Introductie van CAN FD

CAN Classic beperkingen

Ruim tien jaar nadat CAN ontwikkeld was, liep de communicatie tegen grenzen aan. CAN was in principe ontwikkeld voor de besturing van aandrijflijnen van verbrandingsmotoren – met een update ieder halve krukasomwenteling – en als kabelboomvervanging voor alle standaard elektrische systemen. Op zich ging dat uitstekend. Door de milieueisen en de toename van comfortsystemen nam het aantal CAN-berichten weliswaar enorm toe. Echter, door de elektronicaontwikkeling was CAN dermate goedkoop geworden dat autofabrikanten eenvoudig meerdere CAN-netwerken naast elkaar toepastten.

Echter, in de ontwikkelcentra werden de eerste geavanceerde rijhulpsystemen bedacht. Deze vroegen om duidelijk meer bandbreedte dan CAN op dat moment bood. Ook de efficiency van CAN Classic is beperkt. Om CAN zo betrouwbaar en foutvrij te maken, is de overhead hoog. Om een CAN-classic bericht met 11-bits Id en 8 databyte’s te verzenden, zijn 108 bits benodigd. Dat is een overheid van bijna 70%.
Naast toekomstige ontwikkelingen, ontstond er ook op korte termijn een probleem. Steeds meer ECU’s konden achteraf geüpdatet worden. Het downloaden van software via CAN Classic kostte echter veel tijd. Dat werd zowel in productie als in de werkplaats een probleem.

CAN, maar dan anders

Er was dus de behoefte om een nieuwe communicatiestandaard te definiëren. Tegelijkertijd wilde de auto-industrie aan CAN vasthouden. Het protocol wordt al enorm veel toegepast, is kosten efficiënt en betrouwbaar. Daarnaast is de technologie bekend in de hele toeleveranciersketen.
Ook mocht het real-time gedrag van CAN niet gewijzigd worden. De auto-industrie heeft veel energie gestoken in het extract en op het juiste moment verzenden van CAN-berichten. Ze maken allemaal gebruik van modellen waar dat volledig uitgewerkt is. Het nieuwe protocol mag dat gedrag niet beïnvloeden.

CAN FD

In 2022 stelt Bosch CAN FD voor. FD staat voor Flexibel Data-rate.

Het werk precies hetzelfde al CAN. Nadat de arbitarge gewonnen is, schakelt CAN FD voor het verzenden van de data over op een veel hogere kloksnelheid. Vandaar Flexibel Dara-rate. Er kunnen ook veel meer dan acht databytes verzonden worden. Nadat de data verzonden is schakelt CAN FD weer terug naar het ‘gewone’ CAN snelheid voor de acknowledge en afsluiting.

CAN FD Voordelen

De voordelen op een rijtje:

• Meer data
  CAN FD ondersteunt tot 64 gegevensbytes per gegevensframe, tegenover 8 gegevensbytes bij CAN Calssic. Dit vermindert de protocoloverhead en leidt tot een verbeterde protocolefficiëntie.
• Verhoogde snelheid
  CAN FD ondersteunt twee bitsnelheden: de nominale (arbitrage) bitsnelheid, beperkt tot 1 Mbit/s zoals bij CAN Classic, en de gegevensbitsnelheid. In de praktijk zijn gegevensbitsnelheden tot 12 Mbit/s haalbaar, afhankelijk van de transceivers.
• Hogere betrouwbaarheid
  CAN FD maakt gebruik van een verbeterde cyclische redundantiecontrole (CRC) en de „protected stuff-bit counter“, waardoor het risico op onopgemerkte fouten wordt verlaagd. Dit is bijvoorbeeld van cruciaal belang in veiligheid kritische toepassingen zoals voertuigen en industriële automatisering.
• Overgang
  CAN Nodes die uitsluitend CAN CLassic of uitsluitend CAN FD ondersteunen, kunnen onder bepaalde voorwaarden worden gecombineerd. Dit maakt een geleidelijke introductie van CAN FD-knooppunten mogelijk, waardoor de kosten en complexiteit voor OEM’s aanzienlijk worden verminderd.

CAN FD ISO vs non-ISO

De oorspronkelijke specificatie van CAN FD uit 2012 bevatte een fout in de definitie van de CRC, waardoor er minder fouten konden worden gedetecteerd dan bij CAN Classic. Het uiteindelijke gestandaardiseerde ISO 11898-1:2015 protocol herdefinieert de CRC-berekening. Helaas is deze niet compatibel met de niet-ISO Bosch CAN FD 1.0-specificatie uit 2012. Op een CAN FD-bus kan dus géén mix van ISO en non-ISO nodes gebruikt worden.
Verreweg de meeste CAN-apparatuur ondersteunt zowel CAN FD ISO als non-ISO