CAN-bussen (Controller Area Network) är ett allmänt använt seriellt kommunikationsprotokoll, speciellt lämpat för fordons- och industriautomationssektorerna. Meddelandetyper på CAN-bussen kan brett kategoriseras enligt följande, där varje typ har sitt specifika syfte och format.
I. Dataram
Dataramen är den mest grundläggande meddelandetypen på CAN-bussen och används för att överföra data mellan noder. En dataram består av flera segment, inklusive start av ram, skiljedomsfält, kontrollfält, datafält, CRC-fält, ACK-fält och ramslut.
1. Start av bildruta (SOF)
- Definition: Ett segment som indikerar början av en dataram, bestående av en enda aktiv bit (logisk 0).
- Funktion: När bussen är ledig sänder den sändande noden Start of Frame; andra mottagande noder synkroniseras med denna Start of Frame-bit.
2. Skiljedomsfält
- Definition: Ett segment som anger ramens prioritet. Beroende på längden på skiljedomsfältets ID-kod klassificeras ramar som standardramar (CAN 2.0A) och utökade ramar (CAN 2.0B).
- Innehåll: Skiljedomsfältet för en ram i standard-format består av en 11-bitars identifierare (ID) och en bit för begäran om fjärröverföring (RTR); skiljefältet för en ram med utökat format består av en 29-bitars identifierare och en RTR-bit.
- Funktion: Används för att bestämma typen av ram som sänds (dataram eller fjärrkontrollram) och ramformat (standardram eller utökad ram), samt för att fastställa ramens prioritet.
3. Kontrollfält
- Definition: Ett fält som anger antalet byte i datan och de reserverade bitarna.
- Innehåll: Innehåller Data Length Code (DLC) och två reserverade bitar (r0, r1). DLC:n anger antalet byte i datafältet, som kan variera från 0 till 8 byte.
- Funktion: Informerar den mottagande noden om längden på datafältet så att data kan tas emot korrekt.
4. Datafält
- Definition: Innehållet i uppgifterna; 0 till 8 byte data kan överföras.
- Syfte: Att överföra den faktiska datainformationen.
5. CRC-fält (cykliskt redundanskontrollfält)
- Definition: Ett fält som används för att kontrollera överföringsfel i en ram, som består av en CRC-sekvens och en CRC-avgränsare.
- Funktion: Säkerställer dataintegritet och noggrannhet genom CRC-verifiering.
6. ACK-fält (Acknowledgement Field)
- Definition: Ett segment som indikerar bekräftelse på framgångsrik mottagning, bestående av en ACK-fack och en ACK-avgränsare.
- Funktion: När mottagaren korrekt tar emot ett giltigt meddelande, skickar den en positiv bit till sändaren under ACK-slitsen för att bekräfta mottagandet.
7. End of Frame (EOF)
- Definition: Ett segment som indikerar slutet av en dataram, bestående av 7 negativa bitar.
- Funktion: Signalerar slutet av dataramen.
II. Fjärrram
En fjärrram används för att begära överföring av en dataram med samma ID. När en mottagande nod behöver viss data men inte har den, skickar den en fjärrram för att begära att den sändande noden skickar motsvarande dataram. Strukturen för en fjärrbildram liknar den för en dataram, men datasegmentet är tomt och RTR-biten är inställd på 1.
III. Felram
En felram består av två fält: felflaggan och felavgränsaren. När en mottagande nod upptäcker ett fel i ett meddelande på bussen, sänder den automatiskt en "aktiv felflagga"; andra noder, vid detektering av den aktiva felflaggan, skickar en "error acknowledgement flag". Sändningen av en felram avbryter aktuell busskommunikation tills felet har åtgärdats.
IV. Överbelastningsram
En överbelastningsram består av en överbelastningsflagga och en överbelastningsseparator. En överbelastningsram sänds när den mottagande noden kräver överdriven tid för att bearbeta aktuell data innan nästa ram tas emot, eller när en dominant nivå detekteras i mellanramsutrymmesfältet. Sändningen av en överbelastningsram fördröjer överföringen av efterföljande ramar för att säkerställa att kommunikationen på bussen inte avbryts på grund av överbelastning.
V. Andra meddelandetyper
Förutom de fyra grundläggande meddelandetyperna som nämnts ovan, definierar CAN-bussprotokollet flera andra speciella meddelandetyper, såsom Interframe Space och N_PCI meddelandetyper (t.ex. enstaka ram, startram, kontinuerlig ram, flödeskontrollram, etc.). Dessa meddelandetyper används i specifika kommunikationsscenarier för att möta olika kommunikationskrav.
Sammanfattning
Meddelandetyper på CAN-bussen inkluderar grundläggande typer som dataramar, fjärrkontrollramar, felramar och överbelastningsramar, såväl som specialtyper som Interframe Space och N_PCI meddelandetyper. Varje meddelandetyp har sin specifika struktur och syfte, som tillsammans utgör grunden för CAN-busskommunikation. I praktiska tillämpningar säkerställer valet av lämplig meddelandetyp för dataöverföring baserat på specifika kommunikationskrav tillförlitlig och effektiv kommunikation.