汽車CAN總線的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)

信息想要在CAN-BUS局域網(wǎng)內(nèi)有效、快速的傳遞，就要把它轉(zhuǎn)換為適合CAN-BUS總線的傳輸格式。我們把這種信息稱之為報文，把適合CAN-BUS總線傳輸?shù)母袷椒Q之為報文格式。總線上的信息是以不同的固定報文格式發(fā)送的，但長度受限。

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

數(shù)據(jù)幀：數(shù)據(jù)幀攜帶數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時的一個數(shù)據(jù)單元。

遠程幀：總線單元發(fā)送的遠程幀，請求發(fā)送具有統(tǒng)一識別符的數(shù)據(jù)幀。

錯誤幀：任何電控單元檢測到總線錯誤就會發(fā)出錯誤幀。

過載幀：用以在先行和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀之間提供以附加的延時。

本次我們主要講述有關(guān)數(shù)據(jù)幀的相關(guān)內(nèi)容。數(shù)據(jù)幀由7個不同的位場組成：

1.幀起始SOF（START OF FRAME）

標志數(shù)據(jù)幀和遠程幀的起始，由單個顯性位構(gòu)成。只有當總線位空閑狀態(tài)時，才允許節(jié)點開始發(fā)送，所有節(jié)點必須同步于首先發(fā)送節(jié)點的幀起始引起的上升沿。

2.仲裁場AF（Arbitration Field）

在CAN2.0A中，仲裁場由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，仲裁場由29位標識符和遠程發(fā)送請求位RTR構(gòu)成。也就是說CAN協(xié)議支持兩種報文格式，其唯一的區(qū)別是標識符（ID）長度的不同，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(shù)據(jù)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，對于標準格式來說屬于控制場。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CF（Control Field）

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

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

4.數(shù)據(jù)場DF（Data Field）

數(shù)據(jù)場由數(shù)據(jù)幀中被發(fā)送的數(shù)據(jù)組成，它可包括從0到8個字節(jié)，每個字節(jié)8位，其中首先發(fā)送最高有效位。

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

CRC場包括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，這個多項式除法的余數(shù)就是發(fā)送到總線上的“循環(huán)冗余校驗碼”，它只用于檢測錯誤而不能校正。

6.應(yīng)答場ACK (Acknowledge)

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

7.幀結(jié)束EOF (END OF FRAME)

每個數(shù)據(jù)幀和遠程幀均由一標志序列界定，也就是幀結(jié)尾，這個標志序列由7個隱性位組成。