CAN FD 協議深入解析
FD 資料框架
前言
在我們之前的文章 《為什麼 CAN FD 很重要：超越傳統 CAN 的一大躍進》 中， 我們探討了 CAN FD 作為傳統 CAN 的演進歷程。從最初的 CAN，到 CAN 2.0A、CAN 2.0B， 直至今日的 CAN FD，這個協議持續不斷進化。
CAN 2.0A 引入了標準 11 位元識別符，而 CAN 2.0B 則擴展至 29 位元識別符。 然而，僅有 8 位元組的負載限制，以及 1 Mbps 的資料速率，已經不足以應付現代應用。 為了應對此需求，Bosch 推出了 CAN FD，支援最高 64 位元組 的負載， 資料速率最高可達 8 Mbps 甚至更高，並支援 位元率切換 (BRS)。
在本文中，我們將深入探討 CAN FD 資料框架的結構。
協議重點
| 協議版本 | 重點特色 |
|---|---|
| CAN 2.0A | 11 位元 – 標準識別符 |
| CAN 2.0B | 11/29 位元 – 標準 / 擴展識別符 |
| CAN FD | 64 位元組負載，資料速率最高可達 8 Mbps 或更高 |
FD 資料框架 – FDF 位元
FDF (FD Format) 位元位於 控制欄位 (Control Field)， 是確保與 CAN 2.0 向下相容的重要控制位元。
- FDF = 1 (隱性)：此框架視為 CAN FD
- FDF = 0 (顯性)：此框架視為傳統 CAN (CAN 2.0)
可變資料速率 (BRS)
CAN FD 框架在控制欄位中引入了 BRS (Bit Rate Switch) 標誌。
- BRS = 1 (隱性)：從仲裁速率切換到更快的資料速率，直到 CRC 定界符
- BRS = 0 (顯性)：傳輸維持在仲裁速率
注意：即使 BRS=0，該框架仍是 CAN FD，但不會提升傳輸速度。
錯誤狀態指示器 – ESI 位元
CAN FD 在控制欄位中新增了一個 ESI (Error State Indicator) 標誌。 它反映了發送節點的錯誤狀態：
| ESI | 錯誤狀態 |
|---|---|
| 0 (顯性) | 錯誤-主動 (Error-Active) |
| 1 (隱性) | 錯誤-被動 (Error-Passive) |
擴展的最大負載
CAN 2.0 僅支援最大 8 位元組 負載， 而 CAN FD 將此限制擴展至 64 位元組。
DLC (資料長度碼) 解讀
在 CAN 2.0 中，4 位元 DLC 欄位支援 0–8 位元組。 在 CAN FD 中，當 DLC 大於 8 時，對應至固定的負載長度。
| 資料位元組數 | DLC (二進位) |
|---|---|
| 0 | 0000 |
| 1 | 0001 |
| 2 | 0010 |
| 3 | 0011 |
| 4 | 0100 |
| 5 | 0101 |
| 6 | 0110 |
| 7 | 0111 |
| 8 | 1000 |
| 12 | 1001 |
| 16 | 1010 |
| 20 | 1011 |
| 24 | 1100 |
| 32 | 1101 |
| 48 | 1110 |
| 64 | 1111 |
範例
若傳輸資料長度 = 9 → DLC = 1001。 為了符合 12 位元組的需求，將會自動補齊 3 個填充位元組 (0x00)。
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FD 資料框架
前言
在我們之前的文章 《為什麼 CAN FD 很重要：超越傳統 CAN 的一大躍進》 中， 我們探討了 CAN FD 作為傳統 CAN 的演進歷程。從最初的 CAN，到 CAN 2.0A、CAN 2.0B， 直至今日的 CAN FD，這個協議持續不斷進化。
CAN 2.0A 引入了標準 11 位元識別符，而 CAN 2.0B 則擴展至 29 位元識別符。 然而，僅有 8 位元組的負載限制，以及 1 Mbps 的資料速率，已經不足以應付現代應用。 為了應對此需求，Bosch 推出了 CAN FD，支援最高 64 位元組 的負載， 資料速率最高可達 8 Mbps 甚至更高，並支援 位元率切換 (BRS)。
在本文中，我們將深入探討 CAN FD 資料框架的結構。
協議重點
| 協議版本 | 重點特色 |
|---|---|
| CAN 2.0A | 11 位元 – 標準識別符 |
| CAN 2.0B | 11/29 位元 – 標準 / 擴展識別符 |
| CAN FD | 64 位元組負載，資料速率最高可達 8 Mbps 或更高 |
FD 資料框架 – FDF 位元
FDF (FD Format) 位元位於 控制欄位 (Control Field)， 是確保與 CAN 2.0 向下相容的重要控制位元。
- FDF = 1 (隱性)：此框架視為 CAN FD
- FDF = 0 (顯性)：此框架視為傳統 CAN (CAN 2.0)
可變資料速率 (BRS)
CAN FD 框架在控制欄位中引入了 BRS (Bit Rate Switch) 標誌。
- BRS = 1 (隱性)：從仲裁速率切換到更快的資料速率，直到 CRC 定界符
- BRS = 0 (顯性)：傳輸維持在仲裁速率
注意：即使 BRS=0，該框架仍是 CAN FD，但不會提升傳輸速度。
錯誤狀態指示器 – ESI 位元
CAN FD 在控制欄位中新增了一個 ESI (Error State Indicator) 標誌。 它反映了發送節點的錯誤狀態：
| ESI | 錯誤狀態 |
|---|---|
| 0 (顯性) | 錯誤-主動 (Error-Active) |
| 1 (隱性) | 錯誤-被動 (Error-Passive) |
擴展的最大負載
CAN 2.0 僅支援最大 8 位元組 負載， 而 CAN FD 將此限制擴展至 64 位元組。
DLC (資料長度碼) 解讀
在 CAN 2.0 中，4 位元 DLC 欄位支援 0–8 位元組。 在 CAN FD 中，當 DLC 大於 8 時，對應至固定的負載長度。
| 資料位元組數 | DLC (二進位) |
|---|---|
| 0 | 0000 |
| 1 | 0001 |
| 2 | 0010 |
| 3 | 0011 |
| 4 | 0100 |
| 5 | 0101 |
| 6 | 0110 |
| 7 | 0111 |
| 8 | 1000 |
| 12 | 1001 |
| 16 | 1010 |
| 20 | 1011 |
| 24 | 1100 |
| 32 | 1101 |
| 48 | 1110 |
| 64 | 1111 |
範例
若傳輸資料長度 = 9 → DLC = 1001。 為了符合 12 位元組的需求，將會自動補齊 3 個填充位元組 (0x00)。
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前言
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CAN 2.0A 引入了標準 11 位元識別符，而 CAN 2.0B 則擴展至 29 位元識別符。 然而，僅有 8 位元組的負載限制，以及 1 Mbps 的資料速率，已經不足以應付現代應用。 為了應對此需求，Bosch 推出了 CAN FD，支援最高 64 位元組 的負載， 資料速率最高可達 8 Mbps 甚至更高，並支援 位元率切換 (BRS)。
在本文中，我們將深入探討 CAN FD 資料框架的結構。
協議重點
| 協議版本 | 重點特色 |
|---|---|
| CAN 2.0A | 11 位元 – 標準識別符 |
| CAN 2.0B | 11/29 位元 – 標準 / 擴展識別符 |
| CAN FD | 64 位元組負載，資料速率最高可達 8 Mbps 或更高 |
FD 資料框架 – FDF 位元
FDF (FD Format) 位元位於 控制欄位 (Control Field)， 是確保與 CAN 2.0 向下相容的重要控制位元。
- FDF = 1 (隱性)：此框架視為 CAN FD
- FDF = 0 (顯性)：此框架視為傳統 CAN (CAN 2.0)
可變資料速率 (BRS)
CAN FD 框架在控制欄位中引入了 BRS (Bit Rate Switch) 標誌。
- BRS = 1 (隱性)：從仲裁速率切換到更快的資料速率，直到 CRC 定界符
- BRS = 0 (顯性)：傳輸維持在仲裁速率
注意：即使 BRS=0，該框架仍是 CAN FD，但不會提升傳輸速度。
錯誤狀態指示器 – ESI 位元
CAN FD 在控制欄位中新增了一個 ESI (Error State Indicator) 標誌。 它反映了發送節點的錯誤狀態：
| ESI | 錯誤狀態 |
|---|---|
| 0 (顯性) | 錯誤-主動 (Error-Active) |
| 1 (隱性) | 錯誤-被動 (Error-Passive) |
擴展的最大負載
CAN 2.0 僅支援最大 8 位元組 負載， 而 CAN FD 將此限制擴展至 64 位元組。
DLC (資料長度碼) 解讀
在 CAN 2.0 中，4 位元 DLC 欄位支援 0–8 位元組。 在 CAN FD 中，當 DLC 大於 8 時，對應至固定的負載長度。
| 資料位元組數 | DLC (二進位) |
|---|---|
| 0 | 0000 |
| 1 | 0001 |
| 2 | 0010 |
| 3 | 0011 |
| 4 | 0100 |
| 5 | 0101 |
| 6 | 0110 |
| 7 | 0111 |
| 8 | 1000 |
| 12 | 1001 |
| 16 | 1010 |
| 20 | 1011 |
| 24 | 1100 |
| 32 | 1101 |
| 48 | 1110 |
| 64 | 1111 |
範例
若傳輸資料長度 = 9 → DLC = 1001。 為了符合 12 位元組的需求，將會自動補齊 3 個填充位元組 (0x00)。
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協議重點
| 協議版本 | 重點特色 |
|---|---|
| CAN 2.0A | 11 位元 – 標準識別符 |
| CAN 2.0B | 11/29 位元 – 標準 / 擴展識別符 |
| CAN FD | 64 位元組負載，資料速率最高可達 8 Mbps 或更高 |
FD 資料框架 – FDF 位元
FDF (FD Format) 位元位於 控制欄位 (Control Field)， 是確保與 CAN 2.0 向下相容的重要控制位元。
- FDF = 1 (隱性)：此框架視為 CAN FD
- FDF = 0 (顯性)：此框架視為傳統 CAN (CAN 2.0)
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- BRS = 1 (隱性)：從仲裁速率切換到更快的資料速率，直到 CRC 定界符
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注意：即使 BRS=0，該框架仍是 CAN FD，但不會提升傳輸速度。
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| ESI | 錯誤狀態 |
|---|---|
| 0 (顯性) | 錯誤-主動 (Error-Active) |
| 1 (隱性) | 錯誤-被動 (Error-Passive) |
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DLC (資料長度碼) 解讀
在 CAN 2.0 中，4 位元 DLC 欄位支援 0–8 位元組。 在 CAN FD 中，當 DLC 大於 8 時，對應至固定的負載長度。
| 資料位元組數 | DLC (二進位) |
|---|---|
| 0 | 0000 |
| 1 | 0001 |
| 2 | 0010 |
| 3 | 0011 |
| 4 | 0100 |
| 5 | 0101 |
| 6 | 0110 |
| 7 | 0111 |
| 8 | 1000 |
| 12 | 1001 |
| 16 | 1010 |
| 20 | 1011 |
| 24 | 1100 |
| 32 | 1101 |
| 48 | 1110 |
| 64 | 1111 |
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-
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