虹科CAN XL國際研討會圓滿結(jié)束,感謝各位觀眾的熱情參與!虹科攜手多位CAN XL創(chuàng)始成員及行業(yè)領(lǐng)袖,包括來自國際CiA協(xié)會、博世、英飛凌以及恩智浦等,帶來5場精彩紛呈的主題演講,讓我們共同見證了CAN XL技術(shù)的未來趨勢和行業(yè)洞察。
直播中,我們收到了眾多提問,展現(xiàn)了大家對CAN XL技術(shù)濃厚的興趣和對行業(yè)未來的深切關(guān)注。為此,我們整理了這些問題并邀請嘉賓解答,梳理出研討會Q&A完整版(建議收藏后閱讀),為您帶來更深入的理解和洞見。
此外,5場主題演講回顧、中文版PPT資料、精華問答集錦以及獲獎觀眾名單等內(nèi)容,已經(jīng)全部精心打包在上篇文章中(點擊回顧),等待著你的深度探索與回味!
本文字數(shù) | 11900字
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Q1
CAN XL的尋址和仲裁是分開的嗎?原因是什么?
Dr. Arthur(博世):在標準化過程中發(fā)現(xiàn),之前使用CAN FD 29 位標識符或 11 位標識符存在問題。因為人們會將多種不同信息(如優(yōu)先級、源地址、目的地址及其他附加信息)都放入這一個字段,導(dǎo)致該字段變得復(fù)雜且缺乏統(tǒng)一標準,容易造成混亂和不兼容性。
為了提高系統(tǒng)的靈活性,適應(yīng)可能變化的區(qū)域架構(gòu)。通過將尋址和仲裁相關(guān)信息分開設(shè)置字段,例如設(shè)置單獨的幀優(yōu)先級字段(即標識符)用于仲裁,而其他信息(如虛擬 CAN 網(wǎng)絡(luò)標識符、SDU 類型和目標字段等)放在數(shù)據(jù)階段以短位形式發(fā)送,這樣在架構(gòu)變化時,可以方便地更改地址、優(yōu)先級或虛擬 CAN 網(wǎng)絡(luò) ID 等,而不會破壞整個系統(tǒng)的運行。
這種分開設(shè)置的方式使得系統(tǒng)在不同應(yīng)用場景和需求變化下更具適應(yīng)性和可擴展性,能夠更好地滿足現(xiàn)代復(fù)雜的通信需求,提高系統(tǒng)的整體性能和穩(wěn)定性。同時,如果用戶不需要這種靈活性,也可以繼續(xù)使用舊的將所有信息都放在標識符中的方式。
Q2
是否存在一個清晰的使用CAN XL傳輸?shù)膱鼍埃坷纾覀兺ǔJ褂?a target="_blank">以太網(wǎng)來傳輸視頻
Dr. Arthur(博世):在視頻傳輸領(lǐng)域,經(jīng)常選擇使用以太網(wǎng)。但實際上,完全可以同時采用以太網(wǎng)和CAN XL技術(shù)。選擇哪種技術(shù),需要根據(jù)成本以及其他因素來決定哪種更適合特定的應(yīng)用場景。帶 FD 或 SIC 收發(fā)器的 CAN XL 與 CAN FD 的價格持平,但功能更多。
Q3
CAN XL其實相當(dāng)于一個弱化版本的以太網(wǎng)?需要加晶振嗎?
Mr. Zeltwanger & Mr. Zitzmann(CiA):以太網(wǎng)和CAN是兩種完全不同的技術(shù)。汽車以太網(wǎng)旨在實現(xiàn)高速通信,速率從100 Mbit/s到數(shù)Gbit/s不等,這使得它相當(dāng)資源密集。相比之下,CAN是一個為汽車控制目的特別設(shè)計的優(yōu)化資源和價格敏感的通信系統(tǒng),提供了一個簡單而高效的通信方案,使得即使是資源有限的小微控制器也能有效地運作。因此,CAN控制器既堅固又低成本。當(dāng)打算使用20 MHz時,推薦使用160 MHz的節(jié)點時鐘頻率(見ISO 11898-1:2024,7.3.2)。
為了彌合汽車以太網(wǎng)和CAN之間的差距,雙方都進行了發(fā)展。汽車以太網(wǎng)已經(jīng)縮減到10 Mbit/s(10BASE-T1S)。CAN已經(jīng)擴展到支持高達10 Mbit/s(CAN XL),并且有可能在實地總線拓撲中達到20 Mbit/s。要使用CAN XL,你只需要一個CAN XL控制器,以及理想情況下一個CAN SIC XL收發(fā)器。有關(guān)可用的CAN XL控制器列表,請參考CiA網(wǎng)站:https://old.can-cia.org/canxl
Dr. Arthur(博世):CAN XL需要一個精度為±0.2%或更好的時鐘。具體的推薦值將在CiA612-1標準中給出(即將發(fā)布)。
Q4
單路通信上,極限的通信周期是多少?
Mr. Zeltwanger & Mr. Zitzmann(CiA):取決于您指的“通信周期”和“單通道”是什么。如果“通信周期”指的是總線負載,而“單通道”指的是1對n通信,那么節(jié)點1擁有整個CAN XL總線的全部負載。這意味著數(shù)據(jù)吞吐量完全取決于節(jié)點1的通信需求以及在仲裁和數(shù)據(jù)階段使用的比特率。
Q5
CAN XL的單路掛載節(jié)點是多少?
Mr. Zeltwanger & Mr. Zitzmann(CiA):對基于CAN的系統(tǒng)來說,“單點連接節(jié)點”聽起來不尋常,因為它們遵循總線拓撲結(jié)構(gòu)。在CAN網(wǎng)絡(luò)中,所有設(shè)備(節(jié)點)都物理連接到同一條共享的通信線路上。這種設(shè)計比其他系統(tǒng)減少了布線復(fù)雜性,并且消除了在以太網(wǎng)或星型拓撲網(wǎng)絡(luò)中通常需要的中央組件,如交換機或橋接器的需求。CAN的總線拓撲允許每個節(jié)點在不需要額外基礎(chǔ)設(shè)施的情況下與同一線路上的任何其他節(jié)點通信。
Q6
上限速率20Mbit/s的技術(shù)方案如何兼容百兆千兆帶寬以太網(wǎng)?
Mr. Hell(英飛凌):上限速率 20Mbit/s 的技術(shù)與百兆千兆帶寬以太網(wǎng)因技術(shù)原理、架構(gòu)等方面的巨大差異而無法直接兼容,兩者在通信方式、物理層特性和成本等方面都存在顯著不同,不存在簡單的兼容方式,若要協(xié)同工作可能需要復(fù)雜的額外技術(shù)手段。
Q7
CAN XL對于時鐘的要求有什么要求嗎?
Mr. Zeltwanger & Mr. Zitzmann(CiA):是的。CAN時鐘、位時序和(重新)同步的要求在ISO 11898-1:2024標準中有規(guī)定。節(jié)點時鐘頻率應(yīng)該是160 MHz(見ISO 11898-1:2024,7.3.2節(jié))。
Dr. Arthur(博世):是的,它有這個要求。160 MHz,最大公差為±0.2%。更多細節(jié)請參見CiA612-1標準。
Q8
CAN XL汽車微處理器章節(jié)提到了多個不同的CAN XL控制器與收發(fā)器芯片制造商,那么在性能上以及價格上哪個性價比更優(yōu),各有什么優(yōu)劣勢?
Mr. Zeltwanger & Mr. Zitzmann(CiA):由于其大多數(shù)是CiA成員,CiA保持中立,僅報告這些組件的可用性或宣布情況。我們不比較這些組件,也不對價格和質(zhì)量發(fā)表任何意見。請直接向制造商咨詢這類信息。感謝您的理解。
Q9
關(guān)于CAN XL收發(fā)器,能否提供一些選擇上的建議?
陳皓(虹科):第三場演講“CAN XL物理層”中詳細介紹了收發(fā)器的選擇和使用(獲取資料),有助于了解如何選擇最適合您需求的CAN XL收發(fā)器。
Q10
CAN XL相比車載以太網(wǎng),在車載領(lǐng)域,哪一項未來更有市場
Mr. Zeltwanger & Mr. Zitzmann(CiA):未來不是我們能預(yù)見的。然而,我們相信這在很大程度上取決于你用ECU(電子控制單元)所針對的市場。總的來說,CAN XL是在魯棒性、可靠性、設(shè)計靈活性和低能耗至關(guān)重要的應(yīng)用中的強有力候選者,特別是在惡劣的環(huán)境條件下。CAN XL特別具有未來性,因為它已經(jīng)包含了網(wǎng)絡(luò)安全選項,并且可能使系統(tǒng)設(shè)計者從總線負載管理任務(wù)中解脫出來。此外,它為與云計算和汽車區(qū)域架構(gòu)的集成做好了充分準備,因為許多基于以太網(wǎng)的方法幾乎可以1:1地映射到CAN XL上。
Dr. Arthur(博世):我們將在汽車中看到10BASE-T1S以太網(wǎng)和CAN XL。這取決于使用場景,哪個更便捷、更便宜等。
Q11
CANsec是可選還是必須加上呢?
陳皓(虹科):目前是可選的,正在開發(fā)中。
Q12
CAN XL對以太網(wǎng)的兼容,只是對網(wǎng)絡(luò)層以下的替代?上層PDU當(dāng)成payload給XL?
陳皓(虹科):簡單理解就是把以太網(wǎng)幀打包放在XL里,應(yīng)用層還是各用各的,只是數(shù)據(jù)交互。
Q13
選用了SIC收發(fā)器是否意味著我可用兼容CAN FD,用在CAN FD場合
Dr. Arthur(博世):可以。FD 和 SIC 收發(fā)器完全兼容。
Q14
CAN XL的仲裁和數(shù)據(jù)段使用不同速率傳輸,速率從667kbit/s,切換到20Mbit/s,我們在硬件設(shè)計上需要注意什么?
Mr. Zeltwanger & Mr. Zitzmann(CiA):很重要的一點是你要區(qū)分仲裁段和數(shù)據(jù)段。仲裁段涵蓋了你可能從CAN CC了解到的通信速度,大約從50 kbit/s到1 Mbit/s。這個通信速度在CAN CC中適用于整個幀。在CAN FD中,如果省略了比特率切換,這也適用于整個幀。
否則,在CAN FD和CAN XL中,數(shù)據(jù)段使用一個加速的比特率,這是預(yù)配置的,在網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點都是相同的。數(shù)據(jù)段使用的比特率首先取決于你使用的CAN控制器的位時序寄存器的大小,以及使用的PMA實現(xiàn)(HS, FD, SIC, SIC XL收發(fā)器)。結(jié)合FD收發(fā)器的CAN FD可能允許在實際總線拓撲中大約2 Mbit/s。結(jié)合CAN SIC收發(fā)器的CAN FD可能在數(shù)據(jù)階段運行高達8 Mbit/s。對于XL也是有效的,在所考慮的設(shè)置中。如果你使用CAN XL和CAN SIC XL收發(fā)器一起,CAN XL控制器可能會指示SIC XL收發(fā)器在“快速模式”下運行。只有在這種設(shè)置下,CAN XL才能在數(shù)據(jù)階段達到高達20 Mbit/s。
在任何情況下,仲裁段的比特率限制在高達1Mbit/s。SIC和SIC XL收發(fā)器將仲裁段的比特率限制在大約667 kbit/s;除非你限制你的系統(tǒng)設(shè)計者只使用特定的CAN ID。請注意,CAN FD和CAN XL的比特率不僅由節(jié)點本身決定,還由拓撲、使用的電纜、連接器等決定。CAN FD的設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計建議在CiA的CiA 601文檔系列中提供。對于CAN XL,它們正在準備中的610+文檔系列中。在物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中,你應(yīng)該仔細選擇拓撲。最好的拓撲是非常短的stub的總線。此外,你應(yīng)該避免網(wǎng)絡(luò)組件導(dǎo)致傳輸信號的不對稱。選擇不匹配100歐姆標稱阻抗的電氣網(wǎng)絡(luò)組件是至關(guān)重要的。
Dr. Arthur(博世):速率切換由CAN協(xié)議處理。這意味著它已經(jīng)解決了。硬件設(shè)計者需要遵循一些指導(dǎo)方針以支持高達20 Mbit/s:見CiA612-2(即將發(fā)布)。
Q15
當(dāng)前很多工程師沒有使用CAN XL經(jīng)驗,可能調(diào)通通信對于有官方支持情況下比較容易實現(xiàn),但遇到問題需要分析時,傳統(tǒng)的CAN經(jīng)驗還能用嗎?
Mr. Zeltwanger & Mr. Zitzmann(CiA):是的,CAN CC 的經(jīng)驗仍然非常有用。CAN CC 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的許多規(guī)則在 CAN XL 中仍然有效。原因在于 CAN XL 是由 CAN CC “封裝 ”的。CAN XL 以 CAN CC 框架開始和結(jié)束。如果您已經(jīng)有了使用 CAN FD 的經(jīng)驗,那么網(wǎng)絡(luò)設(shè)計就會變得更加簡單。如果使用 CAN SIC 收發(fā)器,CAN FD 和 CAN XL 在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方面非常相似。如果使用 CAN SIC XL 收發(fā)器,0/1 位狀態(tài)都由收發(fā)器主動驅(qū)動,因此線路上不會有太多反射問題,從而使網(wǎng)絡(luò)設(shè)計更加容易。CiA 在 CiA 601 系列文件中提供了 CAN FD 的設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計建議。對于 CAN XL,正在編制 610+ 系列文件。
Dr. Arthur(博世):是的,傳統(tǒng)的 CAN 經(jīng)驗仍然可以使用。新 SIC XL 收發(fā)器有一些新操作。
Q16
從CAN 進入到CAN XL轉(zhuǎn)變過程中,對于傳統(tǒng)CAN上的經(jīng)驗還適用XL嗎?
Dr. Arthur(博世):是的,仍然適用。
Q17
支持CAN XL的產(chǎn)品出來了嗎?
Mr. Zeltwanger & Mr. Zitzmann(CiA):有CAN XL IP核、CAN SIC XL收發(fā)器、內(nèi)置CAN XL協(xié)議控制器的微控制器以及評估板。此外,也有很多可用的工具。許多與CAN XL相關(guān)的解決方案正在開發(fā)中。
Q18
CAN XL組網(wǎng)測試中,根據(jù)測試波形,除了總線長度跟仲裁速度,還有哪些較為重要的影響因素呢?
Mr. Hell(英飛凌):
■ 總線波形與節(jié)點數(shù)量關(guān)系:在CAN XL組網(wǎng)測試中,總線波形會受到節(jié)點數(shù)量的影響。隨著總線上節(jié)點數(shù)量的增加,波形會發(fā)生變化,這表明節(jié)點數(shù)量是一個重要的影響因素。更多的節(jié)點意味著更復(fù)雜的通信環(huán)境,可能導(dǎo)致信號干擾、延遲等問題,從而影響總線的性能和穩(wěn)定性。
■線纜質(zhì)量的重要性:線纜質(zhì)量對測試結(jié)果至關(guān)重要。高質(zhì)量的線纜能夠更好地傳輸信號,減少信號衰減、失真等問題,有助于維持穩(wěn)定的通信。相反,低質(zhì)量的線纜可能會引入噪聲、干擾信號傳輸,進而影響整個CAN XL網(wǎng)絡(luò)的性能,因此在組網(wǎng)測試中需要重視線纜質(zhì)量。
■終端電阻匹配問題:終端電阻的匹配在CAN XL組網(wǎng)中非常關(guān)鍵。最初,OEM發(fā)現(xiàn)汽車布線中使用的是100歐姆阻抗的線纜,而不是之前的120歐姆阻抗,因此在CAN XL中進行了調(diào)整,推薦使用100歐姆的終端電阻,以實現(xiàn)更好的阻抗匹配。合適的終端電阻匹配有助于減少信號反射,提高信號質(zhì)量,確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性和穩(wěn)定性。如果終端電阻不匹配,可能會導(dǎo)致信號反射、干擾等問題,影響網(wǎng)絡(luò)性能。
Q19
地址字段(AF)主要是什么功能?
陳皓(虹科):AF字段用于尋址,另外在映射以太網(wǎng)幀時還可以確定目的地址。
Dr. Arthur(博世):它可以包含 CAN FD 中使用的 29 位標識符。但它也可以包含源地址和目的地址。
Q20
CAN XL報文怎么包含以太網(wǎng)幀?
陳皓(虹科):CAN XL中字段SDT為服務(wù)數(shù)據(jù)單元類型,可以調(diào)整其具體的值以適應(yīng)CAN、CAN FD通信或者以太網(wǎng)通信,一個典型的值,當(dāng)SDT為0x05的時候,CAN XL的幀結(jié)構(gòu)就可以和以太網(wǎng)幀實現(xiàn)良好的映射關(guān)系了。
Q21
電動汽車中如何選擇CAN XL和以太網(wǎng)技術(shù)?
陳皓(虹科):兩種技術(shù)應(yīng)該是共存的,主要考慮數(shù)據(jù)量、網(wǎng)絡(luò)拓撲、成本等,自動駕駛、大數(shù)據(jù)量傳感器相關(guān)的以太網(wǎng)更合適。車身控制肯定是CAN XL更適合。對于成本的把控應(yīng)該根據(jù)具體應(yīng)用討論,兩種技術(shù)沒有誰更好。
Q22
CAN XL數(shù)據(jù)幀E2E校驗的算法目前對應(yīng)有更新嗎,數(shù)據(jù)段長度達到2048?
Dr. Arthur(博世):是的,接收節(jié)點的幀檢查會分析每一位。CAN XL 幀的 CRC 為 32 位,因此功能足夠強大。
Q23
AF的CAN SIC和CAN XL被限制在667kbps,但現(xiàn)在市場上有很多應(yīng)用在使用1Mbps的AF,這部分應(yīng)該怎么理解呢?
Dr. Arthur(博世):FD收發(fā)器在仲裁段可使用1 Mbit/s。SIC收發(fā)器在仲裁段的速度限制在大約700 kbit/s。SIC收發(fā)器在仲裁段可以支持1 Mbit/s,但只能使用有限的一組標識符(大約25%)。CiA 612-3解釋了這些限制(尚未發(fā)布)。
Q24
關(guān)于數(shù)據(jù)段,對于CAN CC和CAN FD,數(shù)據(jù)可以是“零”,但對于CAN XL,最小數(shù)量是“1”,為什么?
Dr. Arthur(博世):預(yù)計不需要零數(shù)據(jù)字節(jié)。了不增加數(shù)據(jù)長度字段(DLC)的位數(shù),DLC 選擇為 11 位,DLC=0 表示 1 字節(jié),DLC=2047 表示 2048 字節(jié)。
Q25
CAN XL 有引入新的仲裁機制嗎?
Dr. Arthur(博世):沒有,仲裁機制與 CAN FD 和 CAN CC 相同。
Q26
CAN總線協(xié)議之間的關(guān)系是替代還是兼容?
陳皓(虹科):3代CAN網(wǎng)絡(luò)都是向后兼容的。
Q27
第三代CAN有哪些技術(shù)優(yōu)勢?
Dr. Arthur(博世):CAN XL 比 CAN FD 更靈活。如果使用相同的收發(fā)器,CAN XL 的價格與 CAN FD 持平。此外,CAN XL 在同一根電纜上支持 3 種通信類型:CAN FD、CAN XL 和 CAN XL 以太網(wǎng)。
Q28
混合網(wǎng)絡(luò)中,CAN FD的軟件需要更新嗎?還是可以直接忽略CAN XL報文,不需要做任何更改?
Dr. Arthur(博世):這需要在軟件中檢查。CAN FD節(jié)點有一個軟件配置位,用于選擇以下兩種行為之一。這個位在博世M_CAN模塊中被稱為PXHD(協(xié)議異常處理禁用)。
1、忽略CAN XL幀(與CAN XL兼容)。在博世M_CAN中,這是默認配置。
2、 破壞CAN XL幀。
Q29
相對于CAN XL而言,10Base-T1S在市場上已經(jīng)有了很多不同類型的產(chǎn)品,而CAN XL目前市場上可供選擇的產(chǎn)品相對較少,那么CAN XL究竟有哪些特性、因素可以讓它后來居上呢?
Dr. Arthur(博世):CAN XL的標準化進程起步較晚,這導(dǎo)致了它在市場上的產(chǎn)品推出相對滯后1-2年。然而,CAN XL在數(shù)據(jù)吞吐量、通信效率和網(wǎng)絡(luò)集成方面的優(yōu)勢,以及其對現(xiàn)有CAN協(xié)議的兼容性,可能會使其在汽車和工業(yè)通信領(lǐng)域獲得更廣泛的應(yīng)用。
Q30
CAN XL網(wǎng)絡(luò)默認兼容CAN FD,而CAN FD網(wǎng)絡(luò)要兼容CAN XL,需要做一些更改嗎?
Dr. Arthur(博世):CAN FD與CAN XL兼容,不過,可以通過軟件配置禁用這種兼容性。
Q31
以太網(wǎng)透傳指的是CAN XL的Payload直接轉(zhuǎn)成以太網(wǎng)報文,不需要幾幀打包?
Dr. Arthur(博世):整個以太網(wǎng)MAC幀被復(fù)制到CAN XL的數(shù)據(jù)字段中,并通過CAN總線傳輸。接收方只需要移除CAN XL頭部就可以提取出以太網(wǎng)MAC幀。
Q32
在數(shù)據(jù)場進行位填充是固定的嗎?機制是啥?
Dr. Arthur(博世):CAN XL 在數(shù)據(jù)字段中使用固定的填充位。這意味著我們總是在 10 個用戶位之后添加一個填充位。
Q33
電動汽車中應(yīng)該如何選擇CAN XL和以太網(wǎng)技術(shù)?
Dr. Arthur(博世):我們將在汽車上同時看到 10BASE-T1S 以太網(wǎng)和 CAN XL。至于哪一種更便捷、更便宜等,這取決于使用情況。
Q34
怎樣避免因CAN XL數(shù)據(jù)傳輸電壓降低,引起的CAN FD節(jié)點認為總線處于ldle的狀態(tài)?
Dr. Arthur(博世):CAN XL 和 CAN FD 與 SIC 和 FD 收發(fā)器的兼容速度最高只能達到 8 Mbit/s。要實現(xiàn) 8 Mbit/s 以上的互操作性,需要特殊解決方案,屏蔽 FD 節(jié)點,使其不會干擾 XL 通信。
Q35
CAN XL實現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換需要網(wǎng)關(guān)嗎?
Dr. Arthur(博世):協(xié)議轉(zhuǎn)換總是需要網(wǎng)關(guān)。從 FD 到 XL 的轉(zhuǎn)換不需要,因為它們是兼容的。從以太網(wǎng)到 XL 的轉(zhuǎn)換需要,但非常簡單,只需添加 CAN XL 頭,以太網(wǎng) MAC 幀無需更改。
Q36
CAN XL的未來趨勢和具體應(yīng)用案例?
Dr. Arthur(博世):所有高達20 Mbit/s的使用場景都可能是CAN XL的使用場景。未來最有趣的可能包括:固件升級(Flashing)、雷達(Radar)等。
Mr. Haare(恩智浦):典型用例包括對延遲要求高、需要長電纜或多節(jié)點的應(yīng)用。
Q37
CAN XL controller +CAN SIC的方案如何實現(xiàn)變速500K To 8M?
Dr. Arthur(博世):沒錯。如果是 SIC 收發(fā)器,則只需切換比特率(如 CAN FD)。如果是 SIC XL 收發(fā)器,則收發(fā)器會從 SIC 模式切換到 FAST 模式。
Q38
CAN XL可以傳輸類似以太網(wǎng)幀大小的數(shù)據(jù)么?
陳皓(虹科):可以的,有以太網(wǎng)隧道,可以直接負載以太網(wǎng)報文,payload也可以完全cover。
Q39
CAN XL有效負載長度是多少?
陳皓(虹科):1 至 2048 字節(jié),以 1 字節(jié)為單位。
Q40
CAN XL目前應(yīng)用在什么車型?
Mr. Haare(恩智浦):CAN XL 還沒有應(yīng)用于任何車型。原始設(shè)備制造商正處于技術(shù)評估階段,目前已進入車輛級電磁兼容性(EMC)確認階段,并取得了非常可喜的成果。
Q41
關(guān)于ECU硬件場景,如果要組建CAN FD和CAN XL混合網(wǎng)絡(luò),有沒有推薦的節(jié)點數(shù),參數(shù)設(shè)置,或者其他更具體的信息?
Mr. Haare(恩智浦):混合使用 CAN FD 和 CAN XL 意味著您需要在 CAN SIC 模式下啟用 CAN 錯誤管理,這就將您的 CAN FD / CAN XL 操作限制在 8Mbps 范圍內(nèi)。您可以使用不同于 CAN XL 流量的比特率運行 CAN FD。唯一的限制是仲裁速率,所有節(jié)點都必須以相同的速度運行。
節(jié)點數(shù)量取決于所使用的拓撲結(jié)構(gòu),您需要在電纜線束復(fù)雜性、數(shù)據(jù)速度和節(jié)點數(shù)量之間取得平衡。
Q42
CAN XL可以向下兼容CAN FD和CAN?電平有辦法兼容嗎?超過了10M是不是就要推挽?還能用開漏嗎?
Mr. Haare(恩智浦):從協(xié)議角度看是完全兼容的。使用 CAN SIC 模式時,速度最高可達 8Mbps。如果要超過 8Mbps,則需要使用推挽式驅(qū)動器的 CAN SIC XL 收發(fā)器,由于 CAN FD 需要 CAN 錯誤管理,因此無法再支持 CAN FD。CAN XL 在快速模式下不能使用漏極開路。
Q43
CAN XL對比10BASE-T1S的優(yōu)勢是什么?
陳皓(虹科):最后一場主題演講中進行了詳細介紹,主要在成本、效率、魯棒性方面會有優(yōu)勢(點擊回顧)。
Q44
CAN XL的仲裁在2.5V振,數(shù)據(jù)跳下來到0V振?
Mr. Haare(恩智浦):這就是 CAN SIC XL 收發(fā)器的工作原理:在 CAN FD 電壓電平(0V. ~2V)下進行仲裁,并在快速階段切換到新的電壓方案(-1V ... +1V) Vdiff。
Q45
高速CAN FD和CAN XL是否還有必要考慮故障容錯的設(shè)計或故障診斷功能?
Mr. Haare(恩智浦):由于 CAN / CAN FD 的數(shù)據(jù)完整性概念被證明是薄弱的,因此 CAN XL 跳過了快速模式下的所有錯誤管理功能(“點火即忘 ”概念)。
Q46
CAN XL的發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點切入FAST的時候都需要發(fā)PWM編碼,這兩個編碼無法對齊,出現(xiàn)偏差的時候影響大嗎?
Mr. Haare(恩智浦):
■ PWM編碼發(fā)送與接收機制:在CAN XL網(wǎng)絡(luò)中,所有節(jié)點(包括發(fā)送器和接收器)在切換到快速(FAST)模式時都需要發(fā)送PWM符號。接收節(jié)點會檢測到這個特殊的PWM符號(例如典型的從700毫伏到0伏的變化),并依據(jù)此信號切換接收模式,停止發(fā)送操作,從而正確接收幀。這表明PWM編碼在節(jié)點模式切換和通信同步過程中起著關(guān)鍵作用。
■編碼未對齊影響分析:雖然發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點的PWM編碼可能無法對齊,但實際上這種偏差對通信影響不大。因為在PWM符號的功能方面,接收器主要關(guān)注的是切換到快速模式的指令,而不是編碼的精確對齊。所以即使存在一定偏差,系統(tǒng)也能夠正常工作,不會對發(fā)送方產(chǎn)生負面影響,整個工作方式在規(guī)范中有明確規(guī)定,保證了系統(tǒng)的穩(wěn)健性。例如,可以通過訂購評估板進行實際測試來驗證這一點,從實際測試結(jié)果來看,系統(tǒng)可以正常運行,不受編碼未對齊的顯著影響。
Dr. Arthur(博世):我認為問題在于,如果發(fā)送端和接收端都具有PWM信號且它們沒有對齊怎么辦。好消息是只有一個發(fā)送端存在,而接收端發(fā)送的PWM符號其實并沒有任何實際意義,因此不需要對齊。因此,發(fā)送端和接收端之間的偏差完全不影響。當(dāng)我們看PWM符號時,接收端只是對其接收器發(fā)出信號,讓其切換到FAST模式,一直切換到FAST模式,而不包含其他信息。所以無需進行任何對齊。這種設(shè)計非常穩(wěn)健。您可以直接訂購評估板并親自查看效果。
Q47
低速容錯CAN未來是否有用,ISO11898-3是否還有可能更新?
Mr. Zeltwanger & Mr. Zitzmann(CiA):在 CAN XL 技術(shù)背景下,低速容錯 CAN 在未來的實用性較低,應(yīng)優(yōu)先考慮更適合 CAN XL 的技術(shù)選項。ISO 11898 - 3 雖然目前沒有更新計劃,但由于舊網(wǎng)絡(luò)的存在仍被部分支持,整體更新可能性不大,已逐漸成為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
Q48
3.3V收發(fā)器規(guī)范的制定進度,單端電壓和隱形電壓有什么變化?
Mr. Haare(恩智浦):
■ 3V收發(fā)器規(guī)范進展情況:目前有供應(yīng)商在研究3V收發(fā)器的實現(xiàn)方式,但在實際應(yīng)用中面臨諸多挑戰(zhàn)。NXP公司認為3V CAN在EMC(電磁兼容性)方面存在很大問題,難以實現(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通信,這導(dǎo)致引入3V CAN的供應(yīng)商不得不將數(shù)據(jù)速度降低到最大每秒1兆比特。因此,3V收發(fā)器規(guī)范的制定雖然有一定進展,但還面臨技術(shù)難題需要克服。
■單端電壓和隱形電壓變化:對于單端電壓,3V CAN的應(yīng)用會導(dǎo)致非對稱數(shù)據(jù)通信,這使得其在EMC方面面臨巨大挑戰(zhàn),為了應(yīng)對這些問題,可能需要在電路設(shè)計或其他方面進行調(diào)整,但文中未詳細提及具體的變化措施。關(guān)于隱形電壓,強調(diào)了3V CAN在整體通信方面的問題,如易受外部干擾等,這些問題可能與隱形電壓相關(guān)的特性變化有關(guān),但缺乏明確闡述。
總體而言,3V收發(fā)器在電壓相關(guān)方面的變化主要體現(xiàn)在面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)對其通信性能的影響,而具體的電壓參數(shù)變化未得到詳細說明。
Q49
怎么評估收發(fā)器的SIC功能,SIC的阻抗(typ 50)是否需要必須進行認證測試?
Mr. Zeltwanger & Mr. Zitzmann(CiA):
■ 測試與標準:SIC阻抗在特定階段(excessive phase)是標準化的,并會在一致性測試中進行檢測。你會看到一個完全獨立于供應(yīng)商的測試機構(gòu)。我們對設(shè)備的測試是獨立的,與供應(yīng)商無關(guān),你可以真正相信這些功能都被包含在內(nèi),并且可以看到結(jié)果。而且在數(shù)據(jù)表中,比如ISO標準中,尤其是SIC阻抗參數(shù)被明確列出,供應(yīng)商也必須對此作出保證。
■文檔修訂與完善:目前ISO 11898標準文檔在物理層規(guī)范方面存在問題,如編輯框內(nèi)容(圖中注釋和表格等)不一致。相關(guān)組織正在努力修正,預(yù)計明年上半年發(fā)布更新版本(可能稱為11898 - 2修訂版2025),屆時可能會對SIC功能評估和阻抗測試有更清晰準確描述。
Q50
CAN總線技術(shù)深不可測呀,當(dāng)前CAN XL是這種通訊技術(shù)的極限了嗎?
Dr. Arthur(博世):
■當(dāng)前技術(shù)狀態(tài)判斷:從目前的技術(shù)狀況來看,CAN XL在物理層和協(xié)議方面已經(jīng)具備現(xiàn)代協(xié)議所需的要素。例如,在物理層方面,CAN XL在高速拓撲結(jié)構(gòu)方面已經(jīng)達到一定的技術(shù)水準,其脈沖特性(如49秒脈沖,相當(dāng)于25兆比特)在當(dāng)前的技術(shù)架構(gòu)下具有一定的優(yōu)勢。
■未來發(fā)展意向闡述:短期內(nèi)沒有進一步發(fā)展的意向。從技術(shù)發(fā)展趨勢分析,更高速度(如100兆比特及以上)的需求需要采用點對點解決方案,這與CAN XL的總線拓撲結(jié)構(gòu)完全不同,意味著要實現(xiàn)更高速度需要進行重大的技術(shù)變革,成本也會顯著增加。目前在汽車領(lǐng)域,1000兆比特技術(shù)正在興起,但100兆比特技術(shù)與CAN XL相比,在物理層概念(如點對點、全雙工等)和成本等方面存在很大差異。
至少在當(dāng)前,CAN XL被認為是一個較為完善的技術(shù)方案,能夠滿足當(dāng)前大多數(shù)應(yīng)用場景的需求。雖然未來如果有新的需求出現(xiàn),技術(shù)可能會有所演進,但從目前的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢判斷,短期內(nèi)沒有計劃開發(fā)超越CAN XL的新技術(shù)。
Q51
CAN XL采樣點配置的范圍和CAN FD有差異嗎?
Mr. Haare(恩智浦):只要您使用CAN SIC收發(fā)器運行CAN XL,就不會有任何變化。但是,當(dāng)您使用CAN SIC XL收發(fā)器以快速模式運行時,由于推挽概念使得位轉(zhuǎn)換完全對稱,因此采樣點會簡單地被放置在位時間的大約50%處。
Q52
CAN FD升級到CAN XL,對線束有特殊要求嗎?使用原本CAN FD/CAN的線束就可以嗎?
陳皓(虹科):3代CAN網(wǎng)絡(luò)的Pin腳完全,會在收發(fā)器的選擇上有所不同。
Dr. Arthur(博世):線束(電纜)取決于所使用的收發(fā)器。對于 CAN HS、FD、SIC 收發(fā)器,需要使用阻抗為 120 歐姆的電纜。對于 CAN SIC XL 收發(fā)器,最好使用阻抗為 100 歐姆的電纜(但也可使用阻抗為 120 歐姆的電纜)。
Q53
CAN XL的ISO規(guī)范今年才發(fā)布,CiA有什么推廣計劃嗎?如何讓大家像用CAN FD或CAN CC那樣,大規(guī)模應(yīng)用CAN XL?
Mr. Zeltwanger & Mr. Zitzmann(CiA):
■CiA的推廣計劃:CiA作為負責(zé)發(fā)布CAN XL相關(guān)ISO規(guī)范文檔的組織,計劃通過多種方式推廣CAN XL。首先,致力于解決當(dāng)前規(guī)范中存在的問題,通過修正和完善文檔內(nèi)容,使規(guī)范更加清晰、準確,便于用戶理解和應(yīng)用。發(fā)布一系列使用指南類的文檔,為用戶提供詳細的操作指導(dǎo)和應(yīng)用案例,幫助用戶更好地理解CAN XL的功能和優(yōu)勢,以及如何將其應(yīng)用到實際項目中。目前已經(jīng)有部分文檔可供下載,例如可以從CiA網(wǎng)站免費下載一份描述ISO 11898 2025版本將修復(fù)問題的文檔,未來還將繼續(xù)開發(fā)更多相關(guān)文檔,以支持CAN XL在不同領(lǐng)域的應(yīng)用,特別是幫助用戶從CAN FD過渡到CAN XL。
■吸引用戶應(yīng)用的措施:鼓勵中國社區(qū)及全球各地的成員積極參與CAN XL相關(guān)工作。一方面,邀請用戶貢獻自己的經(jīng)驗,通過分享實際應(yīng)用中的案例、問題和解決方案,豐富CAN XL的應(yīng)用場景和技術(shù)知識庫。另一方面,呼吁用戶加入工作組,共同參與標準的制定和完善工作,使CAN XL技術(shù)更貼合實際需求,提高用戶對該技術(shù)的認同感和參與度,從而促進CAN XL的大規(guī)模應(yīng)用。
Q54
請問CAN XL的真實應(yīng)用場景,市場前景如何,作為MCU廠商當(dāng)前引入CAN XL會有什么風(fēng)險?
Mr. Haare(恩智浦):實際應(yīng)用場景主要出現(xiàn)在對時間/延遲要求嚴格的應(yīng)用中,以及對數(shù)據(jù)吞吐量要求極高的應(yīng)用中,如雷達、傳感器等。此外,CAN XL 還支持更多節(jié)點,可將多個小分支合并為一個較大的 CAN XL 分支。CAN XL 還支持更長的導(dǎo)線,從而支持在車輛中具有廣泛物理功能分布的使用案例,例如,雷達被安裝在車輛的每個角落。最后一個用例可能是通過 CAN XL 傳輸 IP 幀,從而受益于 CAN XL 相對于 10Base-T1S 的拓撲自由度。
在 MCU 中引入 CAN XL 將使 CAN XL 生態(tài)系統(tǒng)得以實現(xiàn),從而推動未來 CAN XL 市場的發(fā)展。
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