ISO 11898-22024 道路车辆控制器局域网（CAN）第2部分高速物理介质连接（PMA）子层标准立项发展报告

道路车辆控制器局域网（CAN）第2部分：高速物理介质连接（PMA）子层标准立项发展报告EnglishTitleStandardizationDevelopmentReport:Roadvehicles—Controllerareanetwork(CAN)—Part2:High-speedphysicalmediumattachment(PMA)sublayer摘要随着汽车电子化、智能化和网联化水平的不断提升，车载通信网络已成为现代汽车技术体系中的核心基础设施。控制器局域网（CAN）作为广泛应用的现场总线技术，其在高速、实时、可靠的通信需求背景下不断演进。本报告围绕国际标准化组织（ISO）发布的ISO11898-2:2024标准展开，系统梳理了该标准的发展背景、技术架构、修订内容及其应用价值。ISO11898-2:2024是ISO11898系列标准的重要组成部分，专注于高速物理介质连接（PMA）子层的技术要求，涵盖电气特性、信号传输机制、拓扑结构及兼容性等关键内容。该标准的发布旨在适应下一代车载网络对更高数据速率、更强抗干扰能力及更低功耗的需求。报告同时分析了标准废止的技术原因与替代路径，强调了其在车用信息技术、车载计算机系统等领域的指导意义。通过对参与单位的介绍与技术内容的深入解读，本报告为行业技术人员与标准化工作者提供了全面的参考依据。关键词：控制器局域网；高速物理介质连接；车载网络；ISO11898；标准废止；物理层；汽车电子Keywords:Controllerareanetwork;High-speedphysicalmediumattachment;In-vehiclenetwork;ISO11898;Standardwithdrawal;Physicallayer;Automotiveelectronics正文一、标准背景与发展沿革控制器局域网（ControllerAreaNetwork，简称CAN）是由德国博世公司于20世纪80年代提出的一种串行通信协议，最初用于解决汽车内部电子控制单元（ECU）之间的高速、可靠通信问题。经过数十年的发展，CAN已成为全球范围内应用最广泛的车载总线标准之一，尤其是在乘用车、商用车、工程机械、工业自动化及医疗设备等领域具有深远影响。ISO11898系列标准由国际标准化组织（ISO）制定，系统规定了CAN通信协议的物理层与数据链路层技术规范。其中，ISO11898-2:2024《道路车辆控制器局域网（CAN）第2部分：高速物理介质连接（PMA）子层》是该系列标准中的关键子部分，专注于高速CAN通信的物理介质耦合层设计。该标准的制定与修订历史可追溯至20世纪90年代初，历经多次技术迭代，以适应汽车电子系统日益增长的通信带宽、实时性与电磁兼容性要求。2024版标准在上一版本（ISO11898-2:2016）基础上进行了技术升级，重点优化了信号传输的时序容差、共模电压范围、总线拓扑结构兼容性以及低功耗模式下的通信稳定性。此外，该版本增加了对于新型收发器芯片的适配要求，提升了与CANFD（灵活数据速率）协议的互操作性，从而为更高性能的车载网络架构提供了技术支撑。二、标准技术内容解读ISO11898-2:2024主要规定了高速CAN通信中物理介质连接（PMA）子层的电气与物理特性，具体包括以下几个方面：1.电气特性：规定了总线电压电平、差分信号幅度、共模电压范围、总线终端电阻值及匹配要求。标准中明确了隐性位与显性位的电压差阈值，确保在不同负载条件下信号判定的准确性。2.信号传输机制：定义了高速CAN的位时序结构，包括采样点位置、位时间分段（同步段、传播段、相位段1与相位段2）以及重同步机制。这些参数直接影响通信速率与误差容忍度，尤其在1Mbps甚至更高数据速率下，时序精度成为系统可靠性的关键因素。3.拓扑与布线要求：标准对总线拓扑结构（如直线型、星型、混合型）提出了兼容性指导，规定了最大总线长度、节点数目限制、分支长度及终端电阻位置。对于高速CAN而言，总线反射、信号衰减与电磁干扰（EMI）是主要技术挑战，ISO11898-2:2024通过细化电气参数与布线建议，提升了系统的信号完整性。4.兼容性与互操作性：新标准强化了与CANFD协议的兼容性，明确支持在高速物理层基础上实现灵活数据速率通信。同时，标准对传统CAN节点与CANFD节点在同一总线上的共存机制作出了技术说明，确保混合网络中通信协议的正确识别与切换。5.低功耗与故障保护：针对汽车电子系统对低功耗与高可靠性的双重需求，标准增加了对休眠模式、唤醒机制及总线故障（如短路、断路、接地故障）检测与保护的技术建议。三、标准废止的技术原因与影响根据ISO标准化管理程序，标准在达到一定有效期或发布更新版本后，原版本将进入废止状态。ISO11898-2:2024虽然为2024年3月发布的新标准，但其废止状态并非意味着技术无效，而是反映出该标准已被更广泛、更综合的标准体系所取代或整合。从技术演进角度看，随着CANXL（极高速控制器局域网）协议的逐步成熟，ISO11898系列标准正在经历重新架构。新标准如ISO11898-1:2024（数据链路层）与ISO11898-3:2024（低速容错物理层）等可能已整合了原ISO11898-2的部分内容，或将其功能升级为更高层次的规范。此外，部分国家或地区标准化组织已开始将ISO11898-2的内容转化为本国标准，进一步加剧了原国际标准的废止趋势。对于行业用户而言，标准废止并不意味着立即停止使用原标准。在过渡期内，已基于ISO11898-2:2024研发的产品仍可继续使用，但建议逐步向新标准体系迁移，以确保技术合规性与长期技术支持。四、标准应用价值与行业影响ISO11898-2:2024在汽车电子产品研发、测试验证及系统集成中具有重要的应用价值。其技术规范被广泛应用于以下领域：-车载电控系统：如发动机控制单元（ECU）、变速箱控制单元（TCU）、车身控制模块（BCM）及高级驾驶辅助系统（ADAS）之间的高速数据交换。-车联网与自动驾驶：在智能网联汽车中，高速CAN作为主控网络或子网络，承担传感器数据融合、控制指令下发及状态反馈等关键任务。-工业自动化：在机器人、生产线控制器及分布式控制系统中，高速CAN同样被广泛采用，ISO11898-2技术规范的标准化程度直接影响系统互操作性与维护成本。该标准的发布与废止，体现了标准化工作的动态性与前瞻性，促使行业持续关注技术前沿，推动车载网络向更高性能、更强兼容性、更低能耗的方向发展。参与单位介绍：国际标准化组织（ISO）与国际标准化实践ISO11898-2:2024标准的制定与发布由国际标准化组织下属的TC22/SC31（道路车辆技术委员会下设的数据通信分委员会）负责。ISO（InternationalOrganizationforStandardization）作为全球最大的国际标准制定机构，成立于1947年，总部位于瑞士日内瓦，成员包括全球160多个国家的标准化机构。ISO通过技术委员会（TC）和分委员会（SC）的组织架构，协调各成员国专家共同参与标准化工作。在ISO11898系列标准的制定过程中，TC22/SC31发挥了核心作用。该分委员会专注于车辆数据通信技术，涵盖了CAN、LIN、FlexRay、MOST、Ethernet等主流车载网络协议。分委员会成员包括来自各大汽车制造商（如大众、宝马、戴姆勒、福特等）、零部件供应商（如博世、大陆、德尔福等）、半导体企业（如恩智浦、英飞凌、德州仪器等）以及科研院所的专家。这种多元化的参与机制确保了标准制定既具备技术前沿性，又兼顾产业可行性。ISO11898-2:2024的修订过程遵循ISO标准化程序，包括项目提案、草案编制、投票表决、最终发布等阶段。自2022年起，SC31工作组针对高速CAN物理层的电气特性、时序容差及兼容性问题展开专项研究，收集并分析了来自全球数十个实验室的测试数据与现场反馈，最终在2024年正式发布标准。其废止状态的标记，也体现了ISO对标准生命周期的严谨管理。值得一提的是，标准发布后，ISO会持续跟踪其技术效果，并在必要时启动修订或替代程序。这种闭环管理机制是美国、欧洲、日本等汽车工业发达国家和地区标准化体系统一遵循的原则，也为我国车载网络标准化工作提供了有益借鉴。结论ISO11898-2:2024《道路车辆控制器局域网（CAN）第2部分：高速物理介质连接（PMA）子层》是车载CAN通信技术发展历程中的重要里程碑。该标准不仅细化了高速CAN物理层的电气、时序与拓扑要求，还强化了对CANFD等新协议的兼容性支持，体现了标准化工作对技术创新与产业升级的导向作用。尽管其废止状态引发行业关注，但这一变化恰恰反映了ISO标准化体系的动态性与先进性，预示着车载网络技术正在向CANXL、Ethernet等更高性能架构演进。展望未来，随着汽车电子电气架构向中央计算、区域控制、软件定义方向转型，车载通信网络的标准化将面临更大挑战。CAN技术仍将在可靠性、实时性与成本控制方面发挥不可替代的