虹科干貨 | CAN與CAN FD總線常見故障診斷及解決

CAN總線憑借著可靠、實時、經(jīng)濟和靈活的優(yōu)勢，在汽車、工業(yè)等領域得到廣泛應用，并逐漸普及到電池儲能、醫(yī)療器械、智能大樓等應用場景中。隨著CAN總線在越來越多領域得到應用，CAN總線測試的需求也逐漸增多。本文主要總結了平時測試過程中經(jīng)常遇到的一些典型問題，并給出解決方案，幫助您更加順利地完成測試。

01

斷線

如果線纜破損，CAN通訊則無法繼續(xù)。

/ 解決方法/

1、可以明顯看出來線纜損壞的話，直接換線即可

2、外表看不出來的，可以使用斷路測試儀檢查每一個引腳，確定線纜損壞，換線。

02

線纜類型錯誤：非CAN線

有可能現(xiàn)場用的線纜看起來是用于CAN方面的，但實際不是CAN線纜，不符合標準定義。大部分常見產(chǎn)品采用DSub9接頭，符合 CiA 303-1關于引腳定義的規(guī)范。當然也可以采用其他比如RJ45等接頭。如下表是DB9端CAN的引腳定義。

/ 解決方法/

檢查線纜的引腳分配，如果不符合標準就更換線纜；如果符合標準，再檢查其它方面。

03

接線不當

當一個CAN網(wǎng)絡中有多個節(jié)點，連接的時候有多個插頭需要連接的時候，就很可能出現(xiàn)連接錯誤。導致無法進行CAN通訊或者出現(xiàn)零星錯誤。

上圖的CAN節(jié)點2的錯誤狀態(tài)可能會變成被動錯誤。

/ 解決方法/

1、 檢查所有插線是否正確

2、 檢查所有接頭是否引腳匹配

04

網(wǎng)絡上只有1個正常通訊的節(jié)點

一個正常工作的CAN網(wǎng)絡至少有兩個或者更多CAN節(jié)點。如果只有一個CAN節(jié)點正常工作，它的錯誤狀態(tài)就會進入被動錯誤，因為它發(fā)送報文后沒法接收到對方的確認回復。

/ 解決方法/

可以用分析儀監(jiān)測節(jié)點的錯誤狀態(tài)：

? Bus Light：超過96個錯誤時，進入”error active”

? Bus Heavy：超過127個錯誤，進入"error passive"

? Bus Off：超過255個錯誤，進入”bus off

注意： 如果只有一個正常工作的CAN節(jié)點而且它發(fā)送了一條CAN報文，那么這個報文就會很快速地一直被重發(fā)，直到它收到另外一個節(jié)點的確認回復或進入被動錯誤狀態(tài)。

這些信息可以通過PCAN-Diag FD或者PCAN-View等獲取，可以參考下圖：

05

CAN線太長

傳統(tǒng)CAN總線波特率與長度相關（見上表關系）。1Mbit/s的波特率，在一個完美的布線系統(tǒng)里面不能超過40m（理論值）。最大的線纜長度也與所用收發(fā)器有關。對于CAN FD來講，波特率也取決于線纜長度，盡管CAN FD的波特率更高，如果總線長度超過40米，CAN報文就會失效，因為ACK位到來的太晚。

/ 解決方法/

根據(jù)實際情況縮短線纜的長度

06

總線負載率過高

總線負載過高會引起傳輸故障。這個通常是指發(fā)送的報文過多，特別是在波特率和cycle time較高的情況下容易發(fā)生?；蛘呤且粭lCAN報文發(fā)生錯誤，然后CAN控制器一直嘗試重發(fā)該報文，這會導致總線負載增加。

診斷方法：采用虹科PCAN-View或者手持式診斷儀顯示總線負載率

/ 解決方法/

1、 減少報文

2、 延長報文發(fā)送周期，

3、 提高總線波特率

4、 如果使用CAN2.0，后續(xù)可以考慮使用CAN FD

07

終端電阻錯誤

高速CAN總線 (ISO 11898-2) 必須在CAN線兩端各接入120 Ω 終端電阻（CAN_L與CAN_H之間）。這樣做有利于減少線纜的信號反射并確保CAN收發(fā)器能正常工作。

/ 解決方法/

1、使用虹科PCAN-Diag FD，測量CAN_L與CAN_H之間的終端電阻。

2、有經(jīng)驗的用戶以利用PCAN-Diag FD的示波器上波形形狀評估終端電阻的情況（看側翼振鈴等）

下面我們會看下不同的終端電阻情況下的波形特征：

①終端電阻情況1：過載Over termination

過載原因：終端電阻接入太多

正常兩個120歐姆終端電阻并聯(lián)應該是60歐姆左右，如下圖測出來是13歐姆，導致CAN波形畸變。

②終端電阻情況2：終端電阻接入太少或者丟失

正常兩個120歐姆終端電阻并聯(lián)應該是60歐姆左右，如下圖測出來是丟失，導致CAN波形畸變。

08

波特率錯誤

同一個網(wǎng)絡的各節(jié)點波特率應保持一致。如果不一致，則節(jié)點會進入bus off的錯誤狀態(tài)，并會影響其他節(jié)點通訊；這時如果電腦端用的是PEAK的PCAN-View軟件，如下圖可以看到ID 300的報文Cycle Time不正常，下面的總線狀態(tài)也會顯示Bus-off。

/ 解決方法/

采用虹科PCAN-Diag FD檢測CAN/CAN FD網(wǎng)絡的波特率。

09

相同ID引起的通訊沖突

在一個CAN網(wǎng)絡中，應當保證每個節(jié)點的報文ID都不一樣；如果發(fā)現(xiàn)兩條報文ID一樣的情況，這樣就沒法仲裁哪條報文的優(yōu)先級更高，每次沖突都會使得錯誤計數(shù)器加1。

/ 解決方法/

可以通過PCAN-Diag FD的trace記錄功能以及錯誤幀記錄功能查找，或者用PCAN-View/PCAN-Explorer軟件在線監(jiān)控，查找哪些CAN報文發(fā)生了沖突。

10

傳統(tǒng)CAN網(wǎng)絡中出現(xiàn)CAN FD報文

CAN 2.0 A/B網(wǎng)絡會將CAN FD報文報告為錯誤，因為CAN報文幀的結構發(fā)生了變化。CAN FD控制器則可以同時解析并傳輸CAN FD和傳統(tǒng)CAN報文。在虹科PCAN-View在線監(jiān)控或者虹科手持式PCAN-Diag FD設備可以看到這種Error Passive的顯示界面。

11

相同的波特率但是時鐘頻率不同

這個主要是針對CAN FD網(wǎng)路，在CAN FD網(wǎng)絡里，波特率越高就會越接近物理極限。所以在同一條網(wǎng)絡，不建議用戶使用不同的時鐘頻率。

CiA是建議使用40或者80MHz的時鐘頻率。