一种CAN报文优先级产生与检测方法佟为明金显吉林景波陈培友（哈尔滨工业大学电气工程与自动化学院，哈尔滨150001）摘要CAN为国际标准现场总线，应用广泛。本文在分析CAN的MAC机制内容基础上，提出了一种CAN报文优先级产生与检测方法。简述了实现该方法的硬件支持，详细阐述了该方法的基本原理及相应的软件实施流程，并且通过应用实例加以验证。关键词CANMAC机制报文优先级检测方法中图分类号TP336文献标识码A国家标准学科分类与代码621.3AMethodofPriorityGenerationandDetectionforCANMessageTongWeimingJinXianjiLinJingbo（SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China）AbstractCANbusisakindofinternationalfieldbusstandardandisusedwidely.BasedonanalyzingtheMACmechanismofCAN,amethodofprioritygenerationanddetectionforCANmessageisproposed.Ahardwareimplementisdescribedthen.Thebasicprinciplesandsoftwareimplementationprocessareintroducedindetails,andthemethodhasbeenverifiedbyapplicationexamples.KeywordsCANMACmechanismmessageprioritydetectionmethod1引言作为国际标准ISO11898和ISO11519的控制器局域网CAN[1]，最初虽然是为汽车的监测、控制系统设计的，但由于它在性能、可靠性等方面的突出优势，现已广泛地应用于各工业领域[2]。在CAN总线技术中，其MAC机制是基本的和关键的部分之一[3]。在CAN的技术规范中首先提到的就是仲裁，而仲裁规则是通过报文优先级体现的。目前国内外虽然对CAN报文优先级有一些理论研究和分析，但尚未见到有文献介绍有效的方法或手段来产生和检测报文的优先级。这在很大程度上阻碍了CAN总线的进一步研究与应用。本文给出了一种CAN报文优先级产生与检测方法，清晰地解析了CAN总线的非破坏性逐位仲裁机制。2CAN的MAC机制分析CAN技术规范中的MAC机制就是指对媒体访问的控制/仲裁机制[4,5]。CAN网络上的一个节点发送的报文可被网络上所有其它节点监听并应答。当总线开放时，任何CAN节点均可开始发送报文，若多个节点同时开始发送报文，总线访问冲突借助标识符进行逐位仲裁来解决。仲裁期间，每一个发送器都将发送的位电平与在总线上监视到的电平进行比较，若相同，则该单元可以继续发送；若不同，该单元丢失仲裁，并且必须退出而不再发送后续位。这里指出，对于多个节点同时发送情况下总线访问的仲裁，CAN采用的是带优先权的非破坏性逐位仲裁机制来解决总线冲突的；对于一个节点想要发送而另一个节点正在发送的总线访问情况，CAN采用的是载波监听技术。这二者共同的基础是CAN总线上一个节点发送的报文可被所有节点(包括自身)监听。带优先权的非破坏性逐位仲裁机制所依赖的其它基础是显性位(“0”)的优先权高于隐性位(“1”)，即当一个隐性位和一个显性位同时被发送至总线上时，总线上所出现的结果为一个显性发明专利（200610010367.7）和黑龙江省教育厅科学技术研究项目（11523022）0101101101000001xxxx11EOF0010000101011011101节点Y失去仲裁，停止发送。0101101101000001xxxx11EOF00100001节点X发送：节点Y发送：总线位电平：仲裁场节点Y仍应答报文位，“非破坏性”即是对高优先权的“0”而言的；参与逐位仲裁的位为仲裁场(11位标识符和RTR位(对于标准格式))，如图1所示。图1CAN的非破坏性逐位仲裁3硬件支持CAN报文优先级检测系统由4个CAN通信节点组成，通过各节点的CAN-H和CAN-L端口并联到总线上，总线两端各接上一个120Ω左右的终端电阻，构成一个闭合回路。4个节点的主体结构是基本相同的，根据系统功能的需要每个节点在硬件结构上又有所差别。系统总体结构如图2所示。每个节点均有键盘和显示单元；节点1、2、3为发送节点，每个节点均有“启动发送”按钮；节点1还有“停止发送”按钮，并可对CAN总线电平进行检测，亦即可对CAN总线MAC（媒体访问控制）帧进行检测；节点4为接收节点，可显示接收到的报文。图2系统结构4CAN报文优先级产生与检测方法4.1方法的基本原理根据CAN的MAC机制及仲裁规则，如果高优先级的报文一直占用着总线，则其它低优先级的报文将无法获得仲裁，但是...
