未来的CAN——CAN XL构想简介

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。
CAN XL简介

1、CAN、CAN FD、CAN XL报头比较

图1CAN, 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

2、CAN、CAN FD、CAN XL报尾比较

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。

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

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。