CAN總線中主動(dòng)錯(cuò)誤和被動(dòng)錯(cuò)誤的通俗解釋

1. 主動(dòng)報(bào)錯(cuò)站點(diǎn)

只要檢查到錯(cuò)誤，它立即“主動(dòng)地”發(fā)出錯(cuò)標(biāo)識(shí)。所謂“出錯(cuò)標(biāo)識(shí)“，它本身就是一個(gè)“錯(cuò)誤的位序列”（連續(xù)的6個(gè)顯性位，不滿足CAN協(xié)議的“最多5個(gè)連續(xù)的同性位”要求），目的是“主動(dòng)地”告訴大家：即使你們沒有發(fā)現(xiàn)“剛才我已發(fā)現(xiàn)”的錯(cuò)誤，現(xiàn)在我“以身作則”出錯(cuò)啦！你們?cè)摽吹竭@個(gè)錯(cuò)誤了吧！

2. 被動(dòng)報(bào)錯(cuò)站點(diǎn)

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

3. 出錯(cuò)標(biāo)識(shí)本身沒有什么優(yōu)先級(jí)的問題。

4. 對(duì)于通過競(jìng)爭(zhēng)得到總線使用權(quán)的發(fā)送站點(diǎn)來說，它在一邊發(fā)一邊聽，有可能出現(xiàn)以下幾種情況：

（a） 它自己就發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，它就干脆嘩啦嘩啦，亂發(fā)一氣（連續(xù)的發(fā)六個(gè)同性位）。就象你小時(shí)候在幼兒園練習(xí)寫字，寫錯(cuò)一個(gè)筆畫你自己就不耐煩了，在紙上嘩啦嘩啦亂畫一氣。目的就是告訴別人（別的站點(diǎn)）：出錯(cuò)了！

（b） 它自己沒有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，但作為主動(dòng)報(bào)錯(cuò)的接收站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤（比如因?yàn)榫€路長(zhǎng)，干擾大引起的錯(cuò)誤），這個(gè)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的站點(diǎn)就會(huì)立即嘩啦嘩啦往總線上亂發(fā)一氣（連續(xù)的發(fā)六個(gè)顯性位），就象你小時(shí)候在幼兒園練習(xí)寫字，寫錯(cuò)一個(gè)筆畫你自己沒發(fā)現(xiàn)，可老師（主動(dòng)報(bào)錯(cuò)站點(diǎn)）發(fā)現(xiàn)了就不耐煩了，在你的紙上嘩啦嘩啦亂畫一氣。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(cuò)了！

（c） 它自己沒有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，但作為被動(dòng)報(bào)錯(cuò)的接收站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤（比如因?yàn)榫€路長(zhǎng)，干擾大引起的錯(cuò)誤），這個(gè)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的站點(diǎn)只能慢慢的等待，等待別的主動(dòng)報(bào)錯(cuò)站點(diǎn)報(bào)錯(cuò)。如果別的主動(dòng)報(bào)錯(cuò)站點(diǎn)沒發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，那就繼續(xù)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(hào)，當(dāng)然了其他站點(diǎn)可能會(huì)發(fā)這個(gè)ACK，那說明其他站點(diǎn)沒有發(fā)生錯(cuò)誤，沒辦法，別人能通信，你不能！然后積攢到一定的時(shí)候，你就脫離總線吧！再繼續(xù)等待一段時(shí)間，脫胎換骨，重新回到總線上（這個(gè)時(shí)候錯(cuò)誤記錄都清0了，你肯定是主動(dòng)報(bào)錯(cuò)站了）。就象你小時(shí)候在幼兒園練習(xí)寫字，寫錯(cuò)一個(gè)筆畫你自己沒發(fā)現(xiàn)，但被別的同學(xué)（被動(dòng)報(bào)錯(cuò)站點(diǎn)）發(fā)現(xiàn)了，但他不能說，嘿嘿（亂說話，老師要打屁股的），他就只能等，等老師來發(fā)現(xiàn)你的錯(cuò)誤（等待主動(dòng)報(bào)錯(cuò)站點(diǎn)報(bào)錯(cuò)），或者老師沒眼力，那就等到收作業(yè)的時(shí)候，不收你的（不發(fā)ACK），不過老師可能主動(dòng)來收的（給你發(fā)ACK），那你可沒辦法，繼續(xù)等吧，等到你也當(dāng)老師了（脫胎換骨了）...

devicenet協(xié)議中關(guān)于CAN 的出錯(cuò)管理的規(guī)范

一、錯(cuò)誤類型

CAN 提供了檢測(cè)下列錯(cuò)誤類型的機(jī)制：

l. 位錯(cuò)誤

當(dāng)發(fā)送器將自己發(fā)送的電平與總線上的電平相比較，發(fā)現(xiàn)兩者不相等時(shí)產(chǎn)生。隱性位傳輸時(shí)， 顯形位的檢測(cè)在仲裁區(qū), ACK 時(shí)間段或被動(dòng)故障標(biāo)志傳輸期間不會(huì)導(dǎo)致位錯(cuò)誤。

2. 應(yīng)答錯(cuò)誤

當(dāng)發(fā)送器確定信息沒有得到應(yīng)答時(shí)發(fā)生。在數(shù)據(jù)幀及遠(yuǎn)程幀之間存在一個(gè)應(yīng)答時(shí)間段。該時(shí)間段內(nèi)，所有接收的節(jié)點(diǎn)，無論是否是預(yù)定的接收者都必須對(duì)接收的信息作出應(yīng)答。

3. 填充錯(cuò)誤

當(dāng)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到 6 個(gè)相同電平值的連續(xù)位時(shí)發(fā)生。在正常工作情況下，當(dāng)發(fā)送器檢測(cè)到它已經(jīng)發(fā)送了 5 個(gè)數(shù)值相同的連續(xù)位時(shí)，那么它將在第六位上插入一個(gè)取反值（稱之為位填充）。所有接收器在 CRC （循環(huán)冗余檢查）計(jì)算之前將除去填充位。 這樣，當(dāng)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到 6 個(gè)連續(xù)的具有相同值的位時(shí)，即產(chǎn)生一個(gè)填充位錯(cuò)誤。

4. CRC 錯(cuò)誤

當(dāng) 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(jì)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(cuò)誤。

5. 格式錯(cuò)誤

當(dāng)在一必須發(fā)送預(yù)定值的區(qū)內(nèi)檢測(cè)到非法位時(shí)發(fā)生。確定的預(yù)定義的位值必須在 CAN 幀內(nèi)的一個(gè)確定點(diǎn)發(fā)送，如果在這些區(qū)域中的一個(gè)內(nèi)檢測(cè)到非法位值，即產(chǎn)生格式錯(cuò)誤。

二、節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤狀態(tài)

為了盡量減小網(wǎng)絡(luò)上故障節(jié)點(diǎn)的負(fù)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(jī)制。一個(gè)節(jié)點(diǎn)可能處于下列三種錯(cuò)誤狀態(tài)之一：

1. 錯(cuò)誤主動(dòng)（Error Active）

當(dāng)一個(gè)錯(cuò)誤主動(dòng)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)，它將發(fā)送一個(gè)錯(cuò)誤主動(dòng)幀，該幀由 6 個(gè)連續(xù)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(dǎo)致其他所有節(jié)點(diǎn)都檢測(cè)到一個(gè)填充錯(cuò)誤，并依次放棄當(dāng)前幀。

當(dāng)處于錯(cuò)誤主動(dòng)狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到一個(gè)發(fā)送問題時(shí)，它將發(fā)出一個(gè)活動(dòng)錯(cuò)誤幀，以避免所有其他節(jié)點(diǎn)接收信息包。無論檢測(cè)到錯(cuò)誤的節(jié)點(diǎn)是否要接收這個(gè)數(shù)據(jù)都要執(zhí)行這個(gè)過程。

2. 錯(cuò)誤被動(dòng) (Error Passive)

當(dāng)一個(gè)錯(cuò)誤被動(dòng)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)，它將發(fā)出一個(gè)錯(cuò)誤被動(dòng)幀。該幀由 6 個(gè)連續(xù)的隱性位組成，這個(gè)幀可能會(huì)被同時(shí)出現(xiàn)的其他發(fā)送所覆蓋，如果其它站點(diǎn)沒有檢測(cè)到這一錯(cuò)誤將不會(huì)引起丟棄當(dāng)前幀。

3. 離線 (Bus Off)

處于離線狀態(tài)下的節(jié)點(diǎn)不允許對(duì)總線有任何影響它在邏輯上與網(wǎng)絡(luò)斷開。

故障界定狀態(tài)機(jī)制中所含過程簡(jiǎn)述如下：

1. 節(jié)點(diǎn)保持對(duì)發(fā)送和接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的跟蹤；
2. 節(jié)點(diǎn)在開始錯(cuò)誤主動(dòng)狀態(tài)時(shí)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的值等于0。該狀態(tài)下的節(jié)點(diǎn)假設(shè)所有檢測(cè)到的錯(cuò)誤非該節(jié)點(diǎn)所為；

3. 錯(cuò)誤類型以及檢出錯(cuò)誤的結(jié)點(diǎn)被賦予不同的計(jì)數(shù)值，這些計(jì)數(shù)值將根據(jù)是發(fā)送還是接收錯(cuò)誤進(jìn)行累加。有效的接收及發(fā)送使這些計(jì)數(shù)器遞減，直至最小值0；

4. 當(dāng)這些計(jì)數(shù)器中的任何一個(gè)超出 CAN 定義的閾值時(shí)，該節(jié)點(diǎn)進(jìn)入錯(cuò)誤被動(dòng)狀態(tài)。在此狀態(tài)下該節(jié)點(diǎn)將被認(rèn)為是導(dǎo)致錯(cuò)誤的原因；

5. 當(dāng)發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)值超出 CAN 定義的另一個(gè)閾值時(shí)，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入離線狀態(tài)。本規(guī)范定義了從離線到錯(cuò)誤主動(dòng)之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制；

6. 當(dāng)錯(cuò)誤被動(dòng)的節(jié)點(diǎn)的發(fā)送及接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器值都減小至CAN 定義的閾值以下時(shí)，節(jié)點(diǎn)重新進(jìn)入錯(cuò)誤主動(dòng)狀態(tài)。