CAN协议（史上最全）-CFANZ编程社区

CAN
- CAN协议
  - 五种错误类型
    - 发送节点
      - 位检测错误
        发送节点检测到信号位的发送与回读不一致
      - ACK错误
        发送节点回读报文应答符时读不到显性位
    - 接收节点
      - 位填充错误
      - CRC校验错误
    - 全部节点同时产生的公共错误
      - 格式错误
  - 节点错误状态
    - 主动错误
    - 被动错误
    - 总线关闭
    - 被动错误节点抢占总线的优先级低于主动错误节点
  - - 公共错误既格式错误，不会引发错误叠加
    - 错误叠加最多发生一次
    - 接收节点中必须有至少一个处于主动错误状态的节点才可能会引起错误叠加
  - 位时序和同步
    - TQ时间份额
    - 位时间分段
      - 同步段SS
        一个Tq长度，用于同步总线上的各个节点
      - 传播段PTS
        长度为1~8个Tq，可由软件一次性配置
      - 相位缓冲段1(PES1)
        可由软件配置为1~8Tq长度
      - 相位缓冲段2（PES2）
        可由软件配置为2~8个Tq长度
    - 硬同步
      - 帧开始时，所有节点在直接以跳变沿所在的Tq为SOF的SS重置位时钟起点即可
    - 重同步（正补偿）
      - 若跳变沿落入该位其他段，说明该位的相位提前了，则采样时间延后数个Tq，使该位的PES1变长，使下一位的相位延后以接近完全同步的相位
    - 重同步（逆补偿）
      - 若跳变沿落入前一位的PES2段，说明该位的相位延后了，采样时间必然落到PES1段。采样后记PES2时间少记数个Tq，使下一位的相位提前以接近完全同步的相位
    - 同步补偿宽度（SJW）
      - 它是同步过程中在PES1中增补或在PES2中减少的Tq的最大数量，可由软件配置为1~4Tq，但不能超过PES1或PES2。
      - 如果同步时跳变沿SS的相位差小于等于SJW，则补偿实际相位差；否则补偿一个SJW。
- CAN基础知识P44~P76&P77~P91
  - 错误检测
    - 可检测的错误
      - CRC Error、Form Error、Stuff Error、ACK Error、Bit Error
    - 位检测→位错误
    - 填充检测→填充错误
    - CRC检测→CRC错误
    - 格式检测→格式错误
    - ACK检测→ACK错误
    - - 发送节点→位错误、格式错误、ACK错误
      - 接收节点→填充错误、格式错误、CRC错误
      - 检测到错误后，发送错误标志
    - 错误界定
      - 每个节点都含有REC和TEC
      - 当接收错误产生时，REC增加；正确接收到数据帧，REC减少
      - TEC类似
      - REC、TEC的数值会引发节点状态改变
    - 节点的三种状态
      - Error Active
        正常的进行总线通信
        错误产生时，发送主动错误标志（6个连续显性位）
      - Error Passive
        能够进行总线通信
        限制（连续2次报文发送）
        错误产生时，发送被动错误标志（6个连续隐性位）
      - Bus Off
        不能收发任何报文
    - 错误帧的格式
      - 包括错误标志与错误界定符
    - 错误帧的发送
      - 局部错误
    - 错误帧
      - 公共错误
      - 错误帧的发送（CRC错误）
  - 帧格式
    - CAN的帧格式
      - 数据帧→携带从发送节点至接收节点的数据
        标准帧
        扩展帧
      - 远程帧→向其他节点请求发送具有同一标识符的数据帧
      - 帧间空间→数据帧（或远程帧）通过帧间空间与前述的各帧分开
      - 错误帧→节点检测到错误后发送错误帧
      - 超载帧→在先行的和后续的数据帧（或远程帧）之间附加一段延时
  - 位定时与同步
    - 位定时
      - Tq时间份额
        时间份额来源于对系统时钟可编程的分频
      - 波特率
        波特率由编程设置的时间份额长度和数量确定
        波特率=1/位时间
      - 位时间的组成
        一个位时间包含4个时间段，8~25个时间份额
        为方便编程，许多CAN模块将传播段和相位缓冲段1合并为一个时间段，即只有3个时间段
    - 同步
      - 硬同步
        发生在SOF位→所有接收节点调整各自当前位的同步段，调整宽度不限
      - 重同步
        相位误差为正，跳变沿沿位于采样点之前→相位缓冲段1增长
        相位误差为负，跳变沿位于前一个位的采样点之后→相位缓冲段2缩短
  - 物理层
    - 高速CAN
      - 应用领域
        动力总成、底盘、诊断、车载信息娱乐
      - 总线电压
        隐性表示1
        显性表示0
      - 拓扑结构
        CAN线长度
        终端电阻R
    - 低速容错CAN
      - 应用领域
        舒适设施、诊断
      - 总线电压
        隐性表示1
        显性表示0
      - 拓扑结构
- CAN数据链路层
  - CAN报文帧种类与帧格式解析
  - CAN总线竞争与仲裁机制
    - 非破坏性仲裁机制的前提
  - CAN节点状态与错误处理机制
  - CAN分析仪常用功能有哪些
    - 数据链路层测试需求
    - CAN物理层测试需求
- CAN总线基础之物理层篇
  - 汽车网络架构与常用总线汇总
    - 汽车CAN总线简述
    - 汽车网络架构简述
      - 通常汽车CAN网络细分
        动力CAN网络
        车身CAN网络
        组合仪表CAN网络
        诊断CAN网络
        。。。。
    - 常用汽车总线汇总
    - 汽车网络典型应用
      - GLOF整车CAN网络拓扑
      - AUDI整车CAN网络
  - CAN总线在汽车网络中脱颖而出的“秘密”
    - 节点间采用多主通信方式
    - 采用短帧结构，报文帧的有效字节数为8个，可达汽车实时响应要求
    - 报文ID值越小，优先级越高。报文ID可分成不同的优先级，进一步满足汽车网络报文的实时性要求
    - 非破坏性总线仲裁处理机制
    - 可靠的CRC校验方式，传输数据出错率极低，满足汽车数据传输的可靠性要求
    - 报文帧仲裁失败或传输期间被破坏有自动重发(机制)
    - 节点在错误严重的情况下，具有自动脱离总线的功能，切断它与总线的联系，不影响总线的正常工作
    - 通信距离最远达10km (速率5Kbps以下)
    - 通信速率最高1MB/s (此时距离最长40m)
    - 节点数实际可达110个
    - CAN节点设计成本较低，通信介质采用双绞线
  - CAN物理层是如何保证汽车通信要求
    - CAN总线线缆也必须满足给定的规格
  - 汽车CAN物理层常见故障与分析