CAN總線(xiàn)的功能安全問(wèn)題
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2 等效離線(xiàn)發(fā)生的概率
等效離線(xiàn)的發(fā)生有3個(gè)條件：①節點(diǎn)已經(jīng)在消極報錯狀態(tài)(error passive status)；②該節點(diǎn)發(fā)生了局部錯；③由于在消極報錯幀分界符內遇到其他節點(diǎn)掛起待發(fā)幀的發(fā)送而造成連續出錯。要考慮的是由于誤碼而報錯的概率與處于總線(xiàn)峰值負載的概率。
消極報錯幀規定：在發(fā)送連續隱位時(shí)讀回6個(gè)連續的相同位時(shí)視為報錯標志發(fā)完，然后開(kāi)始發(fā)隱位，讀回隱位時(shí)作為消極報錯幀分界符開(kāi)始，開(kāi)始后必須有連續7個(gè)隱位，如內又有顯位，就作為新錯，節點(diǎn)要重發(fā)消極報錯幀。
對于消極報錯發(fā)送節點(diǎn)，發(fā)生局部錯的位置有2種。在A(yíng)CK分界符前時(shí)，消極報錯標志的連續隱位會(huì )被接收節點(diǎn)以填充規則檢驗、CRC檢驗發(fā)現有錯，引起接收節點(diǎn)報錯。它們的主動(dòng)報錯幀的連續6個(gè)顯位決定了發(fā)送節點(diǎn)消極報錯幀報錯標志結束時(shí)間的同步，不會(huì )發(fā)生分界符內出錯的情況。
在A(yíng)CK及分界符后到EOF第3位間有局部錯時(shí)，消極報錯標志(P．E．Flag)的6個(gè)隱位會(huì )被接收節點(diǎn)認為是正常的發(fā)送幀結尾部分和2位服務(wù)間隔(I．M．)。別的節點(diǎn)所發(fā)新幀開(kāi)始位(SOF)，將落入發(fā)送節點(diǎn)消極報錯幀分界符(P．E．Del)內，形成新錯，如圖2所示。發(fā)送節點(diǎn)新的消極報錯幀將在新幀的ACK分界符處開(kāi)始。然后，只要有掛起待發(fā)幀，這種出錯狀態(tài)就重復下去。而EOF第4～7位發(fā)送節點(diǎn)發(fā)的消極報錯幀由于未見(jiàn)到連續的6個(gè)相同位，發(fā)送節點(diǎn)要等待別的節點(diǎn)所發(fā)新幀的ACK分界符處開(kāi)始才有機會(huì )見(jiàn)到，等同于在A(yíng)CK分界符處開(kāi)始的消極報錯幀。由此可知，產(chǎn)生等效離線(xiàn)錯誤的位置數為9位，其概率為9·BER。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/196159.htm
在消極報錯狀態(tài)的發(fā)送節點(diǎn)遇到16次重復錯后，會(huì )進(jìn)入真正離線(xiàn)狀態(tài)，所以要求取有16幀掛起待發(fā)的機會(huì )。這與ECU的設計有關(guān)，較難分析。我們以仿真來(lái)求取，底盤(pán)CAN總線(xiàn)系統內一般有6個(gè)節點(diǎn)，約有60個(gè)左右的消息要傳送，則每個(gè)節點(diǎn)平均有10條消息，假定周期為10 ms、20 ms、50 ms、100 ms、1 000 ms等各有2條，每條幀長(cháng)為97位，在500 kbps下6個(gè)節點(diǎn)的總線(xiàn)負載率總計43．4％。當一個(gè)節點(diǎn)等效離線(xiàn)后，還有約50條消息要發(fā)。在時(shí)鐘差的影響下，可以構成一個(gè)峰值，節點(diǎn)在相對頻差-0．2、0．4、0．6、0．8×100 ppm下的仿真結果如圖3所示。其中隊長(cháng)度每0．2 ms統計一次，累計出該隊長(cháng)在整個(gè)仿真時(shí)間內的出現次數。
為了便于ECU編程，采樣與寫(xiě)CAN總線(xiàn)控制器在一個(gè)任務(wù)中完成，所以假定10條消息在4 ms內就緒。仿真開(kāi)始時(shí)是最壞情況：所有節點(diǎn)同時(shí)開(kāi)始寫(xiě)CAN總線(xiàn)控制器任務(wù)。在上述頻差下，節點(diǎn)1、2經(jīng)500 s差10 ms，也就是說(shuō)2個(gè)節點(diǎn)的10ms周期的消息就緒時(shí)間又重合了，其他節點(diǎn)與節點(diǎn)1的組合各為250 s、166 s、125 s。由于較長(cháng)周期消息對掛起隊長(cháng)的影響較小，所以仿真的時(shí)段取得較短。以600 s的結果計算，掛起長(cháng)度為16以上的情況有3 590次，占600 s內傳送的1．2×10-3。需要特別注意的是，掛起隊長(cháng)的分布不是均勻的，因此處于等效離線(xiàn)而轉為真正離線(xiàn)的機會(huì )也不是均勻分布的。由上述仿真60 s、600 s的結果看，掛起長(cháng)度為16以上的情況都是3 590次，如果在最壞情況60 s內遇上了的機會(huì )便是1．2×10-2。如果在最壞情況6 s內遇上掛起長(cháng)度為16以上的情況有1 005次，機會(huì )便是3．3×10-2 。
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