PM867K01工控
CAN总线延时分析
CAN网络上节点之间通信的传播延时， t2、t5为收发器循环延时、t3、t6为隔离延时、t4、t7为CAN控制器处理延时，t1 为线缆传输延时。
以节点A发送，节点B接收为例，从CAN报文发出开始，到接收到ACK应答，整个应答回路延时为T总=(t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7)*2，期间报文经过了4次隔离及收发器，两次线缆，若想提高传输距离，需对各个环节的延时时间进行分析。
对于CAN收发器，是指从TXD输入的数字流被转换成相应的模拟总线信号，同时总线收发器监控总线，将模拟总线信号转换成相应的数字位流从RXD输出的过程。CAN 收发器的制造商通常规定“循环延时”，其包括驱动器和接收机延迟。延时时间的大小是有收发器自身特性决定，以收发器TJA1051为例，从数据手册中可以看出， 其大传播延时为220 ns，**小传播延时为40 ns。收发器循环延时是CAN总线规范必测的项目，选取性能较高的收发器，可减少传输延时，有利于增加传输距离。
为了提高CAN节点的可靠性，CAN底层硬件通常会使用隔离设计。常用解决方案有采用光耦+CAN收发器， 比如光耦6N137和CAN收发器TJA1051，光耦6N137具有典型的60ns单向延时，而全部双向信号必须经过4个光耦，总隔离延时达240ns，在位时间配置不变的情况下， 大大地缩短了CAN系统的容许线缆长度。或者采用隔离收发器方案，如CTM1051KT采用磁耦隔离，磁隔离延时 3~5ns，在位时间配置不变的情况下，CTM1051KT自带隔离基本不会对容许线缆长度造**响，可满足1Mbps 速率下约36m的传输距离。
实际应用中，主CPU将数据从CAN控制器中读出和写入并作初步处理所耗费的时间，即软件延时对总线延时也有一定的影响，另外还需考虑CAN控制器延时，即是CAN控制器为实现接收和发送缓存器中的信息和串行化的信息的相互转化所开销时间。软件和控制器导致的延时与具体应用、主控器、CAN控制器和接口芯片有关。考虑到总线控制器在设计时已经考虑到内部处理时间，所以延时应该在纳秒级以下，在此可以不计。
线缆的选型不同，其延时率也不同，传输的距离也会有较大影响，在CAN控制器、收发器、隔离等外围元器件确的情况下，可通过以下方法计算线缆的长度。若线缆的通信距离为L(以m 为单位)、通信速率为B(以
bit/s为单位)、采样位置为P(如75%)、隔离器件传播延时为tg(以ns 为单位，如t3，t6)、收发器传播延时为tq(以ns 为单位，如t2，t5)、线缆传播延时为tx(以ns/m为单位)。可以得到线缆通信长度的估算公式：L=[(1/B)•P–4(tg+tq)]/2tx。由公式可知：线缆延时率越小，在相同条件下，传输的距离越远，所以在线缆选型中，建议用较粗的导线(线径越大，延迟越小)，或者使用镀金或者镀银的线缆。
隔离器件等外围电路的引入和收发器增加长时间显性关断功能等，都增加了CAN总线的延时时间，导致了越新型的收发器，回环延迟加大，减少了实际通讯距离。若想增大CAN总线通信距离，必须了解CAN通信的原理及信号线传输的原理，通过提高收发器、隔离器件的性能和线缆的选型来减小CAN信号传输的延时时间，从而提高实际通信的距离。
