写在最前面
四足机器狗的控制已经成熟到顶了，没什么好写的。为了系列文章的完整性还是简单写一下，主要重点做CAN总线性能瓶颈分析，以及升级到CANFD后如何进行优化设计。
更多机器人本体控制总线分析，请关注系列文章：
典型的四足机器狗控制架构（MIT Cheetah）
开源的MIT Cheetah四足机器狗可以说现存主流机器狗方案的鼻祖
采用了4条CAN2.0总线，分别控制4条腿，每条腿3个关节电机（包括后续小米的铁蛋，都是同样的方案）。
图源：王崇卫 《MIT四足机器人MIT Cheetah的硬件框架》
电机控制需求
整机4条腿，每条腿3个关节，总共12个关节电机
电机控制频率1KHz
关节控制命令：8字节
关节状态上报：5字节
CAN2.0总线负载率计算
关节电机采用CAN2.0 1Mbps波特率，每条总线控制3个电机
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| CAN数据长度 | 单帧耗时 | 帧/每秒 | 总线占用时间/S |
| 8字控制命令 | ~110us | 1000*3 | 330ms |
| 5字节电机回复 | ~85us | 1000*3 | 255ms |
| 合计 ||| ~585ms |
总线负载率：约58.5%
总线通讯帧率： 6000帧/秒
其他条件不变，如果电机回复状态也采用8字节，总线负载率约为 66%
为保证CAN总线实时性，减少竞争，负载率不能过高（一般控制在50%-80%）。MIT方案控制CAN总线负载率在60%左右，是比较合理的。
以上计算和分析也解释了为什么使用CAN2.0总线的机器狗，几乎都采用4组CAN总线，一条总线控制一条腿的3个电机。（再多确实CAN2.0总线带宽不够了）
基于CANFD优化控制方案
虽然采用4路CAN2.0总线控制12关节的方案在四足机器狗领域应用以及非常成熟。但随着机器狗功能性越来越多样化，背挂执行器和传感器的增加，使得4路CAN2.0总线还是力不从心。
1M/5M CANFD单路可控2条腿
如果通讯协议不变，仅升级CAN2.0 1Mbps波特率到CANFD 1M/5M波特率。
单路CANFD总线可轻松控制2条腿，6个电机，下面计算负载率（为了考虑余量，电机回复也采用8字节）。
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| CAN数据长度 | 单帧耗时 | 帧/每秒 | 总线占用时间/S |
| 8字控制命令 | ~50us | 1000*6 | 300ms |
| 8字节电机回复 | ~50us | 1000*6 | 300ms |
| 合计 ||| ~600ms |
总线负载约：60%
总线通讯帧率：1.2万帧/秒
可以看出升级到CANFD 1M/5M 波特率后，单路总线控制6电机也完全没有压力。
如果还是采用4条CANFD总线，剩余2条可以考虑接其他外挂的机械手等执行器，也可以考虑做控制冗余。