can-bus網絡中原則上不允許兩個節(jié)點具有相同的id段，但如果兩個節(jié)點id段相同會怎樣呢？
實驗前，我們首先要對can報文的結構組成、仲裁原理有清晰的認識。
一、can報文結構
目前使用最廣泛的can-bus網絡標準是v2.0版本，該標準又分為a、b兩部分，它們主要的區(qū)別在仲裁區(qū)域的id碼長度。其中can2.0a（標準幀）為11位id，can2.0b（擴展幀）為29位id。下表1為can報文結構：
表1 can報文結構
二、仲裁原理
can總線的仲裁是基于“線與原理”，如圖1所示。當個收發(fā)器同時發(fā)出不同電平信號時，隱性電平總是被顯性電平覆蓋。can控制器在發(fā)送報文的同時會監(jiān)聽總線狀態(tài)與自己發(fā)送的電平是否一致，如果不一致發(fā)生在id段則會發(fā)生仲裁，如果發(fā)生在其他區(qū)域則會觸發(fā)相應錯誤。
圖1 線“與”示意圖
下面進入重點，如果兩個節(jié)點id段相同會怎樣？我們用兩個can卡 和一臺canscope開始實驗，can卡模擬can標準節(jié)點收發(fā)報文，canscope做通信監(jiān)控，如圖2所示。
圖2 實驗平臺搭建
三、實驗一“id段相同但數據不同”
使用一個can卡發(fā)送id為000h數據為01020304050607h的can幀，使用另一個can卡發(fā)送id為000h數據為02020304050607h的can幀。canscope監(jiān)聽的數據如圖3所示，可以觀察到有大量的數據場填充錯誤。
圖3 數據場填充錯誤
為什么會這樣呢？我們首先分別獲取兩個can卡發(fā)送報文對應的波形，如圖4。因為兩針報文同為標準數據幀，且每幀包含8個字節(jié)數據，所以兩幀報文對應的波形在id段、rtr、ide、r0以及dlc段完全一致。因此，仲裁作用失效，兩節(jié)點都認為自己獲得了優(yōu)先權，繼續(xù)發(fā)送數據。
圖4 報文對應波形對比
現在我們聚焦數據段，第一個字節(jié)數據相同，均為為00h；第二個字節(jié)數據不同，分別為01h、02h。圖5箭頭標示處可以看到兩者對應位的邏輯分別為0和1。前面我們提到can節(jié)點在發(fā)送報文的同時會檢測總線電平是否與自己發(fā)送的電平一致，若不一致發(fā)生在非仲裁區(qū)域則觸發(fā)相應錯誤，因此若這兩幀報文同時發(fā)送到總線上必將發(fā)生位發(fā)送錯誤。因為位發(fā)送錯誤會引起節(jié)點發(fā)送違反填充規(guī)則的6個顯性位（主動錯誤破壞該幀數據），故出現數據場填充錯誤，如圖3。
圖5 數據場沖突
四、實驗二“id相同數據也相同”
同時使用兩個can卡發(fā)送id為000h數據為01020304050607h的can幀，canscope做通信監(jiān)控。首先，我們不勾選“總線應答”選項，使canscope工作在僅監(jiān)聽模式。實驗結果如圖6所示，出現的是應答定界符格式錯誤。
圖6 應答界定符格式錯誤
為什么會發(fā)生這種錯誤呢？發(fā)送報文的節(jié)點會在ack段發(fā)送兩個隱性位，若在第一個位期間接收到顯性電平則認為該幀被正確接收。由于仲裁段相同時兩節(jié)點都認為自己取得仲裁權，在ack段等待應答，但該網絡中僅存在兩個節(jié)點，因此在ack段不能收到應答，進而發(fā)生應答定界符錯誤。簡單說來這種情形就類似于總線中只有一個節(jié)點將不能實現數據發(fā)送。圖7是在ack段有無應答時的波形對比。
圖7 ack應答
我們勾選上總線應答，再次開始實驗（此時總線中相當于有3個節(jié)點）。這時如圖8所示，總線數據收發(fā)正常。
圖8 啟動總線應答
總結：當兩節(jié)點同時發(fā)送id相同數據不同的報文時，將發(fā)生數據場填充錯誤；當兩節(jié)點同時發(fā)送id相同數據也相同的報文時，若有其他節(jié)點應答則不發(fā)生錯誤，若無其他節(jié)點應答則發(fā)生應答錯誤。因此，我們在設計can總線時應避免id段相同的情況出現。