CAN和CANFD通信自1986年BOSCH開(kāi)發(fā)出來(lái)之后，其在各個(gè)領(lǐng)域尤其是汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。那么如何保證CAN和CANFD通信傳輸?shù)恼_率呢？

一、Rolling Counter

Rolling counter:報(bào)文計(jì)數(shù)器，位于CAN數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)段，4bit。

發(fā)送一條報(bào)文則計(jì)數(shù)器加1，用于判斷報(bào)文傳輸過(guò)程是否出現(xiàn)丟幀，從0累加到15，然后不斷循環(huán)，其中若出現(xiàn)計(jì)數(shù)器不連續(xù)或首尾值不對(duì)，接收方會(huì)認(rèn)為丟幀，同時(shí)會(huì)上報(bào)報(bào)文丟失或超時(shí)故障碼。

二、Checksum

Checksum:和校驗(yàn)，位于CAN數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)段，一般為8bit。

Checksum算法示例：

現(xiàn)有一數(shù)據(jù)幀中數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度為8個(gè)byte,其具體數(shù)據(jù)為0xc0 00 00 0c 00 00 08 00，

首先計(jì)算所有數(shù)據(jù)的累加和：0xc0+00+00+0c+00+00+08+00=0xd4，

則Checksum=0xff-0xd4=0x2b；

若計(jì)算出所有數(shù)據(jù)的累加和為0x01 d4，則取其低兩位d4，

Checksum=0xff-0xd4=0x2b。

三、CRC校驗(yàn)

3.1 CRC在CAN幀中的位置

傳統(tǒng)CAN

一個(gè)傳統(tǒng)CAN幀結(jié)構(gòu)中，CRC域放置在數(shù)據(jù)結(jié)束后應(yīng)答檢測(cè)之前，對(duì)于CANFD也是相同的位置，可以通過(guò)CANscope總線分析儀解碼窗口或者帶有CAN協(xié)議解碼能力的示波器從總線模擬波形上得到對(duì)應(yīng)的CRC數(shù)據(jù)展示，見(jiàn)下圖。

3.2 CRC的計(jì)算

3.2.1確定分母

傳統(tǒng)CAN的CRC校驗(yàn)碼有15位，而CANFD規(guī)范中對(duì)幀數(shù)據(jù)長(zhǎng)度進(jìn)行了擴(kuò)展，對(duì)于數(shù)據(jù)長(zhǎng)度小于等于16字節(jié)的CANFD幀，采用17位CRC，對(duì)于數(shù)據(jù)長(zhǎng)度大于16字節(jié)的CANFD幀采用21位CRC。

CAN總線中使用的若干版本CRC生成多項(xiàng)式g整理如下表所示。

3.2.2確定分子

數(shù)據(jù)補(bǔ)0即在原始數(shù)據(jù)后加上除數(shù)位數(shù)減一的0。

CRC-15：原始數(shù)據(jù)后補(bǔ)15個(gè)0；

CRC-17：原始數(shù)據(jù)后補(bǔ)17個(gè)0；

CRC-21：原始數(shù)據(jù)后補(bǔ)21個(gè)0。

3.2.3結(jié)果及實(shí)例

分子除以分母的余數(shù)即為CRC校驗(yàn)碼。

CRC校驗(yàn)碼比分母少一位，余數(shù)不足的位用0補(bǔ)足。

實(shí)例：

原始數(shù)據(jù)：10110011

多項(xiàng)式：

多項(xiàng)式生成除數(shù)序列：11001

原始數(shù)據(jù)補(bǔ)零：10110011 0000   （除數(shù)為五位，故補(bǔ)4個(gè)0）

10110011 0000  除以 11001  =  0100，余數(shù)為0，即校驗(yàn)碼：0000

原始數(shù)據(jù)+CRC校驗(yàn)碼發(fā)送給接收端，即該序列除以多項(xiàng)式生成的除數(shù)得到余數(shù)為0；

接收端用收到的數(shù)據(jù)除以多項(xiàng)式生成的除數(shù)，若余數(shù)為0則數(shù)據(jù)正確，否則數(shù)據(jù)出錯(cuò)。

四、Heartbeat

Heartbeat類似于rolling count,報(bào)文計(jì)數(shù)器周期性加1，若計(jì)數(shù)器不連續(xù)則認(rèn)為故障發(fā)生。

但heartbeat和rolling count的區(qū)別在于：

1、Heart beat應(yīng)用于CANopen，rolling count應(yīng)用于CAN。CANopen處于應(yīng)用層，而CAN處于物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。

CAN和CANopen

2、Heartbeat和rolling count幀格式不同。

Rollingcount

3、Heartbeat為周期性加一，rolling counter每發(fā)送一幀報(bào)文加一。

4、heartbeat目的是檢查被測(cè)ECU狀態(tài)是否正常，rolling counter目的是保證數(shù)據(jù)傳輸正確。

五、總結(jié)

1、Checksum和rolling count都位于數(shù)據(jù)段，校驗(yàn)對(duì)象為數(shù)據(jù)段中的內(nèi)容，是對(duì)重點(diǎn)數(shù)據(jù)的二次校驗(yàn)，一般為廠商自定義。

2、CRC校驗(yàn)對(duì)象為CRC段前的所有數(shù)據(jù)，是標(biāo)準(zhǔn)中要求必備的校驗(yàn)。

3、Checksum、rolling count、CRC都應(yīng)用于CAN，目的是保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性；而heartbeat應(yīng)用于CANopen，目的是確保被測(cè)ECU的狀態(tài)正常。