如何計算控製器參數使隔離式CAN網絡以1 Mbps的速度運行
發布時間:2020-07-17 來源:Hein Marais 責任編輯:wenwei
【導讀】CAN 是一種差分信號標準,廣泛用於汽車、gongyeheyiqiyibiaoxingye。tayongyubutongxitongzhijiandechuanxingtongxin,zhexiexitongchangchangshijingchangjulilianjiedaobutongdedianyuanxitong。youyuhuanjingxianzhi,changchangshiyongdianliugelilaizhongduanjiedihuanluhuotigongwulianquanxing。
隔離式CAN網絡的傳播延遲比非隔離式CAN網絡要長,設計起來可能頗具挑戰性。圖1顯示一個使用信號和電源隔離CAN收發器ADM3053 的隔離式 CAN 節點,我們將以它為例來計算所需的 CAN控製器參數,以便在 20 米電纜上以 1 Mbps 的速度進行通信。

圖 1. 使用信號和電源隔離 CAN 收發器 ADM3053 的隔離式 CAN 節點
一個CAN比特由四個獨立的時間段組成 :同步段 (SYNC_SEG)、傳播段 (PROP_SEG)、相位段1(PHASE_SEG1) 和相位段 2(PHASE_SEG2)。這些時間段可以在 CAN 控製器中進行編程,對於計算 CAN 控製器的設置參數至關重要。圖 2 所示為標稱比特時間的不同時間段。
計算中使用如下假設條件 :
• 電纜長度為 20 m
• 數據速率或比特率為1 Mbps
• 電纜傳播延遲為 5 ns/m
• CAN 控製器振蕩器頻率為36 MHz

圖 2. CAN 標稱比特時間
CAN caiyongzhuweizhongcaifangshi,butongdejiediankeyizhengduozongxianfangwenquan,zhejiudaozhiduogejiediankeyitongshichuanshushuju。chuanshujiedianbixuduizongxianshangdeshujujinxingcaiyang,yibianquedingtashifouyingdezhongcai。youyuxitongdechuanboyanchi,kongzhiqibixubuchanggeweicaiyangdeshijian。zaikongzhiqizhongshezhi PROP_SEG 可以提供此補償,其計算方法如下 :
對於 ADM3053,從 TxD 到 RxD 的傳播延遲為 250 ns(最大值)。
電纜的物理延遲等於 5 ns/m 乘以電纜長度 20 m,結果為 100 ns。
因此,通過係統並返回的總傳播時間為 :2 x ( 傳播延遲 + 收發器傳播延遲 ) = 700 ns (2 × (100 + 250) = 700 ns)。
為了給控製器編程,必須將寄存器設置為“時間量子”的整數倍。時間量子的時長等於 CAN 係統時鍾的時間周期,本例中為 28 ns。
對於 28 ns 的時間量子,每位包括 36 (1000/28 = 36) 個時間量子。
PROP_SEG = ROUND_UP (700 ns/28 ns) = 25 個時間量子
從每位的 36 個時間量子中,減去用於 PROP_SEG 的 25個時間量子和用於 SYNC_SEG 的 1 個時間量子,餘下的時間量子分配給 PHASE_SEG1 和 PHASE_SEG2,每段5 個。
CAN 係統時鍾存在容差,因而會出現累積相位誤差。這要求係統通過再同步跳躍 (RJW) 同步,RJW 為 4 和PHASE_SEG1 二者中的較小值。
由此便可計算係統的振蕩器容差要求 :
∆f < RJW/(20 × NBT) = 4/(20 × 36) = 0.006
∆f < Minimum (PHASE_SEG1 and PHASE_SEG2)/2(13 × NBT –PHASE_SEG2) = 5/2(13 × 36 – 5) = 0.005
這兩個值中的較小者就是所需的振蕩器容差 0.5%。
計算得出下列設置參數 :
• SYNC_SEG = 1
• PROP_SEG = 25
• PHASE_SEG1 = 5
• PHASE_SEG2 = 5
• RJW = 4
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