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can总线仲裁机制详解

can总线仲裁机制详解

CAN总线是一种基于优先级的串行通信网络，采用载波监听多路转换冲突避免协议，CAN总线中传输的数据帧的起始部分为数据的标识符，标识符可以区分消息又可以表示消息的优先级（0的优先级最高）。

CAN总线为多主工作方式，网络上任意一节点均可在任意时刻主动向网络上的其它节点同时发送消息。若两个或两个以上的节点同时开始传送报文，就会产生总线访问冲突，根据逐位仲裁原则，借助帧开始部分的标识符，优先级低的节点主动停止发送数据，而优先级高的节点继续发送信息。在仲裁期间，CAN总线作与运算，每一个节点都对节点发送的电平与总线电平进行比较，如果电平相同，则节点可以继续发送。如规定0的优先级高，当某一个节点发送1而检测到0时，此节点知道有更高优先级的信息在发送，它就停止发送消息，直到再一次检测到网络空闲。

CAN，总线采用的是一种叫做载波监测，多主掌控/冲突避免（CSMA/CA）的通信模式。这种总线仲裁方式允许总线上的任何一个设各都有机会取得总线的控制权并向外发送数据。如果在同一时刻有2个或2个以上的设各要求发送数据，就会产生总线冲突，CAN总线能够实时地检测这些冲突并对其进行仲裁，从而使具有高优先级的数据不受任何损坏地传输。

当总线处于空闲状态时呈隐性电平，此时任何节点都可以向总线发送显性电平作为帧的开始。如果2个或2个以上同时发送就会产生竞争。CAN总线解诀竞争的方法同以太网的CSMA/CD（CarrierSenseMulTIpleAccesswithCollislonDetecTIon）方法基本相似，如图1所示。此外，CAN，总线做了改进并采用CSMA/CA（CarrierSenseMulTIpleAccesswithCollisionAvoidance）访问总线，按位对标识符进行仲裁。各节点在向总线发送电平的同时，也对总线上的电平读取，并与自身发送的电平进行比较，如果电平相同继续发送下一位，不同则停止发送退出总线竞争。剩余的节点继续上述过程，直到总线上只剩下1个节点发送的电平，总线竞争结束，优先级高的节点获得总线的控制权。