Can FD可以提供使用现有CAN系统的机会，并且即使在节点数量，传输速率和循环时间的需求高的情况下也能知识。HMS的托马斯·瓦格斯豪森解释了如何。
基于can的系统经常用于特殊用途的机器中——无论是在CANopen这样的标准化协议中，还是在专有解决方案中。基于can的机器联网的优点是网络中的数据结构简单，价格低廉，实现灵活，易于现有网络的扩展，在系统出现故障时便于分析。
可以FD的可能应用
中的节点，传输速率，和循环时间，铅的数量不断增长的需求，以瓶颈经典CAN的（8个数据字节和1 Mbit / s的数据速率）的限制不能满足：依赖于网络的扩展的数据速率和服务和模拟数据的短数据长度扮演特殊的角色。
在日常使用中，这些限制往往通过妥协的方式来规避:在不同的应用程序中将系统划分为不同的网段——甚至划分为并行网络——意味着现有的技术正在不断枯竭，这往往导致在配置、设置和维护方面的解决方案复杂而昂贵。原则上，向高性能工业以太网技术的转换是可能的。投资水平的增加通常是必要的，配置的数据结构和思维模式的改变，特别是时间控制系统，在广泛的网络中往往是一个相当大的挑战。此外，开发、调试和服务工具的转换是必要的，这往往会阻碍许多用户进行完全的转换。
与此同时，人们希望继续以有益的方式利用现有的专门知识。
这就是CAN FD发挥作用的地方:CAN FD(灵活数据速率的CAN)是博世在2012年推出的著名“经典”CAN的扩展版本，它显著地扩展了可用数据速率和可用数据长度。另一方面，保留了经过验证的CAN概念:基于消息id的仲裁、事件驱动的消息调度和通过确认位对接收到的消息进行确认。
改进的数据速率
经典CAN中使用的接收端消息确认，通过在发送的消息内确认传输成功，提供了广泛的优势——潜在的传输错误可以迅速检测到，数据可以极快地重新传输。
基于CAN标识符的消息仲裁也为控制应用程序提供了优势，它可以避免数据传输期间的冲突，并为高优先级消息提供更短的延迟时间，即使在更高的总线负载下。
使用方法的缺点是在采样时间，所有节点都必须存在相同的总线级别以避免故障。因此，比特间隔必须在网络中的两个最远程节点之间提供足够的信号传播时间，包括其总线激活。因此，位间隔和数据速率也直接取决于网络扩展;膨胀40米至1mbit / s是可能的，但在250米处延伸，这降至250 kbit / s。
为了显著提高数据速率，在不改变现有的通信技术，CAN FD的作品有两个不同的比特率。“仲裁率”为控制命令（包括仲裁，消息类型，结束检测和确认）是依赖于传播速度，从而在网络上的延伸。与此相反，第二个“数据比特率”是任选地还用于 - 为对数据内容和数据安全性。在这个时间点，只有消息发送器占用总线，这意味着位时间内的直接反馈是不必要的。因此，最大可得数据速率是仅依赖于传输介质的传输特性，而不是信号传播。CAN FD网络目前使生产性利用与8兆比特/秒，由此CAN FD标准允许高达15兆比特/秒。该位率也以各种测试系统中得到成功应用。
两个数据速率在使用两个位定时寄存器CAN FD控制器彼此独立地设置。两个数据速率之间的切换在协议使用两个控制位来执行。第一比特的保留直至现在被用作“扩展的数据长度”位（EDL），并限定了CAN FD消息，由于其隐性电平。的实际比特率开关由新添加位，则“比特率开关”位（BRS），其中，切换到高比特率在采样时间取得执行。切换回在该CRC限制位进行采样时进行。
扩展用户数据
控制数据仍然使用众所周知的较低的比特率传输，从而限制了可实现的数据率。通过将用户数据面积增加到64字节，可以以快速传输方式发送更多的数据，从而有效地提高数据速率。
经典CAN仅提供8个数据字节，对于许多数据应用已不再足够，例如传输高精度模拟值，或使用不同的编码值和驱动命令控制多轴机器人。为此，还必须添加服务数据，到目前为止，由于传输超过8个字节所需的传输协议，这大大降低了有效性。
CAN FD现在提供使用多达64个数据字节的选项。在这样做时，更大的数据块可以在单个消息中发送 - 尤其是在过程数据，更复杂的设备现在可以完全仅使用单个处理消息控制的情况下。用于服务数据的必要性为传输协议被减少，如通常只需要配置数据和类似单个CAN FD消息。
为了防止不必要地扩展控制数据，CAN FD也只使用4位的数据长度代码- 0到8的值直接从经典CAN中获取。到目前为止未定义的值(9到15，即1001到1111)被用于新的、扩展的数据长度:除了0到8字节，12、16、20、24、32、48和64字节现在也可以用于用户数据。与这些不同的数据长度是不可能的，也就是说，必须用“填充值”填充未使用的区域。
除了数据区的快速传输，有效地可用数据速率可以显著使用CAN FD增加，并且循环时间可以大大减少。以这种方式，一个CAN FD网络与500千比特的仲裁，4兆比特数据传输和64个数据字节可以实现超过5兆比特的有效数据速率/秒。
实时功能
将多个独立数据包组合成单个消息意味着数据管理变得相当简单，因为单个消息不再需要花费巨大的成本彼此同步。与经典CAN相比，大数据包的快速传输可以在大约相同的时间内传输8字节的经典CAN消息所需的8倍的数据量(64字节)。通过这种方式，高优先级的消息可以更快地传输，并提高了实时性。
数据安全
数据安全是一个重要的话题：尽管相较于经典可以增加数据包的大小，CAN FD符合有关数据安全的要求相同。这是通过使用具有适合的算法较长CRC校验键，例如实现。根据数据的字节数发送的，三种不同的CRC算法中的一种，使用的：先前的CRC公式用于建立消息到8个数据字节，以及与两个增强算法以16个数据字节或超过16个数据字节消息。到由CAN控制器中使用的算法是由数据长度代码来确定。
为了提高数据安全性，还实施了其他建议。因此，CAN FD消息中的CRC总是以stuff位开始;在另外5位之后，一个额外的东西位被包括在内-与CAN东西位规则相反，这是独立于前位的位值。每一项都有前一项的补值。
向后兼容性
从CAN到更快的通信系统切换的一个缺点是频繁的转换要求：所有可以参与者必须适应新系统，例如，ethercat。或者，可以扩展机器控制器以使用多个异构网络。这两项程序都提供了优缺点。使用CAN FD，现在还提供了一个额外的“Gentler”选项：由于CAN FD控制器也可以用作经典的CAN节点，也可以通过CAN FD-CANCE的设备逐步替换所有网络节点。一旦整个网络都可以提供FD-Confis，可以在最大程度上使用CAN FD的优点。这对于专用机械特别感兴趣，因为这里的无法通过自由节点替换的网络参与者通常也在这里使用 - 特别是客户特定的设备或内部开发的设备。
CAN FD可用的工具
有许多解决方案可用于基于CAN FD的设备和网络的开发，特别是用于广泛的PC接口的PC-CAN FD接口卡，例如HMS networks的ixat CAN- ib 500/600 PCIe卡。这些CAN卡包含广泛的Windows、Linux和其他操作系统的驱动程序包，并允许轻松连接到现有系统和现有软件包快速添加到CAN FD网络，因为它们支持CAN和CAN FD。
CAN FD的有效实现除了需要与相关驱动软件的硬件接口外，还需要测试和分析工具。在这方面，HMS将很快以令人信服的价格提供高性能的完整解决方案，通过知名的ixat cananalyzer的CAN fd版本。
工业领域的CAN FD开放话题
除了上面提到的工具，在生产环境中使用CAN FD还有更重要的方面。建议应用标准化高协议用于工业应用:在中央情报局(自动化)工作正在进行转换CANopen能FD - CANopen V5规范,也包含扩展可以FD,有望在今年年中。
用于使用CAN FD的额外的重要方面位于廉价的微控制器中，这些微控制器有数量可用，具有集成的CAN / CAN FD控制器。设备可用于现在，主要使用FPGA与CAN FD IP核心。具有集成的微控制器CAN FD逻辑通常是具有多个CPU内核的高性能组件，用于车辆中的复杂控制器设备。直到具有集成CAN FD支持的简单，经济高效的微控制器可用，基于FPGA的系统代表了最灵活的解决方案。
前景
CAN FD通过显著提高数据速率、简单配置和保留经典现场总线的分析选项，扩展了基于CAN的解决方案的应用领域。CANopen对CAN FD的即将到来的可用性意味着新的网络系统可以在工业领域实现，为100kbit /s到5mbit /s的数据速率网络提供了有效的解决方案。可选择单独或组合使用更高的数据速率或扩展的数据框架，CAN FD的灵活设计使其非常适合作为特殊用途机械的适应性现场总线系统。
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