為什么在CAN總線中顯性電平具有高優(yōu)先級(jí)？

電子設(shè)計(jì)聯(lián)盟

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1 q6 R9 n: D3 r* gCAN總線采用 線與（Wired-AND） 邏輯，利用差分信號(hào)驅(qū)動(dòng)�？偩�的顯性電平（邏輯“0”）通常由發(fā)射器主動(dòng)驅(qū)動(dòng)，而隱性電平（邏輯“1”）是總線的默認(rèn)狀態(tài)，由內(nèi)部的上拉或下拉電阻保持。
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因此，為了在信號(hào)沖突或干擾時(shí)優(yōu)先傳遞明確的指令，“顯性”電平被設(shè)計(jì)為優(yōu)先。

CAN總線是一種多主控通信協(xié)議，其中的仲裁機(jī)制允許多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)起通信請(qǐng)求，而不發(fā)生沖突。這是通過顯性優(yōu)先的規(guī)則實(shí)現(xiàn)的。

仲裁機(jī)制原理：
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多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，幀頭部分的標(biāo)識(shí)符（ID）用于仲裁。

在每個(gè)位時(shí)間上，總線上會(huì)進(jìn)行邏輯“與”操作。

如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送隱性電平（邏輯“1”），但檢測(cè)到總線上為顯性電平（邏輯“0”），它會(huì)停止發(fā)送，因?yàn)樗�的�?yōu)先級(jí)較低。

' b/ V* M5 \: D2 z所以，使用顯性優(yōu)先：

確保低ID（高優(yōu)先級(jí)）的幀優(yōu)先發(fā)送。

提高總線效率，避免數(shù)據(jù)沖突和無(wú)謂重傳。

4 g# l8 t8 {0 f7 J7 c: R如果隱性電平優(yōu)先，則節(jié)點(diǎn)無(wú)法可靠檢測(cè)自身是否勝出仲裁，導(dǎo)致仲裁機(jī)制失效。

顯性電平由驅(qū)動(dòng)器強(qiáng)制施加，抗干擾能力強(qiáng)，在高噪聲環(huán)境下能更穩(wěn)定地維持總線狀態(tài)。

在硬件設(shè)計(jì)上，顯性電平的驅(qū)動(dòng)需要更高的電流能力，而隱性電平則可以通過弱上拉/下拉維持。

這樣的設(shè)計(jì)符合經(jīng)濟(jì)性與可靠性之間的平衡：顯性電平優(yōu)先意味著只有在必要時(shí)才需要高電流驅(qū)動(dòng)，從而減少了能耗。隱性電平作為默認(rèn)狀態(tài)，減少了空閑期間的能耗。
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