經(jīng)典CAN于1986年推出。第一代CAN通信技術(shù)取得了超過(guò)25年的成功。而且它仍然是車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中的主導(dǎo)。 2012年，開(kāi)始開(kāi)發(fā)第二代CAN通信技術(shù)，即眾所周知的CAN FD，并在兩年后的法國(guó)巴黎第14屆iCC（international CAN Conference）上正式推出。2020年的第17屆國(guó)際CAN大會(huì)（iCC）上，第三代CAN通信技術(shù)CAN XL將啟動(dòng)。

CAN XL提供一個(gè)最大2048字節(jié)的數(shù)據(jù)字段（例如IP（Internet協(xié)議），甚至可以傳輸完整的以太網(wǎng)幀）。11位優(yōu)先級(jí)字段可由網(wǎng)絡(luò)層用于尋址和指示數(shù)據(jù)字段的內(nèi)容。此外，CAN XL協(xié)議為使用的下一個(gè)更高協(xié)議提供8位指示符，其嵌入式層設(shè)置參數(shù)對(duì)于其他高層協(xié)議也很有幫助，以簡(jiǎn)化多協(xié)議堆棧。 CAN XL幀通過(guò)兩個(gè)CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)）進(jìn)行保護(hù)，其Hamming距離為6，這意味著可以檢測(cè)到五個(gè)隨機(jī)分布的比特錯(cuò)誤。

CAN XL是一種高度可擴(kuò)展的通信技術(shù)，涉及比特率和數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度。物理層仍在開(kāi)發(fā)中。目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高達(dá)10+ Mbit / s的比特率。 CAN XL針對(duì)面向區(qū)域的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。該方法以最優(yōu)的長(zhǎng)度滿足未來(lái)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的要求。汽車(chē)工業(yè)試圖減少布線，以最小化重量，或者換句話說(shuō)，是限制能耗。

CAN-XL與CAN-FD一樣具有兩個(gè)比特率相位。在仲裁階段，經(jīng)典CAN和CAN FD一樣，比特率被限制為1 Mbit / s；在數(shù)據(jù)階段，由于只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)正在傳輸，因此可以提高比特率。

CAN XL填補(bǔ)了CAN FD與100BASE-T1（以太網(wǎng)）之間的空白

CAN XL通過(guò)保持CAN協(xié)議的優(yōu)勢(shì)（例如無(wú)損仲裁的沖突解決），為高達(dá)10Mbit / s的數(shù)據(jù)速率提供了出色的解決方案。填補(bǔ)了CAN FD與100BASE-T1（以太網(wǎng)）之間的空白。

  市場(chǎng)對(duì)下一代總線CANXL的需求  

在增加信息傳輸速率的基礎(chǔ)上，現(xiàn)有CAN總線的各種優(yōu)勢(shì)也需要得到保留。
1.兼容性：向后兼容CANFD及HS-CAN
2.波特率：在數(shù)據(jù)段的傳輸速率最大可達(dá)10Mbps甚至20Mbps
3.有效負(fù)載長(zhǎng)度：達(dá)到或超過(guò)以太網(wǎng)的幀長(zhǎng)度

在2020年第17屆國(guó)際CAN大會(huì)上CiA協(xié)會(huì)(CAN in Automation)介紹了第三代CAN通信技術(shù)CAN XL (CAN Extra Long)。CANXL是一種高度可擴(kuò)展的通訊技術(shù)，其數(shù)據(jù)場(chǎng)長(zhǎng)度提升至最高2048 byte。物理層仍在開(kāi)發(fā)中，其目標(biāo)是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高達(dá)10Mbps甚至20Mbps的傳輸速率。

  CANXL協(xié)議層  

CANXL是對(duì)HSCAN和CANFD的進(jìn)一步擴(kuò)展，在很大程度上遵循相同的運(yùn)行原理，即報(bào)文仍分為仲裁段和數(shù)據(jù)段。仲裁段仍使用500kbps至1Mbps的低速率，但數(shù)據(jù)段的傳輸速率提升至最高20Mbps。CANXL通過(guò)位仲裁機(jī)制解決總線的訪問(wèn)權(quán)限問(wèn)題，遵循嚴(yán)格的優(yōu)先級(jí)判定，讓更重要的報(bào)文得到更短延遲的傳輸。

在CiA601-1規(guī)范中定義了CANXL協(xié)議。與以太網(wǎng)相似，CANXL定義了兩個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層子層：
1.Logical Link Control (LLC)：位于OSI網(wǎng)絡(luò)層和Media Access Control (MAC)子層中間的層。
2.Media Access Control (MAC)：負(fù)責(zé)將幀數(shù)據(jù)從LLC子層移動(dòng)到Physical Signaling Sub-layer (PLS)子層，并通過(guò)位填充(Stuff-bits)和CRC (Cyclic Redundancy Check)來(lái)保護(hù)幀數(shù)據(jù)的傳輸。

如下圖，新的LLC幀格式可支持三代CAN協(xié)議。

其中，F(xiàn)DF表示這幀報(bào)文是經(jīng)典CAN還是CANFD，F(xiàn)DF選擇了CANFD后，就可以額外選擇XLF段，進(jìn)一步表示這幀報(bào)文是CANXL。根據(jù)協(xié)議格式，CANXL有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

1. 在HS-CAN和CANFD中，CAN-ID字段(11 位或29 位)用于仲裁和尋址目的。在CANXL中，這些函數(shù)是分開(kāi)的。11位優(yōu)先級(jí)ID子字段(Priority ID)提供了CANXL數(shù)據(jù)幀的唯一優(yōu)先級(jí)分配，系統(tǒng)工程師需要為數(shù)據(jù)分配獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)先級(jí)ID。
2. 32位接受字段AF (Acceptance Field)包含在CANXL控制器的64位硬件接受過(guò)濾器中，它可能包含節(jié)點(diǎn)地址或內(nèi)容指示信息，可以用于包含經(jīng)典CAN的高層協(xié)議。
3. 服務(wù)數(shù)據(jù)單元類型SDT (Service Data-unit Type)表示這個(gè)CANXL幀使用哪個(gè)高層協(xié)議，它是在ISO7498-4:1998中描述的嵌入式(OSI)層管理信息。可以使用以下類型的定義：
    ? 遺留的基于CAN的高層協(xié)議
    ? 以太網(wǎng)幀的隧道化
    ? 經(jīng)典CAN和CANFD幀的隧道化
    ? TCP/IP段
    ? CANopen / CANopenFD
    ? J1939-21/22消息
    ? 生產(chǎn)商自定義協(xié)議等

4. 虛擬CANID (Virtual CAN network ID)字段允許運(yùn)行多達(dá)256個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)在一個(gè)單一的CANXL網(wǎng)絡(luò)段。這允許實(shí)現(xiàn)由服務(wù)數(shù)據(jù)單元類型確定的多個(gè)同構(gòu)邏輯網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)字段可以說(shuō)是一個(gè)嵌入的(OSI)層管理信息，如ISO7498-4:1998所述。