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CAN总线信号传输位守时与位同步

2017-07-05 13:49分类:电子技术 阅读:

 

CAN协议与其它现场总线协议的差异中有一个是:它运用同步数据传输而不是异步传输(面向字符)。这意味着传输功用得到更有用的体现,可是另一方面,这需求愈加杂乱的位同步办法。

  在面向字符的协议中的位同步完毕起来很简略,在承受每个字符的开端位时进行同步。但在同步传输协议中,只需一帧的开端才有一个开端位。这一般短少以使接纳器的位采样和发送器坚持同步。为了使接纳器在帧完毕时也能精确采样到接纳的位流,就需求接纳器不断进行从头同步。从头同步标明在位流中每个有用的信号边缘都可对接纳信号的时钟周期进行查看。在信号边缘间的最大时刻周期内,发送和承受振荡器之间最大或许的时刻差有必要在一个位距离内的标称采样点之前和往后通过满意的闲暇时刻(“相位缓冲段”)来抵偿。

  由于CAN协议运用非损坏性的位总线裁定和显性应对位,信号从发送器传输到接纳器再回来到接纳器有必要在一个位时刻内完毕。因而除了保存用于同步的时刻外,还需求一个时刻段(“传输推延段”)对总线上的信号传输进行抵偿以及用于发送和接纳节点的内部信号推延。

  一个位距离的时刻段的长度依据振荡器周期,被界说为一个根柢时刻单位(时刻比例)的倍数。根柢时刻单位tq是标明同步机制时刻分辩率的根柢单位而且由于同步段而被引进到位时刻中。同步段是位时刻中CAN信号电平的边缘行将发作的那一有些。在同步段往后发作的边缘与同步段之间的距离称为该边缘的“相位过失e”。

  传输推延段供应必要的时刻用于处理网络中的最大信号传输推延。该时刻段有必要两倍于两个节点之间的最大信号传输推延时刻加上发送和接纳节点的内部推延时刻之和。

  需求差异两品种型的同步:帧开端处的“硬同步”和帧基地的“从头同步”。在硬同步往后,位时刻在sync段完毕时从头主张而不思考相位的过失。这么硬同步强行发作硬同步的边缘延伸到从头主张的位时刻的同步段中。从头同步致使位时刻缩短或延伸,然后使采样点发作移位。

  通过标称采样点之前和往后的相位缓冲段,在从头同步时为实习采样点的移位保存了闲暇时刻。同步只发作在隐性位改换到显性位电平的边缘。通过在每个时刻量内对总线的实习电平进行采样并和前一次采样点的总线电平比照照可查看出边缘。假定在同步段内查看到边缘,那么该边缘可完毕同步,不然信号边缘与同步段的完毕之间的距离即是边缘相位过失(以时刻量核算)。假定边缘发作在同步段之前,相位过失为负,不然为正。

  假定相位过失为正,相位缓冲段1将被延伸。每次从头同步时,相位缓冲段缩短或延伸的数量(“同步跳转宽度”,SJW)的最大值遭到绑缚,它可编程为1和Min{4,Phase_Seg1}之间的值。

  当信号边缘相位过失的数值小于或等于SJW的编程值。硬同步和从头同步的值将是一样的。假定相位过失的数量大于SJW,从头同步将无法彻底抵偿相位过失,这么过失(相位过失-SJW)依然存在。

  在两次采样点之间只容许施行一次同步。从头同步坚持了边缘和采样点之间的最小距离,使总线电平的安稳和滤除尖峰的时刻小于传输段和相位段1时刻之和。

  一个位时刻内纷歧样的段可依照下面的极限进行编程:

  Sync_Seg:1时刻比例

  Prop_Seg1:1...8或更多时刻比例

  Phase_Seg1:1...8或更多时刻比例

  Phase_Seg2:Max{Phase_Seg1,信息处理时刻}

  波特率预分频器:1...32

  SJW:1...4,可是不大于Min{4,Phase_Seg1}

  在同步的时分,Phase_Seg1能够善于编程的标称时刻而Phase_Seg2能够短于标称时刻。

  “数据处理时刻”从采样点往后开端,它是用于抉择随后发送的位电平的时刻(例如,数据位、CRC位、填充位、过失象征或闲暇)。该时刻不能大于2个时刻量。其长度为Phase_Seg2编程值的下限。在同步时Phase_Seg2能够小于数据处理时刻,这不会影响总线的时序。

  每个位时刻的时刻比例值有必要设置为8到25的方案内。

  假定发送器的振荡器比接纳器的慢(a),用于同步的信号边缘将推延抵达接纳器。接纳器可通过采样点的移位进行抵偿。可抵偿的最大累积“推延”(边缘相位过失)由相位段1所保存的时刻断定。在从头同步进程中,假定相位过失的值小于等于SJW,采样点则依据所发作的边缘相位过失e进行移位,并因而康复与其时位方位有关的采样点的方位。

  当发送器的振荡器比接纳器的快时(b),信号边缘的抵达比接纳器预期的要早,因而下一个位时刻阻隔有必要提早主张。这通过缩短相位缓冲段2来完毕。这种情况下,同步段被省掉了,因而在从头同步往后,从信号边缘到采样点之间的距离和同步段到采样点之间的距离持平(假定没有查看到边缘)。在榜首个比方中,该“提早”边缘的相位过失值小于SJW,因而能够完毕彻底抵偿。

  相位缓冲段仅仅暂时改动,鄙人一个位时刻里假定没有查看到相位过失,它们将康复为标称值。接纳器期望边缘呈如今同步段傍边。

  下面是运用于位同步的规矩[ISO99-1]:

  在一个位时刻内的两次采样点之间只需一次同步。

  只需在前一个采样点查看到的信号电平与后一个采样点的信号电平不相一同,才调运用从隐性到显性的信号边缘进行同步。时刻短的搅扰脉冲是不起效果的。

  只需在总线闲暇时呈现一个隐性到显性的信号边缘,就会施行一个“硬同步”(新的位时刻阻隔的开端)。

  在帧间空间中(间歇场的榜首位在外)隐性到显性的信号边缘会致使施行一个硬同步。

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