CN117560243A - Canfd转接头、通讯方法及通讯系统 - Google Patents

Abstract

本申请属于通信技术领域，涉及了一种CANFD转接头、通讯方法及通讯系统，CANFD转接头包括第一通信接头、转换器和第二通信接头；第一通信接头分别与诊断设备及转换器连接，转换器还与第二通信接头连接，第二通信接头还与车辆连接；当第一通信接头接收诊断设备发送的第一CAN信号，并转发第一CAN信号时，转换器用于接收第一CAN信号，并将第一CAN信号转换为第一CANFD信号，以将第一CANFD信号传输至车辆，使车辆获得第一CANFD信号对应的数据。通过在诊断设备与车辆之间设置CANFD转接头，使得不支持CANFD协议通信的诊断设备能够与使用CANFD协议进行通信的车辆进行通信，实现了诊断设备对CANFD协议的兼容，提升了制造商的竞争力和用户的便利性。

Description

CANFD转接头、通讯方法及通讯系统

技术领域

本申请属于通信技术领域，具体涉及一种CANFD转接头、通讯方法及通讯系统。

背景技术

控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)是一种常用于车辆中的通信协议，用于在各个电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)之间传输数据，可变速率控制器局域网络(Controller Area Network with Flexible Data rate，CANFD)相较于传统的CAN协议具有更高的数据传输速率和更大的数据帧长度，因此它能够提供更高的通信带宽和更灵活的数据传输能力。诊断设备是用于诊断和监测车辆电子系统的工具，在选择诊断设备时，需要确保其支持与目标车辆匹配的通信协议，以确保设备能够正确地与车辆进行通信并获取准确的诊断数据。

发明人在实现本发明实施例的过程中发现：由于CANFD协议的引入较晚，许多早期开发的诊断设备只支持传统的CAN协议，无法与使用CANFD协议通信的车辆进行通信，导致诊断设备与车辆之间无法实现有效的数据传输。

发明内容

本申请实施例提供一种CANFD转接头、通讯方法及通讯系统，能够解决诊断设备不兼容CANFD协议，无法与使用CANFD协议的车辆进行通信的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种CANFD转接头，包括：第一通信接头、转换器和第二通信接头；所述第一通信接头分别与诊断设备及所述转换器连接，所述转换器还与所述第二通信接头连接，所述第二通信接头还与车辆连接，其中，所述第一通信接头包括第一收发管脚；当所述第一收发管脚接收所述诊断设备发送的第一CAN信号，并发送所述第一CAN信号至所述转换器时，所述转换器用于接收所述第一CAN信号，并将所述第一CAN信号转换为第一CANFD信号，以将所述第一CANFD信号发送给所述车辆，使所述车辆获得所述第一CANFD信号对应的数据。本实施例中，通过使用CANFD转接头的转换器对诊断设备发送的数据进行转换并发送给车辆，实现了不支持CANFD协议的诊断设备向支持CANFD协议进行通信的车辆发送数据，从而诊断设备可以获取汽车的诊断信息，有助于诊断设备快速、准确地发现汽车的故障，汽车诊断的兼容性得到了提高。

在一些实施例中，当所述第二通信接头接收所述车辆发送的第二CANFD信号，并发送所述第二CANFD信号至所述转换器时，所述转换器还用于接收所述第二CANFD信号，并将所述第二CANFD信号转换为第二CAN信号，以将所述第二CAN信号发送给所述诊断设备，使所述诊断设备获得所述第二CAN信号对应的数据。本实施例中，通过CANFD转接头的转换器将车辆返回的数据进行转换并发送给诊断设备，实现了支持CANFD协议进行通信的车辆向不支持CANFD协议的诊断设备发送数据，从而诊断设备可以对车辆进行调试和测试。

在一些实施例中，所述转换器包括：第一CAN收发器、主控芯片和第一CANFD收发器；所述第一CAN收发器分别与所述第一通信接头及所述主控芯片连接，所述主控芯片与所述第一CANFD收发器连接，所述第一CANFD收发器与所述第二通信接头连接；当所述第一CAN收发器接收所述第一CAN信号并转发所述第一CAN信号至所述主控芯片时，所述主控芯片用于接收所述第一CAN信号并基于所述第一CAN信号进行组包获取所述第一CANFD信号，以将所述第一CANFD信号通过所述第二通信接头发送给所述车辆。本实施例中，转换器中的第一CAN收发器、主控芯片和第一CANFD收发器协同工作，实现了将不支持CANFD协议的诊断设备发送的数据转换为支持CANFD协议的格式，并将其传输给支持CANFD协议通信的车辆，从而诊断设备可以与车辆通信。

在一些实施例中，当所述第一CANFD收发器接收所述第二CANFD信号并转发所述第二CANFD信号至所述主控芯片时，所述主控芯片还用于接收所述第二CANFD信号并基于所述第二CANFD信号进行拆包获取第二CAN信号，以将所述第二CAN信号通过所述第一收发管脚发送给所述诊断设备。本实施例中，转换器中的第一CAN收发器、主控芯片和第一CANFD收发器协同工作，能够将支持CANFD协议的车辆返回的数据进行转换，使得不支持CANFD协议的诊断设备能够接收和处理该数据，从而车辆可以与诊断设备通信。

在一些实施例中，所述第一通信接头还包括：第二收发管脚；当所述第二收发管脚接收所述诊断设备发送的第三CAN信号，并发送所述第三CAN信号至所述转换器时，所述转换器还用于接收所述第三CAN信号，并将所述第三CAN信号转换为第三CANFD信号，以将所述第三CANFD信号发送给所述车辆，使所述车辆获得所述第三CANFD信号对应的数据。本实施例中，诊断设备与车辆之间增加了额外的数据传输路径，从而加快了诊断设备向车辆发送数据的传输过程，从而诊断设备与车辆通信的效率得到了提升。

在一些实施例中，当所述第二通信接头接收所述车辆发送的第四CANFD信号，并发送所述第四CANFD信号至所述转换器时，所述转换器还用于接收所述第四CANFD信号，并将所述第四CANFD信号转换为第四CAN信号，以将所述第四CAN信号发送给所述诊断设备，使所述诊断设备获得所述第四CAN信号对应的数据。本实施例中，车辆与诊断设备之间额外的数据传输通道加快了车辆向诊断设备返回数据的传输过程，从而车辆与诊断设备通信的效率得到了提升。

在一些实施例中，所述转换器还包括：第二CAN收发器和第二CANFD收发器；所述第二CAN收发器分别与所述第一通信接头及所述主控芯片连接，所述主控芯片与所述第二CANFD收发器连接，所述第二CANFD收发器与所述第二通信接头连接；当所述第二CAN收发器接收所述第三CAN信号并转发所述第三CAN信号至所述主控芯片时，所述主控芯片还用于接收所述第三CAN信号并基于所述第三CAN信号进行组包获取所述第三CANFD信号，以将所述第三CANFD信号通过所述第二通信接头发送给所述车辆。本实施例中，通过设置第二CAN收发器和第二CANFD收发器，使得转换器的功能得到了扩展，可以同时处理诊断设备通过两个数据传输通道发送的数据，从而诊断设备与车辆可以更高效地通信。

在一些实施例中，当所述第二CANFD收发器接收所述第四CANFD信号并转发所述第四CANFD信号至所述主控芯片时，所述主控芯片还用于接收所述第四CANFD信号并基于所述第四CANFD信号进行拆包获取所述第四CAN信号，以将所述第四CAN信号通过所述第二收发管脚发送给所述诊断设备。本实施例中，通过第二CAN收发器和第二CANFD收发器的设置，可实现转换器同时处理车辆通过两个数据传输通道返回的数据，从而车辆与诊断设备可以更高效地通信。

第二方面，本申请实施例提供了一种通讯方法，所述通讯方法应用于上述任一项所述的CANFD转接头，包括：接收诊断设备发送的第一CAN信号；将所述第一CAN信号转换为第一CANFD信号；将所述第一CANFD信号发送给车辆，以使所述车辆获得所述第一CANFD信号对应的数据。本实施例中，能够实现将诊断设备发送的数据转换为车辆可读取的数据的目的，从而诊断设备可以向车辆传输数据。

第三方面，本申请实施例提供了一种通讯系统，包括：诊断设备、车辆以及以上任一项所述的CANFD转接头；所述诊断设备通过所述CANFD转接头与所述车辆连接；所述诊断设备用于发送第一CAN信号至所述CANFD转接头，所述CANFD转接头将所述第一CAN信号进行处理，转换为第一CANFD信号，并发送所述第一CANFD信号至所述车辆，以使所述车辆获得所述第一CANFD信号对应的数据；所述车辆用于发送第二CANFD信号至所述CANFD转接头，所述CANFD转接头将所述第二CANFD信号进行处理，转换获得第二CAN信号，并发送所述第二CAN信号至所述诊断设备，以使所述诊断设备获得所述第二CAN信号对应的数据。本实施例中，通过通讯系统的诊断设备、车辆、CANFD转接头，实现诊断设备通过CANFD转接头与使用CANFD总线协议的车辆进行双向通信的目的，另外，CANFD转接头支持两条数据传输通道的并发通信，从而诊断设备与车辆的双向通信效率得到了提升。

本申请实施例提供了一种CANFD转接头，包括：第一通信接头、转换器和第二通信接头；所述第一通信接头分别与所述诊断设备及所述转换器连接，所述转换器还与所述第二通信接头连接，所述第二通信接头还与车辆连接，其中，所述第一通信接头包括第一收发管脚。当第一收发管脚接收诊断设备发送的第一CAN信号，并发送第一CAN信号至转换器时，转换器用于接收第一CAN信号，并将第一CAN信号转换为第一CANFD信号，以将第一CANFD信号发送给车辆，使车辆获得第一CANFD信号对应的数据。在本申请实施例中，通过在诊断设备与车辆之间设置CANFD转接头，使得CANFD转接头接收诊断设备发送的CAN信号，并将CAN信号转换为CANFD信号发送至车辆，从而不支持CANFD协议通信的诊断设备能够与使用CANFD协议进行通信的车辆进行通信，实现了诊断设备对CANFD协议的兼容，提升了制造商的竞争力和用户的便利性。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本申请一些实施例中通讯系统的结构示意图；

图2是本申请一些实施例中CANFD转接头的结构示意图；

图3是图1中通讯系统的结构原理图；

图4是本申请一些实施例中另一种CANFD转接头的结构示意图；

图5是图4中通讯系统的结构原理图；

图6是本申请一些实施例中通讯方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详细的描述。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下面所描述的本申请各个实施例中所涉及到的技术特征彼此之间未构成冲突可以相互组合。

当一个元件被表述为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。

在现代汽车行业，汽车系统的复杂性不断增加，为了满足更高的传输需求和更丰富的功能要求，越来越多的车辆的ECU选择采用CANFD总线协议进行通信，这对于现代汽车中需要大量数据交换和实时控制的功能非常重要。

传统的诊断设备无法兼容CANFD协议，即无法与使用该协议的车辆进行有效的通信和诊断，该情况给用户及诊断设备制造商带来了一系列问题。用户需要购买新的诊断设备，以满足CANFD总线协议的通信需求，增加了成本投入并带来设备管理的复杂性，同时，诊断设备制造商面临市场竞争力的下降，因为已出售的诊断设备无法兼容CANFD总线协议，导致诊断设备无法读取和解析CANFD总线协议的数据，即无法诊断采用CANFD总线协议进行通信的车辆，进而使诊断设备的适用范围和市场竞争力受到限制。

因此，需要一种经济实惠且具有竞争优势的装置，能够使传统的诊断设备兼容CANFD总线协议，以满足市场需求和技术发展。

请参阅图1，图1是本申请一些实施例中通讯系统的结构示意图。

该通讯系统100包括诊断设备10、CANFD转接头20和车辆30，诊断设备10通过CANFD转接头20与车辆30连接。

其中，诊断设备10是用于进行车辆故障诊断及分析的设备，通常具备用户操作界面和数据处理能力，能通过CANFD转接头20与车辆的电子控制单元(ECU)进行通信。CANFD转接头20是用于实现诊断设备10与车辆30之间的通信转换的设备，负责将诊断设备10发送的数据格式转换为适合车辆30理解的格式，并将车辆30的响应数据转换为诊断设备10可识别的格式。车辆30为待诊断的目标对象，包括多个电子控制单元(ECU)，多个电子控制单元分别负责管理和控制车辆的各个系统和功能，车辆30的ECU可通过CANFD转接头20接收并处理诊断设备10发送的数据，并作出相应的响应，实现与诊断设备10的交互，诊断设备10通过与车辆30的ECU通信可以实时获取车辆的数据和状态信息，以进行故障诊断。

车辆30设置诊断接口(On-Board Diagnostics，OBD)接头，车辆30中的ECU通过该OBD接头与CANFD转接头20连接；诊断设备10也设置OBD接头，诊断设备10通过该OBD接头与CANFD转接头20连接。

诊断设备10可以发送第一CAN信号至CANFD转接头20，CANFD转接头20将第一CAN信号进行处理，转换为第一CANFD信号，并发送第一CANFD信号至车辆30，以使车辆30获得第一CANFD信号对应的数据。

车辆30可以发送第二CANFD信号至CANFD转接头20，CANFD转接头20将第二CANFD信号进行处理，转换获得第二CAN信号，并发送第二CAN信号至诊断设备10，以使诊断设备10获得第二CAN信号对应的数据。

通过上述方式，形成由诊断设备10、CANFD转接头20及车辆30组成的通讯系统100，该通讯系统100中，诊断设备10与CANFD转接头20连接并相互通信，CANFD转接头20与车辆30连接并相互通信，使得诊断设备10与车辆30进行数据交互，从而，可以实现诊断设备10通过CANFD转接头20读取和解析车辆30中ECU中存储的数据，以对车辆30进行诊断。

请参阅图2，图2是本申请一些实施例中CANFD转接头的结构示意图。

在一些实施例中，该CANFD转接头20包括：第一通信接头21、转换器22和第二通信接头23，第一通信接头21分别与诊断设备10及转换器22连接，转换器22还与第二通信接头23连接，第二通信接头23还与车辆30连接。其中，第一通信接头21和第二通信接头23均为OBD接头，OBD接头为汽车诊断接头，每个汽车诊断接头包括16个管脚，不同管脚对应不同功能，例如：第5管脚为地线引脚、第16管脚为电源供应引脚，OBD接头的管脚功能为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。第一通信接头21包括第一收发管脚，第一收发管脚是物理连接诊断设备10与转换器22的一对通信引脚，当诊断设备10与CANFD转接头20之间只有一个数据通道时，第一收发管脚具体可以为第6引脚和第14引脚这对管脚或者第3引脚和第11引脚这对管脚。第一收发管脚对应该数据通道，即主通道。考虑到除了主通道，可能需要创建诊断设备10与CANFD转接头20之间的拓展通道来提高诊断设备10与车辆30之间的数据传输效率，拓展通道只能使用第3引脚和第11引脚进行通信，因此第一收发管脚优选使用第6引脚和第14引脚。在另外一些实施例中，第一收发管脚不限定于这两对管脚，只需为CAN总线协议的一对管脚即可。

第一通信接头21为OBD母头，该OBD母头与诊断设备10的OBD接头连接；第二通信接头23为OBD公头，该OBD公头与车辆30的OBD接头连接。

转换器22可以为通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

在本实施例中，当诊断设备10给车辆30发送数据时，第一通信接头21的第一收发管脚可以接收诊断设备10发送的第一CAN信号，并转发第一CAN信号至转换器22，转换器22可以将第一CAN信号进行处理，转换为第一CANFD信号，并发送第一CANFD信号至第二通信接头23，第二通信接头23可以将第一CANFD信号发送给车辆30，以使车辆30获得第一CANFD信号对应的数据。

其中，第一CAN信号是由诊断设备10发送的一种特定的通信信号，该通信信号基于CAN总线协议，诊断设备10可通过该通信信号向车辆30传输信息。第一CANFD信号是由第一CAN信号通过转换器22转换而来的信号，转换器22将第一CAN信号转换为适用于车辆30接收和处理的信号。第一CANFD信号对应的数据表示诊断设备10发送的特定的通信信号所携带的具体数据内容，例如：诊断命令、故障码查询等。

在此实施例中，通过CANFD转接头20的转换器22可以将诊断设备10使用的CAN总线协议转换为车辆30所使用的CANFD总线协议，确保诊断设备10发送的有关车辆30的特定信息或数据能够被车辆30正确接收及解析。

当车辆30给诊断设备10发送数据时，第二通信接头23可以接收车辆30发送的第二CANFD信号，并发送第二CANFD信号至转换器22，转换器22可以将第二CANFD信号进行处理，转换获得第二CAN信号，并发送第二CAN信号至第一收发管脚，第一收发管脚可以发送第二CAN信号至诊断设备10，以使诊断设备10获得第二CAN信号对应的数据。

其中，第二CANFD信号是通过CANFD总线协议传输的数据信号，该数据信号为车辆30接收第一CANFD信号对应的数据后返回的响应信号，包括但不限于故障码、传感器数据等。第二CAN信号是由第二CANFD信号通过转换器22转换而来的信号，转换器22将第二CANFD信号转换为适用于诊断设备10接收和处理的信号。第二CAN信号对应的数据表示车辆30返回至诊断设备10的响应信号中携带的实际数据，包括但不限于故障码、传感器数据等。

在此实施例中，通过CANFD转接头20的转换器22可以将车辆30所使用的CANFD总线协议转换为诊断设备10使用的CAN总线协议，确保车辆30返回的响应信号中携带的传感器数据、故障码等数据能够被诊断设备10正确接收及处理。

请参阅图3，图3是图1中通讯系统的结构原理图。

诊断设备10包括操作终端11和下位机12。其中，操作终端11是用户与诊断设备10进行交互的界面，可以为平板电脑、智能手机或各种形式的手持智能设备等，下位机12是诊断设备10的核心控制单元，负责执行诊断操作、信号处理等功能。具体地，操作终端11与下位机12通信连接，用户通过操作终端11向下位机12发送指令、配置参数等数据，下位机12将该数据转换为第一CAN信号并将其发送至CANFD转接头20。

转换器22包括第一CAN收发器221、主控芯片222和第一CANFD收发器223。具体地，第一CAN收发器221分别与第一通信接头21和主控芯片222连接，主控芯片222还连接第一CANFD收发器223，第一CANFD收发器223还连接第二通信接头23。

其中，主控芯片222为微控制器(Microcontroller Unit，MCU)，可实现数据处理。第一CAN收发器221包括CAN控制器221a和CAN收发器221b，第一CANFD收发器223包括CANFD控制器223a和CANFD收发器223b，第一通信接头21的第一收发管脚通过CAN收发器221b与CAN控制器221a连接，CAN控制器221a还与主控芯片222连接，第二通信接头23通过CANFD收发器223b与CANFD控制器223a连接，CANFD控制器223a还与主控芯片222连接。CAN控制器221a为CAN总线通信的集成电路(Integrated Circuit，IC)或芯片，具有内部的硬件缓存,可以接收、存储、发送CAN数据报文，用于实现CAN总线协议的通信功能；CAN收发器221b为CAN总线上进行数据传输的集成电路(IC)，用于CAN数据的接收、处理及发送。CANFD控制器223a为CANFD总线通信的集成电路(IC)或芯片，具有内部的硬件缓存,可以接收、存储、发送CANFD数据报文，用于实现CANFD总线协议的通信功能；CANFD收发器223b为CANFD总线上进行数据传输的集成电路(IC)，用于CANFD数据的接收、处理及发送。

当诊断设备10向车辆30发送数据时，第一CAN收发器221可以接收第一收发管脚发送的第一CAN信号，并将第一CAN信号发送至主控芯片222，主控芯片可以基于第一CAN信号进行组包，以获取第一CANFD信号并发送第一CANFD信号至第一CANFD收发器223，第一CANFD收发器223可以将第一CANFD信号发送至第二通信接头23，以发送给车辆30。

具体地，CAN收发器221b通过第一通信接头21的第一收发管脚接收诊断设备10发送的第一CAN信号，并将第一CAN信号转换为数字信号的形式，即CAN数据报文，将CAN数据报文发送至CAN控制器221a，CAN控制器221a对该CAN数据报文进行缓存，以发送至主控芯片222进行组包，CANFD控制器223a接收组包后的数据，即第一CANFD信号，CANFD控制器223a将第一CANFD信号发送至CANFD收发器223b，CANFD收发器223b接收第一CANFD信号并将其通过第二通信接头23发送至车辆30。

当车辆30向诊断设备10发送数据时，第一CANFD收发器223可以接收第二通信接头23转发的第二CANFD信号，并将第二CANFD信号发送至主控芯片222，主控芯片222可以基于第二CANFD信号进行拆包，以获取第二CAN信号并发送第二CAN信号至第一CAN收发器221，第一CAN收发器221可以将第二CAN信号发送至第一收发管脚，以发送给诊断设备10。

具体地，CANFD收发器223b通过第二通信接头23接收车辆30发送的数据，即第二CANFD信号，CANFD收发器223b将第二CANFD信号转换为数字信号的形式，即CANFD数据报文，将CANFD数据报文发送至CANFD控制器223a，CANFD控制器223a对该CANFD数据报文进行缓存，以发送至主控芯片222进行拆包，CAN控制器221a接收拆包后的数据，即第二CAN信号，CAN控制器221a将第二CAN信号发送至CAN收发器221b，CAN收发器221b接收第二CAN信号并将其通过第一通信接头21的第一收发管脚发送至诊断设备30。

其中，组包表示主控芯片222根据接收到的CAN数据报文，将CAN数据报文按照特定的格式和协议组织起来，形成一个完整的数据包，即第一CANFD信号。在CAN总线协议中，每个数据帧的字节长度是固定的，通常为8字节，然而，CANFD总线协议支持更大的字节长度，例如：16字节、64字节等，主控芯片222将诊断设备10发送的第一CAN信号对应数据组装成适合CANFD总线协议的字节块，并将其封装到CANFD数据帧中，同时设置每个数据字段的字节长度，这样转换后的第一CANFD信号能够适应CANFD总线协议的要求，有效利用了CANFD总线协议的优势，实现了更大数据量的传输。需要注意的是，CAN数据报文是第一CAN信号经CAN收发器221b处理得到的数字信号的形式，因此可理解为主控芯片222基于第一CAN信号进行组包操作。

拆包表示主控芯片222将接收到的CANFD数据报文分解为更小的数据单元，即第二CAN信号，主控芯片222将接收到的CANFD数据报文分解为单独的数据单元，每个数据单元对应一个第二CAN信号，以适应CAN总线协议的限制和要求。需要注意的是，CANFD数据报文是第二CANFD信号经CANFD收发器223b处理得到的数字信号的形式，因此可理解为主控芯片222基于第二CANFD信号进行拆包操作。

CAN通信应符合开放系统互联(Open System Interconnection，OSI)，OSI是一种分层的网络模型，由不同的层级组成，包括应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层，CAN通信主要基于网络层。ISO-15765协议是一种标准化的协议，专门用于定义CAN网络层的通信规范，定义了CAN数据帧的传输规范，包括单帧和多帧的传输方式。

CAN总线协议允许每个数据帧携带最多8个字节的数据，若CAN网络层遵循ISO-15765协议，则规定对于不超过8字节的数据，CAN总线协议可以通过单帧数据进行传输，只需一个数据帧即可完成数据的发送和接收，若CAN通信时需要传输超过8字节的数据时，CAN总线协议采用多帧处理的方式，即将数据拆分为多个8字节的数据帧进行传输，这些数据帧称为首帧、流控制帧和连续帧。其中，首帧是多帧传输的第一个数据帧，可以传输数据的长度和数据类型等，流控制帧可以控制多帧传输的速率，诊断设备10将流控制帧发送给CANFD转接头20可告知其继续发送数据或暂停发送，连续帧可以传输实际的数据内容，多个数据帧按顺序传输，并通过流控制帧进行确认和控制。ISO-15765协议中单帧及多帧传输规范是本领域技术人员所熟知的，在此不进行赘述，下面通过简单的举例进行说明，具体为一个VIN码的读取示例：

VIN码包含了车辆30的生产信息、制造商代码、车辆特征等。诊断设备10发送了一个读取VIN码的请求，请求的数据帧为“07DF 08 02 09 02”

，该请求使用了特定的诊断协议和命令来指示车辆30返回VIN码的数据。车辆接收到请求后，返回了VIN码的数据帧“07E1 01 02 03 04 05 06 07 08 090A0B 0C 0D 0E FFFF FF FF FF FF”，该数据帧包含了车辆识别号码(Vehicle Identification Number，VIN)的字符序列，以及一些填充字节(FF)来填满数据帧的长度。

其中，数据帧“07DF 08 02 09 02”的长度未超过8字节，因此不需要进行组包操作，直接将原始数据帧“07DF 08 02 09 02”转发到第二通信接头23。车辆30返回的VIN码的数据帧“07E1 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A0B 0C 0D0E FF FF FF FF FF FF”被主控芯片222拆包，第一个数据包为“07E1 08 10 0E01 02 03 04 05 06”、第二个数据包为“07E1 08 21 07 08 09 0A 0B 0C 0D”、第三个数据包为“07E1 08 22 0E”。首先，CANFD转接头20发送第一个数据包给诊断设备10，诊断设备10接收到第一个数据包后发送指令帧“07E9 0830 00 02 00 00 00 00 00”给CANFD转接头20，该指令帧可以控制后续连续帧的发送的时间、最大支持发多少帧等，可根据需求及实际应用场景进行设定，本申请对此不作具体限定，CANFD转接头20接收并基于该指令帧按照顺序发送剩下的两个数据包至诊断设备10。

CANFD转接头20中，主控芯片222通过第一CAN收发器221分别发送拆包后的3个数据包至下位机12，下位机12收到的3个数据包已符合CAN总线协议的形式，下位机12发送给操作终端11之前会将收到的数据包重新组合起来，组成一个长帧发送给操作终端11。

在一些实施例中，诊断设备10向车辆30发送数据之前，还对CANFD转接头20进行设备检测，用于确定CANFD转接头20的是否在线。

优选的，诊断设备10可通过心跳通道发送特定的心跳信号给CANFD转接头20来表明CANFD转接头20的存在和正常工作状态。首先，诊断设备10设定一个心跳信号，并设定发送时间间隔，诊断设备10按照设定的时间间隔周期性地向CANFD转接头20发送心跳信号，当CANFD转接头20接收到心跳信号后，它可以判断诊断设备10在线并正常工作，然后发送一个确认信号作为回复，诊断设备10接收到CANFD转接头20的确认信号后，可以确认CANFD转接头20在线。

例如：设定的心跳信号为CAN数据帧“0x01 0x00 0x03 0x02 0xDF 0x01”，发送时间间隔为1秒，则诊断设备10每隔1秒向CANFD转接头20发送心跳信号，当CANFD转接头20接收到心跳信号后，它可以判断诊断设备10在线并正常工作，然后发送一个确认信号“0x020x00 0x03 0x02 0xFD 0x01”作为回复，诊断设备10接收到CANFD转接头20的确认信号后，可以确认CANFD转接头20在线。

诊断设备10确认CANFD转接头20在线后，操作终端11即可通过下位机12发送建立主链路的第一指令，第一指令经过主通道发送至CANFD转接头20，CANFD转接头20创建CANFD转接头20与车辆30之间的主链路，以实现诊断设备10通过CANFD转接头20与车辆30交互，其中，主通道即为心跳通道。

在本实施例中，通过在诊断设备与车辆之间设置CANFD转接头，使得CANFD转接头接收诊断设备发送的CAN信号，并将CAN信号转换为CANFD信号发送至车辆，还能将车辆返回的CANFD信号转换为CAN信号发送至诊断设备，从而不支持CANFD协议通信的诊断设备能够与使用CANFD协议进行通信的车辆进行通信，实现了诊断设备对CANFD协议的兼容，提升了制造商的竞争力和用户的便利性。

在一些实施例中，CANFD转接头20支持多链路并行收发，例如：在CANFD转接头20的双链路方案中，操作终端11通过下位机12发送建立拓展链路的第二指令，第二指令经过主通道发送至CANFD转接头20，CANFD转接头20首先根据第二指令创建下位机12与CANFD转接头20之间的拓展通道，进而操作终端11通过下位机12发送建立拓展链路的第二指令，第二指令经过创建完成的拓展通道发送至CANFD转接头20，CANFD转接头20根据第二指令创建CANFD转接头20与车辆30之间的拓展链路，以实现诊断设备10通过CANFD转接头20与车辆30交互。需要注意的是，创建拓展通道需要借助主通道，即下位机12借助于主通道将第二指令发给CANFD转接头20，以创建拓展通道，进而通过拓展通道发送第二指令至CANFD转接头20，以实现拓展通道的创建。

在该实施例中，主通道默认转发模式，CANFD转接头20还包括继电器K1，主控芯片222的GPL管脚通过继电器K1连接第一通信接头21，继电器K1默认关闭，此时拓展通道属于直通模式，即诊断设备10发送的数据不经过CANFD转接头20，而是直接通过第二通信接头23发送至车辆30。主控芯片222的GPL管脚通过输出高低电平控制继电器K1的通断，当主控芯片222输出高电平时，继电器K1闭合，表示拓展通道已创建，此时拓展通道属于转发模式，即诊断设备10发送的数据经过CANFD转接头20处理后再发送至车辆30。

在一些实施例中，主控芯片222可根据车辆的目标通信引脚输出控制信号，以控制与之相连的多个继电器的开关状态(图中未进行标示)，从而使第二通信接头23的通信引脚切换至目标通信引脚。目标通信引脚为所需的通信引脚，与车辆30的通信协议相关，通过主控芯片222的控制可使第二通信引脚23切换至所需的通信引脚，以满足不同车辆30的通信需求。继电器的具体数量可根据实际应用情况进行设置，该技术为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。

具体地，请参阅图4，图4是本申请一些实施例中另一种CANFD转接头的结构示意图。诊断设备10与CANFD转接头20之间有两条通道，分别为主通道和拓展通道，CANFD转接头20与车辆之间有两条链路，分别为主链路和拓展链路，如上面实施例所述，第一通信接头21的第一收发管脚对应主通道。

在该实施例中，第一通信接头21还包括第二收发管脚，第二收发管脚是物理连接诊断设备10与转换器22的一对通信引脚，具体可以为第3引脚和第11引脚，第二收发管脚对应拓展通道。

当诊断设备10给车辆30发送数据时，第一通信接头21的第二收发管脚可以接收诊断设备10发送的第三CAN信号，并转发第三CAN信号至转换器22，转换器22可以将第三CAN信号进行处理，转换为第三CANFD信号，并发送第三CANFD信号至第二通信接头23，第二通信接头23可以将第三CANFD信号发送给车辆30，以使车辆30获得第三CANFD信号对应的数据。

其中，第三CAN信号是由诊断设备10发送的一种特定的通信信号，该通信信号基于CAN总线协议，诊断设备10可通过该通信信号向车辆30传输信息。第三CANFD信号是由第三CAN信号通过转换器22转换而来的信号，转换器22将第三CAN信号转换为适用于车辆30接收和处理的信号。第三CANFD信号对应的数据表示诊断设备10发送的特定的通信信号所携带的具体数据内容，例如：诊断命令、故障码查询等。

在此实施例中，由于诊断设备10与车辆30使用不同的通信协议，通过CANFD转接头20的转换器22可以将诊断设备10使用的CAN总线协议转换为车辆30所使用的CANFD总线协议，确保诊断设备10发送的有关车辆30的特定信息或数据能够被车辆30正确接收及处理。

另外，对于非CAN数据，比如单线CAN或K线等，该数据通过CANFD转接头20的直通通道直接到达车辆30，无需经过CANFD转接头20进行额外处理，即CANFD转接头20不会干预或修改非CAN协议数据的内容、格式或传输方式，而是将这些数据直接传递到车辆30上，使其能够在车辆系统中按照原始协议进行解析和处理，这种方式保证了非CAN协议数据的完整性和可靠性，确保其在诊断设备10和车辆30之间的传输不受干扰，因此CANFD转接头20对非can协议不影响通信效果。

当车辆30给诊断设备10发送数据时，第二通信接头23接收车辆30发送的第四CANFD信号，并发送第四CANFD信号至转换器22，转换器22将第四CANFD信号进行处理，转换获得第四CAN信号，并发送第四CAN信号至第二收发管脚，第二收发管脚发送第四CAN信号至诊断设备10，以使诊断设备10获得第四CAN信号对应的数据。

其中，第四CANFD信号是通过CANFD总线协议传输的数据信号，该数据信号为车辆30接收第四CANFD信号对应的数据后返回的响应信号，包括但不限于故障码、传感器数据等。第四CAN信号是由第四CANFD信号通过转换器22转换而来的信号，转换器22将第四CANFD信号转换为适用于诊断设备10接收和处理的信号。第四CAN信号对应的数据表示车辆30返回至诊断设备10的响应信号中携带的实际数据，包括但不限于故障码、传感器数据等。

在此实施例中，通过CANFD转接头20的转换器22可以将车辆30所使用的CANFD总线协议转换为诊断设备10使用的CAN总线协议，确保车辆30返回的响应信号中携带的传感器数据、故障码等数据能够被诊断设备10正确接收及处理。

请参阅图5，图5是图4中通讯系统的结构原理图。

在此实施例中转换器22还包括第二CAN收发器224和第二CANFD收发器225。第二CAN收发器224分别与第一通信接头21的第二收发管脚及主控芯片222连接，主控芯片222与第二CANFD收发器225连接，第二CANFD收发器225与第二通信接头23连接。

其中，第二CAN收发器224包括CAN控制器224a和CAN收发器224b，第二CANFD收发器225包括CANFD控制器225a和CANFD收发器225b。第一通信接头21的第二收发管脚通过CAN收发器224b与CAN控制器224a连接，CAN控制器224a还与主控芯片222连接，第二通信接头23通过CANFD收发器225b与CANFD控制器225a连接，CANFD控制器225a内置于主控芯片222(图中未进行标示)，需要注意的是，在此实施例中，与主通道对应的CANFD控制器223a也内置于主控芯片222。

当诊断设备10向车辆30发送数据时，第二CAN收发器224接收第二收发管脚发送的第三CAN信号，并将第三CAN信号发送至主控芯片222，主控芯片222基于第三CAN信号进行组包，以获取第三CANFD信号并发送第三CANFD信号至第二CANFD收发器225；第二CANFD收发器225将第三CANFD信号发送至第二通信接头23，以发送给车辆30。

具体地，CAN收发器224b通过第一通信接头21的第二收发管脚接收诊断设备10发送的第三CAN信号，并将第三CAN信号转换为数字信号的形式，即CAN数据报文，将CAN数据报文发送至CAN控制器224a，CAN控制器224a对该CAN数据报文进行缓存，以发送至主控芯片222进行组包，CANFD控制器225a接收组包后的数据，即第三CANFD信号，CANFD控制器225a将第三CANFD信号发送至CANFD收发器225b，CANFD收发器225b接收第三CANFD信号并将其通过第二通信接头23发送至车辆30。

当车辆30向诊断设备10发送数据时，第二CANFD收发器225接收第二通信接头23转发的第四CANFD信号，并将第四CANFD信号发送至主控芯片222，主控芯片222可以基于第四CANFD信号进行拆包，以获取第四CAN信号并发送第四CAN信号至第二CAN收发器224，第二CAN收发器224可以将第四CAN信号发送至第二收发管脚，以发送给诊断设备10。

具体地，CANFD收发器225b通过第二通信接头23接收车辆30发送的数据，即第四CANFD信号，CANFD收发器225b将第四CANFD信号转换为数字信号的形式，即CANFD数据报文，将CANFD数据报文发送至CANFD控制器225a，CANFD控制器225a对该CANFD数据报文进行缓存，以发送至主控芯片222进行拆包，CAN控制器224a接收拆包后的数据，即第四CAN信号，CAN控制器224a将第四CAN信号发送至CAN收发器224b，CAN收发器224b接收第四CAN信号并将其通过第一通信接头21的第二收发管脚发送至诊断设备30。

需要注意的是，拓展通道与主通道具有类似的工作原理，更详细的工作原理及对应的有益效果可参照主通道对应实施例。

在本实施例中，通过在诊断设备与车辆之间设置CANFD转接头，使得CANFD转接头接收诊断设备发送的CAN信号，并将CAN信号转换为CANFD信号发送至车辆，还能将车辆返回的CANFD信号转换为CAN信号发送至诊断设备，从而不支持CANFD协议通信的诊断设备能够与使用CANFD协议进行通信的车辆进行通信，且支持两条并发通道，提高了通讯效率，另外CANFD转接头采用直通方式与车辆进行非CAN协议通讯，不干扰其他协议的通讯。在不影响非CAN协议通信的情况下，实现了诊断设备对CANFD协议兼容的同时提高了通讯效率，提升了制造商的竞争力和用户的便利性。

请参阅图6，图6是本申请一些实施例中通讯方法的流程示意图，通讯方法应用于以上的CANFD转接头20，包括以下步骤：

S21、接收诊断设备发送的第一CAN信号。

S22、将所述第一CAN信号转换为第一CANFD信号。

S23、将所述第一CANFD信号发送给车辆，以使所述车辆获得所述第一CANFD信号对应的数据。

需要说明的是，上述的通讯方法实施例的方案与CANFD转接头的方案相对应，未在通讯方法实施例中说明的方案，可参考本申请实施例中的CANFD转接头的方案，在此不再赘述。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种CANFD转接头，其特征在于，包括：第一通信接头、转换器和第二通信接头；

所述第一通信接头分别与诊断设备及所述转换器连接，所述转换器还与所述第二通信接头连接，所述第二通信接头还与车辆连接，其中，所述第一通信接头包括第一收发管脚；

当所述第一收发管脚接收所述诊断设备发送的第一CAN信号，并发送所述第一CAN信号至所述转换器时，所述转换器用于接收所述第一CAN信号，并将所述第一CAN信号转换为第一CANFD信号，以将所述第一CANFD信号发送给所述车辆，使所述车辆获得所述第一CANFD信号对应的数据。

2.根据权利要求1所述的CANFD转接头，其特征在于，

当所述第二通信接头接收所述车辆发送的第二CANFD信号，并发送所述第二CANFD信号至所述转换器时，所述转换器还用于接收所述第二CANFD信号，并将所述第二CANFD信号转换为第二CAN信号，以将所述第二CAN信号发送给所述诊断设备，使所述诊断设备获得所述第二CAN信号对应的数据。

3.根据权利要求2所述的CANFD转接头，其特征在于，所述转换器包括：第一CAN收发器、主控芯片和第一CANFD收发器；

所述第一CAN收发器分别与所述第一通信接头及所述主控芯片连接，所述主控芯片与所述第一CANFD收发器连接，所述第一CANFD收发器与所述第二通信接头连接；

当所述第一CAN收发器接收所述第一CAN信号并转发所述第一CAN信号至所述主控芯片时，所述主控芯片用于接收所述第一CAN信号并基于所述第一CAN信号进行组包获取所述第一CANFD信号，以将所述第一CANFD信号通过所述第二通信接头发送给所述车辆。

4.根据权利要求3所述的CANFD转接头，其特征在于，

当所述第一CANFD收发器接收所述第二CANFD信号并转发所述第二CANFD信号至所述主控芯片时，所述主控芯片还用于接收所述第二CANFD信号并基于所述第二CANFD信号进行拆包获取第二CAN信号，以将所述第二CAN信号通过所述第一收发管脚发送给所述诊断设备。

5.根据权利要求4所述的CANFD转接头，其特征在于，所述第一通信接头还包括：第二收发管脚；

当所述第二收发管脚接收所述诊断设备发送的第三CAN信号，并发送所述第三CAN信号至所述转换器时，所述转换器还用于接收所述第三CAN信号，并将所述第三CAN信号转换为第三CANFD信号，以将所述第三CANFD信号发送给所述车辆，使所述车辆获得所述第三CANFD信号对应的数据。

6.根据权利要求5所述的CANFD转接头，其特征在于，

当所述第二通信接头接收所述车辆发送的第四CANFD信号，并发送所述第四CANFD信号至所述转换器时，所述转换器还用于接收所述第四CANFD信号，并将所述第四CANFD信号转换为第四CAN信号，以将所述第四CAN信号发送给所述诊断设备，使所述诊断设备获得所述第四CAN信号对应的数据。

7.根据权利要求6所述的CANFD转接头，其特征在于，所述转换器还包括：第二CAN收发器和第二CANFD收发器；

所述第二CAN收发器分别与所述第一通信接头及所述主控芯片连接，所述主控芯片与所述第二CANFD收发器连接，所述第二CANFD收发器与所述第二通信接头连接；

当所述第二CAN收发器接收所述第三CAN信号并转发所述第三CAN信号至所述主控芯片时，所述主控芯片还用于接收所述第三CAN信号并基于所述第三CAN信号进行组包获取所述第三CANFD信号，以将所述第三CANFD信号通过所述第二通信接头发送给所述车辆。

8.根据权利要求7所述的CANFD转接头，其特征在于，

当所述第二CANFD收发器接收所述第四CANFD信号并转发所述第四CANFD信号至所述主控芯片时，所述主控芯片还用于接收所述第四CANFD信号并基于所述第四CANFD信号进行拆包获取所述第四CAN信号，以将所述第四CAN信号通过所述第二收发管脚发送给所述诊断设备。

9.一种通讯方法，所述通讯方法应用于权利要求1至8任一项所述的CANFD转接头，其特征在于，包括：

接收诊断设备发送的第一CAN信号；

将所述第一CAN信号转换为第一CANFD信号；

将所述第一CANFD信号发送给车辆，以使所述车辆获得所述第一CANFD信号对应的数据。

10.一种通讯系统，其特征在于，包括：诊断设备、车辆以及权利要求1至8任一项所述的CANFD转接头；

所述诊断设备通过所述CANFD转接头与所述车辆连接；

所述诊断设备用于发送第一CAN信号至所述CANFD转接头，所述CANFD转接头将所述第一CAN信号进行处理，转换为第一CANFD信号，并发送所述第一CANFD信号至所述车辆，以使所述车辆获得所述第一CANFD信号对应的数据；

所述车辆用于发送第二CANFD信号至所述CANFD转接头，所述CANFD转接头将所述第二CANFD信号进行处理，转换获得第二CAN信号，并发送所述第二CAN信号至所述诊断设备，以使所述诊断设备获得所述第二CAN信号对应的数据。