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          CAN到CAN FD快速升級的實現方案

          2018-09-19 16:56 ? 次閱讀

          自動駕駛技術迅速發展,車輛中的CAN總線已經無法滿足數據吞吐量和傳輸速度的要求,CAN總線的加速升級版——CAN FD技術正在逐漸替代現有網絡,為了進一步了解CAN FD,本文將從產品的實際應用介紹CAN FD的升級及優勢。

          隨著汽車電子、工業自動化的蓬勃發展,CAN總線上的設備數量、數據量都大大增加,這就使得傳統的CAN總線在傳輸速率和帶寬方面越來越力不從心,因此CAN FD孕育而生。

          那么如何實現CAN到CAN FD的升級呢?

          一、CANFDCOM的應用

          CANFDCOM-100IE智能協議轉換器可以快速將RS-232/485/422通訊設備連接到CAN(FD)-bus現場總線,實物圖如圖1所示。轉換器支持1200-921600bps串口波特率,以及50k-5Mbps的CAN(FD)-bus 通訊速率。

          CAN到CAN FD快速升級的實現方案

          圖1 CANFDCOM-100IE實物圖

          CANFDCOM-100IE應用廣泛,例如煤礦遠程通訊、PLC設備聯網、CAN(FD)工業自動化控制系統、現有RS-232/485/422設備連接 CAN(FD)-bus 網絡等。

          CAN到CAN FD快速升級的實現方案

          圖2 設備連接電路圖

          如圖2所示,通常變頻器帶有RS-232/485接口,可通過CANFDCOM-100IE串口轉CAN(FD)快速將變頻器設備連接至CAN(FD)-bus網絡中,從而實現CAN(FD)報文的收發。

          轉換器支持四種轉換模式:透明轉換、透明帶標識轉換、格式轉換、Modbus 轉換,適應不同用戶需求。同時提供配置軟件,可以靈活設置CANFDCOM-100IE的運行參數。如圖3所示。

          CAN到CAN FD快速升級的實現方案

          圖3 CANFDCOM配置界面

          CANFDCOM還可以連接到PC端,另一端連接至CAN(FD)網絡,進行串行幀與CAN(FD)報文的相互收發。

          參數配置完成之后,使用串口助手發送串行幀轉CAN(FD)報文,如圖4所示。借助ZCANPRO工具可以觀察CAN(FD)幀信息,如圖5所示。

          CANFDCOM-100IE支持ISO標準CAN FD與BoschCANFD標準,每個接口具備獨立的2500VDC電氣隔離保護電路,使接口卡避免由于地環流的損壞,增強系統在惡劣環境中使用的可靠性。

          CAN到CAN FD快速升級的實現方案

          圖4 串行幀收發界面

          CAN到CAN FD快速升級的實現方案

          圖5 CAN FD幀信息界面

          二、CANFDSM的應用

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

          在添加CAN(FD)收發器以后,實現UART設備和CAN-bus網絡之間的數據通訊。

          CAN到CAN FD快速升級的實現方案

          圖6 CANFDSM-100實物圖

          CAN到CAN FD快速升級的實現方案

          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,可以輕松實現用戶的MCU連接至CAN FD網絡中。

          CANFDSM內部集成了CAN控制器,CAN控制器是CAN-bus設備的核心元件,集成了CAN規范中數據鏈路層的全部功能,能夠自動完成CAN-bus協議的解析。

          CAN到CAN FD快速升級的實現方案

          圖8 設備連接圖

          然而,CAN FD與傳統的CAN在實際的應用中并沒有太大的差異,線纜的選型、拓撲的選擇、總線的布設等均大同小異。CAN收發器就是將CAN控制器的邏輯電平與CAN總線差分電平相互轉換的電平轉換器。

          三、實現CAN收發器的方案有兩種

          1、采用CAN收發IC;

          2、使用CAN隔離收發模塊。

          在一些干擾較嚴重的場合,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路,從而大大提高通信的可靠性。

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

          表1 CAN FD隔離收發器選型表

          CAN到CAN FD快速升級的實現方案

          CAN FD的優勢

          CAN FD繼承了CAN總線的主要特性,提高了CAN總線的網絡通信帶寬,改善了錯誤幀漏檢率,同時可以保持網絡系統大部分軟硬件特別是物理層不變。CAN FD協議是CAN-BUS協議的最新升級,可以滿足更高的帶寬及數據吞吐量。

          CAN FD速率包含兩個段的速率,其中仲裁段和ACK段沿用CAN2.0的規范,最高速率為1Mbit/s,中間的數據段是可以加速的,可以達到5Mbit/s,甚至更高;

          CAN FD對數據場的長度作了很大的補充,數據長度碼(DLC)最大可以傳輸64字節有效數據。這意味著CAN FD具有更高的有效傳輸負載;

          CAN FD 數據幀在控制場新添加FDF位、BRS位、ESI位(FDF位判斷報文類型、BRS位表示位速率轉換、ESI位表示錯誤狀態),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行計算,改善了錯誤幀漏檢率。

          CAN到CAN FD快速升級的實現方案

          圖9 CAN FD標準幀

          總結

          1、要實現CAN FD的快速升級首先需要使用支持CAN FD協議的MCU或控制器,還要選取新的網絡調試和監測工具;

          2、需要支持更高的傳輸速率的收發器,若設計的CAN FD節點的最高速率5Mbit/s,則收發器的傳輸速率也必須達到此數值。CAN FD隔離CAN收發器CTM5MFD、CTM3MFD,是CAN FD隔離應用的理想解決方案。

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          究竟終端電阻對CAN總線有什么重要作用和影響呢?

          CAN FD的七個技術問題資料總結

          CAN FD的七個技術問題資料總結包括了:1.CAN FD的數據幀格式變化?2.CAN FD與CAN....

          發表于 09-27 08:00 ? 37次 閱讀
          CAN FD的七個技術問題資料總結

          CAN FD+電源+系統安全設計的單一芯片解決方案

          隨著車載電子應用的不斷增加,總線負載率不斷提升,傳統1Mbps帶寬的CAN網絡已經無法滿足主機廠未來....

          的頭像 周立功單片機 發表于 09-25 09:30 ? 1015次 閱讀
          CAN FD+電源+系統安全設計的單一芯片解決方案

          STM32上的CAN通訊是什么?CAN模式功能的詳細分析

          一.工作模式 通過CAN_MCR寄存器控制INRQ和SLEEP 1.初始化INRQ=1 SLEEP=....

          的頭像 玩轉單片機 發表于 09-24 19:37 ? 529次 閱讀
          STM32上的CAN通訊是什么?CAN模式功能的詳細分析

          CAN總線邊沿時間標準是什么?邊沿時間如何測量呢?

          邊沿時間分為上升沿時間、下降沿時間。下降沿時間是按照電壓(20%~80%電壓區間,有些按照10%~9....

          的頭像 ZLG致遠電子 發表于 09-22 08:51 ? 253次 閱讀
          CAN總線邊沿時間標準是什么?邊沿時間如何測量呢?

          MCP2517FD CAN FD控制器的詳細資料和數據手冊免費下載

          MCP2517FD是一種成本低廉、占地面積小的CAN FD控制器,可以容易地添加到具有可用SPI接口....

          發表于 09-21 08:00 ? 65次 閱讀
          MCP2517FD CAN FD控制器的詳細資料和數據手冊免費下載

          如何通過短信尋找你在停車場的車輛?ZigBee短信尋車系統設計

          基于ZigBee 停車場短信尋車系統實現將車輛在停車場的位置通過短信發送給車主,方便車主離開停車場后....

          發表于 09-19 15:28 ? 45次 閱讀
          如何通過短信尋找你在停車場的車輛?ZigBee短信尋車系統設計

          CAN FD的波特率到底能跑多快?

          眾所周知CAN FD是CAN 2.0的升級協議,也是汽車電子行業未來發展的主要趨勢,那CAN FD到....

          的頭像 ZLG致遠電子 發表于 09-17 10:01 ? 1176次 閱讀
          CAN FD的波特率到底能跑多快?

          CCA4X多功能圖形化組態編程飛行控制系統的介紹和使用手冊免費下載

          CCA4X多功能圖形化組態編程飛行控制系統,集成了無人機飛行及任務控制、飛行數據高速采集、控制系統組....

          發表于 09-17 08:00 ? 41次 閱讀
          CCA4X多功能圖形化組態編程飛行控制系統的介紹和使用手冊免費下載

          電源、CAN、RS485/232的隔離在直流充電樁上有著怎樣的應用

          直流充電樁是一個典型的強弱電結合的電子系統,充電功率流的強電部分跟后臺的控制、顯示、通訊、計費等弱電....

          的頭像 電子設計 發表于 09-04 08:58 ? 1122次 閱讀
          電源、CAN、RS485/232的隔離在直流充電樁上有著怎樣的應用

          汽車座艙的發展歷史,目前汽車制造商普遍面臨一些問題

          不同汽車ECU的一致性問題,大多數汽車OEM源來自不同供應商的汽車控制單元和其他硬件/軟件組件。在這....

          的頭像 高工智能汽車 發表于 09-03 15:43 ? 626次 閱讀
          汽車座艙的發展歷史,目前汽車制造商普遍面臨一些問題

          CANTVU65智能電視評測 給我們一種遺世獨立的印象

          2015年年中,我國七大互聯網電視集成播控牌照方之一的國廣東方正式宣布切入智能電視制造領域——成立環....

          的頭像 39度創意研究所 發表于 09-03 10:52 ? 657次 閱讀
          CANTVU65智能電視評測 給我們一種遺世獨立的印象

          用于分布式控制系統的CANopen的詳細資料介紹免費下載

          分布式控制與集中式運動控制系統的比較  CAN物理層 CANopen協議 驅動器與運動控制設備概述....

          發表于 09-03 08:00 ? 69次 閱讀
          用于分布式控制系統的CANopen的詳細資料介紹免費下載

          凌力爾特推出高壓容限CAN收發器LTC2875,極大地減少了現場故障

          凌力爾特公司 (Linear Technology Corporation) 推出極其堅固的高壓容....

          發表于 08-30 17:20 ? 103次 閱讀
          凌力爾特推出高壓容限CAN收發器LTC2875,極大地減少了現場故障

          如何使用AT91RM9200處理器設計CAN智能節點?

          CAN智能節點的設計涉及2個方面:需要實現的功能;如何實現CAN通信。因此本文基于AT91RM920....

          的頭像 電子設計 發表于 08-30 09:48 ? 697次 閱讀
          如何使用AT91RM9200處理器設計CAN智能節點?

          stm32f10x標準外設庫之CAN的固件函數

          本文檔的主要讓你詳細介紹的是stm32f10x標準外設庫之CAN的固件函數,這個文件提供了所有CAN....

          發表于 08-28 17:02 ? 64次 閱讀
          stm32f10x標準外設庫之CAN的固件函數

          構建CAN總線安全保障體系——ZLG致遠電子CANDT震撼發布!

          CAN總線已經成為新能源汽車、軍工、航空等行業的主控系統應用總線,但隨著節點增加,CAN網絡的不穩定....

          的頭像 人間煙火123 發表于 08-27 14:56 ? 1402次 閱讀
          構建CAN總線安全保障體系——ZLG致遠電子CANDT震撼發布!

          CAN FD的波特率到底能跑多快?

          眾所周知,CAN FD是基于CAN 2.0的升級版協議,為了滿足汽車電子日益增長的高帶寬和高傳輸速率....

          的頭像 人間煙火123 發表于 08-22 17:55 ? 1917次 閱讀
          CAN FD的波特率到底能跑多快?

          NB-IoT為何能備受萬眾青睞?

          NB-IoT隨著物聯網概念的熱度不斷提升曝光率也日漸增加,經過2017年“NB-IoT商用元年”的逐....

          的頭像 人間煙火123 發表于 08-22 17:43 ? 2269次 閱讀
          NB-IoT為何能備受萬眾青睞?

          C2837x入門:通信系統之CAN的介紹

          C2837x入門指南(二十五)—通信系統之CAN

          的頭像 TI視頻 發表于 08-17 02:02 ? 758次 觀看
          C2837x入門:通信系統之CAN的介紹

          誰能滿足自動駕駛Gb/s級數據傳輸?

          TTP (Time-triggered protocol)原先應用于航空產品,安全性設計非常嚴格,基....

          的頭像 高工智能汽車 發表于 08-14 11:43 ? 625次 閱讀
          誰能滿足自動駕駛Gb/s級數據傳輸?

          CAN通信設備如何進行批量高效老化測試

          老化測試是產品生產中必不可少的環節,對于CAN通信設備如何進行批量高效的老化測試呢?本文將從成本及方....

          的頭像 ZLG致遠電子 發表于 08-13 09:58 ? 1707次 閱讀
          CAN通信設備如何進行批量高效老化測試

          高速CAN,低速CAN和單線CAN有什么區別?詳細比較免費下載

          高速CAN 根據線纜的長度提供從5Kbit/s到1Mbit/s的波特率。這是物理層最流行的標準,這是....

          發表于 07-31 08:00 ? 185次 閱讀
          高速CAN,低速CAN和單線CAN有什么區別?詳細比較免費下載

          網關控制器GCU是什么?有什么功能?控制器型號有哪些?

          網關控制器GCU是整車電子電氣EE架構中的核心部件,網關作為整車網絡的數據交互樞紐,可將CAN、LI....

          發表于 07-27 08:00 ? 191次 閱讀
          網關控制器GCU是什么?有什么功能?控制器型號有哪些?

          ZLGCANTest v1.5.0版本應用程序免費下載

          本文檔的主要內容是ZLGCANTestv1.5.0通用測試軟件(周立功can卡驅動)免費下載

          發表于 07-13 16:22 ? 126次 閱讀
          ZLGCANTest v1.5.0版本應用程序免費下載

          各類總線大全和汽車網絡中的LIN與CAN總線

          控制總線:用來傳送控制信號和時序信號。控制信號中,有的是微處理器送往存儲器和I/O接口電路的;也有是....

          的頭像 電子發燒友網 發表于 07-12 09:56 ? 1056次 閱讀
          各類總線大全和汽車網絡中的LIN與CAN總線

          帶SPllnterface的外部CAN FD控制器MCP2517FD的英文數據手冊

          MCP2517FD是一種低成本、占地面積小的FD控制器,可以很容易地添加到具有可用SPI接口的微控制....

          發表于 07-10 08:00 ? 210次 閱讀
          帶SPllnterface的外部CAN FD控制器MCP2517FD的英文數據手冊

          如何使用MCP251XFD CAN FD主板作為演示板來評估MCP2517FD器件概述

          本文介紹了如何使用MCP251XFD CAN FD主板作為演示板來評估MCP2517FD器件。

          發表于 07-10 08:00 ? 125次 閱讀
          如何使用MCP251XFD CAN FD主板作為演示板來評估MCP2517FD器件概述

          CAN隔離網橋中繼器集線器系列應用方案

          充電樁變多了,充電站變大了,通訊線變長了,那如何才能確保通訊能正常進行就變得重要了。

          的頭像 ZLG致遠電子 發表于 07-06 09:16 ? 1433次 閱讀
          CAN隔離網橋中繼器集線器系列應用方案

          盤點CAN節點設計時應注意的要點

          要搭建一個健壯的CAN網絡,隔離、阻抗匹配、外圍保護,需要考慮的點非常之多,稍有不慎就有可能留下“內....

          的頭像 ZLG致遠電子 發表于 07-02 10:09 ? 2590次 閱讀
          盤點CAN節點設計時應注意的要點

          如何實現伺服電機遠程控制?

          本文針對伺服電機遠程控制接線復雜性、單一性、不穩定性等問題,提出采用開放式通信協議DS301、驅動子....

          的頭像 工控幫 發表于 06-28 14:58 ? 902次 閱讀
          如何實現伺服電機遠程控制?

          CAN波形的捕獲與分析介紹

          通過此段視頻,您將了解到如何對CAN波形進行捕獲與分析。

          的頭像 Tektronix視頻 發表于 06-25 15:49 ? 659次 觀看
          CAN波形的捕獲與分析介紹

          帶有隔離CAN或RS-485通信接口模塊設計

          隔離模塊應用于各類復雜的工業環境中,以提升總線的抗干擾能力,但設備接口可能會采用端子與外部連接,可能....

          的頭像 ZLG致遠電子 發表于 06-20 09:11 ? 2493次 閱讀
          帶有隔離CAN或RS-485通信接口模塊設計

          以太網究竟能否替代CAN總線?

          當前汽車的創新有70%是用在了汽車電子產品創新身上,而一輛汽車的成本中,電子產品的成本占比已經從20....

          的頭像 廣成CAN總線 發表于 06-14 08:42 ? 2284次 閱讀
          以太網究竟能否替代CAN總線?

          一文看懂CAN總線

          前言 CAN總線的應用在現在看來越來越廣泛,我廠設備從最初的ARM9與ARM7平臺、期間升級過度到C....

          的頭像 設計idea 發表于 06-13 11:16 ? 25727次 閱讀
          一文看懂CAN總線

          以太網分析、車載總線協議解碼、CAN位時間測試3個方面解讀示波器

          一提起汽車電子行業的通信問題,大家自然會想到以太網及CAN、LIN、CANFD等協議。那關于示波器在....

          的頭像 ZLG致遠電子 發表于 06-12 09:04 ? 2628次 閱讀
          以太網分析、車載總線協議解碼、CAN位時間測試3個方面解讀示波器

          ISO1050 :電鍍隔離的CAN 轉發器

          集成隔離式 CAN 收發器 - ISO1050

          的頭像 TI視頻 發表于 06-12 06:24 ? 950次 觀看
           ISO1050 :電鍍隔離的CAN 轉發器

          CAN/RS-485總線為什么要隔離

          您在使用CAN或RS-485總線進行調試時,是否遇到過偶爾通信出錯?或者接收不到數據?一直正常使用的....

          的頭像 ZLG致遠電子 發表于 05-31 17:32 ? 2116次 閱讀
          CAN/RS-485總線為什么要隔離
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