can总线报文是固定的吗_CAN总线负载率的计算方式

今天这篇文章主要是介绍当前汽车中使用的总线的类型及负载率的计算方式，用于汽车电子工程师学习及应用在日常工作中；当前汽车中常见总线类型是CAN，CAN FD， FlexRay及LIN总线；今天我们先介绍CAN总线计算方式，在以后文章中介绍CAN FD等其它总线计算方式；

控制器局域网 (Controller Area Network，简称CAN或者CAN bus) 是一种功能丰富的车用总线(英语：Vehicle bus)标准。被设计用于在不需要主机(Host)的情况下，允许网络上的单片机和仪器相互通信。它基于消息传递协议；基于信息导向传输协定的广播机制(Broadcast Communication Mechanism)上。其根据信息的内容，利用信息标志符(Message Identifier，每个标志符在整个网络中独一无二)来定义内容和消息的优先顺序进行传递；

在计算CAN报文的负载率前，我们需要知道CAN数据帧的构造，如下图：

基于数据场为8Bytes，CAN的一帧报文的长度是108bit，这个是不包含位填充；

这里需要引入CAN位填充机制介绍：CAN传输器会在相同极性的五个连续位之后插入一个相反的极性的位，以确保足够的转换来保持同步。这种做法被称为位填充，并且对于CAN这样的不归零(NRZ)编码是必要的。填充的数据帧由接收器去掉填充。

除了CRC定界符，ACK字段和结束位这样固定字长的区域之外，帧中其他所有字段都会被填充，这些字段是固定大小且未被填充。在使用位填充的字段中，具有相同极性的六个连续位(111111或000000)被视为错误。当检测到错误时，节点可以发送主动错误标志。主动错误标志由六个连续的显性位组成，违反了位填充规则。

位填充意味着数据帧可能比上述表中列举的预期的要长。CAN帧(基本格式下)的最大尺寸的情况是

11111000011110000...

被填充为：(填充位用粗体显示)

111110000011111000001...

填充位本身可能成为五个连续相同位中的第一个，所以在最坏的情况下，每四个原始位有一个填充位

CAN报文长度决定CAN的负载率大小，需要考虑位填充的Worst Case情况，所以我们总结如下计算CAN报文长度公式：

n代表报文数据场长度，一般为8；8n+47是填充前帧的长度，在最坏情况下，原数据除了第一个4位后，在每个4位后增加一位(所以分子减去1)，同时由于位的结构，固有的47位中只有34位能够被填充；

8 Bytes的数据场的CAN报文长度：132bit+3bit=135bit,所以135bit是CAN 8Bytes的帧长度；

CAN的传输速率普遍设置为500kb/s，基于这个传输速率计算1bit的传输时间：

1Kbit=1000bit

CAN报文的负载率计算方式：

1bit传输时间：1/500000=0.002
135*0.002 = 0.27
一帧10ms报文的负载率： 0.27/10*100%/1=2.7%

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