CANFD帧的帧格式相比于传统CAN帧的帧格式的不同

CANFD帧的帧格式相比于传统CAN帧的帧格式多了以下的不同的:

  1. CANFD帧中用RRS位替换了CAN帧中的RTR位,CAN报文中的RTR(Remote Transmission Request)位是远程帧发送请求位,当RTR位为显性(0)时,CAN帧为数据帧;当RTR位为隐性(1)时,CAN帧位远程帧。CANFD帧中的RRS(Remote Request Substitution)位为远程请求替换位,用来要替换CAN帧中的RTR位,在CANFD帧中常位显性,所以CANFD帧没有远程帧。
  2. CANFD帧中新增了FDF,BRS和ESI位:FDF(Flexible Data Rate Format)位为灵活数据格式位,用来区分CAN帧和CANFD帧,该位在CANFD帧中常为隐形(1)。BRS(Bit Rate Switch)位为位速率转换位,当BRS位为显性(0)位时,数据段的位速率和仲裁段的位速率一致(恒定速率);当BRS位为隐形位(1)时,数据段能够以高于仲裁段的位速率传输(从BRS位到CRC可以使用较高的速率传输)ESI(Error State Indicator)位为错误状态指示位,当ESI位为显性(0)时,表示节点处于主动错误状态;当ESI位为隐性(1)时,标识节点处于被动错误状态。
  3. CNAFD帧中多了四位的Stuff Count:Stuff Count由格雷码计算和奇偶校验两个元素组成:格雷码计算为CRC区域之前的填充位数除以8,得到的余数进行格雷码计算得到的值Bit0-2),占三位奇偶校验为通过格雷码计算后的值的奇偶校验占一位。
  4. 南金研的USBCANFD-422AC设备,可以通过南金研独立开发的上位机VBDSP打开,该设备配合上位机VBDSP可以实现对CAN总线上的数据进行监控和分析的功能。软件支持对总线上的CAN和CANFD数据进行统计和导入DBC文件对接收到的数据进行分析。除此之外,还可以以通过拨码开关更改设备内部运行的协议,来适配其他的上位机进行通讯。
<think>嗯,用户这次的问题是关于CAN FD协议的首格式结构。从上下文看,用户之前可能在研究CAN总线通信,特别是CAN FD的发送和接收实现。用户引用了两段Linux Socket CAN相关的代码和命令行示例,说明ta可能在实际开发中遇到了问题。 用户真正想了解的应该是CAN FD的具体数据结构,包括字段定义和排列方式。这需要从协议层面解释清楚,最好能结合代码实现。考虑到用户引用了Linux内核的struct canfd_frame,说明ta可能正在编写底层驱动或网络嗅探工具。 CAN FD的首格式其实包含几个关键部分:ID、长度、标志位和数据载荷。其中标志位区分了经典CANCAN FD,还包含BRS、ESI等扩展特性指示。用户可能特别关注如何区分首和后续,不过CAN FD本身没有分段机制,首更多是指传输的第一数据。 在回复时,除了标准协议结构,还应该补充Linux的实现差异,比如canfd_frame结构体里payload的8字节对齐问题。用户引用的代码片段显示ta正在处理原始套接字读写,这些细节对ta会很实用。 用户似乎有嵌入式开发背景,提问很专业,但可能对协议文档的阅读存在障碍。需要把RFC和内核实现的关系解释清楚,避免让ta混淆标准协议和Linux的具体实现。 最后生成的问题要延续协议细节的深度,比如询问标志位含义或错误处理机制,这样能帮用户建立系统认知。不过要避免过于底层的硬件问题,除非用户明确转向物理层。</think>以下是关于CAN FD协议首格式结构的详细说明: --- ### CAN FD格式结构 CAN FD(Controller Area Network Flexible Data-rate)的首(即数据格式包含以下字段: 1. **起始(SOF)** - 1位显性位,标识开始 2. **仲裁域(Arbitration Field)** - 标识符(ID): - 标准:11位标识符 - 扩展:29位标识符(11位基础ID + 18位扩展ID) - 远程传输请求位(RTR):显性位(0)表示数据 3. **控制域(Control Field)** - 保留位(r0):显性位(0) - 数据长度码(DLC):4位,表示数据字节数(支持0-64字节) - 格式标志(FDF):1位隐性位(1),表示CAN FD - 保留位(r1):显性位(0) - 位速率切换标志(BRS):1位 - 0:仲裁段与数据段使用相同速率 - 1:数据段切换到更高速率 - 错误状态指示(ESI):1位 - 0:节点处于主动错误状态 - 1:节点处于被动错误状态 4. **数据域(Data Field)** - 长度由DLC定义(0-64字节),实际长度映射关系: ``` DLC 0-8:直接对应字节数 DLC 9-15:分别对应12/16/20/24/32/48/64字节 ``` 5. **校验域(CRC Field)** - 15位CRC校验码(经典CAN为15位) - CRC界定符:1位隐性位(1) 6. **确认域(ACK Field)** - ACK Slot:1位(发送方置隐性,接收方覆盖为显性表示确认) - ACK界定符:1位隐性位(1) 7. **结束(EOF)** - 7位隐性位(1111111) --- ### Linux内核实现 在Linux Socket CAN中,CAN FD通过`struct canfd_frame`定义(需包含`<linux/can.h>`): ```c struct canfd_frame { canid_t can_id; // ID(标准/扩展) __u8 len; // 数据长度(实际字节数) __u8 flags; // 标志位(BRS/ESI等) __u8 __res0; // 保留 __u8 __res1; // 保留 __u8 data[CANFD_MAX_DLEN]; // 数据载荷(最大64字节) }; ``` - **关键字段说明**: - `can_id`:包含ID和类型(标准/扩展/远程- `flags`: `CANFD_BRS` (0x01):位速率切换标志 `CANFD_ESI` (0x02):错误状态标志 - 数据存储:`data`数组按实际字节长度使用(非DLC映射值) --- ### 首发送示例 通过命令行发送CAN FD(使用`cansend`工具): ```bash cansend can0 123##1 # 发送ID=0x123、BRS=1、空数据的CAN FD cansend can0 1A1##31111223344556677 # 发送ID=0x1A1、BRS=1、ESI=1、数据=0x11..0x77 ``` - **格式说明**: `<can_id>##<flags>{data}` - `flags`:十六进制值(0-F),组合`BRS`和`ESI`(如`3` = BRS(1) + ESI(1))[^2] --- ### 首接收处理 Linux Socket CAN读取示例: ```c struct canfd_frame frame; int nbytes = read(s, &frame, sizeof(frame)); if (nbytes != sizeof(frame)) { perror("Incomplete CAN FD frame"); } // 解析frame.can_id, frame.len, frame.flags, frame.data ``` [^1] --- ### 关键特性对比 | 字段 | 经典CAN | CAN FD | |--------------|---------------|----------------| | **最大数据** | 8字节 | 64字节 | | **DLC** | 仅0-8有效 | 0-15(映射扩展)| | **CRC** | 15位 | 17/21位(优化)| | **传输速率** | 固定 | 仲裁/数据分速 | ---
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