CAN 总线标准帧与扩展帧的区别及 J1939 协议在无人系统中的应用

一、CAN 总线标准帧与扩展帧的核心差异

CAN 总线定义了两种帧格式：标准帧（Standard Frame）和扩展帧（Extended Frame），主要区别在于标识符（ID）长度和帧格式结构。以下是详细对比：

1. 标识符（ID）长度与含义

对比项	标准帧（CAN 2.0A）	扩展帧（CAN 2.0B）
ID 长度	11 位（0~2047）	29 位（0~536,870,911）
ID 范围	0x000~0x7FF	0x0000000~0x1FFFFFFF
ID 用途	用于仲裁优先级（ID 越小，优先级越高）	除仲裁外，高 11 位可复用标准帧 ID，低 18 位扩展功能
典型应用	车身控制（如灯光、门窗）	复杂系统（如自动驾驶传感器、动力系统）

2. 帧结构对比

标准帧结构：

plaintext

[SOF] [11位ID] [RTR] [IDE] [r0] [DLC] [0~8字节数据] [CRC] [ACK] [EOF]

扩展帧结构：

plaintext

[SOF] [11位Base ID] [RTR] [IDE] [18位Extended ID] [r1,r0] [DLC] [0~8字节数据] [CRC] [ACK] [EOF]

• 关键差异字段：
  • IDE（Identifier Extension）：标准帧为 0，扩展帧为 1；
  • RTR（Remote Transmission Request）：请求远程节点发送数据（标准帧和扩展帧均有）；
  • DLC（Data Length Code）：指示数据场长度（0~8 字节）。

3. 仲裁机制差异

• 标准帧： 11 位 ID 直接参与仲裁，ID 值越小优先级越高；
• 扩展帧： 29 位 ID 参与仲裁，但分两个阶段：
  1. 先比较 11 位 Base ID；
  2. 若 Base ID 相同，再比较 18 位 Extended ID。