我們在用CANoe進(jìn)行CAN總線的測試時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)CAN報(bào)文的發(fā)送類型有很多種，有些類型不太容易理解，有些類型之間又容易混淆，一不小心就會(huì)用錯(cuò)，今天我們就來介紹下CAN報(bào)文的發(fā)送類型。

CAN報(bào)文的發(fā)送類型分為基本發(fā)送類型和混合發(fā)送類型兩大類。

基本發(fā)送類型包括Cyclic周期發(fā)送、OnChange變化時(shí)發(fā)送、OnWrite寫入時(shí)發(fā)送和IfActive有效時(shí)發(fā)送。

基本發(fā)送類型中的Cyclic稱為周期型，而其他3個(gè)類型稱為事件型（event）。

混合發(fā)送類型就是指基本類型中的周期型與事件型的組合，包括Cyclic and OnChange、Cyclic and OnWrite、Cyclic and IfActive。

1.基本發(fā)送類型

1.1 Cyclic周期發(fā)送

周期發(fā)送是指報(bào)文獨(dú)立于信號，按照固定的周期發(fā)送，也就是報(bào)文的發(fā)送與報(bào)文中的信號變化沒有關(guān)系。

周期性發(fā)送報(bào)文是我們最常用的報(bào)文，這類報(bào)文中包含的通常都是需要經(jīng)常使用或者變化頻率較高的信號，比如車速、轉(zhuǎn)速等信號。

Cyclic周期性發(fā)送報(bào)文示例

如上圖示例所示，ID為201的報(bào)文按照200ms的固定周期發(fā)送車速信號，車速信號在這個(gè)期間會(huì)有些變化，從52->51->52->53>,但是無論信號如何變化，報(bào)文周期都是6.8-6.6=7.0-6.8=7.2-7.0=200ms。

周期型報(bào)文就像大城市的公交汽車，報(bào)文中的信號就像是乘車的人員，一旦公交汽車發(fā)車周期確定了，比如10分鐘，則每間隔10分鐘都會(huì)有一輛車從始發(fā)站啟動(dòng)后發(fā)出，無論車上有幾個(gè)人，都會(huì)按時(shí)發(fā)送。

周期型報(bào)文（公交車）按固定時(shí)間發(fā)送，即使信號為0（空車）也要發(fā)送

1.2 OnChange變化時(shí)發(fā)送

變化時(shí)發(fā)送是指當(dāng)報(bào)文中的信號變化時(shí)，報(bào)文才會(huì)發(fā)送。

這類報(bào)文中包含的通常都是變化頻率不高的信號，比如通過中控屏進(jìn)行的按鍵調(diào)節(jié)信號，OnChange報(bào)文的目的是為了節(jié)省總線資源。

OnChange變化時(shí)發(fā)送報(bào)文示例

如上圖示例所示，ID為368的報(bào)文為OnChange變化時(shí)發(fā)送的報(bào)文，假如當(dāng)前的背光亮度為30，此時(shí)總線上沒有368報(bào)文；

此時(shí)通過中控屏的觸摸按鍵將背光設(shè)置改為32，則中控屏?xí)l(fā)出一幀ID為368，背光信號為32的報(bào)文。

1.3 OnWrite寫入時(shí)發(fā)送

寫入時(shí)發(fā)送是指當(dāng)報(bào)文中的信號被重新寫入時(shí)，報(bào)文才會(huì)發(fā)送。這里的重新寫入主要是指在測試軟件中對信號的重新設(shè)置寫入，在ECU中也可以認(rèn)為是應(yīng)用層對底層通信信號的寫入。

OnWrite與OnChange的主要區(qū)別是OnWrite重新寫入不一定就是數(shù)值的改變，也可以保持不變。

還是以中控屏的背光設(shè)置為例，比如背光原來為30，可以再次設(shè)置為32，設(shè)置后又繼續(xù)設(shè)置了兩次，但都是32，并沒有改變這個(gè)值。

OnWrite寫入時(shí)發(fā)送報(bào)文示例

以上示例中，最后兩幀的背光信號都是32，對比第2幀并沒有改變，但是中控屏依然會(huì)發(fā)出這兩幀，因?yàn)槎际?strong>寫入的操作。

這里要注意的是發(fā)送時(shí)間都是實(shí)時(shí)隨機(jī)的時(shí)間（中控按鍵確認(rèn)的時(shí)間），并沒有固定發(fā)送周期。

1.4 IfActive有效時(shí)發(fā)送

有效時(shí)發(fā)送是指當(dāng)報(bào)文中的信號為有效值時(shí)，報(bào)文會(huì)以一個(gè)快速的周期（cycle time fast）發(fā)送，當(dāng)信號變?yōu)?strong>無效時(shí)，報(bào)文就不再發(fā)送。

無效值Inactive Value也就是默認(rèn)值，比如BCM的報(bào)文ID是380，其中的DoorOpen門開信號的無效值是0，表示門關(guān)，有效值是1表示門開,快速周期為100ms。

開始狀態(tài)為門關(guān)，總線上沒有報(bào)文，當(dāng)門開有效，即門開信號為1時(shí)，380報(bào)文立即以100ms為周期發(fā)送報(bào)文；當(dāng)門關(guān)后，即門開信號為0時(shí)，報(bào)文立即停發(fā)。

IfActive有效時(shí)發(fā)送報(bào)文示例

以上示例中，報(bào)文是以快速周期100ms發(fā)送的，不發(fā)送時(shí)就表示門開信號為0（無效）。

OnChange、OnWrite和IfActive都屬于事件型報(bào)文，這類報(bào)文就像在出租車站點(diǎn)等待的出租車，沒人打車的時(shí)候不需要上路，只有乘客打車時(shí)才會(huì)上路，否則大量的空載出租車在道路上行駛，不僅沒有作用，反而容易擠占道路資源，造成道路擁擠。

事件型報(bào)文（出租車）沒有信號觸發(fā)（無人打車）時(shí)不需要發(fā)出

1.5 Repetitions重復(fù)發(fā)送參數(shù)

對于基本型中的OnChange、OnWrite來說，它們雖然不是周期發(fā)送，但是并不是說只能發(fā)一次，也可以發(fā)送多次。對于IfActive來說，也可以按快速周期發(fā)送的同時(shí)限制發(fā)送次數(shù)。而發(fā)送次數(shù)是通過定義Repetitions重復(fù)次數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。

所以基本型中又衍生出3個(gè)子類型OnChangeWithRepetition、OnWriteWithRepetition和IfActiveWithRepetition。

比如在OnChangeWithRepetition子類型中，如果設(shè)置了Repetitions=3，則報(bào)文會(huì)連續(xù)發(fā)送三次，三次之間的時(shí)間不小于最小報(bào)文發(fā)送的延遲時(shí)間Delay time。

OnChangeWithRepetition示例

注意連續(xù)發(fā)送報(bào)文的時(shí)間間隔都比較短，但是也不能小于最小報(bào)文發(fā)送的延遲時(shí)間Delay time，示例中的間隔為100ms。

再比如在IfActiveWithRepetition子類型中，Repetitions=2,快速發(fā)送周期cycle time fast=100ms,則報(bào)文只發(fā)送兩幀。

IfActiveWithRepetition示例

注意此時(shí)報(bào)文的發(fā)送周期是按照cycle time fast快速周期時(shí)間100ms發(fā)送，雖然與上面的間隔時(shí)間100ms相等，但是含義不同。

2.混合型

2.1 Cyclic and OnChange

周期和變化時(shí)發(fā)送是指報(bào)文平時(shí)是周期性發(fā)送，當(dāng)報(bào)文中的信號變化時(shí)，此報(bào)文會(huì)額外的發(fā)送一次，原來的周期不變。

Cyclic and OnChange示例

如上圖示例所示，其中的第3幀就是額外發(fā)送的幀，它的發(fā)送時(shí)間為6.920s，是個(gè)實(shí)時(shí)的隨機(jī)時(shí)間，不是按照周期發(fā)送的。

2.2 Cyclic and OnWrite

周期和寫入時(shí)發(fā)送是指報(bào)文平時(shí)是周期性發(fā)送，當(dāng)報(bào)文中的信號被重新寫入時(shí)，此報(bào)文會(huì)額外的發(fā)送一次，原來的周期不變。

Cyclic and OnWrite示例

如上圖示例所示，其中的第3幀和第5幀就是寫入時(shí)額外發(fā)送的幀，它們的發(fā)送時(shí)間分別為6.920s和7.110s，都是實(shí)時(shí)的隨機(jī)時(shí)間，不是按照周期發(fā)送的。

注意第5幀的重新寫入數(shù)據(jù)仍然是32，沒有改變，這也是OnWrite與OnChange的主要區(qū)別。

2.3 Cyclic and IfActive

周期和有效時(shí)發(fā)送是指報(bào)文平時(shí)是按正常周期cyclic time發(fā)送，當(dāng)報(bào)文中的信號為有效值時(shí)，報(bào)文會(huì)按IfActive報(bào)文的快速周期cyclic time fast發(fā)送，等到信號變?yōu)闊o效值時(shí)，報(bào)文又會(huì)恢復(fù)到原來的正常周期發(fā)送。

Cyclic and IfActive示例

如上圖示例所示，其中前4幀是按正常周期1s發(fā)送，信號為無效值0；從第5幀開始，當(dāng)信號變?yōu)橛行е?時(shí)，則按照快速周期100ms發(fā)送，所以中間4幀是快速發(fā)送。后面4幀，信號又恢復(fù)為無效值0，周期也恢復(fù)為正常周期1s。

快速周期時(shí)間 cycle time fast這個(gè)參數(shù)僅在IfActive及其組合的類型中使用。

混合型的報(bào)文就像旅游景點(diǎn)的接駁班車，平時(shí)人少時(shí)（基本不變），可以慢周期發(fā)車；等到節(jié)假日乘客突然很多（變化）時(shí)就臨時(shí)改為快速發(fā)車。這樣平時(shí)可以較少的占用道路資源，假日期間又可以解決臨時(shí)客流量大的問題。

混合型的報(bào)文（接駁班車）發(fā)送周期平時(shí)慢，緊急時(shí)快

信號觸發(fā)（人流量變化）時(shí)需要快速的把消息發(fā)送出去

3應(yīng)用實(shí)例

在實(shí)際使用時(shí)，有些信號涉及到相互同步的問題，比如儀表和中控的背光設(shè)置。

傳統(tǒng)產(chǎn)品中，儀表的按鍵可以設(shè)置儀表屏的背光亮度，中控按鍵可以設(shè)置中控屏的背光亮度。在智能座艙的架構(gòu)中，希望儀表和中控的背光能一體化聯(lián)動(dòng)，同步變化。也就是通過儀表或中控都可以設(shè)置車內(nèi)屏幕的統(tǒng)一亮度，這時(shí)就需要儀表和中控信號同步，互相發(fā)送背光亮度信息。

如果儀表和中控都按周期報(bào)文發(fā)送，兩者是可以實(shí)時(shí)同步，一方發(fā)現(xiàn)對方的需求與自己不同時(shí)，與對方同步即可。

但這種方式也有缺點(diǎn)，就是對軟件處理的時(shí)序要求很高，比如在中控系統(tǒng)上進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置后，在中控發(fā)出新的報(bào)文給儀表時(shí)，儀表在未收到新報(bào)文前已經(jīng)將包含舊數(shù)值的報(bào)文發(fā)給中控系統(tǒng)，而中控系統(tǒng)誤以為這個(gè)舊報(bào)文是儀表的新設(shè)置，就會(huì)導(dǎo)致儀表和中控兩者不停地向?qū)Ψ酵?，陷?strong>死循環(huán)，背光一直在跳變，無法達(dá)成穩(wěn)定狀態(tài)。

這種情況要求軟件上必須在數(shù)據(jù)變化發(fā)送時(shí)做對方報(bào)文的延時(shí)處理，也就是短時(shí)間內(nèi)不接收對方的報(bào)文，以防止被對方舊的數(shù)據(jù)干擾。

還有一種簡化的方法就是一方為周期型發(fā)送，另一方為事件型發(fā)送。比如儀表（假設(shè)ID=350）為周期發(fā)送，發(fā)送周期為500ms；中控為OnChange有變化時(shí)發(fā)送，變化時(shí)重復(fù)發(fā)送3幀，則報(bào)文如下：

儀表中控背光同步發(fā)送

由上圖示例可知:

1-4幀為儀表發(fā)送的周期幀，周期為500ms，背光為30;

5、6、7三幀為中控發(fā)送的事件幀，連續(xù)發(fā)了三幀，間隔為100ms,背光改為32;

8、9幀為儀表收到中控發(fā)來的事件型報(bào)文后，同步更新自身的背光亮度值后發(fā)出的周期幀，周期仍然是500ms。

這種方式將儀表的背光信號定為周期型發(fā)送，可以保證較好的同步實(shí)時(shí)性，將中控定為事件型方式發(fā)送，可以避免兩者進(jìn)入死循環(huán)的可能。但是中控會(huì)有被儀表的舊信號覆蓋的可能，所以中控中仍需要做報(bào)文的延時(shí)處理，但是整體上來看，這種方式風(fēng)險(xiǎn)更低、處理更簡單。

小結(jié)：

CAN總線的報(bào)文發(fā)送類型主要包括周期型和事件型，周期型就是按照固定周期發(fā)送，與具體發(fā)送的信號無關(guān)。事件型不按周期發(fā)送，是按照信號的特點(diǎn)發(fā)送，具體分為信號變化時(shí)發(fā)送、信號寫入時(shí)發(fā)送和信號有效時(shí)發(fā)送。周期型與事件型還可以分別組合成混合型。

周期型的特點(diǎn)是穩(wěn)定、可靠，實(shí)時(shí)同步效果好，但占用總線資源多；事件型的同步效果沒那么好，但是占用總線資源少！