配置控制器局域网络(CAN)位时序优化系统性能

1、配置控制器局域网络(can)位时序，优化系统性能总传扬延迟由通过电缆、两个can控制器i/o和两个can收发器的双向传扬时光构成。can控制器i/o并不是传扬延迟的主要贡献者，往往可以忽视不计，但举行彻底评估时必需予以考虑。循环时光由从txd到canh/canl、再回到rxd的传扬延迟构成。电缆传扬延迟取决于电缆和距离，典型值为5 ns/m。在较低数据速率下，允许的位时光较长，因此，传扬延迟（及电缆距离）也可能变长。在最高标准can数据速率（即1 mbps）下，允许的传扬延迟更受限制，尽管iso 11898-2标准规定，在总线长40米时，可支持1 mbps的数据速率。隔离的影响隔离条件下，在计

2、算双向传扬延迟时，必需考虑额外的因素。相比光耦合器，数字隔离器可削减传扬延迟，但即使是最快的隔离式can收发器在这方面也与较慢的非隔离式收发器相当。假如允许的总传扬延迟保持不变，隔离系统中，最大电缆长度较短，但可以重新配置can控制器，以提高允许的总传扬延迟。传扬延迟的补偿为了补偿因较长总线或隔离增强的传扬延迟，必需为can控制器设置与时序和同步相关的特定参数。在配置控制器时，不只是挑选一个数据速率，而是要设置打算着控制器所用位时光的变量。面对振荡器或内部时钟的波特率预分频器(brp)设置时光量子(tq)，位时光为tq的倍数。振荡器的硬件挑选，以及brp和每位时光tq数的软件配置设定数据速率。

3、控制器的位时光分为三个或四个时光段，3所示。每位时光的tq总数包括一个同步以及传扬延迟(prop)、相位段1 (ps1)和相位段2 (ps2)的设定数量。有时候，会把prop和ps1加起来。配置调整采样点，以支持传扬延迟和再同步。把采样点设在位时光的稍后部分可以支持更长的传扬延迟，但就如总数据速率一样，采样点取决于其他时序变量，这些变量都有自己的限制。例如，内部时钟/振荡器可能固定不变，只能用法整数brp和tq数。因此，特定电缆长度要求的抱负数据速率可能根本无法实现，因此，必需缩短电缆，或者降低数据速率。再同步会使ps1加长，ps2缩短，加长量和缩短量为同步跳宽(sjw)规定的tq数，因此，p

4、s2不得短于sjw。 sjw所需tq数取决于can控制器的时钟容差，对于sjw和ps2，晶振普通支持最小tq数。can控制器的配置为了实现节点间时序牢靠、同步牢靠的稳健网络，系统必需能承受所选数据速率和can控制器时钟条件下的传扬延迟。假如不能，可以挑选降低数据速率、缩短总线或者用法不同的can控制器时钟速率。配置过程包括以下三个步骤。第一步： 检查时钟和预分频器匹配数据速率先核实在给定目标数据速率和can控制器时钟条件下，有哪些可能的配置。tq间隔必需基于时钟和各种brp值计算，可能组合惟独那些tq间隔为位时光的整数倍的组合。按照所处系统设计阶段，也可能考虑其他can控制器时钟速率。在表1所

5、示计算示例中，给定的最大数据速率为1 mbps，用法的是一个 mcp2515自立can控制器和一个内置can控制器的a-bf548 blackfin 处理器。mcp2515 fosc 取决于所用法的外部硬件振荡器，而adsp-bf548 fsclk 则取决于硬件clkin和内部pll设置（vco的clkin乘数，sclk的vco分频）。惟独can控制器时钟和brp（整数个tq）的某些组合支持1 mbps的数据速率，如粗体所示。 这会限制位时序的设置，因此一旦挑选某个总线数据速率，惟独部分选项可用。表1. 给定f和brp时1 mbps速率下的tq数mcp2515: 1 mbps速率下的tq数fo

6、scbrp = 1brp = 2brp = 3brp = 44020106.667538199.56.3334.7530157.553.75201053.3332.51052.51.6671.25adsp-bf548: 1 mbps速率下的tq数fsclkbrp = 5brp = 6brp = 7brp = 813326.622.1671916.6251002016.66714.28612.550108.33337.1436.254086.6675.7145其次步： 确定位段配置下一步是确定每个位段要求的tq数。最困难的状况是在1 mbps的数据速率下支持最大传扬延迟，例如，电缆长40米，隔离

7、式节点。抱负状况下，应对位时光段举行配置，使采样点在位中尽量晚。在表1中，对于每个整数的tq总数，一个tq必需提供应sync段，ps2（或tseg2）段必需足够大，以容纳can控制器信息处理时光（只要brp大于4，mcp2515为2 tq，adsp-bf548为小于1 tq）。另外，对于mcp2515，prop和ps1最多可以各有8 tq；对于adsp-bf548，tseg1 (prop + ps1)最多可以为16 tq。图4和图5分离展示了mcp2515和adsp-bf548的可能总tq配置，对于1 mbps速率条件下的有效时钟和brp组合，可支持最近采样点。mcp2515的最佳tq总数为1