博世车用IP重塑未来车载通信

随着智能驾驶、软件定义汽车以及中央计算架构快速发展，车内数据量与通信需求正持续攀升。从经典 CAN 出发，博世持续推动车载通信技术演进，如今已迈入 CAN XL 时代。

诞生于 20 世纪 80 年代的 CAN 技术，由博世率先开发，如今已经成为车载通信的核心骨干，也是现代电子电气架构中的关键组成部分。几十年来，博世持续推动 CAN 技术向更高性能、更高灵活性的方向发展，为下一代智能汽车通信持续拓宽边界。

博世驱动 CAN 技术的演进

CAN 技术的发展主要体现在两个方向：收发器性能以及协议本身。

1990 年，首批 CAN CC（经典 CAN）器件正式问世，奠定了现代车载通信的基础。2016 年，CAN FD（Flexible Data Rate）进一步突破带宽限制，配合 CAN FD 收发器，可实现最高 2 Mbit/s 的数据速率。三年后，随着 CAN SIC（Signal Improvement Capability）收发器的推出，通信速率被提升至 8 Mbit/s，不仅显著提高了数据吞吐能力，也进一步增强了网络传输的稳定性与可靠性。

1990 至 2025 年的 CAN 技术演进

2023 年，CAN XL 成为下一阶段的重要里程碑，其目标是在 CAN FD 与 100Base-T1 以太网之间填补性能空白。彼时，OEM 主要依赖 2 Mbit/s 的 CAN FD 与 100 Mbit 车载以太网。CAN XL 则提供了一种兼具成本效益、速率可达 20 Mbit/s 的解决方案，同时保留了经典 CAN 的优势，例如仲裁机制、鲁棒性以及长分支（stub）支持能力，并进一步引入增强的功能安全与信息安全特性、更优的服务质量（QoS）以及支持面向服务的架构（SOA）的能力。CAN XL 可兼容所有 CAN 收发器（CAN HS/FD/SIC），配合最新的 CAN SIC XL 收发器时，最高可实现 20 Mbit/s。

这一演进过程展示了博世如何持续推动 CAN 生态系统的发展，在延续成熟可靠性的同时，满足下一代汽车电子架构对更高带宽的需求。

CAN XL 的开发目标在于填补 

CAN FD 与 100Base-T1 以太网之间的性能差距

什么是 CAN XL？

CAN XL 不仅包含通信协议，也包括底层物理硬件。

收发器是连接物理总线的硬件接口器件，负责将控制器输出的数字信号转换为电气信号，实现 CAN XL 报文的发送与接收。博世提供完整的收发器产品组合，其中最新的 NT156 收发器支持最高 20 Mbit/s 的通信速率。

博世NT146收发器

此外，博世还开发并授权 CAN XL 控制器 IP 核，可集成于微控制器和 ASIC 中。XS_CAN 是博世最新的 CAN XL IP 模块，它显著减少了实现 CAN XL 所需的芯片面积，非常适合紧凑型设备或拥有多个 CAN 接口的大型 SoC。该模块仅需 1–2 KB 本地存储器，即可实现高效且具成本优势的系统架构。

CAN XL 协议定义了通信方式，包括报文格式、错误处理与仲裁机制，确保 CAN XL 网络中各节点之间实现可靠的数据交换。该协议已被标准化为 ISO 11898-1:2024。

CAN XL 的技术特性

CAN XL 通过在单一网络拓扑中支持三类通信流量（CAN FD、CAN XL 和 Ethernet），为汽车电子电气架构提供更优的成本方案。凭借最高 20 Mbit/s 的数据速率，它在速度、成本与网络复杂度之间实现了平衡。

CAN XL 能兼容所有 CAN 收发器，包括 HS-CAN、CAN FD、SIC 与 SIC XL，因此更易于集成到现有系统中。

其最大 2,048 字节的超大有效载荷容量，能够满足几乎所有应用需求；同时，以太网隧道传输（Ethernet tunneling）功能支持 TCP/IP、SOME/IP 等高层协议的传输，从而实现面向服务通信在 CAN 网络中的无缝集成。

此外，CAN XL 支持渐进式升级，可实现 CAN FD 节点与 CAN XL 节点在同一网络中共存（最高可达 8 Mbit/s）。其良好的可扩展性，使其既适用于成本敏感型应用，也适用于高性能域控制场景。

博世知识产权产品管理总监Andreas König指出，这些特性让 CAN XL 在保留传统 CAN 优势（如仲裁机制、鲁棒性及长分支容忍度）的同时，进一步拓展至 SOA 与下一代数据服务领域。随着越来越多汽车微控制器开始支持 CAN XL，它有望成为未来车载通信系统的核心基础。

博世持续致力于技术创新、知识传播与 CAN XL 推广，通过出版物、演讲以及跨行业合作推动其发展。博世还与 CAN in Automation（CiA）协会密切合作，共同推进 CAN XL 标准的发展，为下一代 CAN 技术的建立与标准化作出贡献。

应用：CAN XL 在汽车雷达系统中的应用

现代雷达传感器会生成大量数据，需要在不同车辆域之间进行实时交换，而精确的时间同步对于目标与物体数据的一致性解析至关重要。XS_CAN IP 集成了基于硬件的时间戳功能，分辨率可达 64 bit/s，可实现多个雷达节点之间的高精度时间同步。

与 10Base-T1S 等以太网方案相比，CAN XL 提供了更具成本优势的替代方案。它支持 CAN、CAN SIC 以及 CAN SIC XL 等多种收发器配置，并具备灵活的节点扩展能力。

在使用 CAN SIC 收发器时，CAN XL 可实现最高 8 Mbit/s 带宽，相比 CAN FD，在相同物理层成本下带宽提升高达 84%；采用新一代 CAN SIC XL 收发器后，带宽提升甚至达到 340%。

网络仿真结果显示，在 77% 总线负载下，CAN XL 能在 50 ms 内处理多达 4,000 条位置数据（每条 20 字节）；或者在 83% 总线负载下处理 1,400 个雷达目标（每个 60 字节）。

此外，CAN XL 还支持 Diagnostics over IP（DoIP）的以太网帧隧道传输功能，兼具高带宽、灵活性与成本优势，使其成为面向未来雷达应用的理想解决方案。

CAN FD 与 CAN XL 的带宽差异

选择 CAN XL 的五大理由

1. 面向未来的 E/E 架构

随着 ADAS、自动驾驶、车联网与电动化的发展，车内数据量正呈指数级增长。CAN XL 提供了所需的带宽与灵活性，其可变载荷最高达 2,048 字节，同时保留 CAN 协议成熟的鲁棒性、可靠性与成本优势。

2. 高兼容性

CAN XL 兼容 CAN FD（并部分兼容经典 CAN），使汽车 OEM 与供应商能够平滑迁移，无需彻底重构现有系统。

3. 专为汽车行业打造

CAN XL 已全面融入 AUTOSAR 生态，同时支持 Classic Platform 与 Adaptive Platform，可确保跨代车型的软件兼容性与集成便利性。

4. 成本效率

相比同样具备高带宽能力的车载以太网，在无需承担复杂协议栈与高额开销的应用场景中，CAN XL 往往是更经济的方案。

5. 技术领导力与可靠性

作为 CAN 协议的发明者，以及持续推动其演进的重要力量，博世代表着长期积累的专业能力、技术延续性与可靠性。这种长期投入，使博世成为车载通信领域值得信赖的市场领导者，并确保每一代 CAN 技术都能在成熟基础上持续满足未来性能与安全需求。

博世车用IP塑造未来移动出行

从首个 CAN 原型到最新一代 CAN XL，博世不断推动车载通信标准的发展。与此同时，博世还与行业伙伴共同推进 CANsec 标准的开发，并在 CiA框架下推动其标准化，这对于构建安全的SDV架构至关重要。

博世对性能、互操作性与可靠性的长期投入，不仅定义了 CAN 生态系统的发展方向，也进一步巩固了其作为技术领导者与未来汽车架构合作伙伴的行业地位。借助 CAN XL，博世再次展示了如何将成熟优势与前瞻性创新融合，为下一代移动出行构建坚实基础。