ISO 11898-2:2003
(Main)Road vehicles — Controller area network (CAN) — Part 2: High-speed medium access unit
Road vehicles — Controller area network (CAN) — Part 2: High-speed medium access unit
ISO 11898-2:2003 specifies the high-speed (transmission rates of up to 1 Mbit/s) medium access unit (MAU), and some medium dependent interface (MDI) features (according to ISO 8802-3), which comprise the physical layer of the controller area network (CAN): a serial communication protocol that supports distributed real-time control and multiplexing for use within road vehicles.
Véhicules routiers — Gestionnaire de réseau de communication (CAN) — Partie 2: Unité d'accès au support à haute vitesse
L'ISO 11898-2:2003 spécifie l'unité d'accès au support (MAU) à haute vitesse (vitesses de transmission atteignant 1 Mbit/s) et certaines caractéristiques de l'interface dépendant du support (MDI) (conformément à l'ISO/CEI 8802-3) de la couche physique du gestionnaire de réseau de communication (CAN): un protocole de communication série qui prend en charge la commande répartie en temps réel et le multiplexage, pour les besoins des véhicules routiers.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11898-2
First edition
2003-12-01
Road vehicles — Controller area network
(CAN) —
Part 2:
High-speed medium access unit
Véhicules routiers — Gestionnaire de réseau de communication
(CAN) —
Partie 2: Unité d'accès au support à grande vitesse
Reference number
©
ISO 2003
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Abbreviated terms. 3
5 Functional description of MAU. 3
5.1 General. 3
5.2 Physical medium attachment sublayer specification . 3
5.3 MDI specification. 4
5.4 Physical medium specification. 4
6 Conformance tests. 5
6.1 General. 5
6.2 Recessive output of CAN nodes . 5
6.3 Dominant output of CAN node. 6
6.4 Dominant input threshold of CAN node . 7
6.5 Internal resistance of CAN_L and CAN_H.7
6.6 Input capacitances. 8
6.7 Measurement of the internal delay time . 10
7 Electrical specification of HS-MAU . 11
7.1 General. 11
7.2 Physical medium attachment sublayer specification . 11
7.3 CAN node. 14
7.4 MDI specification, connector parameters.18
7.5 Physical medium specification. 18
7.6 Bus failure management . 19
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 11898-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 3,
Electrical and electronic equipment.
This first edition of ISO 11898-2, together with ISO 11898-1, replaces ISO 11898:1993, which has been
technically revised. Whereas the replaced International Standard covered both the CAN DLL and the high-
speed PL, ISO 11898-2 specifies the high-speed MAU, while ISO 11898-1 specifies the DLL, including LLC
and MAC sublayers.
ISO 11898 consists of the following parts, under the general title Road vehicles — Controller area network
(CAN):
Part 1: Data link layer and physical signalling
Part 2: High-speed medium access unit
Part 3: Low-speed, fault tolerant, medium dependent interface
Part 4: Time-triggered communication
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11898-2:2003(E)
Road vehicles — Controller area network (CAN) —
Part 2:
High-speed medium access unit
1 Scope
This part of ISO 11898 specifies the high-speed (transmission rates of up to 1 Mbit/s) medium access unit
(MAU), and some medium dependent interface (MDI) features (according to ISO 8802-3), which comprise the
physical layer of the controller area network (CAN): a serial communication protocol that supports distributed
real-time control and multiplexing for use within road vehicles.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 7637-3:1995, Road vehicles — Electrical disturbance by conduction and coupling — Part 3: Vehicles with
nominal 12 V or 24 V supply voltage — Electrical transient transmission by capacitive and inductive coupling
via lines other than supply lines
ISO/IEC 8802-3, Information technology — Telecommunications and information exchange between
systems — Local and metropolitan area networks — Specific requirements — Part 3: Carrier sense multiple
access with collision detection (CSMA/CD) access method and physical layer specifications
ISO 16845, Road vehicles — Controller area network (CAN) — Conformance test plan
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
bus voltage
V and V denoting the voltages of the bus line wires CAN_L and CAN_H relative to ground of each
CAN_L CAN_H
individual CAN node
3.2
common mode bus voltage range
boundary voltage levels of V and V , for which proper operation is guaranteed if up to the maximum
CAN_L CAN_H
number of CAN nodes are connected to the bus
3.3
differential internal capacitance (of a CAN node)
C
diff
capacitance seen between CAN_L and CAN_H during the recessive state when the CAN node is
disconnected from the bus
3.4
differential internal resistance (of a CAN node)
R
diff
resistance seen between CAN_L and CAN_H during the recessive state when the CAN node is disconnected
from the bus
3.5
differential voltage (of CAN bus)
V
diff
differential voltage of the two-wire CAN bus:
V = V − V
diff CAN_H CAN_L
3.6
internal capacitance (of a CAN node)
C
in
capacitance seen between CAN_L (or CAN_H) and ground during the recessive state when the CAN node is
disconnected from the bus
3.7
internal delay time (of a CAN node)
t
node
sum of all asynchronous delay times occurring on the transmitting and receiving paths relative to the bit timing
logic unit of the protocol IC of each individual CAN node disconnected from the bus
3.8
internal resistance (of a CAN node)
R
in
resistance seen between CAN_L (or CAN_H) and ground during the recessive state when the CAN node is
disconnected from the bus
3.9
physical layer
electrical circuit realization (bus comparator and bus driver) that connects a CAN node to a bus, consisting of
analog circuitry and digital circuitry, interfacing between the analog signals on the CAN bus and the digital
signals inside the CAN node
NOTE The total number of CAN nodes connected on a bus is limited by electrical loads on the bus.
3.10
physical media (of the bus)
pair of parallel wires, shielded or unshielded, dependent on electromagnetic compatibility (EMC) requirements
NOTE The individual wires are designated as CAN_L and CAN_H. The names of the corresponding pins of CAN
nodes are also denoted by CAN_L and CAN_H respectively. In dominant state, CAN_L has a lower voltage level than in
recessive state and CAN_H has a higher voltage level than in recessive state.
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4 Abbreviated terms
CAN controller area network
ECU electronic control unit
HS-MAU high-speed medium access unit
IC integrated circuit
MAU medium access unit
MDI medium dependent interface
NBT nominal bit time
SOF start of frame
5 Functional description of MAU
5.1 General
The following description is valid for a two-wire differential bus. The values of the voltage levels, resistances
and capacitances, as well as the termination network, are given in Clauses 6 and 7.
5.2 Physical medium attachment sublayer specification
5.2.1 General
As shown in Figure 1, the bus line is terminated by termination network A and termination network B. This
termination suppresses reflections. The locating of the termination within a CAN node should be avoided
because the bus lines lose termination if this CAN node is disconnected from the bus line.
Figure 1 — Suggested electrical interconnection
The bus is in the recessive state if the bus drivers of all CAN nodes are switched off. In this case the mean
bus voltage is generated by the termination and by the high internal resistance of each CAN node’s receiving
circuitry.
A dominant bit is sent to the bus if the bus drivers of at least one unit are switched on. This induces a current
flow through the terminating resistors and, consequently, a differential voltage between the two wires of the
bus.
The dominant and recessive states are detected by transforming the differential voltages of the bus into the
corresponding recessive and dominant voltage levels at the comparator input of the receiving circuitry.
5.2.2 Bus levels
5.2.2.1 The bus can have one of the two logical states: recessive or dominant (see Figure 2).
In the recessive state, V and V are fixed to mean voltage level, determined by the bus termination.
CAN_H CAN_L
V is less than a maximum threshold. The recessive state is transmitted during bus idle or a recessive bit.
diff
The dominant state is represented by a differential voltage greater than a minimum threshold. The dominant
state overwrites the recessive state, and is transmitted during a dominant bit.
5.2.2.2 During arbitration, various CAN nodes could simultaneously transmit a dominant bit. In this case
V exceeds the V seen during a single operation. Single operations mean that the bus is driven by one
diff diff
CAN node only.
Key
U mean voltage level
t time
Figure 2 — Physical bit representation
5.3 MDI specification
A connector used to plug CAN nodes to the bus shall meet the requirements defined in the electrical
specification. The aim of this specification is to standardize the most important electrical parameters and not
to define mechanical and material parameters.
5.4 Physical medium specification
The wiring topology of a CAN network should be as close as possible to a single line structure in order to
avoid cable-reflected waves. In practice, short stubs as shown in Figure 3 are necessar
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11898-2
Première édition
2003-12-01
Véhicules routiers — Gestionnaire de
réseau de communication (CAN) —
Partie 2:
Unité d'accès au support à haute vitesse
Road vehicles — Controller area network (CAN) —
Part 2: High-speed medium access unit
Numéro de référence
©
ISO 2003
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Version française parue en 2004
Publié en Suisse
ii © ISO 2003 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 1
4 Termes abrégés. 3
5 Description fonctionnelle de la MAU . 3
5.1 Généralités. 3
5.2 Spécification de la sous-couche de raccordement au support physique . 3
5.3 Spécification de la MDI. 4
5.4 Spécification du support physique . 4
6 Essais de conformité . 5
6.1 Généralités. 5
6.2 Sortie récessive d'un nœud CAN . 5
6.3 Sortie dominante d'un nœud CAN . 6
6.4 Seuil d'entrée dominant d'un nœud CAN .7
6.5 Résistance interne de CAN_L et CAN_H .8
6.6 Capacités d'entrée . 9
6.7 Mesurage du temps d'attente interne . 10
7 Spécification électrique de la HS-MAU . 11
7.1 Généralités. 11
7.2 Spécification de la sous-couche de raccordement au support physique . 12
7.3 Nœud CAN . 14
7.4 Spécification de la MDI, paramètres des connecteurs. 18
7.5 Spécification du support physique . 18
7.6 Gestion des défaillances du bus . 20
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 11898-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 22, Véhicules routiers, sous-comité SC 3,
Équipement électrique et électronique.
Cette première édition de l'ISO 11898-2, avec l'ISO 11898-1, annule et remplace l'ISO 11898:1993, qui a fait
l'objet d'une révision technique, et son amendement ISO 11898:1993/Amd 1:1995. Alors que la Norme
internationale remplacée couvrait la couche liaison de données (DLL) et la couche physique (PL) à haute
vitesse, l'ISO 11898-2 spécifie l'unité d'accès au support (MAU) à haute vitesse, et l'ISO 11898-1 spécifie la
DLL, y compris les sous-couches de contrôle de liaison logique (LLC) et de contrôle d'accès au support
(MAC), ainsi que la sous-couche de signalisation physique (PLS).
L'ISO 11898 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Véhicules routiers —
Gestionnaire de réseau de communication (CAN):
Partie 1: Couche liaison de données et signalisation physique
Partie 2: Unité d'accès au support à haute vitesse
Partie 3: Interface dépendant du support, tolérant les défaillances, à basse vitesse
Partie 4: Déclenchement temporel des communications
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NORME INTERNATIONALE ISO 11898-2:2003(F)
Véhicules routiers — Gestionnaire de réseau de communication
(CAN) —
Partie 2:
Unité d'accès au support à haute vitesse
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 11898 spécifie l'unité d'accès au support (MAU) à haute vitesse (vitesses de
transmission atteignant 1 Mbit/s) et certaines caractéristiques de l'interface dépendant du support (MDI)
(conformément à l'ISO/CEI 8802-3) de la couche physique du gestionnaire de réseau de communication
(CAN): un protocole de communication série qui prend en charge la commande répartie en temps réel et le
multiplexage, pour les besoins des véhicules routiers.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 7637-3:1995, Véhicules routiers — Perturbations électriques par conduction et par couplage — Partie 3:
Véhicules à tension nominale de 12 V ou 24 V — Transmission des perturbations électriques par couplage
capacitif ou inductif le long des lignes autres que les lignes d'alimentation
ISO/CEI 8802-3, Technologies de l'information — Télécommunications et échange d'information entre
systèmes — Réseaux locaux et métropolitains — Prescriptions spécifiques — Partie 3: Accès multiple par
surveillance du signal et détection de collision (CSMA/CD) et spécifications pour la couche physique
ISO 16845, Véhicules routiers — Gestionnaire de réseau de communication (CAN) — Plan d'essai de
conformité
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
tension du bus
V et V , désignant la tension des fils de connexion du bus CAN_L et CAN_H par rapport à la terre
CAN_L CAN_H
de chaque nœud du CAN
3.2
plage de tensions de mode commun du bus
niveaux limites de tension de V et V pour lesquels le bon fonctionnement est garanti si un nombre
CAN_L CAN_H
de nœuds du CAN inférieur ou égal au maximum est connecté au bus
3.3
capacité interne différentielle (d'un nœud CAN)
C
diff
capacité observée entre CAN_L et CAN_H pendant l'état récessif lorsque le nœud CAN est déconnecté du
bus
3.4
résistance interne différentielle (d'un nœud CAN)
R
diff
résistance observée entre CAN_L et CAN_H pendant l'état récessif lorsque le nœud CAN est déconnecté du
bus
3.5
tension différentielle (du bus CAN)
V
diff
tension différentielle du bus CAN à deux fils
V = V −− V
−−
diff CAN_H CAN_L
3.6
capacité interne (d'un nœud CAN)
C
in
capacité observée entre CAN_L (ou CAN_H) et la terre pendant l'état récessif lorsque le nœud CAN est
déconnecté du bus
3.7
temps d'attente interne (d'un nœud CAN)
t
node
somme de tous les temps d'attente asynchrones qui se produisent le long du circuit d'émission et de réception
par rapport à l'unité logique de cadencement des bits du circuit intégré du protocole de chaque nœud CAN
déconnecté du bus
3.8
résistance interne (d'un nœud CAN)
R
in
résistance observée entre CAN_L (ou CAN_H) et la terre pendant l'état récessif lorsque le nœud CAN est
déconnecté du bus
3.9
couche physique
circuit électrique (comparateur de bus et gestionnaire de bus) qui relie un nœud CAN à un bus, comportant un
circuit analogique et un circuit numérique formant l'interface entre les signaux analogiques qui parcourent le
bus CAN et les signaux numériques à l'intérieur du nœud CAN
NOTE Le nombre total des nœuds CAN connectés à un bus est limité par les charges électriques sur le bus.
3.10
supports physiques (du bus)
paire de fils parallèles, blindés ou non selon les exigences de compatibilité électromagnétique (CEM)
NOTE Les deux fils sont appelés CAN_L et CAN_H. Les broches correspondantes des nœuds CAN sont également
appelées respectivement CAN_L et CAN_H. Dans l'état dominant, le niveau de tension de CAN_L est inférieur à son
niveau de tension dans l'état récessif; en ce qui concerne CAN_H, son niveau de tension est supérieur dans l'état récessif.
2 © ISO 2003 – Tous droits réservés
4 Termes abrégés
CAN gestionnaire de réseau de communication (Controller Area Network)
ECU unité de contrôle électronique (Electronic Control Unit)
HS-MAU unité d'accès au support à haute vitesse (High-Speed Medium Access Unit)
IC circuit intégré (Integrated Circuit)
MAU unité d'accès au support (Medium Access Unit)
MDI interface dépendant du support (Medium Dependent Interface)
NBT durée nominale d'un bit (Nominal Bit Time)
SOF début de trame (Start of Frame)
5 Description fonctionnelle de la MAU
5.1 Généralités
La description suivante s'applique à un bus différentiel à deux fils. Les valeurs des niveaux de tension, les
résistances et les capacités ainsi que le réseau de terminaison sont décrits aux Articles 6 et 7.
5.2 Spécification de la sous-couche de raccordement au support physique
5.2.1 Généralités
Comme le montre la Figure 1, la connexion de bus se termine par les réseaux de terminaison A et B. Cette
terminaison supprime les réflexions. Il convient d'éviter d'installer la terminaison à l'intérieur d'un nœud du
CAN car les connexions de bus perdraient leur terminaison si ce nœud CAN se trouvait déconnecté du bus.
Figure 1 — Interconnexion électrique proposée
Le bus est dans l'état récessif si les gestionnaires de bus de tous les nœuds du CAN sont coupés. Dans ce
cas, la tension moyenne du bus est produite par la terminaison et par la haute résistance interne du circuit de
réception de chaque nœud du CAN.
Un bit dominant est envoyé au bus si les gestionnaires de bus d'au moins une unité sont coupés. Cela induit
un flux de courant dans les résistances d'extrémité et, par conséquent, une tension différentielle entre les
deux fils du bus.
Les états dominant et récessif sont détectés par la transformation des tensions différentielles du bus en
niveaux de tension réces
...
Questions, Comments and Discussion
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