速銳得開發社區-新一代汽車網絡通信技術CAN FD的特點歸納

隨著汽車工業的快速發展，汽車逐漸走向智能化，功能也越來越豐富，例如特斯拉、比亞迪、理想汽車為代表，在車載導航、駐車雷達、胎壓監測、倒車影像、無鑰匙啟動、定速巡航、自動泊車、高級輔助駕駛系統、自動駕駛、域控制器、智能網關等都有新的特點。

為了提高競爭力，汽車制造商將越來越多的功能集成到汽車之中，我們的汽車就會變得交互性好、界面友好、智能化高級，這些功能的加入，增加了ECU（電子控制單元）的增加，進而使得總線負載急劇增加，傳統的CAN總線（500K）每個數據幀最多攜帶8個字節數據的瓶頸逐步凸顯，顯得力不從心。

為了解決這一瓶頸，Bosch曾發布過新一代的汽車網絡通信技術CAN FD，它不僅繼承了高速CAN的主要特征，而且提高了CAN總線的通信效率，改善了錯誤幀漏檢率，同時，還可以保持CAN-BUS系統不變，ECU廠家不需要大規模的改動就可以實現網絡通信升級。

為此，速銳得整理了如下筆記，與公司內部開發、客戶開發、數據采集、應用開發提供一些基礎的幫助，我們就CAN FD的特點、難點，先做初步的學習與共同交流，后續我們會推出硬件設計及接口相關的，包括一些適用性代碼等等。

1、CAN FD總線具備可變波特率，數據段最高可以達到15MBPS，傳統標準CAN只有500K（最大1M），一個數據幀可以使用兩種波特率進行傳輸，兩種波特率有各自獨立的為時間設置寄存器，這對硬件和解析都有要求，需要2個不同的寄存器，相互不干擾，CAN FD外設時鐘頻率為60MHz，硬件設計和軟件代碼需要謹慎，無論是仲裁段還是數據段，他們同步跳轉寬度與緩沖段的值相同；

2、最大可以達到64字節，17位/21位 CRC算法，CANFD控制器需要根據數據長度不同選擇不同的算法，數據越長，CRC算法越多；

3、CAN FD 有新的數據字節填充規則，采用差分信號傳輸數據，通信可靠性高，但是容易出現數據出錯導致數據為被錯誤解析；

4、數據傳輸速率可以達到微秒級，與標準CAN不兼容，為此，芯片需要更換，解析方式也不同；

5、解析復雜，在CAN FD網絡中，CAN和CAN FD可以同時存在，容易出現發送數據幀錯誤，導致整個CAN FD 網絡通信癱瘓，或者報故障碼。無論是標準幀還是擴展幀，只有確定是CAN幀還是CAN FD幀，才能知道當前的報文格式解析；

6、標準高速CAN升級到CAN FD需要做的工作：

a、雖然CAN FD繼承了CAN的特性，但是也有一些工作要做：硬件需要支持CAN FD功能，從CAN芯片、晶振、寄存器、CAN收發器均需要學習控制器的學習方法，便于開發CAN FD應用，實現CAN FD跨平臺的編程接口，實現CAN FD通信功能；

b、在開發過程中通常需要對網絡進行調試和監測，推薦使用USBCANFD，將該接口卡的CAN FD接口連至CAN FD網絡中，USB接口連接PC，開發者便可以輕松通過上位機監測CAN FD總線上的數據，同時，出于測試目的，還可以通過PC上位機向總線中發送數據；

c、如果傳統CAN網絡的部分節點需要升級到CAN FD，那么由于幀格式不同，CAN FD節點可以正常收發CAN節點報文，但是傳統CAN節點不能收發CAN FD報文，會產生錯誤幀；

d、目前有速銳得的方案可以在原有網絡拓撲不變的情況下，實現CAN與CAN FD的兼容，如硬件速銳得硬件設計顯示：

（1）傳統CAN使用具有CAN FD Shield模式的收發器，當收到CAN FD幀時，收發器會過濾改報文，以防止發送錯誤幀；

（2）使用CAN轉CAN FD網關/網橋設備（例如EST558S-FD），將CAN FD報文按照用戶設定的規則轉換成傳統的CAN報文。

審核編輯 黃宇