前言：

在汽車、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用中，CAN 總線作為關(guān)鍵的通信協(xié)議，其穩(wěn)定性直接關(guān)系到系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。然而，實(shí)際應(yīng)用中，CAN 總線常因電磁干擾、硬件故障等出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)進(jìn)入總線關(guān)閉狀態(tài)，通信中斷。本文將深入探討 CAN 總線自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制的原理、調(diào)優(yōu)方法及實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，旨在幫助工程師優(yōu)化系統(tǒng)配置，提升通信可靠性。

軟硬件環(huán)境說明

本次實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用基于眺望T113-I平臺，Talowe-EVM-T113-i底板引出兩路 CAN 接口，為方便測試，這里將兩個(gè) CAN 口連接（L-L，H-H）進(jìn)行回傳收發(fā)測試。

一、CAN 總線的錯(cuò)誤處理機(jī)制
在 CAN 總線通信中，節(jié)點(diǎn)可能會(huì)因各種原因（如電磁干擾、硬件故障等）出現(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致無法正確收發(fā)報(bào)文而不斷的破壞總線的數(shù)據(jù)幀，從而影響其它正常節(jié)點(diǎn)通信。為了應(yīng)對這種情況，CAN 協(xié)議設(shè)計(jì)了錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器機(jī)制。根據(jù)計(jì)數(shù)值不同，節(jié)點(diǎn)會(huì)處于不同的錯(cuò)誤狀態(tài)，并根據(jù)計(jì)數(shù)值的變化進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，當(dāng)節(jié)點(diǎn)的發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器TEC達(dá)到一定閾值（TEC>255）時(shí)，節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入總線關(guān)閉狀態(tài)?？偩€關(guān)閉態(tài)是節(jié)點(diǎn)最嚴(yán)重的錯(cuò)誤狀態(tài)，在此狀態(tài)節(jié)點(diǎn)不能收發(fā)報(bào)文，以防止其對總線通信造成進(jìn)一步干擾。

二、bus-off自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制

為了提高系統(tǒng)的可用性和容錯(cuò)能力，CAN驅(qū)動(dòng)提供了 restart-ms 參數(shù)，用于自動(dòng)恢復(fù)進(jìn)入總線關(guān)閉狀態(tài)的 CAN 設(shè)備。restart-ms 參數(shù)允許用戶設(shè)置設(shè)備在進(jìn)入總線關(guān)閉狀態(tài)后自動(dòng)重啟的時(shí)間間隔。例如，restart-ms 1000 表示設(shè)備會(huì)在檢測到總線關(guān)閉狀態(tài)后，等待 1000 毫秒自動(dòng)嘗試恢復(fù)。

自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制具有以下特點(diǎn)：

1. 無限次重試：設(shè)備會(huì)在每次總線關(guān)閉后按照設(shè)定的時(shí)間間隔嘗試重啟，直到總線恢復(fù)正常。
2. 自動(dòng)化處理：無需人工干預(yù)，設(shè)備可以自行檢測并修復(fù)錯(cuò)誤。

三、restart-ms 參數(shù)的調(diào)優(yōu)
在實(shí)際應(yīng)用中，合理設(shè)置 restart-ms 參數(shù)至關(guān)重要，以確保系統(tǒng)在錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)能夠高效恢復(fù)，同時(shí)避免對總線造成額外負(fù)擔(dān)。 3.1根據(jù)實(shí)時(shí)性需求設(shè)置恢復(fù)時(shí)間

• 在高實(shí)時(shí)性要求的場景（如汽車控制系統(tǒng)），建議將 restart-ms 設(shè)置為較短的時(shí)間間隔（如 500 - 1000 毫秒），以確保設(shè)備快速恢復(fù)。
• 在低實(shí)時(shí)性要求的場景（如工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控），可以適當(dāng)延長恢復(fù)時(shí)間（如 3000 毫秒），以減少頻繁重啟對總線負(fù)載的影響。

3.2考慮系統(tǒng)負(fù)載

在高負(fù)載的 CAN 總線中，建議延長 restart-ms 時(shí)間（如 2000 毫秒或更長），以避免頻繁重啟增加總線負(fù)載

3.3動(dòng)態(tài)調(diào)整與監(jiān)控

系統(tǒng)運(yùn)行過程中，通過監(jiān)控工具定期觀察錯(cuò)誤恢復(fù)情況，并根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀況動(dòng)態(tài)調(diào)整 restart-ms 參數(shù)。

四、實(shí)戰(zhàn)案例

全志SDK內(nèi)CAN自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制默認(rèn)未開啟。燒錄眺望提供固件或SDK默認(rèn)編譯固件。將兩個(gè) CAN 口連接（L-L，H-H）進(jìn)行回傳收發(fā)測試。

編寫一個(gè)簡單腳本，awlink1每隔1秒通過cansend向awlink0發(fā)送一個(gè)CAN消息。

#!/bin/bash
ip link set awlink0 downip link set awlink0 type can bitrate 500000ip link set awlink0 up
ip link set awlink1 downip link set awlink1 type can bitrate 500000ip link set awlink1 up
candump -ta awlink0 >/dev/null 2>&1 &
while true; docansendawlink1123#1122334455667788>/dev/null2>&1 sleep 1done

4.1未開啟自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制

運(yùn)行腳本放到后臺去執(zhí)行后，這里選擇用杜邦線將其中一個(gè)CAN口的CANH/CANL 短接。CANH/CANL短路時(shí)會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤從而進(jìn)入總線關(guān)閉（bus-off）狀態(tài)不再接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。

用ip -details -statistics link show awlinkX 查詢CANX的狀態(tài)及情況。

注：根據(jù)cansend awlinkX選擇的不同，報(bào)錯(cuò)提示也會(huì)有所不同。這里腳本為cansend awlink1，所以報(bào)錯(cuò)為sunxi-awlink awlink@0x1 awlink1: bus-off。

4.2開啟自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制

修改全志SDK內(nèi)文件（TinaSDK為sunxi_awlink.c，Longan SDK為sunxi_can.c）開啟自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制，這里參數(shù)為500ms 后恢復(fù)，用戶可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整。

priv->awlink.restart_ms = 500;

添加內(nèi)容如圖所示：

重復(fù)4.1測試過程，運(yùn)行腳本放到后臺去執(zhí)行后，將其中一個(gè)CAN口的CANH/CANL 短接。設(shè)備在檢測到進(jìn)入總線關(guān)閉（bus-off）狀態(tài)后，等待500ms后自動(dòng)嘗試重啟。

ip -details -statistics link showawlinkX 查詢到CAN數(shù)據(jù)繼續(xù)正常收發(fā)。證明自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制開啟成功！

五、總結(jié)

通過開啟CAN自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制和合理設(shè)置 restart-ms 參數(shù)，CAN 設(shè)備能夠在總線錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)自動(dòng)高效恢復(fù)，從而保障系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

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