随着总线技术在汽车电子领域越来越广泛和深入的应用,特别是自动驾驶技术的迅速发展,汽车电子对总线宽度和数据传输速率的要求也越来也高,传统CAN(1MBit/s,8Bytes Payload)已难以满足日益增加的需求。因此在2012年,Bosch发布了新的CAN FD标准 (CAN with Flexible Data Rate) ,CAN FD继承了CAN的绝大多数特性,如同样的物理层,双线串行通信协议,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等,同时CAN FD弥补了CAN在总线带宽和数据长方面的不足。
下文将对CAN FD和CAN总线进行对比,并做相关介绍。
1、什么是CAN FD?
CAN FD协议是由Bosch以及行业专家预研开发的,并于2012年发布。通过标准化对其进行了改进,现已纳入ISO 11898-1:2015。一开始的Bosch CAN FD版本(非ISO CAN FD)与ISO CAN FD是不兼容。 CAN FD具有以下4个主要优点: (1)增加了数据的长度
CAN FD每个数据帧最多支持64个数据字节,而传统CAN最多支持8个数据字节。这减少了协议开销,并提高了协议效率。 (2)增加传输的速度
CAN FD支持双比特率:与传统CAN一样,标称(仲裁)比特率限制为1 Mbit/s,而数据比特率则取决于网络拓扑/收发器。实际上,可以实现高达5 Mbit/s的数据比特率。 (3)更好的可靠性
CAN FD使用改进的循环冗余校验(CRC)和“受保护的填充位计数器”,从而降低了未被检测到的错误的风险。这在汽车和工业自动化等安全攸关的应用中至关重要。 (4)平滑过渡
在一些特定的情况下CAN FD能用在仅使用传统CAN的ECU上,这样就可以逐步引入CAN FD节点,从而为OEM简化程序和降低成本。
实际上,与传统CAN相比,CAN FD可以将网络带宽提高3到8倍,从而为数据的增长提供了一种简单的解决方案。
2、CAN FD和CAN总线协议帧差异
CAN FD和CAN总线协议帧格式如下所示: CAN FD和CAN总线协议帧不同点如下所示: (1)传输速率不同
CAN FD的速率可变,从控制场中的BRS位到ACK场之前(含CRC分界符)为可变速率,最高速率可达到8Mbps,其他部分与CAN相同。 (2)数据长度不同
CAN FD支持的最大数据长度为64byte,CAN支持的最大数据长度为8byte。 (3)帧格式不同
CAN FD新增了FDF、BRS、ESI位:
FDF 位(Flexible Data Rate Format):原 CAN 数据帧中的保留位 r。表示 CAN 报文还是 CAN-FD 报文,FDF 位常为隐性(1),表示 CAN FD 报文;