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发布时间:2025-05-14作者来源:英国正版365官方网站浏览:936
CAN-XL(CAN Extended Length)是一种[敏感词]的CAN总线通信技术,旨在解决传统CAN总线在高速数据传输和长数据包处理方面的局限性。CAN-XL作为第三代CAN通信技术,在数据传输速率和有效负载方面有了显著提升。
主要推动者包括芯片厂商如NXP和Infineon,工具厂商如Vector、Kvaser和PEAK,以及汽车制造商如大众和宝马,这些公司都在积极参与标准验证和实际应用测试,推动CAN-XL在车载网络中的应用。
经典CAN于1986年推出。[敏感词]代CAN通信技术取得了超过25年的成功。而且它仍然是车载网络中的主导。 2012年,开始开发第二代CAN通信技术,即众所周知的CAN FD,并在两年后的法国巴黎第14届iCC(international CAN Conference)上正式推出。2020年的第17届国际CAN大会(iCC)上,第三代CAN通信技术CAN XL将启动。
CAN XL提供一个[敏感词]2048字节的数据字段(例如IP(Internet协议),甚至可以传输完整的以太网帧)。11位优先级字段可由网络层用于寻址和指示数据字段的内容。此外,CAN XL协议为使用的下一个更高协议提供8位指示符,其嵌入式层设置参数对于其他高层协议也很有帮助,以简化多协议堆栈。 CAN XL帧通过两个CRC(循环冗余校验)进行保护,其Hamming距离为6,这意味着可以检测到五个随机分布的比特错误。
CAN XL是一种高度可扩展的通信技术,涉及比特率和数据字段的长度。物理层仍在开发中。目标是实现高达10+ Mbit / s的比特率。 CAN XL针对面向区域的异构网络体系结构进行了优化。该方法以最优的长度满足未来车载网络的要求。汽车工业试图减少布线,以最小化重量,或者换句话说,是限制能耗。
CAN-XL与CAN-FD一样具有两个比特率相位。在仲裁阶段,经典CAN和CAN FD一样,比特率被限制为1 Mbit / s;在数据阶段,由于只有一个节点正在传输,因此可以提高比特率。
市场对下一代总线CANXL的需求
在增加信息传输速率的基础上,现有CAN总线的各种优势也需要得到保留。
1.兼容性:向后兼容CANFD及HS-CAN
2.波特率:在数据段的传输速率[敏感词]可达10Mbps甚至20Mbps
3.有效负载长度:达到或超过以太网的帧长度
在2020年第17届国际CAN大会上CiA协会(CAN in Automation)介绍了第三代CAN通信技术CAN XL (CAN Extra Long)。CANXL是一种高度可扩展的通讯技术,其数据场长度提升至[敏感词]2048 byte。物理层仍在开发中,其目标是进一步实现高达10Mbps甚至20Mbps的传输速率。
CANXL协议层
CANXL是对HSCAN和CANFD的进一步扩展,在很大程度上遵循相同的运行原理,即报文仍分为仲裁段和数据段。仲裁段仍使用500kbps至1Mbps的低速率,但数据段的传输速率提升至[敏感词]20Mbps。CANXL通过位仲裁机制解决总线的访问权限问题,遵循严格的优先级判定,让更重要的报文得到更短延迟的传输。
在CiA601-1规范中定义了CANXL协议。与以太网相似,CANXL定义了两个数据链路层子层:
1.Logical Link Control (LLC):位于OSI网络层和Media Access Control (MAC)子层中间的层。
2.Media Access Control (MAC):负责将帧数据从LLC子层移动到Physical Signaling Sub-layer (PLS)子层,并通过位填充(Stuff-bits)和CRC (Cyclic Redundancy Check)来保护帧数据的传输。
如下图,新的LLC帧格式可支持三代CAN协议。
其中,FDF表示这帧报文是经典CAN还是CANFD,FDF选择了CANFD后,就可以额外选择XLF段,进一步表示这帧报文是CANXL。根据协议格式,CANXL有如下几个特点:
1. 在HS-CAN和CANFD中,CAN-ID字段(11 位或29 位)用于仲裁和寻址目的。在CANXL中,这些函数是分开的。11位优先级ID子字段(Priority ID)提供了CANXL数据帧的[敏感词]优先级分配,系统工程师需要为数据分配[敏感词]的优先级ID。
2. 32位接受字段AF (Acceptance Field)包含在CANXL控制器的64位硬件接受过滤器中,它可能包含节点地址或内容指示信息,可以用于包含经典CAN的高层协议。
3. 服务数据单元类型SDT (Service Data-unit Type)表示这个CANXL帧使用哪个高层协议,它是在ISO7498-4:1998中描述的嵌入式(OSI)层管理信息。可以使用以下类型的定义:
• 遗留的基于CAN的高层协议
• 以太网帧的隧道化
• 经典CAN和CANFD帧的隧道化
• TCP/IP段
• CANopen / CANopenFD
• J1939-21/22消息
• 生产商自定义协议等
4. 虚拟CANID (Virtual CAN network ID)字段允许运行多达256个逻辑网络在一个单一的CANXL网络段。这允许实现由服务数据单元类型确定的多个同构逻辑网络,这个字段可以说是一个嵌入的(OSI)层管理信息,如ISO7498-4:1998所述。
5. 数据长度编码DLC (Data Length Code)在CANXL中增加到11位,支持[敏感词]2048字节的数据长度。
6. 数据链路层安全指示SEC (DLL Security Indication)是一个新的位,表示在数据链路层使用了额外的数据安全协议。
CANXL物理层
CANXL网络可以使用符合ISO11898-2:2016的任何类型的收发器,或者CiA601-4中规定的CANFD SIC信号改善收发器。对于10Mbps以上更高的传输速率,将定义在CiA610系列中新的CANXL-SIC收发器可以胜任。
CANXL controller (TC4) 搭配CANXL SIC transceiver作为CANXL技术的最终标准方案,硬件上要求CAN收发器支持SIC mode和FAST mode的模式转换功能,即支持显性/隐性和level_0/level_1两种总线驱动方式以达到[敏感词]20Mbps的传输速率。应用场景上,该方案可满足CAN网络节点大数据传输的需求并且可以弥补CAN与Ethernet之间的速率差距,同时也给CAN与Ethernet之间的数据交互带来更大的便捷性。
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