CAN总线位定时参数的确定

　　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）
　　
　　其中TCLK为参考时间的周期。
　　
　　TCLK=1/fCLK（4）
　　
　　为了补偿不同总

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