基于CAN总线的嵌入式测控系统的研究(4)

２．３．２ＣＡＮ总线带宽分配存在不均匀性

从另外一个方面来看ＣＡＮ。从ＣＡＮ总线的底层协议可以得知，它是基于固定优先级的仲裁解决方案。前面已经介绍了ＣＡＮ的数据链路层分成媒体访问（ＭＡＣ）子层和逻辑

嵌入式can总线通信

链路控制（ＬＬｃ）子层。ＭＡＣ子层具有数据封装，拆装、帧编码、媒体访问管理、错误监测、出错标定和应答等功能。只要总线空闲，也就是说，只要总线上无信息帧传送，并保持这种状态至少３个位时，ＭＡＣ层即可发送一个信息帧。ＣＡＮ总线的仲裁机制保证了当碰撞发生时，除了赢得仲裁的那个信息帧的发送站点外，所有的站点都停止发送。从这方面讲，总线竞争的解决是确定性的，信息和时间都没有损失。ＣＡＮ的ＭＡＣ子层是非抢占式的，当一个数据开始发送，那么，它就一直进行到发送结束。ＭＡＣ子层对接收到的信息帧不做任何检测，只是全部接收。而决定本站是否接收这一帧的任务是由ＬＬＣ子层完成。ＬＬＣ子层同时也负责丢失仲裁的信息帧的重发。

ＣＡＮ网络支持实时通信是基于其特殊的数域——标识域。标识符在ＣＡＮ协议上述的两个协议子层中是具有双重功能的【”Ｊ。

其一，ＬＬＣ子层利用它作为信息帧的标识，它是为这一帧接收方的接收信息帧的过滤所用。ＣＡＮ信息帧不像其它网络信息帧具有发送地址和接收地址，而只有本信息帧的标识符，作为这帧的唯一标识。ＣＡＮ是广播式总线，这帧信息，如果需要的话，所有的站点都可以接收，而每个站点也可以按照自己的需要，只接收自己感兴趣的信息，这只要在其相应层上设置相应的过滤即可实现，这些功能都是由ＣＡＮ控制器的硬件实现的。

其二，ＭＡＣ子层则是利用它作为信息帧的优先级表征。在ＣＡＮ总线系统中，标识符越小的信息帧的优先级越高。本来是不同的两个功能，ＬＬＣ用其作为信息帧的标识而用于数据接收过滤，而ＭＡＣ子层则用它来表征信息帧的优先级以用于信息帧碰撞的仲裁。这也带来了问题，在仲裁时，总是优先级高的信息帧获得仲裁，而高优先级是和小的信息帧标识符相关联的。而在总线负载较大时，信息帧碰撞的概率较高。很明显，在这种情况下具有小标识符（高优先级）的信息帧享用总线的带宽多，而具有大标识符（低优先级）的信息帧占用总线的带宽少。

在ＣＡＮ总线系统中，总有多个节点发送具有不同标识符的信息帧，总是要将这些信息帧按照优先级不同进行分类。而应用ＣＡＮ总线作为通信系统来传送实时控制数据的控制系统，不会总是要求所有被传送的数据都按某种规则排出优先级的大小。总有一些数据，在系统中的作用是相似的，要求它们