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CAN FD升级的解决方案

ZLG_zhiyuan 来源:YXQ 2019-08-06 17:42 次阅读

随着新能源汽车的发展,需要传输的数据量也逐渐增加,很多车厂都在考虑使用CAN FD来替代CAN实现数据量传输的提速。那么如何稳定地升级到CAN FD呢?本文为您解答

一、CAN FD与CAN的主要区别

图1 CAN帧基本格式

图2 CAN FD帧基本格式

如图1、图2所示分别是CAN帧和CAN FD帧的基本格式,区别主要分为两大点:

1.BRS(可变速率)

CAN FD的传输速率分为两个频段,从BRS位开始到CRC校验之前这一段是可变速率段,这一段的波特率可以进行加速,理论最高可达到5Mbit/s,而其他位置则和CAN2.0一样,最高速率可达到1Mbit/s。

2.数据场长度增加BRS

CAN FD对数据场的长度做了扩充,从CAN的8字节增加到CAN FD的64字节。如图3所示,当DLC小于8字节时和CAN一样是线性增长,当大于8字节时是非线性增长。

图3 DLC编码方式

二、CAN FD的升级与CAN是否有冲突?

由于使用CAN FD网络时,需要ECU和CAN控制器、收发器均支持CAN FD通讯。所以当CAN网络中某些节点升级为CAN FD时,车辆上CAN与CAN FD处于共存的情况,因为普通的CAN节点无法正常解析CAN FD报文,节点就会一直报错,出现大量错误报文,导致总线通讯异常。

图 4 CAN与CAN FD报文的波形对比

如图三所示,可以看到CAN FD的传输速率是5Mbit/s,而CAN的传输速率为500Kbit/s,我们在平常使用上位机软件解析CAN报文的时候需要设置对应的波特率,否则报文就无法解析。那么用一种简单的方式来理解,对于CAN节点来说,它的波特率是500K,那么5M的波特率与它不匹配,所以不能被正常解析,该节点就会报错,导致CAN FD报文一直无法正常发送,干扰总线的正常运行。

三、CAN FD升级的解决方案

针对CAN FD升级的情况,一般有三种解决方案。

1.CAN节点忽略CAN FD报文

支持CAN2.0的ECU忽略CAN FD报文,不对其进行识别,这样虽然无法对CAN FD报文进行解析处理,但是也不会将其识别为错误帧,总线可以保证正常通讯。因为CAN FD是向下兼容CAN的,所以所有的CAN节点和CAN FD节点对于CAN报文都可以正常通讯,但是CAN FD的报文只能在支持CAN FD的ECU之间进行传输。由于只能保证CAN FD节点可以正常接收所有类型的CAN报文,CAN节点无法接收解析CAN FD报文,所以该解决方案仅可作为临时使用。

2.全部节点升级为CAN FD

将所有网络上所有的节点都替换成CAN FD,由于CAN FD可以向下兼容CAN,此时的网络既可以进行CAN报文收发也可以进行CAN FD报文收发。但是由于整体网络全部更新替换,成本较高,所以使用率很低。

3.利用CAN网桥进行CAN FD与CAN的转换

在原有的CAN网络上通过CAN网桥与新的CAN FD节点进行连接,将传统的CAN总线网络通过协议转换与CAN FD网络进行融合,快速实现CAN设备的升级。工作原理如图5所示,当接收到CAN FD报文的时候,CAN网桥会采用直转、合并、拆分三种方式实现传统CAN的8字节长度和CAN FD的64字节长度的互相转换,无损还原原有数据。

总结:

对于CAN FD的升级,如果不是全部节点都进行升级,那么为了避免与CAN总线的冲突,相对来说,使用CAN网桥作为转换来完成是更好的方法。工程师可以不用在意如何完成CAN与CAN FD报文之间的转换,可以将工作重心放到产品功能的实现上,这样对于产品的快速更迭,抢占市场会更加有帮助。

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原文标题:CAN FD升级,要如何避免与CAN总线的冲突?

文章出处:【微信号:ZLG_zhiyuan,微信公众号:ZLG致远电子】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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    TCAN1044x-Q1器件均为高速控制器局域网(CAN)收发器,满足ISO 11898-2:2016高速CAN规范的物理层要求,可提供CAN总线和CAN协议控制器之间的接口.TCAN1044x-Q1器件支持传统CAN和CAN FD网络,具有最高5Mbps的数据速率。部件号中带有“V”后缀的器件具有通过V IO 端子实现的内部逻辑电平转换功能,允许直接连接到1.8V,3.3V或5V控制器。这些器件具有低功耗待机模式,可通过ISO 11898-2:2016定义的唤醒模式( WUP)实现远程唤醒.TCAN1044x-Q1器件具有许多保护和诊断特性,包括热关断(TSD),驱动器显性超时(TXD DTO)和高达±42V的总线故障保护。 特性 AEC Q100:符合汽车类应用标准 器件温度等级1: -40°C至125° CT A 符合ISO 11898-2:2016和ISO 11898-5:2007物理层标准的要求 高达5Mbps的传统CAN和CAN FD支持 较短的对称传播延迟时间和快速循环次数增加时序余量 在有负载CAN网络中实现更快的数据速率< /li> I /O电压范围:1.8V至5V 优化了未上电时的性能 总线和逻辑终端为 结温范围:-40°C至150°C 可提供SOIC(8)封装和无引线VSON...
    发表于 01-08 17:49 781次 阅读
    TCAN1044-Q1 汽车类高速 CAN 收发器

    TCAN1044V-Q1 汽车类高速 CAN 收发器

    TCAN1044x-Q1器件均为高速控制器局域网(CAN)收发器,满足ISO 11898-2:2016高速CAN规范的物理层要求,可提供CAN总线和CAN协议控制器之间的接口.TCAN1044x-Q1器件支持传统CAN和CAN FD网络,具有最高5Mbps的数据速率。部件号中带有“V”后缀的器件具有通过V IO 端子实现的内部逻辑电平转换功能,允许直接连接到1.8V,3.3V或5V控制器。这些器件具有低功耗待机模式,可通过ISO 11898-2:2016定义的唤醒模式( WUP)实现远程唤醒.TCAN1044x-Q1器件具有许多保护和诊断特性,包括热关断(TSD),驱动器显性超时(TXD DTO)和高达±42V的总线故障保护。 特性 AEC Q100:符合汽车类 应用标准器件温度等级 1:–40°C 至 125°C TA符合 ISO 11898-2:2016 和 ISO 11898-5:2007 物理层标准的要求高达 5Mbps 的传统 CAN 和 CAN FD 支持较短的对称传播延迟时间和快速循环次数增加时序余量在有负载 CAN 网络中实现更快的数据速率I/O 电压范围:1.8V 至 5V优化了未上电时的性能总线和逻辑终端为高阻抗(运行总线或应用上无负载) 支持热插拔:总线和 RXD 输出端加电/断电时的无毛...
    发表于 01-08 17:49 892次 阅读
    TCAN1044V-Q1 汽车类高速 CAN 收发器

    TLIN2441-Q1 具有集成电压稳压器和看门狗的汽车本地互联网络收发器

    TLIN2441-Q1是一款LocalInterconnect网络(LIN)物理层收发器,具有集成的低压差稳压器,唤醒和保护功能,符合LIN 2.0标准,LIN 2.1,LIN 2.2,LIN2.2A和ISO /DIS17987-4.2标准.TLIN2441-Q1集成了基于窗口或超时的看门狗监控器,可通过PIN或SPI进行配置和控制。 TLIN2441-Q1看门狗由PIN捆扎或SPI控制,具体取决于上电时引脚9的状态。 LIN是一种单线双向总线,通常用于低速车载网络,数据速率高达20 kbps。 LIN接收器支持高达100 kbps的数据速率,用于行结束编程。 TLIN2441-Q1使用限流波形整形驱动器将TXD输入上的LIN协议数据流转换为LIN总线信号,从而减少电磁辐射(EME)。接收器将数据流转换为逻辑电平信号,通过开漏RXDpin发送到微处理器。 使用休眠模式可以实现超低电流消耗,允许通过LIN总线或引脚唤醒。 LIN总线有两种状态:显性状态(接近电压)和隐性状态(电池附近的电压)。在隐性状态下,LIN总线通过内部上拉电阻(45kΩ)和串联二极管拉高。从应用程序不需要外部上拉组件。主应用需要一个外部上拉电阻(1kΩ)和LIN规范的串联二极管。 特性 AEC Q...
    发表于 01-08 17:48 375次 阅读

    TLIN1441-Q1 具有集成电压稳压器和看门狗的汽车本地互联网络收发器

    TLIN1441-Q1是一款LocalInterconnect网络(LIN)物理层收发器,具有集成的低压差稳压器,唤醒和保护功能,符合LIN 2.0标准,LIN 2.1,LIN 2.2,LIN2.2A和ISO /DIS17987-4.2标准.TLIN1441-Q1集成了一个基于窗口或超时的看门狗监控器,可通过PIN或SPI进行配置和控制。 TLIN1441-Q1看门狗由PIN捆扎或SPI控制,具体取决于上电时引脚9的状态。 LIN是一种单线双向总线,通常用于低速车载网络,数据速率高达20 kbps。 LIN接收器支持高达100 kbps的数据速率,用于行结束编程。 TLIN1441-Q1使用限流波形整形驱动器将TXD输入上的LIN协议数据流转换为LIN总线信号,从而减少电磁辐射(EME)。接收器将数据流转换为逻辑电平信号,通过开漏RXDpin发送到微处理器。 使用休眠模式可以实现超低电流消耗,允许通过LIN总线或引脚唤醒。 LIN总线有两种状态:显性状态(接近电压)和隐性状态(电池附近的电压)。在隐性状态下,LIN总线通过内部上拉电阻(45kΩ)和串联二极管拉高。从应用程序不需要外部上拉组件。主应用需要一个外部上拉电阻(1kΩ)和LIN规范的串联二极管。 特性 AEC...
    发表于 01-08 17:48 480次 阅读

    SN65LBC031 高速控制器局域网 (CAN) 收发器

    SN75LBC031是一个CAN收发器,用作CAN控制器和物理总线之间的接口,用于高达500 kBaud的高速应用。该器件为差分总线提供传输能力,并为控制器提供差分接收功能。发送器输出(CANH和CANL)具有内部转换调节功能,可提供受控对称性,从而实现低EMI辐射。两个变送器输出都可以完全防止电池短路和总线上可能发生的瞬态电压。在器件功耗过大的情况下,热关断电路会在大约160°C的结温下禁用输出驱动器。在发送器输入端包含内部上拉电阻可确保在上电和协议控制器复位期间定义输出。对于500 kBaud的正常操作,ASC端子打开或连接到GND。对于125 kBaud的低速运行,可以通过将ASC端子连接到V CC 来增加总线输出转换时间以降低EMI。接收器包括一个集成滤波器,可将信号抑制成小于30 ns的脉冲。 SN75LBC031的工作温度范围为-40°C至85°C。 SN65LBC031的工作温度范围为-40°C至125°C。 SN65LBC031Q的特点是可在-40°C至125°C的汽车温度范围内工作。 特性 SN75LBC031符合标准ISO /DIS 11898(最高500 k波特) 50 mA时的驱动器输出能力 宽输入/输出总输入/输出总线电压范围 总线输出短路保...
    发表于 10-16 10:08 320次 阅读
    SN65LBC031 高速控制器局域网 (CAN) 收发器

    SN65HVD233 具有待机模式和环回功能的 3.3V CAN 收发器

    SN65HVD233,SN65HVD234和SN65HVD235用于采用符合ISO 11898标准的控制器局域网(CAN)串行通信物理层的应用中。作为CAN收发器,每个都在差分CAN总线和CAN控制器之间提供发送和接收功能,信号速率高达1 Mbps。 设计用于特别恶劣的环境,设备具有交叉线保护,高达±36 V的过压保护,接地保护丢失,过热(热关断)保护以及±100 V的共模瞬变保护。这些器件可在7 V至12 V的宽共模范围内工作。这些收发器是微处理器上的主机CAN控制器与工业,楼宇自动化,运输和汽车应用中使用的差分CAN总线之间的接口。 模式: R < SN65HVD233,SN65HVD234和SN65HVD235的sub> S 引脚(引脚8)提供三种工作模式:高速,斜率控制和低功耗待机模式。通过将引脚8直接连接到地来选择高速工作模式,允许驱动器输出晶体管尽可能快地接通和断开,而不限制上升和下降斜率。可以通过在R S 引脚和地之间连接一个电阻来调整上升和下降斜率。斜率将与引脚的输出电流成比例。电阻值为10kΩ时,器件驱动器的压摆率约为15 V /μs,值为100kΩ时,器件的压摆率约为2.0 V /μs。有关斜率控制的更多信息,请参阅功能描述。 SN65HVD23...
    发表于 10-16 10:08 1851次 阅读
    SN65HVD233 具有待机模式和环回功能的 3.3V CAN 收发器

    TLIN2024-Q1 四路 LIN 收发器

    TLIN2024-Q1器件是一款四路局域互连网络(LIN)物理层收发器,集成了唤醒和保护特性,符合LIN 2.0 ,LIN 2.1,LIN 2.2,LIN 2.2A和ISO /DIS 17987-4.2标准.LIN是一根单线制双向总线,通常用于低速车载网络,数据传输速率高达20kbps.LIN接收器支持数据传输速率高达100kbps的内联编程应用.TLIN2024-Q1具有两个独立的双路LIN收发器模块.V SUP1 /2 可控制独立的双路收发器模块.TLIN2024-Q1使用一个可降低电磁辐射(EME)的限流波形整形驱动器将TXD输入上的LIN协议数据流转化为LIN总线信号。接收器将数据流转化为逻辑电平信号,此信号通过开漏RXD引脚发送到微处理器。休眠模式可实现超低电流消耗,该模式允许通过LIN总线或EN引脚实现唤醒。集成电阻器,静电放电(ESD)保护和故障保护功能有助于设计人员节约应用的布板空间 特性 符合汽车类标准 具有符合AEC Q100标准的下列结果: 器件环境温度:-40°C至125°C 器件HBM ESD分类等级:±6kV 器件CDM ESD分类等级:±1.5kV 符合LIN 2.0,LIN 2.1,LIN 2.2,LIN 2.2A和ISO /DIS 17987-4.2标...
    发表于 10-16 10:08 389次 阅读
    TLIN2024-Q1 四路 LIN 收发器

    SN75LBC031 收发器

    SN75LBC031是一个CAN收发器,用作CAN控制器和物理总线之间的接口,用于高达500 kBaud的高速应用。该器件为差分总线提供传输能力,并为控制器提供差分接收功能。发送器输出(CANH和CANL)具有内部转换调节功能,可提供受控对称性,从而实现低EMI辐射。两个变送器输出都可以完全防止电池短路和总线上可能发生的瞬态电压。在器件功耗过大的情况下,热关断电路会在大约160°C的结温下禁用输出驱动器。在发送器输入端包含内部上拉电阻可确保在上电和协议控制器复位期间定义输出。对于500 kBaud的正常操作,ASC端子打开或连接到GND。对于125 kBaud的低速运行,可以通过将ASC端子连接到V CC 来增加总线输出转换时间以降低EMI。接收器包括一个集成滤波器,可将信号抑制成小于30 ns的脉冲。 SN75LBC031的工作温度范围为-40°C至85°C。 SN65LBC031的工作温度范围为-40°C至125°C。 SN65LBC031Q的特点是可在-40°C至125°C的汽车温度范围内工作。 特性 SN75LBC031符合标准ISO /DIS 11898(最高500 k波特) 50 mA时的驱动器输出能力 宽输入/输出总输入/输出总线电压范围 总线输出短路保...
    发表于 10-16 10:08 229次 阅读
    SN75LBC031 收发器

    SN65LBC031Q 高速控制器局域网 (CAN) 收发器

    SN75LBC031是一个CAN收发器,用作CAN控制器和物理总线之间的接口,用于高达500 kBaud的高速应用。该器件为差分总线提供传输能力,并为控制器提供差分接收功能。发送器输出(CANH和CANL)具有内部转换调节功能,可提供受控对称性,从而实现低EMI辐射。两个变送器输出都可以完全防止电池短路和总线上可能发生的瞬态电压。在器件功耗过大的情况下,热关断电路会在大约160°C的结温下禁用输出驱动器。在发送器输入端包含内部上拉电阻可确保在上电和协议控制器复位期间定义输出。对于500 kBaud的正常操作,ASC端子打开或连接到GND。对于125 kBaud的低速运行,可以通过将ASC端子连接到V CC 来增加总线输出转换时间以降低EMI。接收器包括一个集成滤波器,可将信号抑制成小于30 ns的脉冲。 SN75LBC031的工作温度范围为-40°C至85°C。 SN65LBC031的工作温度范围为-40°C至125°C。 SN65LBC031Q的特点是可在-40°C至125°C的汽车温度范围内工作。 特性 SN75LBC031符合标准ISO /DIS 11898(最高500 k波特) 50 mA时的驱动器输出能力 宽输入/输出总输入/输出总线电压范围 总线输出短路保...
    发表于 10-16 10:08 230次 阅读
    SN65LBC031Q 高速控制器局域网 (CAN) 收发器