ISO 11898-22026 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StandardizationDevelopmentReport:Roadvehicles—Controllerareanetwork(CAN)—Part2:High-speedphysicalmediumattachment(PMA)sublayer摘要关键词：控制器局域网；高速物理介质连接；车载网络；ISO11898-2；智能网联汽车；电磁兼容；标准化AbstractTheControllerAreaNetwork(CAN),asacorecommunicationprotocolforin-vehiclenetworks,hasbeenwidelyappliedinautomotiveelectronics,industrialcontrol,medicalequipment,andaerospacesinceitsintroductioninthe1980s,establishingitselfasoneofthemostimportantfieldbusstandardsworldwide.Withtherapidadvancementofintelligentconnectedvehicles,autonomousdrivingtechnologies,andin-vehicleelectronicsystems,increasinglystringentrequirementshavebeenimposedonCANbusintermsofhighdatarates,robustanti-interferencecapability,andhighreliability.ISO11898-2:2026,"Roadvehicles—Controllerareanetwork(CAN)—Part2:High-speedphysicalmediumattachment(PMA)sublayer,"hasbeenofficiallyreleasedbytheInternationalOrganizationforStandardization(ISO).ThestandardsystematicallyrevisesandoptimizestheexistingISO11898-2framework,addressingnovelphysicalmediumattachmenttechnologies,signaltransmissioncharacteristics,electromagneticcompatibilityrequirements,andconformancetestingmethods.Thisreportsystematicallyelaboratesonthenecessity,technicaladvancement,andindustryapplicabilityofthestandardfrommultipleperspectives,includingthebackgroundofstandardsinitiation,technologicalevolution,currentstatusofdomesticandinternationalstandardization,keytechnicalcontent,expectedeconomicandsocialbenefits,andprospectsforpromotionandapplication.ThereportconcludesthatthereleaseofISO11898-2:2026willeffectivelysupportthestandardizedconstructionofhigh-speedin-vehiclecommunicationnetworks,providekeytechnicalsupportforthelarge-scaledeploymentofintelligentconnectedvehicles,andholdsignificantstrategicimportanceforpromotingthehigh-qualitydevelopmentoftheglobalautomotiveelectronicsindustry.Keywords:ControllerAreaNetwork;High-speedPhysicalMediumAttachment;In-vehicleNetwork;ISO11898-2;IntelligentConnectedVehicles;ElectromagneticCompatibility;Standardization1引言1.1标准立项背景随着汽车电子技术的飞速发展，现代汽车已从单纯的机械运载工具演变为集电子控制、信息感知、智能决策与网络通信于一体的复杂移动计算平台。据统计，当前一辆中高端乘用车所搭载的电子控制单元（ElectronicControlUnit，ECU）数量已超过100个，车载通信数据量呈指数级增长。在此背景下，车载网络作为连接各ECU的“神经网络”，其性能优劣直接决定了整车电子系统的功能安全水平、通信实时性与可靠性。控制器局域网（CAN）协议由德国BOSCH公司于1986年首次提出，1993年正式成为国际标准ISO11898。经过近四十年的发展，CAN协议已形成涵盖物理层、数据链路层、应用层等在内的完整标准体系，其中ISO11898-2规定了高速CAN通信的物理介质连接（PMA）子层，定义了收发器的电气特性、信号时序及与传输介质的接口要求。该部分标准是CAN总线实现可靠物理传输的基础，其技术指标直接关系到总线通信速率、传输距离、抗干扰能力及系统功耗等关键性能。1.2标准修订必要性当前，智能网联汽车和自动驾驶技术正加速从实验室走向量产应用。高级驾驶辅助系统（ADAS）、车载信息娱乐系统（IVI）、车路协同（V2X）等新兴应用场景对车载网络的带宽、时延与可靠性提出了前所未有的高要求。传统CAN总线最高1Mbit/s的通信速率已难以满足多传感器数据融合与高精度实时控制的需求。同时，车载电子环境的电磁干扰日益复杂，对物理层收发器的抗电磁干扰（EMI）能力和电磁兼容（EMC）性能提出了更高的技术指标要求。此外，ISO11898-2:2016版本标准已实施多年，在应用过程中暴露出若干亟需修订与补充的技术问题：第一，随着CANFD（CANwithFlexibleData-rate）和CANXL等新一代CAN协议的应用推广，原有物理层定义已不能完全覆盖新增的传输速率范围和工作模式；第二，碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等宽禁带半导体器件在车载功率电子中的广泛应用，加剧了整车电磁环境复杂性，亟需强化物理层设备的EMC性能要求与测试规范；第三，车载以太网等新型网络技术的引入，对CAN网络与其他网络架构的共存与互操作提出了新的标准化需求。在上述背景下，ISO/TC22/SC31（道路车辆技术委员会数据通信分技术委员会）于2021年启动了ISO11898-2的修订工作。经过多轮国际研讨、技术论证与草案审议，ISO11898-2:2026版本于2026年5月21日正式发布，替代原ISO11898-2:2016版本，成为高速CAN物理介质连接子层的现行有效国际标准。2国内外标准化现状2.1国际标准化进展ISO11898系列标准由国际标准化组织下设的道路车辆技术委员会数据通信分技术委员会（ISO/TC22/SC31）负责归口管理。该分技术委员会汇聚了来自全球主要汽车制造商、半导体企业、汽车电子供应商及检测认证机构的专家力量，负责车载数据通信领域国际标准的制修订工作。ISO11898系列标准体系构成如下：-ISO11898-1：数据链路层与物理编码子层规范；-ISO11898-2：高速物理介质连接（PMA）子层规范；-ISO11898-3：低速容错物理介质连接子层规范；-ISO11898-4：时间触发通信协议规范；-ISO11898-5：低功耗高速物理介质连接子层规范；-ISO11898-6：带选择性唤醒功能的高速物理介质连接子层规范。ISO11898-2:2026在技术内容上的主要更新包括：（1）扩展了高速物理层的工作速率范围，增加了对CANFD和CANXL速率模式下的物理层参数定义；（2）修订了总线信号电平的直流参数和交流参数限值，优化了收发器的对称性与时序特性要求；（3）增加了更完善的电磁兼容（EMC）测试方法与限值要求，提高了辐射发射和抗干扰性能指标；（4）更新了一致性测试规程，增加了新的测试用例与判定准则；（5）引入对多节点拓扑结构下信号完整性的仿真验证要求。2.2国内标准化现状与参与情况我国高度重视车载网络领域标准化工作。全国汽车标准化技术委员会（SAC/TC114）下属的车辆电子分技术委员会归口管理车载通信网络领域的国家标准制修订工作。我国已等效采用ISO11898系列标准制定了GB/T34590系列等配套标准，并在智能网联汽车标准体系建设中明确将车载通信网络物理层标准作为重要基础类标准予以推进。目前，国内主要汽车制造商、零部件供应商及科研院所深度参与了ISO11898-2:2026的制修订工作，在高速CAN物理层信号完整性建模、电磁兼容测试方法验证及多节点组网可靠性等方面贡献了中国方案和中国数据。我国在CAN收发器芯片设计、车载网络测试验证等领域的自主创新能力持续提升，部分国产CAN收发器芯片已实现前装量产应用。3标准主要技术内容3.1适用范围与边界ISO11898-2:2026规定了道路车辆中高速CAN通信物理介质连接（PMA）子层的功能、电气特性和一致性测试要求。该标准适用于采用差分信号传输的双线制总线拓扑，定义了从介质相关接口（MDI）到物理编码子层（PCS）之间的收发器电路的功能与性能指标。其规定的传输介质为特征阻抗为120Ω的屏蔽或非屏蔽双绞线，支持的网络拓扑结构包括总线型、星型及混合型等。3.2物理层架构该标准将CAN物理层划分为物理编码子层（PCS）、物理介质连接子层（PMA）和介质相关接口（MDI）三个功能层次。其中PMA子层是标准的核心规范对象，涵盖收发器的发送器、接收器、总线故障检测电路、唤醒/休眠控制逻辑等电路单元的功能定义。PMA子层通过介质相关接口与总线传输介质相连，通过物理编码子层与数据链路层交互数据。3.3电气特性要求本标准对收发器的电气特性提出了全面系统的技术要求，主要包括以下几类关键参数：直流特性参数方面，标准分别定义了隐性（Recessive）状态和显性（Dominant）状态下收发器输出信号的电压电平范围。其中，隐性差分电压规定在-20mV至+500mV范围内，显性差分电压须不低于+1.5V且不高于+3.0V；同时规定了输出对称性要求，即显性输出时CANH与CANL电压的平均值须维持在特定预期值范围内（通常为2.5V基准，容差±0.5V）；输入阈值电压规定为0.5V至0.65V区间，以确保接收器在不同总线电平下均能可靠判定逻辑状态。交流特性参数方面，标准对收发器的信号传播延迟、上升/下降时间、位时间对称性等时序指标进行了明确规定。这些参数直接决定了总线所能支持的最大通信速率与网络拓扑规模，是保证多节点同步通信的关键约束。电磁兼容（EMC）要求方面，2026版本在原有基础上显著强化了相关性能指标，增加了更高频段的辐射发射限值要求，并细化了瞬态抗扰性等测试方法的适用频段范围，以应对日益复杂的车载电磁环境。3.4总线故障管理与保护机制标准对收发器在各种总线故障状态下的行为特性进行了规范化定义，包括：总线对电源短路、总线对地短路、总线导线之间短路、总线断开等典型故障模式。收发器须具备故障检测与自我保护能力，当某一节点发生故障时不影响总线网络上其他节点的正常通信，且单节点故障对整个网络的影响须满足规定的性能降级边界，以实现故障隔离与容错运行的设计目标。标准还规定了热关断保护功能要求，确保收发器在过温条件下能够安全停机且不损坏器件。3.5一致性测试方法ISO11898-2:2026在附录中给出了详细的物理层一致性测试规程，包括测试条件、测试设备配置、测试步骤及合格判定准则。测试项目涵盖直流参数测试（输出电压电平、差分电压、输入阈值等）、交流参数测试（时序特性、位对称性等）、EMC性能测试（辐射发射、传导发射、抗扰度等）及故障保护功能测试等。一致性测试规程的完善增强了标准在工程实践中的可操作性与可验证性。4标准修订的企事业单位或标委会介绍4.1ISO/TC22/SC31概况ISO/TC22/SC31（道路车辆技术委员会数据通信分技术委员会）是ISO11898-2:2026标准的归口管理机构。该技术委员会成立于20世纪80年代末，负责道路车辆领域数据通信与信息交互相关国际标准的制修订工作。其工作范围涵盖车载有线通信网络（包括CAN、LIN、FlexRay、车载以太网等）、无线通信技术（包括V2X、蓝牙、Wi-Fi等）、车辆诊断通信协议及数据安全等领域。目前，该分技术委员会下设多个工作组（WG），分别负责不同技术方向的标准化工作，ISO11898系列标准的技术维护工作主要由WG1（车载数据通信基础标准工作组）承担。SC31的成员构成体现了全球汽车产业和通信技术领域的主要力量，包括来自欧洲、北美、亚洲等主要汽车工业国的国家标准化机构代表，以及国际知名的汽车制造商、半导体芯片供应商、汽车电子系统集成商和检测认证机构的技术专家。中国作为ISO正式成员国，由SAC/TC114组织国内相关单位深度参与SC31的各项标准化活动，在高速CAN物理层信号完整性建模与测试方法验证、电磁兼容测试方法验证、多节点组网可靠性验证等方面持续贡献中国技术方案和工程试验数据，有效提升了中国在车载通信网络国际标准化领域的话语权和影响力。4.2国内主要参与单位在国内参与ISO11898-2:2026标准制修订工作的主要单位中，中国汽车技术研究中心有限公司（以下简称“中汽中心”）发挥了核心支撑作用。中汽中心是经国家批准成立的综合性汽车技术研究机构，长期承担全国汽车标准化技术委员会秘书处职能，是车载通信网络领域国家标准与国际标准协调推进的重要技术力量。中汽中心在车载网络标准化领域的主要工作体现在以下方面：一是牵头组织国内优势单位开展ISO11898-2修订提案的跟踪研究与意见反馈工作，在国际标准草案各阶段（CD、DIS、FDIS）组织国内专家进行逐条审议，累计提出技术意见数十条，部分关键意见被国际标准采纳；二是牵头建设了车载高速通信网络电磁兼容测试验证平台，开展了多轮CAN收发器芯片级和系统级的EMC验证试验，为国际标准中EMC技术指标的确定提供了翔实的试验数据支撑；三是联合国内高校和科研院所开展了高速CAN物理层信号完整性建模与仿真研究，针对复杂拓扑结构下的信号反射、串扰及衰减特性进行了系统分析，为国际标准中拓扑设计规则的完善提供理论支撑；四是积极推动ISO11898-2国际标准的国内转化工作，同步推进国家标准修订项目立项，为国内产业界提供与国际标准同步的技术规范依据。5预期经济社会效益5.1推动智能网联汽车产业发展ISO11898-2:2026标准的发布实施，将直接支撑智能网联汽车对高可靠、高速率车载通信基础设施的建设需求。通过明确定义CANFD和CANXL工作模式下的物理层技术指标，该标准为车载传感器数据高速传输、多域控制器间低时延通信以及整车OTA远程升级等典型应用提供了技术保障。标准的实施将有效提升国内车载网络的整体技术水平，支撑我国智能网联汽车产业在全球竞争中占据有利地位。5.2促进自主芯片产业升级控制器局域网收发器芯片是车载网络核心元器件之一，其技术水平直接关乎整车通信性能与功能安全等级。ISO11898-2:2026对物理层电气特性、EMC性能和一致性测试提出了更高要求，这将倒逼国内芯片设计企业加大研发投入力度，提升自主CAN收发器芯片的信号完整性设计能力和电磁兼容设计水平。标准的落地实施与我国国产芯片上车应用形成了有效的良性互动机制，有力推动了车规级芯片的国产化替代进程。5.3提升车辆功能安全水平随着ISO26262功能安全标准的深入实施，车载网络作为功能安全相关通信链路，其物理层可靠性被赋予了更高的重视。ISO11898-2:2026进一步细化了故障检测与保护机制的技术要求，强化了EMC性能指标，并补充了多节点拓扑下信号完整性的验证要求。这些技术内容的完善将有效降低总线通信异常风险，提升整车电子系统的功能安全水平，为消费者提供更加安全可靠的汽车产品。5.4促进国际贸易与技术交流作为国际标准化组织发布的正式标准，ISO11898-2:2026为全球车载网络设备和零部件贸易提供了统一的技术依据和合格评定基准。该标准的实施将推动我国车载通信设备检测认证体系与国际接轨，降低技术性贸易壁垒，促进汽车电子产品的国际贸易与技术交流。同时，我国在国际标准制修订中的深度参与，也将带动国内标准、检测认证与国际化服务的协同发展。6结论与展望ISO11898-2:2026《道路车辆控制器局域网（CAN）第2