虹科干货 | CAN与CAN FD总线常见故障诊断及解决
全文导读：CAN总线凭借着可靠、实时、经济和灵活的优势，在汽车、工业等领域得到广泛应用，并逐渐普及到电池储能、医疗器械、智能大楼等应用场景中。随着CAN总线在越来越多领域得到应用，CAN总线测试的需求也逐渐增多。本文主要总结了平时测试过程中经常遇到的一些典型问题，并给出解决方案，帮助您更加顺利地完成测试。
文章目录
- 一、断线
- 二、线缆类型错误：非CAN线
- 三、接线不当
- 四、网络上只有1个正常通讯的节点
- 五、CAN线太长
- 六、总线负载率过高
- 七、终端电阻错误
- 八、波特率错误
- 九、相同ID引起的通讯冲突
- 十、传统CAN网络中出现CAN FD报文
- 十一、相同的波特率但是时钟频率不同
一、断线
解决方法：
1、可以明显看出来线缆损坏的话，直接换线即可；
2、外表看不出来的，可以使用断路测试仪检查每一个引脚，确定线缆损坏，换线。
二、线缆类型错误：非CAN线
有可能现场用的线缆看起来是用于CAN方面的，但实际不是CAN线缆，不符合标准定义。大部分常见产品采用DSub9接头，符合 CiA® 303-1关于引脚定义的规范。当然也可以采用其他比如RJ45等接头。如下表是DB9端CAN的引脚定义。
解决方法：检查线缆的引脚分配，如果不符合标准就更换线缆；如果符合标准，再检查其它方面。
三、接线不当
当一个CAN网络中有多个节点，连接的时候有多个插头需要连接的时候，就很可能出现连接错误。导致无法进行CAN通讯或者出现零星错误。下图的CAN节点2的错误状态可能会变成被动错误。
解决方法：
1、 检查所有插线是否正确；
2、 检查所有接头是否引脚匹配。
四、网络上只有1个正常通讯的节点
一个正常工作的CAN网络至少有两个或者更多CAN节点。如果只有一个CAN节点正常工作，它的错误状态就会进入被动错误，因为它发送报文后没法接收到对方的确认回复。
解决方法：
可以用分析仪监测节点的错误状态：
• Bus Light：超过96个错误时，进入”error active”
• Bus Heavy：超过127个错误，进入"error passive"
• Bus Off：超过255个错误，进入”bus off
注意： 如果只有一个正常工作的CAN节点而且它发送了一条CAN报文，那么这个报文就会很快速地一直被重发，直到它收到另外一个节点的确认回复或进入被动错误状态。
这些信息可以通过PCAN-Diag FD或者PCAN-View等获取，可以参考下图：
五、CAN线太长
传统CAN总线波特率与长度相关（见上表关系）。1Mbit/s的波特率，在一个完美的布线系统里面不能超过40m（理论值）。最大的线缆长度也与所用收发器有关。对于CAN FD来讲，波特率也取决于线缆长度，尽管CAN FD的波特率更高，如果总线长度超过40米，CAN报文就会失效，因为ACK位到来的太晚。
解决方法：根据实际情况缩短线缆的长度。
六、总线负载率过高
总线负载过高会引起传输故障。这个通常是指发送的报文过多，特别是在波特率和cycle time较高的情况下容易发生。或者是一条CAN报文发生错误，然后CAN控制器一直尝试重发该报文，这会导致总线负载增加。
诊断方法：采用虹科PCAN-View或者手持式诊断仪显示总线负载率。
解决方法：
1、 减少报文；
2、 延长报文发送周期；
3、 提高总线波特率；
4、 如果使用CAN2.0，后续可以考虑使用CAN FD。
七、终端电阻错误
高速CAN总线 (ISO 11898-2) 必须在CAN线两端各接入120 Ω 终端电阻（CAN_L与CAN_H之间）。这样做有利于减少线缆的信号反射并确保CAN收发器能正常工作。
解决方法：
1、使用虹科PCAN-Diag FD，测量CAN_L与CAN_H之间的终端电阻。
2、有经验的用户以利用PCAN-Diag FD的示波器上波形形状评估终端电阻的情况（看侧翼振铃等）
下面我们会看下不同的终端电阻情况下的波形特征：
①终端电阻情况1：过载Over termination
过载原因：终端电阻接入太多
正常两个120欧姆终端电阻并联应该是60欧姆左右，如下图测出来是13欧姆，导致CAN波形畸变。
②终端电阻情况2：终端电阻接入太少或者丢失
正常两个120欧姆终端电阻并联应该是60欧姆左右，如下图测出来是丢失，导致CAN波形畸变。
八、波特率错误
同一个网络的各节点波特率应保持一致。如果不一致，则节点会进入bus off的错误状态，并会影响其他节点通讯；这时如果电脑端用的是PEAK的PCAN-View软件，如下图可以看到ID 300的报文Cycle Time不正常，下面的总线状态也会显示Bus-off。
解决方法：采用虹科PCAN-Diag FD检测CAN/CAN FD网络的波特率。
九、相同ID引起的通讯冲突
在一个CAN网络中，应当保证每个节点的报文ID都不一样；如果发现两条报文ID一样的情况，这样就没法仲裁哪条报文的优先级更高，每次冲突都会使得错误计数器加1。
解决方法：可以通过PCAN-Diag FD的trace记录功能以及错误帧记录功能查找，或者用PCAN-View/PCAN-Explorer软件在线监控，查找哪些CAN报文发生了冲突。
十、传统CAN网络中出现CAN FD报文
CAN 2.0 A/B网络会将CAN FD报文报告为错误，因为CAN报文帧的结构发生了变化。CAN FD控制器则可以同时解析并传输CAN FD和传统CAN报文。在虹科PCAN-View在线监控或者虹科手持式PCAN-Diag FD设备可以看到这种Error Passive的显示界面。
十一、相同的波特率但是时钟频率不同
这个主要是针对CAN FD网路，在CAN FD网络里，波特率越高就会越接近物理极限。所以在同一条网络，不建议用户使用不同的时钟频率。
CiA是建议使用40或者80MHz的时钟频率。
虹科是一家在工业自动化领域，特别是工业总线通讯行业经验超过15年的高科技公司，在CAN/CAN FD通讯领域，虹科可提供CAN卡、中继器、路由器、记录仪、网关、IO模块、热电偶模块、芯片及软件等CAN/CAN FD一站式解决方案，欢迎联系虹科了解更多信息！
