在分布式控制系统中广泛使用现场总线的主要原因是因为它们的电气方面的鲁棒性和低成本。它们低成本的关键原因之一是它们依靠总线拓扑。然而，使用总线拓扑意味着一些关于可靠性的限制。在总线拓扑结构中，组件采用少有的错误控制机制，相互连接到对方。因此，依赖于总线的网络任何组件（如通信控制器、收发器、连接器、导线等）的一个故障可能产生错误，它通过整个通信子系统进行传播，并在某些情况下造成广义的通信失效。因此，总线拓扑提供了多个单点故障。

在CAN的特殊情况中，一些文献提出了一些解决方案来增加错误控制功能：复制总线^{[RUFI09、RUSH03]}、总线监控^{[TIND95、FERR05a]}和可重构总线（称为Red-CAN）^[FRED02]。然而，由于总线拓扑的固有的特征，前两种技术即使它们一起使用，也无法避免存在多种多样的单点故障。例如，复制的传播媒体可能遭受共模空间接近失败^[STOE03]，且节点可能仍然将不正确的信息发送给所有媒体，总线监控对于包含失效媒体产生的错误是无用的，还可能表现出监控节点的共模故障。另一方面，RedCAN^[FRED02]确实利用了在一个总线段容忍一个缺点的优点，且也有潜力检测和分离几种节点故障。然而，它仍然对网络在第二类故障上分区敏感，且故障部件的诊断、定位和隔离，无论是段还是节点，都需要执行所有节点都必须参与的一种算法，从而增加了解决方案的复杂性、错误检测和隔离延迟。最后，如果每个网络适配器也执行损坏位流（位翻转错误）检测，那么发生在总线上的多个单点故障只能由RedCAN来防止了。为了实现这些属性，安装在每个节点上的RedCAN网络适配器会变得相当复杂，增加了节点失效概率。

相比之下，星形拓扑结构可能代表了防止存在多个单点故障的一个有效解决方案。在一个单纯的星形拓扑结构中，每个节点通过自己的链接连接到一个中央单元——中心上。单纯星形拓扑结构的一个优点就是连接只进入空间距离上星形的中心，因此不同的链接遭受共模故障的概率大大降低。事实上，这种类型失效的唯一可能是中心附近的故障。同时，对星形拓扑结构进行网络分区是不可能的。但最重要的优势是星形的中心——hub，可以设计成含有系统的有势（或加权）视图，通过其相应的链接，一点一点地了解每个节点的贡献。在CAN网络中，这种有势图允许中心达到错误检测能力，该能力不能通过使用总线来获得，因为在CAN总线中节点的贡献不可逆转地混合在一起了。因此，通过切断足够的枢纽接口，一个适当的中心可以加强约束错误传播媒体和故障节点。此外，在放置在中心中的监控者与被这个监控者监控的节点之间，确保了故障的独立性。

注意到中心代表着依赖单纯星形拓扑网络的独特的单点故障。因此，单纯的星形可以提高误差控制。相比之下，一个总线网络包括多个单点故障。尽管如此，一个单点故障的存在对于高安全性的应用场合来说，可能代表一个重要的缺点，因为该场合需要一定程度的、尽可能高的可靠性。为了消除这个单点故障，可以采用复制的拓扑结构。在复制星形拓扑中，使用了多个中心，因而如果使用的一个中心失败，那么节点仍然可以通过其余非故障中心进行通信。

单纯和复制的星形拓扑的一些潜在优势已经被通信协议如TTP/C^[BAUE02]和FlexRay^[FLEX05]利用。TTP/C提出带有故障处理（故障诊断和故障钝化）机制的两个星形耦合器的网络。这些机制处理的故障模型主要包括杂乱无章、伪装和略微超标的故障^[KOPE03]。同样，FlexRay允许建造多个星形拓扑——有或没有冗余信道，此外，还提供星形和总线拓扑相结合的可能性。FlexRay还使得以下情形变得可能：在星形耦合器内包含了一个集中的监控者^[FLEX05a]，其故障处理机制类似于那些包含在TTP/C中心中的机制。(www.daowen.com)

还推荐了一些适用于CAN的星形拓扑结构^{[CIA、KCUXA94、IXXA05、CENA01、SAHA06、BARR06a、BARR05a]}。它们中的一些是被动意义上的星形，其中心作为一个集中器，它的所有输入信号耦合^[CIA]。这些星形呈现的重要缺点^[BARR06a]是关于耦合损失、明显的星形半径限制或比特率以及电气问题等。其他类型的星形被称为主动的星形^{[KCUXA94、IXXA05、CENA01、SAHA06、BARR06a]}，它克服了被动星形的一些技术问题。参考文献[KCUXA94、IXXA05、CENA01]中的主动星形依赖一个主动的星形耦合器，从节点一点一点接收传入的信号，实施了一个逻辑与，并把结果重新传输给所有节点。参考文献[SAHA06]中提出的备选主动中心允许一个节点或整个CAN总线连接到它的每个接口上。该中心包括一组状态机，它能检测通过集线器端口接收到的每一个占主导地位的脉冲，并方便地呼应其他端口。

不幸的是，这些被动和主动的星形要么不能解决故障隔离，要么只能处理一组可能的故障，有些甚至不能与CAN协议兼容。对现有被动和主动星形缺点的一个更深层次的讨论可以在参考文献[BARR06a]中找到。

相比之下，两个星形拓扑——CANcentrate和ReCANcentrate[当同时提到两种拓扑结构时，我们将使用术语（Re）CANcentrate]，早已在参考文献[BARR06a、BARR05a]中提出，它们是专门设计用于错误控制和容错的。将在本节描述的这两个星形拓扑结构，提供的关于可靠性和灵活性的CAN特性，类似于协议TTP/C和FlexRay等提供的特性。此外，这两个星形拓扑结构与COTS组件可以完全兼容，并与CAN应用程序、基于CAN的协议如CANopen、Devi-ceNet、FTT-CAN或Flex-CAN兼容。这种兼容性还允许CANcentrate和Re-CANcentrate保持CAN早已提供的所有良好可靠性性能^[ISO93]，如位内反应、错误信号传送机制等。