社会现场总线技术特点CAN总线错误检测机制
在社会的各个领域，现场总线技术因其特点而受到广泛关注。其中，CAN总线错误检测机制是实现可靠通信的一项重要技术。它基于ISO国际标准化的串行通信协议，在汽车产业中得到了广泛应用，以满足对安全性、舒适性、方便性、低公害和低成本的需求。
随着电子控制系统的发展，多条总线构成的情况变得越来越常见，这增加了线束数量，为减少线束数量和通过多个LAN进行高速通信提供了动力。因此，CAN总线应运而生，它已被认同并在工业自动化、船舶、医疗设备等方面得到广泛应用。
图1展示了CAN总线在汽车中的应用情况，而图2则是CAN总线网络结构图，它为分布式控制系统提供了实时数据传输的强大支持。
虽然CAN总線具有极高的可靠性，但工程师们更关注如何识别与处理错误帧。在实际操作中，我们会遇到各种错误，如干扰导致通讯失败（如图3所示）、差分电平幅值过小（如图4）、长距离传输引起位宽失调（如图5）以及其他形式的问题，如车辆打开/关闭大灯时产生干扰（如图6）。
为了理解这些错误及其关系，以及检测与校验原理，我们需要了解每种类型的具体解释，如下所述：
位错误：发送或接收单元将正确位替换为不正确位。
位填充错误：发送单元未按规定填充位数。
CRC错误：CRC计算结果与预期结果不同。
格式错误：报文格式不符合规范。
应答错误：没有响应或响应时间超出限制。
这些类型可以根据其标识符进一步划分为“主动”和“被动”两类，其中主动类型由发送节点发起，被动类型则由接收节点回应。
为了避免某一设备因为自身原因影响数据帧，从而破坏正常通讯，所有节点都有一个发送计数器和接收计数器。根据计数值不同，节点状态会发生变化，如上所述。在实际操作中，当检测到连续14个显性位后，每次8个隐形位都会触发计数器递增，并可能导致状态转变至不同的设备状态。
最后，由于链路层功能属于CAN决定，其内部包含位流处理器(BSP)、同步逻辑(BTL)及误码率管理逻辑(EML)，以确保数据传输过程中的可靠性。此外，还有像BIT0, BIT1等硬件故障检查方式，可以用于监测是否有物理损坏或者软件bug问题。而对于软件层面的故障检测，则需要依赖于协议分析仪来发现潜在的问题，比如通过捕获和分析来自信号端口上的数字信号波形来确定是否存在异常行为。这一切都是为了确保我们的系统能够稳定地运行，并且能够快速地恢复从任何故障中恢复过来。