在一個CAN網(wǎng)絡(luò)中，總線所能支持的最大節(jié)點數(shù)是衡量CAN收發(fā)器性能的一個重要參數(shù)。影響CAN總線節(jié)點數(shù)量的因素主要包括CAN收發(fā)器的物理層和協(xié)議層兩個方面。

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物理層

在物理層方面，總線節(jié)點的輸出差分電壓大小決定了CAN總線電平是否能被正常識別，通訊能否正常進行。這個因素主要受總線負載電阻RL的影響，而RL又取決于總線終端匹配電阻以及各節(jié)點的總線差分輸入電阻Rdif。

我們可以通過以下方法從物理層角度估算一個CAN網(wǎng)絡(luò)的最大節(jié)點數(shù)。

如下圖所示，展示了掛載n個CAN節(jié)點的總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。其中，RT表示終端匹配電阻，Rdif為CAN收發(fā)器的總線差分輸入電阻。

通過電路等效的方法，我們可以得到簡化的拓撲圖，以便于分析和理解整個網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。

如下圖所示，Node1 作為信號發(fā)送，Noden 作為信號接收。

從 Node1 端看進去的線路等效電阻為：

將公式化簡可得：

在CAN總線網(wǎng)絡(luò)中，終端匹配電阻RT取值為120Ω，差分輸入電阻Rdif取值為20kΩ。RL可支持的負載電阻范圍為45Ω至7000Ω。當RL為45Ω時，n取最大值為112。因此，在此參數(shù)條件下的CAN總線網(wǎng)絡(luò)中，最多可支持掛載112個CAN節(jié)點。

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協(xié)議層

在協(xié)議層方面，隨著總線節(jié)點數(shù)量的增加和總線長度的延長，線路寄生效應(yīng)逐漸顯著。對于本地節(jié)點進行信號自發(fā)自收的場景，較大的線路寄生可能導(dǎo)致返回的信號衰減嚴重，從而引發(fā)CAN控制器采樣錯誤，進而導(dǎo)致通訊異常。另一方面，在相距較遠的兩個節(jié)點間進行通信時，中間節(jié)點數(shù)量的增多和線路長度的延長會導(dǎo)致信號傳播延時增加。接收端在接收到發(fā)送端的CAN信號后需要進行幀內(nèi)應(yīng)答（ACK）。若傳播延時過長，可能導(dǎo)致應(yīng)答不及時，進而造成通訊失敗。

因此，在計算CAN總線的最大掛載節(jié)點數(shù)時，必須充分考慮線路寄生和傳播延時的影響。具體要求如下：由線路寄生引起的信號衰減不應(yīng)導(dǎo)致CAN控制器采樣出現(xiàn)偏差，以避免通訊異常；同時，信號在傳輸路徑上的傳播延時必須小于位時間的1/2，以確保接收節(jié)點能夠及時應(yīng)答，從而避免通訊失敗。

參考資料：納芯微CAN收發(fā)器節(jié)點計算與外圍電路參考設(shè)計