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Analytische Berechnung

  Für jeden Zugriff auf den CAN Bus entsteht eine Verzögerung, die sich aus zusammensetzt. Im Detail ist das bereits in Kapitel 4.1 beschrieben.

Für die Berechnung sind einige Größen notwendig, die im folgenden definiert werden:

CAN Bustakt: 100 kHz, d.h. 10 \(\mu\)s Bitzeit, bzw. Bustaktzyklen
CAN Meßnachricht: \(47\,\text{Bit}\;\leadsto\;\tau_{Mess} =
 0,47\text{ms}\) Übertragungsdauer
CAN Störnachricht: \(111\:\text{Bit}\;\leadsto\;\tau_{St\uml {o}r} =
 1,11\text{ms}\) Übertragungsdauer
Sendezeitpunkt der Meßnachricht: \(t_{Mess}\)
Sendezeitpunkt der Störnachricht: \(t_{St\uml {o}r}\)

Man kann im wesentlichen 3 Fälle unterscheiden:

1.
Der Bus ist frei (idle), so daß die Nachricht sofort übertragen werden kann. Dies entspricht dem günstigsten Fall.  \begin{equation}
 t_{Lat} = 0 \;\;\pm 3\;\text{Bustaktzyklen}
 \end{equation}

(1)


2.
Zum Zeitpunkt der Sendeanforderung wird bereits eine Nachricht übertragen. Es muß bis zum Ende der Übertragung gewartet werden, was bis zu 111 Bitzeiten dauern kann (vgl. Kap. 4.1).  \begin{equation}
 t_{Lat} = \tau_{St\uml {o}r} - (t_{Mess} - t_{St\uml {o}r})
 \...
 ...uml {o}r} < t_{Mess} \leq (t_{St\uml {o}r} + \tau_{St\uml {o}r})
 \end{equation}

(2)


3.
Eine Nachricht mit niedriger Priorität verliert \(n\)-Mal die Arbitrierung und muß die Übertragung der Nachrichten mit höherer Priorität abwarten. Im ungünstigsten Fall bekommt die Nachricht den Bus niemals, wartet also ewig auf die Übertragung der anderen Nachrichten. Bei CANopen wurden für diesen Fall besondere Maßnahmen getroffen, damit Nachrichten mit niedriger Priorität nicht dauerhaft vom Bus verdrängt werden können.  \begin{equation}
\begin{split}
 t_{Lat} &= \tau_{St\uml {o}r} - (t_{Mess} - t_{S...
 ...t_{Mess} \leq (t_{St\uml {o}r} + \tau_{St\uml {o}r})
 \end{split} \end{equation}

(3)


Allgemein (unabhängig von dem vorliegenden Fall) betrachtet ist die Verzögerung eine statistische Größe, deren Funktion sich aus der Buslast, den verwendeten Prioritäten und der eigenen Priorität zusammensetzt.


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Holger Müller, TUD-EMK
9/26/1998