1、CAN-FD特性
（1）兼容经典CAN，可以遵循ISO 11898-1做数据收发。
（2）提升错误检测，支持高达CRC 21位的校验和。
（3）消息优先级。
（4）保证延迟时间。
（5）配置灵活性。
（6）具有时间同步的组播接收。
（7）系统范围内的数据一致性，每条消息最多64个字节。
（8）多主机。
（9）错误检测和信号。
（10）区分节点的临时错误和永久性故障以及自动关闭缺陷节点。
2、CAN-FD格式：
第一个仲裁阶段（The first arbitration phase）是一条消息，其中包含：
（1）帧开始（SOF）。
（2）ID号和其他位，指示消息的目的（提供或请求数据），以及速度和格式配置（CAN或CAN-FD）。
数据传输阶段（The data transmission phase）包括：
（1）数据长度代码（DLC），指示消息包含多少数据字节。
（2）用户希望发送的数据。
（3）检查循环冗余序列（CRC）。
（4）显性位。
第二个仲裁阶段（The second arbitration phase）包含：
（1）总线上其他节点发送的确认（ACK）的接收器（如果至少有一个接收器成功收到消息）
（2）帧尾（EOF），在IFS期间不传输任何消息：目标是将当前帧与下一帧分开。
注意：对于29bit标识符帧，当添加18bit标识到第1个仲裁阶段的IDE bit之后与标准CAN FD是类似的。
二、CAN-FD相比CAN2.0的提升
CAN-FD的开发可以满足需要更高带宽的通信网络需求。每帧最多具有64个字节的CAN-FD以及将比特率提高到最大的可能性，使数据阶段要快8倍，在第二个仲裁阶段要恢复到正常的比特率。通过以下方式确保数据传输的完整性：
（1）17级多项式对最大16字节的有效载荷进行CRC。
（2）21级多项式对16到64字节之间的有效载荷进行校验。
标准帧和CAN FD的区别：
标识符后，CAN 2.0和CAN-FD具有不同的作用：
（1）CAN 2.0发送RTR位以精确确定帧类型：数据帧（RTR为主要）或远程帧（RTR）是隐性的）。
（2）由于CAN-FD仅支持数据帧，因此始终发送占优势的RRS（保留）。
IDE位保持在相同位置，并以相同的动作来区分基本格式（11位标识符）。请注意，在扩展格式的情况下，IDE位以显性或隐性方式传输（29位标识符）。
与CAN 2.0相比，在CAN-FD帧中，在控制字段中添加了三个新位：
（1）扩展数据长度（EDL）位：隐性表示帧为CAN-FD，否则该位为显性（称为R0）在CAN 2.0帧中。
（2）比特率切换（BRS）：指示是否启用两个比特率（例如，当数据阶段位以不同的比特率传输到仲裁阶段）。
（3）错误状态指示器（ESI）：指示节点处于错误活动模式还是错误被动模式。
控制字段的最后一部分是数据长度代码（DLC），它具有相同的位置和相同的长度（4位），用于CAN 2.0和CAN-FD。 DLC功能在CAN-FD和CAN 2.0中相同，但CAN-FD有很小变化（下表中的详细信息）。 CAN-FD扩展帧允许单个消息中发送64个数据字节，而CAN 2.0有效负载数据最多可以发送8个字节。
通过增加有效载荷数据的数据字段来改善网络带宽，因为需要更少的包处理。 同时，通过为CRC添加更多位来增强消息完整性：
（1）如果有效载荷数据最多为16个字节，则CRC以17位编码。
（2）如果有效载荷数据大于20（16）个字节，则CRC以21位编码。
另外，为了确保CAN-FD帧的鲁棒性，填充位机制支持CRC字段。下表总结了CAN-FD和CAN 2.0之间的主要区别。 提供的主要功能与CAN 2.0相比，CAN‑FD的改进之处在于数据有效负载的增加和速度的提高由CAN-FD中可用的BRS，EDL和ESI位来确保。
三、CAN FD协议介绍
STM32H7的CAN FD符合ISO 11898-12015标准。
STM32器件上的FDCAN的功能如下所示：
（1）符合CAN协议2.0版A，B和ISO 11898-1：2015，-4。
（2）可访问的10 KB RAM内存，最多可分配2560个字。
（3）改进了接收过滤。
（4）两个可配置的接收FIFO。
（5）多达64个专用接收缓冲区。
（6）接收高优先级消息时的单独信令。
（7）多达32个专用发送缓冲区。
（8）可配置的发送FIFO和发送队列。
（9）可配置的发送事件FIFO。
（10）时钟校准单元。
（11）收发器延迟补偿。
下图说明了FDCAN框图。
通过这个框图要了解到以下信息：
（1）CANFD1和CANFD2共用一个RAM空间
（2）每个CANFD都有自己的内核
（3）CAN内核实现协议控制和收发移位寄存器
（4）Tx handler控制消息从CAN消息RAM到CAN内核
（5）Rx handler控制CAN内核到CAN消息RAM
四、RAM管理
必须配置每条消息的字节数，以确定每条消息所需的内存大小。 CAN-FD上有效负载的增加可以更有效的将内存都利用起来，并允许更多消息要存储在分配的存储空间中。
总的专用RAM大小是2560个32bit数据。
（1）过滤区（11bit过滤和29bit过滤）
（2）接收区（Rx FIFO 0，Rx FIFO 1和Rx Buffer）
（3）发送区（Tx event FIFO，Tx Buffers）
（4）触发空间（Trigger memory）
FDCAN外设的所有部分都可以由用户配置。 所有部分的所有元素之和必须不能超过CAN消息RAM的总大小。 该RAM通过以下方式提高了灵活性和性能：从而有可能消除未使用的部分，并为其他部分扩展足够的内存。在CAN消息中以动态且连续的方式分配每个部分（按照上图顺序）； 但是为了避免超出RAM的风险并且出于可靠性的原因，没有将特定的开始和结束地址分配给每个部分。
FDCAN外设可以配置三种传输机制：Tx buffer ，Tx queue 和 Tx FIFO并可以通过Rx buffer 和 Rx FIFO 接收。 它们配置有起始地址偏移量和要存储的存储元素。 起始地址是在配置中预定义的（0到2560），用户必须确保每个内存空间中的元素数量不会导致它们重叠。
注：消息的接收和发送意味着在RAM级别存储“元素”。 这个“元素”仅包含标识符，DLC，控制位（ESI，XTD，RTR，BRS，FDF），数据字段和特定的发送/接收位字段进行控制。 CAN消息的其余位会自动由硬件处理而不保存在RAM中 。
用于控制接收的特定位字段是滤波器索引，可接受的不匹配帧和Rx时间戳。用于传输的特定位字段是消息标记（message marker）和event FIFO控制位。无论Tx buffer, Tx FIFO, Tx queue 或 Rx buffer 中的每个元素分配的32bit的数量是多少，要计算保留：
（1）标头信息（两个保留的32bit），用于分配标识符，DLC字段，控制位和特定的发送/接收位字段。
（2）数据（足够的32bit数据个数）以包含每个数据字段的字节数。
下面的公式确定为每个元素分配的32bit的数量：
元素大小（以字为单位）=标头信息（2个字）+数据（数据字段/ 4）
其中数据字段是每条消息的数据字节数
如果数据字段的范围是0到8，则每个元素为数据分配2个字。下表详细介绍了必要的“元素”大小，具体取决于数据字段范围
有效使用CAN消息RAM的示例。 这个例子假设配置了FDCAN外设的应用程序：
（1）发送带有专用Tx buffer的32条消息（每个消息在数据字段中包含8个字节）。
（2）具有128个11位过滤器，用于接收消息。
（3）接收64条消息，其中每个消息在专用Rx buffers的数据字段中包含64个字节。
（4）接收64条消息，其中每个消息在Rx FIFO 0的数据字段中包含64个字节。
在此示例中，RAM中的分配按以下顺序进行：
（1）在ID-11位部分分配128个字。
（2）保留1152个字用于接收Rx FIFO 0部分中的元素。
（3）保留1152个字，用于接收Rx缓冲区中的元素。
（4）为发送缓冲区中发送的元素保留128个字。
由于采用了动态分配，并且不对未使用的段进行任何分配，因此整个内存大小有效利用了RAM：在此应用程序中分配了所有2560个字。
注意：配置后，分配的地址范围初始化为零
大多数STM32设备支持一个以上的FDCAN外设来满足所有应用程序要求。在这种情况下，重要的是要说RAM是在不同外设之间共享的。 用户可以划分各种外设上的RAM（每个外设的大小通过指示其起始偏移地址来选择）。下图显示了使用多个FDCAN实例的CAN消息RAM的示例。 这该示例假定用户将CAN消息RAM分为两个外设：第一个外设的大小为第二个外设的两倍。
（原作者 硬汉Eric2013）
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