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CAN FD第二采样点SSP

 开心果NeedCar 2023-06-21 发布于上海
前言
       相对于经典CAN,CANFD因为其高带宽,可有效的提高负载,因此在各大主机场的整车拓扑中,CANFD占据的比重不断增加。CANFD对比经典CAN,提升速度的方式就是在数据段提高通信速率(一般由500Kbps提高到2Mbps),速率的提升将带来更大的延时,对采样点的要求也将有所不同,为了弥补收发器环路延时,增加了辅助采样点SSP(Second Sample Point)。

收发器采样

       我们知道,CAN收发器在发送数据的同时进行数据的回采,以此来确保发送数据的有效性,否则上报位错误。以TJA1051为例,收发器的数据收/发过程如下所示:

      看上图,我们有一个这样的问题:收发器发送和接收需要走物理介质,既然走物理介质是不是就存在收/发之间的延时呢?答案:是的。我们需要清楚知道CAN收发器包括发射器接收器两个独立的硬件部分。如果接收器要知道发送器当前发送的Bit是显性(0Bit)还是隐形(1Bit)必须考虑介质延时带来的影响,因此定义了SP(Sample Point),也就是说在SP采样可以让接收器准确判断发送器当前所发送的bit是啥。SP的定义如下所示:

      考虑收/发器的不对称和总线振铃等因素,设计合理的SP有助于提升数据传输的鲁棒性。
     接收器在SP采样可以理解为接收器在1Bit时间内等待了SS+PS+PBS1,1Bit = N(Tq),Tq是划分Bit的最小度量单位。举例:SP= 80%,SS = 1,PS = 2, PBS1 = 13, PBS2 = 4)。等待了SS+PS+PBS1(16Tq)才去采样说白了也是为了抵消介质传输带来的延时影响。
      知道SP是怎么回事,我们思考这样一个问题:如果发送速率不断的提高,接收器在回采的时候,发送器都已经发送第二个Bit数据了怎么办?这是本文讨论的核心,CANFD的数据段速率提高到2Mbps以后,采样点如果还是传统的采样方式将使得采样不准。
      如下所示,因为CANFD的数据段速率提升,发送器可能已经发送第2个Bit,接收器才接收到第一个Bit,即环路有1bit的延时,使用SP方式采样就会造成采样不准的问题。

CAN FD的SSP

      注意,SSP是对CANFD数据段采样提出的概念。是为了补偿环路延时(发送器和接收器延时)定义的一个辅助采样点。环路延时的时差是测量得到的,具体测量方式如下所示:

       在仲裁阶段,禁止使用延时补偿,仲裁阶段的通信速率500kbps,采样精度所受影响较小。SSP位置是CANFD的TX到RX的延时之和+CANFD TDCR.TDCO偏移补偿。
       这里多提一些:在需求里如果看到要求设置3个采样点,说明当前节点可以处理经典CAN和CANFD两种报文类型。举例:对于经典CAN要求所有段采样点SP=85%,对于CANFD要求仲裁段SP=80%,数据段SSP=75%。这就是三个采样点的需求。

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