CANFD 通讯学习笔记

CANFD（CAN with Flexible Data Rate）是博世公司在2012年发布的一种新的通信协议，它继承了传统CAN总线的大部分特性，同时通过引入一些新技术，解决了CAN总线在数据传输速率和总线带宽上的不足。CANFD的出现主要是为了适应电动汽车、无人驾驶汽车技术的快速发展，满足汽车高级驾驶辅助系统和人机交互HMI对数据传输速率和带宽的需求。 CANFD协议相较于传统CAN总线，主要有以下优点： 1. 数据长度的增加：CANFD每个数据帧最多支持64个数据字节，相比于传统CAN的8个数据字节，大幅提高了数据传输效率。 2. 传输速度的提升：CANFD支持双比特率传输，标称（仲裁）比特率限制为1 Mbit/s，数据比特率可高达5 Mbit/s，显著提高了传输速率。 3. 可靠性的增强：通过改进的循环冗余校验（CRC）和“受保护的填充位计数器”，降低了未被检测到的错误风险，对安全攸关的应用至关重要。 4. 平滑过渡的能力：CANFD能在某些特定情况下与仅支持传统CAN的电子控制单元（ECU）共存，从而允许OEM逐步引入CANFD节点，简化程序并降低成本。 CANFD和CAN总线协议在帧结构方面也存在一些不同点，主要包括： 1. 传输速率的不同：CANFD的数据传输速率可变，最高速率可达8Mbps，而传统CAN的传输速率是固定的。 2. 数据长度的不同：CANFD支持的最大数据长度为64byte，而CAN的最大数据长度为8byte。 3. 帧格式的不同：CANFD新增了FDF、BRS、ESI位。FDF位用于指示CAN报文类型，BRS位表示是否发生位速率转换，ESI位用于指示节点的错误状态。 4. ID长度的不同：CAN FD标准帧ID长度可扩展至12bit，而传统CAN的标准帧ID为11bit。 5. ACK长度的不同：CANFD的ACK段允许有2个位的长度，而传统CAN的ACK段只需要一个位。 通过上述改进，CANFD能够有效应对传统CAN在整车网络负载、实际数据传输带宽、总线速率、总线速度限制以及ACK延迟等方面的问题，使得在数据传输速率和总线带宽方面表现更加出色，满足了现代汽车电子化和智能化发展对数据传输的高要求。 CANFD是在传统CAN的基础上，为适应现代汽车电子化发展趋势而开发的新一代通信协议。它通过改进帧结构和引入新技术，有效提升了数据传输速率和总线带宽，同时保持了与传统CAN的高度兼容性，支持平滑过渡，为汽车电子控制系统的发展提供了有力的技术支持。随着汽车行业的不断发展，CANFD已经成为汽车通信协议的重要发展方向。