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巨川電氣CAN FD協(xié)議介紹

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巨川電氣CAN FD協(xié)議介紹    來源:http://lzzrhvn.cn/

在汽車領(lǐng)域,隨著人們對數(shù)據(jù)傳輸帶寬要求的增加,傳統(tǒng)的CAN總線由于帶寬的限制難以滿足這種增加的需求。此外為了縮小CAN網(wǎng)絡(luò)(max. 1MBit/s)與FlexRay(max.10MBit/s)網(wǎng)絡(luò)的帶寬差距,BOSCH公司推出了CAN FD 。
       CAN FD(CAN with Flexible Data rate)繼承了CAN總線的主要特性。CAN總線采用雙線串行通訊協(xié)議,基于非破壞性仲裁技術(shù),分布式實時控制,可靠的錯誤處理和檢測機制使CAN總線有很高的安全性,但CAN總線帶寬和數(shù)據(jù)場長度卻受到制約。CAN FD總線彌補了CAN總線帶寬和數(shù)據(jù)場長度的制約,CAN FD總線與CAN總線的區(qū)別主要在以下兩個方面:
?  可變速率
       CAN FD采用了兩種位速率:從控制場中的BRS位到ACK場之前(含CRC分界符)為可變速率,其余部分為原CAN總線用的速率。兩種速率各有一套位時間定義寄存器,它們除了采用不同的位時間單位TQ外,位時間各段的分配比例也可不同。
?  新的數(shù)據(jù)場長度
       CAN FD對數(shù)據(jù)場的長度作了很大的擴充,DLC最大支持64個字節(jié),在DLC小于等于8時與原CAN總線是一樣的,大于8時有一個非線性的增長,所以最大的數(shù)據(jù)場長度可達64字節(jié)。


CAN FD介紹
1.CAN FD 數(shù)據(jù)幀幀格式

       CAN FD 數(shù)據(jù)幀在控制場新添加EDL位、BRS位、ESI位,采用了新的DLC編碼方式、新的CRC算法(CRC場擴展到21位)。CAN FD數(shù)據(jù)幀格式如下圖:

 

2. 新添加位介紹
       EDL位:(Extended Data Length)原CAN數(shù)據(jù)幀中的保留位r, 該位功能為:
?  隱性: 表示CAN FD 報文 (采用新的DLC編碼和CRC算法)
?  顯性: 表示CAN報文
       BRS位:( Bit Rate Switch)該位功能為:
?  隱性:表示轉(zhuǎn)換可變速率
?  顯性:表示不轉(zhuǎn)換速率
       ESI(Error State Indicator),該位的功能為:
?  隱性:表示發(fā)送節(jié)點處于被動錯誤狀態(tài)(Error Passive)
?  顯性:表示發(fā)送節(jié)點處于主動錯誤狀態(tài)(Error Active)
       EDL位可以表示CAN報文還是CAN FD報文;BRS表示位速率轉(zhuǎn)換,該位為隱性位時,從BRS位到CRC界定符使用轉(zhuǎn)換速率傳輸,其他位場使用標準位速率,該位為顯性時,以正常的CANFD總線速率傳輸;通過添加ESI位,可以很方便的知道當前發(fā)送節(jié)點所處的狀態(tài)。
3.新的CRC算法
       CAN總線由于位填充規(guī)則對CRC的干擾,造成錯幀漏檢率未達到設(shè)計意圖。CAN FD對CRC算法作了改變,即CRC以含填充位的位流進行計算。在校驗和部分為避免再有連續(xù)位超過6個,就確定在第一位以及以后每4位添加一個填充位加以分割,這個填充位的值是上一位的反碼,作為格式檢查,如果填充位不是上一位的反碼,就作出錯處理。CAN FD的CRC場擴展到了21位。由于數(shù)據(jù)場長度有很大變化區(qū)間,所以要根據(jù)DLC大小應(yīng)用不同的CRC生成多項式,CRC_17,適合于幀長小于210位的幀,CRC_21,適適合于幀長小于1023位的幀。
4.新的DLC編碼
       CANFD 數(shù)據(jù)幀采用了新的新的DLC編碼方式,在數(shù)據(jù)場長度在0-8個字節(jié)時,采用線性規(guī)則,數(shù)據(jù)場長度為12-64個字節(jié)時,使用非線性編碼。如下圖:

Vector解決方案
       CAN FD白皮書在論及與原CAN總線的兼容性時指出:CAN總線系統(tǒng)可以逐步過渡到CAN FD系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點要進行CAN FD通信都得有CAN FD協(xié)議控制器,但是CAN FD協(xié)議控制器也能參加標準CAN總線的通信。
?  支持CAN FD總線的軟件:CANoe/CANalyzer 8.0 SP3
?  支持CAN FD總線的硬件:VN1630/VN1640
?  支持CAN FD總線的收發(fā)器:1051cap piggy
(目前,CANoe8.0SP3只基本支持CAN FD總線,只支持最大8個字節(jié)的CAN FD報文)


VN1630/VN1640介紹
1.應(yīng)用領(lǐng)域

       VN1600支持CANoe、CANalyzer、CANape、Indigo、vFlash等系列Vector軟件,及客戶自定義軟件;可在實驗室、臺架、維修站、實車上應(yīng)用。在仿真、診斷、標定、flash編程均可應(yīng)用。支持多個應(yīng)用程序同時應(yīng)用于同一硬件設(shè)備及同一通道。
2.功能概括
?  應(yīng)用在CAN/LIN/K線/J1708及IO上的靈活網(wǎng)絡(luò)接口卡
?  使用Vector傳統(tǒng)的CAN/LIN/J1708網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器
?  USB供電,最大可同時提供4路總線通信功能
?  CANoe、CANape、CANalyzer及用戶應(yīng)用軟件的首選硬件接口卡,支持多個應(yīng)用程序
?  增加的LIN功能:支持LIN協(xié)議的一致性檢測(VN1630/VN1640)
?  不同通道之間同步的最短延時
?  最快的硬件加速
?  工作溫度:-40—+70℃


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