一天搞懂CANXL学习笔记

admin 2025年6月14日23:15:29评论16 views字数 2256阅读7分31秒阅读模式

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一天搞懂CANXL学习笔记

01

发展历史

CAN XL的提出与标准化(2020年至今):

  • 2020年国际CAN大会(iCC)上,CiA协会首次提出CAN XL作为第三代CAN技术,目标是填补CAN FD与以太网之间的空白。

  • 2021年发布CiA 610-1(协议层)和CiA 610-3(物理层)规范,2024年完成ISO 11898-1/2标准制定

CAN XL第三代CAN技术,目标是填补CAN FD与以太网之间的空白,CAN XL是CAN FD的下一代扩展,是在CAN FD的基础上发展而来的。

02

优势

和我们生活中移动通信中的2G、3g、4g、5g、升级之路相似,CAN网络从,传统CAN->拓展CAN->CANFD->CANXL。基本概括就是两点。

(1)为了实现更多的功能

(2)实现更快的数据传输效率(提升波特率)

CAN XL的技术指标:

CAN XL的核心优势

高传输速率与大容量

  • 速率提升:数据段速率达20 Mbps(部分测试中甚至30 Mbps),远超CAN FD的8 Mbps156。

  • 数据长度扩展:支持最大2048字节数据段,超过以太网单帧1518字节的限制,可封装完整TCP/IP数据包267。

兼容性与灵活性

  • 向下兼容:支持与经典CAN、CAN FD在同一网络共存,降低升级成本17。

  • 协议扩展:通过SDT(服务数据类型)和VCID(虚拟网络ID)字段,支持以太网协议(如SOME/IP、TCP/IP)及多逻辑网络并行68。

成本效益与低功耗

  • 低成本:沿用CAN的硬件架构,收发器成本显著低于以太网PHY芯片78。

  • 休眠唤醒优化:继承CAN的低功耗特性,无需额外控制信号即可实现网络唤醒,优于以太网的复杂休眠机制27。

物理层技术创新

  • PWM编解码机制:在PCS子层引入PWM编码,实现显性/隐性与Level 0/1两种驱动模式切换,提升信号稳定性与速率16。

  • 双速率模式:仲裁段使用1 Mbps低速率(兼容现有拓扑),数据段切换至20 Mbps高速率,平衡速率与网络长度限制67。

03

适用场景

CAN XL的适用场景

  • 汽车电子:自动驾驶传感器(激光雷达、摄像头)的高带宽数据传输。

  • 工业控制:实时传输大规模设备状态数据。

  • 物联网(IoT):支持边缘计算节点间的低延迟通信。

04

与CAN和CAN FD的区别和联系

帧报文结构和兼容性

从下图可以看出,最大数据长度是2048字节,甚至比以太网IEE802.3中定义的以太网帧的最大数据段1024还要大。

最大速率20M,按照CANFD_目前实际项目中最常见的2M或5M的数据段,个人推测商用成熟版本在5M-10M之间。

CRC 32bit,共4个字节长度,详细后续再单独介绍。

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05

与其构成竞争关系的“通信协议”

与其构成竞争关系的”通信协议“和现在内卷的社会相似,与CAN XL占据同一生态位的通讯协议还有很多,如常见的Flexray,MOST(现在已经不太常用了),车载以太网(这里特指100M车载以太网)等都是和CAN构成了竞争关系。

除了MOST(现在基本不再怎么使用了),我从成本,开发难度,应用前景等几个方面,列出了一些表格,多维度比较了CAN XL Flexray 车载以太网(100M)

5.1 成本维度

需要指出的是,再硬件成本方面,因为CAN XL 目前是因为还没有推广开来,个人推测,按照协议通讯的复杂度,未来CAN xl的成本还会降低。

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5.2 技术维度

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5.3   不仅仅只有竞争,还有合作共存

CAN XL,FlexRay(未来可能被TSN以太网取代)、100M 以太网(这里的以太网是指基于协议IEEE802.3,而TSN网络则是基于IEEE802.1 两者并不是一回事),因为在实时性,与体系兼容的关系。

未来很大可能性上,CAN XL,FlexRay或TSN以太网,或车载以太网,都会以其一些特性,而共存在一辆车机系统中。

  • 安全关键系统(如刹车)→ FlexRay。

  • 传感器大数据传输 → CAN XL。

  • 信息娱乐/网关 → 100M以太网 + TSN。

来源:

https://mp.weixin.qq.com/s/Gpm0Xo6lxjBZyokMZ36y7Q

 end 

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原文始发于微信公众号(谈思实验室):一天搞懂CANXL--学习笔记

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