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。
