CN104635549A - Can总线错误处理方法和can控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种CAN总线错误处理方法和CAN控制器，其中，CAN总线错误处理方法包括：获取发送计数器的计数次数；如果发送计数器的计数次数大于第一次数阈值，则控制CAN总线节点进入总线关闭状态；以第一时间间隔进行复位，并记录第一复位次数；当第一复位次数大于第二次数阈值，且CAN总线节点未恢复通信时，以第二时间间隔进行复位，直至CAN总线节点恢复通信，第二时间间隔的时间大于第一时间间隔的时间。本发明的CAN总线错误处理方法和CAN控制器具备一定容错能力，可以区分引起通信错误的干扰为短时干扰或长时永久干扰，并以不同的时间间隔进行复位至恢复正常通信，可以降低对控制模块CPU的占用，实现简单，可靠性高。

Description

CAN总线错误处理方法和CAN控制器

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种CAN总线错误处理方法和CAN控制器。

背景技术

目前，汽车中的各电子控制单元普遍使用CAN(Controller Area Network，控制器局域网)总线进行信息共享以及相关控制。已知技术中，CAN总线具有错误界定的机制。具体地，通过发送错误计数器和接收错误计数器分别对CAN总线节点发送和接收到的错误进行计数。当发送错误计数器或接收错误计数器的计数次数大于一定值例如127时，CAN总线节点进入被动错误状态，当发送错误计数器的计数次数大于255时，CAN总线节点进入总线关闭状态。

已知技术中，常常会因为干扰使得错误计数器的计数次数达到致使CAN总线关闭的情况。一般而言，CAN总线上引起通信错误的干扰可以分为短时干扰和长时永久干扰。例如，当CAN总线上引起通信错误的干扰为短时干扰时，例如线束故障或瞬时电磁干扰，可能导致CAN总线进入总线关闭状态。另外，当CAN总线上引起通信错误的干扰为长时永久干扰时，CAN总线进入总线关闭状态。而且，不管是短时干扰还是长时永久干扰，CAN总线节点无法恢复正常通信，不具备一定容错能力。

发明内容

本申请是基于发明人对以下问题和事实的认识发现做出的：

相关技术中，当短时干扰导致CAN总线进入关闭状态，当干扰消失之后，CAN总线节点不能及时恢复通讯，即不具有一定的容错能力。如果是长时永久干扰，CAN总线不进行尝试恢复而始终处于关闭状态，也就是说现有技术中，没有合适的逻辑对短时干扰和长时永久干扰进行区分并进行合适的故障响应设计。

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种CAN总线错误处理方法，该CAN总线错误处理方法可以使CAN总线在出现通信错误而关闭通信时，能够区分引起通信错误的干扰类型并进行相应的故障响应，实现简单，可靠性高。

本发明的另一个目的在于提出一种CAN控制器。

为到达上述目的，本发明一方面实施例提出一种CAN总线错误处理方法，该CAN总线错误处理方法包括以下步骤：获取发送计数器的计数次数；如果所述发送计数器的计数次数大于第一次数阈值，则控制CAN总线节点进入总线关闭状态；以第一时间间隔进行复位，并记录第一复位次数；当所述第一复位次数大于第二次数阈值，且所述CAN总线节点未恢复通信时，以第二时间间隔进行复位，直至所述CAN总线节点恢复通信，所述第二时间间隔的时间大于所述第一时间间隔的时间。

本发明实施例的CAN总线错误处理方法，在CAN总线节点进入总线关闭状态之后，以第一时间间隔进行复位，可以在短时干扰时使得CAN总线尽快恢复通信。如果在第一复位次数大于第二次数阈值时，CAN总线节点未恢复通信，可以判断为长时永久干扰，则以第二时间间隔进行复位，在降低对***控制器CPU的占用的同时，可以在长时干扰消失之后恢复CAN通信。换句话说，本发明实施例的CAN总线错误处理方法能够区分引起通信错误的干扰类型，并进行相应的故障响应直至恢复正常通信，实现简单，可靠性高。

优选地，在本发明的一个实施例中，所述第二时间间隔的时间为s级，所述第一时间间隔的时间为ms级。

优选地，在本发明的一个实施例中，所述第二时间间隔的时间为1-5s，所述第一时间间隔的时间为10-100ms。

优选地，在本发明的一个实施例中，所述第一次数阈值为200-300次，所述第二次数阈值为10-30次。

为到达上述目的，本发明另一方面实施例提出一种CAN控制器，该CAN控制器包括：发送计数器；复位计数器；控制模块，所述控制模块在所述发送计数器的计数次数大于第一次数阈值时控制CAN总线节点进入总线关闭状态，并控制所述CAN总线节点以第一时间间隔进行复位，以及当所述复位计数器记录的第一复位次数大于第二次数阈值且所述CAN总线节点未恢复通信时，所述控制模块控制所述CAN总线节点以第二时间间隔进行复位，直至所述CAN总线节点恢复通信，其中，所述第二时间间隔的时间大于所述第一时间间隔的时间。

第二时间间隔的时间大于第一时间间隔的时间，可以降低对CAN控制器CPU（CentralProcessing Unit，中央处理器）的占用。

本发明实施例的CAN控制器，在CAN总线节点进入总线关闭状态之后，控制CAN总线节点以第一时间间隔进行复位，可以在短时干扰时使得CAN总线尽快恢复通信。如果在复位计数器记录的第一复位次数大于第二次数阈值时，CAN总线节点未恢复通信，可以判断为长时永久干扰，则控制模块控制CAN总线节点以第二时间间隔进行复位，在降低对***控制器CPU的占用的同时，可以在长时干扰消失之后恢复CAN通信。换句话说，该CAN控制器能够区分引起通信错误的干扰类型，并进行相应的故障响应直至恢复正常通信，操作简单，可靠性高。

优选地，在本发明的一个实施例中，所述第二时间间隔的时间为s级，所述第一时间间隔的时间为ms级。

优选地，在本发明的一个实施例中，所述第二时间间隔的时间为1-5s，所述第一时间间隔的时间为10-100ms。

优选地，在本发明的一个实施例中，所述第一次数阈值为200-300次，所述第二次数阈值为10-30次。

进一步地，在本发明的一个实施例中，当所述CAN总线节点恢复通信时，所述控制模块控制所述复位计数器清零。

进一步地，在本发明的另一个实施例中，当所述CAN控制器的电源重新上电时，所述控制模块控制所述复位计数器清零。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的CAN控制器的框图；

图2为根据本发明实施例的CAN总线错误处理方法的流程图；以及

图3为根据本发明的一个具体实施例的CAN总线错误处理方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的CAN控制器和CAN总线错误处理方法。

如图1所示，本发明实施例的CAN控制器包括发送计数器10、复位计数器20以及控制模块30。其中，控制模块30在发送计数器10的计数次数大于第一次数阈值时控制CAN总线节点进入总线关闭状态，并控制CAN总线节点以第一时间间隔进行复位，以及当复位计数器20记录的第一复位次数大于第二次数阈值且CAN总线节点未恢复通信时，控制模块30控制CAN总线节点以第二时间间隔进行复位，直至CAN总线节点恢复通信，其中，第二时间间隔的时间大于第一时间间隔的时间。

具体地，当CAN总线上出现干扰时，例如短时干扰或长时永久干扰，发送计数器10对CAN总线节点发送的错误次数进行计数，控制模块30获取发送计数器10的计数次数，在发送计数器10的计数次数大于第一次数阈值例如200-300次时，控制模块30控制CAN总线节点进入总线关闭状态，同时控制模块30开始控制CAN总线节点以第一时间间隔进行复位，在本发明的一个实施例中，第一时间间隔的时间可以为ms级，例如第一时间间隔的时间可以为10-100ms，也就是说，可以每间隔10-100ms的时间进行一次复位。并且，每复位一次复位计数器20对第一复位次数进行加1，此时，控制模块30首先认为CAN总线上的干扰为短时干扰，例如，线束故障或瞬时电磁干扰。若干扰消失，复位计数器20每隔第一时间间隔例如50ms进行复位一次的动作，可以及时恢复CAN总线节点的正常通信功能，因此，本发明实施例的CAN控制器具备一定的容错能力，此时，复位计数器20记录的第一复位次数小于等于第二次数阈值，在本发明的一个实施例中，第二次数阈值可以为10-30次。若复位计数器20记录的第一复位次数大于第二次数阈值例如20次，且CAN总线节点未恢复通信时，则控制模块30认为CAN总线上的干扰为长时永久干扰，控制模块30控制CAN总线节点以第二时间间隔进行复位，直至CAN总线节点恢复正常通信，在本发明的一个实施例中，第二时间间隔的时间可以为s级，例如第二时间间隔的时间可以为1-5s，也就是说，可以每间隔1-5s的时间进行一次复位。其中，CAN总线节点恢复通信的标志可以为CAN总线节点成功发送常规报文。可以理解的是，第二时间间隔的时间设置为大于第一时间间隔的时间，可以降低对控制模块30的CPU的占用，并且可以便于在长时干扰消失之后，恢复CAN节点的通信。

在本发明的一个实施例中，当CAN总线节点恢复通信时，控制模块30控制复位计数器20清零，也就是说，在CAN总线节点恢复通信之后，再次故障时重新进行错误计数，多次故障时的错误计数不进行累积。在本发明的另一个实施例中，当CAN控制器的电源重新上电时，控制模块30控制复位计数器20清零。因此，在CAN总线上出现干扰时，复位计数器20总是可以从零开始计数，从而保证CAN控制器的可靠性。

需要说明的是，本发明实施例的CAN控制器可以在CAN总线节点的底层软件中设置复位计数器20和控制模块30，以及禁止CAN控制器的自动复位功能，来实现对引起CAN总线节点出现通信错误而进入总线关闭状态的干扰类型进行区分和进行相应的故障响应，实现简单，可靠性高。

本发明实施例的CAN控制器，在发送计数器的计数次数大于第一次数阈值时，控制模块控制CAN总线节点进入总线关闭状态。当干扰为短时干扰时，控制模块控制CAN总线节点以第一时间间隔进行复位，在干扰消失后及时恢复CAN总线节点的通信以保证正常功能，当干扰为长时永久干扰时，控制模块控制CAN总线节点以第二时间间隔进行复位，以减少对控制模块CPU的占用。该CAN控制器具备一定容错能力，可以区分引起通信错误的干扰为短时干扰或长时永久干扰，并以不同的时间间隔进行复位直至恢复正常通信，可以降低对控制模块CPU的占用，实现简单，可靠性高。

本发明的另一方面实施例还提出一种CAN总线错误处理方法。如图2所示，该CAN总线错误处理方法包括以下步骤：

S201，获取发送计数器的计数次数。

在CAN总线上出现引起通信错误的干扰时，例如，短时干扰或长时永久干扰，发送计数器对CAN总线节点发送的错误次数进行计数，在获取发送计数器的计数次数后，对发送计数器的计数次数进行分析，即进入步骤S202。

S202，如果发送计数器的计数次数大于第一次数阈值，则控制CAN总线节点进入总线关闭状态。

在步骤S201中获取发送计数器的计数次数，如果发送计数器的计数次数大于第一次数阈值，则控制模块控制CAN总线节点进入总线关闭状态，在本发明的一个实施例中，第一次数阈值可以为200-300次，例如，如果发送计数器的计数次数大于255次，则控制模块控制CAN总线节点进入总线关闭状态，在CAN总线节点进入总线关闭状态后，进入步骤S203。

S203，以第一时间间隔进行复位，并记录第一复位次数。

在CAN总线节点进入总线关闭状态后，控制CAN总线节点每隔第一时间间隔进行一次复位，在本发明的一个实施例中，第一时间间隔的时间可以为ms级，例如第一时间间隔的时间可以为10-100ms，也就是说，可以每间隔10-100ms的时间进行一次复位。CAN总线节点每隔第一时间间隔，例如50ms，进行一次复位，干扰消失后，可以及时恢复CAN总线节点的正常通信功能，即本发明实施例的CAN总线错误处理方法具有一定的容错能力，此时，可以认为CAN总线上的干扰为短时干扰，例如，线束故障或瞬时电磁干扰。复位计数器记录第一复位次数，并且，每复位一次复位计数器对第一复位次数进行加1。

S204，当第一复位次数大于第二次数阈值，且CAN总线节点未恢复通信时，以第二时间间隔进行复位，直至CAN总线节点恢复通信，第二时间间隔的时间大于第一时间间隔的时间。

具体地，在第一复位次数小于等于第二次数阈值时，每复位一次复位计数器对第一复位次数进行加1，当第一复位次数大于第二次数阈值，且CAN总线节点未恢复通信时，可以认为CAN总线上的干扰为长时永久干扰，则控制CAN总线节点每隔第二时间间隔进行复位，直至CAN总线节点恢复正常通信。在本发明的一个实施例中，第二次数阈值可以为10-30次。在本发明的另一个实施例中，第二时间间隔的时间大于第一时间间隔的时间，第二时间间隔的时间可以为s级，例如，第二时间间隔的时间可以为1-5s，也就是说，可以每间隔1-5s的时间进行一次复位。其中，CAN总线节点恢复通信的标志可以为CAN总线节点成功发送常规报文。可以理解的是，第二时间间隔的时间设置为大于第一时间间隔的时间，可以降低对控制模块30的CPU的占用，并且可以便于在长时干扰消失之后，恢复CAN节点的通信。

例如，在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，CAN总线错误处理方法的流程如下：

S301，判断发送计数器的计数次数是否大于255。

其中，在本具体实施例中，第一次数阈值为255。如果是，则进入步骤S302，如果否，则返回步骤S301。

S302，控制CAN总线节点进入总线关闭状态。

在步骤S301中判断发送计数器的计数次数大于第一次数阈值255后，控制CAN总线节点进入总线关闭状态。在CAN总线节点进入总线关闭状态之后，进入步骤S303。

S303，控制CAN总线节点每隔50ms复位一次。

具体地，第一时间间隔时间选为50ms，CAN总线节点进入总线关闭状态后，控制CAN总线节点每隔50ms复位一次，并且，每复位一次复位计数器加1。

S304，判断CAN总线节点是否恢复通信。

在步骤S304中，在控制CAN总线节点每个50ms复位之后，判断CAN总线节点是否恢复通信，其中，CAN总线节点恢复通信的标志可以为CAN总线节点成功发送常规报文。当CAN总线上的干扰为短时干扰时，则CAN总线节点每隔50ms复位一次可以使CAN总线节点及时恢复正常通信功能。如果是，则进入步骤S305，如果否，则进入步骤S306。

S305，控制复位计数器清零。

S306，判断复位计数器记录的第一复位次数是否大于10。

在本具体实施例中，第二次数阈值为10。如果是，则进入步骤S307，如果否，则返回步骤S303。

S307，控制CAN总线节点每隔1s复位一次。

具体地，第二间隔时间选为1s，当判断复位计数器记录的第一复位次数大于10且CAN总线节点没有恢复通信后，可以认为CAN总线上的干扰为长时永久干扰，则控制CAN总线节点每隔1s复位一次，从而降低对控制模块CPU的占用。

S308，判断CAN总线节点是否恢复通信。

在控制CAN总线节点每隔1s复位一次之后，判断CAN总线节点是否恢复通信，如果是，则返回步骤S305，如果否，则返回步骤S307。

综上所述，本发明实施例的CAN总线错误处理方法，在CAN总线节点进入总线关闭状态后，若干扰为短时干扰，控制CAN总线节点以第一时间间隔进行复位，在干扰消失后，可以及时恢复CAN总线节点的正常通信，若干扰为长时永久干扰，控制CAN总线节点以第二时间间隔进行复位，以减少对控制模块CPU的占用，并可以在长时干扰消失之后恢复CAN通信。换句话说，该CAN总线错误处理方法具备一定容错能力，可以区分引起通信错误的干扰为短时干扰或长时永久干扰，并以不同的时间间隔进行复位直至恢复正常通信，可以降低对控制模块CPU的占用，实现简单，可靠性高。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备（如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***）使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种CAN总线错误处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取发送计数器的计数次数；

如果所述发送计数器的计数次数大于第一次数阈值，则控制CAN总线节点进入总线关闭状态；

以第一时间间隔进行复位，并记录第一复位次数；

当所述第一复位次数大于第二次数阈值，且所述CAN总线节点未恢复通信时，以第二时间间隔进行复位，直至所述CAN总线节点恢复通信，所述第二时间间隔的时间大于所述第一时间间隔的时间。

2.如权利要求1所述的CAN总线错误处理方法，其特征在于，所述第二时间间隔的时间为s级，所述第一时间间隔的时间为ms级。

3.如权利要求2所述的CAN总线错误处理方法，其特征在于，所述第二时间间隔的时间为1-5s，所述第一时间间隔的时间为10-100ms。

4.如权利要求1所述的CAN总线错误处理方法，其特征在于，所述第一次数阈值为200-300次，所述第二次数阈值为10-30次。

5.一种CAN控制器，其特征在于，包括：

发送计数器；

复位计数器；

控制模块，所述控制模块在所述发送计数器的计数次数大于第一次数阈值时控制CAN总线节点进入总线关闭状态，并控制所述CAN总线节点以第一时间间隔进行复位，以及当所述复位计数器记录的第一复位次数大于第二次数阈值且所述CAN总线节点未恢复通信时，所述控制模块控制所述CAN总线节点以第二时间间隔进行复位，直至所述CAN总线节点恢复通信，其中，所述第二时间间隔的时间大于所述第一时间间隔的时间。

6.如权利5所述的CAN控制器，其特征在于，所述第二时间间隔的时间为s级，所述第一时间间隔的时间为ms级。

7.如权利6所述的CAN控制器，其特征在于，所述第二时间间隔的时间为1-5s，所述第一时间间隔的时间为10-100ms。

8.如权利5所述的CAN控制器，其特征在于，所述第一次数阈值为200-300次，所述第二次数阈值为10-30次。

9.如权利5所述的CAN控制器，其特征在于，当所述CAN总线节点恢复通信时，所述控制模块控制所述复位计数器清零。

10.如权利5所述的CAN控制器，其特征在于，当所述CAN控制器的电源重新上电时，所述控制模块控制所述复位计数器清零。