0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

三代CAN技术演进:从CAN CC到CAN XL的创新路径(下篇)

虹科技术 2024-11-01 11:04 次阅读

欢迎关注虹科,为您提供最新资讯!

#CAN #工业通信 #CAN XL

导读

CAN(Controller Area Network)是一种用于实时应用的串行通信协议,广泛应用于汽车和工业电子设备中,以实现不同设备间的高效数据交换。它采用多主结构,允许网络上的任何节点在任何时候发起通信,同时具备错误检测与处理功能,确保了数据传输的可靠性。

在上篇中,我们追溯了CAN技术从经典CAN(CAN CC)到CAN FD的演进历程,探索了它们如何塑造现代汽车和工业通信的面貌。现在,让我们继续深入这一话题,聚焦于CAN技术的最新篇章——CAN XL。

01CAN技术革新:CAN XL发布

步入2024年,汽车行业迎来了CAN XL(eXtended Length)这一CAN技术的最新进步。CAN XL标志着CAN技术在数据传输能力和网络通信效率上的又一次飞跃。符合ISO 11898:2024标准及CiA 610-1规范(尽管后者已被CiA撤回),CAN XL以其卓越的性能和创新特性,无缝集成于现代汽车网络之中。

CAN XL支持高达2048字节的扩展有效载荷容量,并实现 高达20 Mbit/s的比特率 ,有效弥合了CAN FD和以太网之间的差距。此外,CAN XL通过 隧道化和映射整个以太网帧 ,提高了数据吞吐量而不损耗网络时间。在德国巴登举行的第五届CAN XL研讨会上(由CiA组织),CAN XL已成功通过在真实网络环境中的互操作性测试。

02CAN XL技术的主要特点与改进

CAN XL的控制器保持了向后兼容性,能够处理CAN CC和CAN FD数据帧,确保与现有系统的无缝集成。以下是CAN XL的一些关键特性和改进:

■ 扩展的有效负载和比特率:有效负载高达2048字节,比特率高达20 Mbit/s,满足更高的数据传输要求。

■ 增强型CAN-ID字段:分为11位优先级字段和32位接受字段,提供改进的帧优先级和接受过滤。

■ 协议嵌入配置:引入了新的配置选项,如禁用错误信令和启用PWM编码,以提供更高的比特率。

■ 可靠性提高:使用两个CRC字段,控制段的13位前缀CRC和CRC段的32位帧CRC,增强错误检测和数据完整性。image.png

CAN XL帧结构格式

在CAN XL数据帧结构中,几个关键位扮演着至关重要的角色,不仅决定了帧的类型,还确保了帧的优先级处理效率。其中,优先级标识符是设置CAN XL数据帧优先级的核心,它使得帧能够基于其优先级级别进行高效处理。

image.png
CAN XL控制字段

RRS位与XLF位的功能

RRS(远程请求替换)位与CAN CC数据帧中的RTR(远程传输请求)位,以及CAN FD数据帧中的RRS位处于相同位置,这一设计确保了不同CAN版本之间的一致性和兼容性。此外,XLF(扩展长度帧)位是区分CAN FD和CAN XL数据帧的重要标志。在CAN XL数据帧中,XLF位始终保持隐性状态,且当XLF位为隐性时,FDF(帧数据字段)位也相应地为隐性。这种配置对于在CAN网络中准确识别CAN XL数据帧至关重要。

resXL位与ADS的双重作用

resXL位被专门保留,以备 未来协议框架内的扩展使用ADS(数据序列仲裁)则承担着双重任务 :一方面,它将比特率从标称比特率切换到CAN XL数据比特率;另一方面,它负责将CAN收发器模式从仲裁模式转换为数据TX模式或数据RX模式。

image.png
CAN XL控制字段

ADS由ADH、DH1、DH2和DL1位组成,其中ADH是在XL数据阶段开始前的最后一个标称位时间,以隐性位传输。随后,DH1和DH2位标志着XL数据阶段的开始,同样以隐性传输。比特率的变化恰好在ADH和DH1之间发生,而接收器同步则发生在从XLF位到前面的resXL位,以及从DH1和DH2位到DL1位的转换过程中。

SDT、SEC、DLC和SBC的详细说明

SDT(服务数据单元类型) 是一个8位值,它源自LLC(逻辑链路控制)帧,而SEC(简单扩展内容)位也同样来自LLC帧。 DLC(数据长度代码) 跨越11位,其范围从0到2047,与1字节到2048字节之间的数据长度相对应。 SBC(数据位计数) 是一个3位的值,表示仲裁字段中动态填充位的数量,其范围从0到3(采用格雷编码)。

PCRC(前缀循环冗余校验) 序列源自循环冗余校验(CRC),它是对包含仲裁字段、SDT、SEC位、DLC和SBC的位流进行计算得出的。值得注意的是,动态填充位(包括FDF位之前的三个位)被纳入PCRC的计算中,而静态位(如SOF、IDE、FDF、XLF、resXL、ADS和固定填充位等)则被排除在外。

VCID和AF的传递

VCID(虚拟CAN网络ID)是一个8位值,而AF(接受字段)是一个32位值,它们都从LLC帧传递而来。

CRC字段的计算

image.png

CAN XL CRC字段

CRC字段则包含了帧CRC序列和FCP(格式检查模式)。CRC计算的相关位流由仲裁字段、控制字段和数据字段组成的位流构成,排除了与PCRC相同的静态位,在CRC计算中不包括动态位和固定填充位。

ACK字段的功能

ACK字段则包括DAS(数据到仲裁序列)、ACK插槽和ACK分隔符。其中,DAH、AH1、AH2、ACK槽和ACK分隔符位均为隐性,而AL1位则为显性。

image.png
CAN XL ACK字段

DAS同样具有双重作用: 它不仅能将比特率从XL数据比特率切换回标称比特率,还能在ADS中进行模式转换时,将CAN收发器模式从数据TX模式或数据RX模式转换回仲裁模式。DAS由DAH、AH1、AL1和AH2位组成,其中DAH是在标称比特时间之后的初始比特位,它以XL数据比特率表示XL数据阶段的结束。

从20世纪80年代的起源开始,CAN技术一直处于创新的前沿。CAN XL的应用范围已超出传统汽车和非汽车工程的可能性,提供了一系列超越传统界限的应用。了解CAN的历史,我们见证了CAN技术的演变和持续的技术创新。随着技术的发展,我们期待CAN XL进一步拓展CAN技术的应用范围,满足未来汽车行业的需求。

文章来源:本文内容基于Robert Nawrath在《CAN Newsletter 2024》中发表的文章。由虹科智能互联团队精心翻译并传播,旨在与业界同仁共享这一前沿技术成果。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • CAN总线
    +关注

    关注

    145

    文章

    1936

    浏览量

    130618
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    一文读懂CAN XL!万字干货,虹科CAN XL研讨会问答,你想知道的都在这里!

    CAN XL技术的未来趋势和行业洞察。 直播中,我们收到了众多提问,展现了大家对CAN XL技术
    的头像 发表于 11-18 11:04 138次阅读

    CAN总线是如何通信的#CAN #常学常新

    CAN总线
    北汇信息POLELINK
    发布于 :2024年11月07日 16:34:29

    CAN总线基础知识汇总#CAN #CANoe #汽车总线

    CAN总线
    北汇信息POLELINK
    发布于 :2024年11月04日 13:35:54

    虹科干货 三代CAN技术演进CAN CCCAN XL创新路径(上篇)

    CAN FD作为CAN技术的一个重要迭代,其高速率和大数据量的传输能力为现代汽车和其他需要高效数据传输的应用场景提供了有力的支持。CAN
    的头像 发表于 11-01 11:04 242次阅读

    CAN时钟--位时间介绍#CAN #CANoe

    CAN
    北汇信息POLELINK
    发布于 :2024年10月29日 14:11:09

    什么是CAN时钟?#CAN #汽车CAN总线  #CANoe

    CAN总线
    北汇信息POLELINK
    发布于 :2024年10月29日 12:23:36

    替代创新,国产CAN FD芯片持续突破

    电子发烧友网报道(文/吴子鹏)随着汽车电子、工业自动化设备的发展迭代,CAN总线上的设备、数据量都大大增加,给CAN总线带来了极大的挑战。因此,CAN FD应运而生。CAN
    的头像 发表于 09-02 08:13 6172次阅读

    EtherCAT站转CAN协议网关(CAN转EtherCAT)

    一,设备主要功能 捷米特JM-ECT-CAN网关实现连接CAN设备和网络EtherCAT系统。该网关可实现双向数据交换,既允许现有的、低成本的CAN设备集成
    的头像 发表于 08-30 11:30 396次阅读
    EtherCAT<b class='flag-5'>从</b>站转<b class='flag-5'>CAN</b>协议网关(<b class='flag-5'>CAN</b>转EtherCAT)

    CAN/CAN FD/CAN XL大总线协议解读,是逐步替代关系吗?

    进入核心市场。 不过,市场表现来看,目前CAN/CAN FD/CAN XL各有各的市场,并非逐步取代的关系,背后的原因是什么呢?  
    的头像 发表于 08-12 01:12 4212次阅读

    虹科培训 | CiA协会CAN总线实训开班,新一CAN网络CAN XL

    暌违5年之久,国际CiA协会培训再次落地国内!你是否渴望与国际CAN领域的权威专家面对面交流,深入探讨CAN技术的最新发展与应用?你是否想站在行业前沿,领略CAN
    的头像 发表于 05-16 08:04 357次阅读
    虹科培训 | CiA协会<b class='flag-5'>CAN</b>总线实训开班,新一<b class='flag-5'>代</b><b class='flag-5'>CAN</b>网络<b class='flag-5'>CAN</b> <b class='flag-5'>XL</b>

    泰克科技全新CAN XL协议解码软件上线

    近日,泰克宣布推出CAN XL(控制器局域网扩展长度)协议解码软件,支持工程师整合最新一CAN通信技术,并帮助客户在
    发表于 03-27 10:30 456次阅读
    泰克科技全新<b class='flag-5'>CAN</b> <b class='flag-5'>XL</b>协议解码软件上线

    泰克推出全新CAN XL协议解码软件

    近日,知名测试测量设备供应商泰克宣布,针对新一CAN通信技术,特别推出了CAN XL协议解码软件。这一
    的头像 发表于 03-25 11:47 777次阅读

    CAN控制器、CAN收发器、CAN驱动器的区别是什么?

    CAN总线结构中,CAN控制器、CAN收发器和CAN驱动器是个不同的组件,各自具有特定的功能和作用。
    的头像 发表于 01-30 09:44 3841次阅读
    <b class='flag-5'>CAN</b>控制器、<b class='flag-5'>CAN</b>收发器、<b class='flag-5'>CAN</b>驱动器的区别是什么?

    CAN总线的发展历程 CAN XL总线的典型应用

    CiA 604-1发布,2021年12月,第三代CAN总线即CAN XL标准CiA 610-1发布,目前CAN
    的头像 发表于 12-21 14:03 2898次阅读
    <b class='flag-5'>CAN</b>总线的发展历程 <b class='flag-5'>CAN</b> <b class='flag-5'>XL</b>总线的典型应用

    恩智浦首席车载网络架构师开讲:CAN SIC与CAN XL芯片如何赋能未来汽车网络?

    ,让车载网络架构的技术升级之路更通畅,恩智浦推出了完整的解决方案。其中,用于提升信号质量的CAN SIC芯片,以及能够将CAN网络的传输速率提升至20Mb的CAN SIC
    的头像 发表于 12-01 09:15 1183次阅读
    恩智浦首席车载网络架构师开讲:<b class='flag-5'>CAN</b> SIC与<b class='flag-5'>CAN</b> <b class='flag-5'>XL</b>芯片如何赋能未来汽车网络?