探讨CAN总线的抗干扰能力

它是以Tq为单位。高速时实现3次采样的可能性在于厂家产品的设计，与CAN标准无关，如果以1 Mbps计算，每位分为25个Tq，那么在3次采样下，可以抵御的干扰持续时间为40 ns。

FlexRay总线容许的误启动时间与位采样点位置无关，由dActivityDetection决定，最小为100 ns。正常传送时，根据FlexRay数据链路层3.2.2的规定，每一位采样cSamplesPerBit(=8)次，将最近的cVotingSamples(=5)次按多数进行表决，即可得到当时的总线接收值(zVotedVal)。因此这种方法可以抵御1/4位长度的干扰，按FlexRay 10 Mbps计算，抵御的干扰持续时间为25 ns。

2 媒体存取与逻辑链路层[2，5]

2.1 位填充

CAN总线的位填充是在以前的位填充做法的基础上发展起来的。在高级数据链路控制规程（HDLC）中用01111110作报头与报尾的标志位；在其他部分为了不致引起误解，采用每连续5个“1”之后填入一个“0”的办法，接收后将填入的0去掉。CAN总线不仅在连续5个“1“之后填入一个“0“，而且在5个“0“之后填入一个“1”，接收后将填入位丢掉。CAN总线这样做不仅为报错机制（报错帧）创造了条件，而且还有2个对信号传递有利的方面：一是为CAN总线的位同步创造了较短的同步间隔，有利于提高同步精确度；二是有利于在总线上引入适时的反向放电，减少因总线长期同一极性充电造成的物理层误判。

但是位填充方法减弱了CAN总线的CRC防止错误漏检的能力[6]。发生在填充位的错误会改变位流的相位，只要有2次填充位错就会使原来的部分位流提前或推后1位，而此时仍有CRC检查通过的可能。通过仿真方法注入位错，求出CRC检查漏检出错的概率为1.3×10-7，而不是CAN总线声称的所有5位以下的错误均能检出。位填充的另一个缺点是造成数据输送率的下降以及帧长度的不确定性。FlexRay总线没有用位填充的方法，使用其他方法实现位同步。

2.2 帧编码与解码

关于CAN总线的帧已有大量文献介绍，这里不再赘述。FlexRay总线则复杂得多，其中对用户安排带宽起关键作用的是扩展字节的概念。根据FlexRay总线数据链路层3.2.1.1.3的规定，每一个字节开始处要有一个由“1”和“0”组成的字节开始序列（Byte Start Sequence,BSS）,然后才是要传送的8位数据。FlexRay容许的最大时钟变化cClockDeviationMax为1 500×10-6(0.15%)，因此收发之间可能差0.3%，每333次就可能差1次采样。如前所述，1位要采样8次，那么不到44位就会差1次采样，因此除了时钟本身的偏移与速率要校正外，FlexRay中也有位同步的机制。

位同步有2个条件：同步机制已使能；zVotedVal由高到低的跳变。正常传送时，同步机制的使能发生在BSS的zVotedVal为高时。当同步时，将保存zVotedVal的cSamplesPerBit位循环计数器置2；当循环计数器计数为cStrobeOffset(=5)时，将该zVotedVal取作真正送到协议其他部分的位置。考虑到实现位同步必须有BSS这个因素，一个FlexRay信道即使不算其他开销，至多只能传送8 Mbps的实际数据；再加上其他的开销，例如发送帧之间的间隔cChannelIdleDelimiter(=11位)等，有效的负载更小。

2.3 回读

CAN总线发送节点能够在送出1位时又把它从总线上读回来，其他总线没有这个功能。这个功能提供了无损位仲裁的基础，让优先级高的消息获得在总线上继续传送的权力；同时，增强了发送节点早一点检测出错误的能力，一旦有错就可发送报错帧并停止原来帧的传送，节省了出错后无用部分的继续传送带宽。

2.4 错误约束

CAN总线对错误的检测主要是编码与解码的过程，例如bit错、填充错、ACK错、CRC错和格式错。对于时间同步，并未将其视为重要问题。例如当重同步误差大于重同步跳跃宽度时，肯定会出现位同步的失败，造成数据传送的错误。这种错误会被误认为是由其他原因引起，而不能及时发现。有时候它也成为Babbling idiot失效的原因。CAN总线对瞬态故障与永久性故障采用分类的约束办法。有错时收发错计数器增加快，正常时收发错计数器减少慢，按收发错计数器的值把节点分为主动报错状态、消极报错状态和离线状态。处于消极报错状态的节点有可能无法正确接收到帧。出错过于频繁时把有永久性故障倾向的节点从总线上切除，虽然被切除的节点失去了通信能力，但其他节点间的通信可能免除了骚扰，这不失为一种有效的故障时性能逐步退化的策略（scalable degradation）。

FlexRay 总线的检错包括解码过程中的错以及时间同步过程中的错，例如数据帧接收时是否有格式错、CRC错，符号(symbol)传送时