常用的解決方案有光耦+CAN FD收發(fā)器，如圖5所示。圖中光耦6N137具有典型的單向延時(shí)60ns，加上全部信號(hào)雙向傳輸會(huì)造成240ns延時(shí)。
圖5 光耦+CAN收發(fā)器
相比上述分立器件的隔離方式，也可以采用隔離收發(fā)器的方案，如圖6所示。例如，CTM5MFD采用磁耦隔離方式，延時(shí)時(shí)間在3~5ns。這種情況下，基本不會(huì)影響總線容許通信線纜長度。
圖6 CAN FD隔離收發(fā)器
循環(huán)延時(shí)指TXD引腳信號(hào)變化導(dǎo)致至RXD引腳信號(hào)變化的時(shí)間差。如圖7所示，可以測試TXD和RXD之間的循環(huán)延時(shí)。
圖7 收發(fā)器循環(huán)延時(shí)測量
CAN FD收發(fā)器循環(huán)延時(shí)由收發(fā)器本身的性能決定，傳播延時(shí)最大可達(dá)幾百納秒。CAN FD收發(fā)器延時(shí)是CAN總線規(guī)范必測項(xiàng)目，選取性能高的收發(fā)器，可以有效降低傳輸延時(shí)，增加總線傳輸距離。
線纜是CAN-bus總線傳輸?shù)闹匾橘|(zhì)，其長度也是影響通訊延時(shí)的重要原因。不同類型的線纜會(huì)造成不同的延時(shí)效果。通常情況下，導(dǎo)線延時(shí)為5ns/m，建議選擇較粗的導(dǎo)線，線徑越大，延遲越小，或者可以使用鍍金、鍍銀的線纜（鍍金的0.2平方毫米線相當(dāng)于1.0平方毫米的銅線）。線徑過小，其導(dǎo)線阻值過大，影響傳輸速率造成延遲。線纜的延時(shí)越小，CAN總線傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)。
綜合上述介紹，我們可以總結(jié)出以下解決信號(hào)延遲的方案：
●選擇性能較好的CAN FD收發(fā)器和CAN FD控制器；
●使用CTM3（5）MFD磁耦隔離收發(fā)器，降低延時(shí)；
●使用標(biāo)準(zhǔn)線纜，禁止使用電話線、網(wǎng)線等線徑較小的線纜，必要時(shí)可選擇較好材質(zhì)的導(dǎo)線；
●波特率一定時(shí)，傳輸距離過大，可以添加CAN FD網(wǎng)橋，降低導(dǎo)線傳輸延時(shí)。
如圖8所示，CANFDBridge是廣州致遠(yuǎn)電子有限公司開發(fā)的高性能CAN/CANFD智能協(xié)議網(wǎng)橋，集成2路CAN/CANFD可切換接口，支持ISO標(biāo)準(zhǔn)CANFD與Bosch CANFD標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)接口具備獨(dú)立的2500VDC電氣隔離保護(hù)電路，使接口卡避免由于地環(huán)流的損壞，增強(qiáng)系統(tǒng)在惡劣環(huán)境中使用的可靠性。
CANFDBridge支持CAN轉(zhuǎn)CAN、CAN轉(zhuǎn)CANFD、CANFD轉(zhuǎn)CAN、CANFD轉(zhuǎn)CANFD等報(bào)文默認(rèn)轉(zhuǎn)換處理。除此之外，還提供幀映射、合并和拆分等特殊轉(zhuǎn)換處理。用戶可自由設(shè)定CAN(FD)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)映射、組包拆包等規(guī)則，滿足自身應(yīng)用需求。
圖8 CAN FD網(wǎng)橋
如圖9所示，CANScope總線綜合分析儀是一款綜合性的CAN總線開發(fā)與測試的專業(yè)儀器，集海量存儲(chǔ)示波器、網(wǎng)絡(luò)分析儀、誤碼率分析儀、協(xié)議分析儀及可靠性測試工具于一身，并把各種儀器有機(jī)的整合和關(guān)聯(lián)；重新定義CAN總線的開發(fā)測試方法，可對(duì)CAN網(wǎng)絡(luò)通信正確性、可靠性、合理性進(jìn)行多角度全方位的評(píng)估；幫助用戶快速定位故障節(jié)點(diǎn)，解決CAN總線應(yīng)用的各種問題。
圖9 CANScope分析儀
