在CAN、CAN FD总线通讯中，采样点的设置直接决定了节点能否在复杂的电磁环境下正确鉴别总线电平。一个毫厘之间的误差，就可能引发CRC谬误、谬误帧甚至总线瘫痪。然而，传统的采样点测试工具，真的测准了吗？

今天，我们通过TH7011滋扰仪与某友商工具的实测对比，揭开采样点测试中那些被忽视的“精度陷阱”，并看看TH7011是若何凭借FPGA级5ns步进与自界说屡次滋扰循环，将测试误差压至极限的。

采样点是什么？为什么测它？

为了精确采样，11898规范中将?个Bit划分成4个段：同步段（SS:Synchronization Segment）、传布段（PS:Propagation Segment）、相位缓冲段1（PBS1:Phase Buffer Segment1）、相位缓冲段2（PBS2:Phase Buffer Segment2），如下所示：

规范要求采样点在相位缓冲段1（Phase Buffer Segent1）和相位缓冲段2（Phase Buffer Segent2）之间。

举例：如下图80%采样点是怎么的？现实上是约定?个采样时刻，确保总线上的所有CAN节点在近乎相称的时刻采样。如果：要求设置采样点为80%，通讯快率500Kbps，则tBit= 2us，则采样功夫点 =2 * 0.8 us = 1.6us。

同步机造

总线上的节点，固然处于同?个CAN总线内，但是，每个节点的晶振精度不定一样，节点晶振之间可能存在误差，因而，晶振主导的时钟频率就可能存在相位差，即：分歧的节点，固然设置了一样的通讯快率，也可能存在tBit?度分歧的可能，因而，发送节点在发送帧的时辰，接管节点可能鉴别到降落沿的滞后或者提前。此时，就必要沉同步添补此误差。

1、硬同步

在发送节点向总线发送一帧中SOF位作为同步新闻（Sync Message），总线上所有节点通过接管同步新闻对自身时钟进行校准，筹备竞争总线的使用权，即 ：所有节点都检测到了肇始的显性位（ “0”），此刻，总线上所有节点能够平正竞争，这就是”硬同步”。

2、沉同步

一帧CAN报文， 由好多个Bit位组成，硬同步使得节点在帧肇始的地位实现时序的对齐，一个一个Bit在CAN总线上的串行传输，每个Bit的宽度不变性（ 时序） 无法保障，通过耽搁PBS1或者缩短PBS2来添补采样误差，这就是沉同步。

沉同步的两种情况：

1) PBS2缩短SJW，实现沉同步
若是降落沿落在了采样点之后，SS之前，接管节点会缩短PBS2长度，以此添补发送节点提前导致的误差。

如果Node A和Node B均以500Kbps快率通讯，但是Node A的Bit宽度略幼于Node B， 当Node A发送数据的时辰，Node B接管，会以为Node A发送提前，Node B就不得不缩短PBS2，添补两者之间的相位差。

2) PBS1延?SJW，实现沉同步
降落沿落在了SS之后，采样点之前，接管节点会延?PBS1?度，以此添补发送节点滞后导致的误差。

反过来，Node B发送，Node A接管时，Node A以为Node B发送的滞后，Node A必要延?PBS1来添补两者之间的相位差。

PBS1延?几多，PBS2缩短几多，由SJW值决定。SJW不参加采样点的推算，它只是沉同步时，延?PBS1或者缩短PBS2?度的最?值。

3、TC设备中的SJW

同步跳转宽度（SJW）现实上是对发送节点的误差容忍度。

TH7011采样点测试道理

采样点的地位不受DUT所处的收发状态影响，故针对DUT能够做两种采样点测试：

1. DUT发送采样点：?扰DUT发送的指定报?的某个位
2. DUT接管采样点：能够通过测试?具发送特定?扰报?去检测DUT的?为。

?般来说，都是去做接管采样的测试。

以CAN采样点测试为例，TH7011在与DUT（Device Under Test）成功通讯的状态下，??使?TH7011?界说的ID发送报?进?特定位?扰，实现???界说次数（默认20次）的?扰循环。

波形体现：
??：CAN报?
蓝?：?扰使能

从波形能够看出对DUT发送20次报?，削减?次（5ns）的景象。

ISO 11898-1中划定在逻辑电平由隐性到显性的跳变沿会进?沉同步，所以采样点测试中?扰地位最好选择?帧报?“隐性位”→“显性位”→“隐性位”序列中的“显性位”。

黄色：CAN报?
蓝色：?扰使能

从波形能够看出再?帧报?钟装隐性位”→“显性位”→“隐性位”序列中的“显性位”进?了削减滋扰。

每?个?扰循环将缩短数段段第15位显性位?度，当后?的隐性位前移，达到DUT的采样点，会被DUT采到为?电平，出现CRC error，DUT随即发送谬误帧，并被TH7011采集到。

误差分析：工具精杜纂DUT固有误差

采样点的测试了局受到好多成分影响，下?列举?个重要误差起源：

1、标称位宽度的TQ数
?bit位由N个TQ组成

ISO 11898-1和谈划定沉同步会使跳变沿落在同步段里，现实上跳变沿会落在同步段1个TQ宽度以内的肆意的地位，所以由DUT自身带来最大误差为1个TQ，而TQ数量与DUT选取的时钟、预吩斓值以及传输波特率等都有关。

因而在采样点测试中，CAN总线上会由于两节点晶振相位没有对齐，对发送在总线上波形进行削减滋扰，导致与DUT数据链路层接管到的波形不?致。

下图为仿照CAN总线通讯的时序图：
如果DUT在CAN时钟的上升沿（虚线处）地位对发送波形进行采样。

1） 由于发送CAN时钟与接管CAN时钟相位存在差距，导致发送波形不会正好落在接管CAN时钟的上升沿地位，所以发送波形落在接管CAN时钟第一个上升沿之后得到DUT现实接管波形；

2）如果TH7011从右往左进行5ns削减为发送帧总长的2%；此时2%的削减导致DUT现实接管的5%采样点削减；理论上，TH7011在每一次滋扰循环中，滋扰次数越多，越能预防相位带来的误差。

2、分歧测试工具精度的影响
TH7011的丈量精度是指在每次滋扰循环可缩短或增长的步进长度，即5ns。如果 DUT 的CAN时钟频率为40MHz，预吩斓值为1，则单个TQ长度为25ns。

例 ：在500K 2000K波特率下，位功夫别离为2000ns 和 500ns中，

TH7011所带来的精度误差为:?仲裁段：5/2000 = 0.25%，数据段 5/500= 1%；
友商工具所带来的精度误差为:?仲裁段：6.25/2000 = 0.3125%，数据段 6.25/500=1.25%;

由于DUT跳变沿机造自身带来的一个TQ误差：仲裁段：25/2000 = 1.25% 数据段 25/500= 5%。

3、结论
所以在CAN总线通讯上，进行采样点测试，理论最大误差会存在（工具精度误差）+（ DUT一个TQ误差） ；但是TH7011能够通过在一个滋扰循环内进行屡次滋扰险些预防了相位没对齐所带来的误差。

实测对比：TH7011 vs 友商

1、TH7011能通过自界说滋扰循环解除CAN时钟相位没对齐带来的误差。

TH7011采样点测试每次滋扰循环可自界说次数:

1）在TH7011能在每次削减（精度*5） ns 的情况下发送 （测试次数）条报文进行采样点测试。

由DUT自身带来最大误差为1个TQ，在“ 显性位”产生沉同步的降落沿是这一个TQ内变动的，理论上在进行一个滋扰循环内进行屡次测试得到的第一帧谬误帧采样点够更靠近在一个TQ变换领域内的最大值。所带来的测试了局更精确。

经过测试，测试次数设置在20次既能保障正确的同时也保障所用功夫较短。

2）友商工具进行采样点测试时会在总线空闲时发送一帧固定ID为0x0的报文进行一次削减滋扰。

由于每次滋扰循环只有一次，分歧通过屡次滋扰循环解除相位所带来的误差，测得了局会在一个TQ内浮动。

2、更高的测试精度
TH7011是一款基于FPGA实现的滋扰仪，晶振为200M，所以一个FPGA ticks周期 T0 = 1/200M = 5.00ns(纳秒)。

如CAN总线波特率是500kb/s快率，所以周期位T1 = 1/500K = 2000 ns (纳秒) ; 而400 * 5.00 =2000，也就是说必要400个 FPGA ticks能力刚好滋扰一个CAN bit 位。

友商工具晶振为160M，所以一个FPGA ticks周期 T0 = 1/160M = 6.25ns(纳秒) ; 而320 * 6.25 =2000，也就是说必要320个 FPGA ticks能力刚好滋扰一个CAN bit 位。

在进行采样点测试中，TH7011能够一个FPGA ticks周期 5ns进行削减滋扰，对迸籽商 一个FPGA ticks周期6.25ns所带来的误差更幼，在进行位内滋扰时，TH7011能以更幼的步进进行削减。

3、TH7011与友商对比采样点测试案例
使用TH7011和友商工具测试TC1016（TOSUN旗下一款CAN卡工具设备）。

使用TSmaster对TC1016初始化为500Kbps 和 2000Kbps ；仲裁段采样点80%，80个TQ；数段80%，20个TQ。

1）TH7011测试了局

2）友商工具测试了局

使用TH7011与友商工具对TC1016进行测试，TH7011能在测试中险些预防了由相位差您所带来的误差，测试了局也不变在固有误差领域内。