肖彬

(航空工业北京长城计量测试技术研究所,北京 100095）

0 引言

CAN数据总线是国际上应用最广泛的现场总线之一,得益于其高可靠性、高容错性以及强实时性等优势,在要求严苛的航空、航天、汽车与工业现场等领域已得到大量应用[1-3]。该总线具备空闲侦听、冲突检测与逐位仲裁等核心功能,可以实现多主节点组网,并大幅度提升传输效率及容错性,同时也使高优先级消息无延时占用总线传输[4-7]。

目前,CAN总线的上述核心功能均以“载波侦听”技术为基础,该技术的可靠性会直接影响各节点对总线信号的判断与处理,从而关系到整个网络系统的可靠性。载波侦听采样点(以下简称“采样点”)的位置由不同供应商根据不同的应用场景进行设定[8],在高可靠性要求的应用领域中,采样点的位置设置不当可能导致节点对总线信号误判,造成通讯实时性降低或节点失效,甚至使整个网络系统瘫痪[9-10]。各领域规范中,对采样点位提出了要求或建议,并指出网络中各节点的采样点位容差越小,网络的最大可能长度越长,网络传输越稳定。

汽车及飞机机载系统中电磁环境非常恶劣,网络系统会受到高强辐射场(HIRF)、单粒子效应以及逆变器、电动机、充电机等大功率设备的电磁辐射[9-10],网络信号质量会受到不同程度的影响。

如图1所示,由逆变器干扰测试数据可以看出,失真或畸变的差分信号在电平跳变时刻的信号干扰最为严重,随着电平的状态保持而趋于稳定。……