从控制器局域网物理层要求

CAN 是一种开放式收集器技术——否则该协议将无法工作。这意味着 CAN 收发器的隐性状态不是主动驱动的。当总线上主动驱动的显性位转换为非驱动的隐性位时，终端电阻与收发器输入电容和电缆电容一起产生 RC 时间常数放电。对于高于 CAN 的 1Mbps 的信号传输速率，需要一种在两种状态下主动驱动总线的技术，例如 RS-485，以促进高速信号传输速率所需的总线转换。

最终，这个问题的答案是 CAN 协议是如何在物理层面实现的。更改该协议并可以使用更高的数据速率。

从了解 Microchip 的 CAN 模块位时序：

... CAN 协议实现了一种非破坏性的按位仲裁方案，允许多个节点对总线的控制进行仲裁。因此，所有节点都需要在相同的比特时间内检测/采样比特。传播延迟和振荡器容差之间的关系会影响 CAN 数据速率和总线长度。

CAN 总线两端的两个主控器必须能够通信并仲裁哪一个拥有总线，而每个主控器同时在总线上。

如果总线长度为 30 m，则信号在总线上传播所需的时间为：

$$t_{BUS} = 30\ m @ 5.5\ ns/m = 165\ ns$$

假设所有器件的输入比较器延迟为 = 40 ns，输出驱动器延迟为 = 60 ns。$t_{CMP}$$t_{DRV}$

物理总线上的往返时间将是：

$$t_{PROP} = 2(t_{BUS} + t_{CMP} + t_{DRV}) = 2 (165\ ns + 40\ ns + 60\ ns) = 530\ ns$$ $$TQ = 530\ ns/6 = 88.33\ ns$$ $$t_{BIT} = 10\times TQ = 883.3\ ns$$ $$f = 1/t_{BIT} = 1 / 883.3\ ns = 1.13\ MHz$$

最大速率由总线长度、线路电容、连接节点和协议选择的驱动器决定。原则上，在 30 m 处，如果一切都完美，CAN (ISO 11898) 可以达到 1.13 Mbps。

总线越长，数据速率越慢。但是更短的巴士意味着更高的费率。CAN 比特率与总线长度：

两个参考文件都对此进行了更详细的介绍。

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CAN (ISO 11898) 可以使用基于 80 年代的协议以 1 Mbps 的速度传输多达 8 个字节。对于当今的车辆，需要传输更多数据（64 字节数据包），但在 1 Mbps 时，64 字节会占用很大的时隙，可能会延迟重要数据。

CAN FD（灵活数据速率）是对原始 CAN 总线协议 (ISO 11898-1) 的扩展。它旨在在现有的 CAN 总线上运行并最终取代 CAN。

协议从 CAN 1 Mbps（500 kbps 等）开始，可能存在多个 CAN 和 CAN FD 主设备之间的仲裁过程，但当 CAN FD 主设备获得总线时，数据传输速率加速到 5 Mbps 到 CAN FD奴隶。在这个速率下，64 字节可以在比 8 字节 CAN 1 Mbps 数据包更短的时间内传输。这意味着与现有 CAN 传输不存在时序冲突。一旦 CAN FD 主机放弃总线，任何 CAN 或 CAN FD 主机都可以获取总线。

来自CAN FD 解释 - 简单介绍（2019 年）：

真正的答案取决于 40m CAN 总线的 1 Mbps 仲裁过程，但是一旦获得总线，带宽可以根据总线长度、线路电容、连接节点的数量和驱动器来加速。CAN FD 带宽是经典 CAN 带宽的 3-8 倍。

它可以。满足CAN-FD。

为什么需要新协议？CAN 是一种具有仲裁和错误报告功能的多主总线。这些功能根据电缆长度限制数据速率，因为信号在两个最远节点之间进行往返需要一定的时间。这与向后兼容性要求一起导致了 CAN-FD。

1 Mbps 的经典 CAN 总线长度限制为 40 米。（实际上，由于杂散电容，我认为它会更低。）在 100 Mbps 时，您甚至可以拥有半米的可用总线长度，这对于汽车和工业应用来说是不够的。

这是因为 CAN 2.0B 标准为了降低硬件成本并没有规定更高的标准，仍然满足标准的各种要求（如距离和抗噪性）。这不是技术障碍。

该标准是这样编写的，可能是因为他们认为预期应用程序不需要额外的速度，并且当功能未被充分利用时，不必要地指定更高的速度会增加支持该标准的所有硬件的成本。

如果标准是这样写的，那么很少有 IC 制造商会费心试图超越它，因为没有意义。这并不是真正的技术障碍。