CAN总线位定时参数的确定

时间:2013-08-04 01:11:27
染雾
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CAN总线位定时参数的确定

摘要:CAN通信中,波特率、位周期内取样点数和位置可以编程设置,这些设置为用户根据其应用优化网络通信性能提供了方便。优化位定时参数,能够保证信息同步,保证传输延迟和时钟误差在极端条件下进行恰当的错误检测。本文说明位定时参数的确定方法。

关键词:CAN总线 位定时 同步 延迟

引言

CAN总线是一种有效支持分布式控制和实时控制的、多主的异步串行通信网络。由于CAN总线具有较强的纠错能力,支持差分收发,适合高噪声环境,具有较远的传输距离,并且Philips和Intel等半导体公司都有支持CAN通信协议的集成器件。CAN总线已经在各个领域中得到了广泛应用。

在CAN通信协议中规定,通信波特率、每个位周期的取样位置和个数,都可以自行设定。这样的设计理念,为用户在自己的应用中,优化网络通讯性能提供了空间。为了通过设定位定时参数来优化网络通信性能,必须清楚位定时参数与参考时钟误差和系统内信号延迟的关系。如果位周期内的取样位置偏后,将能够容忍较大的信号传输延迟,相应的,总线传输距离可以延长;而如果周期内的取样位置接近中间,则可以容忍系统的节点间的参考时钟误差。但这显然是矛盾的,为了协调这种矛盾,必须对位定时参数进行优化位置。

图1 位周期结构图

通过对CAN总线位定时参数进行研究,找到矛盾的关键所在,就能够对其进行优化,从而提高通信系统的整体性能。下面以Philips公司的独立通信控制器SJA1000为例,进行研究。

1 相关定义

1.1 位周期的组成

波特率(fbit)是指单位时间内所传输的数据位的数量,一般取单位时间为1s。波特率由通信线上传输的一个数据位周期的长度(Tbit)决定,如下式所示。

Fbit=1/Tbit (1)

根据Philips公司的独立通信控制器,一个位周期由3个部分组成:同步段(tSYNC_SEG)、相位缓冲段1(tTSEG1)和相位缓冲段2(tTSEG2)。

Tbit=tSYNC_SEG+tTSEG1+tTSEG2 (2)

所有这些时间段,都有一个共同的时间单元——系统时钟周期(TSCL)。具体到SJA1000,TSCL由总线时序寄存器的值来确定。SJA1000有2个总线时序寄存器,即总线时序寄存器0(BTR0)和总线时序寄存器1(BTR1)。这2个寄存器有自己不同的功能定义,共同作用决定总线的通信波特率。

总线时序寄存器0 定义波

特率预设值BRP(共6位,取值区间[1,64]和同步跳转宽度SJW(共2位,取值区

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CAN总线位定时参数的确定

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