三分钟了解最新CAN FD协议

对于中国制造2025与汽车产业发展方向，新能源和智能化一直是人们讨论的两个主题。在汽车智能化的过程中，CAN FD协议由于其优越的性能受到了大家广泛的关注，本文将和大家一起来了解CAN FD协议。

当今社会，汽车已经成为了我们生活中不可缺少的一部分，人们希望汽车不仅仅是一种代步工具，更希望在汽车是生活及工作范围的一种延伸。在汽车上就像呆在自己的办公室和家里一样，可以打电话、上网、娱乐、工作。

因此，汽车制造商为了提高产品竞争力，将越来越多功能集成到了汽车上。ECU（电子控制单元）大量地增加使总线负载率急剧增大，传统的CAN总线越来越显得力不从心。因此，CAN FD（CAN with Flexible Data-Rate）协议诞生了。

它继承了CAN总线的主要特性，提高了CAN总线的网络通信带宽，改善了错误帧漏检率，同时可以保持网络系统大部分软硬件特别是物理层不变。这种相似性使ECU供应商不需要对ECU的软件部分做大规模修改即可升级汽车通信网络。

一、CAN FD做出的改进

CAN FD采用了两种方式来提高通信的效率：一种方式为缩短位时间提高位速率；另一种方式为加长数据场长度减少报文数量降低总线负载率。在CRC校验段采用了三种多项式来保证高速通讯下的数据可靠性。

（1）可变速率（CAN with Flexible Data-Rate）

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。

（2）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时则有一个非线性的增长，最大的数据场长度可达64字节。如下所示为DLC数值与字节数的非线性对应关系。

（3）CRC校验场

在CANFD 协议标准化的过程中，通信的可靠性也得到了提高。由于DLCs的长度不同，在DLC大于8个字节时，CAN FD选择了两种新的BCH型CRC多项式。

二、CAN FD 帧结构分析

（1） CAN FD 数据帧在帧起始（SOF）和仲裁段（Arbitration Field）

与传统CAN相比，CAN FD取消了对远程帧的支持，用RRS位替换了RTR位，为常显性。IDE位仍为标准帧和扩展帧标志位，若标准帧与扩展帧具有相同的前 11 位 ID，那么标准帧将会由于 IDE 位为 0，优先获得总线。

RRS（remote request substitution）远程请求替换位：即传统CAN中的RTR位；

SRR （substitute remote request）代替远程帧请求位：SRR位为保留位，无影响；

IDE（Identifier Extension） 扩展帧标志：显性（0）=11位ID，隐性（1）=29位 ID。