本系列是在同公司硬件设计和验证同事，1、在完成了CANFD硬件接口IP开发 2、熟悉ISO-11898系列、ISO16845、CAN2.0协议、CANFD协议等以及大量学习资料 3、深入研究其他家CANFD IP（NXP、BOSCH）4、独立开发了对应底层驱动 5、通过CANoe和周立功CAN分析仪完成前述各协议要求的场景 6、以及对autosar底层接口适配后，基本上对CAN协议有了深入的理解。将过程中整理了一些文档分享出来，希望能给新入门和从业多年的相关工程师提供一点点帮助。
主要包含CAN2.0及CANFD协议，后面对CAN2.0及CANFD的不同点做些说明。
- 可作为入门CAN协议
- 另外也有深入硬件的理解，从业多年软件工程师也可以学习一二
- 亦可作为后续查阅使用，常看常新嘛。
CAN（-FD）协议介绍—— 深入浅出理解CAN协议（一）
CAN_FD和CAN2.0的不同点——深入浅出理解CAN协议（二）
0 简介
直接来看CAN2.0和CANFD，CANFD是在链路层对CAN协议做了升级，物理层并未改变；区别从宏观上来说：帧格式、传输速度和数据长度等上有不同。
- 帧类型上CAN2.0支持远程帧，而CANFD不支持（实际使用下来，bosch、nxp家的CANFD是可以支持远程帧收发的，这里应该是应用层做了限制不让发送远程帧）；帧格式会在下面第一节详细说明
- 传输速度：CAN2.0最大传输速率为1Mbps；CANFD仲裁比特率最高1Mbps，数据比特率最高8Mbps
- 传输数据长度：CAN2.0最大DLC=8 bytes；CANFD最大DLC=64 bytes
网上大部分文章都是针对这些的表象和特点在说明，都是软件使用时直接可以看到的，对大部分软件从业人员基本覆盖很全了，我将深入的介绍细节，让软件使用者也有更深的理解；另外对硬件设计也有一点参考。
抛砖引玉，如有更多见解，评论区一起讨论。
1 帧格式Frame structure
- 帧头SOF
- 仲裁域
11bit ID + RTR，canfd不支持remote帧，RTR为reserved - 控制域
除了IDE、r0和dlc字段，canfd还多了EDL、BRS以及ESI
| ABBR | 英文全拼 | 作用 |
|---|---|---|
| EDL | EXTENDED DATA LENGTH | Canfd，区分can和canfd帧 |
| BRS | BIT RATE SWITCH | Canfd，指示canfd是否变速 |
| ESI | ERROR STATE INDICATOR | Canfd，指示发送canfd的错误状态 |
- 数据域
用户希望发送的数据，经典can支持一次传输0-8bytes的数据，canfd支持一次传输0-64bytes数据 - 检查循环冗余序列（CRC）+ DEL
- 经典can通过15bit的CRC来校验数据，DEL为delimiter，即CRC delimiter
- canfd的crc算法为crc-17，crc-21，其中dlc>=20时，采用crc-21，dlc<20时，采用crc17
- ack域
包含1bit的ack slot和1bit的ack delimiter。 - 帧尾（EOF）
通过连续7bit的隐性位来表示 - IFS
inter-frame space
Note:
1、对于29bit的扩展帧，标准can和canfd是类似的。
2 CRC 计算
一般软件人员对这块不用深入，只需简单了解即可
2.1. crc多项式
-
CRC_15，用于经典CAN格式的所有帧。
-
CRC_17，用于CANFD帧，数据字段最多16字字节。
-
CRC_21，用于CANFD帧且数据字段大于16的CAN帧字节。
2.2. fix stuff bit
- 在crc多项式发送时，每隔4bit插入1bit的fix stuff bit（该bit和前面bit相反）
- crc15不会插入fix stuff bit，crc-17和crc-21会按照上面原则插入
- fix stuff bit不会参与crc计算
2.3. stuff cnt
crc-17和crc-21的crc字段中包含stuff count字段，该字段是sof-data中包含的stuff bit模8后根据规则生成gray-code（格雷码有兴趣可以自行搜索学习下，标准格雷码参考下图）
例如上图crc-21前面stuff bit共14个，14%8 = 6，所以gray-code为101，根据规则末尾补0
2.4. stuff bit
在crc-15时，sof-data中stuff bit不参与计算；而crc-17和crc-21需要参与计算
2.5. ISO模式和bosch模式
博世在设计协议时做了一个bosch模式；区别在于：
- bosch模式stuff count是不参与crc计算的（图示逻辑分析仪解码错误，不用在意）
- crc初始值（0x00000）和ISO模式（0x10000）不一样，
crc是由硬件来实现，软件不用关心那么细节，只需要收发时配置一致（见到的大部分的CANFD的硬件都支持配置bosch模式）就可以了。（下图是bosch）
3 Ack field
Ack filed包括ACK SLOT and the ACK DELIMITER.
在CAN FD格式中，所有节点应接受2 bit的重叠ACK位主导相位作为有效ACK，以补偿接收器之间的相位差；在CAN格式中，所有节点只能接受一个1bit的ack slot。
这也就是说在CAN格式中如果ack delimiter为显性，则控制器会产生form err，而CANFD格式则正常。
4 变速bit timing
canfd是支持变速的，即在数据段支持以更快的速率传输数据；这里就涉及一个问题，就是什么时间变速，以及变速bit的处理。
如下图：
- 变速阶段从BRS开始到CRC-delimiter结束
- BRS bit的bit timing ：Sync+seg1（N）+seg2（D）
- CRC-delimiter的bit timing：Sync+seg1（D）+seg2（N）
