CAN FD (CAN with Flexible Data Rate)

Was ist CAN FD?

CAN FD behält die Arbitrierung von klassischem CAN und ändert den Rest des Frames. Drei Steuerbits sind wichtig: FDF kennzeichnet den Frame als CAN FD, BRS (Bit Rate Switch) sagt den Empfängern, dass die Datenphase mit der schnelleren Datenbitrate läuft, und ESI zeigt, dass der Sender Error Passive ist. Das Datenfeld wächst auf 64 Bytes, und die DLC-Werte 9 bis 15 bedeuten nicht mehr 8 Bytes, sondern 12, 16, 20, 24, 32, 48 und 64. Der CRC wächst auf 17 oder 21 Bit und enthält einen Stuff Bit Count.

Ein CAN-FD-Frame am Prüfstand in candump-Notation: 7E0##1 und danach bis zu 64 Datenbytes, wobei ##1 für FD mit gesetztem BRS steht. Längen zwischen den gültigen Größen werden aufgefüllt, eine 30-Byte-Nachricht reist also in einem 32-Byte-Frame.

Wo ist es definiert?

ISO 11898-1:2015 definiert CAN FD zusammen mit klassischem CAN, inklusive Frame-Format, CRC und den beiden Bit-Timing-Konfigurationen. ISO 15765-2 ergänzt die CAN-FD-Varianten von ISO-TP: Single Frames mit Escape-Byte (00 LL) für Payloads über 7 Bytes und Consecutive Frames bis 64 Bytes.

Was es in der Praxis bedeutet

Mehr Bytes pro Frame heißt mehr Eingabe pro Frame. Empfänger, die für 8-Byte-Frames geschrieben und später auf CAN FD umgestellt wurden, kopieren manchmal den vollen DLC in einen Puffer, der für weniger ausgelegt ist. ISO-TP über CAN FD hat ein eigenes Single-Frame-Format, ein Stack kann also auf klassischem CAN korrekt und auf FD fehlerhaft sein. SecOC profitiert ebenfalls: Der größere Frame lässt Platz für einen längeren MAC, den klassisches CAN oft nicht hergibt.

Das häufigste Problem am Prüfstand ist das Timing. Nominale Bitrate, Datenbitrate und beide Sample Points müssen zum Netz passen; ein Fehler zeigt sich als Error Frames nur in der Datenphase, was verwirrt, weil die Arbitrierung sauber aussieht. Außerdem muss das Interface auf ISO CAN FD stehen, nicht auf die ältere Non-ISO-Variante.

Wie AutoST es testet

AutoST unterstützt CAN FD mit einstellbarer Datenbitrate und einstellbarem Sample Point auf SocketCAN- und Vector-XL-Interfaces. UDS-Enumeration und Fuzzing laufen über ISO-TP auf CAN FD, und die CAN-Fuzzing-Engine schickt zufällige FD-Frames auf Arbitration-IDs aus deiner DBC und prüft nach jeder Iteration mit TesterPresent, ob das Steuergerät noch lebt.

Häufige Missverständnisse

CAN FD ist bei der Arbitrierung nicht schneller; nur die Datenphase wird beschleunigt. Es ist auch nicht von selbst sicher: Wie klassisches CAN hat es keine Absenderauthentifizierung. Und ein erfolgreicher Test auf klassischem CAN deckt den FD-Pfad desselben Steuergeräts nicht ab.