CAN總線(xiàn)中主動(dòng)錯誤和被動(dòng)錯誤的通俗解釋

1. 主動(dòng)報錯站點(diǎn)

只要檢查到錯誤，它立即“主動(dòng)地”發(fā)出錯標識。所謂“出錯標識“，它本身就是一個(gè)“錯誤的位序列”（連續的6個(gè)顯性位，不滿(mǎn)足CAN協(xié)議的“最多5個(gè)連續的同性位”要求），目的是“主動(dòng)地”告訴大家：即使你們沒(méi)有發(fā)現“剛才我已發(fā)現”的錯誤，現在我“以身作則”出錯啦！你們該看到這個(gè)錯誤了吧！

2. 被動(dòng)報錯站點(diǎn)

如果檢查到錯誤，它只能干瞪眼“被動(dòng)地”等別人（主動(dòng)報錯站點(diǎn)）報錯，等待的時(shí)候它可不能去動(dòng)總線(xiàn)，直到識別出由主動(dòng)報錯站點(diǎn)發(fā)出 的“錯誤的位序列”，它才松了一口氣：有人正式報錯了！然后他就可以去競爭總線(xiàn)，該干啥干啥。

3. 出錯標識本身沒(méi)有什么優(yōu)先級的問(wèn)題。

4. 對于通過(guò)競爭得到總線(xiàn)使用權的發(fā)送站點(diǎn)來(lái)說(shuō)，它在一邊發(fā)一邊聽(tīng)，有可能出現以下幾種情況：

（a） 它自己就發(fā)現錯誤，它就干脆嘩啦嘩啦，亂發(fā)一氣（連續的發(fā)六個(gè)同性位）。就象你小時(shí)候在幼兒園練習寫(xiě)字，寫(xiě)錯一個(gè)筆畫(huà)你自己就不耐煩了，在紙上嘩啦嘩啦亂畫(huà)一氣。目的就是告訴別人（別的站點(diǎn)）：出錯了！

（b） 它自己沒(méi)有發(fā)現錯誤，但作為主動(dòng)報錯的接收站點(diǎn)發(fā)現了錯誤（比如因為線(xiàn)路長(cháng)，干擾大引起的錯誤），這個(gè)發(fā)現錯誤的站點(diǎn)就會(huì )立即嘩啦嘩啦往總線(xiàn)上亂發(fā)一氣（連續的發(fā)六個(gè)顯性位），就象你小時(shí)候在幼兒園練習寫(xiě)字，寫(xiě)錯一個(gè)筆畫(huà)你自己沒(méi)發(fā)現，可老師（主動(dòng)報錯站點(diǎn)）發(fā)現了就不耐煩了，在你的紙上嘩啦嘩啦亂畫(huà)一氣。目的就是告訴你自己以及告訴別人（發(fā)送站點(diǎn)和別的站點(diǎn)）：出錯了！

（c） 它自己沒(méi)有發(fā)現錯誤，但作為被動(dòng)報錯的接收站點(diǎn)發(fā)現了錯誤（比如因為線(xiàn)路長(cháng)，干擾大引起的錯誤），這個(gè)發(fā)現錯誤的站點(diǎn)只能慢慢的等待，等待別的主動(dòng)報錯站點(diǎn)報錯。如果別的主動(dòng)報錯站點(diǎn)沒(méi)發(fā)現錯誤，那就繼續等，一直等到該發(fā)ACK的時(shí)候不給發(fā)送站發(fā)這個(gè)顯性的ACK信號，當然了其他站點(diǎn)可能會(huì )發(fā)這個(gè)ACK，那說(shuō)明其他站點(diǎn)沒(méi)有發(fā)生錯誤，沒(méi)辦法，別人能通信，你不能！然后積攢到一定的時(shí)候，你就脫離總線(xiàn)吧！再繼續等待一段時(shí)間，脫胎換骨，重新回到總線(xiàn)上（這個(gè)時(shí)候錯誤記錄都清0了，你肯定是主動(dòng)報錯站了）。就象你小時(shí)候在幼兒園練習寫(xiě)字，寫(xiě)錯一個(gè)筆畫(huà)你自己沒(méi)發(fā)現，但被別的同學(xué)（被動(dòng)報錯站點(diǎn)）發(fā)現了，但他不能說(shuō)，嘿嘿（亂說(shuō)話(huà)，老師要打屁股的），他就只能等，等老師來(lái)發(fā)現你的錯誤（等待主動(dòng)報錯站點(diǎn)報錯），或者老師沒(méi)眼力，那就等到收作業(yè)的時(shí)候，不收你的（不發(fā)ACK），不過(guò)老師可能主動(dòng)來(lái)收的（給你發(fā)ACK），那你可沒(méi)辦法，繼續等吧，等到你也當老師了（脫胎換骨了）...

devicenet協(xié)議中關(guān)于CAN 的出錯管理的規范

一、錯誤類(lèi)型

CAN 提供了檢測下列錯誤類(lèi)型的機制：

l. 位錯誤

當發(fā)送器將自己發(fā)送的電平與總線(xiàn)上的電平相比較，發(fā)現兩者不相等時(shí)產(chǎn)生。隱性位傳輸時(shí)， 顯形位的檢測在仲裁區, ACK 時(shí)間段或被動(dòng)故障標志傳輸期間不會(huì )導致位錯誤。

2. 應答錯誤

當發(fā)送器確定信息沒(méi)有得到應答時(shí)發(fā)生。在數據幀及遠程幀之間存在一個(gè)應答時(shí)間段。該時(shí)間段內，所有接收的節點(diǎn)，無(wú)論是否是預定的接收者都必須對接收的信息作出應答。

3. 填充錯誤

當節點(diǎn)檢測到 6 個(gè)相同電平值的連續位時(shí)發(fā)生。在正常工作情況下，當發(fā)送器檢測到它已經(jīng)發(fā)送了 5 個(gè)數值相同的連續位時(shí)，那么它將在第六位上插入一個(gè)取反值（稱(chēng)之為位填充）。所有接收器在 CRC （循環(huán)冗余檢查）計算之前將除去填充位。 這樣，當節點(diǎn)檢測到 6 個(gè)連續的具有相同值的位時(shí)，即產(chǎn)生一個(gè)填充位錯誤。

4. CRC 錯誤

當 CRC （循環(huán)冗余檢查）值與發(fā)送器生成值不匹配時(shí)發(fā)生。每一幀包含一個(gè)由發(fā)送器初始化的循環(huán)冗余檢查 （CRC） 域。接收器計算出 CRC值，并與發(fā)送器產(chǎn)生的值相比較。如果兩個(gè)值不相等，即產(chǎn)生 CRC 錯誤。

5. 格式錯誤

當在一必須發(fā)送預定值的區內檢測到非法位時(shí)發(fā)生。確定的預定義的位值必須在 CAN 幀內的一個(gè)確定點(diǎn)發(fā)送，如果在這些區域中的一個(gè)內檢測到非法位值，即產(chǎn)生格式錯誤。

二、節點(diǎn)錯誤狀態(tài)

為了盡量減小網(wǎng)絡(luò )上故障節點(diǎn)的負面影響，進(jìn)而提供故障界定， CAN 定義了一個(gè)故障界定狀態(tài)機制。一個(gè)節點(diǎn)可能處于下列三種錯誤狀態(tài)之一：

1. 錯誤主動(dòng)（Error Active）

當一個(gè)錯誤主動(dòng)節點(diǎn)檢測到錯誤時(shí)，它將發(fā)送一個(gè)錯誤主動(dòng)幀，該幀由 6 個(gè)連續的顯性位組成。這一發(fā)送將覆蓋其他任何同時(shí)生成的發(fā)送，并導致其他所有節點(diǎn)都檢測到一個(gè)填充錯誤，并依次放棄當前幀。

當處于錯誤主動(dòng)狀態(tài)的節點(diǎn)檢測到一個(gè)發(fā)送問(wèn)題時(shí)，它將發(fā)出一個(gè)活動(dòng)錯誤幀，以避免所有其他節點(diǎn)接收信息包。無(wú)論檢測到錯誤的節點(diǎn)是否要接收這個(gè)數據都要執行這個(gè)過(guò)程。

2. 錯誤被動(dòng) (Error Passive)

當一個(gè)錯誤被動(dòng)節點(diǎn)檢測到錯誤時(shí)，它將發(fā)出一個(gè)錯誤被動(dòng)幀。該幀由 6 個(gè)連續的隱性位組成，這個(gè)幀可能會(huì )被同時(shí)出現的其他發(fā)送所覆蓋，如果其它站點(diǎn)沒(méi)有檢測到這一錯誤將不會(huì )引起丟棄當前幀。

3. 離線(xiàn) (Bus Off)

處于離線(xiàn)狀態(tài)下的節點(diǎn)不允許對總線(xiàn)有任何影響它在邏輯上與網(wǎng)絡(luò )斷開(kāi)。

故障界定狀態(tài)機制中所含過(guò)程簡(jiǎn)述如下：

1. 節點(diǎn)保持對發(fā)送和接收錯誤計數器的跟蹤；
2. 節點(diǎn)在開(kāi)始錯誤主動(dòng)狀態(tài)時(shí)錯誤計數器的值等于0。該狀態(tài)下的節點(diǎn)假設所有檢測到的錯誤非該節點(diǎn)所為；

3. 錯誤類(lèi)型以及檢出錯誤的結點(diǎn)被賦予不同的計數值，這些計數值將根據是發(fā)送還是接收錯誤進(jìn)行累加。有效的接收及發(fā)送使這些計數器遞減，直至最小值0；

4. 當這些計數器中的任何一個(gè)超出 CAN 定義的閾值時(shí)，該節點(diǎn)進(jìn)入錯誤被動(dòng)狀態(tài)。在此狀態(tài)下該節點(diǎn)將被認為是導致錯誤的原因；

5. 當發(fā)送錯誤計數值超出 CAN 定義的另一個(gè)閾值時(shí)，節點(diǎn)進(jìn)入離線(xiàn)狀態(tài)。本規范定義了從離線(xiàn)到錯誤主動(dòng)之間的狀態(tài)轉換機制；

6. 當錯誤被動(dòng)的節點(diǎn)的發(fā)送及接收錯誤計數器值都減小至CAN 定義的閾值以下時(shí)，節點(diǎn)重新進(jìn)入錯誤主動(dòng)狀態(tài)。