CAN總線的功能安全問題
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2 等效離線發(fā)生的概率
等效離線的發(fā)生有3個條件：①節(jié)點已經(jīng)在消極報錯狀態(tài)(error passive status)；②該節(jié)點發(fā)生了局部錯；③由于在消極報錯幀分界符內(nèi)遇到其他節(jié)點掛起待發(fā)幀的發(fā)送而造成連續(xù)出錯。要考慮的是由于誤碼而報錯的概率與處于總線峰值負(fù)載的概率。
消極報錯幀規(guī)定：在發(fā)送連續(xù)隱位時讀回6個連續(xù)的相同位時視為報錯標(biāo)志發(fā)完，然后開始發(fā)隱位，讀回隱位時作為消極報錯幀分界符開始，開始后必須有連續(xù)7個隱位，如內(nèi)又有顯位，就作為新錯，節(jié)點要重發(fā)消極報錯幀。
對于消極報錯發(fā)送節(jié)點，發(fā)生局部錯的位置有2種。在ACK分界符前時，消極報錯標(biāo)志的連續(xù)隱位會被接收節(jié)點以填充規(guī)則檢驗、CRC檢驗發(fā)現(xiàn)有錯，引起接收節(jié)點報錯。它們的主動報錯幀的連續(xù)6個顯位決定了發(fā)送節(jié)點消極報錯幀報錯標(biāo)志結(jié)束時間的同步，不會發(fā)生分界符內(nèi)出錯的情況。
在ACK及分界符后到EOF第3位間有局部錯時，消極報錯標(biāo)志(P．E．Flag)的6個隱位會被接收節(jié)點認(rèn)為是正常的發(fā)送幀結(jié)尾部分和2位服務(wù)間隔(I．M．)。別的節(jié)點所發(fā)新幀開始位(SOF)，將落入發(fā)送節(jié)點消極報錯幀分界符(P．E．Del)內(nèi)，形成新錯，如圖2所示。發(fā)送節(jié)點新的消極報錯幀將在新幀的ACK分界符處開始。然后，只要有掛起待發(fā)幀，這種出錯狀態(tài)就重復(fù)下去。而EOF第4～7位發(fā)送節(jié)點發(fā)的消極報錯幀由于未見到連續(xù)的6個相同位，發(fā)送節(jié)點要等待別的節(jié)點所發(fā)新幀的ACK分界符處開始才有機(jī)會見到，等同于在ACK分界符處開始的消極報錯幀。由此可知，產(chǎn)生等效離線錯誤的位置數(shù)為9位，其概率為9·BER。本文引用地址：http://2s4d.com/article/196159.htm
在消極報錯狀態(tài)的發(fā)送節(jié)點遇到16次重復(fù)錯后，會進(jìn)入真正離線狀態(tài)，所以要求取有16幀掛起待發(fā)的機(jī)會。這與ECU的設(shè)計有關(guān)，較難分析。我們以仿真來求取，底盤CAN總線系統(tǒng)內(nèi)一般有6個節(jié)點，約有60個左右的消息要傳送，則每個節(jié)點平均有10條消息，假定周期為10 ms、20 ms、50 ms、100 ms、1 000 ms等各有2條，每條幀長為97位，在500 kbps下6個節(jié)點的總線負(fù)載率總計43．4％。當(dāng)一個節(jié)點等效離線后，還有約50條消息要發(fā)。在時鐘差的影響下，可以構(gòu)成一個峰值，節(jié)點在相對頻差-0．2、0．4、0．6、0．8×100 ppm下的仿真結(jié)果如圖3所示。其中隊長度每0．2 ms統(tǒng)計一次，累計出該隊長在整個仿真時間內(nèi)的出現(xiàn)次數(shù)。
為了便于ECU編程，采樣與寫CAN總線控制器在一個任務(wù)中完成，所以假定10條消息在4 ms內(nèi)就緒。仿真開始時是最壞情況：所有節(jié)點同時開始寫CAN總線控制器任務(wù)。在上述頻差下，節(jié)點1、2經(jīng)500 s差10 ms，也就是說2個節(jié)點的10ms周期的消息就緒時間又重合了，其他節(jié)點與節(jié)點1的組合各為250 s、166 s、125 s。由于較長周期消息對掛起隊長的影響較小，所以仿真的時段取得較短。以600 s的結(jié)果計算，掛起長度為16以上的情況有3 590次，占600 s內(nèi)傳送的1．2×10-3。需要特別注意的是，掛起隊長的分布不是均勻的，因此處于等效離線而轉(zhuǎn)為真正離線的機(jī)會也不是均勻分布的。由上述仿真60 s、600 s的結(jié)果看，掛起長度為16以上的情況都是3 590次，如果在最壞情況60 s內(nèi)遇上了的機(jī)會便是1．2×10-2。如果在最壞情況6 s內(nèi)遇上掛起長度為16以上的情況有1 005次，機(jī)會便是3．3×10-2 。
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