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2024-9-26 09:47
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CAN XL是第三代控制器局域网协议,建立在经典CAN和CAN FD网络的基础上,并支持向后兼容。它面向车载网络,使用单个差模总线连接多个控制器和传感器。由于高度的耐用性和对布线需求最小的总线拓扑结构,控制器局域网协议越来越多地进入新的工业应用。 CAN XL支持比其前代产品更高的数据比特率和更长的数据有效载荷,允许高达20Mbit/s的传输速率和高达每帧2048字节的传输速率。为了支持更高的数据传输速率,引入了一种新的CAN SIC XL收发器类型,用于提供高速数据传输所需的快速信号边沿、低振铃和对称性。 CAN XL仍可与混合模式总线上的典型CAN、高速CAN或CAN SIC收发器一起使用,或者如果应用不需要高比特率时也可一起使用。 更高的比特率和数据有效载荷能力使 CAN XL能够弥合CAN FD和汽车以太网100BASE-T1之间的差距。CAN XL支持以太网隧道,旨在集成到TCP/IP网络系统中。 CAN XL的信号构成 CAN XL使用差分两线总线,由CAN高电平(H)和CAN低电平(L)信号组成。 实际信号的电压电平取决于总线拓扑结构和所使用的收发器类型(如:总线是仅由 CAN XL 器件组成,还是将 CAN XL 与经典 CAN 和/或 CAN FD 器件混合使用)。 CAN XL帧由仲裁段、XL数据段和第二个仲裁段组成。 图 1 CAN XL帧结构 在仲裁段,帧位以 “标称”比特率传输,通常高达 500kbit/s。XL 数据段通常以至少几兆比特/秒的更高比特率传输,称为 XL 数据比特率。 有两种逻辑状态:逻辑 0 和逻辑 1。在总线空闲和仲裁段,逻辑 0 由“显性”状态表示,而逻辑 1 由“隐性”状态表示。 当总线未驱动时,会进入隐性状态;当至少有一个节点驱动总线时,会进入显性状态。这提供了一种仲裁机制,允许来自一个节点的显性位覆盖另一个节点传输的隐性位,每个节点在发送时必须主动读取总线状态,如果总线状态与传输的状态不匹配,则立即停止传输。在这种情况下,另一个节点 “赢得”了仲裁。 仲裁只能在仲裁段进行,并且在 CAN XL数据段一次只能有一个节点在总线上传输。 总线在隐性状态下空闲, CAN H和CAN L信号都在2.5V左右。注意其差分电压等于或接近于0。在显性状态下,CAN H被驱动至5V,而CAN L被驱动至0V,从而产生正差分电压。 CAN XL波形测试与串行译码 测试工具:虹科 Pico4425A示波器(EP014) 图 2 CAN总线示波器(EP014) 测得的 CAN XL波形如下图。接下来,我们将在配套的PicoScope 7 Automotive软件中进行串行译码。 图 3 CAN XL波形数据 CAN XL 译码工具包含在虹科PicoScope 7 Automotive软件中。要在 PicoScope 7 Automotive软件中译码 CAN XL 波形,请从【更多】工具菜单里选择并启动【串行译码】话框。如下图 图 4 选择【更多】中的【串行译码】 在软件支持的协议列表里,选择【 CAN XL】,然后点【下一步】: 图 5 选择【 CAN XL】 为 CAN XL数据信号选择相应的输入通道, 例如下图的 A通道。数据源可以是来自CAN XL TXD 的信号、差分总线的CAN H 或 CAN L。 CAN XL译码只需要一个差分通道。但是,如果需要,也可以通过捕获CAN H和CAN L并使用数学通道来计算差分信号电压,并进行译码。数学通道可以用作译码器的数据源。 图 6 配置 CAN XL参数 一旦选择了数据的来源通道,接着根据所测的 CAN XL总线的参数来设置以下选项: ( 1)阈值 一般设置为信号电压水平的中间值为阈值,即 CAN XL的差分电压在0至5V之间变化,我们设置为2.5V的阈值。 ( 2)XL Data Bit Rate (XL数据比特率) XL数据段所使用的波特率 ( 3)FD Data Bit Rate (FD数据比特率) 比特率可切换( BRS=1)的CAN FD数据包,其数据段所用的波特率。 如果总线上没有节点发送 CAN FD数据,这个选项可以被忽略。 ( 4)Nominal Bit Rate (标称比特率) CAN XL数据包仲裁段所使用的波特率。 此设置也适用于总线上可能存在的任何经典 CAN数据包和任何CAN FD数据包的仲裁段。 ( 5)Hing or Low (高或低) 所选择的数据来源是 CAN高还是CAN低信号。 如果是对 CAN TXD进行译码,请选择CAN L ow 配置完所有选项后,单击 【 下一步 】 进入 【 显示 】 选项卡。在 【 显示 】 选项卡中,根据需要配置以下字段: 名称 设置译码器实例名称。 PicoScope 会自动使用默认名称填充此名称,但你可以根据需要进行更新。 图形显示格式。 为原始的数据包选择一种在波形图上显示的数据格式。 表格显示格式 为原始的数据包选择一种在译码器输出表格里显示的数据格式。 表格内容 选择让表格只显示当前缓冲区里的数据,还是显示所有缓冲区里的数据。 时间标尺间解码 如果设置了时间标尺,译码器将仅解码两条时间标尺之间的数据。 图 7 配置显示字段 到此,你可点击上图的 “完成”,完成所有设置,软件即开始译码。 图 8 CAN XL译码结果 如需波形源文件,可点此获取: https://bbs.qichebo.com/forum.php?mod=viewthread&tid=71867&extra=page%3D1&_dsign=7495e943