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CAN是Control Area Network的缩写，是ISO国际标准化的串行通信协议。1986年由BOSCH开发，之后通过ISO11898及ISO11519进行了标准化。现在广泛的应用于工业自动化、船舶、医疗设备等领域，尤其是汽车领域。

但是近几年随着汽车的功能越来越多，整车上的ECU也越来越多，CAN总线负载率日益升高，已逐渐无法满足人们的使用需求。因此从2011年开始了CANFD协议的开发，目前CANFD正在逐步取代整车上的传统CAN通信。

那么CANFD相比于传统CAN有哪些优势呢？两者的区别又在于哪里？

一、相同点

1、CANFD和传统CAN的总线拓扑是一样的。

CAN总线拓扑

2、传统CAN与CANFD的帧起始（SOF：Start Of frame）相同，都为1个bit的显性电平。

3、传统CAN与CANFD的ACK（Acknowledgement）段和EOF(End Of frame)段相同。

v ACK Slot: 发送单元发送隐性位1，接收单元发送显性位0。

v ACK Delimiter:都为1个bit的隐性位。

v EOF:都为7个bit的隐性位。

CANFD数据帧

v IFS: Inter frame Space,帧间隔

传统CAN数据帧

二、差异点

2.1仲裁段

2.1.1标准格式

CANFD和传统CAN的基本ID部分相同。

CANFD用RRS代替了传统CAN中的RTR，不支持遥控帧。

传统CAN中RTR表明该帧报文为数据帧还是遥控帧。

v RRS:Remote Request Substitution

2.1.2扩展格式

基本ID、扩展ID、SRR、IDE传统CAN与CANFD相同。

CANFD用RRS代替了RTR。

CANFD新增了FDF和res。

FDF: FD Format,表示该帧报文为CANFD 还是CAN。显性为传统CAN，隐性为CANFD。

Res:Reserve,预留位。

2.2控制段

此部分CANFD相比于传统CAN新增了BRS和ESI，且DLC编码规则也有所改变。

CANFD

（标准格式与扩展格式相同）

2.2.1 BRS

BRS(Bit rate Switch),表示位传输速率的切换。隐性切换，显性不切换。

由发送单元发送在非同步的情况下发送的美妙中的位数称为位速率。一个位可分为4段：同步段、传播时间段、相位缓冲段1、相位缓冲段2。

这些段又由称为Tq(Time Quantum)的*小时间单位构成。

段及其作用

CAN-FD 通过改变帧结构和提高位速率等方法成功的提高了数据传输速率。

CAN-FD采用了两种位速率：从控制场中的BRS位到ACK场之前（含CRC分界符）为可变速率，*高速率可达5Mbps，其余部分为原CAN总线用的速率。

CANFD性能对比

CANFD数据传输速率提高基本原理

CANFD性能对比

2.2.2 ESI

Error State Indicator,表示发送节点的错误状态。

显性主动错误，隐性被动错误。

2.2.3 DLC

Data LengthCode,表明所传输数据的字节长度。

CANFD支持CAN数据帧的编码方式，但两者编码规则略有不同。

DLC编码规则

2.3 数据段

CANFD的数据段字节长度*高可达64bytes，而传统CAN只有5bytes。

2.4 CRC段

CANFD的CRC段相比传统CAN新增了stuff count记录填充位的个数，并用Grey Code表示，还增加了奇偶校验位。

CRC校验时，两者校验码所占位数及多项式也不相同。

2.4.1位填充

位填充是为了防止突发错误而设定的功能，当同样的电平持续5个bits时，则添加一个bit的反型数据。

位填充

2.4.2 Stuff Count

Stuff Count由4个bit组成，其中bit0～2为Grey code计算的结果，Parity为奇偶检验的结果。

Grey Code：CRC区域之前的填充位数除以8，得到的余数进行格雷码计算得到的值（Bit0-2）

奇偶校验：通过格雷码计算后的值的奇偶校验。

2.4.3 CRC

传统CAN的CRC校验码有15位，而CANFD规范中对帧数据长度进行了扩展，对于数据长度小于等于16字节的CANFD帧，采用17位CRC，对于数据长度大于16字节的CANFD帧采用21位CRC。

CANFD和传统CAN CRC校验式采用的多项式不同。

三、总结

1、CANFD可以兼容传统CAN，但传统CAN无法兼容CANFD。

2、CANFD的传输速率和字节长度相比传统CAN可以做的更高。

3、CANFD具备Stuff Count功能，其传输正确率及可靠性更高。

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