【CAN FD之CAN FD应用领域及CAN迁移至CAN FD的策略分析介绍】
CAN FD适用领域
快速软件下载
CAN-FD 可以加速针对汽车 ECU 的最后编程工作。通用汽车指出,使用 CAN-FD 后, ECU 编程时间将缩短至当前编程时间的三分之一,甚至是五分之一。同样地,汽车修理间内的诊断或软件升级时间也缩短了。
错误状态
传输节点出错可能会导致消息突然中断,从而对那些安全至上的系统造成影响。每个CAN-FD 消息的错误状态信息 (ESI)位元中都包含传输节点的状况。采用这种方式,接收器就能够监控传输节点,并在实际问题发生之前采取故障预防措施。
增加的数据载荷CAN-FD 使得消息长度扩展到了 64 字节,从而避免了长消息被拆分。其结果是,在 CAN 堆栈中形成了一个非常简化的传输层。您不必实现复杂的流控制机制来容纳多个消息。
ECU 之间的通信更快
随着汽车功能的日益丰富,汽车 ECU 之间交换的数据量也呈直线上升。 CAN-FD 凭借更高的带宽,可以轻松处理更大量的数据,而且能够达到与 FlexRay 媲美的速度。
总线负载降低
由于通信速度更快, ECU 可以通过 CAN-FD 帧以比使用标准CAN 帧时更快的速度发送和接收数据。其直接效果就是总线负载会降低。示例:一个仪表板负责为驾驶员呈现汽车的大量参数。它将需要驱动 3 到 7 个计量器,控制20 到 30 个信号装置,响铃并显示信号警报来指示状态或系 故障。该节点需要通过来自多个ECU 的大量 CAN 消息来接收和传输信息。在这样一个系统上,CAN 负载可以占到75% - 80%。 CAN-FD 通过减少 CAN 总线负载缓解了这一问题。
传输线路的长度
在卡车或铰接巴士网络中,总线的长度可能会达到 9至 20 米。整个网络的速度将会受到仲裁场的限制。J1939-14 标准定义的最大位速率是 500kbps。然而, CAN-FD可以达到更高的速度。仲裁场可以仍维持原来的速率,但数据载荷能够以高得多的速率进行交换。这极大地提高了网络的吞吐量。
CAN迁移到CAN FD
CAN-FD 在保持与现有 CAN 网络相当的成本的基础 上,大大提升了吞吐量。
CAN-FD 通过改进的 CRC 多项式,改善了错误帧漏检率,进一步提高了可靠性。
引入 CAN-FD 不会影响目前使用的诸如 LIN 和 MOST 等汽车网络。要想把 CAN-FD 引入现有的 CAN 网络,需要有适当的迁移路径。这是因为, CAN-FD 兼容性节点除了能接受 CAN-FD帧外,也能接受当前的 CAN 帧,而不会出现 任何错误。但是,如果存在 CAN-FD 帧,常规 CAN 节点会 在网络上生成错误帧。可以通过几种措施来减轻迁移至真正 CAN-FD 网络所需完成的工作量。
典型方案:
网络中部署的新 ECU 必须能够兼容 CAN-FD,同时还必须能采用当前的 CAN 通信帧格式进行操作。
先在软件下载中,引入 CAN-FD 帧格式,从而达到更高的数据速率。操作期间,要与现有CAN网络完全隔断。
在 Bosch(博世公司)开展的一系列试验已证实,当 前的收发器可以帮助达到 2.5Mbps 的平均数据速率。
逐渐将现有CAN节点更换为CAN FD节点,待网络内全部为CAN FD节点时,启用CAN FD,从而实现高带宽利用率。
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