随着CAN FD和车载以太网的诞生和应用，给新一代智能网络化车辆的整车架构带来了重大变化，也给原始设备制造商和工程师带来了新的机遇和挑战。针对CANFD的复杂升级，致远电子提供了有效的解决方案，本文对此进行了简要介绍。
一、新一代智能网联车CANFD的应用
传统的汽车网络架构主要由CAN总线组成，汽车中的分布式电控单元ECU按功能划分为动力总成、车身控制、辅助驾驶等总线区域。窗户、灯和天窗通过LIN总线连接到CAN网络。
在智能网络化车辆的新浪潮下，随着车载ECU的日益倍增，处理器计算能力和硬件的飞速发展，连接ECU的网络需要更多的带宽，远远超过了传统车载网络如CAN的容量限制。
所以一个明显的趋势就是过渡到CAN FD，提供64字节的数据吞吐量，最高传输速率5Mbps。由于高带宽、低延迟和低成本的特点，在新一代车辆架构中，CAN总线将被取代成为首选的网络架构。
如图1所示，核心域控制器(动力总成、车身、娱乐、ADAS)以车辆以太网为骨干网络连接在一起。每个域控制器不仅实现了特殊的控制功能，还提供了强大的网关功能。从图1可以发现，在每个域控制器下，数据共享都是通过CANFD在组件间通信实现的。
图1新一代智能汽车的网络架构
(图片参考网络图绘制)
随着CANFD和车载以太网的引入，新一代智能网络化车辆的整车架构发生了明显的变化。要从传统汽车升级到智能联网汽车，汽车生产线控制、实验室和ECU单元的设计将发生巨大变化，涉及到许多复杂的CAN节点。如果将所有的CANFD节点升级，实现ECU单元的设计、测试和生产，将是一个漫长的过程。
二、如何快速实现设备CANFD升级？
随着新一代智能汽车的发展，许多汽车制造商正在考虑使用CAN FD代替CAN来加快数据传输。目前各大车厂还没有完全实现车载域控，CAN和CANFD共存于生产线或实验室。比如新一代智能车ADAS系统中的毫米波雷达等设备，需要采用CANFD来提高通信速度，保证行车安全。同时，ADAS也是目前智能车最重要的部分。如图2所示，在现有的车辆系统中，以can网络为主，ADAS系统在调试阶段无法与电源控制和车身控制进行CAN通信，所以CAN和CANFD之间的通信打通非常重要。
图2现场总线通信现状
由于CANFD向后兼容CAN，普通CAN节点无法正常解析CANFD消息。如图3所示，CAN节点和CANFD节点的波特率明显不匹配，CANFD最大5Mbps，导致通信失败，总是会报错，导致网络通信异常。
图3 CAN和CANFD波形对比
那么如何保证CAN/CANFD节点的正常通信测试并快速升级到CANFD呢？
1.网络中的所有控制器局域网节点都升级到控制器局域网
虽然这种方法可以保证CAN消息和CANFD消息都可以存在于网络中，但由于整个网络都被CANFD代替，对于以前的车辆段测试或生产的一些单元来说，成本高，利用率低
2.CAN节点自动忽略CANFD消息
这样网络中的CAN 2.0节点就可以不识别CANFD消息，可以保证网络中没有错误帧。但是CAN节点无法与CANFD节点通信是一个缺点，只能作为临时解决方案。
3.实现CAN和CANFD之间的转换
对于CANFD的升级，如果不是所有节点都升级的话，大部分整车厂商都会先把电源域升级到CANFD，然后再升级各个功能域。因此，为了避免与CAN总线的冲突，有必要首先开放CAN网络与CAN FD节点之间的通信，以保证通信测试可以在生产线或实验室进行。在这种情况下，使用CANFD桥作为转换是一种更好的方法。如图4所示，工程师不需要关心如何完成CAN和canfd消息之间的转换，只需要选择一些参数，就可以实现CAN和CAN FD之间的相互转换，也可以专注于产品功能的实现，降低预测试的成本，提高利用率。
图4 CANFD桥实现CAN和CANFD通信
此外，CANFD设备的测试和调试，以及数据的读取和存储，也是目前的痛点。面对这种现象，致远电子针对通用接口，如USB、串口、网口、WiFi、PCIe等，推出了一系列如图5所示的CANFD卡和记录仪。帮助工程师完成CANFD网络和车载以太网的设计、验证、调试、故障排除和维护。
图5 CANFD系列产品
三、CANFDBridge助力整车厂CANFD快速升级
CAN总线桥是广州致远电子有限公司开发的高性能CAN/CAN总线智能协议桥.集成了两个控制器局域网/控制器局域网可切换接口，支持国际标准化组织标准控制器局域网和博世控制器局域网标准。每个接口都有独立的2500VDC电气隔离保护电路，支持设置50 K到5 Mbps的波特率范围；支持CAN到CAN、CAN到CANFD、CANFD到CAN、CANFD到CANFD等默认消息转换处理。此外，它还具有以下特点：
1.灵活的转换和组合来恢复数据
本文采用直接转换、合并和拆分的方法，实现了传统CAN的8字节长度和CANFD的64字节长度之间的相互转换，从而无损地恢复原始数据。
2.支持64组身份过滤，有效过滤不必要的数据
每个CAN通道支持64套标准帧ID/标准帧ID/扩展帧ID/扩展帧ID过滤配置，有效过滤不必要的数据，降低总线负载。
3.支持CAN标识和数据转换映射功能
CANFDBridge支持ID和数据之间的转换映射，可以转换输出输入报文的具体ID和数据，从而实现同一设备的联网接入。
4.灵活设置波特率采样点，启用内置终端电阻
CANFDBridge内置可配置的终端电阻，用户可以通过软件启用或移除；通过自定义波特率计算器，可以计算出TESG1、TESG2、SJW的波特率寄存器和匹配网络的采样点，以提高设备的适应性。
5.总线错误返回功能，提高故障预警能力
CANFDBridge具有发回错误信息的功能，使本地设备能够了解对方的母线运行情况，提高故障预警能力。
6.配置接口以读取总线错误状态
通过CANFDBridge的配置接口，具有读取通信错误状态的功能，可以方便的找到故障的大致方向，方便排查软硬件问题。
7.支持ECU毛笔书写和E2E安全算法，完全符合AUTOSAR标准
ZCANPRO支持ECU刷新和E2E安全算法，提供UDS协议服务，添加画笔文件，应用执行器，可以轻松完成ECU数据的安全快速刷新。