简单介绍基于CAN-FD的诊断通信传输层
我曾经写过一篇《基于can总线实现的uds诊断》基于can总线实现的uds诊断（docan），那篇文章中介绍了在can总线上实现诊断通信的机制。
随着汽车功能越来越丰富，对总线传输能力的要求也进一步提高，can总线的升级版本can-fd逐渐部署到了量产车辆上。
基于can-fd和can的诊断通信机制基本没差别，但是仍然有一些细节上的变化。本篇文章将简单介绍基于can-fd的诊断通信传输层相比于can的变化。
can-fd是can withflexible data-rate的简称，从名称可以看出，can-fd的数据速率是可变的。
can-fd继承了can2.0的主要特性，物理层改动较小，仍然具备can所拥有的双绞线串行通信、非破坏性仲裁等机制。
在can2.0中，can帧的判决域和数据域的波特率是相同且固定的，最高为1m。
但是can-fd帧的判决域和数据域的波特率不相同，前者仍然是最高为1m，但是后者可以达到8m。在can2.0中，一个can帧的数据域最长为8个字节，但是这一数字在can-fd中提高到了64。
下图简单展示了can-fd相对于can的优势。
比如，在can-fd数据域波特率 = 8m，can数据域波特率 = 1m的情况下，同样在数据帧中承载8个字节，can-fd数据域时长仅为can数据域时长的八分之一；在数据域时长相同的情况下，can-fd数据域中承载的字节数量是can数据域的8倍。
一个can-fd帧的数据域中可能存在的字节数量为1-8, 12, 16, 20, 24, 32, 48 ,64。数据长度由帧格式中的dlc字段决定。
在dlc从0到8时，dl（数据长度）值也是从0到8逐渐加1增长。但是对于dlc大于8的情况，can将所有dl都当作8处理，can-fd的dl与dlc的对照关系如下表所示。
dlc与dl的对照表
下图展示了can与can-fd帧上存在的一些不同。
与can相比，can-fd的帧中多出了以下3个字段。
fdf（fd formatindicator）：dominant (0) = can frame, recessive (1) = can fd frame；
brs（bit rateswitch）：dominant (0) = 数据域速率不变，与判决域速率相同；recessive (1) = 数据域速率提升；
esi（error stateindicator）：dominant (0) = can fd 节点处于主动报错状态, recessive（1）= can fd节点处于被动报错状态。
当brs位为隐性时，从esi位开始一直到crc域结束，都采用变化后的速率。
值得注意的是，canfd 节点可以正常收发传统can 节点报文，但是传统 can 节点不能正常收发 canfd 节点的报文。
在《基于can总线实现的uds诊断》一文中提到，基于can总线的诊断传输层总共定义了4种帧，即singleframe、firstframe、consecutiveframe、flowcontrol。
基于can-fd总线的诊断传输层也使用这4种帧，但不同之处在于，因为每帧承载的数据量更大，所以singleframe和firstframe有两种情况，下图展示了这两种情况。
在can-fd中诊断通信传输层的singleframe和firstframe的变化
因为can-fd一帧可以承载的字节数最大为64，所以传统can中用4个bit来表示sf_dl就不够用了，当我们构造的单帧长度大于8个字节时，can-fd使用byte1来指示sf_dl。
同理，当一个需要分包的数据过大，导致ff_dl需要大于4095时，那么在传统can中用于表示ff_dl的12个bit就不够了，在这种情况下firstframe的格式要根据上图发生变化。
下图展示了针对不同sf_dl应该选择的dlc和dl。
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但是can-fd帧的判决域和数据域的波特率不相同，前者仍然是最高为1m，但是后者可以达到8m。在can2.0中，一个can帧的数据域最长为8个字节，但是这一数字在can-fd中提高到了64。
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比如，在can-fd数据域波特率 = 8m，can数据域波特率 = 1m的情况下，同样在数据帧中承载8个字节，can-fd数据域时长仅为can数据域时长的八分之一；在数据域时长相同的情况下，can-fd数据域中承载的字节数量是can数据域的8倍。
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当brs位为隐性时，从esi位开始一直到crc域结束，都采用变化后的速率。
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