Tractors and machinery for agriculture and forestry -- Serial control and communications data network

ISO 11783 specifies a serial data network for control and communications on forestry or agricultural tractors and mounted, semi-mounted, towed or self-propelled implements. Its purpose is to standardize the method and format of transfer of data between sensors, actuators, control elements, and information-storage and -display units, whether mounted on, or part of, the tractor or implement. ISO 11783 also provides an open interconnect system for on-board electronic systems used by agriculture and forestry equipment. It is intended to enable electronic control units (ECUs) to communicate with each other, providing a standardized system. This document defines and describes the network's 250 kbit/s, twisted, non-shielded, quad-cable physical layer and an alternative cable and architecture named twisted pair physical layer (TPPL) based on a 250 kbit/s, un-shielded, twisted pair cable network layer which is fully backward compatible to twisted quad based machines and devices. NOTE Where not differently specified, requirements are valid for both twisted quad and TPPL.

Tracteurs et matériels agricoles et forestiers -- Réseaux de commande et de communication de données en série

L'ISO 11783 spécifie un réseau de données en série pour la commande et les communications de tracteurs forestiers ou agricoles et les outils portés, semi-portés, traînés ou automoteurs. Elle vise ŕ normaliser la méthode et le format du transfert de données entre capteurs, actionneurs, dispositifs de commande et unités de stockage et d'affichage de données, que ces éléments soient montés sur le tracteur ou l'outil, ou qu'ils en soient un composant. L'ISO 11783 propose également un systčme interconnecté ouvert pour les systčmes électroniques embarqués utilisés sur des matériels agricoles et forestiers. Elle vise ŕ permettre la communication entre unités de commande électroniques (UCE) en proposant un systčme normalisé. Le présent document définit et décrit une couche physique ŕ câble ŕ quatre conducteurs torsadés non blindé, pour une vitesse de transfert de 250 kbit/s, ainsi qu'une architecture alternative appelée couche physique ŕ paires torsadées (TPPL), basée sur une couche réseau ŕ câble ŕ paires torsadées non blindé, pour une vitesse de transfert de 250 kbit/s, et son câble, entičrement rétrocompatible avec les machines et dispositifs ŕ câble ŕ quatre conducteurs torsadés. NOTE Sauf spécification différente, les exigences sont valables aussi bien pour la couche physique ŕ quatre conducteurs torsadés que pour la couche physique ŕ paires torsadées (TPPL).

General Information

Status
Published
Publication Date
31-Mar-2019
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
21-Feb-2019
Completion Date
01-Apr-2019
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ISO 11783-2:2019 - Tractors and machinery for agriculture and forestry -- Serial control and communications data network
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ISO 11783-2:2019 - Tracteurs et matériels agricoles et forestiers -- Réseaux de commande et de communication de données en série
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11783-2
Third edition
2019-04
Tractors and machinery for
agriculture and forestry — Serial
control and communications data
network —
Part 2:
Physical layer
Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de
commande et de communication de données en série —
Partie 2: Couche physique
Reference number
ISO 11783-2:2019(E)
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 11783-2:2019(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2019

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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

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Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 11783-2:2019(E)
Contents Page

Foreword ..........................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Abbreviated terms .............................................................................................................................................................................................. 2

5 General requirements ..................................................................................................................................................................................... 2

5.1 Network physical layer .................................................................................................................................................................... 2

5.2 Physical media ......................................................................................................................................................................................... 2

5.3 Differential voltage .............................................................................................................................................................................. 3

5.4 Bus ..................................................................................................................................................................................................................... 3

5.4.1 Levels ......................................................................................................................................................................................... 3

5.4.2 Voltage range ....................................................................................................................................................................... 3

5.4.3 Bus termination ................................................................................................................................................................ 3

5.5 Resistance and capacitance .......................................................................................................................................................... 6

5.5.1 Internal resistance (R ), capacitance (C ) ............................................................................................... 6

in in

5.5.2 Differential internal resistance (R ), capacitance (C ) ........................................................... 6

diff diff

5.5.3 Weak termination for stubs .................................................................................................................................... 7

5.6 Bit time........................................................................................................................................................................................................... 7

5.7 AC parameters ......................................................................................................................................................................................... 7

6 Bus segment specifications ....................................................................................................................................................................... 8

6.1 Twisted quad bus segment ........................................................................................................................................................... 8

6.2 TPPL bus segment ................................................................................................................................................................................ 9

7 Electrical specifications ................................................................................................................................................................................ 9

7.1 Electrical data .......................................................................................................................................................................................... 9

7.1.1 General...................................................................................................................................................................................... 9

7.1.2 Absolute maximum ratings ..................................................................................................................................... 9

7.1.3 DC parameters ................................................................................................................................................................... 9

7.1.4 Bus voltages (operational) ...................................................................................................................................13

7.1.5 Electrostatic discharge (ESD) ............................................................................................................................13

7.2 Physical media parameters .......................................................................................................................................................14

7.2.1 Ushielded twisted quad cable ............................................................................................................................14

7.2.2 Unshielded twisted pair .........................................................................................................................................15

7.3 Topology of twisted quad physical layers .....................................................................................................................16

7.3.1 ECU connection to TBC_PWR and TBC_RTN .........................................................................................17

7.3.2 Power for TBC_PWR and TBC_RTN .................. .............................................................................................18

7.4 Topology of twisted pair physical layer ..........................................................................................................................18

7.4.1 General...................................................................................................................................................................................18

7.4.2 Simple stub ........................................................................................................................................................................18

7.4.3 Compound stub ..............................................................................................................................................................19

7.4.4 Multiple splice .................................................................................................................................................................19

7.5 TBC parameters ...................................................................................................................................................................................20

7.6 Connectors ...............................................................................................................................................................................................21

7.6.1 General...................................................................................................................................................................................21

7.6.2 Bus extension connector ........................................................................................................................................23

7.6.3 Implement bus breakaway connector ........................................................................................................25

7.6.4 In-cab connector ...........................................................................................................................................................34

7.6.5 Diagnostic connector.................................................................................................................................................38

8 Conformance tests ...........................................................................................................................................................................................43

8.1 General requirements ....................................................................................................................................................................43

8.2 Internal resistance ............................................................................................................................................................................44

© ISO 2019 – All rights reserved iii
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ISO 11783-2:2019(E)

8.3 Internal differential resistance ......... ......................................................................................................................................45

8.4 ECU recessive input threshold ................................................................................................................................................45

8.5 ECU dominant input threshold ..............................................................................................................................................46

8.6 ECU dominant output .....................................................................................................................................................................46

8.7 ECU internal delay time ................................................................................................................................................................47

9 Bus failure and fault confinement ...................................................................................................................................................48

9.1 General ........................................................................................................................................................................................................48

9.2 Loss of network connection ......................................................................................................................................................48

9.3 Node power or ground loss .......................................................................................................................................................48

9.4 Reaction to power-supply voltage disturbances ....................................................................................................49

9.5 Network disruption during connection, disconnection or power-up ..................................................49

9.6 Open and short failures ................................................................................................................................................................49

Annex A (informative) Protocol controller timing and naming ............................................................................................53

Annex B (informative) Examples of physical layer circuits ........................................................................................................57

Annex C (informative) Optional ECU stub connector ........................................................................................................................64

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................66

iv © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 11783-2:2019(E)
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.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. The different approval criteria needed for the different

types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial

rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).

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. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following

URL: www .iso .org/iso/foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 23, Tractors and machinery for agriculture

and forestry, Subcommittee SC 19, Agricultural electronics.

This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 11783-2:2012), which has been

technically revised. It also incorporates the Technical Corrigendum ISO 11783-2:2012/Cor 1:2012. The

main changes compared to the previous edition are as follows:

— inclusion of physical layer aspects previously listed in other documents of the ISO 11783 series;

— addition of a twisted pair physical layer;

— updates to parameters of the physical layer components to reflect the current state of art;

— updates to test criteria to verify the conformance of implementations to this document.

A list of all the parts in the ISO 11783 series can be found on the ISO website.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
© ISO 2019 – All rights reserved v
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ISO 11783-2:2019(E)
Introduction

ISO 11783-1 to ISO 11783-14 specify a communications system for agricultural equipment based on the

[1]

ISO 11898 protocol. SAE J1939 documents, on which parts of ISO 11783 are based, were developed

jointly for use in truck and bus applications and for construction and agricultural applications.

Joint documents were completed to allow electronic units that meet the truck and bus SAE J1939

specifications to be used by agricultural and forestry equipment with minimal changes. General

information on the ISO 11783 series is to be found in ISO 11783-1.
vi © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 11783-2:2019(E)
Tractors and machinery for agriculture and forestry —
Serial control and communications data network —
Part 2:
Physical layer
1 Scope

ISO 11783 specifies a serial data network for control and communications on forestry or agricultural

tractors and mounted, semi-mounted, towed or self-propelled implements. Its purpose is to standardize

the method and format of transfer of data between sensors, actuators, control elements, and information-

storage and -display units, whether mounted on, or part of, the tractor or implement. ISO 11783 also

provides an open interconnect system for on-board electronic systems used by agriculture and forestry

equipment. It is intended to enable electronic control units (ECUs) to communicate with each other,

providing a standardized system.

This document defines and describes the network’s 250 kbit/s, twisted, non-shielded, quad-cable

physical layer and an alternative cable and architecture named twisted pair physical layer (TPPL) based

on a 250 kbit/s, un-shielded, twisted pair cable network layer which is fully backward compatible to

twisted quad based machines and devices.

NOTE Where not differently specified, requirements are valid for both twisted quad and TPPL.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements 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 1724, Road vehicles — Connectors for the electrical connection of towing and towed vehicles — 7-pole

connector type 12 N (normal) for vehicles with 12 V nominal supply voltage

ISO 11783-1, Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control and communications

data network — Part 1: General standard for mobile data communication
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11783-1 and the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
ECU Type I
electronic control unit without internal termination
© ISO 2019 – All rights reserved 1
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ISO 11783-2:2019(E)
3.2
ECU Type I WEAK

electronic control unit with a weak split termination centrally coupled to ECU_GND with a capacitor

and that can be used for stubs only
Note 1 to entry: See 5.5.3.
3.3
ECU Type II

electronic control unit with internal bus termination that can be used only at one or each end of the bus

Note 1 to entry: See 5.4.3.2.
3.4
twisted pair physical layer
TPPL

250 kbit/s, unshielded, twisted pair cable-based network layer intended to be used as an alternate to

the twisted quad physical layer and that is backward compatible with machines based on a twisted

quad physical layer
3.5
machine

forestry or agricultural tractor or mounted, semi-mounted, towed or self-propelled implement

3.6
twisted quad physical layer
TQPL
250 kbit/s, unshielded, twisted quad cable-based network layer
4 Abbreviated terms
IBBC Implement Bus Breakaway Connector
IBBP Implement Bus Breakaway Plug
5 General requirements
5.1 Network physical layer

The physical layer of a network is the realization of the electrical connection of several electronic

control units (ECUs) to a bus segment of the network. The total number of ECUs connected is limited by

the electrical loads on the bus segment. In accordance with the electrical parameters specified by this

document, the limit shall be 30 ECUs per segment.
5.2 Physical media
This document defines two types of physical media.

a) TQPL: composed by four conductors, two of them, designated CAN_H and CAN_L, are driven with

the communications signals. The names of the ECU pins corresponding to these conductors are

also designated CAN_H and CAN_L. The third and fourth conductors, designated TBC_PWR and

TBC_RTN, provide power for the terminating bias circuits (TBCs) on the bus segments.

b) TPPL: physical media of twisted pair cable as described in SAE J1939-15. The conductors,

designated CAN_H and CAN_L, are driven with the communications signals. The names of the ECU

pins corresponding to these conductors are also designated CAN_H and CAN_L.
2 © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 11783-2:2019(E)
5.3 Differential voltage

The voltages of CAN_H and CAN_L relative to the ECU_GND of each ECU are denoted by V and

CAN_H
V . The differential voltage, V , between V and V is defined by Formula (1):
CAN_L diff CAN_H CAN_L
VV=−V (1)
diff CAN_HCAN_L
5.4 Bus
5.4.1 Levels
5.4.1.1 General

The bus signal lines can be at one of two levels, and in one or the other of the two logical states, recessive

or dominant (see Figure 1). In the recessive state, V and V are fixed at a bias voltage level.

CAN_H CAN_L

V is approximately zero on a terminated bus. The recessive state is transmitted during bus idle when

diff

all the nodes CAN drivers are off. The dominant state is transmitted when any of the node CAN drivers

is on. The dominate state is represented by a differential voltage greater than a minimum threshold

which is detected by the nodes CAN receiver circuits. The dominant state overwrites the recessive state

and is transmitted when there is a dominant bit. (See also Clause 6).
Key
1 recessive
2 dominant

Figure 1 — Physical bit representation of recessive and dominant levels or states

5.4.1.2 During arbitration

During arbitration, a recessive and a dominant bit imposed on the bus signal lines during a given bit

time by two or more ECUs results in a dominant bit.
5.4.2 Voltage range

The bus voltage range is defined by the maximum and minimum acceptable voltage levels of CAN_H and

CAN_L, measured with respect to the ECU_GND of each ECU, for which proper operation is guaranteed

when all ECUs are connected to bus signal lines.
5.4.3 Bus termination
5.4.3.1 Twisted quad bus segment

The bus signal lines of a twisted quad bus segment are electrically terminated at each end by a

terminating bias circuit. When a nodes CAN driver is on, a current (I) flow is induced that is either sunk

by the CAN_H termination or is sourced by the CAN_L termination. This TBC shall be located externally

from the ECU, to ensure bus bias and termination when the ECU is disconnected (see Figure 2).

© ISO 2019 – All rights reserved 3
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ISO 11783-2:2019(E)
Key
1 ECU No. 1
2 ECU No. n
3 twisted quad cable
4 terminating bias circuit (TBC)
5 power for TBC_PWR and TBC_RTN
Figure 2 — Physical layer functional diagram
5.4.3.2 Twisted pair physical layer bus segment

The bus signal lines of a TPPL bus segment are electrically terminated at each end with a passive load

resistor denoted by R where R = 120 Ω.
L L
This document recommends that R be located external to ECUs.

If a Type II ECU is used for terminating the bus segment, that ECU shall contain the bus termination

resistor (see Figure 5) and shall be located at one or both ends of an ISO 11783-2 bus system only.

Type II ECUs shall be clearly marked. A Type II ECU shall only be used at an end of the bus, even when

the machine is attached to another machine by an IBBC.
Type II ECUs shall only be powered by ECU_PWR/ECU_GND.
See Figures 3 and 4.
4 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 11783-2:2019(E)
Key
1 ECU Type I No. 1
2 ECU Type I No. n
3 unshielded twisted pair
4 terminating resistors R
Figure 3 — TPPL functional diagram
Key
1 ECU Type I
2 ECU Type II with internal R
3 unshielded twisted pair

Figure 4 — Physical layer functional diagram (one side) with ECU Type II as a termination

Key
1 ECU Type II
2 60 Ω resistors R /2
3 coupling capacitor C
Figure 5 — Split termination
© ISO 2019 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 11783-2:2019(E)
5.5 Resistance and capacitance
5.5.1 Internal resistance (R ), capacitance (C )
in in

The internal resistance, R , of an ECU is defined as the resistance between CAN_H or CAN_L and

ground (ECU_GND) in the recessive state, with the ECU disconnected from the bus signal line. The

measurement shall be made with the ECU both powered and unpowered, and the minimum value used

to confirm compliance.

The internal capacitance, C , of an ECU is defined as the capacitance between CAN_H or CAN_L and ECU_

GND during the recessive state, with the ECU disconnected from the bus signal line. The measurement

shall be made with the ECU both powered and unpowered, and the maximum value used to confirm

compliance.
ECU internal resistance and capacitance are illustrated by Figure 6.
Key
1 ECU
Figure 6 — Internal resistance and capacitance of ECU in recessive state
5.5.2 Differential internal resistance (R ), capacitance (C )
diff diff

The differential internal resistance, R , is defined as the resistance seen between CAN_H and CAN_L

diff

in the recessive state, with the ECU disconnected from the bus signal line. The measurement shall be

made with the ECU both powered and unpowered, and the minimum value used to confirm compliance.

The differential internal capacitance, C , of an ECU is defined as the capacitance seen between

diff

CAN_H and CAN_L during the recessive state, with the ECU disconnected from the bus signal lines

(see Figure 7). The measurement shall be made with the ECU both powered and unpowered, and the

maximum value used to confirm compliance.

ECU differential internal resistance and capacitance are illustrated by Figure 7.

6 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 11783-2:2019(E)
Key
1 ECU

Figure 7 — Differential internal resistance and capacitance of ECU in recessive state

5.5.3 Weak termination for stubs

For higher immunity and better EMC performance, TPPL nodes which are connected to the bus can

optionally be realized by using ECU Type I WEAK equipped with a split-termination configuration.

Where an ECU Type I WEAK is used, this document recommends the termination is realized by a split-

termination of minimum 750 Ω + 750 Ω with a 47 nF capacitor coupled with ECU_GND. The total number

of Type I WEAK ECUs used on a single machine shall not exceed 3 units.

With reference to 7.6.3.7, where an ECU is powered by the PWR/GND circuit, the split termination of an

ECU Type I WEAK shall be coupled with GND.
5.6 Bit time

The bit time, t , is defined as the duration of one bit. Bus management functions executed within this

duration, such as protocol controller synchronization, network transmission delay compensation

and sample point positioning, are defined by the programmable bit timing logic of the CAN protocol-

controller integrated circuit (IC). Bit time conforming to this document is 4 µs, which corresponds to a

data rate of 250 kbit/s. Bit time selection generally demands the use of crystal oscillators at all nodes so

that the clock tolerance given in Table 1 can be achieved.

A reliable ISO 11783 network shall be able to be constructed with ECUs from different suppliers.

ECUs from different suppliers cannot properly receive and interpret valid messages without timing

restrictions achieved by specific timing requirements for the bit timing registers in each protocol

controller. Moreover, there are substantial differences between the bit segments used by protocol-

controller IC manufacturers.

The physical signalling sub-layer entity shall be configured to support a bit rate of 250 kbit/s.

Additionally, the following settings shall be configured:
— single sample point method as defined in ISO 11898-1;
— sample point at 80 % ± 3 % of the bit time.

See Annex A for more information on protocol timing and naming, and a detailed description of bit timing.

5.7 AC parameters

Table 1 defines the AC parameters for an ECU disconnected from the bus. The timing parameters also

apply for an ECU connected to
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 11783-2
Troisième édition
2019-04
Tracteurs et matériels agricoles et
forestiers — Réseaux de commande
et de communication de données en
série —
Partie 2:
Couche physique
Tractors and machinery for agriculture and forestry — Serial control
and communications data network —
Part 2: Physical layer
Numéro de référence
ISO 11783-2:2019(F)
ISO 2019
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ISO 11783-2:2019(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Publié en Suisse
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ISO 11783-2:2019(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Termes abrégés ...................................................................................................................................................................................................... 2

5 Exigences générales .......................................................................................................................................................................................... 2

5.1 Couche physique du réseau ......................................................................................................................................................... 2

5.2 Support physique .................................................................................................................................................................................. 2

5.3 Tension différentielle ......................................................................................................................................................................... 3

5.4 Bus ..................................................................................................................................................................................................................... 3

5.4.1 Niveaux ..................................................................................................................................................................................... 3

5.4.2 Plage de tensions ............................................................................................................................................................. 3

5.4.3 Terminaison de bus ....................................................................................................................................................... 4

5.5 Résistance et capacité ....................................................................................................................................................................... 6

5.5.1 Résistance interne (R ), capacité interne (C )..................................................................................... 6

in in

5.5.2 Résistance interne différentielle (R ), capacité interne différentielle (C ) ........... 6

diff diff

5.5.3 Terminaison faible pour tronçons de ligne ............................................................................................... 7

5.6 Durée d’un bit .......................................................................................................................................................................................... 7

5.7 Paramètres en courant alternatif ............................................................................................................................................ 8

6 Spécifications relatives aux segments de bus......................................................................................................................... 8

6.1 Segment de bus à quatre conducteurs torsadés ........................................................................................................ 8

6.2 Segment de bus de la couche physique à paires torsadées .............................................................................. 9

7 Spécifications électriques ........................................................................................................................................................................... 9

7.1 Données électriques ........................................................................................................................................................................... 9

7.1.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 9

7.1.2 Valeurs absolues maximales .................................................................................................................................. 9

7.1.3 Paramètres en courant continu ........................................................................................................................10

7.1.4 Tensions du bus (tensions de service) .......................................................................................................13

7.1.5 Décharge électrostatique .......................................................................................................................................14

7.2 Paramètres du support physique .........................................................................................................................................14

7.2.1 Câble à quatre conducteurs torsadés ..........................................................................................................14

7.2.2 Paire torsadée non blindée ..................................................................................................................................15

7.3 Topologie des couches physiques à quatre conducteurs torsadés ..........................................................17

7.3.1 Connexion d’une UCE à TBC_PWR et TBC_RTN..................................................................................18

7.3.2 Alimentation de TBC_PWR et de TBC_RTN ............................................................................................19

7.4 Topologie de la couche physique à paires torsadées .........................................................................................19

7.4.1 Généralités .........................................................................................................................................................................19

7.4.2 Tronçon de ligne simple .........................................................................................................................................19

7.4.3 Tronçon de ligne composé ....................................................................................................................................20

7.4.4 Jonction de fils multiple ..........................................................................................................................................21

7.5 Paramètres du circuit de polarisation de terminaison (TBC) .....................................................................22

7.6 Connecteurs ............................................................................................................................................................................................23

7.6.1 Généralités .........................................................................................................................................................................23

7.6.2 Connecteur d’extension de bus ........................................................................................................................25

7.6.3 Connecteur côté tracteur pour l'outil (IBBC) .......................................................................................27

7.6.4 Connecteur cabine .......................................................................................................................................................36

7.6.5 Connecteur de diagnostic ......................................................................................................................................40

8 Essais de conformité ......................................................................................................................................................................................45

8.1 Exigences générales .........................................................................................................................................................................45

8.2 Résistance interne .............................................................................................................................................................................46

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ISO 11783-2:2019(F)

8.3 Résistance interne différentielle ...........................................................................................................................................47

8.4 Seuil d’entrée récessif d’une UCE .........................................................................................................................................47

8.5 Seuil d’entrée dominant d’une UCE ...................................................................................................................................48

8.6 Sortie dominante d’une UCE ....................................................................................................................................................49

8.7 Temps de retard interne d’une UCE ...................................................................................................................................49

9 Erreurs de bus et confinement des défaillances ..............................................................................................................50

9.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................50

9.2 Déconnexion du réseau ................................................................................................................................................................51

9.3 Perte de puissance du nœud ou perte de la masse ...............................................................................................51

9.4 Réaction aux perturbations de l’alimentation électrique ...............................................................................51

9.5 Rupture du réseau lors de la connexion, de la déconnexion ou de la mise sous tension .....51

9.6 Coupures et courts-circuits .......................................................................................................................................................51

Annexe A (informative) Contrôleur de protocole: synchronisation et dénomination ...................................55

Annexe B (informative) Exemples de circuits de couche physique ....................................................................................59

Annexe C (informative) Connecteur d’UCE facultatif sur tronçon de ligne ................................................................66

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................68

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ISO 11783-2:2019(F)
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 (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/directives).

L’attention est attirée 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. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion

de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 23, Tracteurs et matériels agricoles et

forestiers, sous-comité SC 19, Électronique en agriculture.

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 11783-2:2012), qui a fait l’objet

d’une révision technique. Elle comprend également le Corrigendum technique ISO 11783-2:2012/

Cor 1:2012. Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:

— inclusion des aspects liés à la couche physique énumérés auparavant dans d’autres documents de la

série ISO 11783;
— ajout d’une couche physique à paires torsadées;

— mises à jour des paramètres des composants de la couche physique pour refléter le progrès

technologique;

— mises à jour des d’essai pour vérifier la conformité des mises en œuvre du présent document.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 11783 se trouve sur le site web de l’ISO.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/fr/members .html.
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ISO 11783-2:2019(F)
Introduction

Les ISO 11783-1 à ISO 11783-14 spécifient un système de communications destiné aux matériels

[1]

agricoles, fondé sur le protocole de l’ISO 11898. Les documents SAE J1939, sur lesquels certaines

parties de l’ISO 11783 se fondent, ont été élaborés conjointement pour une utilisation dans des

applications de camions et de bus, ainsi que pour des applications de construction et d’agriculture.

Des documents communs ont été élaborés pour permettre l’utilisation, sur des matériels agricoles et

forestiers, d’unités électroniques conformes aux spécifications SAE J1939 relatives aux camions et aux

bus, sans que des modifications majeures soient nécessaires. Des informations générales sur la série

ISO 11783 se trouvent dans l’ISO 11783-1.
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NORME INTERNATIONALE ISO 11783-2:2019(F)
Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de
commande et de communication de données en série —
Partie 2:
Couche physique
1 Domaine d’application

L’ISO 11783 spécifie un réseau de données en série pour la commande et les communications de

tracteurs forestiers ou agricoles et les outils portés, semi-portés, traînés ou automoteurs. Elle vise à

normaliser la méthode et le format du transfert de données entre capteurs, actionneurs, dispositifs

de commande et unités de stockage et d’affichage de données, que ces éléments soient montés sur

le tracteur ou l’outil, ou qu’ils en soient un composant. L’ISO 11783 propose également un système

interconnecté ouvert pour les systèmes électroniques embarqués utilisés sur des matériels agricoles et

forestiers. Elle vise à permettre la communication entre unités de commande électroniques (UCE) en

proposant un système normalisé.

Le présent document définit et décrit une couche physique à câble à quatre conducteurs torsadés non

blindé, pour une vitesse de transfert de 250 kbit/s, ainsi qu’une architecture alternative appelée couche

physique à paires torsadées (TPPL), basée sur une couche réseau à câble à paires torsadées non blindé,

pour une vitesse de transfert de 250 kbit/s, et son câble, entièrement rétrocompatible avec les machines

et dispositifs à câble à quatre conducteurs torsadés.

NOTE Sauf spécification différente, les exigences sont valables aussi bien pour la couche physique à quatre

conducteurs torsadés que pour la couche physique à paires torsadées (TPPL).
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences 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 1724, Véhicules routiers — Connecteurs pour liaisons électriques entre véhicules tracteurs et véhicules

tractés — Connecteur à 7 contacts de type 12 N (normal) pour les véhicules à tension nominale de 12 V

ISO 11783-1, Tracteurs et matériels agricoles et forestiers — Réseaux de commande et de communication

de données en série — Partie 1: Système normalisé général pour les communications de données avec les

équipements mobiles
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 11783-1 ainsi que les suivants,

s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https: //www .iso .org/obp;

— IEC Electropedia: disponible à l'adresse http: //www .electropedia .org/.
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ISO 11783-2:2019(F)
3.1
UCE du type I
unité de commande électronique sans terminaison interne
3.2
UCE du type I FAIBLE

unité de commande électronique avec terminaison à résistance faible divisée et couplée au centre à

ECU_GND par un condensateur et qui peut être utilisée uniquement pour des tronçons de ligne

Note 1 à l'article: Voir 5.5.3.
3.3
UCE du type II

unité de commande électronique avec terminaison de bus interne qui peut uniquement être utilisée à

une ou à chaque extrémité du bus
Note 1 à l'article: Voir 5.4.3.2.
3.4
couche physique à paires torsadées
TPPL

couche réseau à câble à paires torsadées non blindé, pour une vitesse de transfert de 250 kbit/s,

destinée à être utilisée comme alternative à la couche physique à quatre conducteurs torsadés et qui

est rétrocompatible avec les machines basées sur une couche physique à quatre conducteurs torsadés

3.5
machine
tracteur forestier ou agricole ou outil porté, semi-porté, traîné ou automoteur
3.6
couche physique à quatre conducteurs torsadés
TQPL

couche réseau à câble à quatre conducteurs torsadés non blindé, pour une vitesse de transfert de

250 kbit/s
4 Termes abrégés
IBBC connecteur côté tracteur pour l'outil
IBBP connecteur côté outil pour le tracteur
5 Exigences générales
5.1 Couche physique du réseau

La couche physique d’un réseau correspond au branchement électrique de plusieurs unités de

commande électroniques (UCE) sur un segment de bus d’un réseau. Le nombre total d’UCE est fonction

des charges électriques du segment de bus. Le nombre maximal d’UCE doit être de 30 pour un segment

donné, conformément aux paramètres électriques spécifiés dans le présent document.

5.2 Support physique
Le présent document définit deux types de support physique.

a) TQPL: composé de quatre conducteurs dont deux, CAN_H et CAN_L, sont les porteurs des signaux

de communication. Les broches correspondantes des UCE portent les mêmes noms, respectivement

CAN_H et CAN_L. Les deux autres conducteurs, désignés TBC_PWR et TBC_RTN, fournissent

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ISO 11783-2:2019(F)

l’électricité aux circuits de polarisation de terminaison (TBC, terminating bias circuit) de tous les

segments de bus.

b) TPPL: support physique à câble à paires torsadées basé sur la SAE J1939-15. Les conducteurs,

CAN_H et CAN_L, sont les porteurs des signaux de communication. Les broches correspondantes

des UCE portent les mêmes noms, respectivement CAN_H et CAN_L.
5.3 Tension différentielle

Le rapport entre la tension des conducteurs CAN_H et CAN_L et le conducteur ECU_GND de chaque UCE

est désigné respectivement par V et V . La tension différentielle, V , entre V et V

CAN_H CAN_L diff CAN_H CAN_L
est donnée par la Formule (1):
VV=−V (1)
diff CAN_HCAN_L
5.4 Bus
5.4.1 Niveaux
5.4.1.1 Généralités

Les lignes de signaux du bus peuvent être à l’un des deux niveaux et à l’un des deux états logiques,

un état dominant ou un état récessif (voir Figure 1). À l’état récessif, V et V sont fixés à un

CAN_H CAN_L

niveau de tension de polarisation. V est égale approximativement à zéro pour un bus pourvu d’une

diff

terminaison. L’état récessif est transmis lors d’une période d’inactivité du bus lorsque tous les pilotes

CAN des nœuds sont désactivés. L’état dominant est transmis lorsque l’un des pilotes CAN des nœuds

est activé. L’état dominant est défini par une tension différentielle supérieure à un seuil minimal qui est

détecté par les circuits de réception CAN des nœuds. L’état dominant est prioritaire sur l’état récessif; il

est transmis lors d’un bit dominant (voir aussi Figure 1).
Légende
1 récessif
2 dominant

Figure 1 — Représentation physique des bits aux niveaux ou états récessifs et dominants

5.4.1.2 Lors de l’arbitrage

Lorsqu’un bit dominant et un bit récessif sont imposés par deux UCE différentes ou plus sur les lignes de

signaux du bus pendant une durée de bit donnée, le bit dominant l’emporte.
5.4.2 Plage de tensions

La tension est comprise entre le niveau de tension maximal acceptable et le niveau de tension minimal

acceptable de CAN_H et CAN_L, mesurés par rapport à la masse (ECU_GND) de chaque UCE, dont le bon

fonctionnement est garanti dès lors que toutes les UCE sont connectées aux lignes de signaux du bus.

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ISO 11783-2:2019(F)
5.4.3 Terminaison de bus
5.4.3.1 Segment de bus à quatre conducteurs torsadés

Les lignes de signaux de bus de tous les segments du bus à quatre conducteurs torsadés possèdent

à chaque extrémité une terminaison électrique qui revêt la forme d’un circuit de polarisation de

terminaison. L’activation d’un pilote CAN des nœuds induit un flux de courant, I, qui est soit dissipé par

la terminaison CAN_H, soit alimenté par la terminaison CAN_L. Ce circuit de polarisation de terminaison

doit être monté de façon externe sur les UCE afin d’assurer la polarisation du bus et la terminaison des

lignes lorsque les UCE sont déconnectées (voir Figure 2).
Légende
1 UCE n 1
2 UCE n n
3 câble à quatre conducteurs torsadés
4 circuit de polarisation de terminaison (TBC)
5 alimentation de TBC_PWR et de TBC_RTN
Figure 2 — Diagramme fonctionnel de la couche physique
5.4.3.2 Segment de bus de la couche physique à paires torsadées

Les lignes de signaux du bus de tous les segments du bus de la TPPL possèdent à chaque extrémité une

terminaison électrique qui revêt la forme d’une résistance de charge passive désignée R , où R = 120 Ω.

L L
Le présent document recommande que R soit située à l’extérieur des UCE.

En cas d’utilisation d’une UCE du type II en guise de terminaison du segment du bus, celle-ci doit contenir

la résistance de terminaison du bus (voir Figure 5) et doit être placée à l’une ou aux deux extrémités

d’un système de bus ISO 11783-2 uniquement. Les UCE du type II doivent être clairement marquées.

Une UCE du type II doit uniquement être utilisée à l’extrémité du bus, même lorsque la machine est

reliée à une autre machine par un IBBC.
Les UCE du type II doivent être uniquement alimentées par ECU_PWR/ECU_GND.
Voir Figure 3 et 4.
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ISO 11783-2:2019(F)
Légende
1 UCE du type I n 1
2 UCE du type I n n
3 paire torsadée non blindée
4 résistances de terminaison R
Figure 3 — Diagramme fonctionnel de TPPL
Légende
1 UCE du type I
2 UCE du type II avec R interne
3 paire torsadée non blindée

Figure 4 — Diagramme fonctionnel de la couche physique (une extrémité) avec une UCE du

type II faisant office de terminaison
Légende
1 UCE du type II
2 résistances R /2 de 60 Ω
3 condensateur de couplage C
Figure 5 — Terminaison à résistance divisée
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ISO 11783-2:2019(F)
5.5 Résistance et capacité
5.5.1 Résistance interne (R ), capacité interne (C )
in in

La résistance interne, R , d’une UCE est égale à la résistance observée à l’état récessif entre CAN_H (ou

CAN_L) et la masse, ECU_GND, de l’UCE, lorsque l’UCE est déconnectée de la ligne de signaux du bus.

Les mesurages doivent être effectués avec et sans alimentation de l’UCE. La valeur minimale doit être

utilisée pour confirmer la conformité.

La capacité interne, C , d’une UCE est égale à la capacité observée à l’état récessif entre CAN_H (ou

CAN_L) et la masse, ECU_GND, de l’UCE, lorsque l’UCE est déconnectée de la ligne de signaux du bus.

Les mesurages doivent être effectués avec et sans alimentation de l’UCE. La valeur maximale doit être

utilisée pour confirmer la conformité.
La résistance et la capacité internes de l’UCE sont illustrées à la Figure 6.
Légende
1 UCE
Figure 6 — Résistance et capacité internes d’une UCE à l’état récessif

5.5.2 Résistance interne différentielle (R ), capacité interne différentielle (C )

diff diff

La résistance interne différentielle, R , est égale à la résistance observée à l’état récessif entre CAN_H

diff

et CAN_L, lorsque l’UCE est déconnectée de la ligne de signaux du bus. Les mesurages doivent être

effectués avec et sans alimentation de l’UCE. La valeur minimale doit être utilisée pour confirmer la

conformité.

La capacité interne différentielle, C , est égale à la capacité observée à l’état récessif entre CAN_H

diff

et CAN_L, lorsque l’UCE est déconnectée de la ligne de signaux du bus (voir Figure 7). Les mesurages

doivent être effectués avec et sans alimentation de l’UCE. La valeur maximale doit être utilisée pour

confirmer la conformité.

La résistance et la capacité internes différentielles de l’UCE sont illustrées à la Figure 7.

6 © ISO 2019 – Tous droits réservés
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ISO 11783-2:2019(F)
Légende
1 UCE

Figure 7 — Résistance et capacité internes différentielles d’une UCE à l’état récessif

5.5.3 Terminaison faible pour tronçons de ligne

Pour une plus grande immunité et de meilleures performances en CEM, les nœuds de la TPPL qui sont

connectés au bus peuvent éventuellement être réalisés en utilisant l’UCE du type I FAIBLE équipée

d’une configuration à terminaison à résistance divisée. En cas d’utilisation d’une UCE du type I FAIBLE,

le présent document recomma
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.