引言

隨著汽車電子技術的發(fā)展，車輛上配備了越來越多的電子裝置，這些設備多采用點對點的方式通信，這也導致了車內存在龐大的線束。造成汽車制造和安裝的困難并進一步降低汽車的配置空間。因此，汽車總線逐步開始向網絡化方向發(fā)展。

在此背景下，CAN（Controller Area Network）總線應運而生，以其高可靠性和靈活性，成為汽車通信系統中重要的一部分，承載著車輛控制、監(jiān)控和診斷等關鍵任務。

一、技術演進：從CAN到CAN FD

隨著技術的持續(xù)發(fā)展，傳統的CAN總線在數據傳輸速率和帶寬上逐漸顯現出局限性。具體來說，傳統的CAN總線波特率最大為1Mbit/s，數據幀中有效數據域最大為8個字節(jié)。這種設計在早期滿足了車輛控制和監(jiān)控的需求，但隨著車載系統復雜度的提升，對更高數據傳輸速率和更大數據容量的需求日益迫切。因此，CAN FD（CAN with Flexible Data-Rate）隨之推出。CAN FD在保持CAN優(yōu)良特性的基礎上，實現了技術上的重大突破：

1、可變數據位速率

CAN FD引入了數據段的波特率可變機制，理論上最高可達15Mbit/s，這一段的波特率可變，而其余部分仍使用原來的CAN速率，從而在保持兼容性的同時大幅提升了數據傳輸速率。

2、擴大的有效數據域

CAN FD將數據幀中有效數據域擴展到64個字節(jié)，相比傳統CAN的8個字節(jié)，顯著提高了單幀數據的傳輸量，使得通信更加靈活、快速、可靠。

3、 新的CRC算法

為了適應更大的數據域和提高錯誤檢測的準確性，CAN FD采用了新的CRC算法，并對填充位規(guī)則進行了優(yōu)化，以減少錯幀漏檢率。

4、新的幀結構

CAN FD在控制場中增加了EDL位、BRS位和ESI位，這些位用于區(qū)分CAN報文與CAN FD報文，并確定是否轉換為可變速率。同時，DLC編碼方式也由線性變?yōu)殡A梯式，以適應更大的數據長度。

二、ADTF：支持全面的CAN通信協議

ADTF（AUTOMOTIVE DATA & TIME-TRIGGERED FRAMEWORK）是一款汽車數據與時間觸發(fā)框架，可用于開發(fā)車輛駕駛輔助系統。提供一系列功能和工具來支持車輛自動化和駕駛輔助系統的開發(fā)和測試。ADTF能用于快速原型設計、仿真、數據記錄和驗證（后處理）。

在總線方面，ADTF具備多個工具箱以支持其仿真與測試，比如ADTF Device Toolbox，ADTF Calibration Toolbox等。

在ADTF Device Toolbox中提供ARXML數據庫文件總線解析，支持汽車總線(CAN 、CANFD 、 Flexray 、 以太網)、Vector®設備、信號處理和可視化等。

在ADTF Calibration Toolbox中支持通過多個過濾器與 ECU 進行 XCP 通信，以便通過 CAN 、 FlexRay 或以太網進行通信。

結合上述工具箱，ADTF可以在應用在以下領域：

1、汽車電子系統開發(fā)

ADTF廣泛應用于汽車電子控制單元（ECU）的開發(fā)，包括發(fā)動機控制、底盤控制、車身電子等。

2、仿真和測試

在汽車電子系統的仿真和測試中，ADTF能夠模擬總線通信，進行系統級和組件級的測試。

3、數據記錄和分析

ADTF支持數據記錄功能，可以捕獲和存儲總線上的數據，便于后續(xù)分析和故障診斷。

三、應用實踐：ADTF的技術實現

ADTF的一個強項就是對總線數據的解析。比如對CAN FD采集的數據，基于DBC配置進行解析和可視化呈現。如圖1和2所示。

圖1：CAN FD數據回放工程圖

圖2： CAN FD數據解析效果展示

此外，ADTF支持AUTOSAR架構下ARXML CANFD數據的解析。如圖3和圖4所示的ARXML CANFD數據解析工程。

圖3：ARMXL CANFD數據回放工程圖

圖4：ARMXL CANFD數據解析效果展示

ADTF軟件以其強大的功能、高度的靈活性和專業(yè)的技術支持，成為汽車電子開發(fā)領域的重要工具。無論是在產品開發(fā)、系統集成還是測試驗證階段，ADTF都能提供有效的解決方案，加速汽車電子系統的開發(fā)進程。