ISO 11898-3:2006
(Main)Road vehicles — Controller area network (CAN) — Part 3: Low-speed, fault-tolerant, medium-dependent interface
Road vehicles — Controller area network (CAN) — Part 3: Low-speed, fault-tolerant, medium-dependent interface
ISO 11898-3:2006 specifies characteristics of setting up an interchange of digital information between electronic control units of road vehicles equipped with the controller area network (CAN) at transmission rates above 40 kBit/s up to 125 kBit/s. The CAN is a serial communication protocol which supports distributed control and multiplexing.
Véhicules routiers — Gestionnaire de réseau de communication (CAN) — Partie 3: Interface à basse vitesse, tolérant les pannes, dépendante du support
L'ISO 11898-3 spécifie les caractéristiques d'établissement d'un échange d'informations numériques entre des unités de contrôle électroniques de véhicules routiers équipés du gestionnaire de réseau de communication (CAN, de l'anglais «Controller Area Network») à des débits de transmission supérieurs à 40 kbit/s et pouvant atteindre 125 kbit/s. Le gestionnaire de réseau de communication est un protocole de communication en série qui prend en charge le contrôle réparti et le multiplexage. La présente spécification décrit le comportement de tolérance aux pannes d'applications CAN à bas débit, et les parties de la couche physique conformes au modèle de couches ISO/OSI. Les parties suivantes de la couche physique sont couvertes par l'ISO 11898-3: interface dépendante du support (MDI, de l'anglais «Medium Dependent Interface»); raccordement au support physique (PMA, de l'anglais «Physical Medium Attachment»). En outre, des parties de la signalisation de la couche physique (PLS, de l'anglais «Physical Layer Signalling») et des parties du contrôle d'accès au support (MAC, de l'anglais «medium access control») sont également concernées par les définitions données dans l'ISO 11898-3. Toutes les autres couches du modèle OSI, soit ne présentent aucune contrepartie au sein du protocole CAN et font partie du niveau de l'utilisateur, soit n'influencent pas le comportement de tolérance aux pannes de la couche physique CAN à bas débit et donc ne sont pas concernées par l'ISO 11898-3.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11898-3
First edition
2006-06-01
Road vehicles — Controller area
network (CAN) —
Part 3:
Low-speed, fault-tolerant,
medium-dependent interface
Véhicules routiers — Gestionnaire de réseau
de communication (CAN) —
Partie 3: Interface à basse vitesse, tolérant les pannes, dépendante
du support
Reference number
©
ISO 2006
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Terms and definitions. 1
3 Abbreviated terms . 3
4 OSI reference model. 4
5 MDI specification . 4
5.1 Physical medium. 4
5.2 Physical signalling. 8
5.3 Electrical specification. 10
5.4 Network specification. 12
6 Physical medium failure definition . 14
6.1 Physical failures. 14
6.2 Failure events. 15
7 PMA specification. 16
7.1 General. 16
7.2 Timing requirements . 16
7.3 Failure management. 20
7.4 Operating modes . 23
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 11898-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 3,
Electrical and electronic equipment.
This first edition of ISO 11898-3 cancels and replaces ISO 11519-2:1994, which has been technically revised.
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
⎯ Part 5: High-speed medium access unit with low-power mode
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Introduction
ISO 11898, first published in November 1993, covered the controller area network (CAN) data link layer as
well as the high-speed physical layer.
In the reviewed and restructured ISO 11898:
⎯ ISO 11898-1 describes the data link layer protocol as well as the medium access control;
⎯ ISO 11898-2 specifies the high-speed medium access unit (MAU) as well as the medium dependent
interface (MDI).
ISO 11898-1:2003 and ISO 11898-2:2003 cancel and replace ISO 11898:1993.
In addition to the high-speed CAN, the development of the low-speed CAN, which was originally covered by
ISO 11519-2, gained new means such as fault tolerant behaviour. The subject of this part of ISO 11898 is the
definition and description of requirements necessary to obtain a fault tolerant behaviour as well as the
specification of fault tolerance itself. In particular, it describes the medium dependent interface and parts of the
medium access control.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 11898-3:2006(E)
Road vehicles — Controller area network (CAN) —
Part 3:
Low-speed, fault-tolerant, medium-dependent interface
1 Scope
This part of ISO 11898 specifies characteristics of setting up an interchange of digital information between
electronic control units of road vehicles equipped with the controller area network (CAN) at transmission rates
above 40 kBit/s up to 125 kBit/s. The CAN is a serial communication protocol which supports distributed
control and multiplexing.
This part of ISO 11898 describes the fault tolerant behaviour of low-speed CAN applications, and parts of the
physical layer according to the ISO/OSI layer model. The following parts of the physical layer are covered by
this part of ISO 11898:
⎯ medium dependent interface (MDI);
⎯ physical medium attachment (PMA).
In addition, parts of the physical layer signalling (PLS) and parts of the medium access control (MAC) are also
affected by the definitions provided by this part of ISO 11898.
All other layers of the OSI model either do not have counterparts within the CAN protocol and are part of the
user’s level or do not affect the fault tolerant behaviour of the low speed CAN physical layer and therefore are
not part of this part of ISO 11898.
2 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
2.1
bus
topology of a communication network where all nodes are reached by passive links which allow transmission
in both directions
2.2
bus failure
failures caused by a malfunction of the physical bus such as interruption, short circuits
2.3
bus value
one of two complementary logical values: dominant or recessive
NOTE The dominant value represents a logical “0” the recessive represents a logical “1”. During simultaneous
transmission of dominant and recessive bits, the resulting bus value will be dominant.
2.4
bus voltage
voltage of the bus line wires CAN_L and CAN_H relative to ground of each individual CAN node
NOTE V and V denote the bus voltage.
CAN_L CAN_H
2.5
differential voltage
V
diff
voltage seen between the CAN_H and CAN_L lines
NOTE V = V − V
diff CAN_H CAN_L
2.6
fault free communication
mode of operation without loss of information
2.7
fault tolerance
ability to operate under specified bus failure conditions at least with a reduced performance
EXAMPLE Reduced signal to noise ratio.
2.8
transceiver loop time delay
delay time from applying a logical signal to the input on the logical side of the transceiver until it is detected on
the output on the logical side of the transceiver
2.9
low power mode
operating mode with reduced power consumption
NOTE A node in low power mode does not disturb communication between other nodes.
2.10
node
assembly, connected to the communication line, capable of communicating across the network according to
the given communication protocol specification
2.11
normal mode
operating mode of a transceiver which is actively participating (transmitting and/or receiving) in network
communication
2.12
operating capacitance
C
OP
overall capacitance of bus wires and connectors seen by one or more nodes, depending on the topology and
properties of the physical media
2.13
physical layer
electrical circuit realization that connects an ECU to the bus
2.14
physical medium (of the bus)
pair of wires, parallel or twisted, shielded or unshielded
NOTE The individual wires are denoted as CAN_H and CAN_L.
2.15
receiver
device that transforms physical signals used for the transmission back into logical information or data signals
2 © ISO 2006 – All rights reserved
2.16
transmitter
device that transforms logical information or data signals to electrical signals so that these signals can be
transmitted via the physical medium
2.17
transceiver
device that adapts logical signals to the physical layer and vice versa
3 Abbreviated terms
ACK Acknowledge
CAN Controller Area Network
CRC Cyclic Redundancy Check
CSMA Carrier Sense Multiple Access
DLC Data Length Code
ECU Electronic Control Unit
EOF End of Frame
FCE Fault Confinement Entity
IC Integrated Circuit
LAN Local Area Network
LLC Logical Link Control
LME Layer Management Entity
LPDU LLC Protocol Data Unit
LSB Least Significant Bit
LSDU LLC Service Data Unit
LS-MAU Low-Speed Medium Access Unit
MAC Medium Access Control
MAU Medium Access Unit
MDI Medium Dependent Interface
MPDU MAC Protocol Data Unit
MSB Most Significant Bit
MSDU MAC Service Data Unit
NRZ Non-Return-to-Zero
OSI Open System Interconnection
PL Physical Layer
PLS Physical Layer Signalling
PMA Physical Medium Attachment
RTR Remote Transmission Request
SOF Start of Frame
4 OSI reference model
According to the OSI reference model shown in Figure 1, the CAN architecture represents two layers:
⎯ data link layer;
⎯ physical layer.
This part of ISO 11898 describes the physical layer of a fault tolerant low-speed CAN transceiver. Only a few
influences to the data link layer are given.
Figure 1 — OSI reference model/CAN layered architecture
5 MDI specification
5.1 Physical media
5.1.1 General
The physical media used for the transmission of CAN broadcasts shall be a pair of parallel (or twisted) wires,
shielded or unshielded, dependent on EMC requirements. The individual wires are denoted as CAN_H and
CAN_L. 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.
5.1.2 Node bus connection
The two wires CAN_H and CAN_L are terminated by a termination network, which shall be realized by the
individual nodes themselves. The overall termination resistance of each line should be greater than or equal to
100 Ω. However, the termination resistor’s value of a designated node should not be below 500 Ω, due to the
semiconductor manufacturers’ constraints. To represent the recessive state CAN_L is terminated to V and
CC
CAN_H is terminated to GND. Figure 2 illustrates the normal termination of a designated bus node.
4 © ISO 2006 – All rights reserved
Key
a
Optional.
Figure 2 — Termination of a single bus node
In Figure 2, the termination resistors are denoted as optional. That means that under certain conditions not all
nodes need an individual termination, if the requirements of proper overall termination are fulfilled.
5.1.3 Operating capacitance
The following specifications are valid for a si
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11898-3
Première édition
2006-06-01
Véhicules routiers — Gestionnaire de
réseau de communication (CAN) —
Partie 3:
Interface à basse vitesse, tolérant
les pannes, dépendante du support
Road vehicles — Controller area network (CAN) —
Part 3: Low-speed, fault-tolerant, medium-dependent interface
Numéro de référence
©
ISO 2006
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Publié en Suisse
ii © ISO 2006 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Termes et définitions. 1
3 Abréviations . 4
4 Modèle de référence OSI. 4
5 Spécification MDI. 5
5.1 Supports physiques . 5
5.2 Signalisation physique. 9
5.3 Spécification électrique . 11
5.4 Spécification pour le réseau. 13
6 Définition des pannes du support physique. 15
6.1 Pannes physiques . 15
6.2 Événements de panne. 15
7 Spécification pour le PMA . 17
7.1 Généralités . 17
7.2 Exigences temporelles. 17
7.3 Gestion des pannes. 21
7.4 Modes de fonctionnement . 24
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 11898-3 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 11898-3 annule et remplace l'ISO 11519-2:1994, qui a fait l'objet d'une
révision technique.
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 à basse vitesse, tolérant les pannes, dépendante du support
⎯ Partie 4: Déclenchement temporel des communications
⎯ Partie 5: Unité d'accès au médium haute vitesse avec mode de puissance réduite
iv © ISO 2006 – Tous droits réservés
Introduction
L'ISO 11898, publiée pour la première fois en novembre 1993, portait sur la couche de liaison de données
d'un gestionnaire de réseau de communication (CAN, de l'anglais «controller area network») et sur la couche
physique à haut débit.
Dans l'SO 11898 revue et restructurée,
⎯ l'ISO 11898-1 décrit le protocole de la couche de liaison de données ainsi que le contrôle d'accès au
support, et
⎯ l'ISO 11898-2 spécifie l'unité d'accès du support (MAU, de l'anglais «Medium Access Unit») à haut débit
ainsi que l'interface dépendante du support (MDI, de l'anglais «Medium Dependent Interface»).
L'ISO 11898-1:2003 et l'ISO 11898-2:2003 annulent et remplacent l'ISO 11898:1993.
En plus du CAN à haut débit, le développement d'un CAN à bas débit, couvert à l'origine par l'ISO 11519-2, a
acquis de nouveaux moyens tels que le comportement tolérant les pannes. L'objet de l'ISO 11898-3 est la
définition et la description des exigences nécessaires à l'obtention d'un comportement tolérant les pannes,
ainsi que la spécification de la tolérance aux pannes elle-même. En particulier, l'ISO 11898-3 décrit l'interface
dépendante du support et les parties du contrôle d'accès au support.
NORME INTERNATIONALE ISO 11898-3:2006(F)
Véhicules routiers — Gestionnaire de réseau
de communication (CAN) —
Partie 3:
Interface à basse vitesse, tolérant les pannes, dépendante
du support
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 11898 spécifie les caractéristiques d'établissement d'un échange d'informations
numériques entre des unités de contrôle électroniques de véhicules routiers équipés du gestionnaire de
réseau de communication (CAN, de l'anglais «Controller Area Network») à des débits de transmission
supérieurs à 40 kbit/s et pouvant atteindre 125 kbit/s.
Le gestionnaire de réseau de communication est un protocole de communication en série qui prend en charge
le contrôle réparti et le multiplexage.
La présente spécification décrit le comportement de tolérance aux pannes d'applications CAN à bas débit, et
les parties de la couche physique conformes au modèle de couches ISO/OSI. Les parties suivantes de la
couche physique sont couvertes par l'ISO 11898-3:
⎯ interface dépendante du support (MDI, de l'anglais «Medium Dependent Interface»);
⎯ raccordement au support physique (PMA, de l'anglais «Physical Medium Attachment»).
En outre, des parties de la signalisation de la couche physique (PLS, de l'anglais «Physical Layer Signalling»)
et des parties du contrôle d'accès au support (MAC, de l'anglais «medium access control») sont également
concernées par les définitions données dans l'ISO 11898-3.
Toutes les autres couches du modèle OSI, soit ne présentent aucune contrepartie au sein du protocole CAN
et font partie du niveau de l'utilisateur, soit n'influencent pas le comportement de tolérance aux pannes de la
couche physique CAN à bas débit et donc ne sont pas concernées par l'ISO 11898-3.
2 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
2.1
bus
topologie d'un réseau de communications où tous les nœuds sont atteints par des liaisons passives qui
permettent une transmission dans les deux sens
2.2
panne du bus
défaillances provoquées par un dysfonctionnement du bus physique, telles qu'une interruption ou des
courts-circuits
2.3
valeur de bus
une des deux valeurs logiques complémentaires: dominante ou récessive
NOTE La valeur dominante représente une variable logique «0», la valeur récessive représente une variable
logique «1». Au cours de la transmission simultanée de bits dominant et récessif, la valeur de bus résultante est
dominante.
2.4
tension de bus
tension des câbles de ligne de bus CAN_L et CAN_H relative à la masse de chacun des différents nœuds
CAN
NOTE V et V désignent la tension de bus.
CAN_L CAN_H
2.5
tension différentielle
V
diff
tension constatée entre les lignes CAN_H et CAN_L
NOTE V = V − V
diff CAN_H CAN_L
2.6
communication zéro défaut
mode de fonctionnement sans perte d'informations
2.7
tolérance aux pannes
aptitude à fonctionner dans des conditions de panne de bus spécifiques au moins avec une performance
réduite
EXEMPLE Un rapport signal/bruit réduit.
2.8
délai de boucle de transmetteur-récepteur
délai d'attente entre l'application d'un signal logique à l'entrée située du côté logique du
transmetteur-récepteur jusqu'à la détection de ce signal au niveau de la sortie située du côté logique du
transmetteur-récepteur
2.9
mode basse consommation
mode de fonctionnement avec une consommation électrique réduite
NOTE Un nœud en mode basse consommation ne doit pas perturber la communication entre les autres nœuds.
2.10
nœud
ensemble connecté à la ligne de communication et à même de communiquer à travers le réseau en fonction
de la spécification du protocole de communication donnée
2.11
mode normal
mode de fonctionnement d'un transmetteur-récepteur qui participe activement (en matière de transmission
et/ou de réception) à la communication sur le réseau
2 © ISO 2006 – Tous droits réservés
2.12
capacité de fonctionnement
C
OP
capacité totale des câbles de bus et des connecteurs vue par un ou plusieurs nœuds, selon la topologie et les
caractéristiques du support physique
2.13
couche physique
réalisation de circuit électrique qui connecte un nœud au bus
2.14
support physique (du bus)
paire de câbles, parallèles ou torsadés, blindés ou non
NOTE Les deux câbles sont désignés par CAN_H et CAN_L.
2.15
récepteur
dispositif qui transforme des signaux physiques, utilisés pour la transmission, en informations logiques ou en
signaux de données
2.16
transmetteur
dispositif qui transforme des informations logiques ou des signaux de données en signaux électriques, de
sorte que ces signaux puissent être transmis par le support physique
2.17
transmetteur-récepteur
dispositif qui adapte les signaux logiques à la couche physique et vice versa
3 Abréviations
ACK Acknowledge (accusé de réception)
CAN Controller Area Network (gestionnaire de réseau de communication)
CRC Cyclic Redundancy Check (contrôle de redondance cyclique)
CSMA Carrier Sence Multiple Access (accès multiple avec écoute de porteuse)
DLC Data Length Code (code de longueur de données)
ECU Electronic Control Unit (unité de controle électronique)
EOF End of Frame (fin de trame)
FCE Fault Confinement Entity (entité de limitation des pannes)
IC Integrated Circuit (circuit intégré)
LAN Local Area Network (réseau local)
LLC Logical Link Control (contrôle de liaison logique)
LME Layer Management Entity (entité de gestion de couches)
LPDU LLC Protocol Data Unit (unité de données du protocole LLC)
LSB Least Significant Bit (bit le moins significatif)
LSDU LLC Service Data Unit (unité de données de service LLC)
LS-MAU Low-speed Medium Access Unit (unité d'accès à bas débit)
MAC Medium Acces Control (contrôle d'accès au support)
MAU Medium Acces Unit (unité d'accès au support)
MDI Me
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.