當今社(she)會，汽車已(yi)經成爲了(le)我們生活(huo)中不可缺(quē)少的⛱️一‼️部(bù)分，人們希(xī)望汽車不(bu)僅僅是一(yī)種代步工(gōng)具，更希望(wang)在⭕汽車是(shì)生🔞活及工(gong)作範圍的(de)一種延伸(shen)。在🆚汽車上(shang)🈲就像呆💔在(zai)自己的辦(ban)公室和家(jiā)裏一樣，可(ke)以打電話(hua)、上🧑🏾🤝🧑🏼網、娛樂(lè)、工作。
因此(cǐ)，汽車制造(zao)商爲了提(ti)高産品競(jìng)争力，将越(yuè)來越多功(gōng)能集成到(dào)了汽車上(shàng)。ECU（電子控制(zhì)單元）大量(liàng)地增加使(shǐ)總線負載(zai)率急🈲劇增(zeng)大，傳統的(de)CAN總線越來(lai)越顯🔞得力(lì)不從心。因(yīn)此，CAN FD(CAN with Flexible Data-Rate)協議誕(dàn)生了。
它繼(jì)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(dài)寬，改❤️善🙇♀️了(le)錯誤幀漏(lou)檢率，同時(shí)可以保持(chí)網絡系統(tǒng)大部分軟(ruǎn)🔴硬件特别(bié)是物理層(céng)不變。這種(zhǒng)相似🚶性使(shi)ECU供💛應商不(bu)需要對🚶♀️ECU的(de)軟件部分(fèn)做大規模(mó)修改即可(kě)升級汽車(che)通信網絡(luò)。
CAN FD采用(yòng)了兩種方(fāng)式來提高(gāo)通信的效(xiào)率：一種方(fang)式爲縮短(duǎn)位時❤️間提(ti)高位速率(lǜ)；另一種方(fang)式爲加長(zhang)數據⁉️場長(zhǎng)度減少報(bao)文數👅量降(jiang)低總線負(fu)載率。在CRC校(xiao)驗段采用(yong)了三種多(duo)項式來保(bǎo)證高速通(tōng)訊下的數(shu)據可靠性(xìng)。
1、可變速率(lǜ)(CAN with Flexible Data-Rate)
從控制場(chang)中的BRS位到(dào)ACK場之前（含(han)CRC分界符）爲(wei)可變速率(lǜ)，其餘🐉部分(fèn)爲原CAN總線(xiàn)用的速率(lü)。兩種速率(lü)各有一套(tào)位時間定(dìng)✨義寄存器(qi)，它們除了(le)采用不同(tong)的位時間(jiān)單位TQ外，位(wei)時間各段(duan)的分配比(bǐ)💃🏻例也可不(bu)同。
CAN FD對數據場(chang)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(yǔ)原CAN總線是(shi)一樣的，大(da)于8時則有(yǒu)一個非線(xiàn)性的增長(zhang)，最大的數(shù)據場長度(dù)可達64字節(jie)。如下所示(shi)爲DLC數值與(yǔ)字節數的(de)非線性對(dui)應關系。
3、CRC校(xiao)驗場
在CAN FD協(xié)議标準化(huà)的過程中(zhong)，通信的可(kě)靠性也得(dé)到了提高(gāo)⛹🏻♀️。由于DLCs的長(zhǎng)度不同，在(zai)DLC大于8個字(zì)節時，CAN FD選擇(zé)了兩種新(xīn)的BCH型CRC多項(xiang)⛷️式。
與傳(chuan)統CAN相比，CAN FD取(qǔ)消了對遠(yuǎn)程幀的支(zhī)持，用RRS位替(tì)換了RTR位，爲(wèi)常顯性。IDE位(wèi)仍爲标準(zhun)幀和擴展(zhǎn)幀标志位(wei)，若标準幀(zhen)與擴展幀(zhēn)具有相同(tóng)的前 11位ID，那(na)麽标準幀(zhēn)将會由于(yú)IDE位⭕爲0，優先(xian)獲得總線(xian)。
RRS(remote request substitution)遠程請求(qiú)替換位：即(ji)傳統CAN中的(de)RTR位；
SRR (substitute remote request)代替遠(yuan)程幀請求(qiú)位：SRR位爲保(bao)留位，無影(yǐng)響；
IDE(Identifier Extension)擴展幀(zhēn)标志：顯性(xing)(0)=11位ID，隐性(1)=29位(wei)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(liu)位r。FDF位常爲(wei)隐性（1），表示(shì)CAN FD報文；
BRS位（ Bit Rate Switch）：位(wei)速率轉換(huan)開關，當BRS爲(wei)顯性位（0）時(shí)數據段的(de)位速💰率與(yǔ)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(tai)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(zhí)與數據場(chang)和CRC校驗場(chang)有關，在上(shang)文中已經(jing)說明。
4、CAN FD的确(què)認場，幀結(jie)尾及間歇(xiē)場與傳統(tǒng)CAN一樣，就不(bu)再贅述。
三(san)、如何從傳(chuán)統的CAN升級(ji)到CAN FD
盡管CAN FD繼(ji)承了絕大(da)部分傳統(tong)CAN的特性，但(dàn)是從傳統(tong)CAN到CAN FD的升級(jí)，我們💔仍需(xu)要做很多(duo)的工作。
2、在網絡兼(jian)容性方面(mian)，對于傳統(tong)CAN網段的部(bù)分節點需(xū)☁️要升❌級☂️到(dào)CAN FD的情況要(yào)特别注意(yi)，由于幀格(ge)式不一緻(zhi)的原因，CAN FD節(jie)點可以正(zheng)常收發傳(chuán)統CAN節點報(bao)文，但是傳(chuán)統CAN節點不(bu)能正常收(shōu)發CAN FD節點的(de)💔報文。
總結(jie)
CAN FD協議是CAN-BUS協(xié)議的最新(xīn)升級，将CAN的(de)每幀8字節(jie)數據提高(gāo)到64字節，波(bō)✨特率從最(zui)高的1Mbps提高(gao)到8-15Mbps，使得通(tong)訊效率提(tí)高8倍🔴以上(shàng)，大大提升(sheng)了車輛的(de)通訊效率(lü)。此項技術(shu)一直被歐(ou)美企✨業壟(lǒng)斷，直至2016年(nián)✍️，中國CAN-BUS領導(dǎo)者—廣州緻(zhi)❗遠電子股(gu)份有限公(gong)司，基于擁(yōng)👄有完全知(zhī)識産權的(de)CAN FD IP核代碼，研(yán)制出中國(guo)第一款CAN FD接(jie)口卡，使中(zhōng)國的總線(xian)技術水平(píng)與世界最(zui)高水平同(tóng)🈚步。
