在本博客中我将比较一些单通道Kvaser CAN 接口:
技术博客
06/06/2022
作者 Lars-Göran Fredriksson
比较新产品Kvaser U100 和Kvaser Leaf Pro HS v2
- Kvaser U100 73-30130-01173-1
- Kvaser U100P 73-30130-01174-8
- Kvaser Leaf Pro HS v2 73-30130-00843-4
- Kvaser Leaf Light HS v2 73-30130-00685-0
我将展示与现有的Kvaser Leaf 系列接口产品相比，新的Kvaser U100/U100P接口快多少。相对于其他制造商的CAN接口产品，这些数据可为你提供良好的性能基准。如果你的应用程序需要更快响应速度，则需要确保Kvaser U100/U100P的响应时间可靠。
我将展示，在某些极端情况下，Kvaser U100的速度是Kvaser Leaf Light的4倍，和几乎是Kvaser Leaf Pro的2倍。
Kvaser Leaf 通讯仪
- Kvaser Leaf Light HS v2 (73-30130-00685-0)
- Kvaser Leaf Pro HS v2 (73-30130-00843-4)
Kvaser Leaf系列经过应用证明是非常耐用可靠的CAN通讯仪。它们几乎适用于所有应用。只是在需要极短延迟的应用中，Kvaser PCIe通讯卡更有优势。
LIGHT系列提供基本功能，适合许多标准应用。PRO系列增加了一些高级功能和扩展性能，例如，错误帧生成和安静模式。
Kvaser U100 通讯仪
- Kvaser U100 (73-30130-01173-1)
- Kvaser U100P (73-30130-01174-8)
Kvaser U100和U100P系列带来了更多的新特性:
- 轻质玻璃纤维增强聚酰胺IP67外壳
- 加强型电隔离功能
- 直观的LED指示灯
- 宽工作温度范围 (-40 °C到 +85 °C)
- 有4种不同的连接器, DB9, OBD-II, M12 和 J1939-II。
Kvaser U100和Kvaser U100P都支持CAN FD。
Kvaser U100和U100P还带来了什么新功能 ?
除了上述新功能外，Kvaser U100和U100P还有一个关键的新功能:
- 快速USB响应处理。
与Kvaser Leaf系列相比，Kvaser U100 USB通信得到极大优化。无需对CAN帧进行任何智能“重新打包和捆绑”，因为U100具备同时处理USB和CAN通信的能力。
这对更高级别的协议有非常重要的作用。U100系列比Kvaser Leaf Pro快75%。在某些情况下，U100可与Kvaser PCIe CAN通信卡相媲美。
测试方法 CAN Q&A（CAN问答）
在CAN总线上发送报文时，让对方接收报文，并让该对方返回相应答复。这就是CAN Q&A的定义。
我们一秒钟能发送多少次问答？
限制可处理的报文数量的一些因素:
- CAN报文长度
- CAN总线比特率
- CAN接口硬件延迟
- 软件延迟
在比较接口时，我将使用四种不同的设置。
比特率 ID DLC 每秒Q&A的最大数量（Q&A/s）
1000 11bit 0 10416
1000 11bit 8 4464
500 11bit 8 2232
250 11bit 8 1116
什么是“每秒Q&A的最大数量”?
当以1000 kbit/s比特率、11位ID和0字节作为有效负载发送CAN帧时，总线上每秒可承载不超过20833个CAN帧。因此，每秒Q&A的最大数量为20833/2=10416 PP/s。
如果我的软件绝对没有延迟，接口也没有延迟，那么我应该能够达到每秒10416 PP。
这是理想状态。软件和通讯仪没有延迟！但是在我们能拥有基于超导性和量子计算的硬件之前，必须接受软件和硬件的延迟。（是的，软件没有延迟，因为它们是在硬件中执行的，但你明白这一点）。
我期待多少Q&A/s?
我创建了一个用DELPHI（Pascal）编写的简单测试软件，并调用了Kvaser CANlib SDK中的Global Callback(全局回调)函数。我没有尝试优化我的程序，因为它的运行应该类似典型的CAN应用程序。
过程很简单。发送报文，等待回复，然后重复该过程。统计软件每秒执行此操作的次数。
Q&A的对方
要进行这个“乒乓”测试，必须要有“对手”。
我使用标准的Windows 10工作站，配备一个Kvaser PCIEcan HS v2通讯卡。此设备上运行的软件检查总线上是否有任何CAN报文，读取它们并立即将其发送回去（返回给发送方）。
这个软件以很简单方式编写，没有经过优化。
典型测试系列
Diagram 1, Kvaser U100, 1Mbit/s, 0 byte DLC
此测试持续2.5秒（x轴是以秒为单位的时间）。我开始发送100 PP/s，目标是在测试结束时发送10000 PP/s。
我们可以看到，我们从100 PP/s（右轴）开始，曲线在4750 PP/s（右轴）左右变平缓。
此Q&A测试结果
1Mbit/s, 0 DLC 1Mbit/s, 8 DLC 500Kbit/s, 8 DLC 250Kbit/s, 8 DLC
U100/U100P 4758 2787 1678 934
Leaf Pro HS v2 2719 2002 1335 802
Leaf Light HS v2 988 988 988 496
我们在上面的测试中可看到，Kvaser U100和Kvaser U100P总是比Leaf Light和Leaf Pro提供更高的传输量。
它们的速度几乎与固定安装的KVASER PCIEcan HS v2一样快。当我比较它们时，Kvaser U100和Kvaser U100P达到PCIe板性能的85-95%左右。
Bitrate ID DLC
Setting 1: 1 Mbit/s 11bit 0 bytes
Setting 2: 1 Mbit/s 11bit 8 bytes
Setting 3: 500 kbit/s 11bit 8 bytes
Setting 4: 250k bit/s 11bit 8 bytes问题解答
我可以从Kvaser Leaf Light HS v2转到Kvaser U100吗?
Kvaser U100支持Kvaser Leaf Light HS v2所具备的所有功能。通常不需要对软件进行调整。
我可以从Kvaser Leaf Pro HS v2转到Kvaser U100P吗?
Kvaser U100P支持Kvaser Leaf Pro所具备的所有功能，只有一个例外；U100P不支持t脚本。
我需要新驱动程序和SDK吗?
所有Kvaser接口共享相同的驱动程序和SDK包。为Kvaser Leaf light或Kvaser Leaf Pro编写的软件通常可与Kvaser U100和Kvaser U100P一起使用，无需任何更改。（但用最新的Kvaser SDK更新/重新编译软件从来没错）。
为什么Kvaser U100比Kvaser Leaf Light and Leaf Pro更快?
在内部: 与Kvaser Pro和Kvaser Light接口相比，Kvaser U100使用了更强大的处理器。而且尽管它更强大，它消耗的能量更少。
在外部: 在Kvaser U100硬件和Kvaser驱动程序中，USB通信都得到了极大优化。无需对CAN帧进行任何智能“重新打包和捆绑”，因为Kvaser U100具备同时处理USB和CAN通信的能力。
USB连接的接口能像内置板卡接口一样快吗？
根据目前使用的技术，比起外置的CAN通讯仪，内置的CAN通讯卡总是更快。
U100使用USB2，未来使用USB3会更快吗？
切换到USB3可能不大可能给接口带来更高的传输量。USB2是一种非常可靠的通信方法，可满足我们今天和未来多年的要求。多数通信延迟是由计算机、接口电路和CPU引起的。
Kvaser U100是否需要快速主机？
Kvaser U100几乎可在任何硬件上运行。与Kvaser Leaf Pro或Leaf Light相比，Kvaser U100在USB通信中不进行CAN帧的重新打包和捆绑，因此生成更多的USB数据包。在主机CPU上的负载将更高，因此建议主机应用程序能够访问足够的CPU内核。Kvaser U100还需要快速且具有充足处理能力的USB控制器和集线器。（几乎所有过去5年销售的电脑都具备此适宜水平的性能）。
你需要更多信息或还有任何问题？
