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CAN FD协议介绍

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    [LV.5]常住居民I

    发表于 2014-3-28 08:59:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
    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最大支持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,所以最大的数据场长度可达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:
    20130423.jpg
    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,就确定在第一位以及以后每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:
    20130424.jpg


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