GB_T 43671-2024 空间数据与信息传输系统 航天器CAN总线通信协议.docx

ICS49.140CCSV75中华人民共和国国家标准GB/T436712024空间数据与信息传输系统航天器CAN总线通信协议Spacedataandinformationtransfersystems一CANdatabuscommunicationprotocolonspacecraft2024-03T5发布2024-07-01实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会目次前言III1范围12规范性引用文件13术语和定义14缩略语25 总则25.1 协议栈25.2 总线拓扑结构36 物理层协议36.1 电特性参数36.2 位定时要求46.3 码速率56.4 总线电缆56.5 联接方式66.6 插座接点分配66.7 终端电阻77数据链路层协议77.1 功能77.2 帧格式78总线通信过程与协议88.1 通则88.2 总线通信过程98.3 标准帧格式协议108.4 扩展帧格式协议139可靠性设计要求179.1 拓扑结构179.2 抗干扰及恢复措施189.3 双冗余总线选用与切换1810管理信息库19附录A（资料性）节点地址分配及数据过滤示例20本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC425)提出并归口。本文件起草单位：航天东方红卫星有限公司、北京空间飞行器总体设计部、西安空间无线电技术研究所、中国航大标准化研究所、玉环大润航空机械制造有限公司、国网思极位置服务有限公司、浙江汇隆晶片技术有限公司。本文件主要起草人：闫国瑞、李军予、李志刚、宁金枝、何熊文、苏晨光、韩延东、史简、王敞宁、张红军、熊浩伦、田帅虎、李国军、李晓、刘小宁、张建华、董振辉、齐征、王建、周玉霞、袁媛、陈进宏、赵建伟、叶国萍。空间数据与信息传输系统航天器CAN总线通信协议1范围本文件描述了航天器上应用CAN总线通信的拓扑结构、物理层协议、数据链路层协议、总线通信过程与协议、可靠性设计要求及管理信息库。本文件适用于航天器上采用CAN总线通信的相关设备和系统的研制，地面CAN总线参照使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T5271.9信息技术词汇第9部分：数据通信GB/T42041航天术语空间数据与信息传输3术语和定义GB/T5271.9、GB/T42041界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1节点node连接到通信网络，依据通信协议能够通过网络进行通信的装置。3.2主节点masternode在通信过程中用于控制和管理其他节点的节点。3.3从节点slavenode在通信过程中受主节点控制的节点。3.4轮询polling逐个征询各从节点是否要发送数据的过程。3.5选择selecting要求一个或多个节点接收数据的过程。3.6显性dominant表征CAN总线通信中逻辑0状态。3.7隐性recessive表征CAN总线通信中逻辑1状态，可被显性改写。4缩略语下列缩略语适用于本文件。CAN:控制器局域网(ContrOnerAreaNetwork)CRC:循环冗余校验(CyCliCRedundancyCheck)D1.e:数据长度码(Data1.engthCode)IDE:标识符扩展(IdentifierExtension)OSI:开放式系统互联(C)PenSystemInterconnect)RTR:远程传输请求(RemoteTransmissionRequest)SJW:同步跳转宽度(SynChrOniZaliOnJumpWidth)5总则5.1 协议栈CAN总线网络为局域网，只包含一个网段，就控制器局域网本身而言，与OSl的7层协议栈相比，CAN总线网络包括物理层、数据链路层和应用层等3层协议。本文件规定的CAN总线通信协议与OSl协议分层对应关系如图1所示。OST协议分层CAN协议分层对应功能协议对应关系应用层应用层用户信息交换协议任务协议表示层会话层传输层网络层数据链路层数据链路层逻辑链路控制子层(I1.C)接收港波、过我通报、恢复管理本协议介质访问控制子层(MAC)数据封装、数据拆封、帧编码、错误检测、错误信令、应余、串行化、解串行化物理层物理层物理编码子层(PCS)比特编码、比特解码、位定时与同步物理介质连接子层(PMA)驱动器电特性图1CAN总线通信协议与OSI怫设分层的对应关系5.2 总线拓扑结构在空间数据与信息传输系统中，航天器内部采用CAN总线将多台计算机连接起来，形成星载网络。航天器CAN总线推荐采用双冗余的总线型拓扑结构，包括A、B两条CAN总线。CAN总线拓扑结构如图2所示，主节点和从节点的分配通过软件定义。fflCANA息线"TeCANB总找节点1节点2节点3图2CAN总线拓扑结构6物理层协议6.1 电特性分数CAN节点的隐性状态电特性参数见表1,显性状态电特性参数见表2。«1隐性状态电特性分数参数名称符号参数要求条件最小值标称值最大值总线输出电压VcAwH2.0V2.5V3.0V无负载VcANt2.0V2.5V3.0V无负载总线差分输出电压Vc500mV0mV50mV无负载总线差分输入电压”V1.0V-0.5V“接收隐性位的阈值。«2显性状态电特性弁数参数名称符号参数要求条件最小值标称值最大值总线输出电压VcasH2.75V3.5V4.5V负载氏/2Vcawt0.5V1.5V2.25V负载品/2总线差分输出电压V1.5V2V3.0V负载R/2总线差分输入电压Vafin0.9V5.0V“接收显性位的阈值。“RI为终端电阻。6.2 位定时要求6.2.1 位时间结构标称位时间是在非重同步情况下发送一位的时间，是标称位速率的倒数。一个标称位时间结构如图3所示。晶旅时钟UWU111.fUlJIllrUUIJInr1.fUU,'l11时间份做'二潸一-1.-1.-1.1.1.-1.-1.11J-1.1.J-1.T-1.尿称口时间/W常PROCSECPHASESEGIPHASESEG2/采样点/图3标称位时间结构标称位时间划分为以下4个互不重叠的时间段：a）同步段（SYNC_SEG）:用于同步总线上不同的节点，一个位的跳变沿在此时间段内；b）传播段（PRoP_SEG）:用于补偿网络内的物理延时，延时包括总线上的信号传输时间和CAN节点内部延时；c）相位缓冲段I（PHASE_SEG1）:用于补偿跳变沿相位误差，可通过重同步加长实现；d）相位缓冲段2（PHASE_SEG2）:用于补偿跳变沿相位误差，可通过重同步缩短实现。采样点是读取并解析总线上各位值的时间点，位于相位缓冲段1末端。6.2.2位时间编程位时间的编程取决于下列参数。a）时间份额（txi）,由晶振周期和可编程分频器确定的固定时间单元，如图3所示。该分频器的数值范围为132之间的整数。b）位时间的标称长度（在非同步情况下）：1）同步段的长度为1个时间份额；2）传播段的长度可编程为1个8个时间份额；3）相位缓冲段1的长度可编程为1个8个时间份额；4）相位缓冲段2取相位缓冲段1和信息处理时间的较大值，其中信息处理时间是以采样点开始，为计算下一个位电平所预留的时间段，信息处理时间小于或等于两个时间份额。c）位时间结构中传播段、相位缓冲段1和相位缓冲段2的长度可编程，一个位时间的时间份额（tsci）总数可在825之间编程设定。6.23重同步重同步用于修正采样点的位置，重同步的结果会引起相位缓冲段1加长或相位缓冲段2缩短。SJW决定了相位缓冲段加长或缩短的上限值。SJW为可编程值，在1minimumPHASE_SEGl,4之间取值。6.2.4晶振频率的容差晶振频率fom应满足公式(1)：(l-d)fwm<fbw<(l+dr)fmm(1)式中：fo晶振频率，单位为兆赫(MHZ);fim晶振标称频率，单位为兆赫(MHZ);drfo的最大容差。最大容差d;与相位缓冲段1、相位缓冲段2、SJW时间和位时间相互关系见公式(2)和公式(3):._min"em5)JewrJ(2'2X(13Xftm*sSKf)式中:d;tpHASE.SEGItHASE_SEG2min(tphsesecttbittsiwfow的最大容差；一相位缓冲段1的时间，单位为微秒(Us);相位缓冲段2的时间，单位为微秒(Us);tphksE.sE2)相位缓冲段1和相位缓冲段2两者较短的时间，单位为微秒(Us);一位时间，单位为微秒5s);SJW的时间，单位为微秒(Us)。CAN总线控制器采用的晶振频率容差应满足公式(2)和公式(3)的要求，航天器CAN总线控制器采用的晶振频率容差一般不大于0.遥。6.3码速率高速CAN总线支持码速率范围为125kbpslMbPS,推荐选用码速率如下:a)500kbps(总线长度130m);b)IMbps(总线长度W40m)。6.4 总线电缆总线电缆采用双绞线，其物理参数见表3。表3CAN总线电缆物理参数参数名称参数值最小值标称值最大值阻抗/Q95120140单位长度电阻”/(mQ/m)70规定线延迟”/(ns/m)5接收节点的差分电压宜考虑发送节点与其之间导线电阻的影响。b总线延时宜考虑收发器延时和电缆传输延时，即PROPSEG大于2倍总线延时。6.5 联接方式每个通信节点的CAN总线驱动器CAN-1.和CAN-H分别与总线的CAN-1.和CAN-H联接。终端电阻R.标称值为120QoCAN总线接口联接方式如图4所示。图4CAN总线接口联接方式每台设备的通信接口采用一入一出2个插座，并在设备内部将2个插座的对应接点一一联接，设备内部联接电缆长度尽量短。设备外部通过双绞电缆网把各接点一一对应联接，终端电阻设置在电缆线的两端。CAN总线级联方式如图5所示。图5CAN总线物理级联方式6.6 插座接点分配每个通信节点推荐选用2个J14A-9ZJ插座用于CAN总线通信。为提高可靠性，推荐采用双点双线，总线插座接点推荐分配见表4。«4总线插座接点分配信号名称接点号点数CAN总线A正(A-CAN-H)1点、2点2CAN总线B正(B-CAN-H)3点、4点2CAN总线A负(A-CAN-1.)5点、6点2CAN总线B负(B-CAN-1.)7点、8点2地(GND,可选)9点1“双绞线应按1点与5点、2点与6点、3点与7点、4点与8点进行双绞。6.7 终端电阻终端电阻物理参数见表5。推荐终端电阻选用2个J14A9TK终端插头，每个插头内部分别在A、B总线对应的CAN-H和CAN-1.接点之间焊接终端电阻。«5终端电阻物理参数单位为四参数名称符号参数值最小值标称值最大值终端电阻”R1.110120130“受到拓扑结构、码速率和斜率的影响，终端电阻可偏离1207数据链路层侨议7.1 功能数据链路层分为逻辑链路控制子层与介质访问控制子层2部分，逻辑链路控制子层完成帧接收过滤、过载通知、恢复管理。介质访问控制子层完成发送数据封装、接收数据解封、介质访问管理、帧编码(位填充/去填充)、错误检测与标识等。7.2 帧格式CAN总线帧类型包括数据帧、远程帧等。数据帧由7个不同的位域组成：帧起始(SOF)、仲裁域、控制域、数据域、CRC域、应答域、帧结束(EoF)。远程帧无数据域，由6个不同位域构成：帧起始(SOF)、仲裁域、控制域、CRC域、应答域、帧结束(EoF)。CAN总线通信支持标准帧和扩展帧2种帧格式，标准帧格式如图6所示，扩展帧格式如图7所示，具体的帧格式说明如下。a)帧起始：标志数据帧和远程帧的起始，由一个单独的显性位组成。b)仲裁域：由标识符和RTR组成：1)标准帧具有11位标识符ID.10ID.0,扩展帧具有29位标识符ID.28ID.O;2)RTR位在数据帧中为“显性”，BPRTR=O;在远程帧中为“隐性”，BPRTR=I;3)仲裁域决定了数据帧传输的优先级，较高优先级的标识符具有较低的二进制值。c）控制域：由6位组成，包括2位RBl、RBO和4位D1.C,在标准帧中RBl为IDERBO为保留位，在扩展帧中RBl、RBO为保留位；D1.C3D1.CO指示数据域的字节数为08。d）数据域：包括0个字节8个字节。e）CRC域：包括帧起始、仲裁域、控制域、数据域（如果有）的CRC,生成多项式为X+X"X10+X8+X7+X4+X3+Iof）应答域：发送节点在应答域中，送出2个隐性位，所有收到匹配CRC的节点，以显性位改写发送器的隐性位以示应答。g）帧结束：每个数据帧和远程帧均由7个隐性位构成的标志系列界定。一标准M(付数44÷V312X6仲裁歧控司域顿.*Slali25FnrA,三lS-*(03W8)应答城9-16*k47CRC垓帔结束xl!1"jvOj4标工将>数据过漉段一>IIIIIIlII保招数组位长收码住填充区域图6标准帧格式4卜"»<一nMx一»<立川GK.遥问A-a*llSR-旦HMNU同PffAX<图7扩展幢格式8总线通信过程与协议8.1 通则为了便于控制和简化各通信节点数据的传送规则，总线通信过程推荐采用主从与有限多主相结合的通信方式，对于实时性较低的数据如遥测参数的采集、从节点的广播以及上行指令数据的注入等采用主从方式，其通信由主节点控制，采用轮询应答过程或选择应答过程。对于实时性高的数据如高精度秒脉冲时间广播或其他不便于主节点控制的通信，采用有限多主方式，即从节点可不受主节点控制自行完成该类数据发送。总线通信协议应满足航天器信息数据包交互需求：a）信息数据包总长度小于或等于8个字节时，按单帧方式在CAN总线网络上传送；b）信息数据包总长度大于8个字节时，分成几个CAN总线数据帧按多帧方式在网络上传送，并按数据帧顺序发送至CAN总线网络；c）对于由多个字节组成的数据，均按高字节在前、低字节在后发送。信息数据包可为空间包、封装包或其他进一步封装的数据结构，信息数据包一般包括含长度、校验信息，用于信息数据包完整性及正确性校验。信息数据包的交互基于轮询一应答过程、选择一应答过程、选择过程、广播过程、组播过程。根据航天器通信需求，航天器CAN总线通信协议要素一般包括优先级、节点地址、帧序号标志、帧序号、功能码等。本文件推荐2种适用于信息数据包传输的CAN总线数据帧结构，包括标准帧格式协议和扩展帧格式协议，相对于标准帧，基于扩展帧的信息数据包传输协议支持更复杂的航天器信息流设计，实际应用中标准帧或扩展帧一般不混用，只选用其中一个。8.2 总线通信过程8.2.1 轮询一应答过程主节点采用轮询应答过程获取从节点数据。主节点发送轮询控制序列，被选择的从节点收到后，向主节点发送信息数据包。主节点接收数据校验正确后，本次轮询应答过程结束。8.22 选择一应答过程主节点采用选择应答过程向从节点传送数据且从节点需要应答。主节点向从节点发送信息数据包，被选择的从节点接收数据并校验正确后发送应答控制序列，主节点收到应答控制序列后，本次选择应答过程结束。8.23 选择过程主节点采用选择过程向从节点传送数据，从节点不需要应答。主节点向从节点发送信息数据包，被选择的从节点不需要发送应答控制序列。8.24 广播过程对于主从广播方式，若发送广播节点为主节点，则主节点发送广播数据，其他所有通信节点均可接收，收到数据后不做应答。若发送广播节点为从节点，则主节点首先发送轮询控制序列，被选择的从节点收到后，向总线发送广播数据，其他所有通信节点均可接收，收到数据后不做应答。对于多主广播方式，广播节点发送广播数据，其他所有通信节点均可接收，收到数据后不做应答。az5组播过程对于主从组播方式，若发送组播节点为主节点，则主节点发送组播数据，通过设置验收码、屏蔽码等数据过滤方式，部分通信节点可接收，收到数据后不做应答。若发送组播节点为从节点，主节点首先发送轮询控制序列，被选择的从节点收到后，向总线发送组播数据，通过数据过滤设置，部分通信节点可接收，收到数据后不做应答。对于多主组播方式，组播节点发送组播数据，通过数据过漉设置，部分通信节点可接收，收到数据后不做应答。8.3标准帧格式协议8.3.1 帧标识符8.3.1.1标准帧标识符由长度为11bit的D10ID.0组成，如图8所示，包括数据优先级、节点地址及数据帧类型3部分。一标准帧标识符一ID.1O'ID.9ID.8'ID.3ID.2'ID.O2bit6bit3bit数据优先级节点地址数据帧类型图8标准帧标识符的组成aa.2数据优先级由ID.10ID.9组成，和节点地址一起决定了数据总线仲裁的优先级，根据实时性要求，不同数据包选择不同的优先级，数值越小，优先级越高。在一次发送数据包过程中数据优先级不变。aa.3节点地址节点地址由ID8ID.3组成，表示数据帧的目的地或数据源，主节点发送时表示目的地；从节点向主节点发送数据表示数据源，从节点向从节点发送数据表示目的地；主节点或从节点发送广播数据时表示目的地。各通信节点应根据节点地址设置屏蔽码，只接收与本通信节点有关的数据，包括广播数据或组播数据。8.3 J.4数据帧类型由ID2ID0组成，表示数据包中数据帧的结构类型和通信节点之间的关系。数据帧类型说明见表6。表6数据帧类型说明位序定义说明ID.20:主节点发送数据；1：从节点发送数据数据帧类型辅助识别，用于唯一识别不同节点发出的数据帧，保证在任何时刻CAN数据标识符具有唯一-性ID.lID.0a) “01”：该帧包含信息数据包的首段，即多帧传送起始帧；b) “00”：该帧包含信息数据包的中间段，即多帧传送中间帧：c) “10”：该帧包含信息数据包的尾段，即多帧传送结束帧：d) “11”：该帧包含未分段的信息数据包，即单帧数据帧序号标志，用于标识该帧中的用户数据属于信息数据包中的哪一部分8.3.2数据麟格式数据帧格式见表7,具体说明如下：a）RTR为0;b）数据域最多可含8个字节数据，编号为第0个字节第7个字节；c）对于单帧数据，帧序号标志2.1IDO为“11”，数据域为信息数据包数据；d）对于多帧数据起始帧，帧序号标志ID.1IDO为“01”，数据域长度为8字节，第0个字节为帧序号，其他为信息数据包数据，见表8;e）对于多帧数据中间帧，帧序号标志ID.1ID.0为“00”，数据域长度为8字节，第0个字节为帧序号，其他为信息数据包数据，见表9;f）对于多帧数据结束帧，帧序号标志ID.1ID.0为“10”，数据域长度应小于或等于8字节，第0个字节为帧序号，其他为信息数据包数据，见表10;g）对于多帧传输，帧序号应连续，帧序号从0开始，范围0255。«7帧传送格式序号数据位序76543210标识符“1优先级IDJoID.9节点地址ID.8ID.32帧类型辅助识别ID.2帧序号标志ID.1ID.O=“11”RTR=0数据域长度D1.C8数据域3信息数据包数据BytCO4信息数据包数据ByteI5信息数据包数据Byte26信息数据包数据Byte3信息数据包数据Byter-信息数据包数据Byte1.“标准帧以BaSieCAN为例进行说明。«8帧传送起始帧格式序号数据位序7654320标识符1优先级ID.10ID.9节点地址ID.8ID.32帧类型辅助识别ID.2帧序号标志ID.1-ID.0="01”RTR=O数据域长度D1.C=8数据域34帧序号（IndeX=0）信息数据包数据ByteO5信息数据包数据ByteI6信息数据包数据Byte27信息数据包数据Byte38信息数据包数据Byte49信息数据包数据Byte510信息数据包数据Byte6«9帧传送中间幢格式序号数据位序76543210标识符1优先级ID.10ID.9节点地址ID.8ID.32帧类型辅助识别ID.2帧序号标志ID.I-ID.0="00”RTR=O数据域长度D1.C=8数据域3帧序号(Index=I.2,)4信息数据包数据Byte。"5信息数据包数据Byteln+6信息数据包数据Bytem7信息数据包数据BytCm+a8信息数据包数据Bytem+9信息数据包数据Bylem+$10信息数据包数据Byten+s“m表示信息数据包第m个数据（从0开始）o表10帧传送结束帧格式序号数据位序76543210标识符1优先级ID.10ID.9节点地址ID.8ID.32帧类型辅助识别ID.2帧序号标志ID.1ID.0="10”RTR=O数据域长度D1.C8数据域3帧序号（IndeX）4信息数据包数据Byte。5信息数据包数据Byte信息数据包数据Bytem+2信息数据包数据Byte1.t信息数据包数据Byte1.l8.4 扩展帧格式协议8.4.1 帧标识符8.4.1.1扩展帧标识符由长度为29bit的ID28ID.0组成，如图9所示，包括数据优先级、源节点地址、组播标识、目的节点地址、帧序号标志、帧序号、功能码7部分。扩展帧标识符字节0字节I字节2字节3的高5位ID,28'ID.27D,26'ID.21ID.20'ID.19ID.18'ID.13ID,12'ID,11D.1O'II).5JD,4ID.02bit6bit2bit6bit2bit6bit5bit数据优先级源节点地址组播标识日的节点地址帧序号标志帧序号功能码图9扩展帧标识符的组成8.41.2 数据优里数据优先级由ID.28ID.27组成，和节点地址一起决定了数据总线仲裁的优先级，根据实时性要求，不同数据包选择不同的优先级，数值越小，优先级越高。在一次发送数据包过程中数据优先级不变。8.41.3 3源节点地址源节点地址由ID.26ID.21组成，表示发起数据传输的节点地址，最大支持64个节点。8.41.4 4组播标识由ID.20ID.19组成，用于标识数据为广播或组播。表11给出了组播标识、组播地址分类说明，通过组播标识有助于航天器信息流设计，基于组播标识的组播地址分配示例见附录A。«11播标识应用说明分类组播标识(Multicast_lD)组播地址“(Multicast-Addr)组播101Olxxxxxxb,如0x7F、0x6F、0x4F组播2101Oxxxxxxb,如OxBF、OxAF、0x8F组播311IIXXXXXXb,如OxFF、OxEFxOxCF组播标识与目的节点地址组合构成组播地址，其中0x7F、OxBF.OxEF等为典型的组播地址，OXFF一般用作广播地址，每类组播可进一步进行分组。8.41.5 目6WS%k目的节点地址由ID.18ID.13组成，表示发送目标节点的地址。a4.1.6帧序号标志为ID.12IDII,帧序号标志用来标识该帧中的用户数据属于信息数据包中的哪一部分，该标志含义如下：a) “01”：该帧包含信息数据包的首段，即多帧传送起始帧；b) “00”：该帧包含信息数据包的中间段，即多帧传送中间帧；c) “10”：该帧包含信息数据包的尾段，即多帧传送结束帧：d) “11”：该帧包含未分段的信息数据包，即单帧数据。&41.7Wrt帧序号由1D.10ID.5组成，范围063,表示数据帧的序号，用于多帧数据的帧连续性判断，可循环计数。当帧序号标志为“11”时，帧序号为0,代表单帧数据。a4.1.8功能码由ID.4ID.0组成，表示CAN帧的数据类型，如表12所示。其中轮询控制序列、应答控制序列、数据应答、遥控数据等由用户根据需求定义。*12功能码ID.4ID.0类型说明0自主发送多主通信时，不受主节点控制的自主广播或组播1轮询控制序列发起轮询一应答过程、广播过程或组播过程，用于数据请求2数据应答作为轮询控制序列的回应，用于遥测、广播或组播等数据应答3遥控指令/数据(需要应答)发起选择一应答过程，用于遥控指令/数据发送，霜要应答4应答控制序列作为遥控指令/数据的应答，用于正确接收遥控指令/数据后进行应答5遥控指令/数据(不需要应答)发起选择过程，用于遥控指令/数据发送，不需要应答631其他用户自定义M8.4.2数醐格式数据帧格式具体说明如下：a）RTR为0;b）数据域最多可含8个字节数据，编号为第。个字节第7个字节；c）对于单帧数据，帧序号标志ID.lID.0为“11”，数据域为信息数据包数据，见表13;d）对于多帧数据起始帧，帧序号标志ID.lID.0为“01”，数据域长度为8字节，均为信息数据包数据，见表14;e）对于多帧数据中间帧，帧序号标志ID.lID.0为“00”，数据域长度为8字节，均为信息数据包数据，见表15;f）对于多帧数据结束帧，帧序号标志ID.lID.0为“01”，数据域长度小于或等于8字节，均为信息数据包数据，见表16;g）对于多帧传输，帧序号应连续，帧序号从0开始，可循环计数。表13单帧传送格式序号数据位序76543210帧信息11RTR=O00数据域长度D1.CW8标识符”2优先级ID.28ID.27源节点地址ID.26ID.213组播标识ID.20ID.19目的节点地址ID.18ID.134帧序号标志ID.12ID.U=“11”帧序号ID.10ID.5=05功能码ID.4ID.0000数据域6信息数据包数据ByteO7信息数据包数据Bytel8信息数据包数据Byte29信息数据包数据Byte3信息数据包数据Byter.-*信息数据包数据Byte1.l一扩展帧以PeIiCAN为例进行说明。*14多帧传送起始帧格式序号数据位序7654320帧信息11RTR=O00数据域长度D1.C=8标识符2优先级ID.28ID.27源节点地址ID.26ID.213组播标识ID.20ID.19目的节点地址1D.18ID.134帧序号标志ID.12*ID.11=“01”帧序号IDJOID.5=05功能码ID.4ID.0000数据域6信息数据包数据Byteo7信息数据包数据ByteI8信息数据包数据Byte29信息数据包数据Byte310信息数据包数据Byte411信息数据包数据Byte512信息数据包数据Byte613信息数据包数据Byte7*15多帧传送中间帧格式序号数据位序76543210帧信息1RTR=O00数据域长度D1.C=8标识符2优先级ID.28ID.27源节点地址1D.26ID.213组播标识ID.20ID.19目的节点地址ID.18ID.134帧序号标志ID.12ID.11=“00”帧序号ID.10ID.5=1,3,4-5功能码ID.4ID.0000数据域6信息数据包数据Bytem*7信息数据包数据Bytem+i8信息数据包数据BytenI+z9信息数据包数据Bytein+310信息数据包数据Bytem11信息数据包数据Bytem+s12信息数据包数据Bytem+s13信息数据包数据Bytein+?m表示信息数据包第m个数据。«16多帧传送结束帧格式序号数据位序76543210帧信息11RTR=O00数据域长度D1.CW8标识符2优先级ID.28ID.27源节点地址ID.26-ID.213组播标识ID.20ID.19目的节点地址ID.18ID.134帧序号标志ID.12ID.11=“10”帧序号ID.10ID.55功能码ID.4ID.0000数据域6信息数据包数据Bytem7信息数据包数据Byte8信息数据包数据Bytem+2Ict*信息数据包数据Byte1.:*信息数据包数据BytetT信息数据包数据Byte-9可靠性设计要求9.1 拓扑结构CAN总线网络推荐采用A、B双冗余总线，根据项目需求，可采用平台总线和载荷总线独立的拓扑结构，典型航天器CAN总线网络拓扑结构如图10所示。图10典型航天器CAN总线网络拓扑结构9.2 抗干扰及恢复措施9.2.1 抗干扰措施每个通信节点针对CAN总线通信采取以下抗干扰措施：a）推荐分别独立设置A、B总线的接收数据区、接收指针及其他总线状态量，避免两条总线之间互相干扰的可能；b）CAN总线接收缓冲区采取防溢出措施，避免总线异常时，对软件造成灾难性影响；C）通信节点应具备过渡不相关数据的能力；d）对于采用多主通信的CAN总线网路，节点应能够适应多主通信方式，如一个信息数据包的多帧数据间被插入其他数据帧等。9.2.2 恢复措施每个通信节点针对CAN总线故障采取以下恢复措施：a）如果A/B总线停止接收（中断关闭或节点处于总线关闭状态），应对A/B总线的CAN总线控制器复位（例如A总线连续停止接收16s,对A总线复位，B总线连续停止接收16s,对B总线复位）；b）如果连续几个正常通信周期（例如时间是正常通信周期的2倍8倍）在A、B总线均未接收到符合通信协议的正确数据，对两条总线的CAN总线控制器复位。9.3 双冗余总线选用与切换总线选用与切换措施如下。a）从节点使用哪条总线由主节点控制，在通信中从节点应答使用的总线与主节点发送数据使用的总线相同。自主发送数据所使用的总线由指令控制或按特定规则选择。b）主节点对双冗余CAN总线进行监测，当发现某个通信节点异常时，应自动对该节点切换到另一总线进行通信。c）主节点通过CAN总线将数据块发送到相应的从节点，如得不到应答，则再发送一次。d）主节点通过CAN总线将遥控指令发送到相应的从节点，如得不到应答，则再发送一次；如第二次发送仍得不到应答，切换总线再发送一次。10管理信息库管理参数包括节点地址、组播/广播地址、节点标识、验收码、屏蔽码等，如表17所示。表17管理分数说明管理参数允许值说明节点地址063组播/广播地址标准帧：063扩展帧：64255节点标识整数节点别名，可选验收码整数用于数据过滤屏蔽码整数用于数据过滤附录A（资料性）节点地址分配及数据过滤示例A.1组播地址设计表A.1中定义了部分通信节点地址及其通信需求，通过对节点地址、组播地址、验收码、屏蔽码联合设计可满足航天器节点间信息交互的需求，根据表A.1中通信需求，组播地址可设计如下：a）时间数据由主节点发出，设计为组播1类，地址为0x7F,记为组播1A;b）全球导航卫星系统（GNSS）定位数据由节点8发出，设计为组播3类，地址为OxCR记为组播3A:O姿态数据地址由主节点3发出，设计为组播3类，地址为OxDF,记为组播3B。A.2数据过滤示例验收码、屏蔽码设置方法不唯一，基于组播标识扩充了组播地址数量，并且有利于过滤器的设计，表A.1以双过滤器为例进行说明，其中过渡器1用于实现点对点通信，过滤器2用于组播/广播接收，如对于组播分类接收，可按如下方法设置：a）接收单类组播验收码可设置为（MUItiCaSUD<6）,屏蔽码设置为0x3F;b）同时接收组播1和组播3验收码可设置为OXCO屏蔽码设置为OxBF;c）同时接收组播2和组播3验收码可设置为OXCOrl屏蔽码设置为0x7F°以SJA1000为例，数据过滤设置示例如下：过滤器1由验收码寄存器ACR0、ACRl,屏蔽码寄存器AMROAMRI构成，过滤器2由验收码寄存器ACR2、ACR3,屏蔽码寄存器AMR2、