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#CAN XL

導(dǎo)讀

CAN XL網(wǎng)絡(luò)憑借物理層革新，在汽車電子和工業(yè)通信中占據(jù)重要地位。在上篇中，我們深入探討了CAN XL網(wǎng)絡(luò)中的物理層革新與優(yōu)勢(shì)（點(diǎn)擊回顧）。本文將繼續(xù)這一話題，重點(diǎn)介紹CAN XL網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用中的組合與兼容性問題，以及如何選擇合適的物理層選項(xiàng)來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。

01****CAN協(xié)議控制器和CAN SIC XL收發(fā)器的組合

CAN SIC XL收發(fā)器可以與CAN協(xié)議的所有變體結(jié)合使用。這在應(yīng)用中提供了很多機(jī)會(huì)。

CAN XL協(xié)議處理器支持CAN協(xié)議的所有變體 ：

l 具有11位和29位標(biāo)識(shí)符的CAN CC

l 具有11位和29位標(biāo)識(shí)符的CAN FD

l 具有11位標(biāo)識(shí)符的CAN FD Light

l 具有11位標(biāo)識(shí)符的CAN XL

CAN SIC XL收發(fā)器具有以下特征：

l SIC模式（如ISO 11898 - 2:2024中規(guī)定的SIC收發(fā)器）

l FAST模式（用于CAN XL數(shù)據(jù)階段的高比特率）。

表1 CAN SIC XL收發(fā)器組合的可能性（來源：英飛凌）

這種靈活性允許CAN SIC XL收發(fā)器和CAN協(xié)議控制器進(jìn)行如表1所示的組合。

02****網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c混合通信的兼容性

進(jìn)一步地，表2詳細(xì)列出了CAN收發(fā)器、CAN FD收發(fā)器和CAN SIC（XL）收發(fā)器與不同CAN協(xié)議版本的組合情況。

這些組合展示了在不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下可能實(shí)現(xiàn)的最大比特率，需要注意的是，實(shí)際比特率可能因網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜凸?jié)點(diǎn)配置而異。特別是在具有兩端終端電阻的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)以及具有非常短分支的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，可以實(shí)現(xiàn)最大可能的比特率。

表2 CAN收發(fā)器類型和CAN協(xié)議版本的組合（來源：英飛凌）

此外，CAN FD協(xié)議和CAN XL協(xié)議允許在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行混合通信。這意味著，如果CAN FD協(xié)議處理器在網(wǎng)絡(luò)中檢測(cè)到一個(gè)CAN XL數(shù)據(jù)幀，它會(huì)在FDF位后停止對(duì)當(dāng)前幀的檢測(cè)，并進(jìn)入重新整合模式，等待直到CAN XL數(shù)據(jù)幀傳輸結(jié)束。值得注意的是，CAN XL控制器能夠同時(shí)支持這兩種幀類型，但為了確保通信的順暢進(jìn)行，CAN FD和CAN XL協(xié)議需要配置相同的仲裁位時(shí)間。

03****優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能的物理層選擇

在物理層方面，存在一個(gè)關(guān)鍵問題：當(dāng)CAN SIC XL收發(fā)器在FAST模式下，其差分總線電平可能會(huì)低于CAN FD和CAN SIC收發(fā)器的接收器閾值。這意味著，從物理層的角度來看，為了確?？煽康幕旌蠀f(xié)議通信，所有節(jié)點(diǎn)必須僅使用CAN FD或SIC模式。此外，網(wǎng)絡(luò)中的最大比特率由具有最低可能比特率的收發(fā)器決定。

例如，如果網(wǎng)絡(luò)中的一些節(jié)點(diǎn)使用高達(dá)8 Mbit/s的比特率作為最大可能比特率的XL收發(fā)器，而其他節(jié)點(diǎn)使用較低比特率的收發(fā)器，那么整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最大比特率將受限于較低比特率的收發(fā)器。為了解決這個(gè)問題，可以通過配置禁用CAN SIC XL收發(fā)器的FAST模式，使其僅在SIC模式下工作，從而確保通信的正常進(jìn)行。

對(duì)于仲裁和數(shù)據(jù)階段，這些配置可以在CAN XL控制器中進(jìn)行設(shè)置。在這樣的網(wǎng)絡(luò)中，CAN SIC收發(fā)器仍然可以使用，而其他節(jié)點(diǎn)則應(yīng)用CAN XL控制器和CAN SIC進(jìn)行CAN FD和CAN XL通信。然而，需要注意的是，最大比特率可能會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而降低，特別是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在反射和振鈴等物理現(xiàn)象時(shí)，這些現(xiàn)象會(huì)顯著降低可實(shí)現(xiàn)的最大比特率。

因此，為了確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最大可能比特率應(yīng)通過CAN FD控制器和CAN FD或CAN SIC收發(fā)器進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證和測(cè)試。

本文分上、下兩篇，共同揭示了CAN XL網(wǎng)絡(luò)中的物理層選擇。上篇文章（點(diǎn)擊回顧）深入CAN XL網(wǎng)絡(luò)中的物理層革新與優(yōu)勢(shì)，揭示其強(qiáng)大潛力和技術(shù)亮點(diǎn)。本篇文章進(jìn)一步拓展，聚焦CAN XL網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用中的組合與兼容性問題，以及如何通過選擇合適的物理層選項(xiàng)來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。兩篇文章的緊密銜接，旨在為您提供CAN XL網(wǎng)絡(luò)的全面理解，助力實(shí)際網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與優(yōu)化。

文章來源：本文基于Magnus Hell（英飛凌汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)首席負(fù)責(zé)人兼CiA技術(shù)總監(jiān)）在第18屆國(guó)際CAN大會(huì)（iCC）及2024年虹科CAN XL國(guó)際研討會(huì)的演講。論文已刊于《第18屆iCC會(huì)議論文集》2024版，由CiA出版。虹科智能互聯(lián)團(tuán)隊(duì)翻譯并分享，旨在與行業(yè)同仁分享前沿技術(shù)成果。

審核編輯 黃宇