CANFD的帧格式

### CAN FD 帧格式详解 #### 1. 帧起始 (SOF, Start of Frame) 帧起始是一个单一的显性位，用于指示数据帧或远程帧的开始。它标志着新消息的到来，并触发接收器同步过程[^2]。 #### 2. 标识符字段 (Identifier Field) 标识符字段分为标准ID（11位）和扩展ID（29位）。CAN FD支持两种模式：仅标准ID模式和支持扩展ID模式。此字段定义了消息优先级及目标地址。需要注意的是，在某些实现中，CAN FD允许更灵活的配置来区分传统CAN与CAN FD报文[^2]。 #### 3. 控制字段 (Control Field) 控制字段包含了关于数据长度的信息以及其他标志位： - **DLC (Data Length Code)**: 表明后续数据场中的字节数量，最大可达64字节。 - **FDF (FD Format Bit)**: 如果设置为隐性，则表明这是一个CAN FD帧；如果保持显性则仍视为经典CAN帧。 - **BRS (Bit Rate Switch)**: 当其处于隐性状态时，意味着接下来的数据将以较低的速度传输；而当它是显性的时候，将继续维持高速率直到结束。 - **ESI (Error State Indicator)**: 此位由发送单元填充，反映当前错误被动状况下的情况——如果是主动错误状态就设成显性，反之亦然[^2]。 #### 4. 数据字段 (Data Field) 数据字段携带实际要传递的有效载荷信息，默认情况下可以容纳最多64字节的数据，这远超出了原来CAN所能承载的能力范围。这种增强极大地提高了通信效率并减少了延迟时间[^1]。 #### 5. CRC序列 (Cyclic Redundancy Check Sequence) 为了确保接收到的消息没有发生任何改变或者损坏,CAN FD采用了一个强大的校验机制—循环冗余检测(CRC)，并且针对不同的数据长度调整相应的计算方法以适应更大的有效负载需求。此外，由于增加了额外的功能比特如FDF,BRS 和 ESI ，所以整体CRC域也有所增长以便提供更高的安全性保障[^2]。 #### 6. 应答间隙/应答界定符 (ACK Slot and ACK Delimiter) 这一部分用来确认成功接收到了完整的帧内容。具体来说就是每一个节点都会在此期间监听是否存在其他设备发出肯定响应信号(Acknowledge Signal);如果有至少一个这样的回应存在那么就可以认为该次通讯顺利完成;如果没有得到预期反馈的话就需要重新尝试发送直至达到设定的最大重试次数为止。 #### 7. 结束帧 (End Of Frame) 最后是以七个连续的隐性电平组成的间隔作为整个框架收尾标记EOF(End-of-frame), 它的作用是用来分割各个独立事务处理之间的边界清晰度从而避免混淆相邻事件之间的时间关系。 ```python class CanFdFrame: def __init__(self, identifier, dlc, data, fdf=False, brs=True, esi=False): self.identifier = identifier # Identifier field value self.dlc = dlc # Data length code indicating number of bytes in the data field self.data = data # List or array containing up to 64 byte values for transmission self.fdf = fdf # Flag specifying whether this is a CAN-FD frame format self.brs = brs # Indicates if bit rate switching occurs after stuffing bits are removed from transmitted stream. self.esi = esi # Error state indicator showing transmitting node's error status. def calculate_crc(self): pass # Placeholder function representing complex algorithm used internally by hardware/software stack def send_frame(self): pass # Simulates sending process including all necessary steps like arbitration phase etc... ```