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    CAN总线的升级版——CAN FD简介

    为什么需要CAN FD？

    在汽车行业，为什么需要CAN FD？

    1. 原因主要是因为汽车功能越来越多，越来越复杂，传统的CAN总线（CAN2.0）的负载率越来越高，甚至负载率高达95%。

    2. 因为传统CAN总线的局限性：

    · 传输率最大为1Mbiy/s（典型的<= 500kbit/s）；

    · 传统CAN数据帧超过50%的额外开销（overhead > 50%）。

    3. 对比其他协议，额外开销比例要小得多，如UDP （1500 bytes/datagram, 64 bytes overhead），FlexRay（254 bytes/frame, 8 bytes overhead）。

    4. 因为历史原因，汽车不可能直接放弃目前的传统CAN总线技术，一切推到重来。那么为了解决CAN总线负载率问题，而又能兼容CAN总线，并且研发成本不能太高的问题，2015年最新的修订版ISO 11898-1（classic CAN和CAN FD）发布。

    什么是CAN FD?

    CAN FD 是CAN with Flexible Data rate的缩写。也可以简单的认为是传统CAN的升级版。在上一篇文章汽车的中枢神经系统——CAN总线简介可以看到CAN整个发展历程。

    2011年，开始CAN FD协议的开发。

    2015年，ISO 11898-1（Classical CAN和CAN FD）修订版发布。

    对比传统CAN总线技术，CAN FD有两方面的升级：

    1. 支持可变速率—> 最大5Mbit/s；

    2. 支持更长数据长度--> 最长64 bytes数据。

    CAN FD的开发成本和传统CAN开发成本相差不大，并且可以和传统CAN很好兼容。

    CAN FD对比FlexRay的优势在于：

    1. CAN FD的开发成本远低于FlexRay；

    2. FlexRay对ECU升级刷写不友好。

    CAN FD对比以太网的优势在于：

    1. CAN FD的开发成本远低于以太网；

    2. 以太网优势在于大数据的传输但不能完全适用于当前汽车架构。

    From Vector——Data Rate VS Cost

    CAN FD 数据帧

    对比传统CAN的数据帧，CAN FD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 VS CAN数据帧

    1. 起始位SOF（start of frame）

    传统CAN的数据帧起始位SOF和CAN FD的数据帧起始位SOF是一样的，一个bit的显性位‘0’。

    2. 仲裁场（Arbitration Field）

    对比传统CAN数据帧，CAN FD共享相同的CAN ID，包括扩展数据帧的ID。

    CAN FD用RRS bit（始终为显性位‘0’）代替RTR。

    FDF（FD format）表示CAN FD还是传统CAN数据帧：

    · FDF – ‘0’ --> 传统CAN数据帧

    · FDF – ‘1’--> CAN FD数据帧

    BRS（Bit Rate Switch）表示时钟频率的切换：

    · BRS – ‘1’-->时钟频率切换

    ESI（Error State Indicator）表示CAN总线的错误状态。

    3. DLC控制域（control Field）

    DLC用于表示数据帧的数据长度。并且支持传统CAN 数据帧的编码方式。

    4. CRC

    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算法做了改变，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。

     

    根据不同的数据长度，CRC的长度也不一样：

    · CRC 15bits –> 传统CAN；

    · CRC 17bits--> 数据长度<= 16bytes；

    · CRC 21bits -->数据长度>16bytes。

    CRC的结束标识位（CRC Delimiter）一般是1位，但也接收2位。

    5. ACK

     

     

    ACK紧跟着CRC结束标识位。不同的是，CAN FD支持2bits的ACK的识别。

    6. 结束标识符（End of Frame）

    EOL在传统CAN，CAN FD中都是7个连续隐性位“1”。

    性能对比


    >出處來源: 知乎
    >來源網址:    https://zhuanlan.zhihu.com/p/79389547
    >如有侵權疑慮，請來信告知，立即下架，謝謝





     

     
     



     

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    为什么需要CAN FD？

    在汽车行业，为什么需要CAN FD？

    1. 原因主要是因为汽车功能越来越多，越来越复杂，传统的CAN总线（CAN2.0）的负载率越来越高，甚至负载率高达95%。

    2. 因为传统CAN总线的局限性：

    · 传输率最大为1Mbiy/s（典型的<= 500kbit/s）；

    · 传统CAN数据帧超过50%的额外开销（overhead > 50%）。

    3. 对比其他协议，额外开销比例要小得多，如UDP （1500 bytes/datagram, 64 bytes overhead），FlexRay（254 bytes/frame, 8 bytes overhead）。

    4. 因为历史原因，汽车不可能直接放弃目前的传统CAN总线技术，一切推到重来。那么为了解决CAN总线负载率问题，而又能兼容CAN总线，并且研发成本不能太高的问题，2015年最新的修订版ISO 11898-1（classic CAN和CAN FD）发布。

    什么是CAN FD?

    CAN FD 是CAN with Flexible Data rate的缩写。也可以简单的认为是传统CAN的升级版。在上一篇文章汽车的中枢神经系统——CAN总线简介可以看到CAN整个发展历程。

    2011年，开始CAN FD协议的开发。

    2015年，ISO 11898-1（Classical CAN和CAN FD）修订版发布。

    对比传统CAN总线技术，CAN FD有两方面的升级：

    1. 支持可变速率—> 最大5Mbit/s；

    2. 支持更长数据长度--> 最长64 bytes数据。

    CAN FD的开发成本和传统CAN开发成本相差不大，并且可以和传统CAN很好兼容。

    CAN FD对比FlexRay的优势在于：

    1. CAN FD的开发成本远低于FlexRay；

    2. FlexRay对ECU升级刷写不友好。

    CAN FD对比以太网的优势在于：

    1. CAN FD的开发成本远低于以太网；

    2. 以太网优势在于大数据的传输但不能完全适用于当前汽车架构。

    From Vector——Data Rate VS Cost

    CAN FD 数据帧

    对比传统CAN的数据帧，CAN FD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 VS CAN数据帧

    1. 起始位SOF（start of frame）

    传统CAN的数据帧起始位SOF和CAN FD的数据帧起始位SOF是一样的，一个bit的显性位‘0’。

    2. 仲裁场（Arbitration Field）

    对比传统CAN数据帧，CAN FD共享相同的CAN ID，包括扩展数据帧的ID。

    CAN FD用RRS bit（始终为显性位‘0’）代替RTR。

    FDF（FD format）表示CAN FD还是传统CAN数据帧：

    · FDF – ‘0’ --> 传统CAN数据帧

    · FDF – ‘1’--> CAN FD数据帧

    BRS（Bit Rate Switch）表示时钟频率的切换：

    · BRS – ‘1’-->时钟频率切换

    ESI（Error State Indicator）表示CAN总线的错误状态。

    3. DLC控制域（control Field）

    DLC用于表示数据帧的数据长度。并且支持传统CAN 数据帧的编码方式。

    4. CRC

    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算法做了改变，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。

     

    根据不同的数据长度，CRC的长度也不一样：

    · CRC 15bits –> 传统CAN；

    · CRC 17bits--> 数据长度<= 16bytes；

    · CRC 21bits -->数据长度>16bytes。

    CRC的结束标识位（CRC Delimiter）一般是1位，但也接收2位。

    5. ACK

     

     

    ACK紧跟着CRC结束标识位。不同的是，CAN FD支持2bits的ACK的识别。

    6. 结束标识符（End of Frame）

    EOL在传统CAN，CAN FD中都是7个连续隐性位“1”。

    性能对比


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    为什么需要CAN FD？

    在汽车行业，为什么需要CAN FD？

    1. 原因主要是因为汽车功能越来越多，越来越复杂，传统的CAN总线（CAN2.0）的负载率越来越高，甚至负载率高达95%。

    2. 因为传统CAN总线的局限性：

    · 传输率最大为1Mbiy/s（典型的<= 500kbit/s）；

    · 传统CAN数据帧超过50%的额外开销（overhead > 50%）。

    3. 对比其他协议，额外开销比例要小得多，如UDP （1500 bytes/datagram, 64 bytes overhead），FlexRay（254 bytes/frame, 8 bytes overhead）。

    4. 因为历史原因，汽车不可能直接放弃目前的传统CAN总线技术，一切推到重来。那么为了解决CAN总线负载率问题，而又能兼容CAN总线，并且研发成本不能太高的问题，2015年最新的修订版ISO 11898-1（classic CAN和CAN FD）发布。

    什么是CAN FD?

    CAN FD 是CAN with Flexible Data rate的缩写。也可以简单的认为是传统CAN的升级版。在上一篇文章汽车的中枢神经系统——CAN总线简介可以看到CAN整个发展历程。

    2011年，开始CAN FD协议的开发。

    2015年，ISO 11898-1（Classical CAN和CAN FD）修订版发布。

    对比传统CAN总线技术，CAN FD有两方面的升级：

    1. 支持可变速率—> 最大5Mbit/s；

    2. 支持更长数据长度--> 最长64 bytes数据。

    CAN FD的开发成本和传统CAN开发成本相差不大，并且可以和传统CAN很好兼容。

    CAN FD对比FlexRay的优势在于：

    1. CAN FD的开发成本远低于FlexRay；

    2. FlexRay对ECU升级刷写不友好。

    CAN FD对比以太网的优势在于：

    1. CAN FD的开发成本远低于以太网；

    2. 以太网优势在于大数据的传输但不能完全适用于当前汽车架构。

    From Vector——Data Rate VS Cost

    CAN FD 数据帧

    对比传统CAN的数据帧，CAN FD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 VS CAN数据帧

    1. 起始位SOF（start of frame）

    传统CAN的数据帧起始位SOF和CAN FD的数据帧起始位SOF是一样的，一个bit的显性位‘0’。

    2. 仲裁场（Arbitration Field）

    对比传统CAN数据帧，CAN FD共享相同的CAN ID，包括扩展数据帧的ID。

    CAN FD用RRS bit（始终为显性位‘0’）代替RTR。

    FDF（FD format）表示CAN FD还是传统CAN数据帧：

    · FDF – ‘0’ --> 传统CAN数据帧

    · FDF – ‘1’--> CAN FD数据帧

    BRS（Bit Rate Switch）表示时钟频率的切换：

    · BRS – ‘1’-->时钟频率切换

    ESI（Error State Indicator）表示CAN总线的错误状态。

    3. DLC控制域（control Field）

    DLC用于表示数据帧的数据长度。并且支持传统CAN 数据帧的编码方式。

    4. CRC

    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算法做了改变，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。

     

    根据不同的数据长度，CRC的长度也不一样：

    · CRC 15bits –> 传统CAN；

    · CRC 17bits--> 数据长度<= 16bytes；

    · CRC 21bits -->数据长度>16bytes。

    CRC的结束标识位（CRC Delimiter）一般是1位，但也接收2位。

    5. ACK

     

     

    ACK紧跟着CRC结束标识位。不同的是，CAN FD支持2bits的ACK的识别。

    6. 结束标识符（End of Frame）

    EOL在传统CAN，CAN FD中都是7个连续隐性位“1”。

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    为什么需要CAN FD？

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    1. 原因主要是因为汽车功能越来越多，越来越复杂，传统的CAN总线（CAN2.0）的负载率越来越高，甚至负载率高达95%。

    2. 因为传统CAN总线的局限性：

    · 传输率最大为1Mbiy/s（典型的<= 500kbit/s）；

    · 传统CAN数据帧超过50%的额外开销（overhead > 50%）。

    3. 对比其他协议，额外开销比例要小得多，如UDP （1500 bytes/datagram, 64 bytes overhead），FlexRay（254 bytes/frame, 8 bytes overhead）。

    4. 因为历史原因，汽车不可能直接放弃目前的传统CAN总线技术，一切推到重来。那么为了解决CAN总线负载率问题，而又能兼容CAN总线，并且研发成本不能太高的问题，2015年最新的修订版ISO 11898-1（classic CAN和CAN FD）发布。

    什么是CAN FD?

    CAN FD 是CAN with Flexible Data rate的缩写。也可以简单的认为是传统CAN的升级版。在上一篇文章汽车的中枢神经系统——CAN总线简介可以看到CAN整个发展历程。

    2011年，开始CAN FD协议的开发。

    2015年，ISO 11898-1（Classical CAN和CAN FD）修订版发布。

    对比传统CAN总线技术，CAN FD有两方面的升级：

    1. 支持可变速率—> 最大5Mbit/s；

    2. 支持更长数据长度--> 最长64 bytes数据。

    CAN FD的开发成本和传统CAN开发成本相差不大，并且可以和传统CAN很好兼容。

    CAN FD对比FlexRay的优势在于：

    1. CAN FD的开发成本远低于FlexRay；

    2. FlexRay对ECU升级刷写不友好。

    CAN FD对比以太网的优势在于：

    1. CAN FD的开发成本远低于以太网；

    2. 以太网优势在于大数据的传输但不能完全适用于当前汽车架构。

    From Vector——Data Rate VS Cost

    CAN FD 数据帧

    对比传统CAN的数据帧，CAN FD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 VS CAN数据帧

    1. 起始位SOF（start of frame）

    传统CAN的数据帧起始位SOF和CAN FD的数据帧起始位SOF是一样的，一个bit的显性位‘0’。

    2. 仲裁场（Arbitration Field）

    对比传统CAN数据帧，CAN FD共享相同的CAN ID，包括扩展数据帧的ID。

    CAN FD用RRS bit（始终为显性位‘0’）代替RTR。

    FDF（FD format）表示CAN FD还是传统CAN数据帧：

    · FDF – ‘0’ --> 传统CAN数据帧

    · FDF – ‘1’--> CAN FD数据帧

    BRS（Bit Rate Switch）表示时钟频率的切换：

    · BRS – ‘1’-->时钟频率切换

    ESI（Error State Indicator）表示CAN总线的错误状态。

    3. DLC控制域（control Field）

    DLC用于表示数据帧的数据长度。并且支持传统CAN 数据帧的编码方式。

    4. CRC

    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算法做了改变，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。

     

    根据不同的数据长度，CRC的长度也不一样：

    · CRC 15bits –> 传统CAN；

    · CRC 17bits--> 数据长度<= 16bytes；

    · CRC 21bits -->数据长度>16bytes。

    CRC的结束标识位（CRC Delimiter）一般是1位，但也接收2位。

    5. ACK

     

     

    ACK紧跟着CRC结束标识位。不同的是，CAN FD支持2bits的ACK的识别。

    6. 结束标识符（End of Frame）

    EOL在传统CAN，CAN FD中都是7个连续隐性位“1”。

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