CAN通讯系列13- Bus off 你知多少？

mengmianren

在前面几篇文章


CAN/CAN-FD的Bus-Off排查和定位之基础1CAN/CAN-FD的Bus-Off排查和定位之错误帧2CAN/CAN-FD的Bus-Off排查和定位之CAN FD 错误帧3CAN通讯系列11- 错误帧的基本信息提到总线关闭态，即CAN Bus off，节点的三种错误状态之一，如下所示：


Source: CAN入门书，renesas当节点处于总线关闭态，将不能参加总线通讯，即CAN报文的接收和发送均被禁止。这意味着对该节点的通讯影响很大，因此本文接下来将详细介绍什么是Bus off，怎么产生的，又该如何恢复等内容。   1 Bus off是什么  

根据CAN总线协议的定义，当节点处于被动错误状态时，发送错误计数值（TEC）大于255，那么节点就会跳转到总线关闭态，即Bus off，这时节点就不能参与总线通讯，无法发送和接收CAN报文。2 Bus off 是怎么产生的  

为了彻底了解Bus off产生的机制，需要将前面文章的几个概念串起来理解，包括错误类型和错误状态等内容。首先要了解发送错误计数值（TEC），它是根据CAN总线协议的相关定义来变化。比如：

发送节点在输出错误标志时，TEC需要+8；发送节点在发送主动错误标志时，检测出位错误，TEC需要+8等；

假设场景：某节点处于主动错误状态，初始TEC为0，一直向总线发送一条报文，但因干扰原因每次都发送失败（输出错误标志），那就意味着每次发送都会使得TEC+8，因此发送了16次（TEC=8*16=128）该节点跳转到被动错误状态，再发送16次（TEC=128+8*16=256）,该节点跳转到Bus off。因此，需要理解好下面这个表所列的情况与TEC，REC的变化关系：   


Source: CAN入门书，renesas要理解好上表，本质上是要了解错误类型有哪些以及错误帧的定义，可以参考前面文章。最后要了解错误状态的跳转关系，即主动错误状态，被动错误状态和总线关闭态3者之间的跳转。通过TEC和REC来决定进入何种状态，根据定义有：

当TEC<127且REC<127时，节点处于主动错误状态；当TEC>127或REC>127时，节点处于被动错误状态；当TEC>255时，节点处于总线关闭态；当在总线上检测到128次连续11个位的隐性位时，节点会从总线关闭态跳到主动错误状态。

通过以上内容就构建了由错误的出现引起错误计数值变化，进而导致错误状态的跳转，引起节点功能的变化。   3 Bus off 是怎么恢复的，引自[4]  

当节点进入Bus off后，如果MCU仅是开启自动恢复功能，CAN控制器在检测到128次11个连续的隐性位后即可恢复通信，在实际的CAN通信中，这一条件是很容易达到的。而当进入Bus off时，节点已经发生了严重的错误，处于不可信状态，如果迅速恢复参与总线通信，具有较高的风险。因此，在实际的应用中，往往会通过MCU对CAN控制器Bus off的恢复过程进行编程处理，以控制节点从Bus off恢复到主动错误状态的等待时间，达到既提高灵活性又保证节点在功能上的快速响应性的目的。具体包括“快恢复”和“慢恢复”策略，两种策略一般同时应用。https://www.zlg.cn/can/article/detail/id/1055.html

即当节点进入Bus off后，可以通过以下几种方法恢复：

MCU仅开启CAN控制器的自动恢复功能，节点只需检测到128次11个连续的隐性位便可恢复通信。MCU没开启CAN控制器的自动恢复功能，也不主动干预总线关闭错误，节点将一直无法“自动”恢复总线通信，只能通过重新上电的方式使节点恢复, 恢复过程如下所示。

source：节点BusOff恢复过程分析与测试-广州致远 3. MCU对CAN控制器的恢复过程进行编程处理，即节点的恢复行为由具体的编程逻辑决定，各厂家普遍采用了先“快恢复”后“慢恢复”的恢复策略，恢复过程如下所示。

    source：节点BusOff恢复过程分析与测试-广州致远 一般OEM都会对ECU零部件供应商提出相应的Bus off恢复策略，比如：先快恢复后慢恢复以及恢复时间等需求：

对于快恢复，恢复时间应小于100ms，恢复次数为5次；对于慢恢复，恢复间隔为1000ms，恢复次数 不限。

其实所谓的快恢复和慢恢复，即进入CAN Bus off后，ECU重新初始化CAN模块，并等待一段恢复时间后，重新使能总线报文的发送。如果报文发送成功，则Bus off恢复成功。4 小结以上就是对Bus off相关概念的简单介绍，需要了解更多关于Bus off的内容，可参考：

CAN总线从入门到放弃(二)- CAN总线错误状态转换 CAN总线错误帧详解-EDN 电子技术设计 CAN通信：Busoff问题知多少 CAN总线“错误”不在可怕节点BusOff恢复过程分析与测试