当原有的CAN通讯无法满足硬件节点和传输速率的增加时，很多工程师会使用CAN FD来替代，从而实现数据量传输的提速。那么CAN可以通过哪些方式快速升级到CAN FD呢？哪种方式更适合你？一起来看看。

CAN FD升级的意义

当今社会，汽车已经成为了我们生活中不可缺少的一部分，人们希望汽车不仅仅是一种代步工具，更希望是生活及工作范围的一种延伸。在汽车上就像坐在自己的办公室和家里一样，可以打电话、上网、娱乐、工作。因此，汽车制造商为了提高产品竞争力，将越来越多功能集成到了汽车上。ECU（电子控制单元）大量地增加使总线负载率急剧增大，传统的CAN总线越来越显得力不从心。因此，CAN FD(CAN with Flexible Data-Rate)协议诞生了。

它继承了CAN总线的主要特性，提高了CAN总线的网络通信带宽，改善了错误帧漏检率，同时可以保持网络系统大部分软硬件特别是物理层不变。这种相似性使ECU供应商不需要对ECU的软件部分做大规模修改即可升级汽车通信网络。

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

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。

CAN FD升级的解决方案

尽管CAN FD继承了绝大部分传统CAN的特性，但是从传统CAN到CAN FD的升级，我们仍需要做很多的工作。

针对CAN FD升级的情况，一般有4种快速解决方案。

1.CANFDBridge- CAN/CANFD智能协议网桥

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 CANFDBridge界面

2.CANFDSM-100——串口转CAN FD转换模块

如图6所示，是ZLG致远电子研发的一款串口转CAN（FD）模块CANFDSM-100，内置微处理器。该模块支持透明转换、透明带标识符转换、格式转换、Modbus转换四种模式。同时，该模块集成1路CAN FD接口和1路UART接口。在CAN通讯方面，可以在40Kbps~1Mbps之间任意可编程；在CAN FD通讯方面，可以在1Mbps~5Mbps之间任意可编程。单个模块就可以实现CAN和CAN FD的数据收发工作，快速实现CAN FD升级，满足工业级要求，支持在线固件升级等。

图6 CANFDSM-100示意图

3.USBCANFD系列接口卡

如图7所示，是ZLG致远电子开发的高性能CANFD接口卡。集成1/2/8路CANFD接口，支持ISO标准CANFD与BoschCANFD标准。每个接口具备独立的2500VDC电气隔离保护电路，使接口卡避免由于地环流的损坏，增强系统在恶劣环境中使用的可靠性。

PC通过USB2.0端口连接USBCANFD接口卡，从而能与CAN/CANFD网络进行数据收发，构成CAN/CANFD-bus控制节点。USBCANFD接口卡支持Win7/Win10等操作系统，提供二次开发函数库，用户可以调用函数库编写软件，是CAN/CANFD-bus产品开发、数据分析的强大工具。

图7 USBCANFD-800U示意图

4.高性能以太网转CANFD设备

如图8所示，CANFDNET系列产品是ZLG致远电子开发的高性能工业级以太网与CAN(FD)-bus的数据转换设备，它内部集成了2/4路CAN(FD)-bus接口、1路普通以太网接口，和1路车载双线以太网满足OPEN Alliance BroadR-Reach规范。CANFDNET系列产品可以工作在-40℃～85℃的温度范围内，CAN FD最高波特率为5Mbps，以太网具有TCP Server，TCP Client，UDP等多种工作模式，通过配置软件用户可以灵活的设定相关配置参数，并自带成熟稳定的TCP/IP协议栈，用户利用它可以轻松完成CAN(FD)网络和以太网网络的互连互通，进一步拓展CAN-bus网络的范围。

图8 CANFDNET示意图

强大的上位机软件

在硬件支持了CAN与CAN FD网络后，就需要有强大的上位机软件来为硬件赋能。ZLG ZCANPRO软件为CANFD/CAN/LIN总线系统架构、网络设计、开发和测试工程师提供整个开发过程的全面支持。支持车载DBC协议解析与DBC发送，支持车载UDS诊断，符合ISO15765规范，支持CANopen、J1939、DeviceNet协议解析，支持记录报文回放功能，并且能加载DBC文件进行变量的曲线分析。用户可通过编辑测试流程，加载DBC文件，进行发送、等待、校验、校验响应等动作，实现对被测设备的自动化测试。

高效、丰富、易用、免费等特性为工程师创造了更多可能，大大降低成本，提升开发效率。

总结

对于CANFD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/CANFD网桥，串口转CANFD转换模块与USB/以太网转CANFD接口卡等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。

关键词:CAN CAN FD 测试

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来 源：ZLG致远仪器

编辑：清风

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