详解低速容错CAN（附与高速CAN对比表）

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前言

在ISO 11898-3 Low-speed, fault-tolerant, medium-dependent interface部分描述了低速CAN的容错行为及其物理层内容。既然称为低速容错CAN，主要需要搞清楚的两个核心概念：低速、容错。

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一、低速容错CAN-低速

相较于高速CAN最大波特率1 Mbit / sec，低速容错CAN的传输速度在40 Kbit / s至125 Kbits / sec，这是它低速的体现。

二、低速容错CAN-容错

ISO11898-3标准允许CAN总线在其连线失败时通信得以继续进行，即具备一定的通信容错能力。这种容错机制是怎么保证的呢？

2.1 信号电平

如下图，在11898-3中给出了低速容错CAN的显隐性电平的定义：

• 显性 (Dominant): CAN_H为3.6V, CAN_L为1.4V
• 隐性 (Recessive): CAN_H为0.3V, CAN_L为4.7V

不难看出，在显隐性位跳变的过程中，单一线束上的压差都在3V以上（CAN_H压差：3.6-0.3=3.3V；CAN_L压差：4.7-1.4=3.3V），相较于高速CAN的单一线束1V压差，低速容错CAN的抗干扰能力更强。

2.2 终端电阻

协议中指出，低速容错CAN整个总线网络的终端电阻应处于约100Ω的范围内(但不得低于100Ω)。连接到单个收发器节点的单个电阻阻值不应低于500Ω，同时建议每个节点都配备自身的终端电阻（非绝对要求）。如下图，在低速容错CAN网段节点上的终端电阻不直接串联在CAN线上，而是在旁路上。这种接入方式使得万一出现CAN_H或CAN_L单线故障，节点仍然存在终端电阻去匹配阻抗进行单线通信。

2.3 容错机制

协议规定了以下3种状态规范：

• 状态0：正常运行状态，未检测到故障，为默认状态。
• 状态E1：CAN_L故障
• 状态E2：CAN_H故障

如下图，节点的收发器根据检测到的总线故障变化进行状态切换。这种容错机制允许低速容错CAN在CAN_H或者CAN_L出现故障的情况下，采用单线进行通信。这得益于前面提到的两点：单线上的信号电平压差大和旁路接入终端电阻，加上低速本身就具有抗干扰能力，这就是低速容错CAN实现容错的原因。

三、低速容错CAN与高速CAN的对比