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CAN總線位定時(shí)參數(shù)的確定
摘要：CAN通信中，波特率、位周期內(nèi)取樣點(diǎn)數(shù)和位置可以編程設(shè)置，這些設(shè)置為用戶根據(jù)其應(yīng)用優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通信性能提供了方便。優(yōu)化位定時(shí)參數(shù)，能夠保證信息同步，保證傳輸延遲和時(shí)鐘誤差在極端條件下進(jìn)行恰當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤檢測(cè)。本文說明位定時(shí)參數(shù)的確定方法。關(guān)鍵詞：CAN總線 位定時(shí) 同步 延遲
引言
CAN總線是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的、多主的異步串行通信網(wǎng)絡(luò)。由于CAN總線具有較強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，支持差分收發(fā)，適合高噪聲環(huán)境，具有較遠(yuǎn)的傳輸距離，并且Philips和Intel等半導(dǎo)體公司都有支持CAN通信協(xié)議的集成器件。CAN總線已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。
在CAN通信協(xié)議中規(guī)定，通信波特率、每個(gè)位周期的取樣位置和個(gè)數(shù)，都可以自行設(shè)定。這樣的設(shè)計(jì)理念，為用戶在自己的應(yīng)用中，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通訊性能提供了空間。為了通過設(shè)定位定時(shí)參數(shù)來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通信性能，必須清楚位定時(shí)參數(shù)與參考時(shí)鐘誤差和系統(tǒng)內(nèi)信號(hào)延遲的關(guān)系。如果位周期內(nèi)的取樣位置偏后，將能夠容忍較大的信號(hào)傳輸延遲，相應(yīng)的，總線傳輸距離可以延長(zhǎng)；而如果周期內(nèi)的取樣位置接近中間，則可以容忍系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)間的參考時(shí)鐘誤差。但這顯然是矛盾的，為了協(xié)調(diào)這種矛盾，必須對(duì)位定時(shí)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化位置。
圖1 位周期結(jié)構(gòu)圖
通過對(duì)CAN總線位定時(shí)參數(shù)進(jìn)行研究，找到矛盾的關(guān)鍵所在，就能夠?qū)ζ溥M(jìn)行優(yōu)化，從而提高通信系統(tǒng)的整體性能。下面以Philips公司的獨(dú)立通信控制器SJA1000為例，進(jìn)行研究。
1 相關(guān)定義
1.1 位周期的組成
波特率（fbit）是指單位時(shí)間內(nèi)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位的數(shù)量，一般取單位時(shí)間為1s。波特率由通信線上傳輸?shù)囊粋�(gè)數(shù)據(jù)位周期的長(zhǎng)度（Tbit）決定，如下式所示。
Fbit=1/Tbit （1）
根據(jù)Philips公司的獨(dú)立通信控制器，一個(gè)位周期由3個(gè)部分組成：同步段（tSYNC_SEG）、相位緩沖段1（tTSEG1）和相位緩沖段2（tTSEG2）。
Tbit=tSYNC_SEG+tTSEG1+tTSEG2 (2)
所有這些時(shí)間段，都有一個(gè)共同的時(shí)間單元——系統(tǒng)時(shí)鐘周期（TSCL）。具體到SJA1000，TSCL由總線時(shí)序寄存器的值來確定。SJA1000有2個(gè)總線時(shí)序寄存器，即總線時(shí)序寄存器0（BTR0）和總線時(shí)序寄存器1（BTR1）。這2個(gè)寄存器有自己不同的功能定義，共同作用決定總線的通信波特率。
總線時(shí)序寄存器0 定義波特率預(yù)設(shè)值BRP（共6位，取值區(qū)間[1,64]和同步跳轉(zhuǎn)寬度SJW（共2位，取值區(qū)
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