024、过载帧插入条件与总线吞吐量下降
一个让我熬夜到凌晨三点的现场
前年做一套分布式采集系统，主站轮询八个节点，波特率设的五百千，线长不到四十米，终端电阻两端各一个，屏蔽层单点接地。按理说这种配置属于低速短距，闭着眼睛都能跑通。结果现场调试时出现一个极其诡异的规律：上电头两分钟通信正常，主站每秒能收两百多帧有效数据，之后帧率开始阶梯式下滑，五分钟内掉到每秒一百二十帧左右，再过一阵子直接掉到八十帧，但通信并没有完全断，偶尔还能看到数据刷新。
更让人头疼的是，用上位机监控总线负载，发现总线上除了正常的数据帧，还夹杂着大量没有明确发送来源的帧，这些帧的标识符很特殊，不参与任何应用层逻辑，却在总线空闲时反复出现。当时第一反应是某个节点程序跑飞了乱发数据，于是逐个断电排查，结果发现只要总线上挂着的节点超过四个，这个现象就必然出现，少于四个节点时一切正常。
那晚我对着示波器盯了两个小时，终于意识到问题不在节点软件，而在总线本身的流量控制机制上。这个机制就是过载帧。
过载帧到底在什么条件下被插入
教科书上通常只写一句话：接收方需要延迟下一帧接收时，可以发送过载帧。但实际工程里，这句话几乎没有任何指导意义，因为“需要延迟”这个条件太模糊了。
真正会触发过载帧插入的，是接收节点内部的接收缓冲区处理不过来。具体来说，当一帧数据被正确接收，CRC校验通过，帧结束的第七个位结束时，接收节点本应已经把这一帧从移位寄存器搬运到了接收缓冲FIFO中，并准备好接收下一帧。但如果因为CPU中断响应延迟、FIFO快满、DMA搬运阻塞等原因，接收节点在帧间间隔内没有完成“释放接收缓冲”
