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未来的CAN——CAN XL构想简介
发布时间:2018-08-31 16:15:53 点击次数:303

摘要:随着信息技术的快速发展,用户应用需求的增加,数据吞吐量越来越大,对CAN总线的通信数据量与通信质量要求也越来越高,那么下一代的CAN——CAN XL会是什么样子的呢? 


一、对CAN XL的要求。

有效负载长度:与以太网帧长度一样;

可靠性:等于或者优于CAN,CAN FD和10Mbit/s以太网的稳定性;

鲁棒性:与CAN FD一样好,甚至要优于10Mbit/s以太网;

波特率:在数据段的传输速率最大可达10Mbit/s;

兼容性:向后兼容CAN FD。


二、CAN XL简介

1.CAN,CAN FD,CAN XL报头比较

微信图片_20200114134752.jpg

图 1 CAN, CAN FD, CAN XL帧头部


上图中顶部的黑线表示隐性,底部的黑线表示显性,那么我们分析上图可得出以下结论:

SOF位与11位CANID通用与CAN, CAN FD, CAN XL;

CAN FD和CAN XL始终不支持RTR远程请求;

CANXL不支持IDE标识符扩展(29位CANID),该位始终处于显性;

CAN中FDF始终处于显性,隐性FDF位指示CAN FD,隐性FDF,XLF位指示CAN XL;

CAN FD中res位始终处于显性,隐性BRS位(波特率切换)会提升传输速率;

CAN FD中ESI位通常处于显性,但处于被动错误时会变为隐性;

CAN XL中resXL位是隐性的,可用于将来的扩展;

CAN XL中AL1,DH1和DL1作为新的波特率切换序列;

CAN XL中Payload 8-bit用于不同数据包的预定义多路复用位;

CAN XL中DLC是一个11位整数,其中数据字节数是该整数加“1”;

CAN XL中Header-CRC用于保证DLC正确,DLC定义数据CRC从何处开始。


表 1 CAN DLC编码表

微信图片_20200114134841.jpg

2.CAN,CAN FD,CAN XL报尾比较


微信图片_20200114135540.jpg

图 2 CAN, CAN FD, CAN XL帧格式


与CAN相比,CAN FD增加了开销所需位的数量;

与CAN FD相比,CAN XL增加了更多的开销所需位的数量;

这些附加位位于报文头与报文末尾处;

大多数的开销所需位是CRC,必须增加它才能保护超出的更多的字节。


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图 3 CAN, CAN FD, CAN XL帧尾


CAN与CAN FD唯一的区别在于CRC长度;

对于相同的数据长度,CAN XL中较长的报头可能需要较长的CRC;

CAN XL包含用于波特率切换位,确保向前的兼容性;

CAN XL CRC之后是波特率的切换模式,而不是CRC定界符;

为了确保重新同步到未来格式的帧末尾,集成格式:将CAN XL中放置NACK添加到旧ACK中。


3.CAN XL的波特率转换

微信图片_20200114135652.jpg

图 4 CAN XL帧格式

DH1和DL1之间边缘的波特率增加;

DH2和DL2之间边缘的波特率降低;

AL1位包含一个特殊模式,它可以切换CAN驱动器进入高波特率模式;

AH1位包含一个特殊模式,它将使CAN驱动器脱离高波特率模式。


总结

CAN XL每个CAN帧中有更多的数据:1—2048字节,并且在数据部分增加了波特率,具有更好的故障保护措施,可为下一代CAN做更好的准备。


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