CAN与10BASE-T1S收发器设计要求对比

随着软件定义汽车（SDV）与区域架构的加速演进，车载边缘节点对高带宽、低延迟以及无缝网络集成的需求日益迫切 。10BASE-T1S 是 10BASE以太网标准的现代化版本，专为满足车载及工业场景的联网需求而扩展。为了帮助工程师在实际车型设计中进行精准的技术选型，本文将通过 10BASE-T1S 与 CAN 的对比，重点介绍两者在框图、电源架构复杂度以及系统级特性上的核心差异 。

节点硬件比较

图 1：10BASE-T1S MAC-PHY 应用框图

图 1 显示了采用 T30HM1TS2500 收发器（也可采用 NCV7410）的 MAC-PHY 10BASE-T1S 节点典型应用框图。

图 2：CAN 节点应用框图（带电源管理）

图 2 显示了典型的 CAN 节点，该节点具有高级电源管理、唤醒与抑制控制功能。这里选择了 NCV7343 CAN 收发器，作为 T30HM1TS2500 以太网收发器的最接近等效器件。

图 3：NCV26004 PMD 应用框图

图 3 显示了采用 NCV26004 的 PMD 10BASE-T1S 节点典型应用框图。

图 4：CAN 节点应用框图（不带电源管理）

图 4 显示了不带电源管理的基本 CAN 节点；这是与 PMD 10BASE-T1S 节点最直接的等效方案。

跳出单点器件，综合评估系统方案价值

电源去耦成本大致相同。

CAN 的共模扼流圈 (CMC) 通常为 100 µH（或 51 µH），而 10BASE-T1S 需要 240 µH（130 µH 正在按照 EMC 要求评估）。240 µH 共模扼流圈价格约高 20%。

10BASE-T1S 需要两个电容器来对通信线路进行直流隔离（图 1 中的 CP 和 CM）。如以下结论所述，这两个无源电容器虽增加少量成本，但使实现 PoDL（数据线供电）成为可能，并可更好地保护线路免受直流短路的影响，例如在 48 V 线束等场景中优势明显。通过数据线供电可省去单独的电源线，从而降低系统成本并简化线束复杂度。

微控制器成本不在本文的讨论范围内，但假设两者基本相当。

10BASE-T1S 可以采用单个 3.3 V 电源（安森美（onsemi）器件中，VBAT 也可连接到 3.3 V）。大多数 CAN 器件需要 5 V 电源才能与 CAN 总线连接；目前还没有完全符合 ISO11898 标准且采用单 3.3 V 电源供电的 CAN 收发器。

在现代汽车设计中，5 V 电源轨通常只需为 CAN 收发器供电；微控制器与模拟电路均由 3.3 V 供电。

10BASE-T1S 方案可以省去该电源轨，从而节省一个稳压器（通常为 LDO）。

收发器的成本是主要差异，但需要从完整系统角度来看待，正如结论部分所述。

结论

本文主要根据客户的具体需求，对 10BASE-T1S MAC-PHY 和 PMD 节点与最接近 CAN 硬件节点进行了示意性成本比较，并非两种协议的完整比较分析。

以下几点说明了这样一个事实：

成本比较需要在系统层面进行，而仅对收发器相关硬件进行成本比较可能会产生误导。

CAN-FD 的实际速率上限为 2 Mbps，而 CAN-FD SIC 则为 5 Mbps，同时提供相对较高的网络拓扑灵活性。市面上很多微控制器均内置 CAN 控制器。

10BASE-T1S 在菊花链配置下可提供 10 Mbps 速率。采用 PLCA 的 10BASE-T1S 可保证最大延迟，而 CAN 采用 CSMA/CR (载波侦听多路访问/冲突解决)非破坏性仲裁，则无法做到这一点。

10BASE-T1S 具备多项 CAN 收发器不支持的特性。T30HM1TS2500 已具备大部分特性，而 NCV26004 搭配合适的微控制器后也将具备这些特性。

物理层支持 PoDL 和较强的直流短路鲁棒性

无需 5 V 电源；这通常可以省去一整条电源轨

信号质量指标 (SQI)

模式唤醒，正常通信不会唤醒收发器

唤醒转发功能（微控制器唤醒前即可实现）

线束缺陷检测 (HDD)

拓扑发现

时间戳

增强型抗扰度 (ENI)

安全功能

在 SDV 中实现无缝软件集成

10BASE-T1S 采用以太网协议，因此可避免在以太网骨干网与边缘节点之间使用网关，这对区域架构和软件定义汽车 (SDV) 尤为有利。