Autosar通信入门系列06-聊聊CAN通信的线与机制与ACK应答

1. 概述

本文为Autosar通信入门系列介绍，如您对AutosarMCAL配置，通信，诊断等实战有更高需求，可以参见AutoSar 实战进阶系列专栏，快速链接：AutoSar实战进阶系列导读

本篇我们一起看下一帧Can通信的线与机制与ACK应答，下述文章里我们会首先对线与机制是什么？有什么作用？ACK场的应答机制是怎样的？内容虽然简单，但背后的逻辑可能大家并没有深入去思考过。本文大纲如下：

2. CAN通信的线与机制

在对CAN通信的线与机制介绍前，我们首先需要知道CAN通信的显性与隐性，CAN 收发器根据两根总线（CAN_High 和 CAN_Low）的电位差来判断总线电平，
CAN_High电压：2.5~3.5V；
CAN_Low电压：1.5~2.5V。

CAN总线CAN_High与CAN_Low通过差分信号划分为显性电平和隐性电平两种，总线处于两种电平之一，其中显性电平为“0”，隐性电平为“1”，“显性”意味着“优先”，只要有一个节点输出显性电平，总线上即为显性电平。并且，“隐性”具有“包容”的意味，只有所有的单元都输出隐性电平，总线上才为隐性电平。（显性电平比隐性电平更强。）

接下来，我们借助“线与机制"介绍下仲裁场CAN ID的仲裁过程，如下图，当总线上同时接收到A、B、C三个节点的报文，在仲裁场时，节点发出的ID越小，仲裁后其显性位较其他节点报文单独出现时会胜出，仲裁失败的节点将进入只听状态，等待该节点报文发送完成参与下一轮仲裁。

线与机制也是为什么在CAN通信中，ID越小，优先级越高，仲裁越容易胜出的原因。

3. ACK应答机制理解

CAN发送是个双向互动的过程，发送节点一边发送，一边对节点进行回读确认数据正确，而接收节点也时刻接收，ACK应答即是接收节点对于发送节点在恰当时刻的一种正反馈，用于确认报文是否被当前节点正确接收。

如下图在CAN帧格式中，ACK场长度为 2 个Bit，包含应答间隙（ACK SLOT）和应答界定符（ACK DELIMITER）。在应答场里，发送站发送两个“隐性”位。当接收器正确地接收到有效的报文，接收器就会在应答间隙（ACK SLOT）期间（发送 ACK 信号）向发送器发送一个“显性”的位以示应答。

这里同样用到了总线的“线与机制”，当接收节点正确接收到报文后发送显性位，经过总线的“线与机制”仲裁后结果为0（显性），接收节点回读到显性ACK位即知道有节点已经成功接收到报文了。

额外提一下，在节点Busoff故障制造时，可以通过Vector VH6501干扰ACK位来进行制造No ACK错误，在错误计数器达到255后即可产生Busoff。