如何计算以1Mbps运行的隔离CAN网络的控制器参数

CAN是一种广泛用于汽车的差分信号标准， 工业和仪器仪表行业。它用于串行通信 在可以连接到不同电源系统的系统之间，通常 长距离。由于这些环境，电流隔离通常是 用于断开接地回路或提供人身安全。

隔离式CAN网络的传播延迟将增加 非隔离的CAN网络，设计起来通常具有挑战性。 图1所示为隔离式CAN节点示例，该节点使用ADM3053信号和电源隔离CAN收发器计算必要的CAN模块 通过 1 m 电缆以 20 Mbps 通信的控制器参数。

图1.隔离式CAN节点采用ADM3053信号和电源隔离CAN收发器。

一个CAN位由四个独立的时间段组成，同步段 （SYNC_SEG）、传播段 （PROP_SEG）、相段 1 （PHASE_SEG1）和阶段段2（PHASE_SEG2）。这些时间段 可在CAN控制器中编程，对于计算设置至关重要 CAN控制器的参数。图 2 显示了 标称位时间。

图2.CAN标称位时间。

在计算过程中进行了以下假设：

电缆长度 20 m

数据速率或比特率为 1 Mbps

电缆传播延迟为 5 ns/m

CAN控制器振荡器频率 的 36 兆赫

CAN 使用按位仲裁，它允许不同的节点 争夺公共汽车上的访问权。这会导致多个节点 能够一次传输数据。传输节点将 必须对总线上的数据进行采样，以确定它是否 赢得了仲裁。由于系统的传播延迟， 控制器必须补偿何时对每个位进行采样。 将PROP_SEG编程到控制器中将允许这样做 补偿，可以按如下方式计算：

ADM3053从TxD到RxD的传播延迟为： 250 ns（最大值）。

电缆的物理延迟等于 5 ns/m 乘以 长度为 20 m，总长度为 100 ns。

这给出了通过系统并返回的总传播时间 AS 2（物理延迟 + 收发器道具延迟）等于 700 ns （2 × （100 + 250） = 700 ns）。

为了对控制器进行编程，必须设置寄存器 作为称为时间量程的单位的整数倍。时间 时间周期量子等于CAN系统时钟， 在这种情况下为 28 ns。

28 ns 的时间量程将提供 36 （1000/28 = 36） 时间 每比特量子。

PROP_SEG = ROUND_UP （700 ns/28 ns） = 25 时间量子。

从每比特 36 个时间量子中，减去 25 表示 PROP_SEG 和 1 为了SYNC_SEG。这为PHASE_SEG5和 PHASE_SEG1。

由于CAN系统时钟中的公差，累积的 将发生相位误差。这需要系统重新同步 通过重新同步跳转 （RJW）。这被确定为 较小的值 4 和 PHASE_SEG1。

这使我们能够计算所需的振荡器容差 系统：

这两个值中较小的一个是所需的振荡器 容差，0.5%。

此计算给出以下设置参数：

SYNC_SEG = 1

PROP_SEG = 25

PHASE_SEG1 = 5

PHASE_SEG2 = 5

RJW = 4

审核编辑：郭婷