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在本文檔中，我們將為您詳細(xì)介紹CAN總線錯(cuò)誤的相關(guān)知識(shí)，包括CAN總線錯(cuò)誤的基礎(chǔ)概念、CAN總線錯(cuò)誤的類型、CAN錯(cuò)誤幀和CAN節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤狀態(tài)，并通過(guò)實(shí)際的應(yīng)用測(cè)試生成并記錄CAN錯(cuò)誤。
1.什么是CAN總線錯(cuò)誤？
控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)是當(dāng)今汽車(chē)和工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的重要標(biāo)準(zhǔn)?？煽啃允荂AN總線協(xié)議的核心優(yōu)勢(shì)之一，這使其成為安全關(guān)鍵應(yīng)用的理想選擇。但十分值得注意的是，錯(cuò)誤處理對(duì)CAN的穩(wěn)健性來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
CAN總線錯(cuò)誤的發(fā)生可能有多種原因，比如電纜故障、噪聲、不匹配的終端電阻、CAN節(jié)點(diǎn)故障等。識(shí)別、分類和解決此類CAN錯(cuò)誤是確保整個(gè)CAN系統(tǒng)持久性能的關(guān)鍵。錯(cuò)誤處理可以識(shí)別和拒絕錯(cuò)誤的信息，使發(fā)送者能夠重新傳輸信息。此外，該過(guò)程有助于識(shí)別和斷開(kāi)持續(xù)傳輸錯(cuò)誤信息的CAN節(jié)點(diǎn)。
錯(cuò)誤處理是CAN標(biāo)準(zhǔn)和每個(gè)CAN控制器的內(nèi)置部分。換句話說(shuō)，每個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)都以相同的方式處理故障識(shí)別和限制。下面我們做了一個(gè)簡(jiǎn)單的說(shuō)明性示例：
具體步驟示例：
- CAN節(jié)點(diǎn)1將消息傳輸?shù)紺AN總線，并讀取它發(fā)送的每一位
- 在這樣做的過(guò)程中，它發(fā)現(xiàn)發(fā)送顯性的一位被讀取為隱性
- 這是一個(gè)“位錯(cuò)誤”，節(jié)點(diǎn)1會(huì)引發(fā)一個(gè)活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志以通知其他節(jié)點(diǎn)
- 實(shí)際上，這意味著節(jié)點(diǎn)1將6個(gè)顯性位序列發(fā)送到總線上
- 反過(guò)來(lái)，6個(gè)顯性位被其他節(jié)點(diǎn)視為“位填充錯(cuò)誤”
- 作為響應(yīng)，節(jié)點(diǎn)2和3同時(shí)引發(fā)活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志
- 此引發(fā)的錯(cuò)誤標(biāo)志序列構(gòu)成“CAN錯(cuò)誤幀”的一部分
- CAN節(jié)點(diǎn)1，發(fā)送器，將其“發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器”(TEC)增加8
- CAN節(jié)點(diǎn)2和3將其“接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器”(REC)增加1
- CAN節(jié)點(diǎn)1自動(dòng)重新傳輸消息
- 結(jié)果，節(jié)點(diǎn)1將其TEC減少1，節(jié)點(diǎn)2和3將其REC減少1
2.CAN錯(cuò)誤幀
在上述示例中，CAN節(jié)點(diǎn)“引發(fā)活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志”，從而創(chuàng)建“錯(cuò)誤幀”以響應(yīng)檢測(cè)到的CAN錯(cuò)誤。
為了理解它是如何工作的，讓我們首先看一個(gè)“正?！钡腃AN幀（沒(méi)有錯(cuò)誤）：
圖中，我們突出顯示了CAN幀中的“位填充”。位填充是CAN標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)微妙但重要的部分。基本上它規(guī)定，每當(dāng)CAN節(jié)點(diǎn)發(fā)送相同邏輯電平（顯性或隱性）的五個(gè)位時(shí)，它必須發(fā)送相反電平的一個(gè)位。接收CAN節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)刪除這個(gè)額外的位。此過(guò)程有助于確保網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)同步。
根據(jù)前面的示例，當(dāng)CAN節(jié)點(diǎn)1在CAN消息傳輸期間檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)，它會(huì)立即傳輸相同邏輯電平的6位序列-也稱為引發(fā)活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。
正如前文所述，這樣的序列違反了位填充規(guī)則——也稱為“位填充錯(cuò)誤”。此外，此錯(cuò)誤對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的所有CAN節(jié)點(diǎn)都是可見(jiàn)的（與導(dǎo)致此錯(cuò)誤標(biāo)志出現(xiàn)的“位錯(cuò)誤”相反）。因此，錯(cuò)誤標(biāo)志的增加可以被視為一種“全局性”錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)的方式，確保通知每個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)。
請(qǐng)注意，其他CAN節(jié)點(diǎn)會(huì)將活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志視為位填充錯(cuò)誤。作為響應(yīng)，它們還會(huì)引發(fā)一個(gè)活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。
正如我們后面將解釋的，區(qū)分錯(cuò)誤標(biāo)志很重要。特別是，第一個(gè)錯(cuò)誤標(biāo)志（來(lái)自“發(fā)現(xiàn)”節(jié)點(diǎn)）通常被稱為“主要”活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志，而后續(xù)“反應(yīng)”節(jié)點(diǎn)的錯(cuò)誤標(biāo)志被稱為“次要”活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志（s)。
2.1 CAN錯(cuò)誤幀示例
示例1：6位錯(cuò)誤標(biāo)志
在本示例中，所有CAN節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)現(xiàn)CAN報(bào)文中存在錯(cuò)誤并同時(shí)發(fā)出錯(cuò)誤標(biāo)志。結(jié)果是錯(cuò)誤標(biāo)志全部重疊并且顯性位的總序列總共持續(xù)6位。在這種情況下，所有CAN節(jié)點(diǎn)都將自己視為“發(fā)現(xiàn)”CAN節(jié)點(diǎn)。
同時(shí)發(fā)現(xiàn)這種類型的錯(cuò)誤幀在實(shí)踐中不太常見(jiàn)。但是，它可能是由于格式錯(cuò)誤（例如CRC定界符是顯性而不是隱性）或CAN發(fā)送器在寫(xiě)入CRC字段期間遇到位錯(cuò)誤而發(fā)生的。
示例2：12位錯(cuò)誤標(biāo)志
在本示例中，CAN節(jié)點(diǎn)1傳輸顯性位，但將其讀取為隱性-這意味著它發(fā)現(xiàn)了位錯(cuò)誤。它立即發(fā)送6個(gè)顯性位的序列。其他節(jié)點(diǎn)僅在讀取完整的6位后才發(fā)現(xiàn)位填充錯(cuò)誤，之后它們同時(shí)提高錯(cuò)誤標(biāo)志，從而產(chǎn)生隨后的6個(gè)顯性位序列-即總共12個(gè)。
示例3：9位錯(cuò)誤標(biāo)志
在本示例中，當(dāng)CAN節(jié)點(diǎn)1發(fā)現(xiàn)位錯(cuò)誤并開(kāi)始發(fā)送6個(gè)顯性位時(shí)，它已經(jīng)發(fā)送了3個(gè)顯性位序列。一旦通過(guò)主要活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志的一半，節(jié)點(diǎn)2和3識(shí)別位填充錯(cuò)誤（由于3個(gè)初始顯性位后面跟著另外3個(gè)顯性位）并開(kāi)始提高它們的錯(cuò)誤標(biāo)志。結(jié)果是來(lái)自錯(cuò)誤標(biāo)志的顯性位序列變?yōu)?位長(zhǎng)。
上述引發(fā)錯(cuò)誤標(biāo)志的邏輯反映在我們所謂的“活動(dòng)”CAN錯(cuò)誤幀中。請(qǐng)?zhí)貏e注意各個(gè)節(jié)點(diǎn)引發(fā)的次要錯(cuò)誤標(biāo)志如何相互重疊——以及主要和次要標(biāo)志也可能如何重疊。結(jié)果是來(lái)自引發(fā)錯(cuò)誤標(biāo)志的主要位序列可能是6到12位長(zhǎng)。
該序列始終以8個(gè)隱性位序列終止，標(biāo)志著錯(cuò)誤幀的結(jié)束。實(shí)際上，活動(dòng)錯(cuò)誤幀可能在錯(cuò)誤CAN幀中的不同位置“開(kāi)始”，這取決于何時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。然而，結(jié)果將是相同的：所有節(jié)點(diǎn)都丟棄錯(cuò)誤的CAN幀，發(fā)送節(jié)點(diǎn)可以嘗試重新發(fā)送失敗的消息。
如果CAN節(jié)點(diǎn)已從其默認(rèn)的“活動(dòng)”狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤氨粍?dòng)”狀態(tài)，那么它將只能引發(fā)所謂的“被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志”。被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志是6個(gè)隱性位的序列。在這種情況下，區(qū)分由發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)引發(fā)的被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志是相關(guān)的。
示例4：發(fā)送器是被動(dòng)錯(cuò)誤
如圖所示，如果發(fā)送器（例如我們示例中的CAN節(jié)點(diǎn)1）引發(fā)被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志（例如響應(yīng)位錯(cuò)誤），這將對(duì)應(yīng)于6個(gè)隱性位的連續(xù)序列。這又被所有CAN節(jié)點(diǎn)檢測(cè)為位填充錯(cuò)誤。假設(shè)其他CAN節(jié)點(diǎn)仍處于其錯(cuò)誤活動(dòng)狀態(tài)，它們將引發(fā)6個(gè)顯性位的活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。換言之，無(wú)源發(fā)送器仍然可以“傳達(dá)”CAN幀是錯(cuò)誤的。
示例5：接收器是被動(dòng)錯(cuò)誤
相反，如果接收器產(chǎn)生被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志，這實(shí)際上對(duì)總線上的所有其他CAN節(jié)點(diǎn)“不可見(jiàn)”（因?yàn)槿魏物@性位都勝過(guò)隱性位序列）。實(shí)際上，這意味著錯(cuò)誤被動(dòng)接收器不再具有破壞其他CAN節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)膸哪芰Α?/p>
3.CAN總線錯(cuò)誤類型
CAN總線協(xié)議規(guī)定了5種CAN錯(cuò)誤類型：
- 位錯(cuò)誤[發(fā)送器]
- 位填充錯(cuò)誤[接收器]
- 格式錯(cuò)誤[接收者]
- ACK應(yīng)答錯(cuò)誤（應(yīng)答）[發(fā)送器]
- CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤（循環(huán)冗余校驗(yàn)）[接收器]
在前文中，我們已經(jīng)對(duì)位錯(cuò)誤和位填充錯(cuò)誤有所了解，這兩者都是在位級(jí)別進(jìn)行評(píng)估的。其余三種CAN錯(cuò)誤類型在消息級(jí)別進(jìn)行評(píng)估。下面我們?cè)敿?xì)介紹每種錯(cuò)誤類型。
1）位錯(cuò)誤
CAN總線上的每個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)都會(huì)在任何給定時(shí)間監(jiān)控信號(hào)電平——這意味著發(fā)送CAN節(jié)點(diǎn)也會(huì)“讀回”它發(fā)送的每一位。如果發(fā)送器讀取的數(shù)據(jù)位級(jí)別與其發(fā)送的內(nèi)容不同，則發(fā)送器會(huì)將其檢測(cè)為位錯(cuò)誤。但是，如果在仲裁過(guò)程中（即發(fā)送CAN ID時(shí)）發(fā)生位不匹配，則不會(huì)將其解釋為位錯(cuò)誤。類似地，應(yīng)答時(shí)隙（ACK字段）中的不匹配不會(huì)導(dǎo)致位錯(cuò)誤，因?yàn)锳CK字段特別要求來(lái)自發(fā)送器的隱性位被來(lái)自接收器的顯性位覆蓋。
2）位填充錯(cuò)誤
如前文所述，位填充是CAN標(biāo)準(zhǔn)的一部分。它規(guī)定在同一邏輯級(jí)別的每5個(gè)連續(xù)位之后，第6位必須是補(bǔ)碼。這是通過(guò)提供上升沿來(lái)確保網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)同步所必需的。此外，它確保位流不會(huì)被誤解為錯(cuò)誤幀或標(biāo)記消息結(jié)束的幀間空間（7位隱性序列）。所有CAN節(jié)點(diǎn)都會(huì)自動(dòng)刪除多余的位。
如果在CAN消息內(nèi)（在SOF和CRC字段之間）的總線上觀察到具有相同邏輯電平的6位序列，則接收器將其檢測(cè)為位填充錯(cuò)誤，即填充錯(cuò)誤。
3）格式錯(cuò)誤
此消息級(jí)別檢查利用CAN消息中的某些字段/位必須始終處于某個(gè)邏輯級(jí)別的事實(shí)。具體來(lái)說(shuō)，1位SOF必須是顯性的，而整個(gè)8位EOF字段必須是隱性的。此外，ACK和CRC界定符必須是隱性的。如果接收器發(fā)現(xiàn)這些位中的任何一個(gè)具有無(wú)效的邏輯電平，則接收器將其檢測(cè)為格式錯(cuò)誤。
4）ACK應(yīng)答錯(cuò)誤（應(yīng)答）
當(dāng)發(fā)送器發(fā)送CAN報(bào)文時(shí)，它將包含ACK字段（應(yīng)答），發(fā)送器將在其中發(fā)送一個(gè)隱性位。所有偵聽(tīng)CAN節(jié)點(diǎn)都應(yīng)在該字段中發(fā)送顯性位以驗(yàn)證消息的接收（無(wú)論節(jié)點(diǎn)是否對(duì)消息感興趣）。如果發(fā)送器未讀取ACK時(shí)隙中的顯性位，則發(fā)送器將其檢測(cè)為ACK錯(cuò)誤。
5）CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤（循環(huán)冗余校驗(yàn)）
每個(gè)CAN報(bào)文都包含一個(gè)15位的循環(huán)冗余校驗(yàn)和字段。在這里，發(fā)送器已經(jīng)計(jì)算了CRC值并將其添加到消息中。每個(gè)接收節(jié)點(diǎn)也會(huì)自己計(jì)算CRC。如果接收器的CRC計(jì)算與發(fā)送器的CRC不匹配，接收器會(huì)將其檢測(cè)為CRC錯(cuò)誤。
4．CAN節(jié)點(diǎn)狀態(tài)和錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器
顯然，CAN錯(cuò)誤處理有助于去除錯(cuò)誤消息，并使CAN節(jié)點(diǎn)能夠重新進(jìn)行錯(cuò)誤消息的傳輸。這確保了短暫的局部干擾（例如來(lái)自噪聲）不會(huì)導(dǎo)致無(wú)效/丟失數(shù)據(jù)。相反，發(fā)送器將會(huì)嘗試重新發(fā)送消息。如果它贏得仲裁（并且沒(méi)有錯(cuò)誤），則消息發(fā)送成功。
但是，如果錯(cuò)誤是由于傳輸節(jié)點(diǎn)中的系統(tǒng)故障引起的怎么辦？這可能會(huì)觸發(fā)發(fā)送/去除相同消息的無(wú)限循環(huán)——干擾CAN總線。這就是CAN節(jié)點(diǎn)狀態(tài)和錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器發(fā)揮作用的地方。
CAN錯(cuò)誤跟蹤的目的是通過(guò)降低有問(wèn)題的CAN節(jié)點(diǎn)的權(quán)限來(lái)限制錯(cuò)誤。
具體來(lái)說(shuō)，讓我們看看三種可能的狀態(tài)：
- 活動(dòng)錯(cuò)誤：這是每個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)的默認(rèn)狀態(tài)，在該狀態(tài)下它能夠傳輸數(shù)據(jù)并在檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)引發(fā)“活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志”
- 被動(dòng)錯(cuò)誤：在這種狀態(tài)下，CAN節(jié)點(diǎn)仍然能夠傳輸數(shù)據(jù)，但現(xiàn)在在檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)會(huì)引發(fā)“被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志”。此外，CAN節(jié)點(diǎn)現(xiàn)在除了等待3位中斷時(shí)間外，還必須等待額外的8位（也稱為暫停傳輸時(shí)間）才能恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸（以允許其他CAN節(jié)點(diǎn)控制總線）
- 總線關(guān)閉：在此狀態(tài)下，CAN節(jié)點(diǎn)將自身與CAN總線斷開(kāi)連接，無(wú)法再傳輸數(shù)據(jù)或引發(fā)錯(cuò)誤標(biāo)志
每個(gè)CAN控制器都會(huì)跟蹤自己的狀態(tài)并采取相應(yīng)的行動(dòng)。CAN節(jié)點(diǎn)根據(jù)其錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的值轉(zhuǎn)換狀態(tài)。具體來(lái)說(shuō)，每個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)都會(huì)跟蹤發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器(TEC)和接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器(REC)：
- 如果REC或TEC超過(guò)127，則CAN節(jié)點(diǎn)進(jìn)入被動(dòng)錯(cuò)誤狀態(tài)
- 如果TEC超過(guò)255，則CAN節(jié)點(diǎn)進(jìn)入總線關(guān)閉狀態(tài)
那么，錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器如何變化呢？在我們了解如何增加/減少錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的邏輯之前，讓我們重新審視CAN錯(cuò)誤幀以及主要/次要錯(cuò)誤標(biāo)志。從CAN錯(cuò)誤幀圖示中可以明顯看出，在其自己的6個(gè)顯性位序列之后觀察到顯性位的CAN節(jié)點(diǎn)將知道它引發(fā)了主要錯(cuò)誤標(biāo)志。在這種情況下，我們可以將此CAN節(jié)點(diǎn)稱為錯(cuò)誤的“發(fā)現(xiàn)者”。
起初，讓一個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)反復(fù)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并通過(guò)在其他節(jié)點(diǎn)之前發(fā)出錯(cuò)誤標(biāo)志來(lái)迅速做出反應(yīng)，這聽(tīng)起來(lái)可能是積極的。然而，在實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)者通常也是導(dǎo)致錯(cuò)誤的罪魁禍?zhǔn)住?/p>
5.在實(shí)踐中生成和記錄CAN錯(cuò)誤
測(cè)試1：沒(méi)有CAN總線錯(cuò)誤
為了便于對(duì)照，我們?cè)O(shè)置了沒(méi)有CAN總線錯(cuò)誤的測(cè)試：一個(gè) CANedge2 的“發(fā)送器”將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一個(gè) CANedge2 的“接收器”，并且兩者都能夠記錄CAN總線錯(cuò)誤。
測(cè)試2：移除CAN總線終端電阻
在這個(gè)測(cè)試中，我們?cè)谌罩緯?huì)話過(guò)程中移除了 CAN 終端電阻。這可以有效地將位電平設(shè)置為顯性。同時(shí)，CANedge2發(fā)送器立即開(kāi)始記錄位錯(cuò)誤（當(dāng)它嘗試發(fā)送隱性位但讀取顯性位時(shí)會(huì)發(fā)生這種情況）。CANedge2 接收器在檢測(cè)到 6 個(gè)連續(xù)顯性位時(shí)記錄位填充錯(cuò)誤。記錄這些錯(cuò)誤，直到再次添加終止。
在記錄來(lái)自車(chē)輛、機(jī)器等的數(shù)據(jù)時(shí)，缺少終端電阻似乎并沒(méi)有影響，但是，在使用“測(cè)試臺(tái)”設(shè)置時(shí)，這個(gè)問(wèn)題非常常見(jiàn)，并可能導(dǎo)致混淆，因?yàn)樗y以與非活動(dòng)CAN總線區(qū)分開(kāi)來(lái)。因此，在CANedge數(shù)據(jù)記錄儀上啟用錯(cuò)誤幀記錄幀對(duì)于故障排除而言是十分有效的。
發(fā)送器位錯(cuò)誤
接收器位填充錯(cuò)誤
測(cè)試3：設(shè)置錯(cuò)誤的波特率
在這個(gè)測(cè)試中，我們將CANedge接收器節(jié)點(diǎn)配置為具有492.872K波特率，而發(fā)送器的波特率為500K，這是一個(gè)相當(dāng)大的差異，并導(dǎo)致發(fā)送器的ACK錯(cuò)誤和接收器的位填充錯(cuò)誤。在更現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的波特率配置的較小差異可能會(huì)導(dǎo)致間歇性錯(cuò)誤幀，從而導(dǎo)致消息丟失。
這個(gè)例子比較極端，然而，在實(shí)踐中，我們有時(shí)會(huì)看到使用標(biāo)準(zhǔn)比特率（250K、500K、……）的CAN總線，但其特定的位時(shí)序設(shè)置與通常推薦的設(shè)置不同。這不會(huì)導(dǎo)致通信完全關(guān)閉，但會(huì)導(dǎo)致幾個(gè)百分比的周期性幀丟失。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以在CANedge配置中構(gòu)建一個(gè)“預(yù)定義比特率”，本質(zhì)上是設(shè)置位時(shí)序以更好地匹配正在記錄的CAN總線。
發(fā)送器ACK錯(cuò)誤
接收器位填充錯(cuò)誤
測(cè)試4：移除應(yīng)答CAN節(jié)點(diǎn)
在本次測(cè)試中，我們使用了三個(gè)配置如下的 CANedge 單元：
- CANedge1：配置為應(yīng)答數(shù)據(jù)
- CANedge2 A：配置為“靜默模式”（無(wú)確認(rèn)）
- CANedge2 B：配置為每 500 ms 傳輸一個(gè) CAN 幀
在默認(rèn)設(shè)置中，數(shù)據(jù)由 CANedge2 B 傳輸?shù)?CAN 總線上并無(wú)錯(cuò)誤記錄。但是，如果我們從總線上移除 CANedge1，則不再有任何 CAN 節(jié)點(diǎn)來(lái)確認(rèn)發(fā)送器發(fā)送的幀。結(jié)果，發(fā)送器檢測(cè)到ACK 錯(cuò)誤。作為響應(yīng)，它增加其發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器并在 CAN 總線上產(chǎn)生活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。這些又由 CANedge2 A（它靜默監(jiān)控總線）記錄為格式錯(cuò)誤。
CANedge之所以會(huì)記錄格式錯(cuò)誤，是因?yàn)榘l(fā)送器在識(shí)別出ACK時(shí)隙中缺少顯性位時(shí)將其提高，一旦接收器在隨后的EOF字段中觀察到顯性位（本該是隱性的），就會(huì)檢測(cè)到格式錯(cuò)誤。
很明顯，當(dāng)TEC從0增加到16x8=128時(shí)，發(fā)送器會(huì)廣播16個(gè)主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。發(fā)送器現(xiàn)在已超過(guò)TEC的閾值127并進(jìn)入被動(dòng)錯(cuò)誤模式。因此，發(fā)送器仍然會(huì)遇到ACK錯(cuò)誤，但現(xiàn)在只會(huì)引發(fā)被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志（接收器不可見(jiàn)）。在這一點(diǎn)上，發(fā)送器不斷嘗試發(fā)送相同的幀，并且接收器不斷記錄這個(gè)重傳序列。
這種類型的錯(cuò)誤是我們?cè)诩夹g(shù)支持中經(jīng)常遇到的錯(cuò)誤。具體來(lái)說(shuō)，用戶會(huì)嘗試使用我們的CAN記錄器來(lái)記錄來(lái)自單個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)（例如從CANmod傳感器到CAN模塊），如果他們決定在這樣的安裝中啟用CANedge上的“靜默模式”，則沒(méi)有CAN節(jié)點(diǎn)將確認(rèn)單個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)廣播數(shù)據(jù)，這樣得到的結(jié)果大概率將是空日志文件，或充滿相同CAN幀重傳的日志文件。
發(fā)送器ACK錯(cuò)誤
接收器格式錯(cuò)誤
測(cè)試5：CAN幀沖突（無(wú)重傳）
設(shè)置CAN總線時(shí)，避免CAN ID重復(fù)是關(guān)鍵，否則可能會(huì)導(dǎo)致幀沖突，因?yàn)閮蓚€(gè)CAN節(jié)點(diǎn)可能都認(rèn)為他們已經(jīng)贏得了仲裁，并同時(shí)開(kāi)始傳輸它們的幀。
為了模擬這一點(diǎn)，我們使用與測(cè)試4相同的設(shè)置。此外，我們連接了一個(gè)PCAN-USB設(shè)備作為輔助發(fā)送器。CANedge2發(fā)送器現(xiàn)在配置為每10ms輸出一個(gè)CAN ID為1且有效負(fù)載為8個(gè)0xFF字節(jié)的CAN幀。此外，我們將CANedge2配置為禁用因錯(cuò)誤中斷的幀的重新傳輸。PCAN-USB每2ms輸出一個(gè)相同的CAN幀，有效載荷的第一個(gè)字節(jié)更改為0xFE。PCAN設(shè)備已啟用重傳。
這種設(shè)置會(huì)迅速產(chǎn)生幀沖突，從而導(dǎo)致CANedge和PCAN發(fā)送器檢測(cè)到位錯(cuò)誤。作為對(duì)此的響應(yīng)，兩者都會(huì)引發(fā)一個(gè)活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志，CANedge接收器將其檢測(cè)為位填充錯(cuò)誤。PCAN設(shè)備立即嘗試重新傳輸并成功，而CANedge等待進(jìn)一步傳輸，直到要發(fā)送下一個(gè)消息。
這種類型的錯(cuò)誤當(dāng)然不應(yīng)該發(fā)生在例如汽車(chē)中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)和測(cè)試過(guò)程將確保所有 CAN 節(jié)點(diǎn)通過(guò)全球唯一的 CAN 標(biāo)識(shí)符進(jìn)行通信。但是，如果您安裝第 3 方設(shè)備（例如傳感器到 CAN 模塊）以將數(shù)據(jù)注入現(xiàn)有 CAN 總線，則很容易出現(xiàn)此問(wèn)題。如果您不確保外部 CAN 節(jié)點(diǎn)的 CAN ID 的全局唯一性，您可能會(huì)導(dǎo)致幀沖突，從而導(dǎo)致 CAN 總線上的錯(cuò)誤。如果您的外部 CAN 節(jié)點(diǎn)廣播具有高優(yōu)先級(jí) CAN ID 的數(shù)據(jù)，這一點(diǎn)尤其重要，因?yàn)槟赡軙?huì)影響安全關(guān)鍵 CAN 節(jié)點(diǎn)。
PCAN發(fā)送器位錯(cuò)誤
CANedge發(fā)送器位錯(cuò)誤
CANedge接收器位填充錯(cuò)誤
測(cè)試6：CAN幀沖突（包括重傳）
在這個(gè)測(cè)試中，我們使用與之前相同的設(shè)置，但在CANedge2發(fā)送器上啟用重傳。在這種情況下，幀沖突會(huì)導(dǎo)致一系列后續(xù)幀沖突，因?yàn)镃ANedge2和PCAN-USB設(shè)備都試圖重新傳輸其中斷的消息。
由于產(chǎn)生的位錯(cuò)誤，兩者都會(huì)引發(fā)總共16個(gè)活動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志，它們被靜默CANedge2接收器檢測(cè)為位填充錯(cuò)誤。然后兩個(gè)發(fā)送器進(jìn)入錯(cuò)誤被動(dòng)模式并停止產(chǎn)生主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志，這意味著它們都不能破壞總線上的CAN幀。結(jié)果，其中一個(gè)發(fā)送器將成功傳輸完整的消息，從而結(jié)束重傳，并使兩個(gè)設(shè)備都能恢復(fù)傳輸。但是，這僅持續(xù)幾秒鐘，然后發(fā)生另一次碰撞。
沖突處理是一個(gè)很好的例子，說(shuō)明CAN錯(cuò)誤處理在“關(guān)閉”潛在有問(wèn)題的序列和使CAN節(jié)點(diǎn)能夠恢復(fù)通信方面很有效。如果發(fā)生幀沖突，很可能兩個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)都將設(shè)置為嘗試重傳，如果不是錯(cuò)誤處理和限制，則將導(dǎo)致阻塞。
虹科CAN/LIN數(shù)據(jù)與錯(cuò)誤記錄器
虹科CANedge1讓您可以輕松地將數(shù)據(jù)從2xCAN/LIN總線記錄到8-32GB的SD卡中，并支持記錄CAN/LIN錯(cuò)誤。只需將其連接到汽車(chē)或卡車(chē)即可開(kāi)始記錄-并通過(guò)免費(fèi)軟件/API解碼數(shù)據(jù)。此外，升級(jí)版CANedge2添加了WiFi功能，讓您可以將數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)侥约旱?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%9C%8D%E5%8A%A1%E5%99%A8/">服務(wù)器，并通過(guò)無(wú)線方式更新設(shè)備。
6.CAN錯(cuò)誤幀記錄的示例
1.OEM原型車(chē)中的CAN總線診斷
汽車(chē)OEM可能需要在后期原型測(cè)試期間在現(xiàn)場(chǎng)記錄CAN錯(cuò)誤幀。通過(guò)部署CANedge，OEM工程團(tuán)隊(duì)將能夠根據(jù)實(shí)際CAN信號(hào)（速度、RPM、溫度）以及與原型系統(tǒng)中較低層CAN通信相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行故障排除。如果感興趣的問(wèn)題是間歇性的，例如每月只發(fā)生一次或兩次，這一點(diǎn)尤其重要。在這種情況下，CAN總線接口不太適合，因?yàn)閾碛谐杀拘б娓叩脑O(shè)備以實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展部署以更快地進(jìn)行故障排除變得越來(lái)越重要。虹科車(chē)輛網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)在車(chē)用CAN總線方面有著十分豐富的技術(shù)積累，歡迎通過(guò)hongchesys@hkaco.com聯(lián)系虹科車(chē)輛網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)。
2.遠(yuǎn)程排除機(jī)器中的CAN錯(cuò)誤
OEM或售后市場(chǎng)用戶可能需要在他們的機(jī)器中捕獲罕見(jiàn)的CAN錯(cuò)誤事件。為此，他們部署了一個(gè)CANedge2來(lái)記錄CAN數(shù)據(jù)和相關(guān)的錯(cuò)誤幀，并通過(guò)WiFi自動(dòng)將數(shù)據(jù)上傳到他們自己的云服務(wù)器。在這里，錯(cuò)誤會(huì)被自動(dòng)識(shí)別，并向工程團(tuán)隊(duì)發(fā)送警報(bào)，以便立即診斷和解決問(wèn)題。虹科工業(yè)控制團(tuán)隊(duì)在CAN總線等工業(yè)通訊協(xié)議方面有著十分豐富的技術(shù)積累，歡迎通過(guò)hongconsys@hkaco.com聯(lián)系虹科工業(yè)控制團(tuán)隊(duì)。
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