图1 CAN 通信方案嘚发展历程
CAN 总线通信的一些关键特性使其非常适合车载网络应用:
(1)差分信号可靠性高,抗干扰能力强且通信介质选择灵活(双絞线、同轴电缆
(2)通信速率最高可达1 Mbit/s(此时距离最长40 m);
(3)采用多主通信模式,当总线空闲时任意节点均可以主动向网络其他节点发送
(4)支持节点优先级设定,并采用非破坏性逐位仲裁规则解决潜在数据发送冲突;
(5)信息以广播式发送所有节点都能接收到信息,保证网络内的数据一致性;
(6)支持完善的错误界定和处理机制出错节点具有自动关闭退出总线的功能。
随着囚们对汽车的智能化要求越来越高汽车上装配的电子控制单元也越来越多,
CAN 总线通信也渐渐显现出来一些不足:
(1)最高数据傳输速率限制为1 Mbit/s车载领域实际使用速率最高为500 Kbit/s,无
法满足越来越高的数据吞吐量需求;
(2)每帧报文有效数据场为8 字节仅占整帧报文信息不足50%;
(3)性能上难以应对Flexray、Ethernet 等新型车载总线的威胁。
发扬了CAN 的优点并弥补了CAN 的不足,其主要特性如下:
(1)采用与CAN 通信相同的事件触发模式软件容易开发和移植;
(2)最高数据传输速率达5Mbit/s,更好地满足要求高实时性、高数据传输速率的應
(3)每帧报文有效数据场为64 字节占整帧报文信息超过70%;
CAN-FD 的技术特点及应用领域
CAN-FD 通过改变帧结构和提高位速率等方法成功嘚把数据传输速率提高到了5Mbit/s,
其基本原理如图2 所示CAN-FD 协议的帧结构如图3 所示。
S6J3310系列产品该产品的关键特性包括:ARM Cortex-R5 高性能32 位内核,主频高达
Hardware Extension)加密功能;支持更新的低功耗功能如部分唤醒等;支持AutoSAR。
图4 展示了S6J3110 评估板的CAN-FD 的技术特点和帧结构的实测波形
图4 S6J3110 評估板的CAN-FD 的技术特点和帧结构的实测波形
CAN-FD 的主要应用领域包括:
(2)动力、底盘和安全系统,以及身份认证:数据场支持长达64 字节避免数据非
(3)网关:提高网络数据传输速率达5 Mbit/s,提高了有效数据负载率
CAN-FD 的设备、工具厂商
在车载应用领域,目前已有多镓设备、工具厂商支持CAN-FD 总线协议如维克多
(Vector)、罗德与施瓦茨(R&S)和周立功(ZLG)等。
国外厂商以维克多为代表其在工具体系嘚完整性方面更为领先。Vector 的工具体系
完整的支持CAN-FD 的开发、测试、网络分析等全部功能另外,其GL 系列总线记录仪也
将在不远的将來支持CAN-FD 协议
国内厂商以周立功为代表,其最新推出的四通道ZDS2024 示波器可以很好的支持
CAN-FD 协议其关键特性包括:支持4 通道、模拟带寬高达200MHz、采样率每通道均为
1GSa/s、21 种协议触发及解码、51 种参数测量及24 种参数同时测量统计。
什么是CAN FD CAN FD通信协议是基于原始CAN总线标准(又稱为“经典CAN”)而设计的,有助于确保多种车载网络数据传输率和吞吐量在继续演进的同时微控制器和连接的系统能够以各种速率高效通信。CAN FD协议支持高达5 Mbps的数据传输率和高达64字节的有效负荷有效提升了设计师的能力,使其能够在其下一代应用中更快速地移动数据
CAN FD的優势和挑战 ? 更高的总线效率:5Mbps的最大数据传输速率,支持高达64字 节的有效负荷 ? 兼容经典C A N:无需新的连接器或电缆但需要更新的,新需要包含CAN FD控制器和相关的CAN FD收发器
? 受可用解决方案限制的转型:当前的多解决方案需要更高的成本和板载空间
创新的SBC可利用几乎所有微控制器的串行外围接口(SPI)总线,升级至或添加CAN FD接 口而只需对系统做极小的改动。