我們知道CANFD比CAN擁有更長的數據長度（最長64字節），更高的波特率（8Mbps甚至更高）。那么波特率更高，數據更長的CANFD，一秒鐘最高可以發送多少幀CANFD報文呢？
要想知道問題的答案，那么我們就要知道一幀CANFD報文由多少個位組成，再由具體波特率算出報文時間，最后就可以得出每秒能發送的幀數了。接下來，我們就一步步來算出答案。
要想知道CANFD報文由多少個位組成，那么我們就要了解CANFD幀結構，知道每個段占用位數從而得出CANFD報文位數。
??幀結構
如上圖所示，分別為CANFD標準幀和擴展幀，其組成如下：
1. 幀起始：起始信號，由1個顯性位組成。
2. 仲裁段：
標準幀仲裁段由11位ID和r1位（顯性）、IDE（顯性）組成，總共13位；
擴展幀仲裁段由29位ID和SRR（隱性）、IDE（隱性）、r1位（顯性）組成，總共32位。
○ SRR：替代CAN標準幀中的RTR位；
○ IDE：擴展幀標志位；
○ r1：保留位，為顯性；
3. 控制段：由EDL、r0、BRS、ESI、DLC總共8個位組成。
EDL：CANFD幀標識，為隱性；
r0：保留位，為顯性；
BRS：位速率切換，該位顯性則仍采用仲裁域波特率；該位為隱性，則該位發送到采樣點后，采用數據域波特率；
ESI：錯誤狀態指示位，指示發送節點為主動錯誤狀態（顯性），還是被動錯誤狀態（隱性）；
DLC：數據段長度指示，4個位組成。
4. 數據段：0~64字節，也就是0~512個位。
5. CRC段：由固定填充位FSB（6/7位）、填充位計數（4位）、CRC（17/21位）CRC界定符（1位）組成，總共28或33位組成。
6. 固定填充位（FSB)：CRC段中每4個位固定填充一個與上位相反的位。
采用CRC17時，FSB為6個位；
采用CRC21時，FSB為7個位；
7. 填充位計數：由填充位計數（3位）和奇偶校驗位（1位）組成。
8. CRC：
報文長度小于16時，采用CRC17，17位組成；
報文長度大于16時，采用CRC21，21位組成。
9. CRC界定符：固定為隱性位；從該位采樣后，切換為仲裁域波特率。
10. ACK段：由ACK位和ACK界定符位組成，總共2位。
ACK：接收節點應答位，接收節點應應答顯性位；
ACK界定符，固定為隱性；
11. 幀結束：固定為7個隱性位。
12. 幀間隔：每次發送一幀報文后，需留3位時間作為幀間隔。
?一幀CANFD報文位數
知道CANFD幀結構組成后，我們可以算出：
CANFD報文位數 = 幀起始（1位）+ 仲裁段（13/32位）+ 控制段（8位）+ 數據段（0~512位）+ CRC段（28/33位）+ ACK段（2位）+ 幀結束（7位）
從上述公式中可以看出，影響報文位數主要為仲裁段（幀ID長度）和數據段（CRC段受數據段長度影響）。那么我們通過幀類型、幀長度組合出不同情況報文位數：
標準幀，數據0字節：
幀起始（1位）+ 仲裁段（13位）+ 控制段（8位）+ 數據段（0位）+ CRC段（28位）+ ACK段（2位）+ 幀結束（7位）= 59位
標準幀，數據64字節：
幀起始（1位）+ 仲裁段（13位）+ 控制段（8位）+ 數據段（512位）+ CRC段（33位）+ ACK段（2位）+ 幀結束（7位）= 576位
擴展幀，數據0字節：
幀起始（1位）+ 仲裁段（32位）+ 控制段（8位）+ 數據段（0位）+ CRC段（28位）+ ACK段（2位）+ 幀結束（7位）= 78位
擴展幀，數據64字節：
幀起始（1位）+ 仲裁段（13位）+ 控制段（8位）+ 數據段（512位）+ CRC段（33位）+ ACK段（2位）+ 幀結束（7位）= 590位
??仲裁域和數據域所占報文位數
由于CANFD采用了雙波特率形式：標準波特率（也稱仲裁域波特率）和數據域波特率，所以幀結構中不同段采用的波特率也不同。
仲裁域波特率所占位數：
幀起始（1位）+ 仲裁段（13位）+ 控制段的EDL、r0、BRS(3位)+ ACK段（2位）+ 幀結束（7位）
數據域波特率所占位數：
控制段的ESI、DLC(5位)+ 數據段（0~512位）+ CRC段（28/33位）
主要說明的是，BRS位和CRC界定符位均同時使用了兩個波特率：
BRS位：由**仲裁域波特率 * 仲裁域采樣點 + 數據域波特率 * （1 - 仲裁域采樣點）**組成；
CRC界定符：由**數據域波特率 * 數據域采樣點 + 仲裁域波特率 * （1 - 數據域采樣點）**組成；
我們此處將BRS認定采用仲裁域波特率、CRC界定符采用數據域波特率以方便計算。
??位填充
當然，上述報文位數中，還未包含填充位個數。在CAN/CANFD協議中規定：每5個相同的位就必須填充一個相反位，該位即為填充位。
我們知道字節0x55或0xAA，其二進制分別為0101 0101或1010 1010，也就是每個位與上一位均相反，若此時ID和數據均為0x55或0xAA，則可以使填充位個數最少。
同理，字節0xFF或0x00，其二進制位1111 1111或0000 0000，也就是所有位均一致，若此時ID和數據均為0x00或0xFF，此時報文的填充位個數最多。
??不同類型報文所占位數
基于以上報文位數的計算，我們可以得出算出不同類型報文所占位數，如下表所示。
從上表可知：
當報文為CANFD標準幀ID為0x555，數據長度為0時，報文位數最少，為59位。
當報文為CANFD擴展幀ID為0x0，數據長度為64字節，數據全為0xFF時，報文位數最多，為703位。
??CANFD報文時間計算
最后，我們就可以根據波特率算出不同類型報文時間了，計算公式如下：
報文時間 = 仲裁域位時間 * 仲裁域位數 + 數據域位時間 * 數據域位數
我們以位數最少的CANFD報文為例，在仲裁域波特率為1Mbps（位時間1us），數據域波特率為5Mbps（位時間200ns）時，其報文時間 = 1us * 26 + 33 * 200ns = 32.6us。
那么一秒鐘最多可以發送報文呢？由于報文發送成功后，需經過幀間隔（3個位）后才能發送下一幀報文，也就說仲裁段要在原來基礎上加3個位，就可以算出每秒發送多少幀了。那么上述位數最少報文的發送時間耗時 = 1us * （26 + 3） + 33 * 200ns = 35.6us，也就是1秒鐘最多可以發送1000000us / 35.6us = 28089幀報文。也就是說，1M/5M波特率下，發送CANFD標準加速幀，最多可以發送28089幀。
下面我們給出一些常用波特率下，不同類型報文每秒最多可以發送的CANFD報文幀數（下表中報文BRS位為1，ESI位為0），供大家參考。
500K/2M波特率
1M/5M波特率
1M/8M波特率
來源 |ZLG致遠電子，直接來源焉知汽車
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