工作记录（8）
控制器局域网(CAN-Controller Area Network)是 BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越性能现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。
CAN bus - Wikipedia
总线型组网。类似一根葫芦藤上长了7个小葫芦一样。当然通过网关、转换器等方式，可以组成树形网络。
CAN的直接通信距离最远可达10km(速率5kbps以下)，速率最高可达1mbps (此时通信距离最长为40m)。
问题：数据流通有方向吗？
网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活。
可以随时动态添加新节点到网络中。
同一时刻，只能有一个节点处于发送状态。发送的报文要么同时被其他节点收到，要么同时不能收到。
节点无地址
不像以太网，CAN网络中每个节点并没有地址，发送信息的节点 无法控制信息发送给谁。信息是以广播的形式发送，所有节点都同时收到信息。但收不收是接收者的事情。
节点有ID标识符
节点虽然没有地址，但是有ID标识符。在发送信息的时候，节点ID标识符成为信息内容的一部分被发送出去。
网络报文格式
CAN网络中传输的报文只有几种类型：数据帧，远程请求帧，错误帧，过载帧。具体详细见下文通信协议。
网络中流通的报文由接收者定义是否要接收
报文内容中包括了发送节点的ID标识符，而网络中其他每个节点都能收到报文内容。所以接收者可以定义是否要接收报文。
接收者可以规定，只接受某ID标识符发送来的报文内容。其他节点不予以接收。
因此，CAN网络很容易制定出实现点对点、一点对多点及一点对全局广播等几种方式传送接收数据。
接收者通过向CAN芯片设置Filter来定义是否接收报文
当接收节点收到报文的时候，可以根据Filter来决定是否接收这一帧报文。
Filter包括MASK和欲接收节点的ID标识符。
所谓MASK，是指接收节点在进行接收到的报文HEADER进行对比的时候，只需要关注Header中哪些位。如果MASK中某位设置为1，表示需要关注报文Header中的该位的值，如果MASK某位为0，则表示不用管接收到的报文中ID标识符对应的位是什么，都需要接收进主机。
首先将接收到的报文header中的ID标识符与MASK做与操作之后，得到一个值。这个值是收到的报文MASK值。
然后将设置的欲接收节点的ID标识符与MASK也做与操作之后，得到一个值。这个是预先设定的愿意接收的节点MASK值。
如果上述两值相同，则说明该报文需要接受，否则不需要接收。
Canbus ID filter and mask - carprog - 博客园
可以同时设置多个接收Filter。
RTR-发送器通过发送远程请求帧来主动获得数据报文
当报文中Header的ID标识符字段中的RTR位置1，表示当前帧是远程请求帧。请求远程节点ID为本帧中指定ID的节点发送远程数据。
接收器接收到的报文中，通过RTR位也可以看出该报文是否是其他节点发送的Remote Request报文。
该场景比较普遍，比如我现在急需要远端节点ID=123的节点汇报设备当前的温度。
我使用别人的数据，有两种方式：别人定时或者不定时的主动发出来，也不管有人要不要这些数据；别人是个木瓜呆子，需要人推一下动一下，不推不动就闷声睡觉，自然就没有数据发出来。
所以当我需要节点的数据时，而那该死的节点迟迟不主动发送，那么只好本节点亲自请求它发送了。
EFF-扩展帧Flag
关于报文格式，有两种格式，标准帧和扩展帧。区别在于帧头中标识符的长度，一个是11位，一个是29位。
11位的ID标识符，表示的节点个数肯定小于29位ID标识符，也就是说接入到网络中的节点数目不一样。
CAN总线bitrate vs
任意两节点间的最大距离
CAN网络的位速率取决于总线长度。控制器最快能达到1mbps，但对总线长度有限制。对于50m长的总线，最大bitrate是1mbps，而1500m的总线，bitrate约为0.05mbps。
Max Length
同一网络中，所有节点的速率必须相同，并且固定不变。
总线仲裁技术
当多个节点同时向总线发送信息时，优先级低的会主动退出发送，而优先级高的节点可不受影响的继续
传送数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间，尤其在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪情况。
ID标识符值越小，优先级越高。标准格式报文优先级高于扩展格式报文。数据报文高于远程请求报文。
基于Linux SocketCAN的RAW socket应用注意
ID如何分配
首先确定是使用标准格式报文还是扩展格式报文。标准格式ID占用11位。扩展格式ID占用29位。
需要根据整个网络情况，统筹合理分配ID。
BitRate如何设置
应根据距离最远的两个节点间的距离反推出整个网络统一设置的bit rate。
是应用程序与内核驱动交互的结构体。内核驱动与CAN硬件交互之后，BUS上传输的通信协议由下文的通信协议指定。
* 扩展格式识别符由 29 位组成。其格式包含两个部分：11 位基本 ID、18 位扩展 ID。
* Controller Area Network Identifier structure
* bit 0-28
: CAN识别符 (11/29 bit)
: 错误帧标志 (0 = data frame, 1 = error frame)
: 远程发送请求标志 (1 = rtr frame)
:帧格式标志 (0 = standard 11 bit, 1 = extended 29 bit)
typedef __u32 canid_t;
struct can_frame {
canid_t can_
/* 32 bit CAN_ID + EFF/RTR/ERR flags */
can_ /* 数据长度: 0 .. 8 */
data[8] __attribute__((aligned(8)));
可发送什么数据
基于Linux Socket CAN的原始套接字，利用can_frame格式，一次最大发送8个字节数据。当然，也可以使用ISOTP格式，一次可以发送64字节。
数据内容应用可以自行定义。
可收到什么数据
根据CAN通信协议，可以收到3种类型数据：数据帧，远程请求帧，错误帧。数据帧，远程请求帧包括标准格式和扩展格式，错误帧没有区分。
所有收到的数据，都是struct can_frame结构体表示。
通过can_frame.can_id ，可以知道是什么格式数据。
#define CAN_EFF_FLAG 0xU /* EFF/SFF is set in the MSB */
#define CAN_RTR_FLAG 0xU /* remote transmission request */
#define CAN_ERR_FLAG 0xU /* error message frame */
对于数据帧，则由应用程序自行解析数据内容；对于RTR帧，数据帧没有内容；对于错误帧，格式如下：
can_frame.can_id 中0~28位表示错误类：
#define CAN_ERR_TX_TIMEOUT
0xU /* TX timeout (by netdevice driver) */
#define CAN_ERR_LOSTARB
0xU /* lost arbitration
#define CAN_ERR_CRTL
0xU /* controller problems / data[1]
#define CAN_ERR_PROT
0xU /* protocol violations / data[2..3] */
#define CAN_ERR_TRX
0xU /* transceiver status
#define CAN_ERR_ACK
0xU /* received no ACK on transmission */
#define CAN_ERR_BUSOFF
0xU /* bus off */
#define CAN_ERR_BUSERROR
0xU /* bus error (may flood!) */
#define CAN_ERR_RESTARTED
0xU /* controller restarted */
具体错误信息由头文件指示：include/uapi/linux/can/error.h，由can_frame.data承载。
设置filter
CAN_RAW_FILTER:设置接受数据帧和远程请求帧。
CAN_RAW_ERR_FILTER：设置接受错误帧。
具体可参考内核文档。
新设Filter覆盖旧Filter。
内核没有检查可以设置的Filter个数，我曾经在2016年某个 内核patch看到最大512个Filter：
LKML: Jiri Slaby: [PATCH 3.12 007/235] can: raw: raw_setsockopt: limit number of can_filter that can be set
这里描述的通信协议，是底层硬件的通信协议，按位发送。应用程序通过struct can_frame结构体与驱动交互。驱动将struct can_frame
转换成硬件通信协议。
硬件bus中的报文包括两种格式帧格式：标准格式，有11位的发送节点ID标识符；扩展格式，有29位的发送节点ID标识符，其他部分相同。
数据帧：将发送器发送的数据传输到接收器。
远程请求帧：请求远程具有同样ID标识符的节点发送数据帧。
“具有同样ID标识符”：这里进行对比的双方，一个是远程节点自己的ID，一个是远程请求帧中Header.ID。
错误帧：任何节点检测到错误，就发生错误帧。
因为所有节点同时收到帧，会否同时多个节点检测到错误？从而会发生多个错误帧？
过载帧：两个相邻的数据帧或者远程请求帧之间，提供附加延时。
数据帧和远程请求帧使用标准格式或者扩展格式。和前面的帧通过一个帧间间隔分开。
数据帧和远程帧格式
数据帧包括7个字段(Field):帧起始（Start Of Frame），仲裁字段（Arbitration Field），控制字段（Control Field），数据字段（Data Field），CRC字段（CRC Field），应答字段（ACK Field），帧结尾（End Of Frame）。
只有在总线空闲状态才可以开始一帧的发送。
标准格式仲裁字段
标准格式版本较早，当时还没有考虑到扩展格式。所以在标准格式中，仲裁字段由11位ID+1位RTR组成。
ID(11)+RTR(1)
R1(1)+R0(1)+DLC(4)
标准格式与扩展格式的区分方法
当发展到后期，发现11位ID标识符不够使用，需要扩充ID位数，幸好在控制字段中，有2位保留字段没有使用，都填充了0。于是扩展格式就通过控制字段中的R1位来表示当前是标准格式还是扩展格式。因此R1这一位在扩展格式中就成了IDE，就是扩展格式标识符。这一位被置1，表示是扩展格式报文。
扩展格式仲裁字段
ID(11)+SRR(1)+IDE（1）+ID2（18）+RTR（1）
R1(1)+R0(1)+DLC(4)
可以看到，扩展格式兼容标准格式。当老版本2.0A的CAN芯片解析扩展格式报文的时候，发现IDE位的值是1，与原始规定的R1应该是0不同，因此这个版本的CAN芯片无法理解该报文。
而支持2.0B的CAN芯片发现IDE位为1，知道是扩展格式。
可以发现扩展格式的控制字段，又有2位保留字段。是否还可以继续进行新的升级呢？说不定。
数据帧与远程发送请求帧区别
RTR位用来区分数据帧与远程发送请求帧的区别。
RTR：Remote Transmission Request
如果RTR位为1，表示是远程请求帧。否则是数据帧。
远程请求帧中，数据字段位数为0.所以控制字段中的DLC没有意义。
在扩展帧中，有SRR位，这是标准帧格式中的RTR位，SRR表示替代远程请求位（substitute Remote request)。在扩展帧中它的值永远是1.
这种设计，就是CAN BUS硬件仲裁的机制利用。假设有一个基本帧，表示的ID为0xabcde。而一个扩展帧中，ID为0xa00abcde。
那么abcde会出现在报文中的基本ID字段中。两个帧格式基本相同。而节点发送报文是按位发送。如何仲裁扩展帧退出？SRR位是1，隐性位，需要让位于显性位。
如果标准格式的远程请求帧与扩展格式的数据帧呢？谁优先级高？
包括2位保留字段，当前都为0。
以及4位数据字段长度编码DLC。可以表示64位信息。刚好数据最大有8个字节，足够表示。
以下几个字段都是硬件工程师需要了解的。软件就不管了。
显性=0/隐性=1
CAN2.0B规范定义了两种互补的逻辑数值：“显性”和“隐性”，同时传送“显性”和“隐性”位时，总线结果值为“显性”。“显性”（“Daminant”）数值表示逻辑“0”，而“隐性”（“Recessive”）表示逻辑“1”。
RS-232和CAN在电平和帧格式上都是很大的不同。具体表现如下：
RS-232标准电平采用负逻辑，规定+3V～+15V之间的任意电平为逻辑“0”电平，-3V～-15V之间的任意电平为逻辑“1”电平。
而CAN信号则使用差分电压传送，两条信号线称为“CAN_H”和“CAM_L”，静态时均为2.5V左右，此时的状态表示为逻辑“1”，也可以叫做“隐性”；用CAN_H比CAN_L高表示逻辑“0”，称为“显性”。显性时，通常电压值为：CAN_H=3.5V，CAN_L=1.5V；
一个可供参考的can bus java库
Overview (VI Module API)
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四：允许和禁止搜索引擎收录 u-can
1：收索引擎蜘蛛大全
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　　/webspider.htm
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　　搜狗 ----sogou
　　/docs/help/webmasters.htm#07
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2：访问写法
1）& 禁止所有搜索引擎访问网站的任何部分（也就是网站彻底的拒绝所有搜索引擎收录）
2）& User-agent: *&
Disallow: /
2）允许所有的robot访问（也就是网站允许所有搜索引擎收录）
User-agent: *&
3）禁止某个搜索引擎的访问（比如禁止百度收录，按如下的方式写）
User-agent: baiduspider&
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