CANFDNET-400U

CANFDNET-400U 用户手册 User Manual CANFD 总线转以太网模块产品 UM01010101 1.0.00 类别 内容 关键词 CANFD-BUS 报文转发 以太网 摘要 产品使用指南 Data:2019/03/11 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 修订历史 版本 日期 原因 V1.00 2020/05/13 创建文档 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 2 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 目 录 1. 产品简介................................................................................................................... 1 1.1 1.2 产品概述 ................................................................................................................... 1 产品特性 ................................................................................................................... 1 1.2.1 强大的硬件 ....................................................................................................... 1 1.2.2 完善的功能 ....................................................................................................... 1 1.2.3 典型应用 ........................................................................................................... 2 2. 产品规格................................................................................................................... 3 2.1 2.2 2.3 电气参数 ................................................................................................................... 3 工作温度 ................................................................................................................... 3 防护等级 ................................................................................................................... 3 3. 机械尺寸................................................................................................................... 4 4. 产品硬件接口说明................................................................................................... 6 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 面板布局 ................................................................................................................... 6 状态指示灯 ............................................................................................................... 6 按键........................................................................................................................... 7 电源接口 ................................................................................................................... 7 CANFD-bus 接口 ..................................................................................................... 7 以太网接口 ............................................................................................................... 9 车载以太网接口 ....................................................................................................... 9 5. 快速使用................................................................................................................. 11 设备连接 ................................................................................................................. 11 软件安装 ................................................................................................................. 11 打开设备配置工具 ................................................................................................. 11 设备搜索 ................................................................................................................. 12 设备基本配置 ......................................................................................................... 13 5.5.1 配置网络参数 ................................................................................................. 13 5.5.2 配置 CAN(FD)通道参数................................................................................ 14 5.5.3 配置 CAN(FD)转以太网参数 ........................................................................ 14 5.5.4 下载配置 ......................................................................................................... 15 5.6 连接 ZCANPRO ..................................................................................................... 16 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6. 免责声明................................................................................................................. 18 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 1 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 1. 产品简介 产品概述 1.1 CANFDNET-400U 是 广 州 致 远 电 子 有 限 公 司 开 发 的 高 性 能 工 业 级 以 太 网 与 CAN(FD)-bus 的数据转换设备，它内部集成了 4 路 CAN(FD)-bus 接口、1 路 Ethernet 接口， 1 路车载双线以太网接口，自带成熟稳定的 TCP/IP 协议栈，用户利用它可以轻松完成 CAN(FD)-bus 网络和以太网网络的互连互通，进一步拓展 CAN(FD)-bus 网络的范围。 CANFDNET-400U 为工业级产品，可以工作在-40℃～85℃的温度范围内。它具有一路 100M/1000M 自适应以太网接口，一路 10M/100M 车载双线以太网接口，4 路 CAN(FD)口通 信最高波特率为 5Mbps，具有 TCP Server，TCP Client，UDP 等多种工作模式，通过配置软 件用户可以灵活的设定相关配置参数。 产品特性 1.2 1.2.1          1.2.2  强大的硬件 高速双核 A9+FPGA 处理器； 100M/1000M 自适用以太网接口，2KV 电磁隔离； 车载双线以太网，满足 100Base-T1 规范 4 路 CAN(FD)口，2.5kVDC 耐压隔离； 额定供电电压范围 9V～48V 直流； 工作温度：-40℃～85℃； 湿度：5% - 95% RH，无凝露； 坚固的金属外壳，SECC 金属 (1.1 mm)； 专为工业环境设计。 完善的功能 CAN(FD)接口功能支持：  支持波特率 40K~5Mbps，波特率可任意设置；  支持不同控制器类型：CAN、CANFD ISO 或 CANFD Non-ISO；  支持软件终端电阻开关；  支持报文过滤功能；  支持毫秒级报文定时发送；  支持总线利用率上报；   报文发送缓冲区可设置，用户可以在实时性与大容量缓冲之间选择最合适的平 衡； 多种工作模式支持：  工作模式：TCP Server、TCP Client、UDP；  支持最多 4 个 TCP Server，每个 Server 最多支持 16 连接；或支持最多 16 个 TCP Client 或 UDP 连接；  每种模式可选择指定 CAN(FD)通道报文、错误报文上传，可灵活应用在各种 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 1 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册    1.2.3           User Manual 场合；  TCP Server/Client 模式连接内设 TCP 保活机制，保证 TCP 连接可靠；  TCP Client 模式下，网络断开后将自动重连，可靠地建立 TCP 连接；  UDP 模式下，支持组播，IP 段等操作，以支持多用户同时控制多个 CAN(FD) 通道；  支持 TCP/IP 协议包括 IP、ARP、ICMP、UDP、DHCP、DNS、TCP；  灵活的 CAN(FD)封包设置，满足用户各种封包需求；  通讯协议开放，并提供二次开发接口函数库（支持 Windows、Linux 平台）； 可使用配置工具对工作参数进行配置，并提供二次开发接口函数库（支持 Windows、 Linux 平台） ； 支持车载以太网与以太网的 TCP/UDP 数据转换； 支持本地的系统固件升级。 典型应用 高铁列车运行故障检测与排查 地铁列车运行故障检测与排查 列控系统运行故障检测与排查 风力发电机 CANFD 通讯异常检测 传统汽车与新能源汽车多路 CANFD 通讯记录与故障分析 船舶 CANFD 通讯故障检测与排查 煤矿 CANFD 通讯异常分析 电梯运行故障检测与排查 工程机械运行故障检测与排查 航空航天器及配套设备运行检测与故障排查 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 2 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 2. 产品规格 2.1 电气参数 表 2.1 电气参数 额定值 参数名称 条件 工作电压 功耗 2.2 单位 最小值 典型值 最大值 9 4.2 12 5.1 48 8.6 直流 V W 工作温度 表 2.2 工作温度 额定值 参数名称 工作温度 存储温度 2.3 单位 最小值 典型值 最大值 -40 -40 - 85 85 ℃ ℃ 防护等级 表 2.3 防护等级-静电放电抗扰度试验（IEC61000-4-2） 接口 测试等级 测试电压（KV） 测试结果 备注 电源 Level 4 6 Class A 接触放电 CANFD 总线 Level 4 6 Class A 接触放电 以太网 Level 4 6 Class A 接触放电 按键、指示灯 Level 4 15 Class A 空气放电 表 2.4 防护等级-电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（IEC61000-4-4） 接口 测试等级 测试电压（KV） 测试结果 备注 电源 Level 3 2 Class A 容性耦合 CANFD 总 线 Level 3 1 Class B 容性耦合 以太网 Level 3 2 Class A 容性耦合 表 2.5 防护等级-浪涌（冲击）试验（IEC61000-4-5） 接口 电源 CANFD 总 线 以太网 测试等级 测试电压（kV） 测试结果 备注 Level 3 1 Class A 线-线 Level 3 2 Class A 线-地 Level 3 1 Class B 线-线 Level 3 2 Class B 线-地 Level 3 1 Class A 线-线 Level 3 2 Class A 线-地 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 3 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 3. 机械尺寸 机械尺寸如下图所示（单位：mm） 图 3.1 主机尺寸图一 图 3.2 主机尺寸图二 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 4 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 图 3.3 安装方式 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 5 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 4. 产品硬件接口说明 本节介绍 CANFDDTU-400 系列设备硬件接口信息。 4.1 面板布局 设备面板布局如图 4.1 所示。 图 4.1 面板布局 4.2 状态指示灯 表 4.1 标识 功能 PWR 电源指示灯 SYS LAN0 系统指示灯 以太网指示灯 车载以太网指 LAN1 示灯 LED 状态指示灯 状态 状态描述 闪烁描述 灭 设备未上电 - 红色 设备正常上电 - 绿灯闪烁 系统运行中 红色常亮 设备复位重启中 - 灭 以太网无连接 - 绿色常亮 以太网已连接 - 绿色闪烁 应用有数据收发 200ms 周期闪烁 红色闪烁 收到的数据解析错误 200ms 周期闪烁 灭 以太网无连接 - 绿色常亮 以太网已连接 - 绿色闪烁 应用有数据传输 200ms 周期闪烁- 100ms 周期,亮 2 次 后,等 500ms ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 6 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 CAN0~ CAN3 4.3 User Manual 灭 通道未打开 - CAN 通道指示 绿色常亮 通道已打开 - 灯 绿色闪烁 CAN 通道正常收发数据 200ms 周期闪烁 红色闪烁 CAN 总线出错 200ms 周期闪烁 按键 设备提供了一个按键作为 RST，用于复位设备和恢复出厂设置。 表 4.2 复位按键功能 标识 功能 复位设备（点按） RST/DEF 4.4 设备恢复出厂设置（5s） 电源接口 设备电源输入额定电压为直流 9~48V，外壳标识为“DC 9~48V”。接口的物理形式为 5.08 端子，接口示意图、信号定义、接口规格如表 4.3 表 4.4 表 4.5 所示。 表 4.3 电源接口 类型 示意图 5.08 端子 表 4.4 5.08 端子信号定义 接口类型 功能接口 信号定义 信号描述 5.08 接口 V+ 电源正极 √ V- 电源负极 √ 电源 表 4.5 电源接口规格 额定值 参数名称 工作电压 功耗 4.5 条件 单位 直流 最小值 典型值 最大值 9 12 5.1 48 V W CANFD-bus 接口 设备提供了 4 路隔离 CANFD-Bus 接口。外壳标识为“CAN0” 、 “CAN1”、 “CAN2” 、 “CAN3” 。接口的物理形式为 DB9 端子，接口示意图、信号定义、接口规格如表 4.6 表 4.7 表 4.8 所示。 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 7 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 表 4.6 引脚定义 类型 示意图 引脚定义 表 4.7 信号定义 功能接口 CANFD0~CANFD3 信号定义 信号描述 CANFD_L CANFD 数据收发差分反相信号 CANFD_GND CANFD 隔离地 CANFD_H CANFD 数据收发差分正相信号 7 CANFD_FG 屏蔽地 5 NC 不连接 1、4、8、9 表 4.8 最小值 通讯波特率 节点数 隐性电平（逻辑 1） 差分电平 2 3、6 CANFD-Bus 接口规格 参数 显性电平（逻辑 0） 引脚序号 典型值 最大值 单位 bps pcs 3.5 1.5 2.5 2.5 2 0 1M 110 4.5 2 3 3 3.1 0.05 18 +100 5k CANFDH CANFDL CANFDH CANFDL 显性（逻辑 0） 隐性（逻辑 1） 2.75 0.5 2 2 1.2 -0.5 -18 -100 3500 总线引脚最大耐压 总线瞬时电压 隔离电压（直流） V V 图 4.2 高速 CANFD 典型网络连接示意图 CANFD 总线采用平衡传输。ISO11898-2 规定：在高速 CANFD 网络中，需要在网络终 端节点处接入 120Ω终端电阻，用于消除总线上的信号反射，避免信号失真。高速 CANFD 网络拓扑如图 4.2 所示。 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 8 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 该设备内置 120Ω终端电阻，可通过 ZCANPRO 中的网络配置工具来配置该终端电阻接 通或断开。详细操作请参照 5.5.2 章节。 注：总线通讯距离、通讯速率与现场应用相关，可根据实际应用和参考相关标准设计。 CANFD-Bus 电缆可以使用普通双绞线、屏蔽双绞线或标准总线通信电缆。远距离通讯时， 终端电阻值需要根据通讯距离以及线缆阻抗和节点数量选择合适值。 4.6 以太网接口 设备提供了 1 路以太网接口，接口物理形式为 RJ45 或 M12 端子（并联关系，PHY 为 一路） ，实现设备与 PC 机间的通讯。该接口 100/1000M 规范，接口示意图、信号定义如表 4.9。 表 4.9 以太网接口示意图 类型 示意图 RJ45 端子 M12 端子 4.7 车载以太网接口 设备提供了 1 路车载以太网接口，满足 OPEN Alliance BroadR-Reach 规范，接口物理形 式为 OPEN 端子，实现车载以太网通讯。该接口满足 10/100M 规范，接口示意图、信号定 义如表 4.10、表 4.11、图 4.3 所示。 表 4.10 车载以太网接口示意图 类型 示意图 5.08 端子 表 4.11 信号定义 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 9 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 功能接口 信号定义 信号描述 User Manual 引脚序号 P LAN1 数据收发差分正相信号 1 N LAN1 数据收发差分反相信号 2 LAN1 图 4.3 车载以太网典型网络连接示意图 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 10 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 5. 快速使用 5.1 设备连接 按照“产品硬件接口说明”章节中的接口说明连接好硬件，给设备上电即可让设备启动 运行。 5.2 软件安装 双击启动“ZCANPRO_Setup_Vxx.xx.xx.exe”ZCANPRO 安装包，按照安装指引安装软 件，安装完成后，启动“ZCANPRO”软件。 5.3 打开设备配置工具 ， 启动 ZACNPRO 后会弹出“设备管理”界面如图 5.1 所示，点击右上角的关闭按钮（“x”） 关闭“设备管理” 。 图 5.1 设备管理界面 点击 ZCANPRO 上方工具栏的“工具”选项，在弹出的列表中点击“网络设备配置工 具” ，如图 5.2 所示；打开“网络设备配置工具”如图 5.3 所示。 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 11 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 图 5.2 打开网络设备配置工具 图 5.3 网络设备配置工具 5.4 设备搜索 点击“网络设备配置”工具左上方的“搜索设备”选项，开始搜索网络内的 CANFDNET 设备，等待搜索结束后，在设备列表中会显示连接在网络上的设备。点击具体的设备，可以 在配置工具的右边查看或修改当前设备的配置信息。 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 12 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 图 5.4 网络设备配置工具界面 5.5 设备基本配置 设备在首次使用时需要根据需求，配置对应通道参数、网络参数和 CAN(FD)转以太网 参数。 5.5.1 配置网络参数 CANFDNET 设备在使用“转发以太网”功能时，要求设备和 PC 之间处于同一个网段中， 以确保 TCP/UDP 连接能正常通信。根据需要修改“通用以太网”配置项。 图 5.5 “通用以太网”配置项 1. 配置 DHCP 使能选项： 根据需要决定是否使能 DHCP 自动获取 IP 功能， 使能 DHCP 自动获取 IP 后，需要在网络上有 DHCP 服务器设备才能成功获取 IP 地址等相关信 息。 2. 配置 IP：配置设备的 IP 地址。 3. 配置子网掩码：指明设备 IP 所在的子网。 4. 配置网关：设备的网关地址。 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 13 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 5.5.2 配置 CAN(FD)通道参数 CANFDNET 设备有 4 个 CAN(FD)通道，每个通道都需要独立配置。 根据需要修改“CANx 配置”配置项。 图 5.6 CAN 通道配置界面 1. 选择控制器类型：通道设备通道接入总线的协议标准。 2. 选择工作模式：正常模式和只听模式；通道工作在只听模式时，控制器不会往总线 上发送数据（包括应答位） 。 3. 选择波特率：通道工作在 CAN 模式下，只需要配置“仲裁域波特率”即可，按需 选择波特率；通道工作在 CANFD 模式下，需要另外配置“数据域波特率”；当波 特率列表中的选项均不符合需求时，可以使用自定义波特率，在波特率计算器中计 算波特率的参数后，将结果复制到“自定义波特率”配置项中。 4. 选择终端电阻使能：根据总线上的阻抗匹配情况决定是否需要使能终端电阻，使能 终端电阻后，会在总线上并联接入一个 120 欧姆的电阻；接入终端电阻后，会改变 总线上的阻抗情况，如果不清楚是否需要接入，建议不使能。 5.5.3 配置 CAN(FD)转以太网参数 CANFDNET 设备支持 16 路以太网转发配置功能，点击“CAN(FD)转以太网”选项会 弹出“CAN(FD)转以太网”配置界面。 图 5.7 “CAN(FD)转以太网”选项 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 14 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 图 5.8 “CAN(FD)转以太网”配置界面 1. 配置工作模式：设定设备工作的模式，可以设定“TCP 服务器”、“TCP 客户端” 和“UDP”三种模式。 2. 配置本地端口：设定设备的本地端口，设为 0 时由系统默认分配。 3. 配置目标地址：当工作在 TCP 服务器时，不需要配置目标地址，工作在其他模式 时，目标地址为远程 TCP 服务器或 UDP 的地址。 4. 配置目标端口：当工作在 TCP 服务器时，不需要配置目标端口，工作在其他模式 时，目标地址为远程 TCP 服务器或 UDP 监听的端口号。 5. 使能转发配置：配置完参数后，将当前配置项最左侧的复选框选中即可。 5.5.4 下载配置 修改完配置参数后，在配置项“密码操作”的“当前密码”选项框中输入密码（默认： 88888） 如图 5.9 所示，点击配置参数界面上方的“提交更改”按钮即可将配置下载到设备 中，修改配置成功后，会提示“修改成功”，如图 5.10 所示。 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 15 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 图 5.9 输入设备密码 图 5.10 修改成功提示 5.6 连接 ZCANPRO 退出“网络设备配置工具”后，回到 ZCANPRO 软件，点击上方选项栏中的“设备管 理” ，会进入“设备管理”界面，在“类型”下拉列表中选择“CANFDNET-400U-XXX”， 具体设备需要与 5.5.3 配置 CAN(FD)转以太网参数章节中配置的工作模式相匹配。点击“打 开设备” 。 图 5.11 ZCANPRO 打开设备 打开设备后，点击“启动” ，在启动界面中，按照 5.5.3 配置 CAN(FD)转以太网参数章 节中配置的参数设置后，点击“确认”后，即可按照 ZCANPRO 的使用方法收发 CAN(FD) 数据。 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 16 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 图 5.12 启动设备 ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 17 CANFDNET-400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器用户手册 User Manual 6. 免责声明 本着为用户提供更好服务的原则，广州立功科技股份有限公司（下称“立功科技”）在 本手册中将尽可能地为用户呈现详实、准确的产品信息。但介于本手册的内容具有一定的时 效性，立功科技不能完全保证该文档在任何时段的时效性与适用性。立功科技有权在没有通 知的情况下对本手册上的内容进行更新，恕不另行通知。为了得到最新版本的信息，请尊敬 的用户定时访问立功科技官方网站或者与立功科技工作人员联系。感谢您的包容与支持！ ©2019 Guangzhou ZLG Microelectronics Technology Corp.,Ltd. 18