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CAN バスビットタイミング計算ツール

特定のボーレートとサンプルポイントについて、プリスケーラー、時間量子、同期セグメント、伝播セグメント、フェーズバッファセグメントを含むCANバスのビットタイミングパラメーターを計算します

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公式

tq = 1/(f_clk/BRP); NBT = SS + PROP + BS1 + BS2

tq — Time quantum (ns)
BRP — Baud rate prescaler
NBT — Nominal bit time in TQ (tq)
SS — Sync segment (1 tq) (tq)
BS1 — Phase buffer segment 1 (tq)
BS2 — Phase buffer segment 2 (tq)

仕組み

CAN（Controller Area Network）バスのビットタイミングは、自動車および産業用ネットワークの通信プロトコルを設計する上で重要なパラメータです。ビットタイム、サンプリングポイント、同期セグメントの関係を定義することで、ネットワーク全体でのデータの送信方法と解釈方法が決まります。ビットタイミングの設定には、シグナルインテグリティとネットワークパフォーマンスに影響するビットレート、クロック周波数、伝搬遅延などの重要なパラメータが含まれます。

計算例

ビットレートが 500 kbps で、システムクロックが 80 MHz の CAN バスシステムを考えてみましょう。ビットタイムとセグメントの比率を計算します。
1.ビットタイム = 1/(ビットレート) = 1/500,000 = 2 µs
2.タイムクアンタム = 1/(システムクロック) = 1/80,000,000 = 0.0125 µs
3.合計時間量子 = ビット時間/時間量子 = 2 µs/0.0125 µs = 160 時間量子
4.一般的なセグメント分布: シンク (1 TQ)、プロップ (2-8 TQ)、フェーズ 1 (1-8 TQ)、フェーズ 2 (1-8 TQ)

実践的なヒント

  • ✓ビットタイミングを設定するときは、必ずネットワークの長さとバス特性を考慮してください
  • ✓最適な信号検出のために、サンプリングポイントがビット時間の約 80% であることを確認してください
  • ✓高速ネットワークには最小限の伝搬遅延セグメントを使用
  • ✓すべてのネットワークノードでビットタイミングを一致させて、一貫した通信を実現

よくある間違い

  • ✗ネットワークノード間のビットタイミングパラメータの不一致
  • ✗ケーブル長と信号伝搬遅延を無視
  • ✗システムクロックの精度と潜在的なジッターの見落とし

よくある質問

CANバスは10kbpsから1Mbpsまでのビットレートをサポートしており、車載アプリケーションでは250kbpsと500kbpsが最も一般的です。
時間量子は、CANバスのビットセグメントを分割して構成するために使用される最小の時間単位であり、正確なタイミング制御を可能にします。
サンプリングポイントは、バス信号レベルをいつ測定するかを決定します。これは、信頼性の高いデータ解釈とノイズ耐性にとって重要です。

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