CAN_幀

　　15.2.1 CAN的基本概念
　?。?）報文(Messages)
　　總線(xiàn)上傳輸的信息即為報文，它們以若干個(gè)不同的固定格式發(fā)送，但長(cháng)度受限。當總線(xiàn)空閑時(shí)，總線(xiàn)上任何單元均可發(fā)送新報文。
　?。?）信息路由(Information Routing)
　　在CAN系統中，CAN不對單元分配站地址，報文的尋址內容由報文的標識符指定。標識符不指出報文的目的地，但是這個(gè)數據的特定含義使得總線(xiàn)上所有單元可以通過(guò)報文濾波來(lái)判斷該數據是否與它們相符合。
　?。?）位速率(Bit Rate)
　　即總線(xiàn)的傳輸速率。在一個(gè)給定的CAN系統中，位速率是唯一的，也是固定的。
　?。?）優(yōu)先權(Priorities)
　　在總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)期間，標識符定義一個(gè)靜態(tài)的報文優(yōu)先權。
　　5）遠程數據請求(Remote Data Request)
　　當總線(xiàn)上某單元需要請求另一單元發(fā)送數據時(shí)，可通過(guò)發(fā)送遠程幀實(shí)現遠程數據請求。
　?。?）多主機(Multimaster)
　　總線(xiàn)空閑時(shí)，總線(xiàn)上任何單元都可以開(kāi)始向總線(xiàn)上傳送報文，但只有最高優(yōu)先權報文的單元可獲得總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)權。
　?。?）仲裁(Arbitration)
　　總線(xiàn)空閑時(shí)，若同時(shí)有兩個(gè)或兩個(gè)以上單元開(kāi)始發(fā)送報文，總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)沖突運用逐位仲裁規則，借助標識符ID解決。
　?。?）錯誤標定和恢復時(shí)間(Error Signaling and Recovery Time)
　　任何檢測到錯誤的單元會(huì )標志出已被損壞的報文。此報文會(huì )失效并將自動(dòng)重傳。如果不再出現錯誤，則從檢測到錯誤到下一報文的傳送開(kāi)始為止，恢復時(shí)間最多為31位的時(shí)間。
　?。?）故障界定(Fault Confinement)
　　CAN單元能夠把永久故障和短暫的干擾區別開(kāi)來(lái)。
　?。?0）連接(Connection)
　　CAN通信鏈路是一條可連接多單元的總線(xiàn)。理論上，總線(xiàn)上單元數目是無(wú)限制的，實(shí)際上，單元數受限于延遲時(shí)間和總線(xiàn)的電氣負載能力。
　?。?1）單通道(Single Channel)
　　CAN總線(xiàn)由單一通道組成，借助數據重同步實(shí)現信息傳輸。（12）總線(xiàn)數據表示(Bus Values)
　　CAN總線(xiàn)上有兩種互補邏輯數值：顯性(Dominant)電平和隱性(Recessive)電平。若顯性位與隱性位同時(shí)發(fā)送，總線(xiàn)上數值將是顯性。
　?。?3）應答(Acknowledgment)
　　所有接收器對接收到的報文進(jìn)行一致性檢查。對于一致的報文，接收器給予應答；對于不一致的報文，接收器做出標志。
　　15.2.2 CAN總線(xiàn)的位數值表示與通信距離
　　CAN總線(xiàn)上用顯性(Dominant)和隱性(Recessive)兩個(gè)互補的邏輯值表示0和1。當在總線(xiàn)上出現同時(shí)發(fā)送顯性位和隱性位時(shí)，總線(xiàn)上數值將出現顯性。

　　15.2.3 報文傳輸和幀結構
　　報文傳輸由以下4個(gè)不同的幀類(lèi)型表示和控制：
　　數據幀：數據幀將數據從發(fā)送器傳輸到接收器。
　　遠程幀：總線(xiàn)單元發(fā)出遠程幀，請求發(fā)送具有同一標識符的數據幀。
　　錯誤幀：任何單元檢測到總線(xiàn)錯誤就發(fā)出錯誤幀。
　　過(guò)載幀：過(guò)載幀用于在先行和后續數據幀（或遠程幀）之間提供一附加的延時(shí)。
　　數據幀和遠程幀可以使用標準幀及擴展幀兩種格式。它們用一個(gè)幀間空間與前面的幀分隔。
　?。?）數據幀
　　數據幀由7個(gè)不同的位場(chǎng)組成：幀起始、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、數據場(chǎng)、CRC 場(chǎng)、應答場(chǎng)、幀結尾。數據幀組成如下圖。

　?。?）遠程幀
　　遠程幀也有標準格式和擴展格式，而且都由6 個(gè)不同的位場(chǎng)組成：幀起始、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、CRC 場(chǎng)、應答場(chǎng)、幀結尾。遠程幀的組成如下圖。

　?。?）出錯幀
　　錯誤幀由兩個(gè)不同的場(chǎng)組成。第一個(gè)場(chǎng)是由不同站提供的錯誤標志（ERROR FLAG）的疊加；第二個(gè)場(chǎng)是錯誤界定符。出錯幀的組成如下圖。

　?。?）過(guò)載幀
　　過(guò)載幀包括兩個(gè)位場(chǎng)：過(guò)載標志和過(guò)載界定符。過(guò)載幀的組成如下圖。

　　15.2.4 錯誤處理
　　1)錯誤檢測（ 5種不同的錯誤類(lèi)型）
　　位錯誤：?jiǎn)卧诎l(fā)送位的同時(shí)也對總線(xiàn)進(jìn)行監視。如果所發(fā)送的位值與所監視的位值不相同，則在位時(shí)間里檢測到一個(gè)位錯誤。
　　填充錯誤：如果在使用位填充法進(jìn)行編碼的信息中，出現了6個(gè)連續相同的電平時(shí)，將檢測到一個(gè)填充錯誤。
　　CRC錯誤：CRC序列包括發(fā)送器的CRC計算結果。如果計算結果與接收到的CRC序列的結果不相符，則檢測到一個(gè)CRC錯誤。
　　形式錯誤：當一個(gè)固定的位場(chǎng)含有1個(gè)或多個(gè)非法位，則檢測到一個(gè)形式錯誤。
　　應答錯誤：只要在應答間隙期間所監視的位不為顯性，則發(fā)送器會(huì )檢測到一個(gè)應答錯誤。
　　2)錯誤標定
　　檢測到錯誤條件的站通過(guò)發(fā)送錯誤標志指示錯誤。對于“錯誤主動(dòng)”的節點(diǎn)，錯誤信息為“主動(dòng)錯誤標志”，對于“錯誤被動(dòng)”的節點(diǎn)，錯誤信息為“被動(dòng)錯誤標志”。
　　15.2.5 故障界定
　　至于故障界定，單元的狀態(tài)可能為下列三種之一：錯誤主動(dòng)、錯誤被動(dòng)、總線(xiàn)關(guān)閉。
　　錯誤主動(dòng)的單元可以正常地參與總線(xiàn)通信并在檢測到錯誤時(shí)發(fā)出主動(dòng)錯誤標志。
　　錯誤被動(dòng)的單元不允許發(fā)送主動(dòng)錯誤標志。錯誤被動(dòng)的單元參與總線(xiàn)通信，在錯誤被檢測到時(shí)只發(fā)送被動(dòng)錯誤標志。而且，發(fā)送以后，錯誤被動(dòng)單元將在初始化下一個(gè)發(fā)送之前處于等待狀態(tài)。
　　總線(xiàn)關(guān)閉的單元不允許在總線(xiàn)上有任何的影響。
　　15.2.6 位定時(shí)與同步
　　位定時(shí)與同步定義CAN總線(xiàn)的通信速率，相關(guān)名詞有：
　　標稱(chēng)位速率(Nominal Bit Rate)：一理想的發(fā)送器在沒(méi)有重新同步的情況下每秒發(fā)送的位數量。
　　標稱(chēng)位時(shí)間(Nominal Bit Time)：1/標稱(chēng)位速率。標稱(chēng)位時(shí)間可分成幾個(gè)不重疊的片段，分別是：同步段(SYNC_SEG）、傳播段(PROG_SEG)、相位
　　緩沖段1(PHASE_SEG1)、相位緩沖段2(PHASE_SEG2)。
　　同步段(SYNC_SEG)：用于同步總線(xiàn)上不同的節點(diǎn)，這一段內要有一個(gè)跳變沿。
　　傳播段(PROG_SEG)：用于補償網(wǎng)絡(luò )內的物理延時(shí)時(shí)間。它是總線(xiàn)上輸入比較器延時(shí)和輸出驅動(dòng)器延時(shí)總和的2倍。
　　相位緩沖段1(PHASE_SEG1)、相位緩沖段2(PHASE_SEG2)：用于補償邊沿階段的誤差。這兩個(gè)段可以通過(guò)重新同步加長(cháng)或縮短。
　　采樣點(diǎn)(Sample Point)：讀總線(xiàn)電平并解釋各位的值的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。采樣點(diǎn)位于相位緩沖段1之后。
　　信息處理時(shí)間(Information Processing Time)：信息處理時(shí)間是以一個(gè)采樣點(diǎn)作為起始的時(shí)間段。采樣點(diǎn)用于計算后續位的位電平。
　　時(shí)間份額(Time Quanta)：時(shí)間份額是派生于振蕩器周期的固定時(shí)間單元。存在一個(gè)可編程的預比例因子，將整體數值范圍為1-32的整數，以最小時(shí)間份額為起點(diǎn)，時(shí)間份額的長(cháng)度為：
　　時(shí)間份額=m * 最小時(shí)間份額，其中，m為預比例因子
　　時(shí)間段長(cháng)度(Length of Segments)：同步段為1個(gè)時(shí)間份額，傳播段的長(cháng)度可設置成1、2…8個(gè)時(shí)間份額，相位緩沖段1的長(cháng)度可設置成1、2…8個(gè)時(shí)間份額，相位緩沖段2的長(cháng)度為相位緩沖段1和信息處理時(shí)間之間的最大值，信息處理時(shí)間少于或等于2個(gè)時(shí)間份額。
　　一個(gè)位時(shí)間總的時(shí)間份額值可以設置在8~25的范圍。