在汽车领域,随着人们对数据传输带宽要求的增加,传统的can总线由于带宽的限制难以满足这种增加的需求。此外为了缩小can网络(max. 1mbit/s)与flexray(max.10mbit/s)网络的带宽差距,bosch公司推出了can fd 。
can fd(can with flexible data rate)继承了can总线的主要特性。can总线采用双线串行通讯协议,基于非破坏性仲裁技术,分布式实时控制,可靠的错误处理和检测机制使can总线有很高的安全性,但can总线带宽和数据场长度却受到制约。can fd总线弥补了can总线带宽和数据场长度的制约,can fd总线与can总线的区别主要在以下两个方面:
• 可变速率
can fd采用了两种位速率:从控制场中的brs位到ack场之前(含crc分界符)为可变速率,其余部分为原can总线用的速率。两种速率各有一套位时间定义寄存器,它们除了采用不同的位时间单位tq外,位时间各段的分配比例也可不同。
• 新的数据场长度
can fd对数据场的长度作了很大的扩充,dlc支持64个字节,在dlc小于等于8时与原can总线是一样的,大于8时有一个非线性的增长,所以数据场长度可达64字节。
can fd介绍
1.can fd 数据帧帧格式
can fd 数据帧在控制场新添加edl位、brs位、esi位,采用了新的dlc编码方式、新的crc算法(crc场扩展到21位)。can fd数据帧格式如下图:
2. 新添加位介绍
edl位:(extended data length)原can数据帧中的保留位r, 该位功能为:
• 隐性: 表示can fd 报文 (采用新的dlc编码和crc算法)
• 显性: 表示can报文
brs位:( bit rate switch)该位功能为:
• 隐性:表示转换可变速率
• 显性:表示不转换速率
esi(error state indicator),该位的功能为:
• 隐性:表示发送节点处于被动错误状态(error passive)
• 显性:表示发送节点处于主动错误状态(error active)
edl位可以表示can报文还是can fd报文;brs表示位速率转换,该位为隐性位时,从brs位到crc界定符使用转换速率传输,其他位场使用标准位速率,该位为显性时,以正常的canfd总线速率传输;通过添加esi位,可以很方便的知道当前发送节点所处的状态。
3.新的crc算法
can总线由于位填充规则对crc的干扰,造成错帧漏检率未达到设计意图。can fd对crc算法作了改变,即crc以含填充位的位流进行计算。在校验和部分为避免再有连续位超过6个,就确定在1位以及以后每4位添加一个填充位加以分割,这个填充位的值是上一位的反码,作为格式检查,如果填充位不是上一位的反码,就作出错处理。can fd的crc场扩展到了21位。由于数据场长度有很大变化区间,所以要根据dlc大小应用不同的crc生成多项式,crc_17,适合于帧长小于210位的帧,crc_21,适适合于帧长小于1023位的帧。
4.新的dlc编码
canfd 数据帧采用了新的新的dlc编码方式,在数据场长度在0-8个字节时,采用线性规则,数据场长度为12-64个字节时,使用非线性编码。如下图:

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can fd白皮书在论及与原can总线的兼容性时指出:can总线系统可以逐步过渡到can fd系统,网络中所有节点要进行can fd通信都得有can fd协议控制器,但是can fd协议控制器也能参加标准can总线的通信。
• 支持can fd总线的软件:canoe/canalyzer 8.0 sp3
• 支持can fd总线的硬件:vn1630/vn1640
• 支持can fd总线的收发器:1051cap piggy
(目前,canoe8.0sp3只基本支持can fd总线,8个字节的can fd报文)
vn1630/vn1640介绍
1.应用领域
vn1600支持canoe、canalyzer、canape、indigo、vflash等系列vector软件,及客户自定义软件;可在实验室、台架、维修站、实车上应用。在仿真、诊断、标定、flash编程均可应用。支持多个应用程序同时应用于同一硬件设备及同一通道。
2.功能概括
• 应用在can/lin/k线/j1708及io上的灵活网络接口卡
• 使用vector传统的can/lin/j1708网络收发器
• usb供电,可同时提供4路总线通信功能
• canoe、canape、canalyzer及用户应用软件的硬件接口卡,支持多个应用程序
• 增加的lin功能:支持lin协议的一致性检测(vn1630/vn1640)
• 缩短不同通道之间同步的延时
• 快速硬件加速
• 工作温度:-40— 70℃