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怎么确保CAN数据的正确性

CANbus总线协议以高稳定性,高容错率而著称于世,然而仍有很多用户在使用的时候担心CAN会接受到错误的信息,在数据里增加了CRC校验的部分,这种做法是否有必要,CAN会收到错误的数据吗?信息

  CANbus总线协议以高稳定性,高容错率而著称于世,但是仍有许多用户在运用的时分忧虑CAN会承受到过错的信息,在数据里增加了CRC校验的部分,这种做法是否有必要,CAN 会收到过错的数据吗?

  信息的传递,古往今来都是人类无比重视的一个问题。从最原始的肢体言语到高端的电子信号,信息传达的办法形形色色。而关于信息安全的寻求也是从古至今未有变过,我国西周时期的《太公兵书》就有过“阴符”“阴书”的规划来确保信息的安全。

    

  图 1让人心忧的信息安全

  而在咱们的工业生产中,为了确保信号的正确传递的办法更是形形色色。而在信息传递过程中采纳CAN协议是一种常见的削减犯错率的计划。那么,问题来了,CAN协议何德何能能让传输的信号不犯错呢?这儿就让咱们来深入剖析一番。运用CANScope总线归纳剖析仪来抓取一帧CAN的报文如下:

    

  图 2CANScope总线归纳剖析仪抓取的报文

  从图中能够看出CAN协议采纳了差分信号传输的方法,能够有用根绝来自外部的屏蔽搅扰。而在最终一行的协议解析部分,进过调查咱们发现一帧信号被切割成了不同色彩的一段段,每一段究竟是何意义?确保信号正确传输的隐秘就躲藏在这些阶段里。让咱们来庖丁解牛分别为咱们剖析下。

  l数据头:在数据的开端,是一个1位的数据头,表明数据帧都开端

    

  图 3数据头

  l裁定段:标志了本帧数据的优先级,其间包括了一个ID码,裁定段中的ID码值越小,帧数据的优先级就越高,CAN操控器在发送数据的同时会监听电缆上的电平状况,假如发现裁定位的电平与本节点宣布的电平不一致,则退出发送抛弃总线运用权。这样的规划能够进步总线的运用率,而且能让重要的信息优先发送。

    

  图 4裁定段

  l操控段:共六位,用于表明数据长度。在数据的操控段存有保存位以供未来协议规矩扩展。

    

  图 5操控段

  l数据段:经过前面的衬托,数据段所编码的便是本帧数据所需求传达的信息。一帧信号能够传送0~8位数据,每字节8位。言简意赅确保信息的实时性。

    

  图 6数据段

  lCRC段:CRC段便是确保数据精确的一个关键所在(敲黑板)。为避免信号因为某种原因被更改,CAN的数据链路层上参加了CRC校验。发送节点会依据发送内容核算得到一个CRC值填入CRC段进行发送,而相应的接纳节点也会对接纳到的数据进行核算,并将核算出的CRC值和接纳到的进行比对。能够对得上暗号的才是自己人,假如对照有误那么就阐明传输的信号呈现了问题,需求反应过错音讯。这样的机制确保了CAN不会收到过错的信息,其安全性毋庸置疑。

    

  图 7CRC段

  lACK段:用于表征信号是否被正确接纳,承受正常的节点在ACK的第一位会宣布一个显性位。依据ACK的状况,发送节点就能够了解到数据是否被传输成功。若发送失利,发送节点会依据本身状况来决议是否重传。

    

  图 8ACK段

  l帧完毕:由7个隐性位组成,表明该帧完毕。

    

  图 9帧完毕

  经过这样一番抽丝剥茧的剖析,CAN的报文结构就这样明晰的展现在咱们面前。因为CRC 段的存在,CAN犯错的概率十分之小。

  CRC校验所运用的CRC多项式最多能够检测出5个离散过错,或发现长度在15位以下偶尔呈现的突发过错。CRC校验对SOF位、裁定段、操控段和数据段的位序列进行核算,但不考虑填充位。CAN协议中规矩的15位校验序列源自于BCH代码,它是一种特别适用于127位以下音讯长度的循环代码。CAN协议中所使用的15位多项式如下:

  在发送或接纳收到数据场的最终一位后,CRC寄存器就会包括待传输或许待接纳的CRC序列。将核算出的CRC序列与接纳到的CRC序列相除,接纳器就能够识别出或许存在的CRC过错。

    

 

  有些工程师忧虑CAN 收到过错的信息,在数据中又做了CRC校验的作业,岂不知在数据链路层CAN现已自备了CRC校验的作业,在数据中再参加CRC校验实际上是没有什么必要的。

    

 

  CAN总线不光规矩了物理层的差分传输标准,还规矩了数据链路层的分包校验规矩,而这两个都是由硬件主动完结,接纳时,无需考虑是否有过错,只需从缓冲区取出数据即可,CAN的CRC校验能够确保过错率在10的-9次方以下,毫无疑问是一种十分安全可靠的传输协议。

    

 

  CAN总线在信号的实时传输方面具有十分好的优越性,经过CANscope总线剖析仪能够很好的完结CAN总线的毛病排查与检测标定。致远电子凭仗本身把握的核心技术可为用户处理工业现场的各种疑难问题,等待与您一起生长。

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