CAN (Controller Area Network)-bussen er en udbredt seriel kommunikationsprotokol, der er særligt velegnet til automobil- og industriel automationssektorer. Meddelelsestyper på CAN-bussen kan groft kategoriseres som følger, hvor hver type har sit specifikke formål og format.
I. Dataramme
Datarammen er den mest basale meddelelsestype på CAN-bussen og bruges til at overføre data mellem noder. En dataramme består af flere segmenter, inklusive start af ramme, voldgiftsfelt, kontrolfelt, datafelt, CRC-felt, ACK-felt og slutning af ramme.
1. Start af ramme (SOF)
- Definition: Et segment, der angiver starten af en dataramme, bestående af en enkelt aktiv bit (logisk 0).
- Funktion: Når bussen er inaktiv, sender den transmitterende node Start of Frame; andre modtagende noder synkroniseres til denne Start of Frame-bit.
2. Voldgiftsfelt
- Definition: Et segment, der angiver rammens prioritet. Afhængigt af længden af voldgiftsfeltets ID-kode klassificeres rammer som standardrammer (CAN 2.0A) og udvidede rammer (CAN 2.0B).
- Indhold: Voldgiftsfeltet i en standard-formatramme består af en 11-bit identifikator (ID) og en remote transmit request (RTR) bit; voldgiftsfeltet for en ramme i udvidet format består af en 29-bit identifikator og en RTR-bit.
- Funktion: Bruges til at bestemme typen af ramme, der sendes (dataramme eller fjernbetjeningsramme) og rammeformatet (standardramme eller udvidet ramme), samt til at fastlægge rammens prioritet.
3. Kontrolfelt
- Definition: Et felt, der specificerer antallet af bytes i dataene og de reserverede bits.
- Indhold: Indeholder Data Length Code (DLC) og to reserverede bits (r0, r1). DLC angiver antallet af bytes i datafeltet, som kan variere fra 0 til 8 bytes.
- Funktion: Informerer den modtagende node om længden af datafeltet, så dataene kan modtages korrekt.
4. Datafelt
- Definition: Indholdet af dataene; 0 til 8 bytes data kan overføres.
- Formål: At overføre de faktiske dataoplysninger.
5. CRC-felt (cyklisk redundanskontrolfelt)
- Definition: Et felt, der bruges til at kontrollere for transmissionsfejl i en ramme, bestående af en CRC-sekvens og en CRC-afgrænser.
- Funktion: Sikrer dataintegritet og nøjagtighed gennem CRC-verifikation.
6. ACK-felt (Acknowledgement Field)
- Definition: Et segment, der angiver bekræftelse af vellykket modtagelse, bestående af en ACK-slot og en ACK-afgrænser.
- Funktion: Når modtageren modtager en gyldig besked korrekt, sender den en positiv bit til senderen under ACK-slottet for at bekræfte modtagelsen.
7. End of Frame (EOF)
- Definition: Et segment, der angiver slutningen af en dataramme, bestående af 7 negative bits.
- Funktion: Signalerer slutningen af datarammen.
II. Fjernramme
En fjernramme bruges til at anmode om transmission af en dataramme med samme ID. Når en modtagende node har brug for visse data, men ikke har dem, sender den en fjernramme for at anmode om, at den transmitterende node sender den tilsvarende dataramme. Strukturen af en fjernramme svarer til en datarammes struktur, men datasegmentet er tomt, og RTR-bitten er sat til 1.
III. Fejlramme
En fejlramme består af to felter: fejlflaget og fejlafgrænseren. Når en modtagende node detekterer en fejl i en meddelelse på bussen, sender den automatisk et "aktivt fejlflag"; andre knudepunkter, efter detektering af det aktive fejlflag, sender et "fejlkvitteringsflag." Transmissionen af en fejlramme afbryder den aktuelle buskommunikation, indtil fejlen er løst.
IV. Overbelastningsramme
En overbelastningsramme består af et overbelastningsflag og en overbelastningsseparator. En overbelastningsramme transmitteres, når det modtagende knudepunkt kræver overdreven tid til at behandle de aktuelle data før modtagelse af den næste ramme, eller når et dominerende niveau detekteres i interframe-rumfeltet. Transmissionen af en overbelastningsramme forsinker transmissionen af efterfølgende rammer for at sikre, at kommunikationen på bussen ikke afbrydes på grund af overbelastning.
V. Andre meddelelsestyper
Ud over de fire grundlæggende meddelelsestyper nævnt ovenfor, definerer CAN-busprotokollen adskillige andre specielle meddelelsestyper, såsom Interframe Space og N_PCI meddelelsestyperne (f.eks. enkelt ramme, startramme, kontinuerlig ramme, flowkontrolramme osv.). Disse meddelelsestyper bruges i specifikke kommunikationsscenarier for at opfylde forskellige kommunikationskrav.
Oversigt
Meddelelsestyper på CAN-bussen omfatter grundlæggende typer såsom datarammer, fjernbetjeningsrammer, fejlrammer og overbelastningsrammer, såvel som specielle typer såsom Interframe Space og N_PCI meddelelsestyper. Hver meddelelsestype har sin specifikke struktur og formål, der tilsammen danner grundlaget for CAN-buskommunikation. I praktiske applikationer sikrer valget af den passende meddelelsestype til datatransmission baseret på specifikke kommunikationskrav pålidelig og effektiv kommunikation.