在上篇文章中我们了解到，在智能辅助驾驶技术不断发展的背景下，传统 CAN 协议凭借成本低、抗干扰强的特性，在汽车电子系统中得到了广泛应用。然而，随着高阶辅助驾驶对数据量和实时性要求的不断提高，第三代 CAN 通信协议 ——CAN XL 应运而生。它凭借更高的通讯效率以及与 CAN FD 的兼容性，显著提升了毫米波雷达的通信能力。CAN XL 不仅有效解决了带宽瓶颈、减少了数量，还能在保证通信质量的同时降低系统成本。本文将以实际雷达通信架构为例，深入剖析 CAN XL 在三种 5 颗毫米波雷达（5R）配置方案中的通信能力，展示其如何成为高阶辅助驾驶通信方案中的 “黄金搭档”。

5 颗毫米波雷达（5R）方案的通讯架构

随着市场对高阶辅助驾驶系统装配率的要求逐渐提高，越来越多的主机厂选择全车搭载 5 颗毫米波雷达的方案，即 1 颗前向雷达和 4 颗角雷达。我们根据性能要求假设了三种使用场景，并分别介绍了当前 CAN FD 通讯连接形式以及升级至 CAN XL 所带来的优势。

图 1 5R 方案通讯架构示意图

CAN XL 在 Premium 和 High-End 场景中：显著提高信号质量、减少总线数量

在整车中央大脑算力日益丰富的情况下，集中式电子电气架构要求向中央大脑发送 “点云” 数据以进行传感器融合。目前，Premium 和 High-End 的 5R 配置通常采用 5 条点对点（P2P）的 CAN FD 总线，将 5 颗毫米波雷达分别与 ADAS ECU 连接。

图 2 Premium 和 High-End 场景 CAN 节点连接示意图（注：此图为 CAN 节点连接形式示意图，不代表真实拓扑结构）

我们通过理论计算发现，在 Premium 和 High-End 场景下，5 Mbps 速率的 CAN FD 总线负载率高达 50% 以上，甚至达到 87%，这在实际使用中通常是难以接受的。而采用 CAN XL 作为通信媒介时，其在速率和带宽方面的优势使得我们仅需 2 条总线即可连接 5 颗毫米波雷达（前雷达采用 P2P 与 ADAS ECU 相连，4 颗角雷达采用线型总线与 ADAS ECU 相连）。在 20 Mbps 的 CAN XL 网络中，总线负载显著降低至 40% 左右，且前雷达的传输能力更强，传输 2000 个点云时总线负载仅为 39%。

图 3 Premium 和 High-End 场景总线负载率对比

此外，CAN XL 还具有成本优势。与 CAN FD 需要 5 个点对点（P2P）连接相比，CAN XL 方案仅需 1 个线型（Linear）总线和 1 个点对点（P2P）的 CAN 总线。对于每个与 ADAS ECU 的连接，都需要外部组件（如、扼流圈、EMC 元件、连接器、线缆等）。采用 CAN XL 方案时，ADAS ECU 仅需 2 个总线接口，而 CAN FD 方案需要 5 个总线接口。CAN XL 雷达方案所需外部元件数量仅为 CAN FD 方案的 40%，这种较低的成本（更少的外部组件）抵消了支持 20 Mbit/s 速率的 CAN SIC XL 收发器的较高成本。相较于 CAN FD 方案，CAN XL 雷达方案既能实现更高的性能，又能降低总体成本。

CAN XL 在 Mid-End 场景中：通过混合网络逐步提升信号质量

Mid-End 场景属于经济型配置方案，由于仅传输目标数据，数据量相对较小，通常采用 3 条 CAN FD 总线进行连接：前雷达通过 1 条点对点（P2P）总线、4 颗角雷达两两组合成 2 路线型总线（Linear）连接 ADAS ECU。目前市场普遍使用 2 Mbps 的 CAN FD，可获得相对不错的总线负载率。

图 4 Mid-End 场景 CAN 节点连接示意图（注：此图为 CAN 节点连接形式示意图，不代表真实拓扑结构）

我们尝试使用混合网络（Mixed-Network）将 3 条 CAN 总线整合为 1 条 CAN 总线，即在混合网络总线中传输两种速率和协议的 CAN 数据（CAN FD 数据和 CAN XL 数据）。首先，将前雷达和 ADAS ECU 更新为 CAN XL 接口，其他雷达维持 CAN FD 接口。在 2 Mbps CAN FD + 8 Mbps CAN XL 的配置下，总线负载率为 61%，这是因为 3 条总线的数据被合并到 1 条总线上。

图 5 Mid-End 场景不同配置总线负载率对比

继续提高速率，采用 5 Mbps CAN FD + 8 Mbps CAN XL 的配置可获得不错的总线负载率（34%）。当角雷达也升级为 CAN XL 接口后，在 8 Mbps 纯 CAN XL 的网络下，即使数据量翻倍（前雷达传输 64 个目标，角雷达传输 44 个目标），总线负载率仍可维持在 35%。

相较于采用 1 条点对点（P2P）连接加 2 条线型（Linear）的总线方案，使用 1 条总线型的解决方案可实现更低成本。正如之前的雷达架构所验证的，CAN SIC 收发器成本的增加，通过减少外部组件的使用得到了有效抵消。这种优化使得雷达解决方案在实现更高性能的同时，整体成本进一步降低。

总结

本文论证了在车载毫米波雷达应用中，更先进的 CAN XL 通信协议为雷达数据传输带来的诸多好处。下图展示了经典 CAN、CAN FD 和 CAN XL 三种通讯协议在不同速率下的净比特率比较。显然，由于 CAN XL 协议的有效载荷可达到 2048 字节，相比经典 CAN 和 CAN FD，CAN XL 的净比特率具有明显优势，这表明使用 CAN XL 通讯协议可以显著改善 CAN 网络的通信质量。相信随着技术的不断发展和成熟，CAN XL 将成为智驾辅助系统的典型通信接口。