CAN總線錯(cuò)誤類型和故障界定

　　CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network， CAN）的簡(jiǎn)稱，是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國(guó)BOSCH公司開(kāi)發(fā)了的，并最終成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO11898）。是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。在建立之初，CAN總線就定位于汽車內(nèi)部的現(xiàn)場(chǎng)總線，具有傳輸速度快、可靠性高、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。上世紀(jì)90年代CAN總線開(kāi)始在汽車電子行業(yè)內(nèi)逐步推廣，目前已成為汽車電子行業(yè)首選的通信協(xié)議，并且在醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)生產(chǎn)、樓宇設(shè)施、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域中取得了廣泛的應(yīng)用。

　　CAN總線錯(cuò)誤檢測(cè)

　　CAN總線協(xié)議定義了 5種錯(cuò)誤類型用于監(jiān)測(cè)總線上的數(shù)據(jù)傳輸。這五種錯(cuò)誤包括：

　　1.位錯(cuò)誤（Bit Error）：

　　CAN總線上的節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)也在檢測(cè)總線上的電平。如果在仲裁域之外，所發(fā)送的數(shù)據(jù)與節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)不一致，則CAN總線產(chǎn)生了一次位錯(cuò)誤。但是，如果在發(fā)送ACK段或者被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志時(shí)，節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到總線上電平與發(fā)送值不一致，并不判定產(chǎn)生了位錯(cuò)誤。

　　2.填充規(guī)則錯(cuò)誤（Stuff Error）：

　　在CAN總線傳輸中，報(bào)文的偵起始、仲裁域、控制域、數(shù)據(jù)域以及CRC校驗(yàn)部分只要連續(xù)出現(xiàn)五個(gè)相同的位就需要額外插入一個(gè)相反的位，這是CAN總線位填充的機(jī)制。在CAN總線通信中，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到六個(gè)連續(xù)相同的電平就判斷總線出現(xiàn)了位填充錯(cuò)誤。

　　3.CRC校驗(yàn)（CRCError）：

　　CAN總線的數(shù)據(jù)幀自帶了CRC校驗(yàn)，在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)也計(jì)算這一幀的CRC校驗(yàn)碼，將校驗(yàn)碼在數(shù)據(jù)幀的末尾部分發(fā)送。接收節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)幀后計(jì)算接收到的數(shù)據(jù)幀中數(shù)據(jù)域的CRC碼，并與接收到的CRC校驗(yàn)碼比較以確定接收到的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，如果不正確，則出現(xiàn)了 一次CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤。

　　4.格式錯(cuò)誤（Form Error）：

　　在固定格式的位場(chǎng)中出現(xiàn)了非法位，比如，在本該是隱性位的CRC界定符中出現(xiàn)了顯性電平，則監(jiān)控節(jié)點(diǎn)判斷出現(xiàn)了一次格式錯(cuò)誤。

　　5.應(yīng)答錯(cuò)誤（Acknowledgement Error ）：

　　在CAN總線傳輸中，發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送的應(yīng)答場(chǎng)為隱性位，接收節(jié)點(diǎn)需要在應(yīng)答場(chǎng)中向總線發(fā)送顯性位覆蓋隱性位以表示接受完成。如果發(fā)送節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到幀的應(yīng)答場(chǎng)仍然是隱性位，則表明出現(xiàn)了一次應(yīng)答錯(cuò)誤，沒(méi)有節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)，發(fā)送失敗。

　　CAN總線錯(cuò)誤界定

　　當(dāng)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到一個(gè)錯(cuò)誤之后，會(huì)向總線發(fā)送錯(cuò)誤幀，同時(shí)本地錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器遞增。在CAN總線上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都設(shè)有兩個(gè)錯(cuò)誤寄存器：接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器和發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器，分別用來(lái)計(jì)數(shù)接收和發(fā)送錯(cuò)誤。檢測(cè)到錯(cuò)誤，相應(yīng)的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器遞增;成功發(fā)送或者接收一憤消息，相應(yīng)的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器遞減直到為0。當(dāng)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器小于127時(shí)，節(jié)點(diǎn)處于主動(dòng)錯(cuò)誤狀態(tài)，錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器在127到255時(shí)，節(jié)點(diǎn)處于被動(dòng)錯(cuò)誤狀態(tài)，錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器超過(guò)255時(shí)，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入離線狀態(tài)，處于離線狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)將不再參與總線上的數(shù)據(jù)傳輸。

　　CAN總線錯(cuò)誤標(biāo)定

　　檢測(cè)到錯(cuò)誤條件的站通過(guò)發(fā)送錯(cuò)誤標(biāo)志指示錯(cuò)誤。對(duì)于錯(cuò)誤主動(dòng)節(jié)點(diǎn)，錯(cuò)誤信息為主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志；對(duì)于錯(cuò)誤被動(dòng)的節(jié)點(diǎn)，錯(cuò)誤信息為被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。站檢測(cè)到的錯(cuò)誤無(wú)論是位錯(cuò)誤、填充錯(cuò)誤、形勢(shì)錯(cuò)誤、還是應(yīng)答錯(cuò)誤，這個(gè)站都會(huì)在下一位時(shí)發(fā)送錯(cuò)誤標(biāo)志信息。檢測(cè)到CRC錯(cuò)誤時(shí)，錯(cuò)誤標(biāo)志的發(fā)送開(kāi)始于ACK界定符之后的位，除非其他錯(cuò)誤標(biāo)志已經(jīng)開(kāi)始發(fā)送。