总结了一份基于STM32H7的CAN FD笔记

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文章来源：安富莱电子 | armfly_com

CAN FD（CAN with flexible data-rate）是CAN2.0协议的扩展，CAN-FD由博世开发，并由 ISO 11898-1:2015标准化。

一、CAN FD协议介绍

1、CAN-FD特性

（1）兼容经典CAN，可以遵循ISO 11898-1做数据收发。
（2）提升错误检测，支持高达CRC 21位的校验和。
（3）消息优先级。
（4）保证延迟时间。
（5）配置灵活性。
（6）具有时间同步的组播接收。
（7）系统范围内的数据一致性，每条消息最多64个字节。
（8）多主机。
（9）错误检测和信号。
（10）区分节点的临时错误和永久性故障以及自动关闭缺陷节点。

2、CAN-FD格式：

第一个仲裁阶段（The first arbitration phase）是一条消息，其中包含：
（1）帧开始（SOF）。
（2）ID号和其他位，指示消息的目的（提供或请求数据），以及速度和格式配置（CAN或CAN-FD）。

数据传输阶段（The data transmission phase）包括：
（1）数据长度代码（DLC），指示消息包含多少数据字节。
（2）用户希望发送的数据。
（3）检查循环冗余序列（CRC）。
（4）显性位。

第二个仲裁阶段（The second arbitration phase）包含：
（1）总线上其他节点发送的确认（ACK）的接收器（如果至少有一个接收器成功收到消息）
（2）帧尾（EOF），在IFS期间不传输任何消息：目标是将当前帧与下一帧分开。

注意：对于29bit标识符帧，当添加18bit标识到第1个仲裁阶段的IDE bit之后与标准CAN FD是类似的。

二、CAN-FD相比CAN2.0的提升

CAN-FD的开发可以满足需要更高带宽的通信网络需求。每帧最多具有64个字节的CAN-FD以及将比特率提高到最大的可能性，使数据阶段要快8倍，在第二个仲裁阶段要恢复到正常的比特率。通过以下方式确保数据传输的完整性：

（1）17级多项式对最大16字节的有效载荷进行CRC。
（2）21级多项式对16到64字节之间的有效载荷进行校验。

标准帧和CAN FD的区别：

标识符后，CAN 2.0和CAN-FD具有不同的作用：
（1）CAN 2.0发送RTR位以精确确定帧类型：数据帧（RTR为主要）或远程帧（RTR）是隐性的）。
（2）由于CAN-FD仅支持数据帧，因此始终发送占优势的RRS（保留）。

IDE位保持在相同位置，并以相同的动作来区分基本格式（11位标识符）。请注意，在扩展格式的情况下，IDE位以显性或隐性方式传输（29位标识符）。

与CAN 2.0相比，在CAN-FD帧中，在控制字段中添加了三个新位：
（1）扩展数据长度（EDL）位：隐性表示帧为CAN-FD，否则该位为显性（称为R0）在CAN 2.0帧中。
（2）比特率切换（BRS）：指示是否启用两个比特率（例如，当数据阶段位以不同的比特率传输到仲裁阶段）。
（3）错误状态指示器（ESI）：指示节点处于错误活动模式还是错误被动模式。

控制字段的最后一部分是数据长度代码（DLC），它具有相同的位置和相同的长度（4位），用于CAN 2.0和CAN-FD。DLC功能在CAN-FD和CAN 2.0中相同，但CAN-FD有很小变化（下表中的详细信息）。CAN-FD扩展帧允许单个消息中发送64个数据字节，而CAN 2.0有效负载数据最多可以发送8个字节。

通过增加有效载荷数据的数据字段来改善网络带宽，因为需要更少的包处理。同时，通过为CRC添加更多位来增强消息完整性：
（1）如果有效载荷数据最多为16个字节，则CRC以17位编码。
（2）如果有效载荷数据大于20（16）个字节，则CRC以21位编码。

另外，为了确保CAN-FD帧的鲁棒性，填充位机制支持CRC字段。下表总结了CAN-FD和CAN 2.0之间的主要区别。提供的主要功能与CAN 2.0相比，CAN