CAN收发器参数解读

输入特性

对于隔离CAN收发器,输入主要指连接CAN控制器一侧的输入特性,包含电源输入与信号输入。

 

根据控制器的CAN接口电压可选择3.3V或5V供电的CAN模块,隔离CAN模块正常输入范围为VCC±5%,主要考虑CAN总线电平能保持在典型值范围内,同时也使次级的CAN芯片工作在标称电源电压附近。

 

对于单独的CAN收发芯片,需要对芯片的VIO引脚接入与TXD信号电平相同的参考电压,以匹配信号电平,若没有VIO引脚,则应保持信号电平与VCC保持一致。使用CTM系列隔离收发器时需要匹配TXD的信号电平与供电电压一致,即3.3V标准CAN控制器接口或5V标准CAN控制器接口。

 

传输特性

 

CAN收发器的传输特性主要为三个参数:发送延迟、接收延迟、循环延迟。

 

选择CAN收发器时我们认为其延迟参数越小越好,但小的传输延迟会带来什么好处,是什么因素限定了CAN网络的传输延迟?

 

在CAN协议中,发送节点通过TXD发送数据的同时,RXD也在监测总线状态。若RXD监位与发送位不一致,则节点检测到一个位错误。若在仲裁场监测到的与实际发送不符,则节点停止发送,即总线上有多个节点同时发送数据,该节点没有获得数据发送优先权。

 

同样在数据校验和ACK响应位,均需要RXD实时获取到总线的数据状态。比如网络正常通讯中,排除节点异常,为了可靠接收到ACK响应,就要保证ACK位在一定的时间内传输到控制器的RXD寄存器中,否则发送节点将检测到一个应答错误。在1Mbps下设定采样位置为70%。则从TXD发送,到RXD接收到ACK位,控制器会在ACK位时间起始的70%时间点采样,即整个CAN网络的循环延迟要小于700ns。

 

在隔离CAN网络中,这个参数主要由隔离器延迟,CAN驱动器延迟,线缆长度决定。因此小的延迟时间有助于ACK位的可靠采样, 增长总线长度。收发器固有的典型延迟时间约为120ns。

 

总线电平

 

在ISO11898-2规定的高速CAN网络中,通常我们关心差分信号的幅值,这是总线数据传输的关键。目前有少数支持3.3V供电的CAN收发芯片,可直接应用于3.3V的控制系统中。

 

由于CAN收发器的结构特性,CANH、CANL电平与电源相关,虽然5V与3.3V工作电压的CAN收发器输出差分电平典型值相同,但3.3V收发器CANH、CANL相对于参考GND的幅值偏低,为2V左右,如TI的TCAN334。使用这两种不同收发器组网,使用一般双绞线或屏蔽双绞线单点接地则完全可正常工作。若使用双层屏蔽双绞线,由于CANH、CANL、GND均为信号连接,则会因为两种收发器的总线电压对地幅值不同会造成通信异常。因此实际使用要避免其GND直接连接。

 

显性超时

 

显性超时的增加主要是为了防止CAN总线网络由于硬件或软件故障使得TXD长期处于“0”电平状态。TXD保持“0”意味着CAN网络为显性电平,整个网络的所有节点都不能收发数据,即总线处于瘫痪状态。显性超时可以通过收发器的硬件计时避免总线出现这种情况。

 

睡眠唤醒

 

ISO11898-5给出了低功耗模式的高速CAN总线单元,CAN收发器可以处于睡眠模式以降低功耗,并通过一定的总线时序唤醒收发器。

 

TWK的定义是为了使收发器仅安全可靠地接收唤醒信号,避免由于总线干扰导致误触发。CAN控制器收到RXD信号后,可通过软件设置触发唤醒控制器,从而进一步设置模块STB引脚进入正常工作模式。这种唤醒模式中,当总线的所有节点都处于睡眠状态时,只要总线某个节点发出信号,所有节点都会被唤醒。

 

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