CANFD单帧报文格式

CAN FD（Controller Area Network Flexible Data-rate）单帧报文格式是基于传统CAN协议的扩展，旨在提升数据传输速率和有效负载容量。其结构相较于传统CAN更为灵活，支持更高的带宽和数据长度。 ### 报文帧类型 CAN FD 支持两种主要的数据帧类型： - **标准帧（Standard Frame）**：使用11位标识符。 - **扩展帧（Extended Frame）**：使用29位标识符[^1]。 在这些帧类型中，CAN FD 单帧报文的结构由以下几个字段组成： --- ### CAN FD 单帧报文格式详解 #### 1. 帧起始（Start of Frame, SOF） - 标志着帧的开始，是一个显性位（Dominant Bit），用于同步总线上的所有节点。 #### 2. 标识符段（Identifier Field） - 包括： - **标准标识符（11位）**：适用于标准帧。 - **扩展标识符（18位）**：与标准标识符共同构成29位标识符，适用于扩展帧。 - 在CAN FD中，标识符段的结构与传统CAN一致，但后续字段有所变化。 #### 3. 控制段（Control Field） - 包含以下子字段： - **保留位（Reserved Bit, r0/r1）**：用于未来扩展。 - **数据长度码（Data Length Code, DLC）**：表示数据域中的字节数，支持0到64字节的数据长度。 - **比特率切换位（Bit Rate Switch, BRS）**：决定数据段是否使用更高的比特率（Flexible Data Rate）。 - **错误状态指示位（Error State Indicator, ESI）**：指示发送节点的状态是否为错误被动状态。 #### 4. 数据段（Data Field） - 存储实际的有效载荷数据，长度由DLC决定，最大可达64字节。 - 在CAN FD中，数据段可以分为两部分： - **仲裁段后的初始速率部分**。 - **通过BRS切换后的高速率部分**[^2]。 #### 5. CRC段（Cyclic Redundancy Check Field） - 包括CRC值和CRC定界符。 - CRC值用于校验整个帧的内容，确保数据完整性。 - CRC定界符是一个隐性位，标志CRC段的结束。 #### 6. 应答段（Acknowledgment Field） - 包括应答槽（ACK Slot）和应答定界符（ACK Delimiter）。 - 接收节点在此段发送一个显性位以确认成功接收帧。 #### 7. 帧结束（End of Frame, EOF） - 由7个连续的隐性位组成，标志着帧的结束。 #### 8. 填充位（Stuff Bits） - 为了保证位同步，在特定字段中插入填充位（如每5个相同连续位后插入一个相反的位）。 --- ### 示例代码 以下是一个简单的CAN FD帧结构的伪代码示例： ```c typedef struct { uint32_t identifier; // 标准或扩展标识符 uint8_t rtr : 1; // 远程传输请求位 uint8_t ide : 1; // 标识符扩展位（0=标准帧，1=扩展帧） uint8_t dlc : 4; // 数据长度码 uint8_t brs : 1; // 比特率切换位 uint8_t esi : 1; // 错误状态指示位 uint8_t data[64]; // 数据段 } CanFdFrame; ``` --- ### 关键特性总结 - **数据长度扩展**：CAN FD支持最大64字节的数据段，而传统CAN仅支持8字节。 - **双比特率机制**：通过BRS字段，CAN FD允许仲裁段和数据段使用不同的比特率，从而提高传输效率。 - **兼容性**：CAN FD帧可以与传统CAN帧共存于同一总线上，具有良好的向后兼容性。 ---