CANFD第二采样点相关

[SSEZKX]

1 第二采样点(Secondary Sample Point)的意义

传统CAN最大传输速率1Mbps, CAN-FD采用两种位速率, BRS到ACK中间（数据传输段）为可变速率,速率最高为8Mbps,其余部分（仲裁段和数据控制段)为原CAN总线用的速率,最高1Mbps,针对不同的速率有相应的时间定义寄存器。

CAN控制器要经过CAN收发器将信号发往CAN总线,再经过收发器反馈总线信号。而CAN协议规定，发送方发送位时，需要检测接收到的位与发送的位是否一致，否则会产生位错误帧。对于传统CAN来说,因为其最高波特率位1Mbps,位宽只有1us，所以大部分情况下传输的延迟不会超过位宽的一次采样点Sample Point SP (通过TSEG1设置)。发送延时对传统CAN位校验的影响如下图：

传输延迟受收发器环路延迟、传输距离和传输线缆带来的硬件延时影响。
CAN FD的数据段具有比传统CAN更高的波特率,位宽也更小,因此传输延时对CAN FD的采样准确性的影响就比较大了，在一次采样点采样容易产生位错误。发送演示对CANFD位校验的影响如下图：

在汽车应用中,受限于车辆线缆布局的限制,难免会有长距离布线的要求，而因为传输延迟无法避免,所以在CAN FD通讯中引入了发送延时补偿Transmitter Delay Compensation (TDC)和 二次采样点Secondary Sample Point (SSP)的机制,将发送的数据与二次采样点时刻接收到的数据进行比较,从而保证发送与接受的位可以更好地匹配。

在采用CANFD时,建议启动此功能。

2 关于CAN的一些定义

2.1 采样点SP

采样点是CAN控制器读取总线电平，并解释各个比特的逻辑值的时间点。

2.2 TQ

传输的个bit位由若干个Tq组成，根据功能传输一个BIT位需要分成四个阶段：同步段、传输段、相位缓冲段1和相位缓冲段2.

2.3 同步段（Sync_Seg）

用于实现时序调整，总线上各个节点的跳变沿产生在同步段内，通常为1个Tq；

2.4 传播段(Prop_Seg)

用于补偿网络上的物理延迟时间。这些延迟时间包含信号在总线上的传输延迟和CAN节点内部的处理延迟。传播段保证了2倍的信号在总线上的延迟时间；

2.5 相位缓冲段1(Phase_Seg1)和相位缓冲段2(Phase_Seg2)

用于补偿跳变沿的相位误差，其长度会在重同步的实现过程中延长或缩短。

采样点位于相位缓冲段1的结尾。由于相位缓冲段1和相位缓冲段2能够延长或缩短，采样点也能够随之变化。

2.6 收发器延迟补偿(TDC)

当开启TDC后,控制器将自动测量Tx信号线上FDF位到r0位下降沿与Rx信号线上FDF位到r0位边沿的之间的延迟时间（FDF位是CAN FD帧的“身份证”，隐性电平标志协议升级；r0位的下降沿与FDF跳变共同构成TDC延迟测量的时间锚点，二者协同保障高速数据段可靠传输）

3 SDK下关于第二采样点设置

第二采样点由transceiver loop delay收发器环路延迟和可配置的transceiver delay compensation offset收发器延迟补偿偏移组成。
Transceiver loop delay收发器环路延迟是在每个发送帧中从EDL位（同FDF位）到下一位r0的边沿，对应发送位边沿和接收位边沿之间测量的。测得的loop delay不足以用于定义secondary sample point，因为它与位边沿有关.

Transceiver delay compensation offset收发器延迟补偿偏移用于将secondary sample point从边沿转移到bit time内的中间点，远离其边沿。因此，offset值不能大于data phase的bit time.所以为了使TDC可靠地工作，偏移必须使用最佳设置，但是根据是否支持BTE特性分为以下两种情况
·不支持BTE

·支持BTE

故此时TDC offset不能照搬RM里的公式，应按以下公式配置：

SSP * Tq_number * (PRESDIV + 1)

计算出正确offset后，SDK代码调用API

void FLEXCAN_DRV_SetTDCOffset(uint8_t instance, bool enable, uint8_t offset)；

例：

设置offset的API要在FLEXCAN_DRV_Init后调用，参考代码如下：

注：
①老版本SDK代码默认不使能BTE，1.3.1版本之后Relase代码默认使能BTE(除了LE系列芯片不支持BTE无法使能，其余支持BTE的芯片会默认使能，无论是否支持BTE，配置Offset方式不变，函数内部自行区分是否支持BTE来进行相关寄存器配置，用户无需自行配置)；
②用户只需关心是否支持BTE功能影响的Offset取值范围，其他无需关心
支持BTE的OFFSET为7位，最大为127

不支持BTE的OFFSET为5位，最大为31

4 SSP第二采样点配置错误现象

① ECU加入到整车CANFD网络中，整车CANFD网络中有错误帧。ECU未加入到整车CANFD网络中，整车CANFD网络中没有错误帧。

② ECU在该CANFD网络中，所有的CANFD帧无法正常发送，发出的CANFD帧出现Bit Stuff Error；

③ ECU在该CANFD网络中，所有的经典CAN帧可以正常发送。

5 如何快速定位“SSP第二采样点”引起的Bit Stuff Error问题

可以通过以下几个角度，逐步识别该问题：
① ECU在该CANFD网络中，禁用CANFD帧，仅发送经典CAN帧，CAN网络中未出现Bit Stuff Error；

② 确认ECU所在的CANFD网络拓扑，以及CAN双绞线的线长（CANFD网络的CAN线不宜太长，否则也会出现Bit Stuff Error）；

③ 使用示波器实际测量MCU与CAN收发器之间的“环路延迟时间”，确认其延迟时间是否在一个CANFD数据段位时间的临界点上，如果是，尝试修改MCU与CAN收发器之间的RC阻容电路，以减小该物理延迟时间，再将该ECU放回该CANFD网络中，查看Bit Stuff Error有无减轻；

④ 启用TDC/SSP，查看Bit Stuff Error有无减轻。