1. CANFD的來歷

我們知道了， CAN2.0數(shù)據(jù)段只有8byte，最高速率為 1Mbit/s，通常使用的是 500k，隨著功能的逐漸增多，各 ECU 之間的信息交互也越多，導(dǎo)致總線負(fù)載持續(xù)走高；CAN 報(bào)文中只有約 40~50%的帶寬用于實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸；響應(yīng)機(jī)制受車內(nèi)布線的物理特性限制，例如 CAN 控制器中的 ACK 生成延遲；收發(fā)器傳播延遲；導(dǎo)線延遲等，然而隨著汽車功能越來越多，CAN總線的局限性也逐漸暴露：

為了解決上訴CAN總線的局限性，對(duì)其進(jìn)行升級(jí)時(shí)必不可少的，從而有了CAN FD，其全稱為CAN with Flexible Data rate。2011年，開始CAN FD協(xié)議的開發(fā)，2015年ISO11898-1進(jìn)行了修訂，將CAN FD加入其中。

CAN與CAN-FD性能對(duì)比：

2.? CANFD與CAN的協(xié)議異同

在完全理解了CAN協(xié)議后，我們只需要對(duì)比CANFD與其的不同就可以比較簡(jiǎn)單的熟悉CANFD協(xié)議，那相對(duì)于CAN，CAN FD有什么不同呢？

（1）傳輸速率不同。

CAN FD的速率可變，從控制場(chǎng)中的BRS位到ACK場(chǎng)之前（含CRC分界符）為可變速率，最高速率可達(dá)到8Mbps(下圖的藍(lán)色部分)。其他部分與CAN相同。

（2）數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不同。

CAN FD支持的最大數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為64byte。

（3）幀格式不同。

CanFD新增了FDF、BRS、ESI位：

FDF：表示 CAN 報(bào)文還是 CAN-FD 報(bào)文；BRS：表示位速率轉(zhuǎn)換，該位隱性時(shí)，速率可變（即 BSR 到 CRC 使用轉(zhuǎn)換速率傳輸），該位為顯性時(shí)，以正常的 CAN-FD 總線速率傳輸（恒定速率）；ESI:表示發(fā)送節(jié)點(diǎn)狀態(tài)。

（4）ID長(zhǎng)度不同。

CAN FD標(biāo)準(zhǔn)幀ID長(zhǎng)度可擴(kuò)展至12bit，CAN的標(biāo)準(zhǔn)幀ID為11bit。

3. CANFD幀結(jié)構(gòu)解析

CAN FD節(jié)點(diǎn)可以正常收發(fā)CAN報(bào)文，但CAN節(jié)點(diǎn)不能正確收發(fā)CAN FD報(bào)文，因?yàn)槠鋷袷讲灰恢隆?/p>

CAN FD的幀結(jié)構(gòu)是什么呢？

與CAN一樣，CAN FD一共具有，幀起始SOF，仲裁段，控制段，數(shù)據(jù)域，CRC域，ACK域，幀結(jié)束，共七個(gè)部分組成。

3.1 幀起始

CAN與CANFD使用相同的SOF標(biāo)志位來標(biāo)志報(bào)文的起始。幀起始由1個(gè)顯性位構(gòu)成，標(biāo)志著報(bào)文的開始，并在總線上起著同步作用。

3.2.仲裁域

與CAN不同，CAN FD取消了對(duì)遠(yuǎn)程幀的支持，用RRS位替換了RTR位，為常顯性。IDE用于區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀。

3.3 控制域

CANFD與CAN有著相同的IDE，res，DLC位。同時(shí)增加了FDF、BRS、ESI三個(gè)bit位。FDF為隱性時(shí)，表示為CAN FD報(bào)文；

BRS為為速率轉(zhuǎn)換開發(fā)，當(dāng)其隱性時(shí)，速率可變，當(dāng)其顯性時(shí)，以正常的CAN-FD總線速率傳輸（恒定速率);

ESI用于表示錯(cuò)誤狀態(tài)，主動(dòng)錯(cuò)誤發(fā)送顯性位，被動(dòng)錯(cuò)誤發(fā)送隱性位。

3.4 數(shù)據(jù)域

CAN FD兼容CAN的數(shù)據(jù)格式，同時(shí)最大還能支持12, 16, 20, 24, 32, 48, 64byte。

3.5 CRC

CAN FD對(duì)CRC算法進(jìn)行了改進(jìn)，CRC對(duì)填充位也加入了計(jì)算。在校驗(yàn)和部分為避免有連續(xù)位超過6個(gè)，就確定在第一位以及以后每4位添加一個(gè)填充位加以分割，這個(gè)填充位的值是上一位的反碼，作為格式檢查，如果填充位不是上一位的反碼，就作出錯(cuò)處理。CAN FD的CRC場(chǎng)擴(kuò)展到了21位。

3.6 ACK

ACK緊跟著CRC結(jié)束標(biāo)識(shí)位。不同的是，CAN FD支持2bits的ACK的識(shí)別。

3.7 幀結(jié)尾

與CAN一樣，CAN FD的幀結(jié)尾也為連續(xù)7位的隱性位。

審核編輯：湯梓紅

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