電子發燒友網報道（文/吳子鵬）隨著汽車電子、工業自動化設備的發展迭代，CAN總線上的設備、數據量都大大增加，給CAN總線帶來了極大的挑戰。因此，CAN FD應運而生。CAN和CAN FD的物理層作用是一樣的，都是將3.3V/5V的邏輯信號轉換成差分信號。不過，傳統CAN的最高速率是1Mbps，最多支持8個數據字節；而CAN FD的最高速率是8Mbps，最多支持64個數據字節。因此，CAN FD帶來了更好的傳輸速率和傳輸效率，并提供可變的傳輸速率，兼容傳統CAN協議。

不過，過往國產CAN FD芯片主要走的都是兼容的路線，主要替代的是恩智浦等公司的產品。

兼容國際廠商的技術路徑

CAN由博世公司提出的一種用于汽車和其他領域的串行通信協議。在CAN總線上，每個節點都有往總線上發送消息的能力，而且消息的發送不必遵從任何預先設定的時序，通信是事件驅動的。

在現代汽車中，CAN FD用于連接和通信多個子系統，如發動機控制單元（ECU）、傳感器、儀表盤、娛樂系統等。當然，在工業自動化、航天和物聯網等領域，CAN FD同樣應用廣泛。在構建相關應用時，CAN FD收發器的主要作用包括提高通信速度、支持低功耗模式，以及提供強大的通信和數據管理能力，不過此前產品主要來自恩智浦、英飛凌、德州儀器和博世等廠商。

比如，恩智浦的TJA1051T/3/1J、TJA1043等，便是被大量國產芯片兼容的對象。作為恩智浦第三代高速CAN收發器，相比第一代和第二代設備，TJA1051T/3/1J性能顯著提升，在CAN FD快速相位中，時序保證數據速率高達5Mbps，并改進了電磁兼容性（EMC）和靜電放電（ESD）性能，適用于汽車電子、工業控制等領域。

芯力特SIT1043Q CAN FD收發器則能夠替代TJA1043，這款芯片總線端口耐壓可達-58V至+58V，接收器共模輸入電壓達到-30V至＋30V，適用于12V或24V應用系統。SIT1043Q采用多電源供電，擁有多種系統保護和診斷功能以提高器件和CAN的穩定性。在汽車控制模塊、汽車網關、高級輔助駕駛系統ADAS、信息和娛樂等產品領域，SIT1043Q可以pin to pin替代TJA1043。

國產CAN FD收發器持續創新

當然，國產廠商也在尋求創新突破，目前包括芯力特、茂睿芯、川土微、思瑞浦、納芯微等公司都有一些自主創新的CAN FD收發器產品，尤其是工業級CAN FD收發器。比如，川土微CA-IS2062A是一款隔離式CAN FD收發器，內部集成DC-DC轉換器，省去了外部隔離電源，有效節省系統空間和簡化設計。這款收發器能夠承受高達2.5kVRMS（1分鐘）的隔離電壓以及±150kV/μs的典型共模瞬態抗擾度大幅提升了器件的可靠性。在基礎性能方面，CA-IS2062A支持高達5Mbps的傳輸速率（CAN FD），并在總線端口（CANH/CANL）提供限流保護、熱關斷保護以及高達±42V的故障電壓保護，可用于工業控制、樓宇自動化、光儲充系統、醫療設備、電信設備等領域。

納芯微NCA1042也是一款性能出色的工業級CAN FD收發器，可提供控制器局域網（CAN）協議控制器和物理兩線CAN總線之間的接口。NCA1042實現ISO 11898-2:2016和SAE J2284-1至SAE J2284-5中定義的CAN物理層，可在CAN FD快速階段以高達5 Mbit/s的數據傳輸速率進行可靠通信。

茂睿芯MCAN1042也是一個很好的例子，這是一款車規級±70V耐壓CAN FD收發器，5V電源供電，兼容3.3V/5V微處理器，支持12V和24V車載系統，該系列所有器件支持經典CAN和5Mbps CAN FD，相關器件符合ISO11898-2:2016和ISO11898-5:2007物理層標準。MCAN1462則是茂睿芯第二代車規級CAN FD收發器，經過了AEC-Q100認證，也是國內首款支持10Mbps通信速率、具有信號改善能力（SIC）的CAN FD收發器，實現了CiA 601-4中定義的CAN SIC功能。MCAN1042支持5V電源供電，兼容3.3V/5V微處理器，支持12V和24V車載系統。

另外，根據思瑞浦2023年財報，該公司是國內首家推出支持特定幀喚醒的汽車級CAN收發器，成功上車應用在包括車身電子、動力系統、車載信息娛樂和 ADAS 等汽車系統中。

通過這些產品不難看出，國產CAN FD收發器也在積極尋求產品創新，以提供差異化的競爭優勢，在工業級和車規級都有一些亮眼的產品。

結語

雖然看上去部分國產CAN FD芯片的性能已經超過了國際廠商的產品，那么我們是否處于行業領先了呢？其實并不是，目前英飛凌、恩智浦、意法半導體、瑞薩等半導體廠商都已經開始布局CAN XL協議相關產品，大多都已經給客戶送樣，在速率和效率方面有了更大的提升，也進一步拉近了CAN和以太網之間的性能差距。2024年3月22日，ISO 11898-2：2024版本發布，標志著新一代CAN總線的時代即將到來，2048個數據字節的CANXL蓄勢待發，因而國產芯片在CAN的發展上依然還是追趕者的位置。