摘要

CAN XL滿足了現(xiàn)代汽車系統(tǒng)日益增長的帶寬需求。由于現(xiàn)有的CAN協(xié)議易于適配和重復(fù)使用（CAN協(xié)議可能是汽車中應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議），其靈活的數(shù)據(jù)速率和更大的有效載荷為不斷增長的信息流提供了良好的解決方案。然而，該協(xié)議本身給設(shè)計(jì)者帶來了一些挑戰(zhàn)。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為無法通過手動(dòng)計(jì)算預(yù)測，這就迫使設(shè)計(jì)者使用仿真或測量手段來分析網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健設(shè)計(jì)，并研究隨著CAN協(xié)議發(fā)展而變化的關(guān)鍵影響因素。在高速CAN網(wǎng)絡(luò)中，傳播延遲曾是限制因素，但隨著CAN FD和SIC的出現(xiàn)，情況發(fā)生了徹底改變。對于CAN XL，必須檢查新收發(fā)器以及填充規(guī)則、SIC與FAST模式切換等協(xié)議修改帶來的影響。所有這些最終都?xì)w結(jié)為對物理層進(jìn)行驗(yàn)證，以改善信號(hào)質(zhì)量，并確保即使在最壞情況下也能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確無誤的通信。

01# CAN技術(shù)的發(fā)展

20世紀(jì)80年代，控制器局域網(wǎng)（CAN），也就是經(jīng)典CAN（CAN CC），最初是為工業(yè)應(yīng)用開發(fā)的，后來被適配應(yīng)用于汽車行業(yè)。

CAN能夠通過非屏蔽雙絞線傳輸高達(dá)1Mbit/s的比特率。對于經(jīng)典基礎(chǔ)幀格式（CBFF），其有效載荷大小限制為8字節(jié)，標(biāo)識(shí)符為11位。為了實(shí)現(xiàn)高達(dá)1Mbit/s的比特率，開發(fā)了經(jīng)典擴(kuò)展幀格式（CEFF），它允許使用29位標(biāo)識(shí)符。標(biāo)識(shí)符用于優(yōu)先級排序，以區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)類型和尋址。

由于其多功能性、高可靠性、高數(shù)據(jù)速率和靈活的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，CAN已成為汽車領(lǐng)域的主要標(biāo)準(zhǔn)，因此在車輛的許多不同領(lǐng)域都有應(yīng)用。

車輛中可實(shí)現(xiàn)的最大電纜長度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)取決于傳輸速度。在車輛中使用時(shí)，需要對網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性和信號(hào)行為進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑u估和驗(yàn)證。信號(hào)的傳播延遲對于CAN網(wǎng)絡(luò)的研究尤為重要。例如，傳播延遲過長可能導(dǎo)致位采樣錯(cuò)誤，一方面會(huì)使正確的仲裁無法進(jìn)行，另一方面會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤（錯(cuò)誤幀）。這樣的網(wǎng)絡(luò)不適合在車輛中使用，必須根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)整。

靈活數(shù)據(jù)速率控制器局域網(wǎng)（CAN FD）是CAN CC的進(jìn)一步發(fā)展。使用CAN FD，傳輸高達(dá)8Mbit/s的更高比特率成為可能，其有效載荷也顯著增大，最高可達(dá)64字節(jié)。CAN FD標(biāo)準(zhǔn)采用29位標(biāo)識(shí)符。與CAN CC相比，由于傳輸速度更高，根據(jù)所使用的收發(fā)器和傳輸線，CAN FD的電纜長度可能需要縮短。

更高的傳輸速率對CAN FD數(shù)據(jù)階段相關(guān)的采樣時(shí)間范圍帶來了進(jìn)一步限制。網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)鐘容差和信號(hào)不對稱性在此起著尤為重要的作用。如果這些參數(shù)偏差過大，位長的偏移可能導(dǎo)致位采樣錯(cuò)誤，從而造成數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤（錯(cuò)誤幀）。例如，在發(fā)送器（接收器同理）中，隱性到顯性和顯性到隱性斜率之間的信號(hào)不對稱性會(huì)發(fā)生偏移。建議不要將時(shí)鐘容差設(shè)置得過高，否則所有發(fā)送和接收網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間可能會(huì)出現(xiàn)差異。

此外，振鈴等效應(yīng)可能會(huì)在CAN CC和CAN FD網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)。這些效應(yīng)也是由各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜導(dǎo)致的，會(huì)引起信號(hào)傳輸錯(cuò)誤。

為了最大程度地減少這些特殊效應(yīng)，尤其是振鈴，開發(fā)了信號(hào)改進(jìn)能力（SIC）方法。使用這些方法可顯著改善CAN FD網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)行為和魯棒性。通過使用SIC收發(fā)器，這些特殊的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)可以大大降低。在CAN高電平和CAN低電平之間，SIC收發(fā)器在隱性狀態(tài)下的阻抗從高阻值變?yōu)閭鬏斁€的特性阻抗。

02# CAN XL新技術(shù)

CAN XL是CAN的最新一代技術(shù)，它提供高達(dá)20Mbit/s的可配置數(shù)據(jù)比特率和最大2048字節(jié)的大有效載荷。借助合適的物理介質(zhì)附件（PMA）實(shí)現(xiàn)和比特率適配，CAN XL不僅具有可擴(kuò)展性，還具備靈活性，能夠構(gòu)建復(fù)雜的車載網(wǎng)絡(luò)（IVN），如帶有長支線的星形和線性總線。

CAN XL保持了CAN CC和CAN FD的可靠性。它仍然采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突解決（CSMA/CR）的總線訪問方法，從而確保更重要的消息能夠傳輸。對于有效載荷較大的CAN XL幀，新的分片功能有助于減少車載網(wǎng)絡(luò)中的延遲。

然而，與使用29位標(biāo)識(shí)符的CAN FD協(xié)議不同，CAN XL僅支持11位標(biāo)識(shí)符，其中包含幀的優(yōu)先級ID。有關(guān)尋址和數(shù)據(jù)類型的信息現(xiàn)在位于數(shù)據(jù)字段中，不再是標(biāo)識(shí)符的一部分，這帶來了更快、更高效的數(shù)據(jù)速率。CAN XL中另一項(xiàng)改進(jìn)的功能是循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）。CAN CC中的CRC為15位，CAN FD中為17位或21位。而CAN XL的數(shù)據(jù)階段有兩個(gè)CRC字段：13位的前置CRC（PCRC）和32位的幀CRC（FCRC），這使得傳輸?shù)臐h明距離達(dá)到6，保證了傳輸?shù)目煽啃浴?p>CAN XL不僅改進(jìn)了現(xiàn)有功能還引入了新功能，包括：

■ 優(yōu)先級（仲裁字段中）和尋址功能（現(xiàn)在位于控制字段中）分離：這使得在同一總線上運(yùn)行多個(gè)高層協(xié)議/應(yīng)用程序成為可能。

■ 支持虛擬CAN網(wǎng)絡(luò)ID（VCID）：這簡化了幀過濾，增強(qiáng)了安全性。

憑借這些顯著的增強(qiáng)功能和新特性，CAN XL可用于面向服務(wù)的通信（如以太網(wǎng)隧道）以及基于信號(hào)的通信（更快的CAN FD）。這使得CAN XL不僅非常適合在現(xiàn)有電子電氣架構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，也能滿足未來區(qū)域化車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的要求。

上述所有特性改進(jìn)了CAN XL的技術(shù)和應(yīng)用，但這并不影響車載網(wǎng)絡(luò)的驗(yàn)證工作。對設(shè)計(jì)者工作產(chǎn)生影響的第一個(gè)變化是位填充。CAN XL中使用兩種類型的填充位：動(dòng)態(tài)填充位（仲裁階段）和固定填充位（數(shù)據(jù)階段）。

在仲裁階段，每連續(xù)5位后會(huì)添加一個(gè)互補(bǔ)的動(dòng)態(tài)填充位。在數(shù)據(jù)階段，從DL1位開始（包括DL1位）到FCRC字段結(jié)束，每10位插入一個(gè)固定填充位，如圖1所示。因此，連續(xù)位的最大數(shù)量為11位，現(xiàn)有的最壞情況模式必須進(jìn)行調(diào)整。

CAN XL中的仲裁行為與CAN CC和CAN FD中的仲裁行為類似，因此，仲裁階段使用的驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)仍然適用于CAN XL，包括：

■ 考慮仲裁階段位定時(shí)設(shè)置的時(shí)鐘容差。

■ 仲裁場景以及對確認(rèn)位的正確采樣，重點(diǎn)關(guān)注不同節(jié)點(diǎn)之間顯性到隱性邊沿和隱性到顯性邊沿的傳播延遲。

在網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證方面，最大的變化之一是新的操作模式。CAN XL有兩種操作模式：

模式切換關(guān)閉/錯(cuò)誤信號(hào)開啟

由于模式切換是軟件可配置的，當(dāng)模式切換關(guān)閉時(shí)，CAN SIC XL PMA的實(shí)現(xiàn)方式類似于常規(guī)的CAN FD SIC（有效載荷可能更大）。在這種情況下，必須啟用錯(cuò)誤信號(hào)。在這種場景下，CAN XL與CAN CC和CAN FD兼容。此操作模式適用于數(shù)據(jù)階段比特率高達(dá)8Mbit/s的情況。

CAN XL模式對于判斷信號(hào)邊沿的不對稱性至關(guān)重要。當(dāng)收發(fā)器處于SIC模式時(shí)，數(shù)據(jù)階段的驗(yàn)證過程與CAN FD采用相同的標(biāo)準(zhǔn)，包括：

■ 考慮數(shù)據(jù)階段位定時(shí)設(shè)置的時(shí)鐘容差，以確保正確通信。

■ 關(guān)注信號(hào)定時(shí)要求的場景。隱性位和顯性位的信號(hào)對稱性對于確保每位的安全采樣尤為重要，并且隨著比特率的增加，其重要性也會(huì)提高。

■ 在每個(gè)節(jié)點(diǎn)測量差分信號(hào)的模擬振鈴。

有關(guān)CAN FD網(wǎng)絡(luò)仿真驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)的更多詳細(xì)信息，請參見參考文獻(xiàn)[1]。

由于CAN XL數(shù)據(jù)階段填充率的變化，使用的最壞情況模式需要相應(yīng)調(diào)整。為了驗(yàn)證車載網(wǎng)絡(luò)，一種由連續(xù)位組成的最壞情況模式被用作CAN總線上每個(gè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)的激勵(lì)模式。根據(jù)測試用例的不同，該模式可能會(huì)有所不同。例如：

■ 通過評估模擬振鈴（即所謂的穩(wěn)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)）：將最長的無需重新同步的位序列用作最壞情況模式。在這種情況下，該模式由11個(gè)顯性位后跟幾個(gè)隱性位組成。

■ 對于信號(hào)對稱性測試用例：所使用的模式類似于網(wǎng)絡(luò)中電容充電和放電的最壞情況。這種最壞情況模式由11個(gè)顯性位后跟1個(gè)隱性位組成。因?yàn)檫@一位的信號(hào)定時(shí)要求在最新的ISO 11898標(biāo)準(zhǔn)中有明確規(guī)定。

模式切換開啟/錯(cuò)誤信號(hào)關(guān)閉

對于高達(dá)20Mbit/s的比特率，需要使用CAN SIC XL實(shí)現(xiàn)。這些設(shè)備在仲裁階段需要非歸零（NRZ）編碼，在數(shù)據(jù)階段需要脈沖寬度調(diào)制（PWM）編碼。

在此模式下，仲裁階段使用SIC模式，數(shù)據(jù)階段使用具有推挽（0電平/1電平）驅(qū)動(dòng)器的FAST模式。CAN XL協(xié)議控制器在仲裁數(shù)據(jù)序列（ADS）和數(shù)據(jù)仲裁序列（DAS）字段期間發(fā)出模式切換信號(hào)。為了使接收節(jié)點(diǎn)能夠讀取0電平/1電平信號(hào)，接收器需要切換到FAST RX模式并相應(yīng)調(diào)整閾值。為了切換接收器模式，接收節(jié)點(diǎn)在其TxD引腳發(fā)送1電平信號(hào)，以在整個(gè)數(shù)據(jù)階段通知模式更改。PMA在CAN XL幀的仲裁到數(shù)據(jù)高位（ADH）和數(shù)據(jù)到仲裁高位（DAH）期間進(jìn)行模式切換。

ADS字段由四位組成，即ADH、DH1、DH2和DL1，如下圖1所示。ADH位是具有標(biāo)稱位時(shí)間的最后一位，通過穩(wěn)定時(shí)間進(jìn)行評估，以確保對后續(xù)的DH1位（即CAN XL數(shù)據(jù)字段中的第一位）進(jìn)行正確采樣。由于協(xié)議控制器會(huì)忽略ADH位，因此這種切換場景對于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證的影響較小。不過，在包含許多反射的大型網(wǎng)絡(luò)中，仍需要對此進(jìn)行檢查。

圖1：仲裁到數(shù)據(jù)階段的模式切換

需要注意的是，在這種模式下，錯(cuò)誤信號(hào)是禁用的。因此，無需對接收自身消息的情況進(jìn)行驗(yàn)證。

在FAST模式下，輸出信號(hào)是0電平和1電平的對稱交替差分信號(hào)，這兩個(gè)電平均由發(fā)送器控制。此外，根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，F(xiàn)AST模式下接收器的閾值為±100mV，兩個(gè)電平相對于接收器閾值是對稱的。因此，與之前所有的實(shí)現(xiàn)方式相比，發(fā)送器和接收器中的信號(hào)不對稱性現(xiàn)在都顯著減小。

隨著在FAST模式下實(shí)現(xiàn)高達(dá)20Mbit/s的更高數(shù)據(jù)比特率，眼圖分析對于驗(yàn)證和評估CAN XL網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)階段至關(guān)重要。穩(wěn)定時(shí)間僅考慮位的縮短情況，而眼圖則考慮了FAST模式下所有位的縮短、延長以及轉(zhuǎn)換和總線電平。

03# 眼圖和采樣點(diǎn)的功能描述

眼圖（Eye diagram）通常用于在幅度/時(shí)間域圖中，將傳輸?shù)谋忍亓鞯母鞣N信號(hào)轉(zhuǎn)換顯示為信號(hào)時(shí)鐘的函數(shù)。對于CAN XL，F(xiàn)AST模式下的各個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換會(huì)疊加形成一個(gè) 「眼圖」。通過這種可視化形式，可以顯示并輕松評估各種影響因素，如抖動(dòng)、噪聲、偏移、振鈴和其他網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)，以檢查信號(hào)完整性。此外，還可以利用上升/下降時(shí)間和符號(hào)持續(xù)時(shí)間。

評估這些影響因素的一個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)多邊形，也稱為眼圖模板。多邊形的形狀主要是根據(jù)最新的ISO-11898標(biāo)準(zhǔn)選擇的參數(shù)來確定的。用于定義眼圖模板區(qū)域的參數(shù)如下：

√ 比特率

√ 溫度（低溫/室溫/高溫）

√ 上下電壓電平（閾值）

√ 上升/下降時(shí)間（20%-80%）

√ 位寬變化（發(fā)送/接收）

√ 通信控制器

√ 時(shí)鐘容差（振蕩器/鎖相環(huán) - PLL）

在評估時(shí)，將此眼圖模板放置在眼圖開口處。然后使用采樣點(diǎn)確定眼圖模板在眼圖開口中的最終位置。

眼圖模板在眼圖中的位置，以及選定的影響因素與信號(hào)曲線的對應(yīng)關(guān)系，如下圖2所示。

圖2：眼圖-嵌入眼圖模板并標(biāo)注影響因素

以下因素對采樣點(diǎn)位置的選擇非常重要：

■ 時(shí)鐘容差

■ 控制器影響

■PMA影響

■ 網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)

這些因素會(huì)導(dǎo)致位長縮短或延長，如下圖3所示。因此，F(xiàn)AST模式的采樣點(diǎn)應(yīng)位于位長的大約50%至80%之間。當(dāng)采樣點(diǎn)的位置發(fā)生偏移時(shí)，眼圖模板的位置也必須相應(yīng)調(diào)整。

圖3：各因素對采樣點(diǎn)位置的影響

如果信號(hào)序列位于此眼圖模板內(nèi)，則信號(hào)完整性受到損害，傳輸?shù)谋忍亓髦锌赡軙?huì)出現(xiàn)位錯(cuò)誤。在這種情況下，眼圖模板被違反，必須判定為 「失敗」。如果眼圖模板未被違反，則判定為 「通過」。

此處描述的過程將在下面的章節(jié)中，在最壞情況下通過示例網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行軟件驗(yàn)證評估。它展示了如何使用上述眼圖和眼圖模板進(jìn)行驗(yàn)證，以及是否需要考慮任何額外的條件和參數(shù)。

04# 示例網(wǎng)絡(luò)描述和驗(yàn)證的一般條件

該網(wǎng)絡(luò)由九個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，總電纜長度為24.85米。距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相距14米，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)都端接一個(gè)100Ω的電阻。CAN XL通信通過特殊的評估板進(jìn)行。

網(wǎng)絡(luò)中使用了以下電氣元件：

■ CAN XL通信控制器（CAN XL IP）

■ CAN SIC XL收發(fā)器

■PMA影響

■ 網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)

所選的收發(fā)器和控制器符合最新的ISO 11898標(biāo)準(zhǔn)要求。使用的CMC和UTP也滿足CAN XL網(wǎng)絡(luò)通信的要求。

圖4：用于仿真和測量的示例網(wǎng)絡(luò)

為驗(yàn)證選擇了以下特殊的框架條件：

■ 對于示例網(wǎng)絡(luò)中FAST模式下的傳輸：選擇了一種最壞情況模式，該模式由比特流信號(hào)轉(zhuǎn)換的所有可能組合組成。

■為了產(chǎn)生盡可能強(qiáng)的振鈴：選擇的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的不同長度盡可能多地相互成倍數(shù)關(guān)系。

■ 使用10Mbit/s和12.3Mbit/s的比特率。選擇的比特率越高，結(jié)合采樣點(diǎn)在眼圖開口中定位眼圖模板的變化就越少。

仿真結(jié)果的驗(yàn)證是通過定義的測試設(shè)置和上述特殊框架條件進(jìn)行的。

05# 評估標(biāo)準(zhǔn)

通常，作為網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證的一部分，需要測試每一種可能的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器和接收器組合。對前面描述的示例網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了此項(xiàng)測試。不過，為突出兩個(gè)選定的節(jié)點(diǎn)，此處并未提及所有組合。根據(jù)定義的評估標(biāo)準(zhǔn)，未在此列出的節(jié)點(diǎn)在12.3Mbit/s和10Mbit/s速率下均通過了測試?？紤]到上述框架條件，使用軟件仿真對物理層進(jìn)行驗(yàn)證得到以下結(jié)果。

在10Mbit/s的比特率下，網(wǎng)絡(luò)通過了仿真測試。在12.3Mbit/s的比特率下，網(wǎng)絡(luò)未通過仿真測試。還需要注意的是，驗(yàn)證是在室溫下進(jìn)行的。

作為結(jié)果的額外保障，使用了評估板可用的配置軟件來檢查協(xié)議IP內(nèi)的錯(cuò)誤情況。該軟件可用于確定發(fā)送的信號(hào)是否能夠被接收和解碼。

可以得出結(jié)論，通過仿真獲得的眼圖與通過測量記錄的眼圖幾乎相同，這適用于兩種比特率。

12.3Mbit/s的驗(yàn)證

在仿真和測量結(jié)果的圖5和圖6中，可以觀察到基于選定的采樣點(diǎn)，眼圖模板被違反。將采樣點(diǎn)向右移動(dòng)1個(gè)最小時(shí)間量子（MTQ），眼圖模板也隨之移動(dòng)，這只會(huì)減少違反的程度，但眼圖模板仍會(huì)被違反，而且現(xiàn)在是兩側(cè)都被違反！

圖5：12.3Mbit/s FAST模式仿真眼圖圖6：12.3Mbit/s FAST模式測量眼圖

通過評估板的軟件確認(rèn)，兩個(gè)選定節(jié)點(diǎn)之間的傳輸存在故障，如圖7所示。因此，該網(wǎng)絡(luò)未通過驗(yàn)證。

圖7：12.3Mbit/s評估板軟件結(jié)果

10Mbit/s的驗(yàn)證

在10Mbit/s的比特率下，根據(jù)選定的采樣點(diǎn)，仿真（圖8）和測量（圖9）的眼圖模板均未受損。在指定范圍內(nèi)將采樣點(diǎn)向左或向右移動(dòng)1個(gè)MTQ，不會(huì)導(dǎo)致眼圖模板被違反。評估板的軟件確認(rèn)選定節(jié)點(diǎn)之間的傳輸無錯(cuò)誤（圖10）。

圖8：10Mbit/s FAST模式仿真眼圖圖9：10Mbit/s FAST模式測量眼圖圖10：10Mbit/s評估板軟件結(jié)果

與12.3Mbit/s的比特率相比，10Mbit/s的比特長度增加了18.75ns，這使得振鈴現(xiàn)象不那么明顯，意味著眼圖開口在高度和寬度上都更大。與12.3Mbit/s相比，偏移也顯著減小。

盡管將比特率降低到10Mbit/s后，網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)表現(xiàn)有所改善，但評估不能僅考慮室溫條件。下圖11展示了在單個(gè)眼圖中，通過仿真得到的高溫、室溫和低溫下的信號(hào)表現(xiàn)?？梢悦黠@看出，眼圖模板未被違反，因此，該網(wǎng)絡(luò)在三種溫度下均通過了驗(yàn)證。不過，像生產(chǎn)過程中的差異等因素，即使在10Mbit/s的速率下也可能導(dǎo)致測試失敗。

圖11：10Mbit/s FAST模式下隨溫度變化的眼圖仿真

06# 總結(jié)

作為CAN家族的一項(xiàng)新技術(shù)，CAN XL不僅帶來了諸如更高比特率、更大有效載荷、新填充規(guī)則和模式切換功能等創(chuàng)新。

這些創(chuàng)新也伴隨著對網(wǎng)絡(luò)的新要求，需要對其進(jìn)行評估和驗(yàn)證。這包括從SIC模式到FAST模式的轉(zhuǎn)換以及FAST模式本身。

在仿真和測量中，都以相同的采樣點(diǎn)設(shè)置為基礎(chǔ)。由于對比的眼圖幾乎相同，所以兩種評估結(jié)果一致。仿真結(jié)果也通過測量結(jié)果得到了驗(yàn)證。因此，所使用的模型和自動(dòng)化工具已經(jīng)達(dá)到了很高的水平。

通過示例網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)證明，仿真是驗(yàn)證CAN XL網(wǎng)絡(luò)的有力工具。基于此，未來在指定標(biāo)準(zhǔn)和不同條件（如溫度相關(guān)場景、電源電壓Vcc變化和生產(chǎn)公差）的框架內(nèi)，使用本文介紹的驗(yàn)證和評估方法通過軟件仿真來評估CAN XL網(wǎng)絡(luò)的FAST模式就足夠了。這使得在不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)下，能夠快速、有效且精確地在既定標(biāo)準(zhǔn)和條件下進(jìn)行驗(yàn)證和評估。

07# 未來展望

CAN XL憑借其更高的帶寬和傳輸速度，需要對更多可能影響信號(hào)完整性的因素進(jìn)行細(xì)致考量。在早期CAN網(wǎng)絡(luò)的驗(yàn)證中，這些因素并未得到充分考慮。對于CAN、CAN FD和CAN FD SIC而言，這些因素的影響較小，因此在網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證中常常被忽視。然而，對于CAN XL，它們應(yīng)當(dāng)?shù)玫竭M(jìn)一步的研究和明確界定。

特別是特殊電子和電氣元件的使用，如共模扼流圈（CMC）、靜電放電（ESD）二極管、連接器或非屏蔽雙絞線（UTP）電纜的非扭絞區(qū)域，現(xiàn)在可能對信號(hào)完整性產(chǎn)生更大的影響。近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_在CAN和CAN FD中并不重要，但由于CAN XL帶寬的增加，它們可能會(huì)更頻繁地出現(xiàn)。

因此，可以預(yù)計(jì)未來需要為CAN XL網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化特殊電氣元件的設(shè)計(jì)，以最大程度地減少各種影響因素。

參考文獻(xiàn)

[1] Isensee, Patrick; Ishikawa, Manabu: CAN FD Network Validation Simulation, validation criteria and an automated evaluation, 2017

[2] NA 052 - 00 - 31 - 03 AK (ISO/FDIS 11898 - 2): 29.11.2023, Road vehicles – Controller area network (CAN) – Part2: High - speed physical medium attachment (PMA) sublayer