在汽车行业高速发展的如今，汽车集成了更多的系统单元模块，随之而来的数据传输压力成为了不可忽视的一大难题。为解决这一困难，CAN-FD总线应运而生。
本篇文章小编将为大家介绍汽车CAN-FD总线的方方面面，并为您讲解RIGOL的数字示波器将如何在CAN-FD总线分析上为您提供强力的支持！
汽车CAN-FD总线
1、CAN-FD总线的前世今生
1986年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN（Controller Area Network）通信协议。此后，CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化。现在，CAN的高性能和可靠性已得到认同并广泛投入工业生产。
随着工业的发展，工业总线上的数据量逐日增长，尤其是在CAN总线运用较多的汽车领域，总线通讯的数据量愈发庞大。例如汽车内部出现更多的辅助系统和人机交互系统，使得传统的CAN总线在传输速率和带宽方面越来越力不从心，CAN总线已逐渐达到负荷极限。根据CAN规范ISO11898-2所定义的标准帧结构，一帧报文最大只能传输64位（8个字节）的数据，在最好的情况下总线负载也已达到70%左右。
为了应对现今巨大数据量的挑战，亟需改进原有的总线来提高总线传输速率，CAN-FD（CAN with Flexible Data-Rate）便在这样的背景下诞生了。
▲CAN总线的发展历史
2、汽车CAN网络拓扑图
下图举例了一个汽车CAN网络拓扑图。从中可以看到，CAN网络由CAN节点及不同的CAN总线构成，CAN节点主要由CPU、CAN控制器以及CAN收发器组成，而不同的CAN总线上布置有不同功能的智能电子控制单元（ECU）。
▲CAN网络的拓扑结构
3、OSI协议栈模型参考
CAN协议涵盖了ISO规定的OSI基本参照模型中的传输层、数据链路层及物理层。CAN协议的关于ISO/OSI基本参照模型中的数据链路层分为MAC子层和LLC子层，MAC子层是CAN协议的核心部分。
数据链路层的功能是将物理层收到的信号组织成有意义的消息，并提供传送错误控制等传输控制的流程。具体地说，就是消息的帧化、仲裁、应答、错误的检测或报告。数据链路层的功能通常在CAN控制器的硬件中执行，并在物理层定义了信号实际的发送方式、位时序、位的编码方式及同步的步骤。但信号电平、通信速度、采样点、驱动器和总线的电气特性、连接器的形态等均未定义，必须由用户根据系统需求自行确定。
▲OSI模型对比参考
4、CAN-FD简介
CAN-FD数据帧帧格式
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，其余部分为原CAN总线用的速率。CAN-FD数据帧格式如下图所示：
▲CAN-FD帧格式
IDE(Identifier Extension)标志位扩展位：0表示11位ID，1表示29位ID。
r0,r1(Reserved for future use)保留未来使用：CAN-FD不支持远程帧。
EDL(Extended Data Length)表示报文格式：0表示CAN-FD报文，1表示CAN报文。
BRS(Bit Rate Switch)速率转换开关：0表示不转换速率，1转换速率。
ESI(Error State Indicator)错误状态指示：0表示错误主动状态，1错误被动状态。
DLC(Data Length Code)数据长度代码：线性部分为CAN的速率，非线性为CAN-FD可变部分。
CRC场
