認(rèn)識CAN 總線錯誤的第一步就是了解認(rèn)識CAN 總線協(xié)議和它的具體功能，這樣才能更容易地理解CAN 總線是如何去發(fā)現(xiàn)并解決錯誤的。首先沒有系統(tǒng)是完美的 ，錯誤難免發(fā)生，但一個優(yōu)秀的系統(tǒng)知道如何檢測錯誤，檢查并重新發(fā)送修正后的數(shù)據(jù)。CAN 總線雖然也會出現(xiàn)錯誤，但卻可以高效的解決錯誤。

在開始學(xué)習(xí)之前，我們需要先了解一下CAN 總線的數(shù)據(jù)幀，其如圖所示。

對于標(biāo)準(zhǔn)CAN 數(shù)據(jù)幀而言，它有一個更詳細(xì)的版本（如下圖所示），它可以幫助我們了解錯誤位的位置和工作原理。

● 分隔符位：它們是隱性位，通常為完成一個特定動作提供時間/空間。這些位確保了在沒有顯性位填充的字段中，存在位轉(zhuǎn)換。位轉(zhuǎn)換對于恢復(fù)時間的同步是必要的，否則可能由于NRZ 編碼而無法實現(xiàn)同步。除了為同步提供時間外，分隔符在錯誤檢測中還有一個特殊的地方，即分隔符位必須在一個預(yù)定的位置，以便保持CAN 幀的格式。

● CRC 分隔符：CRC 分隔符位給ECU 提供時間或空間來計算CRC。

● ACK 分隔符：一旦收到數(shù)據(jù)，接收端會向發(fā)送節(jié)點發(fā)送確認(rèn)，這需要一些時間，因此使用ACK分隔符。

● 位填充：一個節(jié)點在連續(xù)傳輸了五個相同值的位后，會在發(fā)出的位流中增加第六個相反的位。這個額外的位被接收器移除，不僅避免了總線上過多的直流分量，而且也使接收器能夠檢測到錯誤。由于這一般規(guī)則，接收器不需要關(guān)于填充位的額外信息來去掉填充。此外，填充位無法確保數(shù)據(jù)傳輸不被錯誤所破壞，它只能確保傳輸在正確的位置開始和結(jié)束。

CAN總線錯誤

CAN 總線錯誤共有五種不同類型的錯誤，這些錯誤可能會影響CAN 總線上的位傳輸，具體如下：

? 位錯誤：當(dāng)收到的位與傳輸?shù)奈徊灰恢聲r，每個接收數(shù)據(jù)的節(jié)點從總線上逐位讀取數(shù)據(jù)，并將傳輸?shù)奈慌c接收的位進(jìn)行比較，如果傳輸?shù)暮徒邮盏牟灰粯?，就會發(fā)生“位錯誤”。

? 填充錯誤：在填充位過程中，如果總線上出現(xiàn)超過五個連續(xù)的同級位，就會發(fā)出“填充錯 誤”信號。

? 格式錯誤 ：這指的是字段的固定形式，格式檢查是指檢查發(fā)送或接收的CAN 幀的標(biāo)準(zhǔn)格式，違反固定位的格式會導(dǎo)致格式錯誤。例如，CRCD、ACKD、EOF 必須是隱性位，任何顯性 位的出現(xiàn)將自動被視為格式錯誤。另外，分隔位必須出現(xiàn)在指定的位置，這樣才能保證幀的格式，如果接收器不能在適當(dāng)?shù)奈恢谜业椒指粑?，這也會產(chǎn)生一個格式錯誤幀，在這種情況下，固定形式的字段必須被重新傳送。

? CRC 錯誤：發(fā)送節(jié)點發(fā)送一個15位的CRC 值到總線上，然后，接收節(jié)點根據(jù)它自己收到 的有效載荷計算出一個15位的數(shù)字, 它將其與作為信息的一部分收到的CRC 分隔符進(jìn) 行比較。如果收到的CRC 與計算出的代碼不一致，接收器就知道有效載荷的8個字節(jié)被損壞，或在傳輸過程中被修改,這被稱為CRC 錯誤。

? ACK 錯誤：ACK 位是一個確定的隱性"1"（由發(fā)送器節(jié)點傳輸），來自接收器的回復(fù)是一個確定的顯性 "0",但是如果情況不是這樣，發(fā)射器沒有收到回復(fù)的顯性確認(rèn)位， 則被稱為ACK 錯誤。

下面是ASAM 的CAN 總線錯誤標(biāo)準(zhǔn)表

錯誤幀格式

當(dāng)一個節(jié)點檢測到一個報文中的錯誤時，就會傳送一個被稱為”錯誤幀”的特殊報文,這個特殊的報文違反了CAN 報文的格式標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致所有其他節(jié)點（在網(wǎng)絡(luò)上所連接的）也發(fā)送一個錯誤幀。這種有意違反CAN 標(biāo)準(zhǔn)的行為（即發(fā)送6個顯性位）可以保證將有問題的數(shù)據(jù)或遠(yuǎn)程幀銷毀，使得原來的發(fā)送器能夠自動重傳信息。

CAN-BUS 的錯誤幀格式

? 錯誤幀：由6個顯性位或隱性位組成，取決于傳輸它的節(jié)點的錯誤狀態(tài)，它由可以檢測到任何通信錯誤的節(jié)點來傳輸，它會導(dǎo)致傳輸?shù)牧⒓唇K止的，并在之后重新傳輸，不過這都是由控制器控制的，而不是應(yīng)用軟件。

? 錯誤標(biāo)志 ：總線上的每個CAN 控制器都會嘗試檢測報文中的錯誤，因為錯誤處理是內(nèi)置在CAN 協(xié)議中的，總線上的每個CAN 控制器都會嘗試檢測報文中的錯誤。如果發(fā)現(xiàn)了錯誤，發(fā)現(xiàn)的節(jié)點就會發(fā)送一個錯誤標(biāo)志，從而破壞了總線通信。如果使用錯誤計數(shù)器，CAN 節(jié)點不僅可以檢測故障，還可以進(jìn)行錯誤限制。

CAN總線的錯誤狀態(tài)

根據(jù)具體的錯誤計數(shù)，由一個CAN 控制器處理錯誤狀態(tài)的切換。

主動錯誤

一個節(jié)點在主動錯誤模式下啟動，CAN 控制器承擔(dān)正常狀態(tài)下的主動錯誤。在這種狀態(tài)下，CAN 控制器在檢測到錯誤后發(fā)送6個顯性位。當(dāng)極限值低于127（TEC<127，REC<127）時，一個主動錯誤節(jié)點在檢測到錯誤時將發(fā)送主動錯誤標(biāo)志。

被動錯誤

被動錯誤狀態(tài)僅通過發(fā)送6個同質(zhì)隱性位來表示檢測到的錯誤。這可以防止檢測錯誤的接收機(jī)將檢測到的錯誤全球化。當(dāng)兩個錯誤計數(shù)器中的任何一個上升到127以上（TEC>127和REC>127），節(jié)點將進(jìn)入一個被稱為錯誤被動的狀態(tài)。

此外，在發(fā)送兩個連續(xù)的數(shù)據(jù)或遠(yuǎn)程幀時，處于“被動錯誤”狀態(tài)的CAN 控制器必須等待“暫停傳輸時間”（8位）。一個被動錯誤節(jié)點在檢測到錯誤時將發(fā)送被動錯誤標(biāo)志。

總線關(guān)閉

傳輸錯誤計數(shù)器上升到255以上（TEC>255和REC>255），節(jié)點將進(jìn)入總線關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)CAN 控制器發(fā)生故障或錯誤，累積到極限時，就會發(fā)生這種情況。在這種情況下，CAN 控制器將自己從CAN 總線上斷開連接，那個特定的CAN 節(jié)點將從CAN 網(wǎng)絡(luò)中被關(guān)閉，導(dǎo)致完全沒有通信。