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更新时间: 2023-03-29

CAN总线采样点对传输距离影响分析

　　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，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有：

　　(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。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，发送端发送两个“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。发送节点根据线与结果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 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。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

　　发送节点在发完CRC 场之后，会发出一位应答隙， 在这一位的时间内，接收节点应该输出显式位作为回应， 发送节点如果在应答隙内没有检测到有效的显式位，则会判定总线错误，所以限制CAN 总线系统信号传播延时上限的根本条件就是必须确保发送节点在应答隙内接收到有效的应答信号。满足这一根本条件，以 1 Mbit/s 波特率，单点采样模式为例，依据采样点在设置同步段、时间段1、时间段2 内的前后变化，当设置为75%位宽度时(即采样点位于距位起始的75%位宽度，为750 ns)， 在应答隙要使得发送节点采集到有效的显式位，理论上来讲，必须满足整个信号传播延时小于750 ns。即隔离器件、总线驱动器、线缆等的延时总和小于750ns才能保证应答有效，即确保所有的延时总小于等于位时间程序采样点位置百分比。