當(dāng)原有的CAN通訊無(wú)法滿足硬件節(jié)點(diǎn)和傳輸速率的增加時(shí)，很多工程師會(huì)使用CAN FD來(lái)替代，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)量傳輸?shù)奶崴佟Ｄ敲碈AN可以通過(guò)哪些方式快速升級(jí)到CAN FD呢？哪種方式更適合你？一起來(lái)看看。
CAN FD升級(jí)的意義
當(dāng)今社會(huì)，汽車(chē)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(chē)不僅僅是一種代步工具，更希望是生活及工作范圍的一種延伸。在汽車(chē)上就像坐在自己的辦公室和家里一樣，可以打電話、上網(wǎng)、娛樂(lè)、工作。因此，汽車(chē)制造商為了提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，將越來(lái)越多功能集成到了汽車(chē)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(lái)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(chē)通信網(wǎng)絡(luò)。
CAN FD與CAN的主要區(qū)別
圖1 CAN幀基本格式
圖2 CAN FD幀基本格式
如圖1、圖2所示分別是CAN幀和CAN FD幀的基本格式，區(qū)別主要分為兩大點(diǎn)：
1.BRS（可變速率）
CAN FD的傳輸速率分為兩個(gè)頻段，從BRS位開(kāi)始到CRC校驗(yàn)之前這一段是可變速率段，這一段的波特率可以進(jìn)行加速，理論最高可達(dá)到5Mbit/s，而其他位置則和CAN2.0一樣，最高速率可達(dá)到1Mbit/s。
2.數(shù)據(jù)場(chǎng)長(zhǎng)度增加BRS
CAN FD對(duì)數(shù)據(jù)場(chǎng)的長(zhǎng)度做了擴(kuò)充，從CAN的8字節(jié)增加到CAN FD的64字節(jié)。如圖3所示，當(dāng)DLC小于8字節(jié)時(shí)和CAN一樣是線性增長(zhǎng)，當(dāng)大于8字節(jié)時(shí)是非線性增長(zhǎng)。
圖3 DLC編碼方式
CAN FD的升級(jí)與CAN是否有沖突？
由于使用CAN FD網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要ECU和CAN控制器、收發(fā)器均支持CAN FD通訊。所以當(dāng)CAN網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點(diǎn)升級(jí)為CAN FD時(shí)，車(chē)輛上CAN與CAN FD處于共存的情況，因?yàn)槠胀ǖ腃AN節(jié)點(diǎn)無(wú)法正常解析CAN FD報(bào)文，節(jié)點(diǎn)就會(huì)一直報(bào)錯(cuò)，出現(xiàn)大量錯(cuò)誤報(bào)文，導(dǎo)致總線通訊異常。
圖4 CAN與CAN FD報(bào)文的波形對(duì)比
如圖4所示，可以看到CAN FD的傳輸速率是5Mbit/s，而CAN的傳輸速率為500Kbit/s，我們?cè)谄匠Ｊ褂蒙衔粰C(jī)軟件解析CAN報(bào)文的時(shí)候需要設(shè)置對(duì)應(yīng)的波特率，否則報(bào)文就無(wú)法解析。那么用一種簡(jiǎn)單的方式來(lái)理解，對(duì)于CAN節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，它的波特率是500K，那么5M的波特率與它不匹配，所以不能被正常解析，該節(jié)點(diǎn)就會(huì)報(bào)錯(cuò)，導(dǎo)致CAN FD報(bào)文一直無(wú)法正常發(fā)送，干擾總線的正常運(yùn)行。
CAN FD升級(jí)的解決方案
盡管CAN FD繼承了絕大部分傳統(tǒng)CAN的特性，但是從傳統(tǒng)CAN到CAN FD的升級(jí)，我們?nèi)孕枰龊芏嗟墓ぷ鳌?
針對(duì)CAN FD升級(jí)的情況，一般有4種快速解決方案。
1.CANFDBridge- CAN/CANFD智能協(xié)議網(wǎng)橋
在原有的CAN網(wǎng)絡(luò)上通過(guò)CAN網(wǎng)橋與新的CAN FD節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，將傳統(tǒng)的CAN總線網(wǎng)絡(luò)通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換與CAN FD網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，快速實(shí)現(xiàn)CAN設(shè)備的升級(jí)。工作原理如圖5所示，當(dāng)接收到CAN FD報(bào)文的時(shí)候，CAN網(wǎng)橋會(huì)采用直轉(zhuǎn)、合并、拆分三種方式實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)CAN的8字節(jié)長(zhǎng)度和CAN FD的64字節(jié)長(zhǎng)度的互相轉(zhuǎn)換，無(wú)損還原原有數(shù)據(jù)。
圖5 CANFDBridge界面
