1 经典CAN/CANFD网络拓扑分解

下图是一个多节点的CAN网络的拓扑图：多个ECU；双绞线（CAN H和CAN L，屏蔽层）；两个120欧姆的终端电阻。

注意：一个CAN网络至少有2个CAN节点，才能完成CAN网络的通信。原因是：一个节点发送的帧，需要其它节点去ACK。通过这张图你可以看出，一个ECU中集成了CAN控制器和CAN收发器。

下图是对一个ECU进一步分解。一个ECU在多个CAN网络中充当节点Node：

框图的最外层可以理解为ECU的PCB；CAN控制器在MCU芯片内部；MCU芯片和CAN收发器集成在该PCB上（也有收发器集成在MCU内部的情况，本博文以CAN收发器外置为例展开）。

一个ECU中，一组CAN控制器和CAN收发器的组合，称之为对应CAN网路中节点Node；一个ECU中，可能在多个CAN网络中担当“节点” 的角色。

MCU芯片和CAN收发器之间除了通过TX和RX（单向通信）进行通信外，还有SPI（用于配置收发器的寄存器，以及一些状态的获取…），在上图中没有画出。汽车电子中，常用的收发器有TJA 1145和ATA 6570……

2 CAN收发器“前后端的电平”

CAN收发器的作用是负责将数字电平与差分电平进行互转。

ECU发出的报文，通过MCU内部CAN控制器的TX发出报文的0和1数字电平序列，经过CAN收发器转成CAN H和CAN L的差分电平；

ECU发出报文的回采，以及ECU接收的报文，CAN收发器转换成0和1数字电平序列，通过RX发送给MCU内部的CAN控制器。

当CAN控制器与CAN收发器之间的TX从5V或者3.3V高电平变为0V低电平时，意味着CAN网络从隐性切换为显性，ECU可能在此时开始发送报文（例如CAN帧的第一个SOF位），或者ECU对接收帧置ACK。

当CAN控制器与CAN收发器之间的RX从5V或者3.3V高电平变为0V低电平时，意味着CAN网络从隐性切换为显性，CAN收发器可能在此时的回采ECU发出的CAN报文，或者接收其它ECU发出的帧。

注意：通常CAN收发器是5V供电，而MCU有5V供电，也有3.3V供电。对于3.3V供电的MCU，需要在MCU与CAN收发器之间，额外增加一个电平转换芯片，以匹配收发器的电平。

CAN H和CAN L的差分信号的显性和隐性，详见“【图解CAN总线】-2-详述CAN总线电平https://blog.csdn.net/qfmzhu/article/details/122804817”。

3 图解MCU芯片与CAN物理总线之间CAN报文收发过程

通过前面两个章节的学习，TX，RX和CAN H/L电平关系如下图。

3.1 TX，RX和CAN H/L电平变化：ECU接收一个报文

ECU接收到一个0x599报文。接收帧的差分信号通过CAN控制器与CAN收发器之间的RX转换为0和1数字电平序列，于此同时ECU的CAN控制器通过TX为该接收帧置ACK，并通过CAN收发器回采。

3.2 TX，RX和CAN H/L电平变化：ECU发送一个报文

ECU发送到一个0x211报文。ECU的CAN控制器通过TX发出CAN报文的0和1数字电平序列（ACK位是隐性），再经过CAN收发器转换为差分信号；接着CAN收发器回采该发送报文：于此同时其它ECU对该报文置ACK（ACK位是显性），该发送报文的差分信号再由CAN收发器回采，转换为数字电平，并通过RX给到MCU的CAN控制器。