CAN收发器的改良和隔离器件引入,大大提高了通信的可靠性,但同时也引入了额外的延时,导致通信距离变短,或总线错误帧增加,本文以1Mbps波特率下的应用为例,对CAN总线信号延时做简要分析。
CAN总线传输距离的相关因素
1、ACK应答
CAN 总线采用多主通信模式、非破坏式总线仲裁机制。以标准数椐帧为例,从结构上看分成7段,分别为起始段、仲裁段、控制段、数椐段、CRC校验段、ACK应答段、帧结束段,如图1所示:
图1 标准数椐帧结构及应答
ACK段长度为2个位,包含应答间隙(ACK SLOT)和应答界定符(ACK DELIMITER)。在应答场里,发送站发送两个“隐性”位。当接收器正确地接收到有效的报文,接收器就会在应答间隙(ACK SLOT)期间(发送ACK信号)向发送器发送一“显性”的位以示应答。发送节点检测到总线呈显式状态时,就认为有节点进行了有效的应答并且自己所发出的帧是正常的。
2、CAN总线位时间组成
CAN网络通信位定时参数如图2所示。
图2 位定时示意图
CAN 总线通信中每一位的时间由4 部分组成,即同步段、传播段、相位缓冲段1、相位缓冲段2,划分为3段。
同步段:用于总线诸节点之间的同步;
时间段1:由传播段与相位段1组成,传播段用于补偿信号的物理传播延时;
时间段2:即相位缓冲段2,相位段1 和相位段2 用于补偿沿的相位误差。
在实际控制器设计中,通过调整时间段1、时间段2 的值可以改变对总线传播延时的补偿时间。
3、CAN总线延时理论分析