3 改善錯幀漏檢率的方法

　　在本文的分析中可以見到，由于填充位規則需要收發同步執行，不同步時會極大干擾CRC校驗，例如CRC校驗本來可以將所有奇數個錯檢測出的，小于5位的多 bit錯是可以檢測出的，但只要有了成對的填充位錯位，增加的奇數個錯也可以是漏檢的，增加的多bit錯也可以是漏檢的，如圖4所示。

　　圖4 有多位錯的例子

　　漏檢錯的根源是CAN的CRC在執行填充位規則前生成，最根本的解決辦法是像參考文獻［3］指出的那樣，要把CRC校驗放在執行填充位規則之后。但是這樣作就會根本修改CAN協議，在已經大量應用的情況下如何作到的改進前后的兼容性是個艱難的課題。作為局部的改正，參考文獻建議加附加的檢驗。在數據域添加一個新的不同的CRC檢驗時，根據本文的分析方法，當誤差多項式Ec是這個新CRC和CAN的CRC的公倍數時，仍然可以構造出漏檢的實例，并計算出新條件下的漏檢錯幀概率。例如采用8位的DARC?8生成多項式x8+x5+x4+x3+1，它不含x+1因子，所以與CAN生成多項式的最小公倍數構成的漏錯多項式Ec將有24階，此時如2.5節所分析的那樣，總幀數將增大28倍，而漏檢幀數不變，漏檢率就減少28。但是這種方法的缺點是不能實現自動報錯，無法使節點間取得數據的一致性：有局部錯的節點在添加上述措施后在收完幀后才能發現錯，已無法要其他節點也丟棄該幀并要求自動重發。

　　本文建議采用7b/8b的編碼辦法，犧牲一些帶寬，換取錯幀漏檢的避免。具體做法是在8b代碼中選取不會發生填充位條件的部分，供原來7b編碼使用。

　　其他的編碼辦法也是可行的，類似7b/8b的還有6b/7b、5b/6b、4b/5b，它們的區別是軟件實現時的復雜程度以及開銷占用數據域的多少，當用7b/8b時CAN可以每幀送7字節數據，而用4b/5b時每幀只能送6字節數據。

　　在附加數據域的軟件補丁后，若發生在ID域和CRC域的填充位規則只有單邊執行情況時，夾在它們中間的控制域就會左移或右移，幀長就會變大或變小。幀長的單位是1字節，它會使CRC域移入EOF域，CRC最多連續5位相同，就破壞了EOF的格式，或者EOF域移入CRC域，EOF的連續8位破壞了CRC的填充格式，所以此時單邊執行填充位規則的錯的后果是能被發現的。也就是說加軟件補丁后不再有錯幀漏檢可能。

　　如果可疑Tx只發生在ID域，由于Tx有一個最短長度，相應于Ec，t= x3+x+1，這個長度是3+15+6=24位，所以對CAN2.0B的29位ID可能會出錯，那么產生的后果就是接收節點收到的ID有錯，這是一種假冒錯（Masquerade）。在參考文獻中提到了CAN防止假冒錯的方法，實際上將ID分為二部分，一部分是一個附加的CRC，只要這個CRC生成多項式與CAN的不同，就不會產生假冒ID通過接收濾的可能。

　　4 小結

　　CAN的錯幀漏檢率對應用的可靠性有非常大的影響，本文發現了可能出錯漏檢的可疑幀重構的方法，從而求出的錯幀漏檢率高于Bosch提供的數據幾個數量級。對于已經在應用的大量可靠性要求高的系統，迫且需要應對的方案，2007年CAN芯片1年的出貨量為6億，可見影響之廣。本文提出了對數據添加 7b/8b編碼/譯碼的中間軟件補丁的方法。這種方法在犧牲部分帶寬，增加一些個復雜性的付出后，根本上解決了填充規則對CRC檢驗的干擾，使CAN的錯幀漏檢率回到與一般通信協議中CRC檢驗同等的水平。數據域犧牲的帶寬為8 bit，相對可能出現16 bit填充位而言，這算不了什么，而且減少了送達時間的抖動，可說是有好處的。不利之處是編碼/譯碼需要的時間與空間。

　　這個方法也可以在將來加入到芯片中去，利用CAN的保留位，識別有無7b/8b編碼/譯碼功能，從而實現與原有CAN2.0的兼容。有7b/8b編碼/譯碼功能時，需要的7b/8b編碼/譯碼、字長圓整以及幀長修正均可由硬件自動完成。