我曾經寫過一篇《基于CAN總線實現的UDS診斷》基于CAN總線實現的UDS診斷（DoCAN），那篇文章中介紹了在CAN總線上實現診斷通信的機制。

隨著汽車功能越來越豐富，對總線傳輸能力的要求也進一步提高，CAN總線的升級版本CAN-FD逐漸部署到了量產車輛上。

基于CAN-FD和CAN的診斷通信機制基本沒差別，但是仍然有一些細節上的變化。本篇文章將簡單介紹基于CAN-FD的診斷通信傳輸層相比于CAN的變化。

CAN-FD是CAN withFlexible Data-Rate的簡稱，從名稱可以看出，CAN-FD的數據速率是可變的。

CAN-FD繼承了CAN2.0的主要特性，物理層改動較小，仍然具備CAN所擁有的雙絞線串行通信、非破壞性仲裁等機制。

在CAN2.0中，CAN幀的判決域和數據域的波特率是相同且固定的，最高為1M。

但是CAN-FD幀的判決域和數據域的波特率不相同，前者仍然是最高為1M，但是后者可以達到8M。在CAN2.0中，一個CAN幀的數據域最長為8個字節，但是這一數字在CAN-FD中提高到了64。

下圖簡單展示了CAN-FD相對于CAN的優勢。

比如，在CAN-FD數據域波特率?= 8M，CAN數據域波特率?= 1M的情況下，同樣在數據幀中承載8個字節，CAN-FD數據域時長僅為CAN數據域時長的八分之一；在數據域時長相同的情況下，CAN-FD數據域中承載的字節數量是CAN數據域的8倍。

一個CAN-FD幀的數據域中可能存在的字節數量為1-8, 12, 16, 20, 24, 32, 48 ,64。數據長度由幀格式中的DLC字段決定。

在DLC從0到8時，DL（數據長度）值也是從0到8逐漸加1增長。但是對于DLC大于8的情況，CAN將所有DL都當作8處理，CAN-FD的DL與DLC的對照關系如下表所示。

DLC與DL的對照表

下圖展示了CAN與CAN-FD幀上存在的一些不同。

與CAN相比，CAN-FD的幀中多出了以下3個字段。

FDF（FD FormatIndicator）：Dominant (0) = CAN Frame, Recessive (1) = CAN FD Frame；

BRS（Bit RateSwitch）：Dominant (0) =?數據域速率不變，與判決域速率相同；Recessive (1) =?數據域速率提升；

ESI（Error StateIndicator）：Dominant (0) = CAN FD?節點處于主動報錯狀態, Recessive（1）= CAN FD節點處于被動報錯狀態。

當BRS位為隱性時，從ESI位開始一直到CRC域結束，都采用變化后的速率。

值得注意的是，CANFD?節點可以正常收發傳統CAN?節點報文，但是傳統?CAN?節點不能正常收發?CANFD?節點的報文。

在《基于CAN總線實現的UDS診斷》一文中提到，基于CAN總線的診斷傳輸層總共定義了4種幀，即SingleFrame、FirstFrame、ConsecutiveFrame、FlowControl。

基于CAN-FD總線的診斷傳輸層也使用這4種幀，但不同之處在于，因為每幀承載的數據量更大，所以SingleFrame和FirstFrame有兩種情況，下圖展示了這兩種情況。

在CAN-FD中診斷通信傳輸層的SingleFrame和FirstFrame的變化

因為CAN-FD一幀可以承載的字節數最大為64，所以傳統CAN中用4個bit來表示SF_DL就不夠用了，當我們構造的單幀長度大于8個字節時，CAN-FD使用Byte1來指示SF_DL。

同理，當一個需要分包的數據過大，導致FF_DL需要大于4095時，那么在傳統CAN中用于表示FF_DL的12個bit就不夠了，在這種情況下FirstFrame的格式要根據上圖發生變化。

下圖展示了針對不同SF_DL應該選擇的DLC和DL。

審核編輯：劉清