CAN总线（下）
位时序
为了灵活调整每个采样点的位置，使采样点对齐数据位中心附近，CAN总线对每一个数据位的时长进行了更细的划分，
分为同步段（SS）、传播时间段（PTS）、相位缓冲段1（PBS1）和相位缓冲段2（PBS2），每个段又由若干个最小时间单位（Tq）构成 。
发送一个字节时间分成八个时间段用于对标、检测、缓冲
硬同步
- 每个设备都有一个位时序计时周期，当某个设备率先发送报文，其他所有设备收到SOF的下降沿时，接收方会将自己的位时序计时周期拨到SS段的位置，与发送方的位时序计时周期保持同步
- 硬同步只在帧的第一个下降沿（SOF下降沿）有效
- 经过硬同步后，若发送方和接收方的时钟没有误差，则后续所有数据位的采样点必然都会对齐数据位中心附近 。
再同步
- 若发送方或接收方的时钟有误差，随着误差积累，数据位边沿逐渐偏离SS段，则此时接收方根据再同步补偿宽度值（SJW）通过加长PBS1段，或缩短PBS2段，以调整同步
- 再同步可以发生在第一个下降沿之后的每个数据位跳变边沿。SJW=1~4Tq
波特率计算
波特率 = 1 / 一个数据位的时长 = 1 / (TSS + TPTS + TPBS1 + TPBS2)
例如： SS = 1Tq，PTS = 3Tq，PBS1 = 3Tq，PBS2 = 3Tq Tq = 0.5us
波特率 = 1 / (0.5us + 1.5us + 1.5us + 1.5us) = 200kbps
仲裁
多设备同时发送遇到的问题
- CAN总线只有一对差分信号线，同一时间只能有一个设备操作总线发送数据，若多个设备同时有发送需求，
- 该如何分配总线资源？ 解决问题的思路：制定资源分配规则，依次满足多个设备的发送需求，确保同一时间只有一个设备操作总线
仲裁规则
- 资源分配规则1 - 先占先得
- 资源分配规则2 - 非破坏性仲裁
资源分配规则1 - 先占先得
- 若当前已经有设备正在操作总线发送数据帧/遥控帧，则其他任何设备不能再同时发送数据帧/遥控帧（可以发送错误帧/过载帧破坏当前数据）
- 任何设备检测到连续11个隐性电平，即认为总线空闲，只有在总线空闲时，设备才能发送数据帧/遥控帧
- 一旦有设备正在发送数据帧/遥控帧，总线就会变为活跃状态，必然不会出现连续11个隐性电平，其他设备自然也不会破坏当前发送
- 若总线活跃状态其他设备有发送需求，则需要等待总线变为空闲，才能执行发送需求
资源分配规则2 - 非破坏性仲裁
多个设备的发送需求同时到来或因等待而同时到来。
CAN总线协议会根据ID号（仲裁段）进行非破坏性仲裁，ID号小的（优先级高）取到总线控制权，ID号大的（优先级低）仲裁失利后将转入接收状态，等待下一次总线空闲时再尝试发送
实现非破坏性仲裁需要两个要求：
线与特性：
- 总线上任何一个设备发送显性电平0时，总线就会呈现显性电平0状态，只有当所有设备都发送隐性电平1时，总线才呈现隐性电平1状态，即：0 & X & X = 0，1 & 1 & 1 = 1
回读机制：
- 每个设备发出一个数据位后，都会读回总线当前的电平状态，以确认自己发出的电平是否被真实的发送出去了，根据线与特性，发出0读回必然是0，发出1读回不一定是1
正是因为线与特性才会是ID小的优先
非破坏性仲裁过程
数据位从前到后依次比较，出现差异且数据位为1的设备仲裁失利
错误
错误共有5种： 位错误、填充错误、CRC错误、格式错误、应答错误
错误状态
- 每个设备内部管理一个TEC和REC，根据TEC和REC的值确定自己的状态
- 主动错误状态的设备正常参与通信并在检测到错误时发出主动错误标志
- 被动错误状态的设备正常参与通信但检测到错误时只能发出被动错误标志
- 总线关闭状态的设备不能参与通信
波形示例
原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_51738481/article/details/140246875
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