CAN FD 介绍（转载）
CAN FD 基础知识
随着车辆ECU的数量不断增多，总线上传输的报文数量也越来越多，而在传统CAN网络中，每帧报文只能携带8个字节的数据，CAN总线最大只能支持1Mb/s的传输速率，为了增加CAN总线的利用率，在CAN的基础上推出了CAN FD（Flexible Data-rate）标准。
CAN FD 相较于传统CAN，支持更高的传输数率，并且支持变速功能，即在仲裁段使用较低的传输数率进行总线仲裁，赢得仲裁后，再以高速率传输数据段中的数据，最高支持8Mb/s的传输速率，CAN FD的数据场长度也得到了扩充，一次最大可传输64个字节。
在硬件方面的改动相对较小，若是ECU自身的CAN控制器与CAN收发器支持CAN FD功能，硬件方面则不需要作任何修改。
在通信协议方面发生了一定的变动，CAN FD消息帧包括CAN FD标准帧和CAN FD扩展帧，取消了远程帧功能。
CAN FD消息帧
CANFD 标准帧格式：
CANFD 扩展帧格式
前言
本文主要介绍实际开发中与 CAN FD 波特率参数相关的配置要点。在使用标准 CAN 时，由于通信速率较低，只需确保采样点配置合理，通常不会遇到明显问题。然而在切换至 CAN FD 后，尽管在使用单独的 CAN 卡进行通信测试时一切正常，但在整车网络测试或 HIL 台架（包含多个 CAN 节点）环境下却频繁出现错误帧。在错误帧较多的情况下，可能导致总线通信完全中断，无法发送任何报文。
CAN 波特率基础知识
CAN 位时间的 4 个段
根据 CAN 协议规范，每一个 CAN 位时间（bit time）都被划分为 4 个连续且不重叠的时间段，每个段由若干个时间量化单位（Tq，Time Quantum）构成：
| 段名 | 中文名 | 作用说明 |
|---|---|---|
| Sync_Seg | 同步段 | 用于对节点进行位同步（bit synchronization），它 总是固定为 1 个 Tq。理想情况下，这个段内应该检测到信号的边沿（如下降沿），以实现对所有节点的时钟对齐。 |
| Prop_Seg | 传播延迟段 | 补偿 CAN 网络中从发送节点到接收节点的传播延迟，包括线路延迟、收发器延迟等。 |
| Phase_Seg1 | 相位缓冲段 1 | 用于补偿节点之间的相位差（时钟偏移），也用于重同步。可以通过位定时逻辑来调整其长度以提前或延迟采样点。 |
| Phase_Seg2 | 相位缓冲段 2 | 与 Phase_Seg1 类似，也用于相位调整和同步偏差补偿，主要是 调整采样点之后的时间，不能比 Phase_Seg1 短（或必须满足一定规则，取决于实现）。 |
CAN 波特率
CAN 的波特率表示每秒传输的位数，单位是 bps（bit per second）。它取决于两个参数：
- f_CAN(分频后)，CAN 时钟频率(分频后) ：CAN 控制器的输入时钟，一般是晶振频率或分频后的频率。
- Tq(total)，总 Tq 数 ：即一个 bit 时间包含的时间量子（Tq）个数。
公式如下：
其中：
CAN 采样点
采样点是在每个位中对总线电平进行采样的时间点，采样点的位置在 Phase_Seg1 结束、Phase_Seg2开始。
采样点位置计算公式：
常见波特率和推荐采样点
| 波特率 | 推荐采样点位置 |
|---|---|
| 125 kbps | 87.5% |
| 250 kbps | 87.5% |
| 500 kbps | 80–87.5% |
| 1 Mbps | 75–80% |
Tips：波特率越高，采样点越靠前（比例越小） ，以保证采样更靠近信号稳定期。Tq 越多，波特率越低，采样越精细，抗干扰能力越强。
CAN 进阶概念
RJW 概念
当 CAN 节点检测到位边沿（一般是从隐形位变为显性位）时，会判断其本地时钟与实际信号的相位是否一致，如果不一致，就需要重同步，通过调整 Phase_Seg1 的长度来赶上正确节奏。RJW（Resynchronization Jump Width ，重同步跳转宽度）是Phase_Seg1 能被缩短或延长的最大数量（单位：Tq）。
TDC 概念
TDC（Transmitter Delay Compensation，发送延迟补偿），为解决 CAN FD 在数据阶段（尤其是高速数据阶段，比如2Mbps、5Mbps甚至更高速）时，由于节点内部硬件产生的发送延迟问题。TDC 就是用来动态补偿这种硬件引入的延迟，调整采样点，保证采样准确。
TDC 有两种模式：
- Automatic（自动测量延迟，推荐）
- Manual（手动设置延迟时间，比如配置一个固定 TDCO）
SSP 概念
在 CAN FD 数据阶段，波特率提升后，除了普通采样点，还会根据延迟补偿之后，设定一个新的采样点，叫SSP（Secondary Sample Point，第二采样点）。SSP 是经过 TDC 和 TDCO 补偿之后，最终确定的采样位置。
CAN 波特率配置参数
确定 Tq
根据波特率确定 Tq(total)
根据采样点确定 Phase_Seg2
根据传输延时确定 Prop_Seg
假设总线长 10 米，每米线路传输延时大概 5ns，收发器延迟约 200ns
总传播延迟 ≈ 10m × 5ns + 200ns = 250ns
最后向上取整，计算PropSeg的长度。
计算 Phase_Seg1
通常同步段长度为 1，CAN 模块无法配置同步段长度。
确定 RJW
RJW 设置太小会导致不能及时调整，太大会导致过度同步。
TDCO 配置
TDCO（Delay Compensation Offset）：如果 TDC 是手动模式，需要自己填一个固定补偿偏移（可通过逻辑分析仪测量 CAN TX 到 RX 回读的延时）。
手动 TDC：
自动 TDC：
注意：以上计算 TDCO 的单位是Tq个数，部分单片机 TDCO 配置的单位是未分频前的时钟个数，所以结果还需乘上分频系数。