配置控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)位時(shí)序優(yōu)化系統(tǒng)性能

1、配置控制器局域網(wǎng)絡(luò)(can)位時(shí)序，優(yōu)化系統(tǒng)性能總傳揚(yáng)延遲由通過(guò)電纜、兩個(gè)can控制器i/o和兩個(gè)can收發(fā)器的雙向傳揚(yáng)時(shí)光構(gòu)成。can控制器i/o并不是傳揚(yáng)延遲的主要貢獻(xiàn)者，往往可以忽視不計(jì)，但舉行徹底評(píng)估時(shí)必需予以考慮。循環(huán)時(shí)光由從txd到canh/canl、再回到rxd的傳揚(yáng)延遲構(gòu)成。電纜傳揚(yáng)延遲取決于電纜和距離，典型值為5 ns/m。在較低數(shù)據(jù)速率下，允許的位時(shí)光較長(zhǎng)，因此，傳揚(yáng)延遲（及電纜距離）也可能變長(zhǎng)。在最高標(biāo)準(zhǔn)can數(shù)據(jù)速率（即1 mbps）下，允許的傳揚(yáng)延遲更受限制，盡管iso 11898-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在總線長(zhǎng)40米時(shí)，可支持1 mbps的數(shù)據(jù)速率。隔離的影響隔離條件下，在計(jì)

2、算雙向傳揚(yáng)延遲時(shí)，必需考慮額外的因素。相比光耦合器，數(shù)字隔離器可削減傳揚(yáng)延遲，但即使是最快的隔離式can收發(fā)器在這方面也與較慢的非隔離式收發(fā)器相當(dāng)。假如允許的總傳揚(yáng)延遲保持不變，隔離系統(tǒng)中，最大電纜長(zhǎng)度較短，但可以重新配置can控制器，以提高允許的總傳揚(yáng)延遲。傳揚(yáng)延遲的補(bǔ)償為了補(bǔ)償因較長(zhǎng)總線或隔離增強(qiáng)的傳揚(yáng)延遲，必需為can控制器設(shè)置與時(shí)序和同步相關(guān)的特定參數(shù)。在配置控制器時(shí)，不只是挑選一個(gè)數(shù)據(jù)速率，而是要設(shè)置打算著控制器所用位時(shí)光的變量。面對(duì)振蕩器或內(nèi)部時(shí)鐘的波特率預(yù)分頻器(brp)設(shè)置時(shí)光量子(tq)，位時(shí)光為tq的倍數(shù)。振蕩器的硬件挑選，以及brp和每位時(shí)光tq數(shù)的軟件配置設(shè)定數(shù)據(jù)速率。

3、控制器的位時(shí)光分為三個(gè)或四個(gè)時(shí)光段，3所示。每位時(shí)光的tq總數(shù)包括一個(gè)同步以及傳揚(yáng)延遲(prop)、相位段1 (ps1)和相位段2 (ps2)的設(shè)定數(shù)量。有時(shí)候，會(huì)把prop和ps1加起來(lái)。配置調(diào)整采樣點(diǎn)，以支持傳揚(yáng)延遲和再同步。把采樣點(diǎn)設(shè)在位時(shí)光的稍后部分可以支持更長(zhǎng)的傳揚(yáng)延遲，但就如總數(shù)據(jù)速率一樣，采樣點(diǎn)取決于其他時(shí)序變量，這些變量都有自己的限制。例如，內(nèi)部時(shí)鐘/振蕩器可能固定不變，只能用法整數(shù)brp和tq數(shù)。因此，特定電纜長(zhǎng)度要求的抱負(fù)數(shù)據(jù)速率可能根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因此，必需縮短電纜，或者降低數(shù)據(jù)速率。再同步會(huì)使ps1加長(zhǎng)，ps2縮短，加長(zhǎng)量和縮短量為同步跳寬(sjw)規(guī)定的tq數(shù)，因此，p

4、s2不得短于sjw。 sjw所需tq數(shù)取決于can控制器的時(shí)鐘容差，對(duì)于sjw和ps2，晶振普通支持最小tq數(shù)。can控制器的配置為了實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間時(shí)序牢靠、同步牢靠的穩(wěn)健網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)必需能承受所選數(shù)據(jù)速率和can控制器時(shí)鐘條件下的傳揚(yáng)延遲。假如不能，可以挑選降低數(shù)據(jù)速率、縮短總線或者用法不同的can控制器時(shí)鐘速率。配置過(guò)程包括以下三個(gè)步驟。第一步： 檢查時(shí)鐘和預(yù)分頻器匹配數(shù)據(jù)速率先核實(shí)在給定目標(biāo)數(shù)據(jù)速率和can控制器時(shí)鐘條件下，有哪些可能的配置。tq間隔必需基于時(shí)鐘和各種brp值計(jì)算，可能組合惟獨(dú)那些tq間隔為位時(shí)光的整數(shù)倍的組合。按照所處系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，也可能考慮其他can控制器時(shí)鐘速率。在表1所

5、示計(jì)算示例中，給定的最大數(shù)據(jù)速率為1 mbps，用法的是一個(gè) mcp2515自立can控制器和一個(gè)內(nèi)置can控制器的a-bf548 blackfin 處理器。mcp2515 fosc 取決于所用法的外部硬件振蕩器，而adsp-bf548 fsclk 則取決于硬件clkin和內(nèi)部pll設(shè)置（vco的clkin乘數(shù)，sclk的vco分頻）。惟獨(dú)can控制器時(shí)鐘和brp（整數(shù)個(gè)tq）的某些組合支持1 mbps的數(shù)據(jù)速率，如粗體所示。 這會(huì)限制位時(shí)序的設(shè)置，因此一旦挑選某個(gè)總線數(shù)據(jù)速率，惟獨(dú)部分選項(xiàng)可用。表1. 給定f和brp時(shí)1 mbps速率下的tq數(shù)mcp2515: 1 mbps速率下的tq數(shù)fo

6、scbrp = 1brp = 2brp = 3brp = 44020106.667538199.56.3334.7530157.553.75201053.3332.51052.51.6671.25adsp-bf548: 1 mbps速率下的tq數(shù)fsclkbrp = 5brp = 6brp = 7brp = 813326.622.1671916.6251002016.66714.28612.550108.33337.1436.254086.6675.7145其次步： 確定位段配置下一步是確定每個(gè)位段要求的tq數(shù)。最困難的狀況是在1 mbps的數(shù)據(jù)速率下支持最大傳揚(yáng)延遲，例如，電纜長(zhǎng)40米，隔離

7、式節(jié)點(diǎn)。抱負(fù)狀況下，應(yīng)對(duì)位時(shí)光段舉行配置，使采樣點(diǎn)在位中盡量晚。在表1中，對(duì)于每個(gè)整數(shù)的tq總數(shù)，一個(gè)tq必需提供應(yīng)sync段，ps2（或tseg2）段必需足夠大，以容納can控制器信息處理時(shí)光（只要brp大于4，mcp2515為2 tq，adsp-bf548為小于1 tq）。另外，對(duì)于mcp2515，prop和ps1最多可以各有8 tq；對(duì)于adsp-bf548，tseg1 (prop + ps1)最多可以為16 tq。圖4和圖5分離展示了mcp2515和adsp-bf548的可能總tq配置，對(duì)于1 mbps速率條件下的有效時(shí)鐘和brp組合，可支持最近采樣點(diǎn)。mcp2515的最佳tq總數(shù)為1