1 動作原理

ISO 11898 仕様には、CAN バス通信の物理層要件の詳細が記載されています。CAN は、RS RS-485 と同様に、ツイストペア ケーブルを使用する低レベルの通信プロトコルです

CAN の重要な特長の 1 つは、ロジック「High」送信 (「リセッシブ」と呼ばれる) の間、バスがアクティブに駆動されないことです。この期間中、どちらのバス ラインも通常は同じ電圧 (約 VCC/2) になります。バスは、「ドミナント」送信時、またはロジック「Low」のときのみ駆動されます。ドミナントでは、(CANH – CANL) ≥ 1.5V になるようにバス ラインが駆動されます。これにより、「High」送信時のノードでは、別のノードが同時に「Low」を送信しようとしているかどうかを検出できます。これは非破壊的なアービトレーションに使用され、ノードはアドレス (優先コード) で各メッセージを開始して、バスを使用するノードを決定します。バイナリ アドレスが最も小さいノードはアービトレーションに勝ち、メッセージを続けます。他のプロトコルと同様に、バックオフや再送信は不要です。

CAN レシーバは、バス上の差動電圧を測定してバス レベルを決定します。3.3V トランシーバは 5V トランシーバと同じ差動電圧 (≥1.5V) を生成するため、バス上のすべてのトランシーバは (電源電圧に関係なく) メッセージを解読できます。実際、他のトランシーバは、差動電圧レベルについて何か異なる点があればそれを認識できません。

図 1-2 に、5V トランシーバと 3.3V トランシーバのバス電圧を示します。5V CAN の場合、リセッシブ中、CANH と CANL は約 2.5V (V CC /2) で弱くバイアスされます。3.3V CAN のリセッシブ同相電圧は、V CC /2 (通常約 2.3V) より高くバイアスされます。これにより、5V CAN トランシーバの同相モード ポイントを改善し、3.3V と 5V の間のバス上の同相モードの変化を最小限に抑えることができます。CAN は、グランド シフト (ノード間の DC オフセット) を可能にする同相範囲の広い差動バスとして定義されているため、これは動作に必要ありませんが、混在ネットワークでの放射は最小限に抑えられます。さらに、分割終端を使用してネットワークの同相モードをフィルタリングすると、放射を大幅に低減できます。ISO 11898-2 規格は、トランシーバが -2V ~ 7V の同相範囲で動作する必要があるため、3.3V と 5V のトランシーバ間での標準の 0.2V の同相シフトで問題は発生しません。

従来、3.3V CAN トランシーバは、主要な自動車メーカーが要求する厳しい EMC 要件を満たすことができないため、車載アプリケーションには使用されていませんでした。このアプリケーション ノートでは、異種車載ネットワークでの使用が承認されていない SN65HVD23x など従来の 3.3V CAN ファミリについて言及しています。テキサス インスツルメンツ (TI) の新世代車載 3.3V CAN トランシーバである TCAN3403-Q1 と TCAN3404-Q1 はこの課題を克服し、同種ネットワークと異種ネットワークの両方の条件下で IEC 62228-3:2019 に合格しています。詳細については、「車載認証取得済みで EMC (電磁適合性) 対応適合の 3.3V CAN FD トランシーバを活用して ECU (電子制御ユニット) の性能を向上させる方法」を参照してください。