CAN Bus 訊框格式

訊框(Frame)是包含由傳送器送出的完整訊號的資料封包。在 CAN 協定中具有四種訊框，分別為傳送資料的 1)資料格式(Data Frame)、向遠端要求資料的 2) 遠端訊框(Remote Transmit Request Frame)、向節點報告出錯的 3) 誤碼訊框(Error Frame)、節點電路尚未 準備好會要求延遲傳送的 4) 額負載訊框(Overload Frame)。由於 CAN

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是採差分訊號的形式來傳輸，所以訊號可分 CAN-L 跟 CAN-H，CAN-H 的訊號方向與 CAN-L 相反，下列敘述我們以 CAN-L 作為標準來分析 of Frame）、仲裁域（又包括識別碼和 RTR）、控制域（Control Field）

（又包括 IDE、r0 和資料長度碼）、資料欄（Data Field）、迴圈 冗 餘 碼 檢 驗 （ Cyclic Redundancy Check ， CRC ） 域 、 確 認 域

（Acknowledgement Field），以及訊框終點（End of Frame）等。

(1) Start of frame

任何格式起始位元一定為 0，表示要求遠方傳資料回來。

(2) Arbitration Field

Identifier 為 11bits 主要功能是訊號發送時的順序排列，數值

圖 4.3 資料訊框

1

Start of frame ID10 ID0 RTR

Arbitration

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越小優先權越高，而排列由 ID-10 至 ID-0，而 ID-10 至 ID-4 不可皆為 1。最後 RTR(Remote Transmit Request) 為傳送或遠 程要求的判斷位元，當 RTR=0 表示傳 Data 出去，RTR=1 表 示要求遠方傳資料回來。

(3) Control Field

控制段由 6 個位元組成，包括數據長度代碼和兩個將來作為 擴展格式用的保留位元。所發送的保留位元必需為 0。接收器 接收所有由 0 和 1 組合在一起的位元。如圖 4.4 控制段的 IDE 和 RB0 是保留位元一定是 0，後面的 4bit 只能是 0-8，表示後 續 data 段將傳幾個 bytes 的資料。

(4) Data Field

所需要傳的資料，先傳 MSB，只能傳 0-8 bytes 的 Data。

(5) CRC Field

如圖 4.5 所示，16bit CRC 驗證碼，最後一個 Del 為界定符，

固定為 1。

(6) Ack Field

此為接收端的回傳訊息，有兩個位元，最後一個 Del 為界定 符，固定為 1。若接收成功 Ack 就回傳 0，則傳送端就知道接 收端已接收到資料。

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(7) END of Frame

1111111 表示結束。

2 擴展格式

如圖 4.6，資料訊框包含 Start of bit(SOB)、Arbitration Field、Control Field、.Data Filed、CRC Filed、ACK Filed、END of Frame 等七小

圖 4.5 CRC 檢驗欄與確認欄

DEL ACK DEL

Ack

IDE RB0 DLC3 DLC0

Reserived Bits

4 bits Data Length

Code

圖 4.4 控制欄與資料欄

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節。不過 Arbitration Field 的部分多了 18bit，而 SRR 與 IDE 皆為 1。

3 向遠端要求資料的遠程格式(Remote Transmit Request Frame)

如圖 4.7 所示，當 RTR=1，表示向遠端要求資料的遠程格式 Remote Transmit Request Frame，此時的 DLC3..DLC0 為所需回傳資料的 Data bytes。且此格式無 Data Filed。

圖 4.6 擴展格式資料訊框

1 1 0 0 0 1 1

ID28 ID18 SRR IDE ID17 ID0 RTR R1 R0 Del

DLC0

DLC3 ACK Del

32 bits Arbitration Field

6 bits Control Field

0 - 64 bits Data Field

15 bits

Reserived Bits

11 msb Identifier

18 lsb Identifier

Start of frame End of frame (7 bits)

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Start of frame ID10 ID0 RTR IDE RB0 DLC3 DLC0 Del

Del ACK

Reserived Bits

6 bits

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5 要求延遲傳送的過載格式(Overload Frame) 有兩個方式會產生過載格式：

(1) 節點的內部條件節點處理資料中，對於下一筆資料需要延 遲。

(2) 起始於第一個間歇期間位元。間歇期間檢測到’0’， 起始於檢 測到間歇期間為’0’的下一個位元。

如圖 4.9，過載標誌會發出六個’0’，此六個’0’會破壞間歇的格式，

使其他節點知道此時有節點發出過載標誌。當發送完過載標誌，

節點會發出 8 個’1’，其他節點也會在完成後發出 7 個’1’。

報文間的空隙分為間歇與 bus 空閒兩種。間歇為 3 個’1’，此期間 不可傳送任何訊息，除了過載格式例外。bus 空閒為各節點都未發 送資料，所以此長度示任意的，任何節點都可在此時發送自己的

圖 4.8 出錯格式

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

Flag

Error Delimiter

8 bits 6 bits

6~12 bits Superposition of

Error Flags

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資料。當有節點處於錯誤被動，會在間歇後發出 8 個’1’，讓其他 的節點有機會重發自己的資訊。