随着新能源汽车的发展，需要传输的数据量也逐渐增加，很多车厂都在考虑使用CAN FD来替代CAN实现数据量传输的提速。那么如何稳定地升级到CAN FD呢？本文为您解答。

一

CAN FD与CAN的主要区别

图1 CAN帧基本格式

图2 CAN FD帧基本格式

如图1、图2所示分别是CAN帧和CAN FD帧的基本格式，区别主要分为两大点：

1、BRS（可变速率）

CAN FD的传输速率分为两个频段，从BRS位开始到CRC校验之前这一段是可变速率段，这一段的波特率可以进行加速，理论最高可达到5Mbit／s，而其他位置则和CAN2．0一样，最高速率可达到1Mbit／s。

2、数据场长度增加BRS

CAN FD对数据场的长度做了扩充，从CAN的8字节增加到CAN FD的64字节。如图3所示，当DLC小于8字节时和CAN一样是线性增长，当大于8字节时是非线性增长。

图3 DLC编码方式

二

CAN FD的升级与CAN是否有冲突？

由于使用CAN FD网络时，需要ECU和CAN控制器、收发器均支持CAN FD通讯。所以当CAN网络中某些节点升级为CAN FD时，车辆上CAN与CAN FD处于共存的情况，因为普通的CAN节点无法正常解析CAN FD报文，节点就会一直报错，出现大量错误报文，导致总线通讯异常。

图4 CAN与CAN FD报文的波形对比

如图4所示，可以看到CAN FD的传输速率是5Mbit／s，而CAN的传输速率为500Kbit／s，我们在平常使用上位机软件解析CAN报文的时候需要设置对应的波特率，否则报文就无法解析。那么用一种简单的方式来理解，对于CAN节点来说，它的波特率是500K，那么5M的波特率与它不匹配，所以不能被正常解析，该节点就会报错，导致CAN FD报文一直无法正常发送，干扰总线的正常运行。

三

CAN FD升级的解决方案

针对CAN FD升级的情况，一般有三种解决方案。

1、CAN节点忽略CAN FD报文

支持CAN2．0的ECU忽略CAN FD报文，不对其进行识别，这样虽然无法对CAN FD报文进行解析处理，但是也不会将其识别为错误帧，总线可以保证正常通讯。因为CAN FD是向下兼容CAN的，所以所有的CAN节点和CAN FD节点对于CAN报文都可以正常通讯，但是CAN FD的报文只能在支持CAN FD的ECU之间进行传输。由于只能保证CAN FD节点可以正常接收所有类型的CAN报文，CAN节点无法接收解析CAN FD报文，所以该解决方案仅可作为临时使用。

2、全部节点升级为CAN FD

将所有网络上所有的节点都替换成CAN FD，由于CAN FD可以向下兼容CAN，此时的网络既可以进行CAN报文收发也可以进行CAN FD报文收发。但是由于整体网络全部更新替换，成本较高，所以使用率很低。

3、利用CAN网桥进行CAN FD与CAN的转换

在原有的CAN网络上通过CAN网桥与新的CAN FD节点进行连接，将传统的CAN总线网络通过协议转换与CAN FD网络进行融合，快速实现CAN设备的升级。工作原理如图5所示，当接收到CAN FD报文的时候，CAN网桥会采用直转、合并、拆分三种方式实现传统CAN的8字节长度和CAN FD的64字节长度的互相转换，无损还原原有数据。

图5

四

总结

对于CAN FD的升级，如果不是全部节点都进行升级，那么为了避免与CAN总线的冲突，相对来说，使用CAN网桥作为转换来完成是更好的方法。工程师可以不用在意如何完成CAN与CAN FD报文之间的转换，可以将工作重心放到产品功能的实现上，这样对于产品的快速更迭，抢占市场会更加有帮助。

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