6 第四课 2.4CAN报文的帧结构ppt课件

2.4CAN报文的帧结构,2.4.1CAN报文的帧格式,CAN2.0A通信协议规定了四种不同格式的帧：,数据帧用于传送数据,远程帧用于请求数据,超载帧用于扩展帧序列的延迟时间,错误帧当局部检测出错条件后产生一个全局信号出错帧,1、数据帧,它由7个不同的位场组成，即帧起始标志位、仲裁场、控制场、数据场、CRC检验场、ACK应答场和帧结束标志位。,数据场长度可为0，下图为CAN2.0A数据帧的组成：,标准格式,CAN2.0B存在两种不同的帧格式。,具有11位标识符的帧称为标准帧,具有29位标识符的帧称为扩展帧,扩展格式,（1）SOF（帧起始标志位）标志着数据帧和远程帧的起始。,它以一个比特的显性位“0”（逻辑0，非电平）出现，只有在总线处于空闲状态时，才允许发送，这个状态结束总线空闲状态，表明有某个节点设备开始发送消息。,并且所有站都必须同步于首先开始发送的那个站的帧起始前沿。,仲裁场的组成,（2）仲裁场（ArbitrationField）由标识符（Identifier）和远程发送请求位（RTR）标志组成。,数据帧RTR0；远程帧RTR1；,CAN2.0A中，标识符的长度为11位，这些位从高位到低位的顺序发送，最低位ID.0，最高7位不能全为隐位。,对于CAN2.0B,2、IDE用来区分扩展格式or标准格式,1、在扩展格式中，替代远程请求SRR位和RTR位相同,控制场的组成,控制场包括数据长度码和两个保留位，这两个保留位必须发送显性位。,数据长度码（DLC）为4位，它指出了数据场的字节数目。,（4）数据场由数据帧中被发送的数据组成，它包括08个字节。,（5）CRC场包括CRC序列，后随CRC界定符。,（6）应答场（ACK），包含应答间隙（ACKSlot）和应答界定符（ACKDelimiter），如下图所示,（7）帧结束：每个数据帧和远程帧均由7个隐性位组成的标志序列界定。,远程帧的组成,远程帧用来请求总线上某个远程节点发送自己想要接收的某种数据，目标节点收到这个远程帧后，就尽力响应这个远地址传送要求。,远程帧本身没有数据域，除RTR位被设置为1，其余部分与数据帧完全相同。,出错帧的组成,两个场组成：,报文传输过程中，检测到任何一个节点出错，即于下一位发送错误帧，通知发送端停止发送。,超载帧的组成,由两个场组成：超载标志和超载界定符。,当某接收因内部原因要求缓发下一个数据帧或远程帧时，它向总线发出超载帧。,5.帧间空间,数据帧和远程帧，均以称之为帧间空间的场位分开。,超载帧和出错帧前面没有帧间空间，并且多个超载帧前面也不被帧间空间分隔。,2.4.2CAN报文的帧格式,1.CAN2.0B标准帧。,CAN标准帧信息为11个字节，包括两个部分：,数据部分：,信息部分：,前3字节,后8字节,CAN2.0B标准帧,FF=1标准，FF0扩展,2.CAN2.0B扩展帧,CAN扩展帧信息为13B，包括两部分：,CAN2.0B扩展帧,FF=1标准，FF0扩展,2.5位定时与位同步,2.5.1位定时和位同步的概念及原理简述,CAN总线的数据传输速率最高可达1Mb/s，通常用石英晶振作为时钟发生器。,网络中的晶振的频率不是绝对稳定的，温度、电压以及器件的异常都会导致微小的差别。但是只要将其稳定在振荡器容差范围内，总线上的节点会通过重同步进行弥补。,图2.11位时间的各部分组成,2.6CAN的位仲裁技术,CAN总线采用CSMA/CA的通信模式：载波监测，多主掌控/冲突避免,允许在总线上的任一设备有一定的机会取得总线得控制权来向外发送信息。,同时发送数据冲突实时检测做出仲裁；获得仲裁的信息帧不受任何损坏的继续传送。,总线空闲时呈隐性电平，此时任何一个节点都可以向总线发送一个显性电平作为一个帧的开始。,如果两个或两个以上的节点同时发送，产生竞争；,CAN总线以报文为单位进行数据传送，报文的优先级结合在11位标志符中（扩展帧是29位标识符），具有最低二进制的标识符号有最高优先级。,图2.143个CAN信息帧在总线上的竞争情况,2.6.2位仲裁的作用,1、载波监听的意思是指：在总线上的每个节点发送信息报文前都必须监测到总线上有一段时间的空闲状态。,2、多主掌握：是指一旦此空闲状态被检测到，那么每个节点都有均等的机会来发送报文，这被称作多主掌握。,3、冲突避免：是指两个以上的节点同时发送时，低优先级的报文暂停发送，高优先级的报文不受影响。,显性位（0）一定会在和隐性位（1）的判别中获胜，从这个角度看CAN总线系统就相当于一个大与门。,虽然有那么多优点，当不足：,由于采用固定优先级：,当总线上数据量较大时，当所有的节点都随机向总线上发送数据时，具有最低优先级的节点比高优先级有更大的失败几率。,高优先级节点足够高频率向总线发送时，最坏情况下，低优先级节点每次总线竞争都失败，