我知道，我對(duì)與電子有關(guān)的所有事情都很著迷，但不論從哪個(gè)角度看，今天的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)，都顯得“鶴立雞群”，真是非常棒的器件。如果在這個(gè)智能時(shí)代，在這個(gè)領(lǐng)域，想擁有一技之長(zhǎng)的你還沒(méi)有關(guān)注FPGA，那么世界將拋棄你，時(shí)代將拋棄你。作者ALIFPGA，多年FPGA開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，所有文章皆為多年學(xué)習(xí)和工作經(jīng)驗(yàn)之總結(jié)。

CAN總線是一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，其通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗(yàn)、優(yōu)先級(jí)判別等項(xiàng)工作。

CAN總線結(jié)構(gòu)

CAN總線規(guī)范采用了ISO-OSI（Open System Interconnection Reference Model，開(kāi)放式通信系統(tǒng)互聯(lián)參考模型）的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有三種不同的器件與之相對(duì)應(yīng)。

對(duì)應(yīng)物理層的是收發(fā)器；

對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)鏈路層的是CAN控制器；

應(yīng)用層上主要是用戶特殊的應(yīng)用，對(duì)應(yīng)的器件是微控制器。

CAN總線標(biāo)準(zhǔn)幀

標(biāo)準(zhǔn)幀11位標(biāo)識(shí)符。

幀類型數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯(cuò)誤幀和過(guò)載幀

數(shù)據(jù)幀：數(shù)據(jù)幀攜帶數(shù)據(jù)從發(fā)送器至接收器。總線上傳輸?shù)拇蠖嗍沁@個(gè)幀。

遠(yuǎn)程幀：由總線單元發(fā)出，請(qǐng)求發(fā)送具有同一識(shí)別符的數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀（或遠(yuǎn)程幀）通過(guò)幀間空間與其他各幀分開(kāi)。

錯(cuò)誤幀：任何單元一但檢測(cè)到總線錯(cuò)誤就發(fā)出錯(cuò)誤幀。

過(guò)載幀：過(guò)載幀用以在先行的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀（或遠(yuǎn)程幀）之間提供一附加的延時(shí)。

幀以起始幀（SOF）位開(kāi)始， SOF 為顯性狀態(tài)，允許所有節(jié)點(diǎn)的硬同步。SOF之后是仲裁字段，由12個(gè)位組成，分別為11個(gè)標(biāo)識(shí)位和一個(gè)遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求（Remote TransmissionRequest， RTR）位。RTR 位用于區(qū)分報(bào)文是數(shù)據(jù)幀

（RTR 位為顯性狀態(tài)）還是遠(yuǎn)程幀（RTR 位為隱性狀態(tài)）。

仲裁字段之后是控制字段，由6 個(gè)位組成。控制字段的第一位為標(biāo)識(shí)擴(kuò)展（Identifier Extension，IDE）位，該位應(yīng)是顯性狀態(tài)來(lái)指定標(biāo)準(zhǔn)幀。標(biāo)識(shí)擴(kuò)展位的下一位為零保留位（RB0），CAN 協(xié)議將其定義為顯性位。控制

字段的其余4 位為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼（Data Length Code，DLC），用來(lái)指定報(bào)文中包含的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)（0 到8 字節(jié)）。

控制字段之后為數(shù)據(jù)字段，包含要發(fā)送的任何數(shù)據(jù)字節(jié)。數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度由上述DLC 定義（0 到8 字節(jié)）。

數(shù)據(jù)字段之后為循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）字段，用來(lái)檢測(cè)報(bào)文傳輸錯(cuò)誤。CRC 字段包含一個(gè)15 位的CRC 序列，之后是隱性的CRC 定界位。

最后一個(gè)字段是確認(rèn)字段（ACK），由2 個(gè)位組成。在確認(rèn)時(shí)隙（ACK Slot）位執(zhí)行期間，發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)出一個(gè)隱性位。任何收到無(wú)錯(cuò)誤幀的節(jié)點(diǎn)會(huì)發(fā)回一個(gè)顯性位（無(wú)論該節(jié)點(diǎn)是否配置為接受該報(bào)文與否）來(lái)確認(rèn)幀收到無(wú)誤。確認(rèn)字段以隱性確認(rèn)定界符結(jié)束，該定界符可能不允許被改寫為顯性位。