一文了解CANFD基础
文章目录
- 1、为什么会出现CANFD?
- 2、ISO CANFD 和 NON-ISO CANFD的区别？
- 3、CANFD怎么提高数据传输速率的?
- 4、CANFD的帧结构
- 5、CANFD的CRC校验机制
- 6、CANFD的位填充机制
1、为什么会出现CANFD?
CANFD，全称CAN with Flexible Data rate，顾名思义是可变数据速率的CAN报文。CANFD是在CAN的基础上的迭代更新，具备以下几个优势：
- 支持更高的传输速率（最高达到8Mbps），提高ECU刷写效率；
- CANFD通信能够利用CAN控制器的线束和物理层，可重复利用的特点降低成本，同时提高了兼容性；
- 更高的带宽在新能源汽车上具有更大的优势；
- 单个数据帧能够传输64个字节信息，避免了CAN数据分拆传输；
- 应用层不需要做调整，只是在原基础上做扩展。
因此，CANFD得到了广泛的应用与发展。
2、ISO CANFD 和 NON-ISO CANFD的区别？
如下图，在CANoe中配置通道信息时关于CAN Controller的Mode中CANFD有两种选择，NON-ISO CANFD 和 ISO CANFD应该选择哪一个呢？首先CANFD在2012年由博世开发，到2015年在ISO 11898-1中标准化。在2012到2015年之间，已经开发了不少CANFD产品在市面上应用，属于非ISO标准的CANFD产品，但是又无法被完全召回，因此把这一部分的产品称为NON-ISO CANFD控制器。
NON-ISO CANFD 和 ISO CANFD相同点：传输速率一致，数据长度一致。
NON-ISO CANFD 和 ISO CANFD不同点： ISO CANFD引入了一个3位的填充位计数器和额外的校验位；二者的CRC计算值也不同，所以两者是不兼容的。
3、CANFD怎么提高数据传输速率的?
CANFD支持消息的双比特率，具体实现上CANFD在仲裁段由于总线上可能存在多个发送节点，这时使用较低的传输速率；而数据段结束仲裁，总线上只有一个节点在发送数据，传输速率可以切换到一个较高的值，CANFD使用更大的数据场来提高传输效率，取消了远程帧。
4、CANFD的帧结构
CANFD帧由帧起始SOF，ID仲裁段，控制段，数据域，CRC域，ACK域，帧结束，共七个部分组成。各段长度信息已经在CANFD帧结构图中给出标示。标准帧格式如下图，扩展帧格式与CAN类似，仅在此基础上对ID做了扩展，不做赘述。
5、CANFD的CRC校验机制
由于CANFD数据场长度有变化区间，为了提高数据传输的正确性，根据数据场长度变化采用不同的CRC校验机制：
- 数据场长度小于16位，采用17位CRC校验；
- 数据场长度大于16位，采用21位CRC校验。
6、CANFD的位填充机制
CANFD在CRC场前面增加了４个位（stuff bit Counter），统计SOF到CRC前的填充位个数。从上面的帧结构来看，CANFD报文在CRC前和CRC段采用不同的位填充机制。
- SOF到Data段：每5个相同位填充一个相反位（位填充规则与CAN一致）
- CRC场：固定位置的位填充方式。规则为：确定在第1位以及以后每4位添加一个填充位，该填充位是上一位的反码。如果检测到填充位不是上一位的反码，就判定为错误处理。