三分鐘了解最新CAN FD協(xié)議

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

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)量降低總線負載率。在CRC校驗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)幀和擴展幀標(biāo)志位，若標(biāo)準(zhǔn)幀與擴展幀具有相同的前 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）遠程請求替換位：即傳統(tǒng)CAN中的RTR位；

SRR （substitute remote request）代替遠程幀請求位：SRR位為保留位，無影響；

IDE（Identifier Extension） 擴展幀標(biāo)志：顯性（0）=11位ID，隱性（1）=29位 ID。