CAN FD 協議

CAN FD（具可變數據速率之 CAN）係德國博世公司於 2012 年發布之 CAN 總線升級協議，旨在解決傳統 CAN 總線在速率同負載能力上之瓶頸。該協議於 2015 年被國際標準化組織（ISO）接納為 ISO 11898-1:2015 標準，目前已在新上市車型中實現超過 60% 之滲透率。

核心技術特性

CAN FD 喺繼承傳統 CAN 非破壞性仲裁、差分信號傳輸等核心優勢之基礎上，實現咗三大關鍵突破：

雙速率傳輸：採用「仲裁段 + 數據段」雙速率模式。仲裁段保持與傳統 CAN 兼容之最高 1Mbps 速率，確保與現有設備之兼容性；進入數據段後，速率可切換至最高 8Mbps（實際商用實現通常為 5Mbps）。

數據負載擴展：單幀數據場從傳統 CAN 之 8 字節最大擴展至64 字節。這一特性使 CAN FD 喺傳輸大塊數據（如 ECU 固件燒錄、傳感器融合數據）時，無需像傳統 CAN 咁將數據拆分到多個通訊幀，有效降低咗總線負載率。

增強 CRC 校驗：CAN FD 採用 17 位或 21 位 CRC 算法，且 CRC 計算覆蓋填充位，並引入固定填充位計數機制，相較於傳統 CAN 之 15 位 CRC，喺錯誤檢測能力上顯著提升。

幀格式升級

CAN FD 喺控制場中新增咗三個關鍵位字段：

• FDF 位：識別當前幀類型（隱性= CAN FD 通訊幀，顯性= CAN 通訊幀），實現與傳統 CAN 節點之識別區分。

• BRS 位：控制速率切換（隱性=數據段加速，顯性=恆定速率）。

• ESI 位：指示發送節點之錯誤狀態，增強網絡管理透明度。

應用與產業現狀

CAN FD 主要應用於對頻寬同時延有更高要求之汽車子系統，包括高級駕駛輔助系統（ADAS）、車載資訊娛樂系統、OTA 升級以及複雜之 UDS 診斷等場景。隨著汽車電子電氣架構由分佈式向域集中式演進，CAN FD 正與車載以太網協同，承擔區域控制器（ZCU）與其所屬傳感器、執行器之間之高效通訊任務。

兼容性說明：經典 CAN 節點無法直接同 CAN FD 節點喺同一個網絡中混合運行。由於傳統 CAN 控制器無法正確識別 CAN FD 之高速數據段，會誤判為錯誤並發送錯誤幀干擾通訊，因此兩者共存需依賴網關或路由器進行協議轉換。