CAN bus off ——ISO11898

什么是can bus off？
CAN总线关闭（CAN bus off）是指CAN节点进入一种错误状态，无法继续正常的数据通信。当一个CAN节点的错误计数器超过了设定的阈值时，该节点将进入CAN总线关闭状态。在这种状态下，该节点将停止发送和接收数据，并且无法参与到总线通信中。
CAN总线关闭状态通常是由于节点发送错误次数过多导致的，这可能是由于硬件故障、电缆连接问题、电源电压异常或其他通信干扰引起的。一旦节点进入CAN总线关闭状态，它将无法正常工作，直到重新初始化或解决问题为止。
其他节点在CAN总线关闭状态下的节点仍然可以继续正常的数据通信，但是受到关闭节点的影响，可能会导致通信性能下降或数据传输延迟。因此，当出现CAN总线关闭情况时，需要及时识别和解决问题，以确保整个CAN总线的正常运行。

什么情况会出现bus off？
CAN总线关闭（bus off）状态通常出现在以下情况下：

1. **错误计数器超过阈值：**每个CAN节点都有一个错误计数器，当节点在发送或接收数据时发生错误，计数器会递增。如果错误计数器超过了设定的阈值，节点将进入bus off状态。
2. **通信故障：**CAN总线的通信可能会受到各种干扰和故障的影响，如电缆连接问题、电源电压异常、信号干扰等。这些故障可能导致节点无法正常发送或接收数据，最终导致bus off状态。
3. **节点故障：**CAN节点自身的硬件或软件问题可能导致其无法正常工作。例如，节点的CAN控制器故障、节点程序错误等都可能导致bus off状态。
   CAN总线的CANH和CANL 短接、CAN总线的CANH接GND和CAN总线的CANL接VCC、CAN总线的因为终端电阻的问题，导致RXD相对于TXD 的信号延迟较大导致。（以500K的CAN为例，通常情况RXD和TXD的延迟约在100ns左右，若由终端断电阻的配置不对会导致TXD和RXD延迟时间增大可能达到500ns。若是2M的CANFD 就会造成数据传送产生问题，最终导致BUSOFF ）

当一个节点进入bus off状态时，它将停止发送和接收数据，并无法参与到总线通信中。其他节点仍然可以继续正常的数据通信，但受到bus off节点的影响，可能会导致通信性能下降或数据传输延迟。因此，当出现bus off情况时，需要及时识别和解决问题，以确保整个CAN总线的正常运行。

进入can bus off

在故障限制方面，一个节点可能处于三种状态中的一种，这取决于错误计数器的级别 error active,error passive 和 bus off.

Error counting错误计数法

1、当接收机检测到错误时，接收错误计数器应增加1，除非在发送主动错误标志或过载标志时检测到的错误是位错误。
2、当接收端在发送错误标志后检测到一个主比特作为第一个比特时，接收错误计数器需要增加8个( 8 )。
3、当发送端发送错误标志时，发送错误计数器应增加8 ( 8 )个。

• 如果发送端是错误被动的并且由于没有检测到主导ACK而检测到ACK错误，并且在发送其被动错误标志时没有检测到主导比特。
• 如果发送方发送了一个错误标志，因为在仲裁过程中发生了一个错误，那么这个错误标志应该是隐性的，并且被发送为隐性的，但被监控为显性的。
  在这两种情况下，发射误差计数器保持不变。 +8

4、 如果发送端在发送主动错误标志或过载标志的同时检测到比特错误，则发送错误计数器应增加8 ( 8 )。
5、如果接收机在发送主动错误标志或过载标志的同时检测到比特错误，则接收错误计数器应增加8 ( 8 )。
6、在发送主动错误标志、被动错误标志或过载标志后，任何节点最多可以容忍七( 7 )个连续的优势比特。在检测到第14 ( 14 )个连续的主导比特(在出现主动错误标志或过载标志的情况下)后或检测到第8个连续的主导比特后，在每增加8个连续的主导比特后，每个发送端将其发送错误计数器增加8 ( 8 )个，每个接收端将其接收计数器增加8 ( 8 )个。
7、当一帧(得到ACK ,直到EOF结束,没有检测到误差)成功传输后，除非传输错误计数器已经为零( 0 )，否则传输错误计数器将减少1 ( 1 )。 -1
8、成功接收一帧(接收到ACK时隙无误码且成功发送ACK比特)后，如果接收误差计数器在一( 1 )到一百二十七( 127 )之间，则应减小1。如果接收错误计数器为零( 0 )，则应保持为零( 0 )，如果大于一百二十七( 127 )，则应设置为一百一十九( 119 )到一百二十七( 127 )之间的值。

主动错误和被动错误状态之间的转换

如果节点的发送错误计数器或接收错误计数器超过127 ( 127 ) ( 7位接收误差计数器情况下的进位条件)，则监控器应请求MAC子层将相应节点设置为错误被动状态。让节点成为错误被动的错误条件将导致节点发送一个主动错误标志。当发送错误计数器和接收错误计数器均小于或等于127 ( 127 ) 时，错误被动节点将重新变为错误主动节点。当节点的接收误差计数器超过一百二十七( 127 )的误差被动限时，该接收误差计数器的进一步增量将受到计数器宽度的限制。在下一次成功接收一帧(过渡到错误激活( error-active ))时，接收错误计数器应设置为低于错误被动l的值。

bus off manangement

如果一个节点的发送错误计数器大于二百五十五( 255 ) ( 8位传输错误计数器情况下的进位条件)，那么主管应该请求PL将该节点设置为总线关闭状态。总线关闭状态不得对公交车产生任何影响。它既不发送任何帧，也不发送ACK、错误帧、过载帧。这样的节点是否接收来自总线的帧取决于实现方式。处于总线关闭状态的节点在监测到(见图16)总线上128 ( 128 )个连续11 ( 11 )个隐性位后，其错误计数器都设置为0 ( 0 )，可能成为错误活跃的(不再是总线关闭)。注：现有的实现方式可能不同。例如，6.14允许发射端和接收端的关断；恢复可能只在用户请求时开始。这在ISO 16845的一致性测试中没有涉及。

恢复bus off

要恢复CAN总线关闭状态（bus off），可以采取以下步骤：

1. 检查和修复通信故障：首先需要排查并解决导致CAN总线关闭的问题，如检查电缆连接是否良好，确保电源电压正常，排除信号干扰等。
2. 重新初始化CAN节点：将进入bus off状态的CAN节点进行重新初始化，包括重新设置CAN控制器、清除错误计数器等。
3. 等待恢复时间：在重新初始化节点后，需要等待一段时间，通常为128个错误帧时间（TEC），以确保CAN节点已经完全恢复。 快慢恢复，所谓的快慢恢复，即进入CAN BUSOFF状态后，ECU重新初始化CAN模块，并等待t（tBusOffQuick 或 tBusOffSlow）后，重新使能总线报文的发送。一些主机厂对其系统供应商的设备提出了相应的Busoff后恢复时间需求。例如：当ECU 进入Busoff 模式后，首先，ECU 执行快恢复模式，连续n次(TBD值，不同厂商次数要求不一样)快速恢复后，ECU 进入慢恢复模式。

判断CAN总线关闭状态是否已经恢复，可以通过以下方式：

1. 监测错误计数器：在重新初始化节点后，可以通过监测节点的错误计数器来判断是否还在持续增加。如果错误计数器停止增加或保持在一个较低的值，说明CAN总线关闭已经恢复。
2. 数据通信测试：进行数据通信测试，发送一些数据帧并观察节点的发送和接收情况。如果节点能够正常发送和接收数据，说明CAN总线关闭已经恢复

参考文章：
https://blog.csdn.net/u014156403/article/details/103725924
ISO11898标准文档