CAN总线仲裁如何补偿发送到接收的延时？

CAN总线仲裁如何补偿发送到接收的延时？

CAN总线在汽车电子和工业控制领域中被广泛应用，其仲裁机制的设计对于确保通信的稳定性和可靠性至关重要。本文将详细介绍CAN总线如何通过Propagation Segment和位时序机制来补偿发送到接收的延时问题。

在总线上发送 dominant（逻辑“0”）比发送 recessive（逻辑“1”）优先级高。发送节点需要在发送每一位时，实时监测总线上实际的电平状态，以确认是否发生冲突。

CAN协议中，为了确保仲裁的正确性，采用以下机制来补偿或规避这些延时问题。

（1）时间量化与位定时（Bit Timing）

CAN总线使用严格定义的位时序（bit timing）来同步通信。每个位被分为多个时间段：同步段（Sync Segment）、传播段（Propagation Segment）、相位段1（Phase Segment 1）和相位段2（Phase Segment 2）。

Propagation Segment专门用于补偿信号的传播延时（包括 Tx 到 Rx 的延时）。通过调整Propagation Segment的长度，可以在一定程度上吸收这些延时的影响。

（2）采样点与同步机制

采样点通常在每个位的70-90%处，允许一定的延时补偿空间。如果发送方的监听信号由于传播延时未及时返回到控制器，但仍在采样点之前完成，仲裁可以继续正常进行。

（3）传播时间的行业标准

CAN协议规定了传播时间限制。根据 ISO 11898 标准，总线的物理特性和波特率决定了允许的最大延迟。例如，在 1 Mbps 的波特率下，总线的单向传播延迟通常需要小于260纳秒。

延迟的实际影响通过网络设计（短总线长度、高质量电缆）和物理层优化（高速收发器）来减小。对于高波特率（如1 Mbps及以上）的网络，延时的影响变得更加显著。这时通常会：

• 降低总线长度：减少信号的物理传播时间。
• 提高收发器性能：选用高速、低延迟的 CAN 收发器。
• 使用Time Triggered CAN（TTCAN）：引入时间触发机制，规避延时问题。

本文内容来源于腾讯云开发者社区，原文链接：https://cloud.tencent.com/developer/article/2482086