为什么CANFD要对发送延迟做补偿？

在CANFD协议中，有个重要的概念TDC（Transmitter Delay Compensation）即发送延迟补偿。为什么会存在发送延迟，又为什么CANFD要对发送延迟做补偿？  

  为什么存在发送延迟？

众所周知，CAN控制器发送信号时，是经过收发器后发往CAN总线后，再经过收发器反馈总线信号。那么发送过程中，控制器发送位信号到接收位信号就不可避免地存在环路延迟。发送延迟时间的总和如下：

CAN控制器内部产生TX信号到Tx引脚的传播延迟；

Tx引脚到收发器TxD引脚的传播延迟；

收发器环路延迟TxD到RxD;

收发器RxD引脚到CAN控制器Rx引脚延迟；

CAN控制器Rx引脚到控制器内部收到Rx信号的延迟。

CAN协议中规定：发送方发送位时，需检测接收到的位与发送是否一致，若不一致则产生错误帧（位错误）。如果发送延迟过长，则将直接导致发送与接收位不一致而产生错误帧。由于传统CAN协议规定最高波特率为1Mbps，即位宽1us，正常情况下，传输延迟不会超过位宽的采样点（当然具体延迟取决于收发器环路延迟、传输距离、传输线缆质量等），因此不会因为发送延迟而产生错误。

  为什么CANFD要对发送延迟做补偿？

在CANFD中，数据段的波特率是比CAN更高的（BRS位为隐性时），此时波特率越高，位宽越小，在发送报文时发送延迟影响越大，越容易产生位错误。由于发送延迟无法避免，此时就需要一种机制来保证发送与接收的位对应上，以避免产生位错误。这种机制就是发送延迟补偿了。

  发送延迟补偿（TDC）

TDC实际上就是在发送BRS位为隐性的CANFD报文时（BRS隐性即开启数据域波特率），在发送时延迟一定时间后，在第二采样点采样接收位，以正确采样到发送位对应的接收位。

1. 发送延迟测量那么延迟采样的延迟时间是多久呢？实际上，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，如下图中所示，TDCV即为延迟时间。发送延迟测量的时间单位为CAN控制器时钟（TDC寄存器中一般对TDCV的值有限制，若超过寄存器最大位数，则发送延迟测量失败）。

2. 第二采样点（SSP）

在达到延迟时间后，控制器此时需要采样接收位，该采样点我们称为第二采样点（SSP=Second Sample Point），以区别未延迟之前的采样点（SP），如下图所示。

SSP等于测量延迟TDCV+发送延迟补偿偏移TDCO（TDC Offset）之和。一般TDCO设置与第一采样点一致，即(PROP+TSEG1) * DBRP。主要注意是：实际填入寄存器的波特率参数一般为实际值减一，具体可参考控制器手册说明。 此外，ISO11898-1:2015中还对TDC做了一些规定：

开启TDC后，数据段波特率的预分频值（DBRP）应设置为1或2；

控制器实现TDC机制应能补偿至少两个位时间。

  TDC配置建议

当CANFD数据域波特率大于1Mbps时，应开启TDC；

数据段波特率的预分频值（DBRP）建议设置为1或2；

第二采样点SSP=发送延迟测量值TD + Offset, 其中Offset设置与第一采样点一致或早1Tq。

当然，USBCANFD-200U系列CANFD卡的TDC也同样遵循上述配置，用户使用时，无需再手动配置。

审核编辑 ：李倩