社会现场总线系统中CAN总线采样点对通讯影响的研究
社会现场总线系统中，CAN总线采样点对通讯影响的研究
引言
CAN（Controller Area Network）是ISO国际标准化的串行通信协议，以其高性能和可靠性而广泛应用于工业自动化、船舶、医疗设备等领域。现场总线系统作为自动化技术发展的热点，被誉为计算机局域网，为分布式控制系统提供了强有力的数据通信支持。CAN总线协议实现了物理层、数据链路层和应用层，具有较强的纠错能力。
CAN总线采样点的规则和原理
CAN协议将位时间分为同步段、传播段以及相位缓冲段1和相位缓冲段2，每个段由称之为Time Quantum（Tq）的最小时间单位构成。通过设置点位时序，可以设定一个采样点，使得多个单元可以同时采样。这一锁存电平作为位值。在PBS1结束处设置采样点，是读取并解释总线上各位值的一个时间点。
常用频率采样点推荐值
采样点对CAN总线至关重要，在组网时，节点应尽量保持同一个采样点，并且在不超过7/8位时间上，如表1所示。
采样的计算与建议
计算公式：s = (1 + TSEG 1) / (1 + TSEG 1 + TSEG 2)，假设晶振时钟频率16MHz, SJW=0, TSEG 1 =13TQ, TSEG 2=2TQ，则s=(14)/(14+2)=87.5%。
CAN 总线传输距离分析
(a) ACK应答：
应答间隙(ACK SLOT)
应答界定符(ACK DELIMITER)
CAN 总线延时理论分析：
发送节点发出CRC场后，一次应答隙内接收节点应该输出显式回复信号。如果发送节点在应答隙内没有检测到有效回复，则判定为错误帧。
实际设计中，可通过调整time segment来改变对传播延时补偿。
CAN网络延时分析：
t2 & t5 为收发器循环延迟；t3 & t6 为隔离器件延迟；t4 & t7 为处理器处理延迟；t1 为信号传播沿着电缆。
假设A发送给B，从报文发出到接收ACK需要T_total = (t_ total * 4 * Nbits) / bitrate，其中Nbits是消息长度（以比特计），bitrate是波特率。
