CAN数据通信机制

下面将围绕构成CAN数据通信基础的帧与格式结构及其作用进行说明。

CAN通信的基础“显性”与“隐性”

以汽车为中心的工业机械或FA（工厂自动化）等领域广泛应用的串行通信协议“CAN”。在CAN通信中，将信息转换为由“0”与“1”构成的数字信号进行发送。此时将“0”称为“显性（优势）”，将“1”称为“隐性（劣势）”，同时发送显性与隐性时，优先发送显性的机制。另外CAN通过在各种通信协议中采用的NRZ（Non-Return-to-Zero）方式进行数据转换并发送。

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关于CAN通信的单位“帧”

CAN通信的数字信号总称为“帧”，包括“数据帧”、“远程帧”、“过载帧”、“错误帧”共4种。

数据帧

发送数据时的格式称为“数据帧”。数据帧包括“标准格式”与“扩展格式”两种。

标准格式的帧结构

下面介绍主要用于乘用车的CAN通信的“标准格式”帧结构。

记载的数字分别表示可使用的位长度。上侧线表示隐性，下侧线表示显性，只有显性（或隐性）带线时显性（或隐性）为固定，上下都带线时随着发送数据变化。

SOF: 优先从节点发送的部分。因表示开始位置而被称为“SOF（Start Of Frame）”，也用于节点间的同步。
ID: 决定数据内容或发送节点的识别、通信调停优先顺序等。标准格式时为11位，扩展格式时为11位+18位共计29位。
RTR: 用于识别数据帧与远程帧的“RTR（Remote Transmission Request）”在数据帧时为显性，在远程帧时为隐性。另外，与ID一样，也用于通信调停。
控制字段: 由1位长的“IDE（Identifier Extension）”与保留位“r”、4位长的“数据长度码（DLC）”构成。
数据字段: 发送数据部分称为“数据字段”。依据DLC设定，长度为0到8字节（0到64位长度），分配的数据由设计者决定。
CRC序列: 由发送节点运算“SOF”、“ID”、“控制字段”、“数据字段”的发送值，并将结果作为CRC（Cyclic Redundancy Check）序列进行发送。通过接收节点也进行相同运算，判断是否可正常接收。
CRC分隔符: 表示CRC序列终止。CRC序列与CRC分隔符统称为“CRC字段”。
ACK间隙: 判断是否可正常接收包括发送的CRC字段在内的数据。
ACK分隔符: 表示ACK间隙终止。ACK间隙与ACK分隔符统称为“ACK字段”。
EOF: 数据帧终止时发送“EOF（End Of Frame）”。
ITM: 不包括在数据帧范围内，标记为“ITM（Intermission）”，在ITM后进入总线怠速。在ITM仅能发送“过载帧”。