CAN-FD总线协议及其车载网络应用简介

前汽车电子领域的各大半导体厂商已经量产或正在开发集成CAN-FD控制器的产品。

诗讯半导体（Spansion）近期发布的Cortex-R5系列汽车级MCU产品全系列支持CAN-FD总线通信。2014年7月，诗讯半导体正式发布了集成CAN-FD控制器的ARM Cortex-R5 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144 MHz；最高集成2路CAN-FD通信，每路数据传输速率达5 Mbit/s；支持SHE（Secure 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7 S6J3110评估板的CAN-FD的技术特点和帧结构的实测波形

b) 收发器：目前NXP为代表的收发器厂商已经有多款支持CAN-FD的产品推出，且部分产品已经支持局部网络（Partial Network）、休眠状态总线唤醒等功能。

（2）CAN-FD的设备、工具厂商

在车载应用领域，目前已有多家设备、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，其在工具体系的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来支持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、模拟带宽高达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。

CAN-FD的主要应用领域：

CAN-FD因其继承了CAN总线得低成本、高可靠性等特点，又进一步提升了其数据传输性能，未来在以下领域有着很大的发展空间：

• （1）EOL（End-Of-Line）程序烧写：CAN数据传输速率为500 Kbit/s；CAN-FD数据传输速率为5 Mbit/s，约10倍于CAN传输速率。

• （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，避免数据非必要的拆分。

• （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。

车载电子模块数量的不断增长对车载网络通信技术提出了更高的要求，CAN-FD作为一个新兴的车载网络技术具备低成本、高可靠性、高传输速率等优点，很有可能会在未来几年的汽车电子领域大放异彩。

CAN及CAN-FD专业名词：

d = dominant

r = recessive

ACK = acknowledgement

CRC = cyclic redundancy check

DLC = Data length code

EDL = Extended Data Length

EOF = End-Of-Frame

ESI = Error State Indicator

FBFF = FD Base Frame Format

FEFF = FD Extended Frame Format

FDF = flexible data rate format

IDE = identifier extension

IMF = intermission field

r0 = reserved

RTR = Remote transmission request

RRS = remote request substitution

SOF = start-of-frame

SRR = substitute remote request

BRS = Bit Rate Switch