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CAN FD(Controller Area Network Flexible Data-Rate,直译为弹性资料率的控制器局域网络)是在电子仪器以及控制系统中,传输感测器资料以及控制资讯的网络传输协议。此协议是ISO 11898-1控制器局域网络(CAN)的扩展版[1],用在高性能的车辆中。CAN FD是由罗伯特·博世公司在2011年发展,在2012年推出,配合现代电子控制器(ECU)的需求,将资料率扩展到5Mbit/s,是原来CAN标准的五倍,也允许较大的资料页框(最大到64字节(byte),是原来CAN标准的8倍)[2],其CRC字段也由15位元提升到17或21位元(bit),以提升其安全性[1][3]。
CAN FD协定是设计来传送及接收感测器资讯、控制命令,并且可以侦测感测器、控制器及单芯片之间通讯时的通讯错误。CAN FD一开始是设计给高性能的车辆电子控制器使用。不过因为标准CAN协定已普遍使用在不同产业中,这些产业也开始使用CAN FD,例如机器人、国防、工业自动化、水下载具、医疗设备、航太设备,以及钻井感测器等。
CAN FD和传统CAN的主要差异就是弹性资料率(Flexible Data-Rate、FD)的特点,电子控制器使用CAN FD时,可以动态的切换到不同的资料率,也可以切换为较大或是较小的讯息长度。CAN FD的新增机能包括动态选择资料率及讯息长度,因此可以用相同时间长度的CAN封包内,传送更多的讯息。相较于传统的CAN通讯,较快的资料率以及较大的讯息量都对系统的运作有帮助,电子控制器接收感测器讯息以及传送控制讯息的速度更快。CAN FD多半会用在现代高性能汽车的电子控制器中。现代的汽车内,当引擎运作时,或是车辆行进中,可能有超过70个电子控制器用CAN FD来交换资讯。
CAN FD支援11位元以及29位元的讯息ID,每一个CAN页框(frame)的实际资料量可以超过传统CAN限制的8字节,最大可到64字节。CAN FD的资料率(每秒可以传输的位元数)最大可以到传统CAN的5倍。CAN FD通讯协定也有其他性能的提升,例如比较容易侦测接收到CAN讯息的错误,也可以用软件动态选择较快或是较慢的资料率。在同一个CAN网络上的一些感测器可以用较快的速率传送实际资料,有些感测器则用较慢的速率传送实际资料。CAN BUS是用二条线连接感测器、控制器及电子控制器。其最快速率会受到CAN电气条件及组态(例如节点个数、总线长、或是其他电磁因素)的影响,因此这些因素也会影响CAN FD可达到的最快速率。
订定CAN FD标准的供应商包括有意法半导体、英飞凌科技[4]、恩智浦半导体、德州仪器、Kvaser、戴姆勒及通用汽车等。
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