CAN與CAN FD通信之間存在的問(wèn)題

因為受制于產(chǎn)品的穩定性考驗，改造成本等問(wèn)題，沒(méi)法快速全面普及CAN FD。另外，在2012年底提出CAN FD到2015年中成為ISO CAN FD。

也就是說(shuō)目前市場(chǎng)上大部分都還是在用傳統的CAN2.0，有一小部分用非ISO標準的CAN FD，一部分用ISO標準的CAN FD。

這樣會(huì )遇到一個(gè)問(wèn)題：傳統CAN與CAN FD共存的網(wǎng)絡(luò )中，如何解決彼此通訊？

將可能存在的問(wèn)題分成了4類(lèi)。

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通訊速率和數據長(cháng)度不同的問(wèn)題

這個(gè)問(wèn)題里面，又分成如下幾種情況：

• 傳統CAN節點(diǎn)以1Mbit/s 傳輸數據到 CAN FD；

• CAN FD設備以8Mbit/s傳輸數據到傳統CAN；

• 傳統CAN節點(diǎn)向 CAN FD節點(diǎn)傳輸8字節的數據；

• CAN FD節點(diǎn)向傳統CAN 節點(diǎn)傳輸64字節的數據。

第1種情況和第3種情況是可以直接通過(guò)的，因為CAN FD天然向下兼容CAN2.0。

CAN FD節點(diǎn)向傳統CAN 節點(diǎn)傳輸64字節的數據，需要采用可編程CAN FD路由器。預先編程并下載到路由器，CAN FD數據通過(guò)路由器后可以按照預先設置的程序將數據做拆包等處理再轉成8字節轉發(fā)出去給傳統CAN設備。

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非ISO CAN FD與ISO CAN FD設備的通訊問(wèn)題

非ISO CAN FD與 ISO CAN FD的共同點(diǎn)在于：傳輸速率一致，數據長(cháng)度一致。區別在于：后者引入了一個(gè)3位的填充位計數器以及額外的校驗位，另外，CRC計算值也不同。

所以?xún)烧呤遣患嫒莸?，因此CiA建議所有的CAN FD應用需注明ISO CAN FD或non-ISO CAN FD。

2012年底到2015年中之前有很多廠(chǎng)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)了CAN FD產(chǎn)品，但是那個(gè)是非ISO標準的CAN FD產(chǎn)品，并且已經(jīng)有少部分產(chǎn)品已經(jīng)在市場(chǎng)流通。而這些非ISO產(chǎn)品的供應商也沒(méi)法完全收回或者銷(xiāo)毀原有產(chǎn)品，所以這些供應商仍然需要解決這個(gè)問(wèn)題。

3

多設備切換的通訊問(wèn)題

未來(lái)的CAN網(wǎng)絡(luò )，較長(cháng)時(shí)間內都會(huì )存在著(zhù)傳統CAN與CAN FD并存的情況。

那么在一個(gè)共存網(wǎng)絡(luò )中，就需要解決某幾個(gè)設備之間交叉通訊的問(wèn)題、多個(gè)切換的問(wèn)題、以及一個(gè)設備需要同時(shí)與CAN FD節點(diǎn)和傳統CAN節點(diǎn)通訊的切換問(wèn)題。

如下圖所示，一個(gè)網(wǎng)絡(luò )中只有EMS與ABS是用CAN FD的，如果是EMS和ABS通信，這個(gè)時(shí)候只要對CAN FD之間的數據1:1轉發(fā)即可。但是如果是EMS或者ABS與其他ECU通信，那么這時(shí)就需要將CAN FD數據切換為傳統CAN再轉發(fā)。

否則可能會(huì )遇到以下兩種問(wèn)題：

1、使用CAN FD網(wǎng)絡(luò )時(shí)，需要ECU和CAN控制器、收發(fā)器均支持CAN FD通訊。當CAN網(wǎng)絡(luò )中某些節點(diǎn)升級為CAN FD時(shí)，車(chē)輛上CAN與CAN FD處于共存的情況，因為普通的CAN節點(diǎn)無(wú)法正常解析CAN FD報文，節點(diǎn)就會(huì )一直報錯，出現大量錯誤報文，導致總線(xiàn)通訊異常。

2、假設CAN FD的數據傳輸速率是5Mbit/s，而CAN的傳輸速率為500Kbit/s，平常使用上位機軟件解析CAN報文的時(shí)候需要設置對應的波特率，否則報文無(wú)法解析?？赡軙?huì )遇到波特率不匹配，不能被正常解析，節點(diǎn)報錯，導致CAN FD報文無(wú)法正常發(fā)送，干擾總線(xiàn)的正常運行。

當然也是有一些解決辦法的，如下：

1、CAN節點(diǎn)忽略CAN FD報文

支持CAN2.0的ECU忽略CAN FD報文不對其進(jìn)行識別，這樣雖然無(wú)法對CAN FD報文進(jìn)行解析處理，但是也不會(huì )將其識別為錯誤幀，總線(xiàn)可以保證正常通訊。

因為CAN FD是向下兼容CAN的，保證CAN FD節點(diǎn)可以正常接收所有類(lèi)型的CAN報文，CAN節點(diǎn)無(wú)法接收解析CAN FD報文，該解決方案僅可作為臨時(shí)使用。

2、全部節點(diǎn)升級為CAN FD

將所有網(wǎng)絡(luò )上所有的節點(diǎn)都替換成CAN FD，由于CAN FD可以向下兼容CAN，此時(shí)的網(wǎng)絡(luò )既可以進(jìn)行CAN報文收發(fā)也可以進(jìn)行CAN FD報文收發(fā)。

但是由于整體網(wǎng)絡(luò )全部更新替換，成本較高，所以使用率很低。

3、利用CAN網(wǎng)橋進(jìn)行CAN FD與CAN的轉換

在原有的CAN網(wǎng)絡(luò )上通過(guò)CAN網(wǎng)橋與新的CAN FD節點(diǎn)進(jìn)行連接，將傳統的CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通過(guò)協(xié)議轉換與CAN FD網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行融合，快速實(shí)現CAN設備的升級。

當接收到CAN FD報文的時(shí)候，CAN網(wǎng)橋會(huì )采用直轉、合并、拆分三種方式實(shí)現傳統CAN的8字節長(cháng)度和CAN FD的64字節長(cháng)度的互相轉換，無(wú)損還原原有數據。

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測試平臺共用的問(wèn)題

CAN FD節點(diǎn)在進(jìn)行環(huán)境測試、疲勞測試、壽命測試等的情況下，只需要測試設備本身的性能，而與通訊速率/字節數無(wú)關(guān)，因此，這幾類(lèi)測試可以沿用傳統CAN設備的測試平臺。

而CAN FD通訊性能的測試、兼容性測試等涉及到通訊機制本身，因此這類(lèi)測試需要用新的CAN FD測試工具。

一個(gè)完整的測試需要同時(shí)滿(mǎn)足以上所有測試條件，因此存在兩種測試平臺的交互。