CAN與CAN FD通信之間存在的問題

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

也就是說目前市場上大部分都還是在用傳統(tǒng)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。

這樣會遇到一個問題：傳統(tǒng)CAN與CAN FD共存的網(wǎng)絡中，如何解決彼此通訊？

將可能存在的問題分成了4類。

1

通訊速率和數(shù)據(jù)長度不同的問題

這個問題里面，又分成如下幾種情況：

• 傳統(tǒng)CAN節(jié)點以1Mbit/s 傳輸數(shù)據(jù)到 CAN FD；

• CAN FD設備以8Mbit/s傳輸數(shù)據(jù)到傳統(tǒng)CAN；

• 傳統(tǒng)CAN節(jié)點向 CAN FD節(jié)點傳輸8字節(jié)的數(shù)據(jù)；

• CAN FD節(jié)點向傳統(tǒng)CAN 節(jié)點傳輸64字節(jié)的數(shù)據(jù)。

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

CAN FD節(jié)點向傳統(tǒng)CAN 節(jié)點傳輸64字節(jié)的數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)通過路由器后可以按照預先設置的程序將數(shù)據(jù)做拆包等處理再轉成8字節(jié)轉發(fā)出去給傳統(tǒng)CAN設備。

2

非ISO CAN FD與ISO CAN FD設備的通訊問題

非ISO CAN FD與 ISO CAN FD的共同點在于：傳輸速率一致，數(shù)據(jù)長度一致。區(qū)別在于：后者引入了一個3位的填充位計數(shù)器以及額外的校驗位，另外，CRC計算值也不同。

所以兩者是不兼容的，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年中之前有很多廠家已經(jīng)開發(fā)了CAN FD產(chǎn)品，但是那個是非ISO標準的CAN FD產(chǎn)品，并且已經(jīng)有少部分產(chǎn)品已經(jīng)在市場流通。而這些非ISO產(chǎn)品的供應商也沒法完全收回或者銷毀原有產(chǎn)品，所以這些供應商仍然需要解決這個問題。

3

多設備切換的通訊問題

未來的CAN網(wǎng)絡，較長時間內(nèi)都會存在著傳統(tǒng)CAN與CAN FD并存的情況。

那么在一個共存網(wǎng)絡中，就需要解決某幾個設備之間交叉通訊的問題、多個切換的問題、以及一個設備需要同時與CAN FD節(jié)點和傳統(tǒng)CAN節(jié)點通訊的切換問題。

如下圖所示，一個網(wǎng)絡中只有EMS與ABS是用CAN FD的，如果是EMS和ABS通信，這個時候只要對CAN FD之間的數(shù)據(jù)1:1轉發(fā)即可。但是如果是EMS或者ABS與其他ECU通信，那么這時就需要將CAN FD數(shù)據(jù)切換為傳統(tǒng)CAN再轉發(fā)。

否則可能會遇到以下兩種問題：

1、使用CAN FD網(wǎng)絡時，需要ECU和CAN控制器、收發(fā)器均支持CAN FD通訊。當CAN網(wǎng)絡中某些節(jié)點升級為CAN FD時，車輛上CAN與CAN FD處于共存的情況，因為普通的CAN節(jié)點無法正常解析CAN FD報文，節(jié)點就會一直報錯，出現(xiàn)大量錯誤報文，導致總線通訊異常。

2、假設CAN FD的數(shù)據(jù)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報文的時候需要設置對應的波特率，否則報文無法解析?？赡軙龅讲ㄌ芈什黄ヅ洌荒鼙徽＝馕?，節(jié)點報錯，導致CAN FD報文無法正常發(fā)送，干擾總線的正常運行。

當然也是有一些解決辦法的，如下：

1、CAN節(jié)點忽略CAN FD報文

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

因為CAN FD是向下兼容CAN的，保證CAN FD節(jié)點可以正常接收所有類型的CAN報文，CAN節(jié)點無法接收解析CAN FD報文，該解決方案僅可作為臨時使用。

2、全部節(jié)點升級為CAN FD

將所有網(wǎng)絡上所有的節(jié)點都替換成CAN FD，由于CAN FD可以向下兼容CAN，此時的網(wǎng)絡既可以進行CAN報文收發(fā)也可以進行CAN FD報文收發(fā)。

但是由于整體網(wǎng)絡全部更新替換，成本較高，所以使用率很低。

3、利用CAN網(wǎng)橋進行CAN FD與CAN的轉換

在原有的CAN網(wǎng)絡上通過CAN網(wǎng)橋與新的CAN FD節(jié)點進行連接，將傳統(tǒng)的CAN總線網(wǎng)絡通過協(xié)議轉換與CAN FD網(wǎng)絡進行融合，快速實現(xiàn)CAN設備的升級。

當接收到CAN FD報文的時候，CAN網(wǎng)橋會采用直轉、合并、拆分三種方式實現(xiàn)傳統(tǒng)CAN的8字節(jié)長度和CAN FD的64字節(jié)長度的互相轉換，無損還原原有數(shù)據(jù)。

4

測試平臺共用的問題

CAN FD節(jié)點在進行環(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(jié)數(shù)無關，因此，這幾類測試可以沿用傳統(tǒng)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，因此這類測試需要用新的CAN FD測試工具。

一個完整的測試需要同時滿足以上所有測試條件，因此存在兩種測試平臺的交互。