关于车用通信协议中的假冒错

　　3 CAN对抗假冒错的措施

　　CAN 协议的CRC检验是在加入与去掉填充位后进行的，因此其报错能力受填充位的影响很大[1],要靠cRC来对抗发生在传送中误码形成的假冒错是不够的。因为传送中的比特错在接收节点可能引起后面比特流的错误解释，从而把填充位误作数据而未剔除，或将数据位解读为填充位误剔除，如图3所示。此时原来发送的比特流会向前或向后错一位，从而形成大量的误码(最坏的情况下，错位之后对CRC而言均为误码)，很容易超出CRC的有效检错围，造成CRC的漏检(将错帧误判为有效帧)，由于填充过程的影响，单个比特错的后果被放大了。所幸的是CAN还有其他的判错手段，例如格式错，那些漏过CRC校验的帧还可能被拦下。通过仿真，由CRC与各种判错手段综合的结果其漏判率还是比较小的，约为0.1×10-6，但是，并不是CAN协议所声个比特错(HD一6)。

　　CAN协议的2．0B版采用32位的仲裁区，它可以自动区分采用11位ID的消息(标准格式)或29位ID的消息(扩展格式)。如果在cc发送之前或发送中ID及另三位内容有变化，就有假冒发生的可能性。

　　CAN 总线可以用ID的重新分配实现对假冒错的预防，这种重新分配的可能性在于29位的ID空间非常大，即使用去一部分对抗假冒错，剩余的部分依然足够消息的分配。对29位ID中取一部分作数字签名，这个数字签名为离线时用CRC生成的校验和。因此，仲裁域内发生等于该CRC生成多项式的Hamming距离个比特同时错才会有一个假冒错。小于卜tamming距离的比特错将是无效ID，该消息将被接收节点的过滤器滤掉，从而使假冒错无法产生影响。虽然在这里并没有进行接收ID的校验计算，因ID分配已经考虑了有效ID之间的距离，所以固定的接收滤波器足以防止假冒错。这样，无需增加软硬件的开销，CAN便可以实现与FlexRay同样的抗假冒错功能。

　　数字签名的生成方法，可以在现有的资料中选用，或者重新设计。例如参考文献[3]，若取16阶的生成多项式，29位ID中去掉16位作数字签名后还剩13位，应能满足应用之需，须知FlexRay仅定义了11位的ID。也可以取更短的数字签名，例如和FlexRay相同的11位CRC生成多项式(它的CRC校验覆盖区为31位，}lamming距离为6)，以留出更多的可用消息种类。重新设计时可以参考BCH码的设计方法设计生成多项式，以保证所需的卜tamming距离。选用16阶的CRC生成多项式时，它可以保证15位头部Hamming距离为 8，在仲裁域ID的前13位内因CAN填充规则造成1位错被放大为多位错的情况，被检出的概率就增大。该多项式为：

　　0x8FDB—x16+x12+x11+x10+x9+x8+x7+x5+x4+x2+x+l

　　选用16位CRC校验和时留给消息种类的大小为213=8 192种。采用上述方案，CAN在对抗假冒错上要比FlexRayr的方法简单。

　　CAN 仲裁域里的SRR、IDE和RTR位的误码可能引起通信控制器对输入比特流的解释变化，但是可以采取措施防止假冒错。首先，如果仲裁域第12位、13位发生误码，就有可能在CAN2．0B的标准格式和扩展格式间产生转换(如扩展格式误为标准格式)，那么节点对此时发生的假冒未加保护，因此应避免在系统里使用标准格式。标准格式误为扩展格式的情况，因帧长等被解释为ID，被滤波器及CAN的其他检错措施拦下的可能性增大。其次，在RTR位的误码将数据帧误为远程帧时接收节点收不到数据，属于故障-静默(fault—silent)，是一般容错理论所要求的，远程帧请求误为数据帧时，有可能引起不良后果，这是称的可以拦截5个以下的单个比特错(HD=6)。

　　CAN协议的2．0B版采用32位的仲裁区，它可以自动区分采用11位ID的消息(标准格式)或29位ID的消息(扩展格式)。如果在cc发送之前或发送中ID及另三位内容有变化，就有假冒发生的可能性。

　　CAN 总线可以用ID的重新分配实现对假冒错的预防，这种重新分配的可能性在于29位的ID空间非常大，即使用去一部分对抗假冒错，剩余的部分依然足够消息的分配。对29位ID中取一部分作数字签名，这个数字签名为离线时用CRC生成的校验和。因此，仲裁域内发生等于该CRC生成多项式的Hamming距离个比特同时错才会有一个假冒错。小于Hamming距离的比特错将是无效ID，该消息将被接收节点的过滤器滤掉，从而使假冒错无

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