隨著工業自動化、智能制造和高端設備對數據傳輸速率和帶寬要求的不斷提高，傳統的CAN總線在某些場景下已顯現出性能瓶頸。為應對這一挑戰，CANopen FD技術應運而生 —— CANopen FD技術
CANopen FD并非全新的獨立技術，而是對經典CANopen協議的重大演進。
CANopen FD 基于CAN FD（CAN with Flexible Data-Rate）物理層協議棧開發。CAN FD 本身是對傳統 CAN2.0（經典 CAN）的底層增強，在保留 CAN 總線穩定可靠特性的同時，通過 “比特率切換” 技術和更大的數據幀，顯著提升了數據傳輸速率與效率。
該技術由國際組織CiA（CAN in Automation） 主導開發和標準化，核心規范《CiA 1301 - CANopen FD application layer and communication profile》于 2017 年左右正式發布，標志著 CANopen 協議進入高速、大容量數據傳輸時代。
CANopen FD 主要應用于對數據吞吐量、實時性、網絡負載有更高要求的場合，凡是經典CANopen 可應用的領域，需提升性能時均可升級至 CANopen FD。典型應用案例包括：
l 高端工業自動化：多軸機器人協作、精密數控機床（CNC）等場景中，需在多個驅動器與控制器間進行微秒級高速同步數據交換，CANopen FD 的 64 字節數據幀可高效傳輸多軸的位置、速度和力矩指令。
l 先進醫療設備：CT 掃描儀、核磁共振（MRI）設備等，內部模塊需高速傳輸大量傳感器原始數據或控制參數，CANopen FD 能有效減少通信延遲，提升設備性能。
l 特種與工程車輛：現代農用機械、消防車、挖掘機等集成大量傳感器、執行器和控制器，CANopen FD 可輕松承載 GPS、攝像頭、雷達、液壓系統等子系統的高頻數據流。
l 實驗室與測試設備：數據采集和高速測試平臺中，需實時記錄與傳輸大量測試數據，CANopen FD 的高帶寬特性使其成為理想選擇。
CANopen FD 繼承了 CANopen 的對象字典（Object Dictionary）、網絡管理（NMT）、心跳（Heartbeat）等核心概念，但在通信對象的實現與能力上有顯著增強，主要區別如下：
這是兩者最根本的區別，直接決定總線性能上限。
l CANopen（基于經典 CAN）：采用單一固定波特率，整個數據幀（仲裁、數據、應答）以同一速率傳輸（如125kbps、250kbps、500kbps，最高 1Mbps），速率受總線長度嚴格限制（速率越高，總線長度要求越短）。
l CANopen FD（基于 CAN FD）：采用比特率切換（Bit Rate Switching）” 技術，實現雙波特率傳輸：
? 仲裁段波特率（Nominal Bit Rate）：幀的仲裁場、控制場等部分使用較低且穩定的波特率（如500kbps 或 1Mbps），確保網絡穩定性與長距離傳輸能力，兼容經典 CAN；
? 數據段波特率（Data Bit Rate）：數據場和CRC 場動態切換至更高波特率（如 2Mbps、5Mbps 甚至更高），數據傳輸完成后切換回常規速率。
l 優勢：兼顧傳輸距離與速度，在保證網絡穩定性的前提下，大幅提升有效數據傳輸效率。
l CANopen：每幀最多承載8 字節有效數據；
l CANopen FD：每幀最多承載64 字節有效數據，容量為前者的 8 倍。
這是CANopen FD 在協議棧上的核心革新之一：
l CANopen：SDO 用于點對點配置與參數讀寫，傳輸效率低，不支持路由；
l CANopen FD：引入全新的USDO 服務，具備四大優勢：
① 高效傳輸：針對64 字節長幀優化，傳輸大塊數據時開銷更小；
② 路由能力：天生支持跨網段路由，復雜網關網絡中節點通信配置更簡單；
③ 廣播與組播：支持向多個節點同時發送請求，可高效批量配置設備或查詢數據；
④ 并行通信：一個USDO 服務器可同時處理多個客戶端的請求。
PDO 用于傳輸實時、周期性的過程數據：
l CANopen：每個PDO 消息最多映射 8 字節對象字典數據，數據超 8 字節時需用多個 PDO，增加總線負載與配置復雜度；
l CANopen FD：每個PDO 消息最多映射 64 字節數據，單個 PDO 即可傳輸復雜設備（如伺服驅動器）的所有關鍵狀態信息，或同時更新多個傳感器數值，大幅提升總線效率與實時性。
EMCY 用于設備故障時向網絡廣播錯誤信息：
l CANopen：緊急報文受限于8 字節，診斷信息有限；
l CANopen FD：緊急報文可攜帶64 字節數據，故障時能上報更詳細的診斷代碼與現場數據，助力快速定位問題根源。
CANopen FD 并非對 CANopen 的顛覆，而是順應技術發展需求的強大升級：它保留了 CANopen 成熟可靠的應用層設計哲學，同時通過雙波特率機制與更大數據幀，充分釋放 CAN FD 物理層的潛能。對于受傳統 CAN 總線帶寬限制的新一代高性能嵌入式系統而言，CANopen FD 是理想的通信協議選擇。
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