什么是CAN總線負(fù)載率

在CAN總線網(wǎng)絡(luò)里，還有一個(gè)經(jīng)常被大家提起的概念-總線負(fù)載率，負(fù)載率，顧名思義，就是指這段時(shí)間內(nèi)總線上實(shí)際傳輸?shù)?a target="_blank">信息量/理論上可傳輸?shù)淖畲笮畔⒘俊?/p>

不知道大家平時(shí)怎么理解一個(gè)“概念”或“定義”，灑家的小竅門是“咬文爵字”和“摳字眼”。

具體要摳哪些字眼，可以參考老羅的錘子手機(jī)原創(chuàng)、最近被微信抄了去的big bang大爆炸。這個(gè)概念里，有兩個(gè)需要重點(diǎn)理解的點(diǎn)：“這段時(shí)間”、“理論最大信息量”。

“這段時(shí)間”可長(zhǎng)可短，也意味著負(fù)載率是可變的。需要特別關(guān)注的有兩個(gè)：平均負(fù)載率和峰值負(fù)載率。根據(jù)灑家多年的小經(jīng)驗(yàn)，平均負(fù)載率大多低于40-50%，峰值負(fù)載率也不超過(guò)70-80%。

因此我們需要關(guān)注負(fù)載率超了具體產(chǎn)生的影響：

針對(duì)某個(gè)具體的CAN網(wǎng)絡(luò)，從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，把原本30%的平均負(fù)載率提高到50%也沒(méi)啥，但是還是建議30%，或許30%最保險(xiǎn)吧。

另外，“理論上可以傳輸?shù)淖畲笮畔⒘俊比Q于總線速率。具體來(lái)說(shuō)，低速CAN為125kbps，高速CAN為500kbps，CAN-FD為2Mbps，再往上，F(xiàn)lexray站出來(lái)說(shuō)了“此吾家事，汝不得預(yù)也！”。

在制定負(fù)載率時(shí)，會(huì)牽涉到一個(gè)概念-報(bào)文時(shí)長(zhǎng)。灑家不少同事說(shuō)起報(bào)文時(shí)長(zhǎng)來(lái)，經(jīng)常不清不楚，模模糊糊。其實(shí)，真正找到關(guān)鍵，問(wèn)題就很簡(jiǎn)單了。

報(bào)文時(shí)長(zhǎng)的計(jì)算公式：報(bào)文時(shí)長(zhǎng)=位時(shí)長(zhǎng)x報(bào)文位數(shù)。

在這個(gè)公式里，位時(shí)長(zhǎng)當(dāng)然等于速率的倒數(shù)，比如125kbps的通信速率，位時(shí)長(zhǎng)=8us。而報(bào)文位數(shù)，則取決于CAN報(bào)文的結(jié)構(gòu)。報(bào)文結(jié)構(gòu)如下圖所示：

一個(gè)完整的CAN報(bào)文由七個(gè)不同的Field（場(chǎng)/域/段）組成：幀起始、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、數(shù)據(jù)場(chǎng)、CRC場(chǎng)、應(yīng)答場(chǎng)、幀結(jié)尾。

SOF為幀起始，標(biāo)志著數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的起始，由一個(gè)單獨(dú)的“顯性”位組成。

仲裁場(chǎng)包括識(shí)別符和遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位（RTR）。識(shí)別符的長(zhǎng)度為11位。

控制場(chǎng)由6個(gè)位組成，包括數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼和兩個(gè)將來(lái)作為擴(kuò)展用的保留位。

數(shù)據(jù)場(chǎng)由數(shù)據(jù)幀中的發(fā)送數(shù)據(jù)組成。它可以為0～8 個(gè)字節(jié)。

CRC場(chǎng)包括CRC序列（CRC SEQUENCE），其后是CRC界定符（CRC DELIMITER）。CRC序列為15位，CRC界定符包含一個(gè)單獨(dú)的“隱性”位 。

應(yīng)答場(chǎng)長(zhǎng)度為2個(gè)位，包含應(yīng)答間隙（ACK SLOT）和應(yīng)答界定符（ACK DELIMITER）。

幀結(jié)尾由一標(biāo)志序列界定。這個(gè)標(biāo)志序列由7 個(gè)“隱性”位組成。

所以一個(gè)8字節(jié)的數(shù)據(jù)幀的位數(shù)為1（幀起始）+ 12（仲裁場(chǎng)）+ 6（控制場(chǎng)）+ 64（數(shù)據(jù)場(chǎng)）+ 16（CRC場(chǎng)）+ 2（應(yīng)答場(chǎng)）+ 7（幀結(jié)尾）= 108位。

報(bào)文之間存在幀間空間INTERFRAME SPACE。幀間包括間歇場(chǎng)、總線空閑的位場(chǎng)。間歇場(chǎng)包括3 個(gè)“隱性”的位。總線空閑的（時(shí)間）長(zhǎng)度是任意的。所以，一個(gè)8字節(jié)的數(shù)據(jù)幀至少需要（108+3+1）* bitrate的時(shí)長(zhǎng)，對(duì)于125kbps，需要0.896ms。

審核編輯：湯梓紅