工业控制网络(现场总线)(精)

哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.4 错误类型和界定
当错误计数值大于 96 时，说明总线被严 重干扰。它提供测试此状态的一种手段。 若系统启动期间，仅有一个节点在线， 此节点发送报文后，将得不到应答，检出错 误并重复该报文。它可以变为“错误认可”， 但不会因此“总线脱离”。
哈工大网络与电气智能化研究所
组成的。接收器以与发送器相同的方法计算
CRC 。如果计算结果与接收到的 CRC 序列不 相同，则检出一个CRC错误。
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.4 错误类型和界定
形式错误(Form
Error)
当固定形式的位场中出现一个或更多非 法位时，则检出一个形式错误。
哈工大网络与电气智能化研究所
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.5 位定时要求
同步段（SYNC-SEG）——用于使总线上
的各个节点同步。期望有一个跳变沿位于 此段内。
传播段（PROP-SEG）——用于补偿网络
内的物理延时。它是信号在总线上传播时 间的两倍与输入比较器延时和输出驱动器 延时之和。
哈工大网络与电气智能化研究所
另一个是如果由于仲裁期间（其填充位处于RTR位前）发生 的填充错误，发送器送出一个错误标志，本应是“隐性”的， 而且确实发送的是“隐性”的，但监视到的为“显性”的。
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.4 错误类型和界定
计数规则 ：
如果发送器送出一个激活错误标志或超载标志
时，发送器检测到位错误，则发送错误计数加 8。
3.2.1.5 位定时要求
一些重要概念：
正常位速率(Nominal
Bit Rate)——在非重同
步情况下，借助理想发送器每秒发送的位
数。

正常位时间(Nominal Bit Time)——正常位
速率的倒数。
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.5 位定时要求
正常位时间可划分为几个互不重叠的时间段。这些时间 段包括：同步段（SYNC-SEG）、传播时间段(PROP-SEG)、 相位缓冲器段 1(PHASE-SEG1) 和相位缓冲器段 2(PHASESEG2)。
3.2.1.4 错误类型和界定
应 答 错 误 ( A c k n o w l e d g e m e n t
Error)
在应答间隙期间，发送器未检测到“显 性”位，则由它检出一个应答错误。
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.4 错误类型和界定
位错误、填充错误、形式错误或应答错误由
检测出的站在下一位开始时发送错误标志。
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.6 CAN振荡器容差的提高
5.硬同步时，所有CAN控制器均同步于帧
起始位； 6.没有CAN控制器发送帧起始位，直至它 计完间歇场的3个隐性位。
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.2 CAN技术规范2.0B
3.2.2.1 CAN节点的分层结构 3.2.2.2 帧格式和帧类型 3.2.2.3 振荡器容差
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.4 错误类型和界定
计数规则 ：
报文成功发送后，则发送错误计数减 1 ，除
非它已经为0。
报文成功接收后，则接收错误计数减 1 ，如
果它处于 1 和 127 之间。若接收错误计数为 0 ， 则仍保留 0 ，而若它大于 127 ，它将其置为 119和127之间的某个数值。
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.2.1 CAN节点的分层结构
数据链路层 逻辑链路控制子层 接收过滤 超载通知 恢复管理 媒体访问控制子层 数据封装/拆装 帧编码（填充/解除填充） 媒体访问管理 错误检测 错误标注 应答 串行化/解除串行化 物理层 位编码/解码 位定时 同步 驱动器/接收器特性 监 视 器
“总线脱离”。
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.4 错误类型和界定
计数规则 ：
发送错误计数和接收错误计数两者均小于或
等 于 127 时 ， “ 错 误 认 可 ” 节 点 再 次 变 为 “错误激活”节点。 在检测到总线上11个连续的“隐性”位发生 128 次后，“总线脱离”节点将变为其两个 错误计 数器均 置为 0 的 “错误 激活 ” 节点 （不再是“总线脱离”）。
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.5 位定时要求
信息处理时间 —— 是由采样点开始、为
计算后续位电平而保留的时间段。
时间份额(Time
Quantum)——是由振荡器
周期派生出的一个固定时间来自百度文库元。时间份
额的总数必须被编程为至少由8至25。
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.5 位定时要求
3.2.1.5 位定时要求
相位缓冲段 1 （ PHASE-SEG1 ）和相位缓冲
段2（PHASE-SEG2）——用于补偿沿的相位 误差，使总线上的各个节点同步。通过重同 步，这2个时间段可被延长或缩短。 采样点 (Sample Point)—— 是这样一个时刻， 在此时刻上，总线电平被读，并被理解为其 自身位的数值。它位于相位缓冲段 1 的终点。
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.6 CAN振荡器容差的提高
为使振荡器容差最大值由当前的 0.5% 提高到 1.5% ，并与当前 CAN 指标向前兼容， CAN2.0 进 行了下列修正： 1.若一个CAN节点在间歇场的第3位采样到一个 显性位，则它将此位理解为帧起始位； 2. 若一个 CAN 节点有一个等待发送的报文，且 它在间歇场的第 3 位采样到一个显性位则它将此 位理解为帧起始位，并在下一位以其标识符的第 一位开始发送报文，而不是首先发送帧起始位， 也不变成为接收器；
接收器在送出错误标志后的第一位检出一个
“显性”位时，接收错误计数加8。
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.4 错误类型和界定
计数规则 ：

发送器送出一个错误标志时，发送错误计数加8。有两种例外 情况，发送错误计数不改变。
一个是如果发送器为“错误认可”，因未检测到“显性” 应答而检测到一个应答错误，并且在送出其认可错误标志时， 未检测到“显性”位。
=0
若沿处于采样点之前，则e
>0 若沿处于前一位采样点之后，e < 0
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.5 位定时要求
同步规则 (Synchronization Rules)：

①在一个位时间内仅允许一种同步。 ②只要在先前采样点上检测到的数值与一个沿过后立即 得到的总线数值不同，则该沿将被用于同步。 ③在总线空闲期间，无论何时当存在一个“隐性”至 “显性”的跳变沿，则执行一次硬同步。 ④所有履行规则①和②的其它“隐性”至“显性”的跳 变沿（和在低位速率的情况下，选择的“显性”至“隐 性”的跳变沿）都将被用于重同步。
工业控制网络 （现场总线）
3.2.1.4 错误类型和界定
错误类型：
位错误 填充错误 CRC错误 形式错误
应答错误
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.4 错误类型和界定
位错误(Bit
Error)
向总线送出一位的某个单元同时也在监视
总线。当监视到的总线位数值与送出的位数
值不同时，则在该位时刻检出一个位错误。 例外：仲裁场的填充位流期间、应答期间、 认可错误标志。
Active”)
Passive”)
off”)
哈工大网络与电气智能化研究所
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.4 错误类型和界定
总线单元中的两种计数：
发送错误计数
接收错误计数
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.4 错误类型和界定
计数规则 ：
接收器检出错误时，接收错误计数加1。
硬同步 (Hard
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.5 位定时要求
Jump Width)— — 作 为 重 同 步 的 结 果 , PHASE-SEG1 可 被 延 长 或 PHASE-SEG2 可被缩短。这两个相位缓冲段的延长 或缩短的数值有一个由重同步跳转宽度给定的上限。 重同步跳转宽度应编程为1和min(4,PHASE-SEG1)之 间。 时钟信息可由一位数值到另一位数值的跳变取得。 具有相同数值的连续位的最大个数是唯一而固定的， 这一特性提供了在帧期间总线单元重同步于位流的 可能性。可被用于重同步的两个跳变之间的最大长 度是29个位时间。
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.4 错误类型和界定
填充错误(Stuff
Error)
在应使用位填充方法进行编码的报文中， 出现了第6个连续相同的位电平时，将检出一
个填充错误。
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.4 错误类型和界定
CRC错误(CRC
Error)
CRC 序列是由发送器完成的 CRC 计算结果
如果接收器送出一个激活错误标志或超载标志
时，接收器检测到位错误，则接收错误计数加 8。
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.4 错误类型和界定
计数规则 ：
在送出激活错误标志、认可错误标志或超载标
志后，任何节点都容许多至 7 个连续的“显性” 位。在检测到第14个连续的“显性”位后，或 紧随认可错误标志检测到第 8 个连续的“显性” 位后，以及附加的 8 个连续的“显性”位的每 个序列后，每个发送器的发送错误计数都加 8 ， 并且每个接收器的接收错误计数也都加8。
CRC错误由检测出的站在应答界定符后面那
一位开始发送，除非用于其它错误状态的错误
标志已经开始发送。
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.4 错误类型和界定
在 CAN 总线中，就故障界定而言，一个单元 （节点）可能处于三种状态：
“错误激活”(“Error “错误认可”(“Error “总线脱离”(“Bus
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.4 错误类型和界定
计数规则 ：
发送错误计数等于或大于 128 或接收错误计
数等于或大于 128 时，节点为“错误认可”。 导致节点变为“错误认可”的错误状态使节 点送出一个激活错误标志。
发 送 错 误 计 数 大 于 或 等 于 256 时 ， 节 点 为
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.6 CAN振荡器容差的提高
3.若一个CAN节点在错误界定符或超载界 定符的第8位（最后一位）采样到一个显性 位 ， 它 将 在 下 一 位 开 始 发 送 一 个超载 帧 （不是错误帧），错误计数器不增加；
4.仅隐性至显性的跳变沿用于同步，为了
与当前规范相统一，以下规则仍有效；
3.2.1.5 位定时要求
Synchronization)——硬同步后，内部 位时间从 SYNC-SEG 重新开始。硬同步强迫引起硬 同步的沿处于重新开始的位时间同步段之内。 重同步 (Resynchronization)—— 当引起重同步的沿 的相位误差数值小于或等于重同步跳转宽度编程值 时，重同步的作用与硬同步的作用相同。当相位误 差数值大于重同步跳转宽度，且相位误差为正时， 则 PHASE-SEG1 延长数值等于重同步跳转宽度。当 相位误差数值大于重同步跳转宽度，且相位误差为 负时，则 PHASE-SEG2 缩短数值等于重同步跳转宽 度。
正常位时间中各时间段长度： SYNC-SEG 为 1 个时间份
额；PROP-SEG长度可编程为1，2，……，8个时间份额；
PHASE-SEG1长度可编程为1，2，……，8个时间份额；
PHASE-SEG2 长度为 PHASE-SEG1和信息处理时间的最
大值；信息处理时间长度小于或等于2个时间份额。
哈工大网络与电气智能化研究所
重同步跳转宽度 (Resynchronization
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.1.5 位定时要求
沿相位误差(Phase Error of an Edge) — — 沿相位误差由沿相对于 SYNC-SEG 的位 置给定，以时间份额量度。相位误差的符 号定义如下：
若沿处于SYNC-SEG之内，则e
故
障
界
定
总线故障管理
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.2.2 帧格式和帧类型
1．数据帧
数据帧由7个不同的位场组成：帧起始、 仲裁场、控制场、数据场、 CRC 场、应答 场、帧结束
哈工大网络与电气智能化研究所
3.2.2.2 帧格式和帧类型
标准格式
S O F
仲裁场 11 位标识符
R T R I D E
控制场 r 0 DLC
数据场
扩展格式 仲裁场
S O F