CANFDNET - 400U：高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器解析

在工业自动化和通信领域，设备之间的数据交互至关重要。CANFD 总线与以太网是两种常用的通信方式，为了实现它们之间的高效互联，广州致远电子有限公司开发了 CANFDNET - 400U 高性能四通道 CANFD 总线转以太网转换器。下面，我们就来深入了解这款产品。

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一、产品简介

1. 产品概述

CANFDNET - 400U 是一款工业级的数据转换设备，内部集成了 4 路 CAN(FD) - bus 接口、1 路 Ethernet 接口和 1 路车载双线以太网接口。它自带成熟稳定的 TCP/IP 协议栈，能让用户轻松实现 CAN(FD) - bus 网络和以太网网络的互连互通，拓展了 CAN(FD) - bus 网络的覆盖范围。此外，它能在 - 40℃~85℃的温度范围内稳定工作，具备 100M/1000M 自适应以太网接口和 10M/100M 车载双线以太网接口，4 路 CAN(FD) 口通信最高波特率可达 5Mbps，还支持 TCP Server、TCP Client、UDP 等多种工作模式，用户可通过配置软件灵活设定参数。

2. 产品特性

强大的硬件

• 处理器与接口隔离：采用高速双核 A9 + FPGA 处理器，100M/1000M 自适用以太网接口具备 2KV 电磁隔离，4 路 CAN(FD) 口有 2.5kVDC 耐压隔离，保障数据传输稳定。
• 供电与环境适应性：额定供电电压范围为 9V~48V 直流，能适应 - 40℃~85℃的工作温度和 5% - 95% RH（无凝露）的湿度环境。
• 外壳设计：坚固的 SECC 金属外壳（1.1 mm），专为工业环境设计，能有效抵御外界干扰。

完善的功能

• CAN(FD) 接口功能：支持 40K~5Mbps 的波特率且可任意设置，能适配不同控制器类型（CAN、CANFD ISO 或 CANFD Non - ISO），具备软件终端电阻开关、报文过滤、毫秒级报文定时发送、总线利用率上报等功能，报文发送缓冲区也可设置。
• 多种工作模式：支持 TCP Server、TCP Client、UDP 等工作模式，最多支持 4 个 TCP Server（每个 Server 最多 16 连接）或 16 个 TCP Client 或 UDP 连接。每种模式可选择指定 CAN(FD) 通道报文、错误报文上传，TCP Server/Client 模式有 TCP 保活机制，TCP Client 模式网络断开可自动重连，UDP 模式支持组播、IP 段操作。
• 协议与开发支持：支持多种 TCP/IP 协议，具有灵活的 CAN(FD) 封包设置，通讯协议开放，提供二次开发接口函数库（支持 Windows、Linux 平台），可使用配置工具配置工作参数，支持车载以太网与以太网的 TCP/UDP 数据转换和本地系统固件升级。

典型应用

该产品可广泛应用于高铁、地铁、列控系统的运行故障检测与排查，风力发电机 CANFD 通讯异常检测，传统汽车与新能源汽车多路 CANFD 通讯记录与故障分析，船舶、煤矿、电梯、工程机械、航空航天器及配套设备的运行检测与故障排查等领域。

二、产品规格

1. 电气参数

工作电压直流范围为 9V~48V，典型值 12V；功耗在 4.2W~8.6W 之间，典型值 5.1W。

2. 工作温度

工作温度和存储温度范围均为 - 40℃~85℃。

3. 防护等级

通过多种抗扰度试验，如静电放电抗扰度试验、电快速瞬变脉冲群抗扰度试验、浪涌（冲击）试验等，不同接口在相应试验中表现良好，部分接口达到 Class A 等级。

三、机械尺寸

文档中给出了主机尺寸图和安装方式图，为设备的安装和布局提供了参考。工程师在实际应用中，可根据这些尺寸信息合理规划设备的安装空间。

四、产品硬件接口说明

1. 面板布局

设备面板布局有清晰的图示，方便工程师直观了解设备各部分的位置。

2. 状态指示灯

不同的指示灯代表不同的功能和状态，如电源指示灯（PWR）、系统指示灯（SYS）、以太网指示灯（LAN0）、车载以太网指示灯（LAN1）和 CAN 通道指示灯（CAN0~CAN3）等。通过指示灯的状态和闪烁情况，工程师可以快速判断设备的工作状态，如是否上电、系统是否运行、网络是否连接、数据是否正常收发等。

3. 按键

设备设有一个 RST 按键，点按可复位设备，长按 5s 可恢复设备出厂设置，操作简单方便。

4. 电源接口

电源输入额定电压为直流 9~48V，接口为 5.08 端子，明确了信号定义和接口规格，确保电源连接的正确性和稳定性。

5. CANFD - bus 接口

提供 4 路隔离 CANFD - Bus 接口，物理形式为 DB9 端子，详细说明了引脚和信号定义以及接口规格。同时，高速 CANFD 网络需要在终端节点处接入 120Ω 终端电阻以消除信号反射，该设备内置此电阻，可通过 ZCANPRO 中的网络配置工具进行通断配置。CANFD - Bus 电缆可根据实际情况选择普通双绞线、屏蔽双绞线或标准总线通信电缆。

6. 以太网接口

提供 1 路以太网接口，物理形式为 RJ45 或 M12 端子（并联关系，PHY 为一路），满足 100/1000M 规范，实现设备与 PC 机的通讯。

7. 车载以太网接口

提供 1 路车载以太网接口，满足 OPEN Alliance BroadR - Reach 规范，物理形式为 OPEN 端子，满足 10/100M 规范，给出了接口示意图和信号定义。

五、快速使用

1. 设备连接

按照硬件接口说明连接好硬件并上电，设备即可启动运行。这一步骤简单直接，但却是后续操作的基础，工程师需确保连接的正确性。

2. 软件安装

双击启动“ZCANPRO_Setup_Vxx.xx.xx.exe”安装包，按指引完成软件安装并启动“ZCANPRO”软件。

3. 打开设备配置工具

启动 ZCANPRO 后，关闭“设备管理”界面，点击上方工具栏的“工具”选项，选择“网络设备配置工具”打开配置界面。

4. 设备搜索

在“网络设备配置”工具中点击“搜索设备”，搜索网络内的 CANFDNET 设备，搜索结束后可在设备列表查看和修改设备配置信息。

5. 设备基本配置

配置网络参数

确保设备和 PC 处于同一网段，根据需要修改“通用以太网”配置项，包括配置 DHCP 使能选项、IP 地址、子网掩码和网关等参数。

配置 CAN(FD) 通道参数

CANFDNET 设备的 4 个 CAN(FD) 通道需独立配置，包括选择控制器类型、工作模式、波特率、终端电阻使能等参数。

配置 CAN(FD) 转以太网参数

支持 16 路以太网转发配置功能，可配置工作模式（TCP 服务器、TCP 客户端、UDP）、本地端口、目标地址、目标端口，并使能转发配置。

下载配置

修改完配置参数后，输入密码（默认：88888），点击“提交更改”将配置下载到设备中。

6. 连接 ZCANPRO

退出配置工具后，回到 ZCANPRO 软件，进入“设备管理”界面，选择相应设备类型，点击“打开设备”和“启动”，按配置参数设置后即可收发 CAN(FD) 数据。

六、总结与思考

CANFDNET - 400U 凭借其强大的性能、完善的功能和丰富的接口，为 CANFD 总线与以太网的连接提供了优秀的解决方案。在实际应用中，工程师可以根据具体需求灵活配置设备参数，实现不同场景下的数据转换和通信。同时，我们也可以思考如何进一步优化设备的配置流程，提高工作效率；在复杂工业环境中，如何更好地发挥设备的抗干扰能力等问题。希望本文能为工程师们在使用 CANFDNET - 400U 时提供一些帮助和启发。