国产都在做的CAN SIC，到底是个啥？

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汽车智能化发展下，车载通信网络向更高速率、更复杂拓扑演进，这一需求催生了CAN SIC （信号改进）技术的爆发。从纳芯微、茂睿芯、思瑞浦、南芯在去年密集推出国产化CAN SIC收发器，到近期思瑞浦实现全国产供应链 CAN SIC SBC的突破，本土厂商的持续发力CAN SIC迅速成为行业焦点。

这个能破解传统CAN总线瓶颈的CAN SIC，到底具备怎样的技术内核？未来CAN又会如何继续发展？

传统CAN网络的瓶颈着汽车向SDV（软件定义汽车）发展，汽车E/E架构正在从传统域控架构（Domain）向区域架构（Zonal）发展，这不仅改变了整车处理的方式，也改变了整车的网络。

作为车载通信的核心技术之一，CAN总线亟需升级以适配新架构下的性能与成本需求，CAN SIC正是在这一背景下应运而生的关键解决方案。

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对于CAN和CAN FD来说，长久以来一直有一个矛盾：虽然CAN/CAN FD的最大优势就是超强的扩展性，并且CAN FD最高支持5Mbps速率，但在实际的多节点支线节点拓扑结构中，由于“信号振铃”（Signal Ringing）问题，实际速率不会超过2Mbps。

换句话说，要么追求更复杂的拓扑，要么实现更高的数据速率，二者不可兼得。这就很尴尬了。

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信号振铃是一种反射，在存在多个存根的复杂星形拓扑中，总线传输的信号会因阻抗不匹配产生反射，这些反射会造成CAN总线信号扭曲与振荡，进而导致采样点处的CAN总线电平及RXD信号异常。当电缆在整个网络中分支时，就会发生这种情况，并且在复杂网络中越来越多地存在。振铃会干扰通过总线传输的信号，结果是在振铃消散之前，无法可靠地确定不稳定信号的实际电平。此外，振铃现象可能会对CAN总线的通信质量产生负面影响，甚至有可能导致通信失败。

振铃一直存在于CAN网络中，但只有在CAN FD时期才开始引起了行业的注意，因为经典CAN运行速率较低时，位持续时间更长，总线振铃现象会相应减弱，因此仍能精准采样正确位信号，保障通信正常。但引入更高数据速率需要更短位时间，振铃消散时间是有限的，因此，高速网络只有在可靠运行的情况下才能容忍轻微的振铃。

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对于5 Mbps CAN FD，200 ns位持续时间过短，以致复杂星形拓扑中的振铃无法消失，从而妨碍了可靠的数据通信。就使系统设计人员无法以5 Mbps的速度使用CAN FD。

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为了解决“信号振铃”问题，让CAN FD真正发挥出100%效果，CAN SIC应运而生。



看懂CAN SIC的“里子”





打个比方来说，SIC就像是给CAN总线信号装上了“减震器”和“滤波器”。

SIC信号改善是CAN FD收发器中增加的一项额外功能，是一种用于提升CAN FD总线性能的技术，它优化收发器设计，有效抑制因阻抗失配引起的“信号振铃”，提高复杂星形拓扑中可实现的更大数据速率。从而支持更高的数据速率（可达8 Mb/s）和更灵活的网络拓扑结构。该技术由恩智浦等厂商推动，并已纳入CiA 601-4标准。

CAN SIC收发器需要满足或超过国际标准化组织 (ISO) 11898-2:2016 高速CAN物理层标准和 CAN-in-Automation (CiA) 601-4信号改善规格的要求。

CAN SIC技术的出现有效解决这一矛盾，其核心价值体现在三方面：一是支持更大规模的星型CAN FD网络，通过减少信号振铃提升网络稳定性；二是将CAN FD网络速率提升至5+Mbps，且无需采用昂贵的布线解决方案，进一步降低成本与车身重量；三是可直接替换现有高速 CAN（HS-CAN）收发器，无需更换微控制器（MCU），大幅减少网络升级的成本与复杂度。

使用SIC有什么效果？TI在白皮书中展示了一个常规CAN FD收发器，其中CAN总线信号在高于900 mV（CAN接收器的显性阈值）和低于500 mV（CAN接收器的隐性阈值）时产生振铃，导致接收数据 (RXD) 干扰。具有SIC功能的CAN收发器的总线信号振铃则明显减弱，从而产生正确的RXD信号。

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SIC是怎么减少振铃的





CAN总线正常运行时有隐性和显性两种逻辑状态。

显性以差分方式驱动总线，对应TXD和RXD引脚的逻辑低电平，此时收发器差分输出阻抗约50Ω，与网络特征阻抗匹配。当总线通过接收器内部的高阻值输入电阻器 (RIN) 偏置为VCC/2时，总线为隐性状态，对应TXD和RXD引脚的逻辑高电平；常规CAN FD收发器在此状态下，驱动器差分输出阻抗约为60kΩ。仲裁期间，显性状态会覆盖隐性状态。

CAN总线隐性到显性的信号边沿通常较干净，因由发送器强力驱动；而显性到隐性边沿，常规 CAN FD收发器会因驱动器差分输出阻抗骤变为60kΩ，使反射信号遇阻抗不匹配产生振铃。

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发送器的SIC检测到TXD上显性到隐性边沿时，会激活驱动器输出的振铃抑制电路。CAN 驱动器持续强力驱动总线呈现隐性直至tSIC_TX_base，以减少反射，确保采样点隐性位干净。此主动隐性阶段，发送器输出阻抗较低（约100Ω），可大幅减弱振铃；阶段结束进入被动隐性阶段后，驱动器输出阻抗升至约60kΩ。

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主动隐性阶段最长持续530ns。CAN FD协议数据阶段以5Mbps运行时，位持续时间至多200ns，振铃抑制可在整个隐性位持续时间内生效，保证信号正确；但在1Mbps运行的仲裁阶段（最快位持续时间1µs，且显性位需覆盖隐性位），振铃抑制持续时间可能限制网络总长和仲裁速度。

以下是SIC的具体工作方式：

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SIC在CAN XL时代也大有可为





CAN总线可以分为三代：经典CAN、CAN FD、CAN XL，在核心性能指标上，CAN XL最大数据速率可达20 Mbps，可谓是颇具颠覆性。尽管从理论上讲信号改善可以让CAN FD超过5Mbps，但因为仲裁阶段速率保持不变，只有加速段的提速对提高单帧报文的有效数据传输量仍旧效果有效。因此，更好的选择是转向CAN XL。

SIC作为一种提升CAN总线性能的技术在CAN XL时代也会大放异彩，因为下一代CAN XL依然需要解决振铃问题。

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CAN XL支持灵活配置，低速通信时兼容传统CAN SIC收发器以实现平滑过渡，高速传输时切换为专用CAN SIC XL收发器，通过双模式自动切换平衡速率与稳定性。

CAN SIC XL收发器是CAN XL的核心组件，支持两种工作模式：一是符合ISO 11898-2:2024标准的SIC Mode；二是用于数据阶段高速传输的FAST Mode。该收发器可适配经典CAN、CAN FD、CAN XL 等多种CAN协议变体，大幅提升设计灵活性。

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CAN SIC正在不断发展





估算显示，国内每年CAN芯片需求约12.5亿颗，全球需求超45亿颗。

目前，国内厂商正在不断加大对于CAN SIC的投入，并正在着手对于CAN XL的布局。

2024年3月，纳芯微推出自研创新型振铃抑制专利的车规级CAN SIC NCA1462-Q1。纳芯微的CAN SIC实测传输速率可10Mbps，已经完全满足CiA 8Mbps的规范要求。

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2024年3月，茂睿芯推出具有SIC功能的第二代CAN FD收发器MCAN1462，是国内首款支持10Mbps通信速率、具有信号改善能力（SIC）的CAN FD收发器，实现了CiA 601-4中定义的CAN SIC功能。

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5V MCU应用框图

2024年7月，思瑞浦推出支持振铃抑制功能、具有待机模式的CAN SIC收发器TPT1462xQ，可实现高达8 Mbit/s的CAN FD通信，是国内首款支持并通过ISO 11898-2:2024认证的CAN SIC收发器。

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TPT1462VQ和1.8V SOC 的通讯方案

今年4月，南芯科技推出车规级高速CAN/CAN FD收发器SC25042Q，采用自主可控的全国产化供应链，集成了振铃抑制功能，支持高达5Mbit/s的数据传输速率。

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SC25042Q 系统框图：(a) 3.3V MCU 环境；(b) 5V MCU 环境

今年9月，思瑞浦推出集成Watchdog、LDO和CAN SIC收发器的汽车级SBC系统基础芯片TPT1169xQ产品系列，是国内首款采用全国产供应链且通过多家车厂和Tier1认证并量产的CAN SIC SBC。也就是说，思瑞浦已拥有100%全国产化供应链车载接口全系列产品矩阵。

TPT1169xQ产品系列集成高速CAN收发器和两路LDO，还具有看门狗、SPI接口和LIMP输出，同时包括监控和诊断等功能，以“高集成+高可靠”为核心，为汽车电子提供从通信、供电到安全监测的一站式解决方案。

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国外方面，发展更早，相关厂商也在发力CAN XL，希望尽快将其推广到市场。

恩智浦（NXP）、英飞凌（Infineon）、意法半导体（ST）、瑞萨（Renesas）、博世（Bosch）等企业，已推出或正开发支持CAN XL的MCU与收发器样品。同时，博世、NXP、德州仪器（TI）、英飞凌等厂商也已研发出CAN XL物理层解决方案，重点涵盖符合CiA601-4标准的CAN FD SIC信号改善收发器，以及处于定义阶段的CAN XLSIC收发器。

工程师曾向汽车开发圈表示，实际上SIC本身的原理并不复杂，难点在于CAN SIC的优化主要体现在驱动电路上，其增加了一个强驱电路。振铃往往发生在从显性到隐形状态，因此，可以在该转换过程中增加一个额外的强驱电路，以控制总线电平的切换斜率，从而确保数据不出错。

而目前，对于CAN SIC来说，最大的难点也许在于客户认可。一旦客户和市场完全认可CAN SIC的价值，并逐步应用于复杂星型拓扑与高速率场景中，一定会打消客户升级换代的顾虑。