上篇文章介紹道，在智能輔助駕駛的進化之路上，傳統CAN協議因其成本低、抗干擾強的特性廣泛應用于汽車電子系統。而面對高階輔助駕駛對數據量和實時性的更高要求，CAN XL——第三代CAN通信協議，因其更高的通訊效率以及和CAN FD的兼容性，能顯著提升毫米波雷達的通信能力。

CAN XL不僅有效解決了帶寬瓶頸、減少了總線數量，還在保證通信質量的同時降低系統成本。本文將通過實際雷達通信架構為例，深入解析CAN XL在三種5顆毫米波雷達（5R）配置方案的通信能力，并展示其如何成為高階輔助駕駛通信方案中的“黃金搭檔”。

5顆毫米波雷達（5R）方案的通訊架構

由于市場對高階輔助駕駛系統的裝配率要求逐漸上升，越來越多的主機廠選擇全車搭載5顆毫米波雷達的方案——1顆前向雷達，4顆角雷達。我們根據性能要求假設了三種使用場景。以下篇幅分別對于這三種場景給出了當前CAN FD通訊連接形式以及升級至CAN XL所帶來的優勢。

CAN XL在Premium和High-End場景中

顯著提高信號質量、減少總線數量

注：此圖是CAN節點的連接形式的示意圖

不代表真實的拓撲結構

在整車中央大腦的算力越發豐富的情況下，集中式電子電氣架構要求傳感器發送“點云”數據給中央大腦做傳感器融合。當前，Premium和High-End的5R配置一般會使用5條點對點（P2P：Point-to-Point）的CAN FD總線分別將5顆毫米波雷達和ADAS ECU連接。

在此我們做個理論計算：在Premium和High-End場景下的CAN的總線負載率。從下表的計算結果中看出 5 Mbps速率的CAN FD總線負載率達到50%以上甚至到87%，這在實際使用時通常是不可接受的。我們再來看一下使用CAN XL作為通信媒介的情況， CAN XL在速率和帶寬的優勢使得我們可以僅使用2條總線連接5顆毫米波雷達（前雷達使用P2P和ADAS ECU相連，4顆角雷達使用線型總線和ADAS ECU相連）。在20 Mbps CAN XL網絡中，不僅總線負載顯著降低至40%左右的水平，并且前雷達可以有更強的傳輸能力，傳輸2000個點云的總線負載只有39%。

CAN XL的另一優勢在于更低的成本。與CAN FD需要5個點對點（P2P）連接相比，CAN XL方案僅需1個線型（Linear）總線和1個點對點（P2P）的CAN總線。對于每個與ADAS ECU的連接，都需要外部組件（收發器、扼流圈、EMC元件、連接器、線纜等）。針對ADAS ECU，采用CAN XL方案時僅需2個總線接口，而CAN FD方案需要5個總線接口。CAN XL雷達方案所需外部元件數量僅為CAN FD方案的40%。這種較低的成本（更少的外部組件）抵消了支持20 Mbit/s速率的CAN SIC XL收發器的較高成本。相較于CAN FD方案，CAN XL雷達方案既能實現更高的性能，又能降低總體成本。

CAN XL在Mid-End場景中通過混合網絡

逐步提升信號質量

注：此圖是CAN節點的連接形式的示意圖

不代表真實的拓撲結構

Mid-End的使用場景屬于經濟型的配置方案，因為雷達傳感器僅傳輸目標數據，數據量不大，通常使用3條CAN FD總線：前雷達通過1條點對點（P2P）總線、4顆角雷達兩兩組合成2路線型總線（Linear）連接ADAS ECU。當前市場普遍使用2 Mbps CAN FD，可以獲得相對不錯的總線負載率（見下表）。

讓我們嘗試使用混合網絡（Mixed-Network）將3條CAN總線整合為1條CAN總線，即在混合網絡總線中傳輸兩種速率和協議的CAN數據（CAN FD數據，CAN XL數據）。首先，當前雷達和ADAS ECU更新為CAN XL接口，其他雷達維持CAN FD接口。在2 Mbps CAN FD + 8 Mbps CAN XL的配置下總線負載率為61%，這個結果是可以預見的，因為3條總線的數據被合并到1條總線上了。

讓我們繼續提高速率，使用5 Mbps CAN FD + 8 Mbps CAN XL的配置可以獲得不錯的總線負載率（34%）。當角雷達也升級為CAN XL接口后，在8 Mbps純CAN XL的網絡下，數據量翻倍的情況下（前雷達傳輸64個目標，角雷達傳輸44個目標）的總線負載率仍然可維持在35%。

相較于采用1條點對點（P2P）連接加2條線型（Linear）的總線方案，使用1條總線型的解決方案可實現更低成本。正如之前的雷達架構所驗證的，CAN SIC收發器成本的增加，通過減少外部組件的使用得到了有效抵消。這種優化使得雷達解決方案在實現更高性能的同時，整體成本進一步降低。

總結

本文論證了在車載毫米波雷達的應用中，更先進的CAN XL通信協議給雷達數據傳輸帶來的好處。下圖展示了經典CAN，CAN FD，CAN XL三種通訊協議在不同速率下的凈比特率的比較：明顯地，由于CAN XL協議的有效載荷可達到2048字節，相比經典CAN和CAN FD，CAN XL的凈比特率有著明顯的優勢，這也表明使用CAN XL通訊協議可以顯著改善CAN網絡的通信質量。相信隨著技術發展愈發成熟，CAN XL會成為智駕輔助系統的典型通信接口。