CAN和CANFD通信自1986年BOSCH開發(fā)出來之后，其在各個領域尤其是汽車領域的應用越來越廣泛。那么如何保證CAN和CANFD通信傳輸?shù)恼_率呢？

一、Rolling Counter

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

發(fā)送一條報文則計數(shù)器加1，用于判斷報文傳輸過程是否出現(xiàn)丟幀，從0累加到15，然后不斷循環(huán)，其中若出現(xiàn)計數(shù)器不連續(xù)或首尾值不對，接收方會認為丟幀，同時會上報報文丟失或超時故障碼。

二、Checksum

Checksum:和校驗，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)段長度為8個byte,其具體數(shù)據(jù)為0xc0 00 00 0c 00 00 08 00，

首先計算所有數(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

3.1 CRC在CAN幀中的位置

傳統(tǒng)CAN

一個傳統(tǒng)CAN幀結構中，CRC域放置在數(shù)據(jù)結束后應答檢測之前，對于CANFD也是相同的位置，可以通過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應的CRC數(shù)據(jù)展示，見下圖。

3.2 CRC的計算

3.2.1確定分母

傳統(tǒng)CAN的CRC校驗碼有15位，而CANFD規(guī)范中對幀數(shù)據(jù)長度進行了擴展，對于數(shù)據(jù)長度小于等于16字節(jié)的CANFD幀，采用17位CRC，對于數(shù)據(jù)長度大于16字節(jié)的CANFD幀采用21位CRC。

CAN總線中使用的若干版本CRC生成多項式g整理如下表所示。

3.2.2確定分子

數(shù)據(jù)補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15個0；

CRC-17：原始數(shù)據(jù)后補17個0；

CRC-21：原始數(shù)據(jù)后補21個0。

3.2.3結果及實例

分子除以分母的余數(shù)即為CRC校驗碼。

CRC校驗碼比分母少一位，余數(shù)不足的位用0補足。

實例：

原始數(shù)據(jù)：10110011

多項式：

多項式生成除數(shù)序列：11001

原始數(shù)據(jù)補零：10110011 0000   （除數(shù)為五位，故補4個0）

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

原始數(shù)據(jù)+CRC校驗碼發(fā)送給接收端，即該序列除以多項式生成的除數(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。

四、Heartbeat

Heartbeat類似于rolling count,報文計數(shù)器周期性加1，若計數(shù)器不連續(xù)則認為故障發(fā)生。

但heartbeat和rolling count的區(qū)別在于：

1、Heart beat應用于CANopen，rolling count應用于CAN。CANopen處于應用層，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)送一幀報文加一。

4、heartbeat目的是檢查被測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

1、Checksum和rolling count都位于數(shù)據(jù)段，校驗對象為數(shù)據(jù)段中的內容，是對重點數(shù)據(jù)的二次校驗，一般為廠商自定義。

2、CRC校驗對象為CRC段前的所有數(shù)據(jù)，是標準中要求必備的校驗。

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