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学习笔记系列之CAN FD总线。 之前一篇笔记记录了CAN总线基础：https://blog.shuspieler.com/3649/ , 在这继续记录CAN FD的知识。 如果用一句话总结CAN FD和CAN的区别的话，就是为了加大数据吞吐率，在Payload使用了不同的传输频率，头部尾部保持不变，从而在相同的时间长度，传输了更多的数据，就像下图所示。 CAN FD协议需要新的控制器，而新的控制器是兼容老的CAN协议的，也就是说CAN FD控制器可以向下兼容与CAN控制器通信。有时候车身CAN控制器可以混杂部署，比如通过将一部分CAN控制器设置成休眠模式，就可以在CAN FD控制器之间进行高速传输，比如刷新ECU的时候。通常通过CAN需要传输几小时，通过CAN FD就可以大大减少这个时间。 下边是CAN FD和CAN 帧的对比图： 首先是CAN FD没有remote frame这个帧了。也不难想到，首先是这个用的确实不多，其次remote frame没有Data Field，而CAN FD 和CAN区别就在这里，所以remote frame就失去了其意义。在数据帧中，RTR也被换成RRS(Remote Request Substitution)，并且保持显性电位。在帧头的SOF，IDE，以及帧尾的ACK，DEL，EOF以及ITM(Intermission Field)都与CAN总线一致。 CAN FD和CAN的帧主要区别位于IDE和ACK之间。如下图所示，两者的区分是那个r保留位，当r是显性电平逻辑0时候，代表这是一个传统的CAN帧，当r是隐性电平逻辑1时候，说明这是一个CAN FD帧，同时这个保留位r有了一个名字FDF: Flexible Data Rate Format。 CAN FD控制器可以发送和接收传统CAN帧以及CAN FD帧，传统CAN控制器在接收CAN FD帧由于显性电平r是不符合规则从而会报错，然后将通过错误帧应答，也就是说，传统CAN并不能解析CAN FD数据，按照错误帧处理。 CAN FD中有一个新的帧叫做BRS(Bit Rate Switch)，当这一位是显性时，中间部分数据传输速率baud rate 2 和帧头帧尾传输速率baud rate 1 是相同的，这种情况下CAN FD并不能起到加速速率传输的效果。当这一位是隐性时候，中间部分数据传输速率变为 5Mbit/s，这是一个在实验室大量验证证实在绝大多数车身网络这是比较可靠的值。BRS的值决定了中间部分从BRS起到ACK之前的速率。 ESI全称Error State Indicator，这一位是显性代表这个节点是Error Active状态，如果这一位是隐性，代表这个节点是Error

学习笔记系列之CAN总线。 基础知识已经学习过很多次了，可是时间久了对于一些细节的记忆就会模糊不清，每次资料看别人的总结还不如自己也总结一下，之后看自己的笔记就好了。 CAN (Controller Area Network) 在1980年由Bosch提出并于1994年进行了标准化（ISO 11891-1）。时至今日，CAN依旧在汽车动力总成，底盘等领域有着广泛的应用。CAN可以提供非常可靠的数据传输，以及满足很多情况下对于实时性的要求。 CAN标准可以再细分为高速和低速两种不同的子协议，主要区别在于物理层的电压不同从而最大传输速率有区别，低速CAN（CAN Low Speed）遵循 ISO 11891-3 标准，最高传输速率为 125 kbit/s. 高速CAN（CAN High Speed）遵循 ISO 11898-2 标准，最高传输速率为 1Mbit/s。通常我们汽车领域用高速CAN并且设置速率为 500 kbit/s，同时低速CAN也有特有的优势，比如说抗干扰能力强。 下边这张图对比了我们熟知的OSI七层模型和CAN 模型的对比。 通常情况下，CAN协议通过硬件控制器（CAN controller）的形式实现，物理信号的收发通过CAN收发器（CAN Transceiver）进行。通常选择非屏蔽双绞线来连接CAN收发器，传输距离不超过40米，并且在两端需要连接两个120 欧姆的电阻（仅高速CAN，低速CAN不做要求），以防止信号反射造成干扰。协议还规定了，一条CAN总线最多连接32个节点。 由于不同信号有着不同的传输频率的需求比如有的传输周期是10毫秒有的是100毫秒，所以也就催生了CAN控制器（CAN Controller）分为带储存（缓存）型和不带缓存型两种。不过对于上层控制器来说，一致都是将CAN控制器当作一个“储存芯片”对待，从中读出和写入数据。 双绞线可以有效地降低电磁干扰，在CAN总线（CAN Bus）中这两条线分别被称作 CAN high line (CANH) 和 CAN low line (CANL). 在网络物理层基于差分电压传输，这种模式可以有效消除电机，点火系统等开关造成干扰电压冲击带来的影响。 对于高速CAN，协议定义差分电压0伏代表逻辑1，并被称为隐性； 差分电压2伏代表逻辑0，被称为显性。有点绕，但是一定要记清楚！ 关于高速CAN和低速CAN差分电压的规定如下图：   以高速CAN为例子，理解为何差分为2逻辑为1，是显性；而差分为0逻辑为0，是隐性，可以结合下午CAN收发器(CAN Transceiver) 物理实现来理解： 同时显性会覆盖隐性，也就是说，当同一时刻不同的节点有发送显性也有发送隐性，那么在总线上会展示成为显性，只有当所有的节点都发送隐性的时候，总线才会展示成隐性。我是这样记忆的，假设我们有多个TxD，只有所有的Driver都发送逻辑1：隐性，也就是所有上边和下边的三极管都是断开状态（Driver输出0），那么对于Receiver才能测出差分电压为0，单反有一个TxD发送了逻辑0，就是有一对上下三极管是接通状态（Driver输出1），那么CANH和CANL就分别接到了VCC和GND，那么Receiver检测的差分电压就是2V。当然现实情况会有一定的误差，CAN协议规定当差分电压大于0.9伏才能被认为是显性（逻辑1），差分电压小于0.5V才能被认为是隐形（逻辑0）。 对于低速CAN，协议规定差分信号是5V代表逻辑1，差分信号是2V代表逻辑0。根据CAN协议逻辑，可以看出显性和隐性是AND逻辑。就是说有一个发逻辑0（显性），结果就是逻辑0（显性）。 在CAN通信中，节点是以广播的形式发出信息的，所有节点都可以接收，然后根据其中的ID号过滤来确定是否试自己需要的信息。在数据格式上，CAN的Frame共有三种形式：Data

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