Comment fonctionne l’arbitrage CAN

Comment ça marche

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为什么需要仲裁

CAN 是多主总线：任何节点都可以在总线空闲时开始发送。如果两个节点同时开口，总线并不会”撞车丢包”——物理层把总线实现为”线与”：

• 显性位（dominant, 0）：任一节点拉低，总线即为低。
• 隐性位（recessive, 1）：所有节点都释放，总线才为高。

因此发送隐性位却读回显性位的节点，立刻知道自己输了，于是停止发送、转为接收。没有任何位被破坏，胜者无需重发——这就是 CAN 的非破坏性仲裁。

关键结论

1. 仲裁在仲裁场（标准帧为 11 位 ID + RTR，扩展帧还涉及 SRR/IDE）进行，进入数据场后只剩一个发送者。
2. ID 数值越小，优先级越高：ID 从最高位开始发送，越早出现显性 0 的一方获胜。
3. 输掉的节点自动转为接收，并在总线空闲后重试，报文不会丢。
4. 标准帧（11 位 ID）与扩展帧（29 位 ID）可以共存：标准帧的 IDE 位为显性，因此同 ID 前缀时标准帧优先。
5. 数据帧的 RTR 为显性 0、远程帧为隐性 1，所以 ID 相同时数据帧优先。

动手验证

动画里的位流是由三个标准帧 ID 的真实二进制生成的，从左到右是 bit10 → bit0：

• 0x120 = 00100100000，0x180 = 00110000000，0x3A0 = 01110100000。
• 第 1 位（bit10）三者都是 0，不分胜负。
• 第 2 位（bit9）：0x3A0 发隐性 1，另两个节点发显性 0，总线读到 0，0x3A0 退出。
• 第 4 位（bit7）：0x180 发 1、0x120 发 0，0x180 退出，0x120 赢得仲裁。

理解了仲裁，再看 CAN 位定时计算器：每个位时间的采样点位于 SYNC_SEG + TSEG1 结束处，节点只有在采样点读到总线电平才能判断自己是否输掉仲裁，因此位定时参数要与网络传播延迟匹配。