對于中國制造2025與汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，新能源和智能化一直是人們討論的兩個主題。在汽車智能化的過程中，CAN FD協(xié)議由于其優(yōu)越的性能受到了大家廣泛的關(guān)注，本文將和大家一起來了解CAN FD協(xié)議。 當(dāng)今社會，汽車已經(jīng)成為了我們生活中不可缺少的一部分，人們希望汽車不僅僅是一種代步工具，更希望在汽車是生活及工作范圍的一種延伸。在汽車上就像呆在自己的辦公室和家里一樣，可以打電話、上網(wǎng)、娛樂、工作。 因此，汽車制造商為了提高產(chǎn)品競爭力，將越來越多功能集成到了汽車上。ECU(電子控制單元)大量地增加使總線負(fù)載率急劇增大，傳統(tǒng)的CAN總線越來越顯得力不從心。因此，CAN FD(CAN with Flexible Data-Rate)協(xié)議誕生了。 它繼承了CAN總線的主要特性，提高了CAN總線的網(wǎng)絡(luò)通信帶寬，改善了錯誤幀漏檢率，同時可以保持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)大部分軟硬件特別是物理層不變。這種相似性使ECU供應(yīng)商不需要對ECU的軟件部分做大規(guī)模修改即可升級汽車通信網(wǎng)絡(luò)。 一、CAN FD做出的改進(jìn) CAN FD采用了兩種方式來提高通信的效率：一種方式為縮短位時間提高位速率;另一種方式為加長數(shù)據(jù)場長度減少報文數(shù)量降低總線負(fù)載率。在CRC校驗(yàn)段采用了三種多項式來保證高速通訊下的數(shù)據(jù)可靠性。 (1)可變速率(CAN with Flexible Data-Rate) 從控制場中的BRS位到ACK場之前(含CRC分界符)為可變速率，其余部分為原CAN總線用的速率。兩種速率各有一套位時間定義寄存器，它們除了采用不同的位時間單位TQ外，位時間各段的分配比例也可不同。 (2)新的數(shù)據(jù)場長度 CAN FD對數(shù)據(jù)場的長度作了很大的擴(kuò)充，DLC最大支持64個字節(jié)，在DLC小于等于8時與原CAN總線是一樣的，大于8時則有一個非線性的增長，最大的數(shù)據(jù)場長度可達(dá)64字節(jié)。如下所示為DLC數(shù)值與字節(jié)數(shù)的非線性對應(yīng)關(guān)系。 (3)CRC校驗(yàn)場 在CANFD 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化的過程中，通信的可靠性也得到了提高。由于DLCs的長度不同，在DLC大于8個字節(jié)時，CAN FD選擇了兩種新的BCH型CRC多項式。 二、CAN FD 幀結(jié)構(gòu)分析 (1)CAN FD 數(shù)據(jù)幀在幀起始(SOF)和仲裁段(Arbitration Field) 與傳統(tǒng)CAN相比，CAN FD取消了對遠(yuǎn)程幀的支持，用RRS位替換了RTR位，為常顯性。IDE位仍為標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀標(biāo)志位，若標(biāo)準(zhǔn)幀與擴(kuò)展幀具有相同的前 11 位 ID，那么標(biāo)準(zhǔn)幀將會由于 IDE 位為 0，優(yōu)先獲得總線。 RRS(remote request substitution)遠(yuǎn)程請求替換位：即傳統(tǒng)CAN中的RTR位; SRR (substitute remote request)代替遠(yuǎn)程幀請求位：SRR位為保留位，無影響; IDE(Identifier Extension) 擴(kuò)展幀標(biāo)志：顯性(0)=11位ID，隱性(1)=29位 ID。 (2)CAN FD在控制段中新添加了三個位FDF位、BRS位、ESI位 FDF位(Flexible Data Rate Format)：原CAN數(shù)據(jù)幀中的保留位r。FDF位常為隱性(1)，表示CAN FD 報文; BRS位( Bit Rate Switch)：位速率轉(zhuǎn)換開關(guān)，當(dāng)BRS為顯性位(0)時數(shù)據(jù)段的位速率與仲裁段的位速率一致，當(dāng)BRS為隱性位(1)時數(shù)據(jù)段的位速率高于仲裁段的位速率; ESI位(Error State Indicator)：，錯誤狀態(tài)指示，主動錯誤時發(fā)送顯性位(0)，被動錯誤時發(fā)送隱性位(1)。 (3)DLCs的值與數(shù)據(jù)場和CRC校驗(yàn)場有關(guān)，在上文中已經(jīng)說明。 (4)CAN FD的確認(rèn)場，幀結(jié)尾及間歇場與傳統(tǒng)CAN一樣，就不再贅述。 三、如何從傳統(tǒng)的CAN升級到 CAN FD 盡管 CANFD 繼承了絕大部分傳統(tǒng) CAN 的特性，但是從傳統(tǒng) CAN 到 CANFD 的升級， 我們?nèi)孕枰龊芏嗟墓ぷ鳌? (1)在硬件和工具方面，要使用 CANFD，首先要選取支持 CANFD 的 CAN 控制器和收發(fā)器，還要選取新的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試和監(jiān)測工具。 (2)在網(wǎng)絡(luò)兼容性方面，對于傳統(tǒng) CAN 網(wǎng)段的部分節(jié)點(diǎn)需要升級到 CANFD 的情況要特別注意，由于幀格式不一致的原因，CANFD 節(jié)點(diǎn)可以正常收發(fā)傳統(tǒng) CAN 節(jié)點(diǎn)報文，但是傳統(tǒng) CAN 節(jié)點(diǎn)不能正常收發(fā) CANFD 節(jié)點(diǎn)的報文。 CAN FD協(xié)議是CAN-BUS協(xié)議的最新升級，將CAN的每幀8字節(jié)數(shù)據(jù)提高到64字節(jié)，波特率從最高的1Mbps提高到8-15Mbps，使得通訊效率提高8倍以上，大大提升了車輛的通訊效率。 (mbbeetchina)