CAN总线标准帧与扩展帧的区别及过滤器机制

"标准帧与扩展帧的比较-[pdf] fundamentals of data structure in c" 在CAN（Controller Area Network）通信协议中，数据帧的格式有两种主要类型：标准帧和扩展帧，这两种帧的主要区别在于标识符（ID）的长度和功能。 标准帧是CAN协议的原始形式，它具有11位的标识符区域。这个11位ID用于区分网络上的不同消息，允许最多2^11=2048种不同的标识符。标准帧通常用于简单的网络，其中设备数量较少，且通信需求相对简单。 扩展帧则提供了更大的灵活性，它的标识符区域扩大到了29位。这极大地增加了可用的标识符数量，达到2^29=536,870,912个，使得扩展帧更适合于复杂系统，特别是当网络上有大量设备需要独特的地址或需要更精细的信息分类时。 CAN芯片可以支持这两种帧格式，最新的CAN芯片甚至能同时处理标准帧和扩展帧，以适应不同的应用场景。例如，DeviceNet协议，它是基于CAN标准帧的，利用11位标识符来定义网络中的设备和通信。 在接收过滤器方面，CAN芯片内部有固定式过滤器和屏蔽/匹配过滤器两种。固定式过滤器要求位对位的精确匹配，只允许完全符合预设代码的帧通过。而屏蔽/匹配过滤器则更为灵活，通过使用掩码寄存器，允许某些位是无关位，即这些位的值在接收时不作比较。例如，如果掩码寄存器设置为11110在第10到6位，那么只要接收的帧在这些位上也是11110，无论剩下的5到0位是什么，该帧都会被接收。 这种过滤机制在设计接收策略时非常有用，可以确保设备只接收与其功能相关或需要响应的消息，减少不必要的通信开销，提高网络效率。在DeviceNet协议中，这种接收过滤机制对于管理和组织网络流量至关重要，确保了网络中设备之间的高效通信。 CAN协议的帧格式选择、接收过滤器的配置以及DeviceNet协议的采用，都是为了优化工业自动化系统中的通信性能和效率，确保在复杂网络环境中信息的准确传递。理解并掌握这些概念对于进行有效的CAN网络设计和故障排查是至关重要的。