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优化CAN节点位时序以习惯数字隔离器传达推迟

控制器局域网(CAN)由ISO11898标准定义,广泛用于工业和汽车应用中。CAN协议(比如DeviceNet或CANOpen)依赖内置的错误检查和差分信号采样。电流隔离可进一步增强鲁棒性,能够抗高压

控制器局域网(CAN)由ISO 11898规范界说,广泛用于工业和轿车使用中。CAN协议(比方DeviceNet或CANOpen)依靠内置的过错查看和差分信号采样。电流阻隔可进一步增强鲁棒性,可以抗高压瞬变,但会添加传达推迟。CAN节点经过优化装备,哪怕存在阻隔时也具有最大数据速率和传送间隔。

为什么传达推迟很重要

传达推迟会影响节点间的并发传输和裁定。冲裁依靠于CAN信号发送;逻辑0表明“自动”(总线间的差分电压),逻辑1表明“被迫”(悉数输出为高阻抗),意味着自动位将掩盖被迫位。发射时,一切节点监控总线;而发射被迫位时则中止,然后答应另一个节点赢得裁定(图1中的节点A)。



图1.两个节点间的裁定


传达推迟不行过大,不然或许在其他节点传达自动状况之前会监控总线状况。关于图2中的节点A和节点B,往复时刻很要害;该时刻等于TPropAB加TPropBA,或许等于经过电缆和收发器推迟时刻的两倍,包含阻隔(如有)。比较光耦合器,数字阻隔器可下降传达推迟,但体系答应的总传达推迟是固定的,因而参加阻隔或许会下降最大电缆间隔。



图2.带传达推迟的裁定


传达推迟补偿

若要补偿阻隔引起的传达推迟,可调理特定的CAN控制器参数。首先为CAN控制器时钟设置波特率预分频器(BRP)值,该值界说区分位时刻的“时刻量子”(TQ)。它们适用于3或4段,如图3所示;一个用来同步,别的数个用于传达推迟(PROP)以及相位段1和2(PS1和PS2)。PS2和总TQ表明采样点方位。

第一步:匹配时钟、预分频器和数据速率

关于给定的数据速率来说,第一步是查看怎么组合时钟和BRP,才能让TQ等于整数。1 Mbps示例如表1所示。该例选用ADI ADSP-BF548 Blackfin微处理器,内置CAN控制器。选用典型体系时钟(fsclk)值,TQ整数值以粗体显现(用于1 Mbps的有用时钟/BRP组合)。



表1.用于1 Mbps的时钟和BRP组合


第二步:位段装备

下一步是界说位段,并将采样点设得尽或许晚。关于表1中的每一个有用选项,SYNC段有必要答应有一个TQ,而且TSEG2 (PS2)段有必要习惯CAN控制器处理时刻(只需BRP大于4,BF548就要低于1 TQ)。TSEG1 (PROP + PS1)为16 TQ(最大值)。



图3. 1 Mbps时最大传达推迟的或许BF548位段

第三步:核算总线长度

图3显现1 Mbps的尽或许最新采样点时,ADSP-BF548的或许装备。除5 TQ总和外的一切装备均为至少85%采样点,但10 TQ时可达最佳值,此刻要求fsclk = 50 MHz且BRP = 5.

最终一步是确认最优装备下的最大传达推迟,并决议所选CAN收发器/阻隔的或许电缆长度。关于图4中处理器的最佳装备,或许的最大传达推迟为900 ns.



图4.选用ADM3053的阻隔式CAN节点,集成isoPower


图1中的ADI ADM3053集成CAN收发器、数字阻隔器和阻隔式电源。250 ns环路推迟包含阻隔器推迟(两个节点为500 ns)。假定电缆传达推迟为5 ns/m,这意味着选用BF548,则总线长度可达40 m(依据ISO 11898规范的1 Mbps最大值)。

定论

阻隔可添加鲁棒性,但一起也会添加发送和接纳两个方向的传达推迟,而且裁定时针对两个节点而加倍。为了补偿推迟,可针对或许的最大传达推迟装备CAN控制器。这样,就有或许完成所需的数据速率和总线长度,哪怕是阻隔节点的情况下。

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