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CANFD与CAN协议区别

2022-02-07 汽车电子与软件 阅读:
1、概述CAN-FD:可以理解成CAN协议的升级版,只升级了协议,物理层未改变。CAN与CAN-FD主要区别:传输速率不同、数据长度不同、帧格式不同、ID长度不同。
1、概述
CAN-FD:可以理解成CAN协议的升级版,只升级了协议,物理层未改变。
CAN与CAN-FD主要区别:传输速率不同、数据长度不同、帧格式不同、ID长度不同。
2、传输速率不同
CAN:最大传输速率1Mbps。
CAN-FD:速率可变,仲裁比特率最高1Mbps(与CAN相同),数据比特率最高8Mbps,CAN-FD的传输格式如下图所示。
3、数据长度不同
CAN:一帧数据最长8字节
CAN-FD:一帧数据最长64字节。
4、帧格式不同
CAN-FD新增了FDF、BRS、ESI位。
FDF:表示CAN报文还是CAN-FD报文。
BRS:表示位速率转换,该位隐性时,速率可变(即BSR到CRC使用转换速率传输),该位为显性时,以正常的CAN-FD总线速率传输(恒定速率)。CAN FD采用了两种位速率: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,即仲裁段和数据控制段使用标准的通信波特率,而数据传输段时就会切换到更高的通信波特率,数据传输速率可大于。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。
ESI:表示发送节点状态。
5、ID长度不同
CAN标准帧ID长度最长11bit。
CAN-FD标准帧ID长度可扩展到12bit。
6、CRC-stuff count
CAN FD还在安全性上有了提高。为了避免位填充对CRC的影响,CAN FD在CRC场中增加了stuff count记录填充位的个数对应8的模,并用Grey Code表示(图48),还增加了奇偶校验位。FSB(fixed stuff-bit)固定为前一位的补码。
Stuff Count由以下两个元素组成:
格雷码计算:CRC区域之前的填充位数除以8,得到的余数(Stuff bit count modulo 8)进行格雷码计算得到的值(Bit0-2)
奇偶校验:通过格雷码计算后的值的奇偶校验(偶校验)
7、CRC
随着数据场的扩大,为了保证信息发送的质量,CAN FD的CRC计算不仅要包括数据段的位,还包括来自SOF的Stuff Count和填充位。通过比较CRC的计算结果,可以判断接收节点是否能够正常接收。
在CAN中,CRC的位数是15位,而在CAN FD中,CRC场扩展到了21位,详见以下:
Ø 当传输数据为16字节或更少时:CRC 17位
Ø 当传输数据超过16个字节时:CRC 21位
8、位填充法
与CAN一样,填充位插入到SOF和数据场的末尾之间。插入的填充位数值是经过格雷码计算转换后的值,并且用奇偶校验位保护(Stuff Count)。
在CRC校验场中,填充位被放置在固定的位位置,这称为固定填充位(Fixed Stuff Bit FSB)。固定填充位的值是上一位的反码。
Ø CRC校验场的第一位
Ø 每间隔4位添加一个固定填充位
9、波形实例
本实例使用 Kingst LA5016 usb 逻辑分析仪检测CAN FD数据通讯。LA5016的CAN FD解析模块,不仅可以解析CAN FD协议,同时也兼容CAN协议解析,以下几图是一个完整的数据包分析截图。从图中可以看到,CAN FD协议可以区分CAN FD及CAN协议,CAN FD协议将协议数据分析为 ID(协议id号), ExternId(扩展id), DLC(数据长度),Data(传输数据), StuffCount,CRC, ACK/NAK 。
协议解析参数设置:
上图数据包的ID号为0x010, RTR:false(数据帧), DLC:0x8(8个数据),Data:0x00~0x07,CRC为0x0C5E7(17位), ACK:应答。
圆形白点:逻辑数据。
方形白点:填充位。
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