1、概述

CAN-FD：可以理解成CAN協(xié)議的升級(jí)版，只升級(jí)了協(xié)議，物理層未改變。

CAN與CAN-FD主要區(qū)別：傳輸速率不同、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不同、幀格式不同、ID長(zhǎng)度不同。

2、傳輸速率不同

CAN：最大傳輸速率1Mbps。

CAN-FD：速率可變，仲裁比特率最高1Mbps（與CAN相同），數(shù)據(jù)比特率最高8Mbps，CAN-FD的傳輸格式如下圖所示。



3、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不同

CAN：一幀數(shù)據(jù)最長(zhǎng)8字節(jié)

CAN-FD：一幀數(shù)據(jù)最長(zhǎng)64字節(jié)。

4、幀格式不同

CAN-FD新增了FDF、BRS、ESI位。

FDF：表示CAN報(bào)文還是CAN-FD報(bào)文。

BRS：表示位速率轉(zhuǎn)換，該位隱性時(shí)，速率可變（即BSR到CRC使用轉(zhuǎn)換速率傳輸），該位為顯性時(shí)，以正常的CAN-FD總線(xiàn)速率傳輸（恒定速率）。

CAN FD采用了兩種位速率：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(xiàn)用的速率，即仲裁段和數(shù)據(jù)控制段使用標(biāo)準(zhǔn)的通信波特率，而數(shù)據(jù)傳輸段時(shí)就會(huì)切換到更高的通信波特率，數(shù)據(jù)傳輸速率可大于。

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。 ESI:表示發(fā)送節(jié)點(diǎn)狀態(tài)。



5、ID長(zhǎng)度不同

CAN標(biāo)準(zhǔn)幀ID長(zhǎng)度最長(zhǎng)11bit。 CAN-FD標(biāo)準(zhǔn)幀ID長(zhǎng)度可擴(kuò)展到12bit。

6、CRC-stuff count

CAN FD還在安全性上有了提高。為了避免位填充對(duì)CRC的影響，CAN FD在CRC場(chǎng)中增加了stuff count記錄填充位的個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)8的模，并用Grey Code表示（圖48），還增加了奇偶校驗(yàn)位。

FSB（fixed stuff-bit）固定為前一位的補(bǔ)碼。

Stuff Count由以下兩個(gè)元素組成： 格雷碼計(jì)算：CRC區(qū)域之前的填充位數(shù)除以8，得到的余數(shù)（Stuff bit count modulo 8）進(jìn)行格雷碼計(jì)算得到的值（Bit0-2） 奇偶校驗(yàn)：通過(guò)格雷碼計(jì)算后的值的奇偶校驗(yàn)（偶校驗(yàn)）







7、CRC

隨著數(shù)據(jù)場(chǎng)的擴(kuò)大，為了保證信息發(fā)送的質(zhì)量，CAN FD的CRC計(jì)算不僅要包括數(shù)據(jù)段的位，還包括來(lái)自SOF的Stuff Count和填充位。通過(guò)比較CRC的計(jì)算結(jié)果，可以判斷接收節(jié)點(diǎn)是否能夠正常接收。

在CAN中，CRC的位數(shù)是15位，而在CAN FD中，CRC場(chǎng)擴(kuò)展到了21位，詳見(jiàn)以下： ? 當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)為16字節(jié)或更少時(shí)：CRC 17位 ? 當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)超過(guò)16個(gè)字節(jié)時(shí)：CRC 21位



8、位填充法

與CAN一樣，填充位插入到SOF和數(shù)據(jù)場(chǎng)的末尾之間。插入的填充位數(shù)值是經(jīng)過(guò)格雷碼計(jì)算轉(zhuǎn)換后的值，并且用奇偶校驗(yàn)位保護(hù)（Stuff Count）。

在CRC校驗(yàn)場(chǎng)中，填充位被放置在固定的位位置，這稱(chēng)為固定填充位（Fixed Stuff Bit FSB）。固定填充位的值是上一位的反碼。

? CRC校驗(yàn)場(chǎng)的第一位 ? 每間隔4位添加一個(gè)固定填充位



9、波形實(shí)例

本實(shí)例使用 Kingst LA5016 usb 邏輯分析儀檢測(cè)CAN FD數(shù)據(jù)通訊。LA5016的CAN FD解析模塊，不僅可以解析CAN FD協(xié)議，同時(shí)也兼容CAN協(xié)議解析，以下幾圖是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)包分析截圖。

從圖中可以看到，CAN FD協(xié)議可以區(qū)分CAN FD及CAN協(xié)議，CAN FD協(xié)議將協(xié)議數(shù)據(jù)分析為 ID（協(xié)議id號(hào)）, ExternId（擴(kuò)展id）， DLC（數(shù)據(jù)長(zhǎng)度），Data（傳輸數(shù)據(jù)）， StuffCount，CRC， ACK/NAK 。

協(xié)議解析參數(shù)設(shè)置：



上圖數(shù)據(jù)包的ID號(hào)為0x010， RTR：false（數(shù)據(jù)幀）， DLC:0x8（8個(gè)數(shù)據(jù)），Data：0x00~0x07，CRC為0x0C5E7（17位）， ACK：應(yīng)答。 圓形白點(diǎn)：邏輯數(shù)據(jù)。 方形白點(diǎn)：填充位。

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審核編輯：劉清