博世开发CAN XL，欧盟和美国主机厂均在评估 ——专访博世CAN IP模块全球产品经理Gregor Sunderdiek

Gregor Sunderdiek，罗伯特-博世公司的IP模块产品经理。
在加入博世之前，他曾在不同的半导体制造商和经销商处担任ASIC设计工程师、FAE、战略营销经理、BDM和产品营销等。

目前，他负责博世CAN FD、CAN XL以及GTM通用定时器模块IP在全球范围内的市场营销。
 
Q1: 为什么博世要开发CAN XL？目前开发情况如何？
 
博世是CAN（控制器区域网络）的最早发明者，也是第二代CAN协议—— CAN FD协议开发的主要贡献者。在CAN FD投入使用后，随着车内数据量的与日俱增，OEM提出了对更高带宽CAN解决方案的需求，以缩小CAN FD（2-5Mbit/s）和100Mbit/s以太网之间的带宽差距。所以，德国CiA（CAN in Automation）协会创建了一个新的CAN XL特别兴趣小组来制定CAN XL协议标准。博世在CiA中领导该小组，为这一标准的制定做出了积极的贡献。
 
CAN XL在技术上已经稳定，并已作为CiA610-1（OSI第二层，CAN XL协议）和CiA610-3（OSI第一层，CAN XL收发器）的规范进行发布。目前，ISO标准化工作已经开始将CAN XL纳入ISO标准ISO 11898-1（OSI第二层，CAN XL协议）和ISO 11898-2（OSI第一层，CAN XL收发器），博世也在积极参加这些ISO工作组的工作。
 
Q2: CAN XL协议适用于哪些车载网络应用？
 
有3种主要的应用可以应用CAN XL协议并从中获益。
 
首先，是需要更高带宽的应用：由于新功能的研发和应用，车辆中传感器的数量与日俱增，例如，车辆应用ADAS系统后，雷达、激光雷达传感器的数量将随之急剧增加。传感器本身也将产生更多的数据，这就使得下一代汽车的数据量将进一步增加，这就对带宽有了更高的要求。除了数据量的增加，汽车功能更新过程中的核心——FOTA（空中固件更新）也需要更高的带宽和传输速率。CAN XL拥有更高的带宽，数据有效载荷为2048字节，最高可达20Mbit/s，有助于汽车中的数据传输和控制器固件更新的高效进行。
 
其次，CAN XL支持SOA（面向服务的架构）的应用。CAN XL具有虚拟CAN网络ID（VCID）、服务数据单元（SDU）类型（SDT）和验收域（AF）的新功能。这使得能以成本优化的节点实现SOA架构。除此之外，它还提供了通过CAN XL帧来传输完整的以太网信息的功能。
 
最后，CAN XL还适用于所有类型的安全应用。CAN XL提供了与现有成熟的CAN和CAN FD相同的稳健性，其安全性已在数百万辆汽车中得到验证。CAN XL囊括了一个汉明距离为6的CRC，这意味着在所有条件下都能检测到五个随机分布的比特错误。我们推荐在整个E/E架构中设置一个带有CAN XL的安全骨干网络，如果主要的以太网网络发生故障，仍有CAN XL安全骨干网络在运行，保障与重要的ECU进行必要的连接和数据交换。
 
Q3: 和以太网相比，CAN XL 有什么独特的优势？
 
CAN总线技术已经非常成熟，并在汽车工业中被广泛使用。由于，大多数现有的CAN收发器已经能够处理更快的传输速率，升级到CAN XL可以保持车辆的布线不变，且具有CAN XL功能的微控制器将很快上市。所以，将现有的CAN网络拓扑结构升级到CAN XL几乎不需要额外的费用。使用CAN XL，在提升传输速率、实现新应用的同时，所花费的时间和精力也大大小于重新建立一套新的以太网架构。即使是从零开始搭建系统，与以太网相比，CAN XL收发器和线束的成本也更低。
 
有了CAN XL协议，CAN总线就能够以更低的价格完美替代10Mbit以太网系统。
 
Q4：是否已经存在CAN XL适用的生态系统？
 
我们很早就开始了CAN XL布局，所有现有的CAN收发器都可以与CAN XL一起使用。我们也提供CAN XL SIC（信号增强收发器）供OEM厂商测试。（适用于8至20Mbit/s 的CAN XL FAST模式）
 
目前，几个主要的汽车半导体供应商正在设计CAN XL微控制器或已经有了带有CAN XL接口的内部样品。也已经有许多工具供应商可提供CAN XL相关产品--如支持调试和检测CAN XL的通讯的示波器或CAN分析仪。
 
AUTOSAR对CAN XL的支持计划将于2022年底推出。在未来几年，我们预计CAN XL生态系统将进一步扩展，工具供应商、带有CAN XL接口的微控制器、软件和收发器的数量将持续增加。
 
Q5：业界（芯片制造商、一级制造商、主机厂等）对CAN XL的反馈如何？
 
我们看到半导体制造商们对将新的CAN XL有着巨大的需求，他们希望尽快将CAN XL接口纳入产品中。到2022年底，我们预计会看到一些汽车微控制器供应商供应带有新的CAN XL接口的微控制器。
 
所有欧盟和美国的主机厂厂商现在都在评估CAN XL，有一个主机厂厂商已经决定在其E/E架构中应用CAN XL。在第一步中，它将被用来增强现有的CAN FD网络，其中一些节点将使用CAN XL。这种对CAN FD和CAN XL混合网络的增量升级路径使E/E架构能够以尽可能低的成本为每个总线节点提供合适的带宽。一级制造商们也将为下一代汽车ECU提供带有CAN XL的产品。
 
与以前版本的CAN协议一样，我们预计在市场上也会看到CAN XL在非车用领域的应用，例如在工业、医疗和物联网领域的微控制器中。