典范轉移 EV全生態系商機 - The CAN SIC Transceiver Is Ready To Go.

前言

電動車的趨勢來自三個主要原因：環境意識提高、電池技術進步與市場需求。在IEA報告分析中得知，2023年全球有將近1400萬輛電動車被消費者購買，報告中并預測全球已經上路的電動車數量達到4000萬輛。在各國的政策推動下，預計到2035年其全球電動車的保有量將增長12倍。隨著電動車智能化需求提升，將使內部網絡架構產生改變，于下個新世代將走向軟件定義汽車（Software Defined Vehicle, SDV）架構，這將需要更大的數據傳輸帶寬來滿足用戶的體驗和處理更智能的無人駕駛技術升級。

CAN SIC Transceiver

以目前主流SoC方案商推估軟件定義汽車架構最快量產可能在2026~2027年，此架構的導入可使車內ECU數量減少約30%。這也將轉向由車商自行開發軟件，目的是讓用戶自行下載更新。這不同于現在主流架構，未來將可節省更換硬件所耗費的時間與成本。同時也因在軟件定義汽車架構導入下，新架構的區域控制器需要大數據帶寬來處理更多的信息量。CAN總線收發器的升級與車載以太網的導入，將滿足更大數據帶寬的需求。例如，CAN FD（Flexible Data Rate）將升級為CAN SIC（Signal Improvement Capability），速度由5Mbps提升到8Mbps。而區域控制器后端到主核心控制電腦則導入車載以太網技術，其速度達到10Mbps ~ 1Gbps或更高。

新一代的軟件定義汽車架構導入后，其控制器間的網絡連接方式將變得復雜，這種復雜的網絡連接方式將導致通信總線上出現信號質量下降及信號反射的問題，使得已廣泛使用的CAN FD物理層技術無法滿足應用升級。AZKN9325P是內建抑制振鈴技術的CAN SIC總線收發器，并且符合CiA 601-4以及ISO 11898-2:2024標準。通過自主開發的技術專利，可在高速傳輸下仍滿足車廠要求的電磁兼容規格。在以下兩種應用場景中建議選擇CAN SIC應對：首先，針對欲提升網絡拓撲架構為星型，或是菊花鏈加雙星型架構（Hybrid Topology）應用，通過抑制振鈴技術可應對此復雜拓撲類型導致信號嚴重反射的問題。其次，欲在現有硬件架構下提升更高的傳輸帶寬，如通信數據包速度由2Mbps提升到5Mbps或更高速的應用。

AZKN9325P的原理是當發射器（Transmitter）輸出由低阻抗狀態（Dominant State）轉換成高阻抗（Recessive State）狀態時，通過芯片內部電路適當控制總線阻抗匹配的技術，檢測復雜網絡拓撲下可能造成的信號反射現象并進行抑制。通過TX-based方式實現信號優化技術，將TXD信號上升沿到信號改善階段結束的時間控制在最大值530ns以內。此外，以TX-based基礎設計的CAN SIC，從車廠網絡節能角度來看是符合預期的架構。其動作模式支持STB模式，可依據ECU功能定義在待機模式下，通過關閉收發器內部高速接收器（Receiver）達到省電機制。在基本電性參數方面，通信線可承受最高電壓達±42V，并可支持1.8V SoC和FPGA直接連接信號。在ESD部分，ISO 7637、HBM與CDM等級均超過德國車廠的內部標準，并且對外的通信總線符合IEC 62228-3標準定義的靜電防護等級達±8kV。還可提供一級供應商在設計控制器電路時，根據不同車廠測試要求評估取消外部保護元件的可行性。

嚴謹的測試評估

評估CAN SIC總線收發器是否符合汽車環境的使用，可參考收發器供應商提供的ISO16845-2一致性測試和IEC 62228-3:2019 CAN總線收發器的電磁兼容測試報告。一致性測試計劃定義了檢測的類型與架設方式，用于檢測收發器元件是否符合相關標準以確保產品質量的測試流程。其內容包含靜態測試（Static Tests）與動態測試（Dynamic Tests）。而電磁兼容測試的目的是，通過測量與測試模擬并評估CAN總線收發器在通信情況下的電磁兼容性能。報告中須滿足最高速度和最高等級的要求，才能確保符合汽車在不同種類控制器與傳輸速度的應用。在CAN SIC評估方面，負責提供測試規劃的公司針對帶有抑制振鈴技術的收發器，額外增加5Mbps檢測項目。此外，還特別針對抑制振鈴技術是否符合時序要求的單體元件測試（Single Device Test）規劃。此單體元件測試采用1%誤差范圍內的電容和電阻，以及5%誤差范圍內的電感參數搭配組成振鈴網絡，再通過CAN FD收發器進行觀察來判斷結果。

圖一是CAN FD與CAN SIC分別在1Mbps與8Mbps傳輸環境下，通過TXD輸入原始信號并搭配CiA 601-4標準定義的振鈴網絡所呈現的抑制振鈴效果的對比。在總線由顯性狀態（Dominant State）轉換到隱性狀態（Recessive State）時，相較于無抑制振鈴技術的AZKN9125P，使用帶有抑制振鈴技術的AZKN9325P，其RXD信號并未產生錯誤的轉換行為，證明可保證通信的可靠性與穩定性。

圖一、比對CAN FD與CAN SIC兩種收發器在1Mbps與8Mbps兩種傳輸環境下的抑制振鈴效果

結論

我們的使命是持續開發新一代CAN總線收發器技術，通過提升傳輸速度和支持更省電模式，協助電動車向更智能的應用邁進。AZKN9325P CAN SIC預期將在軟件定義汽車架構中得到廣泛應用，并逐步擴展至工業自動化和現場硬件升級。面對智能化的未來，我們將從網絡角度出發，針對特定控制器實現節能，穩步推出符合車廠需求的產品，并持續推動汽車行業的創新。

參考數據

◎ The International Energy Agency (IEA), https://www.iea.org/

◎ C&S group GmbH, https://www.cs-group.de/

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審核編輯 黃宇