CAN報文為什么會發(fā)送失敗？

CAN總線調(diào)試過程中出現(xiàn)報文發(fā)送失敗。很多工程師都對此只知其一不知其二，今天我們就以CAN報文發(fā)送失敗的問題來做一次探討。

在了解CAN報文為什么會發(fā)送失敗之前我們先看看一幀標(biāo)準(zhǔn)的CAN報文到底應(yīng)該是怎么樣的。表1是一幀正常標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀的報文組成。
表1 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀報文格式組成

圖1 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀格式CAN總線是一種基于廣播的通訊方式，為了保證總線上的每一個正常節(jié)點都能正確的接收到報文，報文的發(fā)送者要求至少一個接收節(jié)點在報文發(fā)送結(jié)束前要作出應(yīng)答，這也是報文里ACK存在的原因。

一幀CAN報文中ACK段長度為2個位，包含應(yīng)答間隙（ACK Slot）和應(yīng)答界定符（ACK Delimter）。在應(yīng)答場里，發(fā)送器發(fā)送兩個隱性位。當(dāng)接收器正確地接收到有效的報文，接收器就會在應(yīng)答間隙（ACK Slot）期間（發(fā)送ACK信號）向發(fā)送器發(fā)送一“顯性”的位以示應(yīng)答。

應(yīng)答間隙：所有接收到匹配CRC序列（CRC SEQUENCE）的站會在應(yīng)答間隙（ACK Slot）期間用一顯性的位寫入發(fā)送器的隱性位來作出回答。

應(yīng)答界定符：ACK界定符是ACK場的第二個位，并且是一個必須為隱性的位。因此，應(yīng)答間隙（ACK Slot）被兩個隱性的位所包圍，也就是CRC界定符（CRC Delimter）和ACK界定符（ACK Delimter）。

圖2 正常ACK段報文

而如果總線上沒有ACK應(yīng)答（即應(yīng)答間隙為隱性），發(fā)送器就會發(fā)送一個錯誤標(biāo)志，并且發(fā)送錯誤計數(shù)器值加8，節(jié)點就會對報文進行自動重發(fā)，若自動重發(fā)依然收不到ACK，則在發(fā)送錯誤計數(shù)器計數(shù)滿128后（即出現(xiàn)16幀錯誤幀），由錯誤主動轉(zhuǎn)為錯誤被動狀態(tài)，如圖3所示。那導(dǎo)致ACK段出錯的原因有哪些呢？下面小編總結(jié)了一些。

• 總線上只有一個有效節(jié)點：發(fā)送報文的節(jié)點在發(fā)送出一幀報文后會檢測總線上應(yīng)答間隙的狀態(tài)，如果檢測到應(yīng)答間隙為隱性位，則表示該幀報文沒有得到ACK，發(fā)送失敗，需要重發(fā)，而由于發(fā)送錯誤計數(shù)器會在發(fā)送失敗后累加，直到該節(jié)點關(guān)閉。所以，當(dāng)總線上只有一個有效節(jié)點時，這個節(jié)點是發(fā)不出去數(shù)據(jù)的，因為它所發(fā)出的數(shù)據(jù)幀中的ACK Slot沒有另外一個節(jié)點來填充，將永遠是隱性位，這個節(jié)點會一直重發(fā)數(shù)據(jù)直到發(fā)送成功或發(fā)送被取消。
• 波特率不匹配或者節(jié)點沒有初始化，導(dǎo)致沒有ACK；
• 總線線纜短路，斷路，接反；
• 高速CAN總線上接的節(jié)點不是高速CAN，而是容錯低速CAN，導(dǎo)致不匹配。

圖3 應(yīng)答界定符錯誤幀

圖4 沒有ACK的報文

當(dāng)你在調(diào)試CAN總線時出現(xiàn)節(jié)點發(fā)送報文失敗的情況時，一定要檢查是不是以上幾點疏漏導(dǎo)致你的總線上ACK異常。而借助恰當(dāng)?shù)膬x器，可以在查找CAN總線錯誤時事半功倍。圖4即采用致遠電子的CANScope來對錯誤幀進行標(biāo)記，同時找到錯誤幀對應(yīng)的波形來查找出錯誤情況。CANScope還可以對CAN總線物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層做一系列的測試，為CAN工程師解決測試難題。

圖5 CANScope測試項目