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CANXL和CANFD數(shù)據(jù)鏈路層的主要區(qū)別

2022-01-16 16:23:06·  來(lái)源：汽車(chē)ECU開(kāi)發(fā)  
　
首先介紹一下什么是CAN XL? CAN XL是一種高度可擴(kuò)展的通信技術(shù)，涉及比特率和數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度。物理層仍在開(kāi)發(fā)中。目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高達(dá)10+ Mbit / s的比特率。CAN XL針

首先介紹一下什么是CAN XL?
CAN XL是一種高度可擴(kuò)展的通信技術(shù)，涉及比特率和數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度。物理層仍在開(kāi)發(fā)中。目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高達(dá)10+ Mbit / s的比特率。CAN XL針對(duì)面向區(qū)域的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。該方法以最優(yōu)的長(zhǎng)度滿(mǎn)足未來(lái)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的要求。汽車(chē)工業(yè)試圖減少布線(xiàn)，以最小化重量，或者換句話(huà)說(shuō)，是限制能耗。它的幾個(gè)核心期望特性如下： 有效負(fù)載長(zhǎng)度：與以太網(wǎng)幀長(zhǎng)度一樣； 可靠性：等于或者優(yōu)于CAN，CAN FD和10Mbit/s以太網(wǎng)的穩(wěn)定性； 魯棒性：與CAN FD一樣好，甚至要優(yōu)于10Mbit/s以太網(wǎng)； 波特率：在數(shù)據(jù)段的傳輸速率最大可達(dá)10Mbit/s； 兼容性：向后兼容CAN FD。CAN XL是對(duì)CAN和CAN FD的進(jìn)一步擴(kuò)展，并且在很大程度上遵循相同的運(yùn)行原理。CAN報(bào)文分為仲裁場(chǎng)和數(shù)據(jù)場(chǎng)。盡管CAN XL在仲裁場(chǎng)使用500kbit/s至1Mbit/s的低速率，但數(shù)據(jù)場(chǎng)的傳輸速率卻可提升至2Mbit/s至10Mbit/s。相對(duì)于CAN FD的可選速率切換功能，CAN XL強(qiáng)制執(zhí)行速率切換。
今天進(jìn)一步描述CAN XL和CAN FD數(shù)據(jù)鏈路層的區(qū)別。
CAN-XL目前的發(fā)展?fàn)顟B(tài)
CAN XL當(dāng)前規(guī)范基本最終確定。CiA 610-1 CAN XL協(xié)議規(guī)范已由工作小組完成并進(jìn)行最后的CiA內(nèi)部審核，不久將作為規(guī)范建議草案發(fā)布在會(huì)員范圍內(nèi)。
同時(shí)，CAN XL規(guī)范會(huì)提交到ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，將添加在新版的ISO 11898-1標(biāo)準(zhǔn)中，但確切的發(fā)布時(shí)間依舊未知。而在7月初CiA 協(xié)會(huì)舉行了第一次 CAN XL Plugfest —可兼容性測(cè)試，主要測(cè)試與傳統(tǒng)的CAN、 CAN FD在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的兼容性。
博世、Fraunhofer IPMS、英飛凌、Vector 和 Rohde&Schwarz 的設(shè)備參與了此次測(cè)試，其中測(cè)試了他們首次研發(fā)的CAN XL IP核和收發(fā)器應(yīng)用。
CAN-XL協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層
和經(jīng)典CAN和CAN FD一樣CAN XL也分為物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。
CAN XL在數(shù)據(jù)鏈路層已經(jīng)決定的是數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度最大為2048字節(jié)和11位優(yōu)先級(jí)字段，而CAN FD 最大的數(shù)據(jù)場(chǎng)長(zhǎng)度為64字節(jié)。CAN XL是對(duì)CAN和CAN FD的進(jìn)一步擴(kuò)展，并且在很大程度上遵循相同的運(yùn)行原理。
CAN報(bào)文分為仲裁場(chǎng)和數(shù)據(jù)場(chǎng)。通信速率CAN FD在仲裁場(chǎng)的通信速率和傳統(tǒng)的CAN一致，但是在數(shù)據(jù)場(chǎng)CAN FD的通信速率理論上達(dá)到了2Mbit/s至10Mbit/s，目前的具體應(yīng)用上各大廠(chǎng)商最多達(dá)到8Mbit/s。
盡管CAN XL在仲裁場(chǎng)使用500kbit/s至1Mbit/s的低速率，但數(shù)據(jù)場(chǎng)的傳輸速率卻可提升至2Mbit/s至10Mbit/s或者更高的10+Mbit/s。相對(duì)于CAN FD的可選速率切換功能，CAN XL強(qiáng)制執(zhí)行速率切換。
協(xié)議格式
協(xié)議格式：

在幀格式上CAN XL與CAN FD的區(qū)別：
與CAN FD相比，CAN XL增加了位的數(shù)量主要是在幀頭幀尾和CRC校驗(yàn)位。CRC校驗(yàn)位的增加主要是為了確定增加數(shù)據(jù)域和其他位的傳輸是否正確。

幀頭：

我們可以看到：
1、SOF和11位的ID一致;
2、RTR一致:所以CAN FD 和 CAN XL都不支持遠(yuǎn)程請(qǐng)求；
3、CAN XL不支持IDE標(biāo)識(shí)符擴(kuò)展（29位CAN ID），該位始終處于顯性；
4、FDF位指示CAN FD，CAN XL 在FDF位多出了XLF位用以決定CAN XL；
5、RES位一致始終處于顯性，CAN FD隱性BRS位（波特率切換）會(huì)提升傳輸速率；
6、CAN FD中ESI位通常處于顯性，但處于被動(dòng)錯(cuò)誤時(shí)會(huì)變?yōu)殡[性；
7、相對(duì)于CAN FD,CAN XL中多出了resXL、 AL1、DH1、DL1和 Payload 8-bi主要用于將來(lái)的擴(kuò)展、新的波特率切換序列，同數(shù)據(jù)包的預(yù)定義等;
8、CAN XL中DLC是一個(gè)11位整數(shù)，其中數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)是該整數(shù)加1;
9、CAN XL中Header-CRC用于保證DLC正確;
幀尾：
相較于幀頭，幀尾變化較少。對(duì)于相同的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，CAN XL中較長(zhǎng)的報(bào)頭和數(shù)據(jù)需要較長(zhǎng)的CRC來(lái)校驗(yàn)；CAN XL包含用于波特率切換位，確保向前的兼容性；CAN XL CRC之后是波特率的切換模式，而不是CRC定界符；為了確保重新同步到未來(lái)格式的幀末尾集成格式：將CAN XL中放置NACK添加到舊ACK中。
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