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【图解CAN总线】-7-Classic CAN 2.0总线网络“负载率”计算(方法二)

news 来源：原创 2024/11/16 13:03:50

1 Classic CAN帧长度

2 Interframe space帧间空间的介绍

2.1 Intermission间歇

2.2 Bus idle总线空闲

2.3 Suspend transmission

3 Classic CAN 2.0总线网络“负载率”计算

3.1 单个帧的“负载率”

3.2 通过CAN DBC/Arxml来计算一个CAN网络的理论“负载率”

4 拓展

END

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【图解CAN总线】-6-classic CAN 2.0总线网络“负载率”计算

1 Classic CAN帧长度

不管是Classic CAN Standard Frame还是Classic CAN Extended Frame，其帧结构都由以下7个段组成：

— SOF帧起始;

— arbitration field仲裁段；

— control field控制段;

— data field数据段;

— CRC field;

— ACK field;

— EOF.

Classic CAN Standard Frame标准帧（不考虑位填充）共：108Bit

帧起始（1bit）、仲裁段（12bit）、控制段（6bit）、数据段（8×8bit）、循环冗余码段（16bit）、应答段（2bit）和帧结束（7bit）

Classic CAN Extended Frame扩展帧（不考虑位填充）共：128Bit

帧起始（1bit）、仲裁段（32bit）、控制段（6bit）、数据段（8×8bit）、循环冗余码段（16bit）、应答段（2bit）和帧结束（7bit）

2 Interframe space帧间空间的介绍

Data frame数据帧和remote frame远程帧应通过一个称为interframe space帧间空间的bit field与前面的帧分开，不管是什么类型的帧(data frame数据帧、remote frame远程帧、error frame错误帧、overload frame过载帧)。

注意：

overload frame过载帧和error frame错误帧的前面不应有interframe space帧间空间；
多个overload frame过载帧之间也不应有interframe space帧间空间。

interframe space帧间空间应包含bit field：intermission和bus idle，并对作为前一帧的发送方的error-passive node暂停发送(见图2-1和图2-2)。

图2-1 非前一帧的error-passive或receiver的节点的帧间空间

图2-2 作为前一帧发送方的error-passive node的Interframe space

2.1 Intermission间歇

intermission field应包括三个隐性位。在intermission期间，任何节点不得开始发送data frame数据帧或remote frame远程帧。只允许发出overload条件的信号。

在intermission期间的第三位检测到总线上的显性位应解释为SOF。

2.2 Bus idle总线空闲

bus idle总线空闲期间的长度可以是任意的。总线应识别bus idle总线空闲，任何节点都可以进入总线进行发送。在发送另一帧的过程中，等待发送的帧，应在intermission后的第一Bit开始。

在bus idle总线空闲期间，对总线上一个显性位的检测应被解释为SOF。

2.3 Suspend transmission

一个error-passive node，如果是前一帧的发送方，在开始发送另一帧之前，应在intermission后发送8个隐性位后。

3 Classic CAN 2.0总线网络“负载率”计算

通过第2章我们可以知悉，CAN总线网络正常的发送过程中，帧与帧之间至少有3个隐性位。

根据这些信息，来介绍一种不同于“【图解CAN总线】-6-classic CAN 2.0总线网络“负载率”计算https://blog.csdn.net/qfmzhu/article/details/104294910”的方法。

3.1 单个帧的“负载率”

对Classic CAN Standard Frame标准帧来说，发送一帧实际长度（不考虑位填充；帧间隔3Bit；DLC = 8）：

108+3=111Bit；

比特率/波特率	一个Bit的位时间	单个帧的“负载率”
250 Kbps	4000纳秒	((111 * 4000纳秒) / 1秒) *100%= 0.0444 %
500 Kbps	2000纳秒	((111 * 2000纳秒) / 1秒) *100%= 0.0222 %
1 Mbps	1000纳秒	((111 * 1000纳秒) / 1秒) *100%= 0.0111 %

对Classic CAN Extended Frame扩展帧来说，发送一帧实际长度（不考虑位填充；帧间隔3Bit；DLC = 8）：

128+3=131Bit；

比特率/波特率	一个Bit的位时间	单个帧的“负载率”
250 Kbps	4000纳秒	((131 * 4000纳秒) / 1秒) *100%= 0.0524 %
500 Kbps	2000纳秒	((131 * 2000纳秒) / 1秒) *100%= 0.0262 %
1 Mbps	1000纳秒	((131 * 1000纳秒) / 1秒) *100%= 0.0131 %

3.2 通过CAN DBC/Arxml来计算一个CAN网络的理论“负载率”

如果已知一个CAN总线网络所有CAN ID的DBC/Arxml，并且知道它们的发送方式，我们可以粗略地估算出CAN网络的“负载率”：CAN总线负载率是各个帧占用总线带宽百分比之和。

下面以比特率/波特率：500kbps为例（不考虑位填充；帧间隔3Bit；DLC = 8）：

Num	CAN ID	发送周期	帧类型	DLC	对应帧一秒内的负载率
1	0x115	10ms	标准帧	8	((1000ms / 10ms)* (111 * 2000纳秒) / 1秒) *100% = 2.22%
2	0x217	20ms	扩展帧	8	((1000ms / 20ms)* (131 * 2000纳秒) / 1秒) *100% = 1.31%
3	0x3B4	50ms	扩展帧	8	((1000ms / 50ms)* (131 * 2000纳秒) / 1秒) *100% = 0.524%
4	0x475	500ms	标准帧	8	((1000ms / 500ms)* (111 * 2000纳秒) / 1秒) *100% = 0.0444%
…	…	…		…	…
CAN总线网络的理论“负载率”					4.0984 % +…