對(duì)于中國(guó)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(gè)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(huì)，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(jìng)爭(zhēng)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(fù)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(cuò)誤幀漏檢率，同時(shí)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(duì)ECU的軟件部分做大規(guī)模修改即可升級(jí)汽車通信網(wǎng)絡(luò),。
一、CAN FD做出的改進(jìn)
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(shí)間提高位速率,；另一種方式為加長(zhǎng)數(shù)據(jù)場(chǎng)長(zhǎng)度減少報(bào)文數(shù)量降低總線負(fù)載率,。在CRC校驗(yàn)段采用了三種多項(xiàng)式來保證高速通訊下的數(shù)據(jù)可靠性。
?。?）可變速率(CAN with Flexible Data-Rate)
從控制場(chǎng)中的BRS位到ACK場(chǎng)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(shí)間定義寄存器,，它們除了采用不同的位時(shí)間單位TQ外,，位時(shí)間各段的分配比例也可不同。
?。?）新的數(shù)據(jù)場(chǎng)長(zhǎng)度
CAN FD對(duì)數(shù)據(jù)場(chǎng)的長(zhǎng)度作了很大的擴(kuò)充,，DLC最大支持64個(gè)字節(jié)，在DLC小于等于8時(shí)與原CAN總線是一樣的,，大于8時(shí)則有一個(gè)非線性的增長(zhǎng),，最大的數(shù)據(jù)場(chǎng)長(zhǎng)度可達(dá)64字節(jié)。如下所示為DLC數(shù)值與字節(jié)數(shù)的非線性對(duì)應(yīng)關(guān)系,。
?。?）CRC校驗(yàn)場(chǎng)
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(zhǎng)度不同,，在DLC大于8個(gè)字節(jié)時(shí),，CAN FD選擇了兩種新的BCH型CRC多項(xiàng)式。
二,、CAN FD 幀結(jié)構(gòu)分析
?。?）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(duì)遠(yuǎn)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(kuò)展幀標(biāo)志位,，若標(biāo)準(zhǔn)幀與擴(kuò)展幀具有相同的前 11 位 ID,，那么標(biāo)準(zhǔn)幀將會(huì)由于 IDE 位為 0，優(yōu)先獲得總線,。
RRS(remote request substitution)遠(yuǎn)程請(qǐng)求替換位：即傳統(tǒng)CAN中的RTR位,；
SRR (substitute remote request)代替遠(yuǎn)程幀請(qǐng)求位：SRR位為保留位，無影響,；
IDE(Identifier Extension) 擴(kuò)展幀標(biāo)志：顯性(0)=11位ID,，隱性(1)=29位 ID。
?。?）CAN FD在控制段中新添加了三個(gè)位FDF位,、BRS位、ESI位
FDF位（Flexible Data Rate Format）：原CAN數(shù)據(jù)幀中的保留位r,。FDF位常為隱性（1）,，表示CAN FD 報(bào)文；
BRS位（ Bit Rate Switch）：位速率轉(zhuǎn)換開關(guān),，當(dāng)BRS為顯性位（0）時(shí)數(shù)據(jù)段的位速率與仲裁段的位速率一致,，當(dāng)BRS為隱性位（1）時(shí)數(shù)據(jù)段的位速率高于仲裁段的位速率；
ESI位（Error State Indicator）：,，錯(cuò)誤狀態(tài)指示,，主動(dòng)錯(cuò)誤時(shí)發(fā)送顯性位（0），被動(dòng)錯(cuò)誤時(shí)發(fā)送隱性位（1）,。
?。?）DLCs的值與數(shù)據(jù)場(chǎng)和CRC校驗(yàn)場(chǎng)有關(guān)，在上文中已經(jīng)說明,。
?。?）CAN FD的確認(rèn)場(chǎng),，幀結(jié)尾及間歇場(chǎng)與傳統(tǒng)CAN一樣,，就不再贅述,。
三、如何從傳統(tǒng)的CAN升級(jí)到 CAN FD
盡管 CANFD 繼承了絕大部分傳統(tǒng) CAN 的特性,，但是從傳統(tǒng) CAN 到 CANFD 的升級(jí),， 我們?nèi)孕枰龊芏嗟墓ぷ鳌?/p>
（1）在硬件和工具方面,，要使用 CANFD,，首先要選取支持 CANFD 的 CAN 控制器和收發(fā)器，還要選取新的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試和監(jiān)測(cè)工具,。
?。?）在網(wǎng)絡(luò)兼容性方面，對(duì)于傳統(tǒng) CAN 網(wǎng)段的部分節(jié)點(diǎn)需要升級(jí)到 CANFD 的情況要特別注意,，由于幀格式不一致的原因,，CANFD 節(jié)點(diǎn)可以正常收發(fā)傳統(tǒng) CAN 節(jié)點(diǎn)報(bào)文，但是傳統(tǒng) CAN 節(jié)點(diǎn)不能正常收發(fā) CANFD 節(jié)點(diǎn)的報(bào)文,。
CAN FD協(xié)議是CAN-BUS協(xié)議的最新升級(jí),，將CAN的每幀8字節(jié)數(shù)據(jù)提高到64字節(jié)，波特率從最高的1Mbps提高到8-15Mbps,，使得通訊效率提高8倍以上,，大大提升了車輛的通訊效率。此項(xiàng)技術(shù)一直被歐美企業(yè)壟斷,，直至2016年,，中國(guó)CAN-BUS領(lǐng)導(dǎo)者—廣州致遠(yuǎn)電子股份有限公司，基于擁有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CAN FD IP核代碼,，研制出中國(guó)第一款CAN FD 接口卡,，使中國(guó)的總線技術(shù)水平與世界最高水平同步。
