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1、CAN总线位定时和同步机制的分析【进入博客】【进入论坛】 更新时间:2009年01月10日 浏览次数：食151 作者： 来源：引言CAN（Con tr oller Area Net work）是有效支持分布式实时控制的串行通讯网 络。从位定时的同步方式考虑，它实质上属于异步通讯协议，每传输一帧，以帧起 始位开始，而以帧结束及随后的间歇场结束。这就要求收/发双方从帧起始位开始必 须保持帧内信息代码中的每一位严格的同步。从位定时编码考虑，它采用的是非归 零编码方式，位流传输不像差分码那样可以直接用电平的变化来代表同步信号，因 此为保证同步质量，CAN协议定义了自己的位同步方式：硬同步和重同步。目前
2、相关文献均缺乏对CAN总线位定时与同步机制的详细分析。本文深入分 析了 CAN总线位周期的结构以及CAN的两种位同步方式（硬同步和重同步），并明 确给出了重同步时重同步跳转宽度和相位差补偿的关系，对于指导位定时参数的设 置有较好的参考价值。&nb sp;位周期结构网络的标准位速率，其中就是额定位时间（也称标准位周期）。如图1所示, CAN总线的额定位时间是由4部分组成的：同步段（SYNC_SEG），传播段（PROP_SEG）， 相位缓冲段1（PSEG1）和相位缓冲段2 （PSEG2）。所以额定的为时间，位周期中 的这些段都是可以编程设置的，且都可以用整数个基本时间单位（时间份额）来表 示。这个
3、基本时间单位由振荡器分频而得的，（BRP为波特率预分频因子，也可以 编程设置）。图1 CAN总线额定位时间的结构同步段是CAN总线位周期中每一位的起始部分。不管是发送节点发送一位还 是接收节点接收一位都是从同步段开始的。但是由于发送节点和接收节点之间存在 网络传输延迟以及物理接口延迟，发送节点发送一位之后，接收节点延迟一段时间 才能接收到，因此，发送节点和接收节点对应同一位的同步段起始时刻就有一定的 时延，记为。传播延时段的设置就是要补偿该段时延（）的。CAN总线协议中的非破坏性 仲裁机制以及帧内应答机制，都要求那些正在发送位流的发送节点能够同时接收来 自其他发送节点的“显性位”（逻辑0）,否
4、则就会使得仲裁无效或者应答错误。 传播延迟段推迟那些可能较早采样总线位流的节点的采样点，保证由各个发送节点 发送的位流到达总线上的所有节点之后才开始采样。重同步跳转宽度SJW并不是位周期里的一段，却是位定时计算时的一个重要 的指标，它定义了重同步时为补偿相位误差位时间中相位缓冲段1或者相位缓冲段 2被增长或缩短的最大基本时间单元数。同步机制CAN总线的位同步只有在节点检测到“隐性位”（逻辑1）到“显性位”（逻 辑0）的跳变时才会产生，当跳变沿不位于位周期的同步段之内时将会产生相位误 差。该相位误差就是跳变沿与同步段结束位置之间的距离。如果跳变沿发生在同步 段之后采样点之前为正的相位误差；如果跳变沿位于同步段之前采样点之后为负的 相位误差。相位误差源于节点的振荡器漂移，网络节点之间的传播延迟以及噪声干 扰等。CAN协议规定了两种类型的同步：硬同步和重同步。硬同步硬同步只在总线空闲时通过一个下降沿（帧起始）来完成，此时不管有没有 相位误差，所有节点的位时间重新开始。强迫引起硬同步的跳变沿位于重新开始的 位时间的同步段之内。重同步在消息帧的随后位中，每当有从“隐性位”到“显性位”的跳变，并且该跳 变落在了同步段之外，就会引起一次重同步。重同步机制可以根据跳变沿增长或者 缩短位时间以调整采样点的位置，保证正确采样。
CAN总线位定时和同步机制的分析
