电路笔记(通信):CAN 仲裁机制(Arbitration Mechanism) 位级监视&线与特性&先占先得&非破坏性仲裁

CAN总线机制

位级监视(bit monitoring)

位级监视(bit monitoring) :在 CAN 总线通信 中,在每一位发送时进行实时总线监控。

  • CAN 总线采用 "广播+总线监控" 的方式传输数据。在发送每一位的同时,发送器会实时监控总线上的电平,以确保:

    • 自己发送的位和总线上的实际电平一致;
    • 在多主节点争用总线(仲裁)时,能根据优先级判断输赢。 如果一个节点发送隐性位,但看到总线是显性位,说明有更高优先级的节点正在发送 ------ 此时必须停止发送(仲裁失败)。

线与特性(Wired-AND)

仲裁机制

一、先占先得规则(Bus Access Rule)

  1. 总线使用原则:

    • 若当前有设备正在发送 数据帧 或 遥控帧 ,则其他设备 不能同时发送 数据帧或遥控帧。
    • 其他设备可以发送 错误帧 或 过载帧 来中断当前通信(具有破坏性)。
  2. 总线空闲判断标准:

    • 当检测到 连续11个隐性电平(逻辑1) 时,认为总线处于空闲状态。
    • 只有在总线空闲时,设备才可以开始发送数据帧或遥控帧。
  3. 总线活跃状态下的行为:

    • 一旦有设备开始发送数据帧/遥控帧,总线进入活跃状态。
    • 活跃状态下不会出现连续11个隐性电平,因此其他设备不会尝试发送。
    • 若其他设备在此期间有发送需求,则需等待总线变为空闲后才能尝试发送。
  4. 类比操作系统调度算法:

    • 此机制类似于操作系统的 先来先服务(FCFS)调度算法,即谁先请求总线使用权,谁就优先获得发送权。

二、非破坏性仲裁机制(Non-destructive Arbitration)

当多个设备同时发起发送请求时,CAN总线通过以下机制进行仲裁:

  1. 仲裁依据:

    • 根据 报文标识符(ID) 进行仲裁。
    • ID号越小,优先级越高。
    • 高优先级的设备赢得仲裁,继续发送;低优先级的设备停止发送,转为接收模式。
  2. 仲裁过程特点:

    • 非破坏性:仲裁过程中不会损坏高优先级设备的数据帧。
    • 所有参与仲裁的设备在发送仲裁段的同时监听总线电平。瑞萨电子的《CAN入门书》中给出了非破坏性仲裁的工作原理图:
相关推荐
Xudde.29 分钟前
DC-1 靶机渗透测试(Vulnhub Writeup)
笔记·学习·安全·web安全
海绵宝宝转agent1 小时前
2026-10-14算法+面经总结
java·笔记·算法·缓存
skywalk81631 小时前
Monty / 千脑理论(Thousand Brains Project)学习笔记
笔记·学习·monty·千脑理论
霖霖7142 小时前
【ESP32笔记】ESP中的分区表
笔记·单片机·mcu·物联网
Xudde.2 小时前
Billu: box 靶机渗透测试(Vulnhub Writeup)
笔记·学习·安全·web安全
ouynagda2 小时前
iMX6ull Linux 嵌入式驱动开发笔记(LCD / ADXL345 / SPI 子系统)
linux·arm开发·驱动开发·笔记·嵌入式硬件
qq_284274052 小时前
信号分析·傅里叶级数与频谱(单边谱·双边谱·傅里叶变换)CSDN发布稿
笔记·学习·信号处理·傅里叶分析
xian_wwq2 小时前
【学习笔记】pgvector 入门:用 PostgreSQL 直接实现向量检索-13
笔记·学习·postgresql
程序猿乐锅2 小时前
【从0-1学习Python | 第四篇】Python 字符串和元组
java·开发语言·笔记·后端·python·学习
qq_284274053 小时前
电气控制与PLC·HMI触摸屏组态与自动伸缩门控制系统 CSDN发布稿
笔记·学习·自动化