CAN XL通信技术在车载毫米波雷达中的应用（1）

在迈向更安全、更智能出行体验的征途中，传感技术扮演着不可或缺的角色。作为关键传感器之一，车载毫米波雷达凭借其高可靠性、高精度以及在多种光照及天气条件下出色的工作能力，正日益受到主机厂的青睐。伴随着辅助驾驶技术的持续演进，整车厂对雷达传感器的数据吞吐量提出了更高要求。本文将探讨相较于传统CAN FD通信技术，CAN XL在毫米波雷达系统中的技术优势。

1毫米波雷达的技术优势

典型的高级驾驶辅助系统(ADAS)往往包含多种传感器，如图像传感器（摄像头）、激光雷达、超声波传感器、毫米波雷达，均在 ADAS 功能中发挥着重要作用。相比其他传感器，毫米波雷达在某些应用场景中具有独特的技术优势：

全天候可靠性

与摄像头和激光雷达在恶劣天气（如雾、雨或雪）中表现不佳不同，毫米波雷达传感器在各种能见度条件下均可高效运行。

远距离探测与高分辨率

当前最新77 GHz 毫米波频段支持更远的探测范围和更高的分辨率，使雷达能够精准检测和区分物体。

穿透障碍物能力

雷达可穿透如雾气、灰尘，甚至部分固体材料，使其在复杂环境中更具优势。

性价比高

雷达可穿透如雾气、灰尘，甚至部分固体材料，使其相较于激光雷达，毫米波雷达传感器在成本与性能之间提供了更好的平衡，使其成为大众市场车辆的理想选择。在复杂环境中更具优势。

2推动毫米波雷达数据输出增长的关键因素

毫米波雷达能够实时生成高分辨率数据，通常以点云数据（Location）、目标（Object）形式输出。关键参数包括：

距离、速度与角度

检测到的目标均包括其距离、相对速度和入射角。

数据吞吐量

根据雷达架构，传感器可在每帧生成数百至数千个数据点，通常每帧刷新率为50 毫秒（Cycle Time，即两次测量间隔时间）。

毫米波雷达的数据输出量和带宽提升受到多个关键因素的推动：

更高的物体分辨率与分类能力

先进的 ADAS 和自动驾驶系统需要更精细的物体检测和分辨能力（例如行人、自行车、车辆之间的识别），这需要毫米波雷达提供更详细的数据。

更快的安全决策

自动紧急制动（AEB）、行人碰撞预警（PCW）、车道偏离预警（LDW）等功能需要较短的响应时间，需要雷达处理更多数据并通过更高速的通讯链路传至上层域控制器，以减少延迟。

4D 成像雷达

新一代4D成像雷达系统需提供如更丰富的细节，如垂向探测能力，是推动数据吞吐量和带宽的增加关键因素之一。

与 AI 和机器学习的传感器融合

自动驾驶系统依赖 AI 驱动的传感器融合，要求更全面的原始雷达数据，以优化环境感知模型。

3CAN XL通信技术在传感器领域的技术优势

CAN XL是第三代CAN通信协议，它保留了成本低、效率高、鲁棒性强等CAN的传统特性。同时针对20 Mbit/s的高速通信场景，CAN XL提供了大容量的有效载荷（payload最高支持2048 Byte），增强了信息安全和功能安全特性。

CAN XL可以与CAN FD兼容组成速率小于8 Mbit/s的混合CAN网络，即在同一条CAN总线上同时传输2种速率的CAN报文：CAN FD和CAN XL。这种兼容性提升了主机厂在设计电子电气架构时的灵活性——允许仅升级部分节点至CAN XL，其他节点保持CAN FD通讯。当用户对CAN的速率有更高要求时，可以部署纯CAN XL的网络，即CAN总线的所有节点均传输CAN XL报文，在这种场景下总线网络的速率可达到最高20 Mbit/s。

4CAN FD和CAN XL传输效率（净比特率）对比

下方图表展示了采用CAN SIC收发器（8 Mbit/s速率的数据段）的CAN FD和CAN XL通信协议，以及采用CAN SIC XL收发器（20 Mbit/s速率的数据段）的CAN XL通信协议，三者在净比特率方面的优势。在相同收发器与成本条件下，CAN XL相比CAN FD可实现净比特率性能提升84%；若采用CAN SIC XL收发器的CAN XL方案，其性能较CAN FD提升高达340%。

CAN FD w/SIC Trx: ID: 11bit, Arbitration: 500 Kbit/s, Data rate: 8 Mbit/s

CAN XL w/SIC Trx: ID: 11bit, Arbitration: 500 Kbit/s, Data rate: 8 Mbit/s

CAN XL w/SIC XL Trx: ID: 11bit, Arbitration: 500 Kbit/s, Data rate: 20 Mbit/s

随着毫米波雷达应用的快速增长，其数据通信需求日益攀升，为进一步满足性能与架构灵活性的双重需求，CAN XL作为新一代通信技术会成为整车厂的理想选择。下篇将深入解析CAN XL在雷达系统中的具体应用优势，包括在不同车型定位下的通信架构、总线负载情况与成本效益分析。