如何計算以1Mbps運行的隔離CAN網絡的控制器參數(shù)

CAN是一種廣泛用于汽車的差分信號標準， 工業(yè)和儀器儀表行業(yè)。它用于串行通信 在可以連接到不同電源系統(tǒng)的系統(tǒng)之間，通常 長距離。由于這些環(huán)境，電流隔離通常是 用于斷開接地回路或提供人身安全。

隔離式CAN網絡的傳播延遲將增加 非隔離的CAN網絡，設計起來通常具有挑戰(zhàn)性。 圖1所示為隔離式CAN節(jié)點示例，該節(jié)點使用ADM3053信號和電源隔離CAN收發(fā)器計算必要的CAN模塊 通過 20 m 電纜以 1 Mbps 通信的控制器參數(shù)。

圖1.隔離式CAN節(jié)點采用ADM3053信號和電源隔離CAN收發(fā)器。

一個CAN位由四個獨立的時間段組成，同步段 （SYNC_SEG）、傳播段 （PROP_SEG）、相段 1 （PHASE_SEG1）和階段段2（PHASE_SEG2）。這些時間段 可在CAN控制器中編程，對于計算設置至關重要 CAN控制器的參數(shù)。圖 2 顯示了 標稱位時間。

圖2.CAN標稱位時間。

在計算過程中進行了以下假設：

電纜長度 20 m

數(shù)據(jù)速率或比特率為 1 Mbps

電纜傳播延遲為 5 ns/m

CAN控制器振蕩器頻率 的 36 兆赫

CAN 使用按位仲裁，它允許不同的節(jié)點 爭奪公共汽車上的訪問權。這會導致多個節(jié)點 能夠一次傳輸數(shù)據(jù)。傳輸節(jié)點將 必須對總線上的數(shù)據(jù)進行采樣，以確定它是否 贏得了仲裁。由于系統(tǒng)的傳播延遲， 控制器必須補償何時對每個位進行采樣。 將PROP_SEG編程到控制器中將允許這樣做 補償，可以按如下方式計算：

ADM3053從TxD到RxD的傳播延遲為： 250 ns（最大值）。

電纜的物理延遲等于 5 ns/m 乘以 長度為 20 m，總長度為 100 ns。

這給出了通過系統(tǒng)并返回的總傳播時間 AS 2（物理延遲 + 收發(fā)器道具延遲）等于 700 ns （2 × （100 + 250） = 700 ns）。

為了對控制器進行編程，必須設置寄存器 作為稱為時間量程的單位的整數(shù)倍。時間 時間周期量子等于CAN系統(tǒng)時鐘， 在這種情況下為 28 ns。

28 ns 的時間量程將提供 36 （1000/28 = 36） 時間 每比特量子。

PROP_SEG = ROUND_UP （700 ns/28 ns） = 25 時間量子。

從每比特 36 個時間量子中，減去 25 表示 PROP_SEG 和 1 為了SYNC_SEG。這為PHASE_SEG1和 PHASE_SEG2。

由于CAN系統(tǒng)時鐘中的公差，累積的 將發(fā)生相位誤差。這需要系統(tǒng)重新同步 通過重新同步跳轉 （RJW）。這被確定為 較小的值 4 和 PHASE_SEG1。

這使我們能夠計算所需的振蕩器容差 系統(tǒng)：

這兩個值中較小的一個是所需的振蕩器 容差，0.5%。

此計算給出以下設置參數(shù)：

SYNC_SEG = 1

PROP_SEG = 25

PHASE_SEG1 = 5

PHASE_SEG2 = 5

RJW = 4

審核編輯：郭婷