can-bus 匯流排是應用最廣泛的現場匯流排之一，而很多非常熟練的can 工程師，面對一條 can報文到底有多少位的問題時，卻不能非常準確地回答。今天我們就從最基本的幀格式來解惑一條 can 報文的到底有多少位。
can 報文幀分為幾種呢？can-bus 通訊幀共分為資料幀、遠端幀、錯誤幀、過載幀和幀間隔。而資料幀和遠端幀又有標準幀和擴充套件幀兩種。其幀型別以及用途如表 1 所示:
表 1 幀型別及用途
ø資料幀
資料幀從結構上看分為 7 段，分別為起始段、仲裁段、控制段、資料段、crc 校驗段、ack 應答段、幀結束段。如圖 1：
圖 1 標準資料幀跟擴充套件資料幀結構圖
l 幀起始段：該段由單個顯性位構成,在匯流排空閒時才允許傳送,所有節點必須同步於開始傳送的資料幀的起始位;
l 標準幀仲裁段：標準幀的仲裁段由 11 位 id 碼和乙個顯性位 rtr 碼組成，rtr 碼為遠端幀標識位；
l 擴充套件幀仲裁段：擴充套件幀的仲裁段由 29 位 id 碼、一位顯性的 srr 碼、一位隱性的 ide 碼和一位顯性的 rtr 碼組成；
l 標準幀控制段：標準幀的控制段由單位顯性的 ide、保留位 r0 和 4 位資料長度** dlc 組成，dlc 資料段採用 bcd 編碼；
l 擴充套件幀控制段：擴充套件幀的控制段由兩個保留位 r1 和 r0 和 4 位的 dlc 資料段組成，r1 和 r0 都為顯性填充,接收時無論保留位是顯性還是隱性都沒有影響；
l 資料段：乙個資料段為 8 個位元組；
lcrc 校驗段：crc 校驗段由 15 位的校驗碼和 1 個隱性位填充的 crc 界定符組成，crc 校驗範圍為幀起始、仲裁段、控制段和資料段；
lack 段：ack 段由 ack 碼和乙個隱性位 ack 界定符組成，傳送節點在 ack 段傳送兩個隱性位，接收節點在收到的報文 ack 前面的幀格式沒有錯誤時，他將發出 ack 碼為顯性位的報文。
l 幀結束段：由 7 個連續的隱性位組成。
ø遠端幀
遠端幀幀格式跟資料幀類似，也分為標準幀跟擴充套件幀，但是遠端幀屬於被請求傳送節點傳送的報文，而資料幀是傳送節點的報文。如圖 2，遠端幀沒有資料幀。
圖 2 標準遠端幀和擴充套件遠端幀的結構圖
參照資料幀可了解遠端幀的結構，但是兩者之間也有不同：
lsrr 段和 rtr 段：資料幀是顯性電平，遠端幀是隱性電平；
l 節點性質：資料幀是傳送節點發出的報文格式，遠端幀是被請求傳送的節點傳送的報文格式；
lcrc 校驗範圍：資料幀是幀起始、仲裁段、控制段和資料段，而遠端幀則是幀起始、仲裁段和控制段。
了解了資料幀跟遠端幀的標準報文格式後，有些人可能會問了，我有時看到的報文為什麼跟你的標準格式的位數不一樣呢？
ø位填充
can-bus 屬於非同步序列通訊，這種通訊方式沒有時鐘線，所以各個收發器的時鐘不可能完全一致，時鐘不一致就會造成偏差。所以為了解決這個問題，can 匯流排採用同步的方式來校準時鐘。can-bus 規定訊號的跳變沿為同步訊號，只要訊號發生變化，節點時鐘就被同步一次。can-bus 還規定同步的最大週期為 5 個位。
但是問題來了，要是出現連續性的 5 個位甚至更長時間沒有邊沿跳變(例如資料段全為 0x56)，那該如何解決呢？can-bus 對這種情況又進行了規範，如果傳輸的位訊號連續 5 個位是相同的，就要插入乙個電平相反的位，這個就是 can-bus 的「位填充」規則。如圖 4。
圖 4 位填充規則
ø0x00 和 0x55
由於位填充規則的存在，所以就存在即使兩個幀都是標準資料幀，但傳送不同 id 或者資料段的時候報文時間會不同，圖 5 為 1m 波特率下 id 跟資料都為 0x00 的標準資料幀報文。原本 108 個位的標準資料幀的真實的報文時間為 123us。
圖 5 標準資料幀 0x00 報文
而 0x55 的標準資料幀報文格式則如圖 6：id 為 555h，資料段為 55h，報文沒有出現連續的相同位，所以填充位最少，8 位的資料段位時間為標準的 8us，全報文時間為 108us。
圖 6 標準資料幀 0x55 報文
下表給出了標準資料幀、擴充套件資料幀、標準遠端幀、擴充套件遠端幀四種幀型別在傳送不同 id 和資料時位時間的差別。
表 2 不同 id 和資料位填充位數不一樣
通過 can-scope 匯流排分析儀的報文接收和示波器，可以將每一幀報文跟波形做一一對應，快速分析匯流排上的報文時間和波形情況，實現 can 匯流排的快速故障定位和干擾排除。
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