經(jīng)典CAN網(wǎng)絡(luò)加入CAN FD節(jié)點(diǎn)需要注意什么？

目前，整車的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲校?a target="_blank">CAN FD的使用已經(jīng)非常普遍。當(dāng)然，帶來的問題也非常的多。CAN FD在設(shè)計(jì)之初，就考慮了向后兼容Classic CAN，以便于CAN FD報(bào)文和經(jīng)典CAN報(bào)文在同一個局域網(wǎng)內(nèi)共存。然而，具體到工程的實(shí)現(xiàn)，很多細(xì)節(jié)還需要開發(fā)人員把控，確保網(wǎng)絡(luò)通信的魯棒性。本文，從經(jīng)典CAN和CAN FD組網(wǎng)的角度討論如下幾個問題：

1、經(jīng)典CAN網(wǎng)絡(luò)加入CAN FD節(jié)點(diǎn)，需要注意什么？

2、CAN和CAN FD的ID可以相同嗎？

3、采樣點(diǎn)對通信的影響

1、經(jīng)典CAN網(wǎng)絡(luò)加入CAN FD節(jié)點(diǎn)，需要注意什么？

當(dāng)整車電子電器架構(gòu)由原有的經(jīng)典CAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖壍街С諧AN FD的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋾r，節(jié)點(diǎn)的軟/硬件均需要有所改變。CAN的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖壢缦滤荆?/p>

（一）硬件改變

當(dāng)經(jīng)典CAN節(jié)點(diǎn)升級到CAN FD節(jié)點(diǎn)時，需要考慮Transceiver和Controller的選型。

Transceiver選型：

因?yàn)镃AN FD的數(shù)據(jù)段支持更高的通信速率（eg：2000Kbps），意味著Transceiver可以進(jìn)行更快的數(shù)(Digital)/模(Analog)信號的轉(zhuǎn)換，所以，如果要支持CAN FD報(bào)文，對于CAN FD節(jié)點(diǎn)，Transceiver選型中，要選擇支持CAN FD的收發(fā)器。eg：TLE6250（不支持CAN FD），不能選用，NXP TJA1145（支持CAN FD），可以選用。

Controller選型：

一般，CAN Module（主要指CAN Controller）集成在主芯片中，所以，選擇主芯片時，需要選擇支持CAN FD通信的芯片。就目前常用的主流芯片（eg：英飛凌、瑞薩、ST等），幾乎都支持CAN FD通信。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓黾覥AN FD節(jié)點(diǎn)，不能僅增加一個CAN FD節(jié)點(diǎn)，如果僅增加一個CAN FD節(jié)點(diǎn)，意味著這個CAN FD節(jié)點(diǎn)發(fā)送的CAN FD報(bào)文，沒有對應(yīng)的接收節(jié)點(diǎn)，也就會造成No Ack錯誤，總線上出現(xiàn)錯誤幀，如下所示：

所以，支持CAN FD報(bào)文的網(wǎng)絡(luò)，需要至少兩個通信CAN FD節(jié)點(diǎn)。 CAN和CAN FD的組網(wǎng)通信如下所示：

（二）軟件改變 如果CAN的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲校黾恿薈AN FD節(jié)點(diǎn)，需要Classic CAN節(jié)點(diǎn)設(shè)置CAN ID的過濾功能，否則，Classic CAN節(jié)點(diǎn)會將CAN FD報(bào)文數(shù)據(jù)段按照500Kbps速率采樣，進(jìn)而可能造成數(shù)據(jù)采樣錯誤，發(fā)送錯誤幀，影響總線通信。關(guān)于CAN采樣原理，可以參考前文《CAN通信基礎(chǔ)：采樣原理》。 如何理解過濾？為了降低CPU的負(fù)載，在開發(fā)中，會對總線報(bào)文進(jìn)行過濾（Filter）設(shè)置，即：節(jié)點(diǎn)只接收需要的報(bào)文，忽略非相關(guān)報(bào)文。具體的操作可以參考芯片手冊說明，如下（Aurix手冊）示意：

如上圖，過濾的實(shí)質(zhì)是將與節(jié)點(diǎn)不相關(guān)的報(bào)文丟棄，只有數(shù)據(jù)相關(guān)才放入接收緩沖區(qū)，也就是郵箱（Mailbox）。

注意：上圖的過濾，從ID開始過濾，如果ID不同，則ID之后的數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)不在接收。

2、CAN和CAN FD的ID可以相同嗎？

答：可以。在11898的規(guī)范中，CAN和CAN FD報(bào)文格式不同，如下所示：

所以，即使ID（IDentifier）相同，CAN和CANFD報(bào)文也不是相同的報(bào)文。所以，兩者可以在一個網(wǎng)段內(nèi)共存，且不會影響對應(yīng)節(jié)點(diǎn)的接收，示意如下：

提示：由于Classic CAN的FDF位為顯性（0），CAN FD報(bào)文的FDF位為隱性（1），因此，在CAN仲裁過程中，當(dāng)CAN和CAN FD的ID相同時，根據(jù)"線與"規(guī)則，CAN報(bào)文優(yōu)先搶占總線使用權(quán)。

3、采樣點(diǎn)對通信速率的影響

CAN通信質(zhì)量的好/壞，需要合理的采樣點(diǎn)保證。不管是CAN或者CAN FD，開發(fā)或者測試中，要嚴(yán)格按照需求設(shè)置采樣點(diǎn)，否則，可能導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)發(fā)送錯誤幀，影響總線通信。

舉例：

在CANoe中設(shè)置仲裁段采樣點(diǎn)為65%，通信質(zhì)量如下所示：

在CANoe中設(shè)置仲裁段采樣點(diǎn)為95%，通信質(zhì)量如下所示：

審核編輯：劉清