轨道交通CAN通讯延迟测试与解决方案
轨道交通和城市轻轨列车中,大量使用CAN总线传输控制信号,由于要在较高波特率下进行较长距离通讯,所以时常会出现CAN通讯故障,它具体是什么样的情况?下面以我们某次测试经历进行详解。...
摘要
轨道交通和城市轻轨列车中,大量使用CAN总线传输控制信号,由于要在较高波特率下进行较长距离通讯,所以时常会出现CAN通讯故障,它具体是什么样的情况?下面以我们某次测试经历进行详解。随着人们生活节奏的逐渐提高,地区与地区之间的距离已经不在成为问题,这得益于交通运输业的大力发展,其中高铁作为交通运输业的佼佼者,他也得到了人民大众的广泛认可。
正因为如此,高铁中的通讯问题也得到了各种设备供应商和铁路公司的高度重视,他们是不能容忍这种错误的,因为这与每一位出行人员和列车人员的生命安全息息相关。下面针对某高铁通讯问题进行简要的实例讲解。
一、总线延迟产生原因
CAN总线主要制约其传输距离,由于高铁列车的车身较长通讯点较多,就会导致数据传输和响应的延迟。导线在传输数据时是存在延迟的,一般通常延迟为5ns/m,同时隔离器件的不同也会导致不同的延迟。其中还与导线材质(镀金的0.2平方米相当于1.0平方米的铜线)、CAN收发器与隔离方式有关,例如:光耦隔离延迟要比磁耦隔离大得多。
如果CAN的重同步不能弥补传输中所产生的延迟,就会导致应答定界符的位宽变大,最终导致应答定界符在识别过程中识别出错,将隐性电平识别为显性电平,出现定界符错误。如图1所示:
图1 延时错误
二、延迟错误导致的结果
下面已某高速铁路的中产生的延时错误类型进行讲解:
这次检测出来的错误类型主要包括:应答定界符错误、定界符格式错误和帧结束格式错误,他们均属于延迟错误导致,下面已应答定界符错误为例:
- 应答定界符错误
图2 应答定界符错误
从数据我们可以看出,应答定界符本应该为隐性电平,但由于传输应答的延迟问题导致应答定界符一直处在显性状态,这导致应答界定符格式出现错误。
三、如何检测传输延迟
首先要想检测CAN总线延迟错误必须有相应的CAN总线分析仪,下面以广州致远电子的CANSCOPE检测方式为例:
- 延迟分析
图3 延时统计与等效导线长度
图4 延时测量
四、消除延时误差的方法
为了减小延时,增加通讯距离和降低通讯错误率,我们可以采取以下措施:
- 采用磁隔离的CTM1051方案设计接口收发电路;
- 用较粗的导线代替细导线,标准为1.5线缆(延迟为5ns/m);
- 使用镀金或镀银的线缆;
- 增加网桥中继设备CANBridge延长通讯距离。
- 采用光纤传输,如致远电子的CANHUB-AF1S1,同等波特率可延长1倍通讯距离。
要想保证CAN总线通讯正常首先要保证合理布置CAN节点,保每一个到达节点的报文不出现延时错误,其次一台好的分析工具也是必不可少的,它不但可以帮助我们精确快速地发现故障所在,还能以模拟方式测试我们总线在各种环境中的工况。
CANScope总线综合分析仪
联系方式- 销售电话:400-888-4005拨1
- 技术支持电话:400-888-4005拨2
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