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TANK AN G-G-G-GROSSHIRN, TANK AN GROSSHIRN
Historisch gewachsen gibt es zwei unterschiedliche
Implementierungen des CAN 2.0 Standards: FullCAN
und BasicCAN. Sie unterscheiden sich vor allem die
Empfangsfilter betreffend. BasicCAN verwendet eine
Maske und einen Code. Die Maske gibt an, welche
Bits des Identifiers signifikant für die Filterung sind. Der
Code gibt an, welchen Wert die einzelnen Bits haben
müssen. Nur wenn alle signifikanten Bits den Wert der
Codebits haben wird die Nachricht akzeptiert. Da man
mit jedem Bit, das man als nicht-signifkant definiert,
zwei neue Identifier durch den Filter lässt, kann man in
vielen Fällen nicht engmaschig genug filtern und muss
softwaremäßig nacharbeiten. Das beansprucht aber
zusätzliche Prozessorzeit. FullCAN kennt keine Masken.
Vielmehr gibt es mehrere Empfangspuffer, für die
jeweils ein Code angegeben werden kann. Ein soft-
waremäßiges Nachfiltern entfällt damit. Allerdings ist
die maximale Anzahl der Nachrichten, die man empfangen
kann, durch die Anzahl der Empfangspuffer
beschränkt. Mittlerweile gibt es CAN Chips, die beide
Arten und auch neuere Techniken der Filterung beherrschen,
so dass die irreführenden Begriffe FullCAN und
BasicCAN veraltet sind.
Ein Design Ziel von CAN war es, dass möglichst viele
Fehler bereits von der Hardware erkannt und behandelt
werden. Damit spart man Rechenleistung in den
CPUs und aufwändige Protokolle in höheren Layern.
Zwei der fünf möglichen Fehler können vom Sender
entdeckt werden. Das erste ist ein Bitfehler. Dieser
liegt vor, wenn außerhalb der Arbitrierungsphase
und des ACK Slots das gelesene Bit nicht mit dem
geschriebenen übereinstimmt. Das zweite ist ein Acknowledge
Fehler. Dieser liegt vor, wenn der Sender
im ACK Slot keine 0 liest. Die restlichen drei möglichen
Fehler können von den Empfängern erkannt werden.
Zuerst kann ein Knoten eine Verletzung der Bit
Stuffing Regel erkennen. Geschieht das außerhalb des
EOF Feldes, so ist das offensichtlich ein Empfangsfehler.
Außerdem kann ein Teilnehmer feststellen, dass
die berechnete Prüfsumme nicht mit der Empfangenen
übereinstimmt. Zuletzt kann eine allgemeine Ver-
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letzung des Nachrichten Formats erkannt werden. Das
geschieht z.B. wenn die 6 rezessiven Bits des EOF ausbleiben
oder auch, wenn ein Teilnehmer standard Frames
erwartet, aber extended Frames empfängt. In
jedem der fünf Fehlerfälle kommt es zur selben Fehlerbehandlung.
Derjenige, der einen Fehler erkannt hat,
sendet ein Error Frame auf den Bus, um alle anderen
von dem Fehler in Kenntnis zu sezten. Das Error Frame
besteht aus 6 dominanten Bits und überschreibt somit
alles andere auf dem Bus. Auch hier wird absichtlich
die Bit Stuffing Regel verletzt, um das Signal eindeutig
erkennbar zu machen. Wenn ein Knoten selber keinen
Fehler erkennt, aber ein Error Frame empfängt, so reagiert
er auf die vermeintliche Verletzung der Bit Stuffing
Regel mit dem Senden eines Error Frames. Das
bedeutet zwar, dass ein Error Frame auf bis zu 12 Bits
anwachsen kann, hat aber den Vorteil, dass jeder Busteilnehmer
ein Error Frame sendet und damit im Fehlerzustand
ist. Da jeder Teilnehmer im Fehlerfall die
empfangene Nachricht verwirft, wird somit garantiert,
dass eine CAN Nachricht entweder von allen oder von
keinem angenommen wird. Das ist sehr wichtig für die
Synchronisation der Busteilnehmer. Nach dem Error
Frame wird die Nachricht einfach erneut gesendet.
Hat ein Knoten einen permanenten Fehler, wie z.B.
einen defekten Eingang, so würde er den kompletten
Bus ständig mit Error Frames beschreiben und
somit lahm legen. Um das zu verhindern, hat man eine
Selbstdiagnose der Busteilnehmer spezifiziert. Jeder
CAN Baustein besitzt zwei Error Counter, einen für
den Empfang (REC) und einen für das Senden (TEC).
Kommt es zu Fehlern, so werden diese Zähler incrementiert.
Wenn die Fehler wieder ausbleiben, so werden
die Zähler mit der Zeit wieder decrementiert.
Überschreitet einer der beiden Zähler eine Schwelle, so
verhält sich der Teilnehmer Error Passive. Das bedeutet,
dass er zwar ganz normal am Busgeschehen teilnimmt,
aber im Fehlerfall nur noch passive Error Frames
sendet. Diese bestehen aus 6 rezessiven Bits und
stören damit den restlichen Bus nicht. Überschreitet
der TEC eine zweite Schwelle, so geht der Baustein Bus
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