随着工业自动化、智能制造和高端设备对数据传输速率和带宽要求的不断提高，传统的CAN总线在某些场景下已显现出性能瓶颈。为应对这一挑战，CANopen FD技术应运而生 —— CANopen FD技术
CANopen FD并非全新的独立技术，而是对经典CANopen协议的重大演进。
CANopen FD 基于CAN FD（CAN with Flexible Data-Rate）物理层协议栈开发。CAN FD 本身是对传统 CAN2.0（经典 CAN）的底层增强，在保留 CAN 总线稳定可靠特性的同时，通过 “比特率切换” 技术和更大的数据帧，显著提升了数据传输速率与效率。
该技术由国际组织CiA（CAN in Automation） 主导开发和标准化，核心规范《CiA 1301 - CANopen FD application layer and communication profile》于 2017 年左右正式发布，标志着 CANopen 协议进入高速、大容量数据传输时代。
CANopen FD 主要应用于对数据吞吐量、实时性、网络负载有更高要求的场合，凡是经典CANopen 可应用的领域，需提升性能时均可升级至 CANopen FD。典型应用案例包括：
l 高端工业自动化：多轴机器人协作、精密数控机床（CNC）等场景中，需在多个驱动器与控制器间进行微秒级高速同步数据交换，CANopen FD 的 64 字节数据帧可高效传输多轴的位置、速度和力矩指令。
l 先进医疗设备：CT 扫描仪、核磁共振（MRI）设备等，内部模块需高速传输大量传感器原始数据或控制参数，CANopen FD 能有效减少通信延迟，提升设备性能。
l 特种与工程车辆：现代农用机械、消防车、挖掘机等集成大量传感器、执行器和控制器，CANopen FD 可轻松承载 GPS、摄像头、雷达、液压系统等子系统的高频数据流。
l 实验室与测试设备：数据采集和高速测试平台中，需实时记录与传输大量测试数据，CANopen FD 的高带宽特性使其成为理想选择。
CANopen FD 继承了 CANopen 的对象字典（Object Dictionary）、网络管理（NMT）、心跳（Heartbeat）等核心概念，但在通信对象的实现与能力上有显著增强，主要区别如下：
这是两者最根本的区别，直接决定总线性能上限。
l CANopen（基于经典 CAN）：采用单一固定波特率，整个数据帧（仲裁、数据、应答）以同一速率传输（如125kbps、250kbps、500kbps，最高 1Mbps），速率受总线长度严格限制（速率越高，总线长度要求越短）。
l CANopen FD（基于 CAN FD）：采用比特率切换（Bit Rate Switching）” 技术，实现双波特率传输：
Ø 仲裁段波特率（Nominal Bit Rate）：帧的仲裁场、控制场等部分使用较低且稳定的波特率（如500kbps 或 1Mbps），确保网络稳定性与长距离传输能力，兼容经典 CAN；
Ø 数据段波特率（Data Bit Rate）：数据场和CRC 场动态切换至更高波特率（如 2Mbps、5Mbps 甚至更高），数据传输完成后切换回常规速率。
l 优势：兼顾传输距离与速度，在保证网络稳定性的前提下，大幅提升有效数据传输效率。
l CANopen：每帧最多承载8 字节有效数据；
l CANopen FD：每帧最多承载64 字节有效数据，容量为前者的 8 倍。
这是CANopen FD 在协议栈上的核心革新之一：
l CANopen：SDO 用于点对点配置与参数读写，传输效率低，不支持路由；
l CANopen FD：引入全新的USDO 服务，具备四大优势：
① 高效传输：针对64 字节长帧优化，传输大块数据时开销更小；
② 路由能力：天生支持跨网段路由，复杂网关网络中节点通信配置更简单；
③ 广播与组播：支持向多个节点同时发送请求，可高效批量配置设备或查询数据；
④ 并行通信：一个USDO 服务器可同时处理多个客户端的请求。
PDO 用于传输实时、周期性的过程数据：
l CANopen：每个PDO 消息最多映射 8 字节对象字典数据，数据超 8 字节时需用多个 PDO，增加总线负载与配置复杂度；
l CANopen FD：每个PDO 消息最多映射 64 字节数据，单个 PDO 即可传输复杂设备（如伺服驱动器）的所有关键状态信息，或同时更新多个传感器数值，大幅提升总线效率与实时性。
EMCY 用于设备故障时向网络广播错误信息：
l CANopen：紧急报文受限于8 字节，诊断信息有限；
l CANopen FD：紧急报文可携带64 字节数据，故障时能上报更详细的诊断代码与现场数据，助力快速定位问题根源。
CANopen FD 并非对 CANopen 的颠覆，而是顺应技术发展需求的强大升级：它保留了 CANopen 成熟可靠的应用层设计哲学，同时通过双波特率机制与更大数据帧，充分释放 CAN FD 物理层的潜能。对于受传统 CAN 总线带宽限制的新一代高性能嵌入式系统而言，CANopen FD 是理想的通信协议选择。
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