[发明专利]控制器局域网络灵活的数据率

说明书

描述了一种用于允许CAN 2.0B控制器被动参与CAN FD通信的设备(15)。所述设备被配置为用于识别RXD上的帧是否是CAN FD帧(14；图4)，且依赖于识别所述帧是CAN FD帧，用具有符合CAN 2.0B的格式的替代数据(21；图4)替换所述CAN FD帧的包括所述CAN FD帧的数据阶段的部分(17；图4)。所述设备(15)可包括在CAN收发机(10；图3)中。

技术领域

本发明涉及控制器局域网络灵活的数据率(CAN FD)。

背景技术

控制器局域网络(CAN)是一种串行通信协议，该协议最初设计用于在汽车应用中使用，但现在已适用于各种各样的其他领域，包括供热通风与空气调节(HVAC)控制系统、过程控制系统、以及医疗设备。CAN主要关心物理和数据链路层的需求，且已宣布了一个国际标准，称为ISO 11898。

CAN是一种基于消息的、异步的、多主、广播通信系统。CAN网络包括连接至CAN总线的两个或多个节点，CAN总线通常由双绞线提供。CAN总线空闲时，连接至CAN总线的任何节点可自由地尝试向其他节点传输消息。每个消息被分配唯一标识符，该唯一标识符用于识别消息的内容并且优先考虑和过滤消息。如果两个或更多个节点同时开始传输消息，则总线访问冲突通过使用标识符以及CAN总线状态的逐位比较的仲裁过程来解决，CAN总线状态也即分别与逻辑‘0’和‘1’状态对应的“显性”和“隐性”等级。当两个节点尝试同时传输显性和隐性位时，显性位优先，并且显性值(即，‘0’)出现在CAN总线上。节点监控CAN总线，且因此当节点尝试传输隐性位且CAN总线接受显性值时，那么，节点能够识别冲突并中断传输，这让传输显性位的节点继续在CAN总线上传输。

CAN规定两种帧格式，也即标准或基本帧格式(其与CAN 2.0协议的部分A或B兼容)以及扩展帧格式(其与CAN 2.0协议的部分B兼容)。标准或基本帧格式中设置的帧具有11位标识符，而扩展帧格式中设置的帧具有由11位基本标识符和18位扩展组成的两部分标识符。

CAN规定四种类型的帧，也即承载数据的数据帧、请求数据帧的传输的远程帧、报告错误的检测的错误帧、以及提供帧之间的延迟的超载帧。

在CAN规范2.0版(1991)以及ISO 11898-1中可找到CAN以及CAN帧格式的其他细节。

CAN总线可以以高达1M比特/秒的比特率传输数据，且数据帧可承载高达8字节的有效载荷。但是，为了支持更高的数据率以及更大的有效载荷，已提出了新的协议，即具有灵活的数据率的CAN(CAN FD)，在具有灵活的数据率的CAN规范1.0版(2012)中列出该协议。

图1示出CAN FD数据帧。

参照图1，CAN FD数据帧通过帧间隔(IFS)与前一帧(未示出)分开，且后面跟着另一个帧间隔或超载帧。

CAN FD数据帧包括帧起始(SOF)字段、仲裁字段、控制字段、数据字段、循环冗余码(CRC)字段、确认(ACK)字段以及帧结束(EOF)字段。

在所谓的“仲裁阶段”中，以标准的比特率(即，CAN比特率，例如，500k比特/秒)传输CAN FD帧前的IFS以及CAN FD帧的第一部分。在所谓的“数据阶段”中，可以以标准比特率或高比特率(例如，高达8倍CAN比特率)传输CAN FD帧的第二部分。在另一个仲裁阶段中，以标准比特率传输CAN FD数据帧的第三部分以及CAN FD数据帧后的IFS或超载帧。

CAN FD规定了四种帧格式，即CAN标准格式和CAN扩展格式(与ISO 11898-1中规定的标准格式和扩展格式对应)、CAN FD标准格式以及CAN FD扩展格式。

图2示出CAN FD标准(或“基本”)格式中的CAN FD数据帧。