為什么發(fā)送CANFD加速報(bào)文要開啟發(fā)送延遲補(bǔ)償（TDC）？

在CANFD協(xié)議中，有個(gè)重要的概念TDC（Transmitter Delay Compensation）即發(fā)送延遲補(bǔ)償，字面意思就是對(duì)發(fā)送延遲進(jìn)行補(bǔ)償。那么為什么會(huì)存在發(fā)送延遲，又為什么CANFD要對(duì)發(fā)送延遲做補(bǔ)償？

為什么存在發(fā)送延遲

眾所周知，CAN控制器發(fā)送信號(hào)時(shí)，是經(jīng)過收發(fā)器后發(fā)往CAN總線后，再經(jīng)過收發(fā)器反饋總線信號(hào)。那么發(fā)送過程中，控制器發(fā)送位信號(hào)到接收位信號(hào)就不可避免的存在環(huán)路延遲。發(fā)送延遲時(shí)間的總和如下：

CAN控制器內(nèi)部產(chǎn)生TX信號(hào)到Tx引腳的傳播延遲；

Tx引腳到收發(fā)器TxD引腳的傳播延遲；

收發(fā)器環(huán)路延遲TxD到RxD;

收發(fā)器RxD引腳到CAN控制器Rx引腳延遲；

CAN控制器Rx引腳到控制器內(nèi)部收到Rx信號(hào)的延遲。

CAN協(xié)議中規(guī)定：發(fā)送方發(fā)送位時(shí)，需檢測(cè)接收到的位與發(fā)送是否一致，若不一致則產(chǎn)生錯(cuò)誤幀（位錯(cuò)誤）。如果發(fā)送延遲過長，則將直接導(dǎo)致發(fā)送與接收位不一致而產(chǎn)生錯(cuò)誤幀。由于傳統(tǒng)CAN協(xié)議規(guī)定最高波特率為1Mbps，即位寬1us，正常情況下，傳輸延遲不會(huì)超過位寬的采樣點(diǎn)（當(dāng)然具體延遲取決于收發(fā)器環(huán)路延遲、傳輸距離、傳輸線纜質(zhì)量等），因此不會(huì)因?yàn)榘l(fā)送延遲而產(chǎn)生錯(cuò)誤。

為什么CANFD要對(duì)發(fā)送延遲做補(bǔ)償

在CANFD中，數(shù)據(jù)段的波特率是比CAN更高的（BRS位為隱性時(shí)），此時(shí)波特率越高，位寬越小，在發(fā)送報(bào)文時(shí)發(fā)送延遲影響越大，越容易產(chǎn)生位錯(cuò)誤。由于發(fā)送延遲無法避免，此時(shí)就需要一種機(jī)制來保證發(fā)送與接收的位對(duì)應(yīng)上，以避免產(chǎn)生位錯(cuò)誤。這種機(jī)制就是發(fā)送延遲補(bǔ)償了。

發(fā)送延遲補(bǔ)償（TDC）

TDC實(shí)際上就是在發(fā)送BRS位為隱性的CANFD報(bào)文時(shí)（BRS隱性即開啟數(shù)據(jù)域波特率），在發(fā)送時(shí)延遲一定時(shí)間后，在第二采樣點(diǎn)采樣接收位，以正確采樣到發(fā)送位對(duì)應(yīng)的接收位。

發(fā)送延遲測(cè)量

那么延遲采樣的延遲時(shí)間是多久呢？實(shí)際上，開啟TDC后，控制器將自動(dòng)測(cè)量Tx信號(hào)線上FDF位到r0位下降沿與Rx信號(hào)線上FDF位到r0位邊沿的之間的延遲時(shí)間，如下圖中所示，TDCV即為延遲時(shí)間。發(fā)送延遲測(cè)量的時(shí)間單位為CAN控制器時(shí)鐘（TDC寄存器中一般對(duì)TDCV的值有限制，若超過寄存器最大位數(shù)，則發(fā)送延遲測(cè)量失?。?。

第二采樣點(diǎn)（SSP）

在達(dá)到延遲時(shí)間后，控制器此時(shí)需要采樣接收位，該采樣點(diǎn)我們稱為第二采樣點(diǎn)（SSP=Second Sample Point），以區(qū)別未延遲之前的采樣點(diǎn)（SP），如下圖所示。

SSP等于測(cè)量延遲TDCV+發(fā)送延遲補(bǔ)償偏移TDCO（TDC Offset）之和。一般TDCO設(shè)置與第一采樣點(diǎn)一致，即(PROP+TSEG1) * DBRP。主要注意是：實(shí)際填入寄存器的波特率參數(shù)一般為實(shí)際值減一，具體可參考控制器手冊(cè)說明。

此外，ISO11898-1:2015中還對(duì)TDC做了一些規(guī)定：

開啟TDC后，數(shù)據(jù)段波特率的預(yù)分頻值（DBRP）應(yīng)設(shè)置為1或2；

控制器實(shí)現(xiàn)TDC機(jī)制應(yīng)能補(bǔ)償至少兩個(gè)位時(shí)間。

TDC配置建議

當(dāng)CANFD數(shù)據(jù)域波特率大于1Mbps時(shí)，應(yīng)開啟TDC。

數(shù)據(jù)段波特率的預(yù)分頻值（DBRP）建議設(shè)置為1或2。

第二采樣點(diǎn)SSP=發(fā)送延遲測(cè)量值TD + Offset, 其中Offset設(shè)置與第一采樣點(diǎn)一致或早1Tq。

當(dāng)然，USBCANFD-200U系列CANFD卡的TDC也同樣遵循上述配置，用戶使用時(shí)，無需再手動(dòng)配置。