汽車(chē)CAN總線(xiàn)的數據幀結構

信息想要在CAN-BUS局域網(wǎng)內有效、快速的傳遞，就要把它轉換為適合CAN-BUS總線(xiàn)的傳輸格式。我們把這種信息稱(chēng)之為報文，把適合CAN-BUS總線(xiàn)傳輸的格式稱(chēng)之為報文格式?？偩€(xiàn)上的信息是以不同的固定報文格式發(fā)送的，但長(cháng)度受限。

報文傳輸格式有以下四種不同的幀類(lèi)型所表示和控制，所謂幀就是一個(gè)計量單位，它的數據由兩部分組成：幀頭和幀數據。

數據幀：數據幀攜帶數據，是數據在網(wǎng)絡(luò )上傳輸時(shí)的一個(gè)數據單元。

遠程幀：總線(xiàn)單元發(fā)送的遠程幀，請求發(fā)送具有統一識別符的數據幀。

錯誤幀：任何電控單元檢測到總線(xiàn)錯誤就會(huì )發(fā)出錯誤幀。

過(guò)載幀：用以在先行和后續的數據幀之間提供以附加的延時(shí)。

本次我們主要講述有關(guān)數據幀的相關(guān)內容。數據幀由7個(gè)不同的位場(chǎng)組成：

1.幀起始SOF（START OF FRAME）

標志數據幀和遠程幀的起始，由單個(gè)顯性位構成。只有當總線(xiàn)位空閑狀態(tài)時(shí)，才允許節點(diǎn)開(kāi)始發(fā)送，所有節點(diǎn)必須同步于首先發(fā)送節點(diǎn)的幀起始引起的上升沿。

2.仲裁場(chǎng)AF（Arbitration Field）

在CAN2.0A中，仲裁場(chǎng)由11位標識符和遠程發(fā)送請求位RTR（Remote Transmission Request）組成；而在CAN2.0B中，仲裁場(chǎng)由29位標識符和遠程發(fā)送請求位RTR構成。也就是說(shuō)CAN協(xié)議支持兩種報文格式，其唯一的區別是標識符（ID）長(cháng)度的不同，標準格式為11位，擴展格式為29位。

(1)標識符ID（Identifier）：標識符分為標準格式標識符和擴展格式標識符。在CAN2.0A中標準格式標識符的長(cháng)度為11位，這些位以ID-10至ID-0的順序發(fā)送，最低位為ID-0，其中最高7位（ID-10到ID-4）必須不是全隱性。

(2)遠程發(fā)送請求位RTR (Remote Transmission Request)：在數據幀中，遠程發(fā)送請求位必須是顯性電平，而在遠程幀中，遠程發(fā)送請求位必須是隱性電平。在擴展格式中，先發(fā)送基本標識符，其后是標識符擴展位和替代遠程請求位。擴展標識符在替代遠程請求位后發(fā)送。

(3)替代遠程請求位SRR (Substitute Remote Request): SRR位為隱性位。在擴展格式中，它在標準格式的遠程發(fā)送請求位位置上被發(fā)送，并替代標準格式中的遠程發(fā)送請求位。這樣，可以解決標準格式和擴展格式的沖突。

(4)標識符擴展位IDE (Identifier Extension Bit): IDE位對于擴展格式而言屬于仲裁場(chǎng)，對于標準格式來(lái)說(shuō)屬于控制場(chǎng)。標識符擴展位在標準格式中以顯性電平發(fā)送，而在擴展格式中為隱性電平。

3.控制場(chǎng)CF（Control Field）

兩種格式的控制場(chǎng)格式不同。在標準格式中，控制場(chǎng)包括DLC (Data Length Code)、IDE位（顯性）和保留位0r(顯性)。在擴展格式中，包括DLC和兩個(gè)保留位1r、

2r，這兩個(gè)保留位必須發(fā)送顯性電平。DLC為4位，允許使用0到8之間的數字。

4.數據場(chǎng)DF（Data Field）

數據場(chǎng)由數據幀中被發(fā)送的數據組成，它可包括從0到8個(gè)字節，每個(gè)字節8位，其中首先發(fā)送最高有效位。

5.循環(huán)冗余校驗場(chǎng)CRC (Cyclic Redundancy Check)

CRC場(chǎng)包括15位CRC序列和1位CRC界定符（隱性）。CRC生成器所使用的多項式是：X15 + X14+ X10 + X8 + X7 + X4 + X3 + 1，這個(gè)多項式除法的余數就是發(fā)送到總線(xiàn)上的“循環(huán)冗余校驗碼”，它只用于檢測錯誤而不能校正。

6.應答場(chǎng)ACK (Acknowledge)

ACK場(chǎng)為兩位，包括應答間隙（ACK SLOT）和應答界定符（ACK DELIMITER）。在應答場(chǎng)里，發(fā)送站發(fā)送兩個(gè)隱性位。當接收器接收到有效的報文時(shí)，接收器就會(huì )在應答間隙期間發(fā)送應答信號，向發(fā)送器發(fā)送一顯性位以示回答。

7.幀結束EOF (END OF FRAME)

每個(gè)數據幀和遠程幀均由一標志序列界定，也就是幀結尾，這個(gè)標志序列由7個(gè)隱性位組成。