在【CAN通讯系列3】如何学习CAN通讯？中举了一个例子：新能源汽车要实现驱动功能，先需要整车控制器VCU计算目标转速或扭矩请求等信号，再通过CAN通讯传递给电机控制器MCU，就这个例子继续探讨CAN通讯的基础问题。

         

     

1 CAN数据帧的数据段

VCU需要MCU传递（发送）一些信号，假设有：

• 信号1：目标转速请求信号

• 信号2：目标转矩请求信号

• 信号3：目标转速请求有效标志信号

• ……

• 信号x：目标转矩请求有效标志信号

VCU是将这些信号一个接一个使用CAN通讯发送给MCU？还是将它们打包或捆绑到一起，再使用CAN通讯发送给MCU？

这个答案较明显，肯定不希望一个接一个形式发送，你想象一下，如果VCU有上百个信号要发送，这样效率太低，实时性也会有问题。选择捆绑到一起，即多个信号绑在一起，面临2个问题：

• 信号如何绑到一起？比如谁接着谁

• 信号捆绑有大小限制吗？是一下子能捆10个还是捆100个？

针对这2个问题，在CAN数据帧中，定义一个数据段，用来放信号，如下示意的红圈部分：

该数据段的大小有8个字节，即64位。这是怎样个概念？比如目标转速请求信号通常占用16位，那就意味着数据段最多能放4个这样的信号。

当然并不是每个信号都会占用16位，比如目标转速请求有效标志信号只占用1位，油门踏板深度信号占用8位，油门踏板深度有效标志信号占用2位。这时将如何将这些信号塞进到数据段呢？

首先，按最小单位为位，对该数据段做了规定，如下表所示：

列向表示字节序号，从上往下，第0个字节到第7个字节；

行向表示每个字节的位，从右往左，bit0到bit7。

然后，把上述VCU的信号排入到这个表，如下所示。

可以看到数据段还是可以装入很多信号，但是如果除了表中的这些信号，VCU还有更多的信号需要发送，那又将如何处理呢？

显然，还需要额外的数据段来装剩下的信号，一个数据段不够，那就再用一个数据段，直到够用为止。此时，又一个问题产生了，怎么区别这些数据段呢？

2 CAN数据帧的仲裁段

自然地，当然希望每一个数据段都有一个标识或者记号。因此在CAN数据帧中，定义一个仲裁段，其中就包含ID（标识）信息。就好比如上图数据段对应仲裁段的ID为001，额外添加的一个数据段给它定义ID为002, 以此类推，不难理解，可以根据需要先定义多个ID，然后在对应该ID的数据段去部署信号，如下所示：

3 CAN数据帧的控制段

理论上，我们是可以给数据段装满信号，但是VCU信号如果不够，必然有些ID的数据段装不满，这时为了让接收方MCU更准确地获取信息，在CAN数据帧中，定义一个控制段，其中包含数据段的长度信息（以字节为单位）。比如在控制段定义了长度为6个字节，那么MCU收到这条报文时，能够明确知道有效数据长度是6个字节，后2字节就可以忽略。因此，除了定义仲裁段的报文ID，数据段的信号排列关系，还需要在控制段定义的长度信息，如下示意：

4 小结

本着从实际问题出发，信号如何从一个控制器传递到另一个控制器，本文展现了这么一个自然的思考过程，我想应该对本文的例子（VCU如何通过CAN通讯发送给MCU信号）有了一个初步的认识，当然，其中也引入CAN数据帧定义的相关内容，我想通过理论与实际相结合的方式，更有助于理解CAN标准或协议这些相对抽象的内容，甚至会发现这些标准或协议是如何精妙。

为了深入了解CAN协议，下篇文章将对CAN数据帧的定义做详细的介绍，敬请关注。

source: vector learning