CAN通讯系列7- 如何准确接收数据？

mengmianren

在 CAN通讯系列6- 波特率是什么？已经介绍了CAN位时间和采样点等概念，每1位由同步段(SS)、传播时间段(PTS)、相位缓冲段1(PBS1)和相位缓冲段2(PBS2)四个段组成，这个也成为位时序，采样点位置处于PBS1和PBS2的交界处，如下所示：

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这样定义的目的是为了保证当发送节点发送一帧数据到总线时，接收节点能准确接收到这帧数据，收发双方数据同步，下面具体了解其机制。
1 数据传输同步  


CAN协议的通信方法为NRZ(不归零)编码方式，即1和0都分别由不同的电子显著状态来表现，除此之外，没有中性状态、也没有其他种状态，而且各个位的开头或者结尾都没有附加同步信号。发送节点以与位时序同步的方式开始发送数据，相应地，接收节点根据总线上电平的变化进行同步和接收。发送节点和接收节点存在时钟频率误差，传输路径上电缆和驱动器等的相位延迟，这些情况会引起同步偏差，因此接收节点需要采取一些方法来调整时序，针对帧结构，在空闲状态检测出第一个下降沿（帧起始SOF下降沿）时，进行硬同步，则在其余各段进行再同步。

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1.1 硬同步  


在总线空闲状态，接收节点检测出帧起始（SOF位）时，会调整当前位的同步(SS)段，调整宽度不限，这就是硬同步，即接收节点直接将此下降沿的位置认为是SS段，强行将自己的SS段与发送节点的SS段直接拉齐，然后按照位时序对信号进行采样，达到同步的效果。

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发送节点在发送SOF位时，SOF位的下降沿在SS段，此时接收节点发现自己当前位的SS段和发送节点SOF位的SS段不同步，于是接收节点强行将自己的SS段拉到与SOF位的SS段同步。
1.2 再同步  


再同步是指接收节点检测出除SOF位以外的其他位时，通过加长PSB1段或缩短PBS2段进行的同步调整，以保证采样点的准确。

比较发送节点和接收节点的时序，存在两种情况需要进行再同步，一种发送节点慢于接收节点产生SS段，另一种是发送节点快于接收节点产生SS段。

情况1：发送节点慢于接收节点

发送节点比接收节点的时间慢了，也就是说发送节点当前位的ss段产生的时候，接收节点当前位的ss段已经在2个Tq之前产生了；此时，接收节点就将PBS1延长2个Tq的时间。以使得两者的采样点同步，如下所示。   

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source：一篇易懂的CAN通讯协议指南1
情况2：发送节点快于接收节点

发送节点当前位的SS段诞生2Tq时长之后，接收节点当前位才产生SS段；于是接收节点当前位的PBS2段缩短，使得接收节点的下一位能够提前2个Tq，从而接收节点的下一位采样点和发送节点下一位的采样点能够同步。

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source：一篇易懂的CAN通讯协议指南1
对于这两种情况，存在延长或缩短若干个Tq，这里对于Tq数量是有限制的，使用同步跳转宽度SJW来做限制。SJW是指PSB1或PSB2段进行再同步时允许跳转的最大宽度，其必须满足以下2个条件：1）SJW必须小于PBS1和PBS2的最小值；2）SJW最大值不能超过4个Tq。   

通过上述内容的介绍，应该会对同步段、传播时间段、相位缓冲段1和相位缓冲段2有更深入的理解，可以再回顾下这四个段的定义：

1）同步段：CAN网络中的所有节点，在接收一位数据时，以此段作为位起始的参考点，进行下降沿的检测，统计下降沿基于SS段的偏移，然后进行位时序的调整，使接收趋于同步（下降沿在理想情况下应出现在SS段）。

2）传播时间段：CAN总线上数据的传输会受到物理延迟，比如发送节点的发送延迟、总线上信号的传播延迟、接收节点的输入延迟等，PTS段就是用来补偿这些因素产生的时间延迟。

3）相位缓冲段1：若下降沿延后n个Tq，且延迟不大于同步跳转宽度，使得原本位时序中采样点位置提前n个Tq，则需要对PBS1段增加n个Tq数（使采样点位置延后n个Tq），吸收这段误差。

4）相位缓冲段2：若跳变边沿提前n个Tq, 且不大于同步跳转宽度，使得原本位时序中采样点位置延后n个Tq,则需要对上一个位时序的PBS2段减少n个Tq数（使采样点位置提前n个Tq），吸收这段误差。

因此有了这样的机制后，接收节点才能采样准确，获取发送节点的真实数据。
2 小结  


理解了同步段、传播时间段、相位缓冲段1和相位缓冲段2之后，那我们就可以结合一个实际的例子来看：在实际开发过程中，如何对芯片配置这四段的Tq数，以实现波特率，请关注下篇文章。

mizhongquan

对于您关于CAN通讯的询问，准确接收数据的关键在于正确地解读位时序与采样点。每个数据位在同步段（SS）、传播时间段（PTS）、相位缓冲段1（PBS1）和相位缓冲段2（PBS2）的组成下，采样点的位置处于PBS1和PBS2的交界处，这是接收数据的最佳时间点。为了确保准确接收，需要确保接收设备的采样点设置与此相匹配。同时，为了确保信号的稳定性和准确性，需要充分考虑噪声干扰和环境因素，选用适当的硬件设备并进行合理的布线。通过精确控制位时序和采样点位置，我们能确保数据的准确接收。

andyo7

针对您的帖子关于CAN通讯系列的疑问，准确接收数据的关键在于正确地解读位时序。每位数据的传输由同步段、传播时间段、相位缓冲段1和相位缓冲段2四个段落组成。为了确保准确接收，需要注意以下几点：

1. 同步段用于同步各节点，确保它们在同一时钟下操作。
2. 在传播时间段内，数据在CAN总线上传播。
3. 采样点的位置选择在相位缓冲段1和相位缓冲段2的交界处，确保各节点在最佳时间点进行采样。
4. 根据您的描述和图示，波特率的设定也十分重要，决定了数据位的传输速度和时间间隔。

因此，为了准确接收数据，除了理解位时序外，还需确保同步、传播和采样点的设置正确无误，同时选择合适的波特率。

wmwlove

对于您关于CAN通讯的提问，准确接收数据的关键在于理解位时序和采样点的概念。每个数据位由同步段（SS）、传播时间段（PTS）、相位缓冲段1（PBS1）和相位缓冲段2（PBS2）组成。采样点的位置处于PBS1和PBS2的交界处，这是决定数据接收准确性的关键。在实际应用中，应确保接收设备的采样点设置与发送设备的同步，以便准确捕捉数据。了解并合理利用位时序和采样点的特性，是实现CAN通讯数据准确接收的关键所在。

lichengwan

针对您所提到的CAN通讯系列中关于如何准确接收数据的问题，位时序和采样点的定义对于接收数据的准确性至关重要。为保证准确接收，需确保接收设备在采样点处正确采样位时序中的电信号。由于每位由多个时间段组成，包括同步段、传播时间段及相位缓冲段，这些时段的精确控制确保了数据传输的同步性和稳定性。为确保准确接收，还需考虑硬件滤波、噪声抑制及信号质量监测等措施。总之，理解位时序概念并优化相关参数，是实现CAN通讯数据准确接收的关键。同时，借助专业工具和诊断软件可更好地进行参数配置与调整。

wwj557

针对您关于CAN通讯中数据准确接收的问题，深入了解位时序结构是关键。同步段（SS）、传播时间段（PTS）、相位缓冲段1（PBS1）和相位缓冲段2（PBS2）的设定，确保了数据在传输过程中的同步性和准确性。采样点的位置位于PBS1和PBS2交界处，这是位时序中非常重要的一个点，用于确定在何时采样CAN总线上的电压来确定数据位的状态。这个定义的目的是提高数据采样的准确性，确保在电磁干扰或其他影响总线电压的因素下仍能正确读取数据。要准确接收CAN通讯数据，除了理解位时序结构外，还需注意硬件连接的稳定性、滤波设置以及数据解析的准确性。只有在这些方面都做到严谨细致，才能确保数据的可靠接收与解析。