第3章_CAN总线(气电04).ppt

3.2 can技术规范的基本内容,3.2.1 物理层,3.2.2 数据链路层,3.2.1 物理层,一、 物理层的特点 1. 物理数据在总线上各节点间的传输过程，主要是连接介质、线路的电气特性、数据传输的编码与解码、定时以及同步的实施标准。,can物理层的各种定义： bosch can对物理层没有具体定义； iso11898定义的高速can； iso11519-2定义的低速can； saej2284定义的高速can；,二、位定时及其同步,can节点本来都在独自运行，而通讯之类的操作却要求在它们之间建立协作关系。为了达到并维持这种协作关系，有关节点中的协议控制芯片必须在位定时逻辑的管理下，进行正确的同步处理。,1.位定时,传输速度（波特率）：单位时间内所发送的二进制位数,位时间长度：发送一位二进制数所需要时间,位时间长度被分为四段，各段的前后顺序如下：,图 3-6 can的位定时与同步规则,s：跳边沿，用于同步总线上的各个节点 p：补偿信号在传播过程中难以避免的延迟时间（延时和的2倍） p1、p2：均可伸缩，它们用于对位定时逻辑进行调整，以适应总线信号的实际位时间相对于额定值的变化。 采样点：接收器中读取总线状态的时刻，位于p1和p2之间，因为总线信号发展到这里，其物理属性一般已经比较稳定，此刻的总线状态应该可以充分体现出实际的位值,位定时的计算,时间基准单元（time quantum，tq，），是由振荡器周期产生的固定时间长度，可以通过编程设定为不同的振荡器周期倍数。 位时间中，各时间段长度都以tq为单位计算： 1）sync-seg是1个tq。 2）prop-seg是l 8个tq。 3）phase-seg1可编程设为 l8个tq。 4）phase-seg2取phase-seg1和ipt两者中的最大值。 信息处理时间ipt一般小于等于2个tq。 标称位时间长度nbt必须通过编程设定为825个tq范围内的值。,2. 同步,1）硬同步： 具有强制性，就是说无论接收器原先处于何种状态，现在它都必须以导致硬同步的那个下降沿为起点，重新开始位定时。 在t1时刻，总线状态由原来的空闲变为显性。由于总线空闲之后的第一个显性位必为can帧的sof，所以接收器知道有节点在送出消息，便执行一次“硬同步”（hard synchronization）。,同步沿在同步段。 硬同步之后，接收器的位定时逻辑开始以额定位时间按部就班地监测总线。,2）再同步（软同步）： 为了补偿传输中造成的同步差异，对同步信号进行调整。 t2时刻，第三位数的起始下降沿落在了tb2的p2中，显然tb3的同步段将“名不副实”，于是接收器的位定时逻辑需要进行一次“再同步” 3）再同步跳变宽度（rjw）：对同步点进行一次调整的时间（tq数）。,采样时刻发生变化和采样时间长度发生变化,再同步跟据跳变沿位置错误状态进行调整。 跳变沿的位置错误e定义为跳变沿与sync-seg的相对位置长度的tq数。其符号s定义如下： 1）如果跳变沿在sync-seg中，则s=0。 2）如果跳变沿在sync-seg之前，则s0。,当e小于等于再同步跳变宽度的编程值时，不采取再同步调整；如果e大于再同步跳变宽度时，则： l）如果s0，phase-seg1加长rjw。 2）如果s0，phase-seg2减小rjw。,采样时刻发生变化和采样时间长度发生变化,3. 位填充（编码/解码）,当采用非归零（nrz）编码连续发送相同位时，就无法得到这样的同步信息；can采用位填充规则弥补这个缺点，为接收端的再同步提供条件。 一个帧中，起始域、仲裁域、控制域、数据域和crc域的二进制位流通过位填充方式编码，每当发送端检测到连续的5个相同位时，自动插入一个补位。 在can中，两个跳变间的最大时间为29个tq。,三、can总线收发器,can的物理层接口芯片。 在cmos电平与差分电压之间实现信号形式的转换。 发送接收器在两条线的can网络上发送信号时，一条线称为can-high，另一条称为can-low，两条线上是差动信号，具体电平和特性取决于适用的标准或设计规范。,1. iso11898定义的高速can,2. iso11519-2定义的低速can,图3-4,图3-5 低速容错can的物理信号,3. iso11898和iso11519-2物理层的主要区别