CAN總線網(wǎng)絡(luò)下標(biāo)準(zhǔn)幀與擴(kuò)展幀共存是否會引發(fā)沖突？

點(diǎn)擊上方藍(lán)色字體，關(guān)注我們

在同一CAN總線網(wǎng)絡(luò)上混合使用標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀是技術(shù)上可行的，但實(shí)際中可能引發(fā)優(yōu)先級不平衡、標(biāo)識符沖突和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載增加等問題。

1

CAN協(xié)議規(guī)范的支持

CAN協(xié)議（如CAN 2.0B）明確支持標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀的混合使用。

在幀的仲裁階段，標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀是兼容的，因?yàn)閿U(kuò)展幀的標(biāo)識符會通過“IDE位”（標(biāo)識符擴(kuò)展位）進(jìn)行區(qū)分：

標(biāo)準(zhǔn)幀的IDE位為0。

擴(kuò)展幀的IDE位為1。

在仲裁階段：如果兩種幀同時競爭，標(biāo)準(zhǔn)幀因其標(biāo)識符字段較短，在仲裁中優(yōu)先級更高（假設(shè)標(biāo)識符的前11位相同）。

擴(kuò)展幀可能需要退避，等待總線空閑后重新發(fā)送。

2

硬件層面的兼容性

早期的CAN控制器可能只支持標(biāo)準(zhǔn)幀（如僅支持CAN 2.0A）。

大多數(shù)現(xiàn)代CAN控制器支持CAN 2.0B協(xié)議，能夠接收和處理兩種幀格式。

混合使用時，需要合理配置CAN控制器的濾波器和掩碼。

如果濾波器設(shè)計不當(dāng)，可能會導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)幀或擴(kuò)展幀被錯誤丟棄或誤識別。

某些硬件濾波器資源有限，擴(kuò)展幀的標(biāo)識符長度較長，可能增加濾波配置復(fù)雜性。

3

應(yīng)用層面的問題

(1) 優(yōu)先級干擾

標(biāo)準(zhǔn)幀的優(yōu)先級天然高于擴(kuò)展幀，可能導(dǎo)致擴(kuò)展幀在負(fù)載較高的網(wǎng)絡(luò)中被頻繁延遲。

如果應(yīng)用中擴(kuò)展幀承載的是時間敏感的數(shù)據(jù)，需特別注意。

(2) 標(biāo)識符沖突

擴(kuò)展幀的前11位可能與標(biāo)準(zhǔn)幀的標(biāo)識符相同，容易產(chǎn)生混淆。例如：標(biāo)準(zhǔn)幀標(biāo)識符：0x7FF。

擴(kuò)展幀標(biāo)識符：0x7FF1234 如果應(yīng)用層處理邏輯未正確區(qū)分IDE位，可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)解析錯誤。

(3) 帶寬和負(fù)載

擴(kuò)展幀的幀長度比標(biāo)準(zhǔn)幀長，傳輸擴(kuò)展幀需要占用更多的總線時間。

在高負(fù)載網(wǎng)絡(luò)中，擴(kuò)展幀的使用可能加劇總線擁堵，影響通信實(shí)時性。

(4) 應(yīng)用協(xié)議要求

高層協(xié)議（如CANopen、J1939）可能對幀格式有特定要求。例如：

CANopen通常使用標(biāo)準(zhǔn)幀。J1939則基于擴(kuò)展幀。

4

設(shè)計與優(yōu)化建議

(1) 通信規(guī)劃

在設(shè)計階段，盡量為標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀分配不同的功能域，避免標(biāo)識符沖突。

關(guān)鍵實(shí)時數(shù)據(jù)盡量使用標(biāo)準(zhǔn)幀，以減少仲裁延遲。

(2) 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載評估

定期評估網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，確保擴(kuò)展幀的引入不會導(dǎo)致總線擁堵。

(3) 協(xié)議設(shè)計

如果混用不可避免，可以在應(yīng)用層協(xié)議中增加幀類型區(qū)分邏輯，確保IDE位的正確解析。

(4) 硬件選擇

確保使用支持混合模式的CAN控制器，選擇擁有足夠?yàn)V波器資源的硬件。

通過合理的通信規(guī)劃、高效的濾波器配置以及負(fù)載管理，可以有效避免問題。

根據(jù)應(yīng)用需求，還可以考慮采用其他高層協(xié)議（如CAN FD）進(jìn)一步優(yōu)化通信性能。

點(diǎn)擊閱讀原文，更精彩~