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CAN总线位定时参数的确定

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  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,取值区间[1,4])的值。位功能说明如表1所列。
  
  表1
  
  bit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0SJW.1SJW.0BRP.5BRP.4BRP.3BRP.2BRP.1BRP.0
  CAN的系统时钟周期TSCL,可以由BRP的数值为决定,计算公式如下:
  
  TSCL=2TCLK×BRP=2TCLK×(32BRP.5+16BRP.4+
  
  8BRP.3+4BRP.2+2BRP.1+1BRP.0+1)(3)

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