— 位时间中的这部分是用来同步总线上的不同 ECU。
边沿包含在此位段中。
传播段（PROP SEG）— 位时间中的这部分是用来补偿网络中由于总线传播时
间和 ECU内部延迟时间造成的物理延迟时间。。
相位缓冲段 1（PHASESEG1）和相位缓冲段 2（PHASESEG2）—这些相位缓
冲段用来补偿边沿的相位误差。它能够由重新同步来加长或缩短。
采样点 — 是指读取并解释总线上各位值的一个时间点。它位于相位缓冲段 1
的尾部。
图
位划分
3．13内部延迟时间
ECU的内部延迟时间 tECU定义为相对于协议集成电路的位计时逻辑单元，在传输和接
受中全部异步延迟的总和。详见图 6。
3．13．1同步
6
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包括硬同步和重同步，它们应符合：
a)在一个位时间内只允许一个同步。
b)只有前采样点（原先总线读数）测得的值与紧跟边沿后总线的读数值不同时，才把
边沿用于同步。
c)只要是“隐性”到“显性”的边沿，在上述的边沿中使用硬同步。
d)遵循规则 a和 b的所有其他“隐性”到“显性”的边缘可使用重同步。但有例外，
如果在同步中只有“隐性”到“显性”的边沿可以使用，在“隐性”到“显性”边沿
中带有正相错误导致发送器将不可能进行重同步。
3．13．2同步跳转宽度（SJW）
同步的结果可能是相位缓冲段 1变长而相位缓冲段 2缩短。相位缓冲段增长或缩短的数
量有一个上限，这个上限由同步跳转宽度给定的。同步跳转宽度不大于相位缓冲段 1。
注
1:输入输出 ECU延迟的总和包括 ECU相对于位定时逻辑而言，总线断开下测得，ECU关键参数见
3.12
t_ECU = t_Output + t_Input
[_Output、Input：]
2:正确的仲裁要满足以下条件：
tAECU + tBECU + 2*tBusline<=tPROP_SEG +( tPHASE_SEG1-tSJW)
同步段并不重要，因该段可能在模式间转换的相移位中丢失。tSJW是相位缓冲段 1的一部分，用来补
偿相错误。它是从可用时间上减去的，因为峰值可能导致 tSJW的相移位而失去同步。
这意味着关于 ECU A同步的先导传输位时序逻辑应当知道在采样点处总线上位 n的电平。t_ECU的范
围主要取决于位速率，总线长度和可能的位时间长度，如仲裁条件所示。
3:集成电路可接受的晶振公差和潜在的失步取决于相位缓冲段 1和 2。
图—仲裁期间和的位定时逻辑关系
3．14CAN的位定时要求
应保证不同供应商的元件能够组成稳定的网络。若没有任何位计时限制，不同装置则不
能正确接受和解释有效信息。在特定网络条件下，特定装置可能可以对网络进行非法访问。
另外，这使网络管理（系统诊断）变得异常困难。CAN芯片供应商也推荐特定网络上的所
有装置应能用相同的位时间值编程。
所有 CAN的集成电路将位时间分割为更小的时间量 tq。对于大多数，CAN集成电
路，1tq=250ns（16MHz时钟）（决定于振荡器频率和波特率预标定）。
因此，为了保证网络运行稳定，位时间特定值需要用寄存器确定，以，以使所有节点能
够达到传播延迟和时钟误差的最佳折衷点（不同 CAN器件制造商对位段定义会存在差异。）
建议被选中的 tq允许采样点（见图 5）放在某个位时间靠近但不超过 7/8处的位置（0.875
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×4μs=3.5μs）。这使传播延迟和时钟误差达到最优。
在标准时钟频率下运转的典型控制器集成电路建议采用下列值。对于其他频率，可选择
不同的值，以保证采样点尽可能靠近但不超过最佳时间。
16MHz
采样点=0.875tb
tq=250ns（16tq/bit）
tsync=250ns（1tq）
TSEG1=3.25μs（13tq）
TSEG2=500ns（2tq）
20MHz
采样点=0.85tb
tq=200ns（20tq/bit）
tsync=200ns（1tq）
TSEG1=3.2μs（16tq）
TSEG2=300ns（3tq）
SJW=1tq（SJW是TSEG1和TSEG2的一部分）
总位时间= TSEG1+ TSEG2+Tsync=13+2+1=16tq=4μs
（以 16MHZ时钟为例）