CANFD 传输速率分析

Posted 2023-02-08 华夏九州

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CAN-FD：英文为 CAN with Flexible Data-Rate，翻译为【可变速率的 CAN】

 

BRS (Bit Rate Switch) 位速率转换开关，当 BRS 为显性位时数据段的位速率与仲裁段的位速率一致，当 BRS 为隐性位时数据段的位速率高于仲裁段的位速率；

 

CAN-FD 采用了两种位速率：从控制场中的 BRS 位到 ACK 场之前（含 CRC 分界符）为可变速率，其余部分为原 CAN 总线用的速率。两种速率各有一套位时间定义寄存器，它们除了采用不同的位时间单位 TQ 外，位时间各段的分配比例也可不同。

 

因此，对于 CAN-FD，是在 CAN 的基础上增加了一个数据域的传输速率，数据传输速率要大于等于原 CAN 总线用的速率。说白了 CANFD 支持两种传输速率，两种速率可以保持一致，也可以不保持一致。

 

 

 

上图上 CubeMX 截图，下面讲解一下如何进行位速率设置:

CAN-FD 有两种模式：

1. FDCAN_FRAME_FD_NO_BRS 不使用位速率转换开关
2. FDCAN_FRAME_FD_BRS     使用位速率转换开关

 

这两种模式怎么设置 niminal 速率和 data 速率呢？如下：

当 Mode = FDCAN_FRAME_FD_NO_BRS 的时候，两种速率保持一致，只需要设置常规的 CAN 速率即可，即 nominal 速率。

当 Mode = FDCAN_FRAME_FD_BRS 的时候，需要两个速率都要设置，并且 data 速率要大于等于 nominal 速率。

 

接下来说一下怎么设置位速率：

位速率：做位采样用的；

位速率组成：

Syncseg	Propseg	Phaseseg1	Phaseseg2
同步段	传播时间段	相位缓冲段 1	相位缓冲段 2

意思就是一个 bit 的长度，主要目的是为了准确采集到该 bit 属于高电平或者低电平，由于电信号的上升沿或者下降沿都有损耗，不是标准的高电平或者低电平，因此在该电平 80% 左右位置对该 bit 位电平进行采样最为合适，采到的信号最为稳定。

采样点是在 seg1 后面；同步段一般占用 1td；

采样率计算公式：

sample = (1+proseg+seg1)/(1+proseg+seg1+seg2);

 

/* 波特率计算公式 */

Baudrate = 1/bit time

Bit time = Syncseg+Phaseseg1+Phaseseg2

 

其中 Phaseseg1 包含了 progseg 段，用来吸收网络上的物理延迟。

 

对于常用的 CAN 速率：

由于 hal 库里对应的四个值都进行了加 1 操作，如：

Nominal Prescaler = NBRP [8:0]+1, 因此公式简化如下：

举例：

HSE 25M，主频 400M，fdcanclk 为 200M,baudrate = 500k，则

可以设置 tsyncseg = 10,tsge1=31,tseg2=8,tsjw=8；

其中 tsjw 是包含在 tseg1 中的，在 tseg1 前面那一段。