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
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。
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