在邁向更安全、更智能出行體驗(yàn)的征途中，傳感技術(shù)扮演著不可或缺的角色。作為關(guān)鍵傳感器之一，車載毫米波雷達(dá)憑借其高可靠性、高精度以及在多種光照及天氣條件下出色的工作能力，正日益受到主機(jī)廠的青睞。伴隨著輔助駕駛技術(shù)的持續(xù)演進(jìn)，整車廠對(duì)雷達(dá)傳感器的數(shù)據(jù)吞吐量提出了更高要求。本文將探討相較于傳統(tǒng)CAN FD通信技術(shù)，CAN XL在毫米波雷達(dá)系統(tǒng)中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

1毫米波雷達(dá)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

典型的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)往往包含多種傳感器，如圖像傳感器（攝像頭）、激光雷達(dá)、超聲波傳感器、毫米波雷達(dá)，均在 ADAS 功能中發(fā)揮著重要作用。相比其他傳感器，毫米波雷達(dá)在某些應(yīng)用場(chǎng)景中具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

全天候可靠性

與攝像頭和激光雷達(dá)在惡劣天氣（如霧、雨或雪）中表現(xiàn)不佳不同，毫米波雷達(dá)傳感器在各種能見度條件下均可高效運(yùn)行。

遠(yuǎn)距離探測(cè)與高分辨率

當(dāng)前最新77 GHz 毫米波頻段支持更遠(yuǎn)的探測(cè)范圍和更高的分辨率，使雷達(dá)能夠精準(zhǔn)檢測(cè)和區(qū)分物體。

穿透障礙物能力

雷達(dá)可穿透如霧氣、灰塵，甚至部分固體材料，使其在復(fù)雜環(huán)境中更具優(yōu)勢(shì)。

性價(jià)比高

雷達(dá)可穿透如霧氣、灰塵，甚至部分固體材料，使其相較于激光雷達(dá)，毫米波雷達(dá)傳感器在成本與性能之間提供了更好的平衡，使其成為大眾市場(chǎng)車輛的理想選擇。在復(fù)雜環(huán)境中更具優(yōu)勢(shì)。

2推動(dòng)毫米波雷達(dá)數(shù)據(jù)輸出增長(zhǎng)的關(guān)鍵因素

毫米波雷達(dá)能夠?qū)崟r(shí)生成高分辨率數(shù)據(jù)，通常以點(diǎn)云數(shù)據(jù)（Location）、目標(biāo)（Object）形式輸出。關(guān)鍵參數(shù)包括：

距離、速度與角度

檢測(cè)到的目標(biāo)均包括其距離、相對(duì)速度和入射角。

數(shù)據(jù)吞吐量

根據(jù)雷達(dá)架構(gòu)，傳感器可在每幀生成數(shù)百至數(shù)千個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，通常每幀刷新率為50 毫秒（Cycle Time，即兩次測(cè)量間隔時(shí)間）。

毫米波雷達(dá)的數(shù)據(jù)輸出量和帶寬提升受到多個(gè)關(guān)鍵因素的推動(dòng)：

更高的物體分辨率與分類能力

先進(jìn)的 ADAS 和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要更精細(xì)的物體檢測(cè)和分辨能力（例如行人、自行車、車輛之間的識(shí)別），這需要毫米波雷達(dá)提供更詳細(xì)的數(shù)據(jù)。

更快的安全決策

自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）、行人碰撞預(yù)警（PCW）、車道偏離預(yù)警（LDW）等功能需要較短的響應(yīng)時(shí)間，需要雷達(dá)處理更多數(shù)據(jù)并通過(guò)更高速的通訊鏈路傳至上層域控制器，以減少延遲。

4D 成像雷達(dá)

新一代4D成像雷達(dá)系統(tǒng)需提供如更豐富的細(xì)節(jié)，如垂向探測(cè)能力，是推動(dòng)數(shù)據(jù)吞吐量和帶寬的增加關(guān)鍵因素之一。

與 AI 和機(jī)器學(xué)習(xí)的傳感器融合

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)依賴 AI 驅(qū)動(dòng)的傳感器融合，要求更全面的原始雷達(dá)數(shù)據(jù)，以優(yōu)化環(huán)境感知模型。

3CAN XL通信技術(shù)在傳感器領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

CAN XL是第三代CAN通信協(xié)議，它保留了成本低、效率高、魯棒性強(qiáng)等CAN的傳統(tǒng)特性。同時(shí)針對(duì)20 Mbit/s的高速通信場(chǎng)景，CAN XL提供了大容量的有效載荷（payload最高支持2048 Byte），增強(qiáng)了信息安全和功能安全特性。

CAN XL可以與CAN FD兼容組成速率小于8 Mbit/s的混合CAN網(wǎng)絡(luò)，即在同一條CAN總線上同時(shí)傳輸2種速率的CAN報(bào)文：CAN FD和CAN XL。這種兼容性提升了主機(jī)廠在設(shè)計(jì)電子電氣架構(gòu)時(shí)的靈活性——允許僅升級(jí)部分節(jié)點(diǎn)至CAN XL，其他節(jié)點(diǎn)保持CAN FD通訊。當(dāng)用戶對(duì)CAN的速率有更高要求時(shí)，可以部署純CAN XL的網(wǎng)絡(luò)，即CAN總線的所有節(jié)點(diǎn)均傳輸CAN XL報(bào)文，在這種場(chǎng)景下總線網(wǎng)絡(luò)的速率可達(dá)到最高20 Mbit/s。

4CAN FD和CAN XL傳輸效率（凈比特率）對(duì)比

下方圖表展示了采用CAN SIC收發(fā)器（8 Mbit/s速率的數(shù)據(jù)段）的CAN FD和CAN XL通信協(xié)議，以及采用CAN SIC XL收發(fā)器（20 Mbit/s速率的數(shù)據(jù)段）的CAN XL通信協(xié)議，三者在凈比特率方面的優(yōu)勢(shì)。在相同收發(fā)器與成本條件下，CAN XL相比CAN FD可實(shí)現(xiàn)凈比特率性能提升84%；若采用CAN SIC XL收發(fā)器的CAN XL方案，其性能較CAN FD提升高達(dá)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

隨著毫米波雷達(dá)應(yīng)用的快速增長(zhǎng)，其數(shù)據(jù)通信需求日益攀升，為進(jìn)一步滿足性能與架構(gòu)靈活性的雙重需求，CAN XL作為新一代通信技術(shù)會(huì)成為整車廠的理想選擇。下篇將深入解析CAN XL在雷達(dá)系統(tǒng)中的具體應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，包括在不同車型定位下的通信架構(gòu)、總線負(fù)載情況與成本效益分析。