經典CAN網絡加入CAN FD節點需要注意什么？

目前，整車的網絡拓撲中，CAN FD的使用已經非常普遍。當然，帶來的問題也非常的多。CAN FD在設計之初，就考慮了向后兼容Classic CAN，以便于CAN FD報文和經典CAN報文在同一個局域網內共存。然而，具體到工程的實現，很多細節還需要開發人員把控，確保網絡通信的魯棒性。本文，從經典CAN和CAN FD組網的角度討論如下幾個問題：

1、經典CAN網絡加入CAN FD節點，需要注意什么？

2、CAN和CAN FD的ID可以相同嗎？

3、采樣點對通信的影響

1、經典CAN網絡加入CAN FD節點，需要注意什么？

當整車電子電器架構由原有的經典CAN網絡拓撲升級到支持CAN FD的網絡拓撲時，節點的軟/硬件均需要有所改變。CAN的網絡拓撲升級如下所示：

（一）硬件改變

當經典CAN節點升級到CAN FD節點時，需要考慮Transceiver和Controller的選型。

Transceiver選型：

因為CAN FD的數據段支持更高的通信速率（eg：2000Kbps），意味著Transceiver可以進行更快的數(Digital)/模(Analog)信號的轉換，所以，如果要支持CAN FD報文，對于CAN FD節點，Transceiver選型中，要選擇支持CAN FD的收發器。eg：TLE6250（不支持CAN FD），不能選用，NXP TJA1145（支持CAN FD），可以選用。

Controller選型：

一般，CAN Module（主要指CAN Controller）集成在主芯片中，所以，選擇主芯片時，需要選擇支持CAN FD通信的芯片。就目前常用的主流芯片（eg：英飛凌、瑞薩、ST等），幾乎都支持CAN FD通信。

網絡拓撲增加CAN FD節點，不能僅增加一個CAN FD節點，如果僅增加一個CAN FD節點，意味著這個CAN FD節點發送的CAN FD報文，沒有對應的接收節點，也就會造成No Ack錯誤，總線上出現錯誤幀，如下所示：

所以，支持CAN FD報文的網絡，需要至少兩個通信CAN FD節點。 CAN和CAN FD的組網通信如下所示：

（二）軟件改變 如果CAN的網絡拓撲中，增加了CAN FD節點，需要Classic CAN節點設置CAN ID的過濾功能，否則，Classic CAN節點會將CAN FD報文數據段按照500Kbps速率采樣，進而可能造成數據采樣錯誤，發送錯誤幀，影響總線通信。關于CAN采樣原理，可以參考前文《CAN通信基礎：采樣原理》。 如何理解過濾？為了降低CPU的負載，在開發中，會對總線報文進行過濾（Filter）設置，即：節點只接收需要的報文，忽略非相關報文。具體的操作可以參考芯片手冊說明，如下（Aurix手冊）示意：

如上圖，過濾的實質是將與節點不相關的報文丟棄，只有數據相關才放入接收緩沖區，也就是郵箱（Mailbox）。

注意：上圖的過濾，從ID開始過濾，如果ID不同，則ID之后的數據，節點不在接收。

2、CAN和CAN FD的ID可以相同嗎？

答：可以。在11898的規范中，CAN和CAN FD報文格式不同，如下所示：

所以，即使ID（IDentifier）相同，CAN和CANFD報文也不是相同的報文。所以，兩者可以在一個網段內共存，且不會影響對應節點的接收，示意如下：

提示：由于Classic CAN的FDF位為顯性（0），CAN FD報文的FDF位為隱性（1），因此，在CAN仲裁過程中，當CAN和CAN FD的ID相同時，根據"線與"規則，CAN報文優先搶占總線使用權。

3、采樣點對通信速率的影響

CAN通信質量的好/壞，需要合理的采樣點保證。不管是CAN或者CAN FD，開發或者測試中，要嚴格按照需求設置采樣點，否則，可能導致節點發送錯誤幀，影響總線通信。

舉例：

在CANoe中設置仲裁段采樣點為65%，通信質量如下所示：

在CANoe中設置仲裁段采樣點為95%，通信質量如下所示：

審核編輯：劉清