如何快速實現(xiàn)CAN到CAN FD的升級？

　　二、CANFDSM的應(yīng)用

　　CANFDSM-100是一款串口轉(zhuǎn) CAN(FD)模塊，內(nèi)置微處理器，實物圖如圖6所示。可以很方便地嵌入到具有UART接口的設(shè)備中，如圖7所示。

　　在添加CAN(FD)收發(fā)器以后，實現(xiàn)UART設(shè)備和CAN-bus網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通訊。

　　圖6 CANFDSM-100實物圖

　　圖7 CANFDSM-100效果圖

　　使用MCU與CANFDSM-100連接，如圖8所示，其中LPC54616是NXP發(fā)行的LPC54000系列微控制器。CFG引腳閉合時，用于配置模塊，配置方式建議使用AT指令。CAN(FD)接口使用的是CTM3MFD隔離模塊，可以輕松實現(xiàn)用戶的MCU連接至CAN FD網(wǎng)絡(luò)中。

　　CANFDSM內(nèi)部集成了CAN控制器，CAN控制器是CAN-bus設(shè)備的核心元件，集成了CAN規(guī)范中數(shù)據(jù)鏈路層的全部功能，能夠自動完成CAN-bus協(xié)議的解析。

　　圖8 設(shè)備連接圖

　　然而，CAN FD與傳統(tǒng)的CAN在實際的應(yīng)用中并沒有太大的差異，線纜的選型、拓?fù)涞倪x擇、總線的布設(shè)等均大同小異。CAN收發(fā)器就是將CAN控制器的邏輯電平與CAN總線差分電平相互轉(zhuǎn)換的電平轉(zhuǎn)換器。

　　三、實現(xiàn)CAN收發(fā)器的方案有兩種

　　1、采用CAN收發(fā)IC;

　　2、使用CAN隔離收發(fā)模塊。

　　在一些干擾較嚴(yán)重的場合，隔離依然必不可少。隔離可以避免潛在的高壓危險、消除地電勢差及地環(huán)路，從而大大提高通信的可靠性。

　　ZLG致遠(yuǎn)電子推出的CAN FD隔離CAN收發(fā)器CTM5MFD、CTM3MFD，體積小巧，可支持最高5Mbit/s的傳輸速率，是CAN FD隔離應(yīng)用的理想解決方案。CAN FD隔離收發(fā)器選型如表1所示。

　　表1 CAN FD隔離收發(fā)器選型表

　　CAN FD的優(yōu)勢

　　CAN FD繼承了CAN總線的主要特性，提高了CAN總線的網(wǎng)絡(luò)通信帶寬，改善了錯誤幀漏檢率，同時可以保持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)大部分軟硬件特別是物理層不變。CAN FD協(xié)議是CAN-BUS協(xié)議的最新升級，可以滿足更高的帶寬及數(shù)據(jù)吞吐量。

　　?CAN FD速率包含兩個段的速率，其中仲裁段和ACK段沿用CAN2.0的規(guī)范，最高速率為1Mbit/s，中間的數(shù)據(jù)段是可以加速的，可以達(dá)到5Mbit/s，甚至更高;

　　?CAN FD對數(shù)據(jù)場的長度作了很大的補充，數(shù)據(jù)長度碼(DLC)最大可以傳輸64字節(jié)有效數(shù)據(jù)。這意味著CAN FD具有更高的有效傳輸負(fù)載;

　　?CAN FD 數(shù)據(jù)幀在控制場新添加FDF位、BRS位、ESI位(FDF位判斷報文類型、BRS位表示位速率轉(zhuǎn)換、ESI位表示錯誤狀態(tài))，如圖9所示;

　　?CAN FD對CRC算法作了改變，即CRC以含填充位的位流進(jìn)行計算，改善了錯誤幀漏檢率。

　　圖9 CAN FD標(biāo)準(zhǔn)幀

　　總結(jié)

　　1、要實現(xiàn)CAN FD的快速升級首先需要使用支持CAN FD協(xié)議的MCU或控制器，還要選取新的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試和監(jiān)測工具;

　　2、需要支持更高的傳輸速率的收發(fā)器，若設(shè)計的CAN FD節(jié)點的最高速率5Mbit/s，則收發(fā)器的傳輸速率也必須達(dá)到此數(shù)值。CAN FD隔離CAN收發(fā)器CTM5MFD、CTM3MFD，是CAN FD隔離應(yīng)用的理想解決方案。