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。

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