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CAN FD的波特率究竟能跑多快?

众所周知,CAN FD是基于CAN 2.0的升级版协议,为了满足汽车电子日益增长的高带宽和高传输速率的要求,CAN FD主要升级了以下几个方面:一、更高的传输波特率图 1 可变数据段波特率

  众所周知,CAN FD是依据CAN 2.0的晋级版协议,为了满意轿车电子日益增长的高带宽和高传输速率的要求,CAN FD首要晋级了以下几个方面:

  一、更高的传输波特率

  图 1 可变数据段波特率结构

  CANFD速率包含两个段的速率,一个是裁定段和ACK段,沿袭CAN2.0的标准,最高速率为1Mbit/s,中心的数据段是能够加快的,标称能够到达5Mbit/s,乃至更高。

  二、更高效的数据段

  关于轿车电子来说,对车辆动力体系、地盘以及主被迫体系来说,加长的数据段避免了数据非必要的拆分,大大提升了CAN帧的传输功率。

  图 2 CAN FD高效的数据段

  三、更牢靠的CRC校验和额定的操控位

  在传统的CAN 2.0中,因为填充规矩会对CRC发生搅扰,在CAN FD中晋级了算法,将填充位参加多项式的运算,首要作为格局查看,考虑数据长度改变的区间很大,CRC也依据区间会生成两种校验算法,当帧长小于210位,运用CRC_17,当帧长小于1023位,运用CRC_21位算法。

  图 3 牢靠的CRC校验

  另外在CAN FD中利用了部分保存标志位,新增三种操控位,包含EDL(是否是CANFD帧)、BRS(是否可变速率)以及ESI(过错状况),丰厚帧内的有用信息。

  图 4 新增操控位

  接下来咱们回到正题,晋级后的CAN FD究竟能跑多快呢?直接讲参数很浅薄的,咱们要剖析……那咱们就用一个问题开端,咱们都知道CAN 2.0最高速率能够到1M,可是为什么轿车电子高速CAN只跑到500K呢?

  关于CAN总线的传输速率来讲,传输间隔和传输速率是成反比的,一般来说传输间隔(m)=(50000/波特率kbps)*0.8,如图 5所示。

  图5 传输间隔和传输速率的联系

  那收发器和传输间隔究竟联系安在?方才说到,收发器输出是电平值,电平在传输的进程中不免衰减,线缆自身的阻抗和容抗无法避免,其次首尾终端电阻也是必要的,首要有两个功用:

  首尾120欧姆终端电阻,确保阻抗连续性(避免电信号反射);

  放电效果;

  针对终端电阻放电效果,咱们下面从两个层面剖析:

  电平传输层面剖析

  图 6 CAN FD波形

  咱们先来看一个CANFD分化波形,其间是由显隐性电平构成的,其间上升沿是由CAN收发器芯片自身驱动的。当显性电平转变为隐形电平的时分,需求终端电阻放电,所以下降沿是咱们的终端电阻放电的形成的。

  图 7 负载电阻与差分幅值的联系

  假如下降沿缓慢是什么原因导致?

  查看收发器外围电路是否存在容性较大的器材(不影响电路正常作业的情况下撤除),从头测验波形是否正常;

  查看线缆的参数,每米容抗是否在正常范围内,正常线缆电容在40-70pF/m,容抗太大,主张替换线缆;

  添加终端电阻放电,主张选用专业设备测验网络阻抗容抗做正确匹配。

  图8 CANscope总线阻抗容抗测验

  四、总线网络数据能否正确传输层面

  阻抗太大,电压幅值压降太大,传输间隔大大下降。现象就是在手牵手的网络拓扑中,当然差分辅幅值最好不要低于1.3V,避免在强搅扰的环境下,导致收发器无法辨认或误辨认总线信号。

  容抗也是影响下降沿的重要要素,假如下降沿太缓慢会导致位宽拉长,导致收发器过错辨认,导致0/1的翻转,CAN总线是过错重发的机制,会一向重发,直到这一帧被正确接纳。

  图 9 电容对下降沿的影响

  相同的咱们回到阻抗和容抗的匹配是怎么影响CAN FD的传输速率的呢,接下来咱们用实测证明:

  图 10 安稳时刻140ns

  前面我也说到5M数据速率时,位时刻是200ns,,实践传输进程中,一位时刻包含了上升沿、下降沿以及数据安稳时刻,如图 15所示,数据安稳时刻按是140ns,那其间上升沿和下降沿占了60ns,抱负情况下,上升沿和下降沿彻底对称,其间上升沿时刻是30ns,依照边缘极限值12%核算,实践算出来的位时刻=30/(12/100)=250ns,那么相对应的传输波特率就=1/250ns=4M波特率,所以实践5M波特率也就是在测验运用,假如依照7%的边缘时刻为安全值来核算,实践的位时刻=30/(7/100)约等于42ns,相对应的传输波特率=1/42ns约等于2.3M,所以想要实践在工况下安稳牢靠传输,数据端波特率在2M左右比较合理。

  综上所述,影响CAN FD究竟能传输多快影响的要素十分多,也是咱们大多数工程师在实践CAN总线开发的进程中会疏忽的问题,假如需求CAN总线的相应的产品解决方案,随时致电咱们,等待与您的讨论和沟通。

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