在汽车社会中CAN总线采样点对通讯影响的研究
引言
CAN是Controller Area Network的缩写，是ISO国际标准化的串行通信协议。它以其高性能和可靠性被广泛应用于工业自动化、船舶、医疗设备、电梯等领域。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。CAN总线协议实现了物理层、数据链路层和应用层功能，因为现场总线通常只包括一个网段，因此不需要第3到第7层。在数据链路上，CAN协议提供较强纠错能力，这减少了应用层在这一方面开销。
CAN总线特点
(1) 数据通信没有主从之分，任意节点可以向任何其他节点发起数据通信，并依据优先级顺序决定通信次序;
(2) 多个节点同时发起通信时，优先级低避让优先级高，不会对通信造成拥塞;
(3) 通信距离最远可达10公里（速率低于5Kbps），速率可达到1Mbps（距离小于40米）；
(4) CAN总线传输介质可以是双绞线、同轴电缆或者光纤。
CAN总线采样点分析
采样点对CAN总线至关重要，它确定了读取和解析CAN总线电平并将读到的电平作为位值的一刻。此时刻对于组网中的所有节点来说至关重要，以保证网络中的每个节点都能在统一时间窗口内进行数据交互。如果采样点差异较大，将可能导致网络上的同一帧数据交互失败。
CAN 总线采样点规则与原理
在CAN协议中，一位时间由同步段、传播段、一相位缓冲段及另一相位缓冲段构成。这三个部分又分别由称为Time Quantum（Tq）的最小时间单位构成。通过设置这些参数，可以设定一个采样点使得多个单元能够同时进行采样。在这个过程中，即便是在同步边沿不能包含在同步段中的情况下，也有补偿措施来确保信号边沿的准确性。
采样点推荐值与计算方法
常用频率推荐使用75%或80%或87.5% 的TSEG1/TSEG2比值。当波特率超过800Kbps时建议采用75%，当波特率超过500Kbps时建议采用80%，而当波特率不超过500Kbps时建议采用87.5%。
采样的影响因素与理论分析
应答间隙：发送端发送两个“隐性”位，当接收器正确接收有效报文后，在应答间隙期间发送显式ACK信号给发送端。
位时间组成：每一位由四部分组成，即同步段、传播段、一相位缓冲、二相位缓冲，每部分由Tq构成。
信号延迟理论：为了确保有效回应，必须限制信号传播延时，使得应答间隙内检测到有效显示ACK信号。
实际设计与延时控制
设计师需要根据实际需求调整各项参数，如TXD输入数字流转换模拟输出过程，以及RXD输出数字流转换模拟输入过程，同时考虑收发器循环延迟以及隔离器件等因素，以满足整个系统设计要求。
