技術交流
對(duì)于(yú)中(zhōng)國制造2025與汽車産業(yè)發展方向，新(xīn)能源和(hé)智能化一(yī)直是人們讨論的兩個(gè)主題。在汽車智能化的(de)過程中，CAN FD協議由于其優越(yuè)的性能受到了(le)大家廣泛的關注，本文将(jiāng)和大家一(yī)起了解最新CAN FD。
當今社會，汽(qì)車已經成爲了我們生活中不可缺少的一部分，人們希望汽車不(bú)僅僅是一種代步工具，更希望在汽車是生活及工作範圍的(de)一種延伸(shēn)。在汽車上就像呆在自己的辦公室和家裏一樣，可(kě)以打電話、上網、娛樂、工作。
因此，汽車制造商爲了提高産品競(jìng)争力，将越來越多功(gōng)能集成到了汽車上。ECU（電子控制單元）大量地增(zēng)加使總線負載率急劇增大，傳統的CAN總線越來越顯得(dé)力不從心。因此，CAN FD(CAN with Flexible Data-Rate)協(xié)議誕生了。
它繼(jì)承(chéng)了(le)CAN總線的主要特(tè)性，提高了CAN總線的網絡通信帶寬，改善了錯誤幀(zhēn)漏檢率，同時可以保持網絡系統大部分(fèn)軟硬件特别是物理層不變。這種相似性使ECU供應商不需要對ECU的軟件部分(fèn)做大規模修改即可升級汽車(chē)通信網絡。
一、CAN FD做出的(de)改(gǎi)進
CAN FD采用了兩種方式來提高(gāo)通信的效(xiào)率：一種方式(shì)爲縮(suō)短(duǎn)位時間提高位速率；另一種方式爲加長數據場(chǎng)長度減少報文數量降低總線負(fù)載率。在CRC校驗段采用了三種多項式(shì)來保證高速通訊下的(de)數(shù)據可靠性。
1、可變速率(lǜ)(CAN with Flexible Data-Rate)
從控制場中的BRS位到ACK場之前（含CRC分界符）爲可變速率，其餘部分爲原CAN總線用的速率。兩種速率各有(yǒu)一套(tào)位時間定義寄存器，它們除了(le)采用不同的位時間單位TQ外，位時間各段的分配比(bǐ)例也可不同。
2、新的數(shù)據場長度
CAN FD對數據場的長度作了很大的擴充，DLC最大支持64個字節，在DLC小于(yú)等于8時與原CAN總線是一樣的，大于8時(shí)則有一個非線性的增長，最大的數(shù)據場長度可達(dá)64字節(jiē)。如下所示爲DLC數值與(yǔ)字節數的非線性對應關系。
3、CRC校(xiào)驗場
在CAN FD協議标準化的過程中，通信的可靠性(xìng)也得到了提高。由于DLCs的長(zhǎng)度不同，在DLC大于(yú)8個(gè)字節時，CAN FD選擇了兩種新(xīn)的BCH型(xíng)CRC多項式。
二、CAN FD幀結(jié)構分析
1、CAN FD數據幀在幀起始（SOF）和仲裁段（Arbitration Field）
與傳統CAN相比，CAN FD取消了對遠程幀的支持，用RRS位替換了RTR位，爲(wèi)常顯性。IDE位仍爲标準幀(zhēn)和擴展幀标志位，若标準幀與擴展幀具有相同的前 11位ID，那麽标準幀(zhēn)将會(huì)由于IDE位爲0，優先獲(huò)得總線。
RRS(remote request substitution)遠程請求替換位：即傳統CAN中的RTR位；
SRR (substitute remote request)代(dài)替遠程幀請求位：SRR位(wèi)爲保留(liú)位，無影響；
IDE(Identifier Extension)擴展幀(zhēn)标志：顯性(xìng)(0)=11位ID，隐性(1)=29位ID。
2、CAN FD在控制段中新添加了三個位FDF位、BRS位、ESI位
FDF位（Flexible Data Rate Format）：原CAN數據幀(zhēn)中的保留位r。FDF位常爲隐(yǐn)性（1），表示(shì)CAN FD報文；
BRS位（ Bit Rate Switch）：位速率轉(zhuǎn)換開關，當BRS爲顯性位（0）時(shí)數據段的位速率與仲(zhòng)裁段的位速率一緻，當BRS爲隐性位（1）時數據段的位速率高(gāo)于仲裁段(duàn)的位速率；
ESI位（Error State Indicator）：，錯誤(wù)狀态(tài)指示，主動錯誤時發送顯性位（0），被動錯誤(wù)時發送隐性位（1）。
3、DLCs的值(zhí)與數(shù)據場和CRC校驗場有關，在上文中已經說明(míng)。
4、CAN FD的确認場，幀結尾及間歇場與傳統(tǒng)CAN一樣，就不再贅述。
三、如何從傳統的CAN升級到CAN FD
盡管CAN FD繼承了絕大部分傳統(tǒng)CAN的特性，但是從傳統CAN到CAN FD的升級，我們仍需(xū)要做很多的工作。
1、在硬件(jiàn)和工(gōng)具方面，要使用CAN FD，首先(xiān)要選取支持CAN FD的CAN控制器(qì)和收發器，還要(yào)選取新(xīn)的網絡調試和監(jiān)測工具。
2、在網絡兼容性方面，對于傳統CAN網段的部分節(jiē)點需要升級到CAN FD的情況要特别注意(yì)，由于幀格式不一緻的(de)原(yuán)因，CAN FD節(jiē)點可以正常收發傳統CAN節點報文，但是傳(chuán)統CAN節點不能正常收發CAN FD節點的報文。
總結
CAN FD協議是CAN-BUS協議的最新升級，将CAN的每幀8字節(jiē)數據提(tí)高到64字節，波特率(lǜ)從最(zuì)高的1Mbps提高到8-15Mbps，使得通訊效率提高8倍以上，大大(dà)提升(shēng)了車輛的通訊效率。此項技術一直被歐美企業壟斷，直至2016年，中(zhōng)國CAN-BUS領導者—廣州緻遠電(diàn)子股份有限公司，基于擁有完全知識産權的CAN FD IP核代碼，研制出中國第一(yī)款CAN FD接口卡，使中國的總線技術水平(píng)與世界最高水平同步。
