CAN FD的波特率到底能跑多快？

眾所周知，CAN FD是基于CAN 2.0的升級(jí)版協(xié)議，為了滿足汽車電子日益增長(zhǎng)的高帶寬和高傳輸速率的要求，CAN FD主要升級(jí)了以下幾個(gè)方面：

一、更高的傳輸波特率

圖 1 可變數(shù)據(jù)段波特率結(jié)構(gòu)

CANFD速率包含兩個(gè)段的速率，一個(gè)是仲裁段和ACK段，沿用CAN2.0的規(guī)范，最高速率為1Mbit/s，中間的數(shù)據(jù)段是可以加速的，標(biāo)稱可以達(dá)到5Mbit/s，甚至更高。

二、更高效的數(shù)據(jù)段

對(duì)于汽車電子來(lái)說(shuō)，對(duì)車輛動(dòng)力系統(tǒng)、地盤以及主被動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，加長(zhǎng)的數(shù)據(jù)段避免了數(shù)據(jù)非必要的拆分，大大提升了CAN幀的傳輸效率。

圖 2 CAN FD高效的數(shù)據(jù)段

三、更可靠的CRC校驗(yàn)和額外的控制位

在傳統(tǒng)的CAN 2.0中，由于填充規(guī)則會(huì)對(duì)CRC產(chǎn)生干擾，在CAN FD中升級(jí)了算法，將填充位加入多項(xiàng)式的運(yùn)算，主要作為格式檢查，考慮數(shù)據(jù)長(zhǎng)度變化的區(qū)間很大，CRC也根據(jù)區(qū)間會(huì)生成兩種校驗(yàn)算法，當(dāng)幀長(zhǎng)小于210位，使用CRC_17，當(dāng)幀長(zhǎng)小于1023位，使用CRC_21位算法。

圖 3 可靠的CRC校驗(yàn)

另外在CAN FD中利用了部分保留標(biāo)志位，新增三種控制位，包括EDL（是否是CANFD幀）、BRS（是否可變速率）以及ESI（錯(cuò)誤狀態(tài)），豐富幀內(nèi)的有用信息。

圖 4 新增控制位

接下來(lái)我們回到正題，升級(jí)后的CAN FD到底能跑多快呢？直接講參數(shù)很膚淺的，我們要分析。。.。。.那我們就用一個(gè)問(wèn)題開始，大家都知道CAN 2.0最高速率可以到1M，但是為什么汽車電子高速CAN只跑到500K呢？

對(duì)于CAN總線的傳輸速率來(lái)講，傳輸距離和傳輸速率是成反比的，一般來(lái)說(shuō)傳輸距離（m）=（50000/波特率kbps）*0.8，如圖 5所示。

圖5 傳輸距離和傳輸速率的關(guān)系。

那收發(fā)器和傳輸距離到底關(guān)系何在？剛才提到，收發(fā)器輸出是電平值，電平在傳輸?shù)倪^(guò)程中難免衰減，線纜本身的阻抗和容抗無(wú)法避免，其次首尾終端電阻也是必要的，主要有兩個(gè)功能：

首尾120歐姆終端電阻，保證阻抗連續(xù)性（防止電信號(hào)反射）；

放電作用；

針對(duì)終端電阻放電作用，我們下面從兩個(gè)層面分析：

電平傳輸層面分析

圖 6 CAN FD波形

我們先來(lái)看一個(gè)CANFD分解波形，其中是由顯隱性電平構(gòu)成的，其中上升沿是由CAN收發(fā)器芯片本身驅(qū)動(dòng)的。當(dāng)顯性電平轉(zhuǎn)變?yōu)殡[形電平的時(shí)候，需要終端電阻放電，所以下降沿是我們的終端電阻放電的造成的。

圖 7 負(fù)載電阻與差分幅值的關(guān)系

如果下降沿緩慢是什么原因?qū)е拢?/strong>