汽车通信的秘密！CAN FD如何实现比CAN快5倍的传输速度？

CAN与CAN FD 的区别

首先，是大家比较熟知的，CAN协议，国际标准化串行通信协议。这种协议首先是在德国bosch公司提出，使用在汽车行业的，目的就是提供一种，高速率，信号布线少，可挂载外围器件多，高抗电磁干扰性，并且还能检测出通信过程中是否产生错误的总线协议。下面就是CAN协议简化示意图：

can协议总线网络主要分为开环网络和闭环网络两种，闭环网络中，在收发两端会各连接一个120欧的电阻，这种网络适用于短距离的总线布置，速率也相对较快，通常在几百kbit/s。

而开环网络，两根信号线是独立的，并且两根信号线都串联了一个2.2千欧的电阻，这种开环网络则适用于，长距离的总线布置，速率较低通常只有几十kbit/s，但是最长总线布置可以达到千米级别。

can总线的数据传输通常采用双绞线传输，内部为差分信号，这也是抗干扰性的主要来源，can总线协议主要包含5种类型的帧：

常见的数据帧结构如下图所示，帧起始就是代表数据帧开始的段，仲裁段是代表这条消息在总线中的优先级，高优级将在总线中被优先处理（当多个挂在设备同时发送数据帧时，发送单元将从仲裁段第一位开始仲裁，连续输出显性电平最多的单元获得发送权，向外发送数据，其他待发送单元等待发送结束），控制段表示数据长度，数据段也就是数据本身，最后是CRC校验段，这是为了保证传输过程中数据没有被篡改，ACK段表示是否正常接收到了，帧结束则表示这条数据帧传输结束了。

而CAN FD，可以理解为升级版的CAN协议，也就是说在物理层，也就是总线的呈现形式上，没有改变，只有协议层发生了改变。而CAN FD产生的原因，是因为现在的电子设备负载信息，越来越大，也就是说现在一个总线，挂载的设备会比以前多，并且传输的数据会比以前大（也就是总线压力可能出现很大的情况），在CAN协议设计期并没有这么大的传输需求，所以才对CAN协议进行扩充，来满足当下的需求。

首先第一个最大的不同，在于传输速率不同，总线传输速率和总线布置长度呈反比，也就是布线越长，通信速率越低，这一点没有改变，但是CAN FD采用了两种速率传输的方式，也就是从BRS位到ACK应答位之间，会使用可变速率，而其他位置采用原CAN总线速率的方式，可以使其中数据部分以更快的形式传输，以此节约传输时间。

第二个不同在于，数据域长度的不同，CAN FD的数据区长度最大可以达到64字节，而CAN协议只有8个字节，那么一条数据，CAN FD协议的有效部分（数据区才是我们想要传输的东西）比例更大，会有更高的传输效率，再加上前面提到，CAN FD协议在传输数据区的时候会变速率加速传输，两个因素共同加持，让CAN FD的传输效率与速度比CAN快很多