CANFD和CAN的区别简介

CAN-FD是CAN协议的增强版本,它提高了传输速率(最高可达8Mbps)并增加了数据域长度(最多64字节)。CAN-FD取消了远程帧,用FDF和BRS位标记不同类型的帧,并引入了ESI位来指示发送节点的错误状态。CRC校验也得到了加强,根据数据长度不同,CRC位数在17至21位之间变化,确保数据传输的准确性。

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1.概述
  1. CAN-FD:可以理解成CAN协议的升级版,只升级了协议物理层未改变
  2. CAN与CAN-FD主要区别:传输速率不同、数据长度不同、帧格式不同、ID长度不同。
  3. 由传统CAN转移到CANFD比较方便
2. 传输速率不同
  1. CAN:最大传输速率1Mbps。
  2. CAN-FD:速率可变,仲裁比特率最高1Mbps(与CAN相同),数据比特率最高8Mbps。
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3. 数据域长度不同
  1. CAN:一帧数据最长8字节
  2. CAN-FD:一帧数据最长64字节。
4. 协议内容改变—取消远程帧

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5. CANFD报文具体结构—红色缩写为增加部

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6. CAN报文与CANFD报文结构对比
  1. CANFD不存在远程帧,CAN报文中的RTR(用于区别标准帧与远程帧)被替换为RRS(远程请求替代位,默认值为0)
  2. FDF用于传统CAN报文和CANFD报文,FDF位为0时为传统报文,FDF为1时为CANFD报文
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  3. BRS位速率切换为,BRS位为0时CANFD速率保持恒定速率、BRS位为1时CANFD的数据段会被切换到高速率。
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  4. ESI错误状态指示位:CAN报文中发送节点的错误状态只有该节点自己知道,CANFD报文中可以通过ESI标志位来告诉其他节点该节点的错误状态,当ESI为1时表示发送节点处于被动错误状态、当ESI为0时表示发送节点处于主动错误状态
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  5. CRC-stuff count:填充位计数(计算从SOF开始到Data Field最后一位的填充位的个数)
  • CRC场之前和CRC场之后位填充是不一样的
  • SOF到Data Field最后一位的位填充跟CAN报文一样:每五个相同位之后填充一个相反位
  • CRC场采用固定位填充
  1. Stuff Count由以下两个元素组成:
    格雷码计算(前3位):CRC区域之前的填充位数除以8,得到的余数(Stuff bit count modulo 8)进行格雷码计算得到的值(Bit0-2)
    奇偶校验(最后1位):通过格雷码计算后的值的奇偶校验(偶校验)

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  1. CRC:随着数据场的扩大,为了保证信息发送的质量,CAN FD的CRC计算不仅要包括数据段的位,还包括来自SOF的Stuff Count和填充位。通过比较CRC的计算结果,可以判断接收节点是否能够正常接收。
    在CAN中,CRC的位数是15位,而在CAN FD中,CRC场扩展到了21位,详见以下:

CAN中:CRC 15位
CANFD中当传输数据为16字节或更少时:CRC 17位
CANFD中当传输数据超过16字节时:CRC 21位

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8. CRC的Bit Stuffing

  • Stuff Count 之前加一个填充位,每隔4位添加1个填充位,
  • 17位的CRC有6个Stuff Bits
  • 21位的CRC有7个Stuff Bits
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7. CANFD报文的标准帧和扩展帧—IDE为1表示为扩展帧、为0表示标准帧

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<think>嗯,用户想了解ISO CANFD传统CAN协议在汽车通信协议中的主要区别。首先,我需要回忆一下这两个协议的基本概念它们的发展背景。 传统CAN协议,也就是Controller Area Network,是博世公司在1980年代开发的,主要用于汽车内部的电子控制单元(ECU)之间的通信。它的设计目的是为了减少复杂的布线,提高可靠性实时性。传统CAN的数据帧结构最大支持8字节的数据长度,波特率通常在1Mbps以下,比如经典CAN的波特率最高是1Mbps,但在实际应用中可能更低,比如500Kbps或者250Kbps。 然后是CANFDCAN Flexible Data-rate,这是CAN协议的升级版,同样由博世在2012年提出,后来被ISO标准化为ISO 11898-1:2015。CANFD的主要目的是提升数据传输的速率效率,适应现代汽车对更高带宽的需求。CANFD的关键改进包括更高的数据传输速率更大的数据负载。例如,在仲裁阶段(即决定哪个节点可以发送数据的阶段)的波特率可能保持传统CAN相同,但在数据传输阶段,波特率可以提高到5Mbps甚至更高。同时,数据帧的最大数据长度从8字节增加到64字节,这大大提高了单帧数据的传输能力。 接下来要考虑它们的区别点。首先应该是传输速率,传统CAN最高1Mbps,而CANFD在数据段可以更高。然后是数据长度,传统8字节,CANFD最多64字节。还有错误检测机制,CANFD增加了额外的校验位,比如在数据段使用CRC校验,提高了可靠性。此外,CANFD的帧结构也有所变化,虽然兼容传统CAN,但增加了新的控制字段来支持更大的数据量更高的速率。 还要考虑兼容性。CANFD设计时考虑了向后兼容,但实际应用中可能需要控制器支持两种模式。另外,CANFD在汽车中的应用场景,比如ADAS(高级驾驶辅助系统)、车载信息娱乐系统等,这些需要大量数据传输的地方,传统CAN可能无法满足需求。 用户可能还想知道为什么需要升级到CANFD,这可能涉及到汽车电子系统的复杂化,比如更多的传感器、摄像头数据融合需求,传统CAN的带宽成为瓶颈。同时,CANFD在提高速率的同时,如何保持实时性可靠性,这也是关键点。 另外,可能需要注意一些技术细节,比如CANFD有两种模式:ISO CANFD非ISO CANFD,用户提到的ISO CANFD应该是指符合ISO标准的版本,而传统CAN可能指的是ISO 11898-1之前的版本。这里要明确区分不同标准版本的变化。 还需要确认引用内容是否相关。用户提供的引用中,引用[1]提到二进制、十进制十六进制的转换,可能与CAN协议中数据的表示有关,但不确定是否需要关联。引用[2]关于数据丢失防护可移动媒体,可能与汽车通信协议的安全有关,但CANCANFD本身是否涉及这些方面?传统CANCANFD协议主要处理数据传输,安全性方面可能由更高层的协议处理,比如CAN FD中的改进可能包括更好的错误检测,从而间接提升安全性。引用[3]涉及谓词逻辑操作系统进程,可能与协议的逻辑处理或系统层面的实现有关,但暂时可能关联不大。 在回答时,需要结构清晰,分点列出主要区别,包括传输速率、数据长度、错误检测、兼容性、应用场景等方面。同时,需要确保技术细节准确,比如波特率数值、数据长度、标准版本等。可能还需要简要说明每个区别带来的实际影响,比如更高的数据长度允许传输更多信息,减少分帧的需要,提高效率。 最后,生成的相关问题需要围绕这些区别展开,比如为什么需要CANFD,如何实现兼容性,错误检测的具体机制,应用案例,以及与传统CAN相比的优劣分析。这样用户可以根据问题进一步深入了解。</think>### ISO CANFD与传统CAN协议的主要区别 ISO CANFD(Controller Area Network Flexible Data-rate)与传统CAN协议是汽车电子通信中广泛应用的两种总线协议,其主要区别体现在以下方面: --- #### 1. **传输速率** - **传统CAN**:最大波特率为 $1\ \text{Mbps}$,且整个数据帧(包括仲裁段、数据段等)均采用同一速率[^3]。 - **ISO CANFD**:支持**双速率**模式,仲裁段速率与传统CAN兼容(例如 $1\ \text{Mbps}$),而数据段速率可提升至 $5\ \text{Mbps}$ 或更高,从而提高有效带宽[^1]。 --- #### 2. **数据长度** - **传统CAN**:数据帧最大长度为 $8\ \text{字节}$,适用于简单控制指令传输。 - **ISO CANFD**:数据帧最大长度扩展至 $64\ \text{字节}$,可承载更复杂的传感器数据或诊断信息[^1]。 --- #### 3. **错误检测机制** - **传统CAN**:使用 $15\ \text{位CRC}$ 校验,覆盖数据帧的帧头数据段。 - **ISO CANFD**:引入增强型 $21\ \text{位CRC}$ 校验,并针对数据段单独校验,显著降低高速传输中的错误风险。 --- #### 4. **兼容性** - **传统CAN**:仅支持经典CAN节点通信。 - **ISO CANFD**:设计上兼容传统CAN节点(需控制器支持混合模式),但需注意网络中存在传统节点时,CANFD会自动降速以保持兼容性。 --- #### 5. **应用场景** - **传统CAN**:适用于车身控制(如车窗、灯光)、低带宽需求场景。 - **ISO CANFD**:面向自动驾驶、车载以太网网关、高分辨率传感器等**高带宽、低延迟**场景[^2]。 --- ###
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