can通道取樣頻率 CAN的位同步策略

2021-10-13 23:53:01 字數 2491 閱讀 7157

位同步也可以這樣理解:「匯流排」好比是乙個樂隊正在演奏《義勇軍進行曲》,假如這時候一名「大號手」來晚了,「大號手」(「節點」)需要加入樂隊(「匯流排」)演奏,就需要聽從樂隊指揮,調整自己的節湊,完美無縫地加入樂隊演奏——這就是位同步!

can匯流排的位同步過程略微複雜,其問題體現在如下幾點:

一、can匯流排採用非破壞性仲裁方式進行匯流排仲裁;仲裁中,當乙個節點在傳送位流時,也同時需要以位同步的方式接收來自其他傳送節點的位流訊息,如果不同步就會使得仲裁無效及應答錯誤;

二、can 協議的通訊方法為nrz(non-return to zero)方式,nrz方式編碼的各個位的開頭或者結尾都不會附加同步訊號;

三、系統晶振頻率不絕對穩定,溫度、電壓以及器件異常等延遲因素會產生時間誤差;

can的位同步策略直接影響幀傳輸的有效性和穩定性,所以建立高效完善的位同步策略十分重要。

位時序

can匯流排傳輸乙個二進位制位的時間稱為位時序。位時序由4個時間段組成,分別是同步段(ss:synchronization segment),傳播段(pts:propagation time segment),相位緩衝段1(pbs1:phase buffer segment 1)和相位緩衝段2(pbs2:phase buffer segment 2),每個時間段由整數個基本最小時間單位tq組成。

通過設定位時間段長短,可以使多個單元同時取樣。各段標準位時間定義如圖所示。

傳播時間段:用於吸收網路上的物理延遲的段,此段時間為各延遲時間求和的兩倍,包含的tq數為1~8;

相位緩衝段:是實現再同步的時間段,通過縮短相位緩衝段1的長度或加長相位緩衝段2的長度調整變化訊號邊沿在同步段內,此段包含的tq數為3~16,其中,相位緩衝段1包含的tq數範圍為1~8,相位緩衝段2 包含的tq數範圍為2~8;

取樣點:所謂取樣點是讀取匯流排電平,並將讀到的電平作為位值的點。位置在相位緩衝段1結束處;

再同步補償寬度(sjw:resynchronization jump width):相位緩衝段補償誤差的最大值,tq數為1~4。

位同步方法

can技術規範中給出了兩種同步方法:硬體同步和再同步;硬體同步是接收單元在匯流排空閒狀態檢測出幀起始時進行的同步調整;再同步是在幀起始後,檢測到在同步段外有下降沿跳變時進行的同步調整兩者主要區別是一在幀開起始進行同步,一在幀中間進行同步。

硬體同步

接收單元在匯流排空閒狀態檢測出幀起始時進行的同步調整。

再同步

在接收過程中檢測出匯流排上的電平變化時進行的同步調整。

每當檢測出邊沿時,根據sjw值通過加長pbs1段,或縮短pbs2段,以調整同步。

當檢測出**到顯性的邊沿時,視為位的起始(ss)。

同步規則

(1) 1 個位中只進行一次同步調整。

(2) 只有當上次取樣點的匯流排值和邊沿後的匯流排值不同時,該邊沿才能用於調整同步。

(3) 在匯流排空閒且存在隱性電平到顯性電平的邊沿時,則一定要進行硬體同步。

(4) 在匯流排非空閒時檢測到的隱性電平到顯性電平的邊沿如果滿足條件(1)和(2),將進行再同步。但還要滿足下面條件。

(5) 傳送單元觀測到自身輸出的顯性電平有延遲時不進行再同步。

(6) 傳送單元在幀起始到仲裁段有多個單元同時傳送的情況下,對延遲邊沿不進行再同步。

can通過硬體同步和再同步的方式保證了在資料傳輸的任何過程中不致出現大偏差,得以完善can的接收、仲裁和應答等功能。

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