制御＆監視向け! 小型ネットワークCAN通信入門

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制御＆監視向け!
小型ネットワーク CAN 通信入門
第 6 回最新テクノロジ：メニ−ECU時代は高速化必須! 実験室で8MbpsのCAN FD
今回は，CAN プロトコルの後継として策定された
新しい CAN FD（CAN with Flexible Data Rate）プロ
トコルについて紹介します．
CAN の課題…通信速度 1Mbps じゃ
もう間に合わない
CAN の普及に伴い自動車の電子制御化が進んでい
ます．それにより，ノード間でやり取りする情報も膨
大になることで，CAN バスの帯域の不足が課題となっ
ています．
CAN の通信速度は最大 1Mbps となっていますが，
安定的で安全な通信を考えると，実際の運用では
500kbps 以下で使うケースが多いです．
また，バスに掛かる負荷が高い状態だと遅延が大き
くリアルタイムな制御が困難となるため，実質，30％
程度までが最適と言われています．
現状は，帯域が不足した際には，複数のバスに分割
することで負荷を分散して回避してますが，それも限
界に近づいてきています．それに加え，さらなる電子
制御化や利便性の向上には，より多くのデータを高速
に扱うことができる通信プロトコルが必要となってき
ています．
これまでの CAN 高速化の取り組み
● その 1：FlexRay…最高 10Mbps まで対応で
きるが専用ネットワークを作らないといけない
10 年前に今の CAN をしのぐ全く新しい方式を採用
した次世代の車載ネットワークとして，通信速度を最
大 10Mbps に対応した FlexRay という通信プロトコル
が注目を集めました．
残念ながら CAN プロトコルとの差異が大きく，新
たにネットワークを構築する必要があります．移行の
ために必要な条件も多いということから，日本国内で
は普及までには至らなかったというのが，これまでの
状況でした．
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田代有宏
● その 2：TT-CAN…スケジューリングが難しくて
通信速度が向上できなかった
CAN バス上で，おのおののノードからメッセージ
が同時に送信されないように送信できるタイミングを
スケジューリングすることで，通信帯域を拡大しよう
とする TT-CAN（Time Triggerd CAN）規格も登場し
ました．
ISO 11898-4 として定義されているこの規格は，ス
ケジューリングのために各ノード間の通信をかっちり
と決める必要があることや，従来 CAN と同じ形式の
フレーム構成であるため通信速度は同じということか
ら速度が向上できず，普及拡大には至りませんでした．
最高 8Mbps 以上!?
高速 CAN FD 通信プロトコル
● 規格
CAN FD は，CAN の課題となっている帯域不足を
解決するためにロバートボッシュ社によって提唱され
た新たな通信プロトコルです．
ISO 11898-1：2015 として新規に制定されています．
新しい ISO 規格では従来の CAN のフォーマットを
“Classical CAN frame format”
，新しいCAN FDを
“CAN Flexible Data Rate Frame format”として分け
て定義しています．
● CAN FD と CAN との違い
CAN FD 規格のベースは従来の CAN 仕様なのです
が，似て非なるものとなっています．
CAN と CAN FD の機能面での主な違いは以下の通
りです．
・転送可能なデータ長を最大 8 バイト（CAN）から最
大 64 バイト（CAN FD）に拡張
・CAN の通信速度は最大 1Mbps だが，CAN FD で
は 2 種類の通信速度が設定でき，データ領域の通
信速度の高速化が可能（例えば 2Mbps，4Mbps，
…10Mbps など）
．
第 1 回 I2C とイーサの中間くらい ! ローカル機器間ネットワーク向け（2016 年 1 月号）
第 2 回常時接続イメージ! 制御向け CAN 通信の特徴（2016 年 2 月号）
第 3 回 CAN 通信の物理層（2016 年 3 月号）
2016 年 6 月号

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