CAN為什麼會發送失敗？
日期：2018-07-10
CAN匯流排調試過程中出現報文發送失敗。很多工程師都對此只知其一不知其二，今天我們就CAN報文發送失敗的問題來做一次探討。
在瞭解CAN報文為什麼會發送失敗之前我們先看看一條正確的CAN報文到底應該是怎麼樣的。表1是一個正常標準資料幀的報文組成。
表1 標準資料幀報文格式組成
圖1 標準資料框架格式
CAN匯流排是一種基於廣播的通訊方式，為了保證匯流排上的每一個正常節點都能正確的接收到報文，報文的發送者要求每一個接收節點在報文發送結束前要作出應答，這也是報文裡ACK存在的原因。
一幀CAN報文中ACK段長度為2個位，包含應答間隙（ACK Slot）和應答界定符（ACK Delimter）。在應答場裡，發送站發送兩個隱性位。當接收器正確地接收到有效的報文，接收器就會在應答間隙（ACK Slot）期間（發送ACK信號）向發送器發送一“顯性”的位以示應答。
應答間隙：所有接收到匹配CRC序列（CRC SEQUENCE）的站會在應答間隙（ACK Slot）期間用一顯性的位寫入發送器的隱性位來作出回答。
應答界定符：ACK界定符是ACK場的第二個位，並且是一個必須為隱性的位。因此，應答間隙（ACK Slot）被兩個隱性的位所包圍，也就是CRC界定符（CRC Delimter）和ACK界定符（ACK Delimter）。
圖2 正常ACK段報文
而如果匯流排上沒有ACK應答（即應答間隙為隱性），發送器就會發送一個錯誤標誌，並且發送錯誤計數器值加8，節點就會對報文進行自動重發，若自動重發依然收不到ACK，則在發送錯誤計數器計數滿128後（即出現16幀錯誤幀），由錯誤主動轉為錯誤被動狀態，如圖3所示。
那導致ACK段出錯的原因有哪些呢？下面我總結了一些。
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匯流排上只有一個有效節點：發送報文的節點在發送出一幀報文後會檢測匯流排上應答間隙的狀態，如果檢測到應答間隙為隱性位，則表示該幀報文沒有得到ACK，發送失敗，需要重發，而由於發送錯誤計數器會在發送失敗後累加，直到該節點關閉。所以，當匯流排上只有一個有效節點時，這個節點是發不出去資料的，因為它所發出的資料幀中的ACK Slot沒有另外一個節點來填充，將永遠是隱性位，這個節點會一直重發資料直到發送成功或發送被取消。
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串列傳輸速率不匹配或者節點沒有初始化，導致沒有ACK；
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匯流排線纜短路，斷路，接反；
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高速CAN匯流排上接的節點不是高速CAN，而是容錯低速CAN，導致不匹配。
圖3 應答界定符錯誤幀
圖4 沒有ACK的報文
當你在調試CAN匯流排時出現節點發送報文失敗的情況時，一定要檢查是不是以上幾點疏漏導致你的匯流排上ACK異常。而借助恰當的儀器，可以在查找CAN匯流排錯誤時事半功倍。圖4即採用致遠電子的CANScope來對錯誤幀進行標記，同時找到錯誤幀對應的波形來查找出錯誤情況。CANScope還可以對CAN匯流排實體層、資料連結層、應用層做一系列的測試，為CAN工程師解決測試難題。
圖5 CANScope測試項目
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