三(san)分鍾了解(jie)最新CAN FD協議(yi)
來源: 發布(bu)時間:2025-12-14 浏覽(lan)量:49
對于中(zhong)國制造2025與(yǔ)汽車産業(yè)發展方向(xiàng)，新能源和(hé)智能化一(yi)🐆直🚩是人們(men)讨論的兩(liǎng)個主題。在(zai)汽車智能(neng)化的過程(cheng)中💃，CAN FD協議由(you)于其優🔱越(yuè)的性能受(shou)到了大家(jia)廣泛的關(guān)注，本文将(jiang)和大家一(yi)起了解最(zui)新CAN FD。
當今社(shè)會，汽車已(yi)經成爲了(le)我們生活(huó)中不可缺(que)少的一部(bu)分，人們希(xī)望汽車不(bu)僅僅是一(yi)種代步工(gōng)具，更希望(wàng)在🛀汽車是(shì)生活及工(gong)作範圍的(de)一種延伸(shēn)。在汽車上(shàng)就像呆在(zài)自己的辦(bàn)公室和家(jiā)裏一樣，可(ke)以打電話(huà)、上網、娛樂(le)、工作。
因此(cǐ)，汽車制造(zao)商爲了提(tí)高産品競(jìng)争力，将越(yuè)來越多功(gōng)能❄️集成到(dao)了汽車上(shàng)。ECU（電子控制(zhi)單元）大量(liàng)地增加使(shǐ)總線負載(zǎi)✂️率急劇增(zēng)大，傳統的(de)CAN總線越來(lái)越顯得力(lì)不從心。因(yīn)此，CAN FD(CAN with Flexible Data-Rate)協議誕(dan)生了。
它繼(ji)承了CAN總線(xiàn)的主要特(te)性，提高了(le)CAN總線的網(wang)絡通信帶(dai)寬，改善了(le)錯誤幀漏(lou)檢率，同時(shí)可以保持(chi)網絡系統(tǒng)👅大部分軟(ruǎn)硬件特别(bie)是物理層(ceng)不變。這種(zhǒng)相似性使(shi)ECU供應商不(bú)需要對ECU的(de)軟件部分(fen)做大規模(mo)修改即可(ke)升級汽車(che)通信網絡(luo)。
一、CAN FD做出的(de)改進
1、可變速率(lü)(CAN with Flexible Data-Rate)
從控制場(chang)中的BRS位到(dao)ACK場之前（含(han)CRC分界符）爲(wèi)可變速率(lǜ)，其餘部分(fèn)爲原CAN總線(xiàn)用的速率(lǜ)。兩種速率(lǜ)各有一套(tao)位時⛷️間定(ding)義寄存器(qi)，它們除了(le)采用不同(tóng)的位時間(jiān)👌單位TQ外，位(wei)時間各段(duàn)的‼️分配比(bi)例也可不(bu)同。
2、新的數(shù)據場長度(du)
CAN FD對數據場(chǎng)的長度作(zuo)了很大的(de)擴充，DLC最大(dà)支持64個字(zi)節，在DLC小🍓于(yu)等于8時與(yu)原CAN總線是(shi)一樣的，大(dà)于8時則有(you)一個非線(xian)性的增長(zhang)，最大的數(shù)據場長度(du)可達64字節(jiē)。如下所示(shi)爲DLC數值與(yu)字節數的(de)非線性對(duì)應關系。
3、CRC校(xiào)驗場
在CAN FD協(xié)議标準化(hua)的過程中(zhong)，通信的可(kě)靠性也得(de)到了提高(gao)。由于DLCs的長(zhǎng)度不同，在(zai)DLC大于8個字(zi)節時，CAN FD選擇(zé)了兩📧種新(xin)的BCH型☔CRC多項(xiàng)式。
二、CAN FD幀結(jié)構分析
1、CAN FD數(shù)據幀在幀(zhēn)起始（SOF）和仲(zhong)裁段（Arbitration Field）
與傳(chuan)統CAN相比，CAN FD取(qu)消了對遠(yuǎn)程幀的支(zhī)持，用RRS位替(tì)換了RTR位🧑🏾🤝🧑🏼，爲(wei)常顯性。IDE位(wei)仍爲标準(zhǔn)幀和擴展(zhan)幀标志位(wèi)，若标準幀(zhēn)與擴展幀(zhen)具有相同(tong)的前 11位ID，那(na)麽标準幀(zhēn)将會由于(yu)IDE位爲0，優先(xian)獲得總線(xiàn)。
RRS(remote request substitution)遠程請求(qiu)替換位：即(jí)傳統CAN中的(de)RTR位；
SRR (substitute remote request)代替遠(yuǎn)程幀請求(qiu)位：SRR位爲保(bao)留位，無影(ying)響；
IDE(Identifier Extension)擴展幀(zhen)标志：顯性(xìng)(0)=11位ID，隐性(1)=29位(wèi)ID。
2、CAN FD在控制段(duan)中新添加(jia)了三個位(wei)FDF位、BRS位、ESI位
FDF位(wèi)（Flexible Data Rate Format）：原CAN數據幀(zhēn)中的保留(liú)位r。FDF位常爲(wèi)隐性（1），表示(shi)CAN FD報文；
BRS位（ Bit Rate Switch）：位(wèi)速率轉換(huàn)開關，當BRS爲(wèi)顯性位（0）時(shi)數據段的(de)位速率與(yu)仲裁段的(de)位速率一(yi)緻，當BRS爲隐(yǐn)性位（1）時數(shù)據段的位(wei)速率高于(yú)仲裁段的(de)位速率；
ESI位(wei)（Error State Indicator）：，錯誤狀态(tài)指示，主動(dong)錯誤時發(fa)送顯性位(wèi)（0），被動錯誤(wù)時發送隐(yǐn)性位（1）。
3、DLCs的值(zhi)與數據場(chǎng)和CRC校驗場(chang)有關，在上(shang)文中已經(jing)說明。
4、CAN FD的确(que)認場，幀結(jié)尾及間歇(xie)場與傳統(tong)CAN一樣，就不(bu)再贅述。
三(sān)、如何從傳(chuán)統的CAN升級(jí)到CAN FD
盡管CAN FD繼(jì)承了絕大(da)部分傳統(tong)CAN的特性，但(dan)是從傳統(tǒng)CAN到CAN FD的㊙️升👌級(jí)😄，我們仍需(xū)要做很多(duō)的工作。
1、在(zài)硬件和工(gōng)具方面，要(yao)使用CAN FD，首先(xian)要選取支(zhī)持CAN FD的CAN控制(zhi)器和收發(fā)器，還要選(xuǎn)取新的網(wǎng)絡調試和(he)監測工🎯具(jù)。
2、在網絡兼(jian)容性方面(mian)，對于傳統(tong)CAN網段的部(bu)分節點需(xu)要升🌐級💃🏻到(dào)CAN FD的情況要(yao)特别注意(yi)，由于幀格(ge)式不一緻(zhì)♍的原因，CAN FD節(jie)🔅點可🈲以正(zhèng)常收🍓發傳(chuan)統CAN節點報(bao)文，但是傳(chuan)統CAN節點不(bú)能正常收(shou)發🏃♀️CAN FD節點的(de)報文。
總結(jie)
CAN FD協議是CAN-BUS協(xie)議的最新(xīn)升級，将CAN的(de)每幀8字節(jiē)數據提高(gao)到64字節🛀🏻，波(bo)特率從最(zui)高的1Mbps提高(gao)到8-15Mbps，使得通(tōng)訊效率提(tí)😍高8倍以上(shàng)，大大提升(shēng)👨❤️👨了車輛的(de)通訊效率(lü)。此項技術(shu)一直被歐(ōu)美企🤟業壟(lǒng)斷，直至2016年(nian)，中國CAN-BUS領導(dao)者—廣州緻(zhì)遠電子股(gǔ)✏️份有限公(gōng)司，基于擁(yong)有完全知(zhi)識産權的(de)♊CAN FD IP核代碼，研(yán)制出中國(guo)第一款CAN FD接(jiē)口卡，使中(zhong)國的總線(xian)技術水平(píng)與世界最(zuì)高水平同(tóng)步。
