1. CANFD的來歷

我們知道了， CAN2.0數(shù)據(jù)段只有8byte，最高速率為 1Mbit/s，通常使用的是 500k，隨著功能的逐漸增多，各 ECU 之間的信息交互也越多，導致總線負載持續(xù)走高；CAN 報文中只有約 40~50%的帶寬用于實際數(shù)據(jù)傳輸；響應機制受車內(nèi)布線的物理特性限制，例如 CAN 控制器中的 ACK 生成延遲；收發(fā)器傳播延遲；導線延遲等，然而隨著汽車功能越來越多，CAN總線的局限性也逐漸暴露：

為了解決上訴CAN總線的局限性，對其進行升級時必不可少的，從而有了CAN FD，其全稱為CAN with Flexible Data rate。2011年，開始CAN FD協(xié)議的開發(fā)，2015年ISO11898-1進行了修訂，將CAN FD加入其中。

CAN與CAN-FD性能對比：

2.? CANFD與CAN的協(xié)議異同

在完全理解了CAN協(xié)議后，我們只需要對比CANFD與其的不同就可以比較簡單的熟悉CANFD協(xié)議，那相對于CAN，CAN FD有什么不同呢？

（1）傳輸速率不同。

CAN FD的速率可變，從控制場中的BRS位到ACK場之前（含CRC分界符）為可變速率，最高速率可達到8Mbps(下圖的藍色部分)。其他部分與CAN相同。

（2）數(shù)據(jù)長度不同。

CAN FD支持的最大數(shù)據(jù)長度為64byte。

（3）幀格式不同。

CanFD新增了FDF、BRS、ESI位：

FDF：表示 CAN 報文還是 CAN-FD 報文；BRS：表示位速率轉(zhuǎn)換，該位隱性時，速率可變（即 BSR 到 CRC 使用轉(zhuǎn)換速率傳輸），該位為顯性時，以正常的 CAN-FD 總線速率傳輸（恒定速率）；ESI:表示發(fā)送節(jié)點狀態(tài)。

（4）ID長度不同。

CAN FD標準幀ID長度可擴展至12bit，CAN的標準幀ID為11bit。

3. CANFD幀結(jié)構(gòu)解析

CAN FD節(jié)點可以正常收發(fā)CAN報文，但CAN節(jié)點不能正確收發(fā)CAN FD報文，因為其幀格式不一致。

CAN FD的幀結(jié)構(gòu)是什么呢？

與CAN一樣，CAN FD一共具有，幀起始SOF，仲裁段，控制段，數(shù)據(jù)域，CRC域，ACK域，幀結(jié)束，共七個部分組成。

3.1 幀起始

CAN與CANFD使用相同的SOF標志位來標志報文的起始。幀起始由1個顯性位構(gòu)成，標志著報文的開始，并在總線上起著同步作用。

3.2.仲裁域

與CAN不同，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用于區(qū)分標準幀和擴展幀。

3.3 控制域

CANFD與CAN有著相同的IDE，res，DLC位。同時增加了FDF、BRS、ESI三個bit位。FDF為隱性時，表示為CAN FD報文；

BRS為為速率轉(zhuǎn)換開發(fā)，當其隱性時，速率可變，當其顯性時，以正常的CAN-FD總線速率傳輸（恒定速率);

ESI用于表示錯誤狀態(tài)，主動錯誤發(fā)送顯性位，被動錯誤發(fā)送隱性位。

3.4 數(shù)據(jù)域

CAN FD兼容CAN的數(shù)據(jù)格式，同時最大還能支持12, 16, 20, 24, 32, 48, 64byte。

3.5 CRC

CAN FD對CRC算法進行了改進，CRC對填充位也加入了計算。在校驗和部分為避免有連續(xù)位超過6個，就確定在第一位以及以后每4位添加一個填充位加以分割，這個填充位的值是上一位的反碼，作為格式檢查，如果填充位不是上一位的反碼，就作出錯處理。CAN FD的CRC場擴展到了21位。

3.6 ACK

ACK緊跟著CRC結(jié)束標識位。不同的是，CAN FD支持2bits的ACK的識別。

3.7 幀結(jié)尾

與CAN一樣，CAN FD的幀結(jié)尾也為連續(xù)7位的隱性位。

審核編輯：湯梓紅

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