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2019年12月31日 | 未来的CAN是啥样子—CAN XL构想
2019-12-31 来源：EEWORLD
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
CAN,CAN FD,CAN XL报头比较
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
DLC | CAN | CAN FD | CAN XL |
0-8 | 0-8 | 0-8 | 1-9 |
9 | 8 | 12 | 10 |
10 | 8 | 16 | 11 |
11 | 8 | 20 | 12 |
12 | 8 | 24 | 13 |
13 | 8 | 32 | 14 |
14 | 8 | 48 | 15 |
15 | 8 | 64 | 16 |
16-2047 | --- | --- | 17--2048 |
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。
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。
史海拾趣
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