以前曾經有一段時間認真的想過CAN數據報文中的ACK應答機制問題，原以為自己想通了，但前兩天又再想想，覺得還是沒有想清楚故將其放到論壇上，雖然到如今還沒有人來回復，但通過與一些朋友的確認，發(fā)現自己犯了一個不小錯誤，對協議本身的理解產生了錯誤，以至后來竟無法找到答案，改換過前提后，問題得以解決。下面將此次思考的情況一一列出，以希各位同道中的朋友不要再犯與我相似之低級錯誤：） CAN協議里對ACK（應答場）有如下的描述： 應答場長度為2個位，包含應答間隙（ACK SLOT）和應答界定符（ACK DELIMITER）。在應答場里，發(fā)送站發(fā)送兩個“隱性”位。當接收器正確地接收到有效的報文，接收器就會在應答間隙（ACK SLOT）期間（發(fā)送ACK信號）向發(fā)送器發(fā)送一“顯性”的位以示應答。 應答間隙：所有接收到匹配CRC序列（CRC SEQUENCE）的站會在應答間隙（ACK SLOT）期間用一“顯性”的位寫入發(fā)送器的“隱性”位來作出回答。 ACK界定符：ACK界定符是ACK場的第二個位，并且是一個必須為“隱性”的位。因此，應答間隙（ACK SLOT）被兩個“隱性”的位所包圍，也就是CRC界定符（CRC DELIMITER）和ACK界定符（ACK DELIMITER）。 此主題相關圖片如下：
在CAN協議的錯誤檢測部分有這樣的描述： 位錯誤：站單元在發(fā)送位的同時也對總線進行監(jiān)視。如果所發(fā)送的位值與所監(jiān)視的位值不相符合，則在此位時間里檢測到一個位錯誤（BIT ERROR）。但是在仲裁場（ARBITRATION FIELD）的填充位流期間或ACK間隙（ACK SLOT）發(fā)送一“隱性”位的情況是例外的——此時，當監(jiān)視到一“顯性”位時，不會發(fā)出位錯誤（BIT ERROR）。
應答錯誤：只要在ACK間隙（ACK SLOT）期間所監(jiān)視的位不為“顯性”，則發(fā)送器會檢測到一個應答錯誤（ACKNOWLEDGMENT ERROR）。
從協議所描述的內容來看，我們不難得出一個結論：CAN是一種基于廣播的通訊方式，為了保證總線上的每一個節(jié)點（處于normal mode）都能正確的接收到報文，報文的發(fā)送者要求每一個接收節(jié)點在報文發(fā)送結束前，也就是ACK slot的時間內，作出應答，即要求接收的節(jié)點都在這個時間發(fā)送一個“顯性”位。發(fā)送者在發(fā)送的同時，會監(jiān)視總線上的數據，如果與發(fā)送的婁據不一致，則表示發(fā)送失敗或自己失去仲裁，立即停止發(fā)送或轉入接收模式。如果有一個節(jié)點在ACK SLOT的時間內發(fā)送“顯性”位，則發(fā)送者認為此次發(fā)送報文成功；如果發(fā)送者檢測到ACK SLOT為隱性位，則表示沒有節(jié)點填充ACK SLOT，則發(fā)送者會檢測到這個隱性位而知道發(fā)送失敗，此條報文需要重發(fā)。所以，當總線上只有一個節(jié)點的時候，或是只有一個節(jié)點可以收發(fā)數據的時候，這個節(jié)點是發(fā)不出去數據的，因為它所發(fā)出的數據幀中的ACK SLOT沒有另外一個節(jié)點來填充，將永遠是隱性位，這個節(jié)點會一直重發(fā)數據直到發(fā)送成功或發(fā)送被取消。 （注：一：總線上只有一個節(jié)點而且它向外發(fā)送了數據。它確實不會收到任何ACK，它會變成“error passive”但是它不會變成BUS off。why？請參考CAN specificaton 2.0-partB-Fault_Confinement--rule3--exception1二:其它檢測到CRC錯誤的節(jié)點不會馬上發(fā)送錯誤幀，而是在ACK delimiter之后才發(fā)送。請參考CAN specificaton 2.0-partB-Error_Signalling）
ACK SLOT只有一個BIT，而接下去的ACK delimiter始終為隱性（我們可認為是1），當數據到達ACK SLOT的時候，所有的節(jié)點都會發(fā)送顯性位（我們可以認為是0），而發(fā)送者在ACK這個時間里保持隱性位（即發(fā)送者在發(fā)送的時候ACK SLOT為1），這時發(fā)送者會檢測總線上的ACK時間內的信號，如果是0，則表示正確，如果是1，表示有錯誤。如果當中有某一個節(jié)點在ACK SLOT填入隱性位，則總線上同樣還是顯性位電平，故只要總線上有一個節(jié)點正確接收到數據，則ACK SLOT就會被填入顯性電平；那么，接收錯誤的節(jié)點如何來告知發(fā)送者此次發(fā)送不成功呢？這時候就要用到CAN的錯誤幀，當一個接收者收到錯誤的數據的時候（怎樣判斷的），它立即開始發(fā)送一個錯誤幀，則接下去總線上的信號就是這個錯誤幀，其它的節(jié)點和發(fā)送者也都會收到這個錯誤幀，那所有的節(jié)點都知道出錯了，接收者會丟掉此次消息，而發(fā)送者會試圖重發(fā)此次消息。這才是ACK SLOT真正的含義。
下面我們通過一個實例來看看CAN節(jié)點是如何進行ACK SLOT的動作的。我們抓取一個總線上面的信號波形，此波形已經是通過82C251解碼過后的。
此主題相關圖片如下：
抓取的波形，圖中的四個通道分別表示兩個節(jié)點的CANTX和CANRX，其中通道A，B表示NODE 1的CANTX和CANRX，通道C，D表示NODE 2的CANTX和CANRX。將其正對坐標中軸的部分展開，得到如下的圖形，由上圖我們清楚的看到，NODE 1的CANTX在接收到數據后立即響應，即向外發(fā)送數據，當數據發(fā)送完畢，到了ACK的時間內，見下圖中黃色圖標處，NODE 1的CANTX發(fā)送兩個隱性位，而對于NODE 2，當發(fā)送者NODE 1的CANTX到了報文的ACK時間，NODE2也接收完數據，如果CRC校驗通過，則NODE2的CANTX會相應的發(fā)送顯性位，即通道C的紅色圖標處。如果總線上存在NODE 3和NODE 4或是更多NODE，則波形相同。圖中的B和D都是CANRX，所以都有ACK的顯性位出現。 此主題相關圖片如下：
我們認為，發(fā)送者在發(fā)數據的時候，CANTX在發(fā)送數據，而CANRX同時也在接收數據，當發(fā)送者發(fā)送ACK為隱性時，接收到的ACK SLOT一定要是顯性才會正確。那么，當有節(jié)點正確接收到了數據，在ACK SLOT填上顯性位后，接收錯誤的節(jié)點這時候會如何呢？接收錯誤的節(jié)點就會馬上發(fā)送錯誤幀，一般是發(fā)送連續(xù)的6個0或1，根據CAN的位填充原理，當有五個連續(xù)的0或1出現時，為了傳送中的同步，必須插入一個反相位的BIT作為填充位，如果連續(xù)出現6個或以上的相同信號，則此次傳送錯誤，數據將被丟棄。故當發(fā)送者收到這個錯誤幀后，便會知道發(fā)送出錯，并試圖重發(fā)數據。
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