10BASE-T1S，悄然崛起

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在最近的財報會上，模擬芯片巨頭 Microchip 披露：其 10BASE-T1S 方案已在現代汽車下一代平臺完成驗證。與此同時，像TI、ADI、英飛凌、恩智浦等汽車芯片巨頭也已經有關于10BASE-T1S的接口產品。這讓筆者產生了濃厚的興趣，10BASE-T1S是什么？它為何會在最近兩年頻頻出現。

過去二十年，無論是汽車電子還是工業自動化，網絡架構基本遵循清晰分層：骨干層采用以太網，控制層依賴 CAN/CAN FD，設備層則使用 LIN、RS-485、RS-232 等現場總線。這種多協議并存的體系在分布式架構時代運行良好，但在軟件定義汽車（SDV）、Zonal 架構以及工業4.0背景下，開始逐漸暴露出系統復雜度高、維護成本高、協議碎片化嚴重等問題。

這背后體現了一個網絡層面的范式遷移：以太網（Ethernet）正從“骨干網”滲透進“邊緣設備層”。傳統的 CAN、RS-485、LIN 等協議，正面臨一場由以太網發起的降維打擊。

10 BASE-T1S的誕生背景與產業契機

10BASE-T1S 是一種面向汽車與工業控制場景的新型車載以太網物理層標準。它由 IEEE 802.3cg 于 2020 年 2 月制定并發布，屬于單對以太網（SPE, Single Pair Ethernet）體系中的一員。

10BASE-T1S的含義是指：10：傳輸速率為 10 Mbps。BASE：基帶傳輸。T1：使用 1對雙絞線（單對布線，省重省錢）。S (Short Reach)：短距離。它主要針對的是25米以內的連接。

為何這項2020年的標準，會讓主機廠、Tier1 和芯片廠開始同時加大對 10BASE-T1S 的評估力度，主要有以下幾方面的原因：

首先，是區域/中央計算架構落地帶來的結構性變化。過去的汽車是分布式 ECU，每個功能一套控制器，對應一條 CAN/LIN 網絡，系統雖然復雜但相對獨立。而 2024 年后，越來越多車廠推進 Zonal Architecture（區域架構），用少量區域控制器統一管理車身周邊設備。這種架構下，一個區域控制器往往要連接幾十個甚至上百個傳感器和執行器。如果全部使用傳統 CAN，總線帶寬和擴展性開始吃緊；如果全部換成 100BASE-T1 或 1000BASE-T1，又會導致線束成本和功耗明顯上升。10BASE-T1S 正好填補了“低速但需要統一以太網”的空檔，因此被車廠重新評估。

基于區域（Zonal）的車輛架構，根據大眾集團子公司CARIAD的觀點，這種架構有望替代數十個ECU以及長度超過一公里的線束。（圖源：ADI）

第二個關鍵驅動力，是車內傳感器數量的爆炸式增長。智能汽車不只是多了攝像頭和雷達，車身層面的“低速節點”也在快速增加，例如電動門把手、智能燈光、座椅電機、熱管理模塊、環境傳感器、電池子模塊等。這些設備的數據量不大，但數量極多。繼續用 LIN 會受限于帶寬（20 Kbps 級別），用 CAN又顯得帶寬不夠用且網絡碎片化”。10BASE-T1S 提供 10 Mbps 帶寬，并支持多節點共線，更適合這種“多、小、分散”的設備形態。

第三，是整車網絡向以太網統一協議棧遷移的趨勢。車廠近幾年在推進一個明確目標：減少車內協議種類，逐步統一到以太網/IP體系。因為只有統一協議，才能更好支持 OTA、數據集中處理、AI功能和軟件持續升級。傳統 CAN/LIN 本質是非 IP 網絡，需要網關轉換，增加系統復雜度。而 10BASE-T1S 天然屬于以太網體系，可以直接融入整車以太網架構，讓邊緣節點的數據更容易被中央計算平臺調用。這一點對軟件定義汽車尤為關鍵。

第四，是線束成本與整車減重的現實壓力。線束是電動汽車中第三重的部件，對車輛續航里程具有重大影響。高速以太網多采用點對點連接，每增加一個節點就要增加布線復雜度。而 10BASE-T1S 支持多點總線（Multi-drop），一對線可以掛多個設備，能顯著減少線束長度和連接器數量。對于追求降本增效的主機廠來說，這種少布線 + 統一協議的方案具有很強的吸引力。

第五，也是一個容易被忽視的原因：CAN FD 的上限開始顯現。CAN FD 雖然提升了帶寬，但在節點規模擴大、數據復雜度提升以及統一網絡架構的需求下，依然存在擴展性和協議融合的問題。車廠在新平臺規劃時，往往不會只考慮“能不能用”，而是考慮未來 5–10 年的軟件架構演進空間。從這個角度看，10BASE-T1S 更符合長期平臺化設計邏輯。

10BASE-T1S vs傳統總線

與CAN / RS-485 / RS-232等總線相比，10BASE-T1S的優勢不僅是參數替代，在行業討論中，最常見的誤區是只盯著“帶寬”做加減法。事實上，10BASE-T1S 與傳統總線的競爭，本質上是以太網生態對孤島式協議的體系化替代。

信息來源：Paltek公司

10BASE-T1S 的關鍵特征是支持多點（Multi-drop）和 PLCA（物理層防沖突機制），這是其區別于傳統以太網的重要技術點。PLCA（物理層沖突避免）是一種防止多點拓撲結構中物理介質上數據沖突的機制。在傳統網絡中，當多個節點同時傳輸數據時，可能會發生通信沖突，導致數據重傳。PLCA 通過將網絡上的數據傳輸劃分為多個時隙，并依次給予每個節點傳輸的機會，從而實現無沖突的半雙工通信。

與CAN相比，CAN 總線擁有深厚的護城河：數十年的魯棒性驗證、極低的節點成本、成熟的功能安全體系（ISO 26262 生態）以及完美的實時仲裁機制。10BASE-T1S 并非在所有場景優于 CAN，而是在特定架構演進下形成優勢，當汽車從分布式域控轉向區域化架構（Zonal）時，維持多套協議棧（CAN/LIN/FlexRay）的軟件開發成本，已遠超硬件本身的成本。10BASE-T1S 提供了原生網絡安全和統一的 OTA 能力。

長遠來看，二者將長期共存。在極低成本的簡單控制回路中，CAN 依然是“掃地僧”般的存在；但在需要高頻數據交互的邊緣節點，10BASE-T1S 是通往全以太網架構的最后一塊拼圖。

與RS-485相比，在工業4.0領域，RS-485 雖應用極廣，但其痛點已成行業痼疾：協議碎片化嚴重、網關轉換復雜、且幾乎沒有任何原生安全防線。10BASE-T1S 提供了“一桿子插到底”的可能性。傳感器數據無需經過復雜的協議轉換，即可直達工業云平臺。統一使用以太網分析工具，不再需要各種私有的串口調試器。相比于防御嚴密的CAN，RS-485 陣地更有可能率先失守。10BASE-T1S 正成為工業邊緣設備擺脫“信息孤島”的最佳路徑。

至于RS-232，RS-232 本質屬于點對點低速串口通信，在現代工業與車載系統中已逐步邊緣化，其被以太網替代不是競爭，而是技術代際的自然更替。

主流芯片廠商，打響軍備賽

目前，幾乎所有主流車載芯片廠商，都在同步推進單對以太網（SPE）10BASE-T1S相關產品與生態。梳理各家的這些產品，我們發現這場技術競賽正分化為三種鮮明的戰略邏輯。

• 第一種是極簡主義，讓以太網像 CAN一樣易用

代表廠商：Microchip、TI

很多邊緣節點（如傳感器、車燈開關）的 MCU 性能微弱，甚至根本沒有以太網 MAC。為了不讓廠商大動干戈更換主控，MAC-PHY 一體化成為了最受推崇的降門檻方案。

Microchip的LAN8650/1是這一邏輯的典型：這是業界首批將 MAC 和 PHY 集成在一個封裝內的芯片，通過標準的 SPI 接口與 MCU 通信。這意味著原本只能跑 CAN 的低端 MCU，不需要換成昂貴的帶以太網控制器的芯片，加一顆 LAN8650 就能瞬間變身以太網節點。現代汽車選它，很大程度上是為了在不徹底更換邊緣端 MCU 生態的前提下，實現總線架構的平滑遷移。

TI (德州儀器) 的DP83TD555J-Q1，也是一款符合 IEEE802.3cg 10BASE-T1S 和開放聯盟 (OA) TC10、TC14 標準的串行外設接口 (SPI) MAC-PHY 以太網收發器。利用 SPI-MAC 架構簡化連接。對于那些追求性價比和快速部署的項目，這種“即插即用”的邏輯是殺手锏。

TI DP83TD555J-Q1系統框圖

此外，TI 還推出了兩款分離式 PMD 收發器（如 DP83TD530-Q1、DP83TD535-Q1），它們更接近傳統 CAN 收發器的使用方式，采用簡單且經濟高效的 3 針無時鐘接口連接主機控制器和 PMD 收發器芯片，讓系統架構師可以按需選擇 MAC 和數字 PHY 方案。

DP83TD535-Q1

• 第二種，架構顛覆：徹底“干掉”邊緣 MCU

ADI 并沒有只做標準 10BASE-T1S PHY，而是試圖通過遠程控制協議與硬件加速器，把部分邊緣節點的軟件負擔轉移到中央控制器。

ADI 強力推行的E2B (Ethernet to the Edge Bus) 技術方案（如 AD330x），其核心邏輯是集中控制。它允許邊緣節點在“遠程節點模式”下工作，直接省去了本地微控制器（MCU）。這使得邊緣節點可移除軟件負擔。基于以太網的E2B協議結合低復雜度以太網（LCE）硬件加速器，為中央ECU與傳感器或執行器之間提供高效通信方式。該方案使OEM能夠將軟件控制集中在區域控制器或中央計算單元，從而減少測試與開發時間，并最終降低系統成本。ADI的E2B收發器還支持 IEEE 802.1AS、OPEN Alliance TC10/TC14 的10BASE-T1S 睡眠/喚醒、拓撲發現等功能，實現全車時間同步、節能模式以及便捷診斷。

• 第三種，系統集成：為區域架構打造“堅實地基”

代表廠商：英飛凌、恩智浦

對于更復雜的區域控制架構，單純的收發器是不夠的，需要的是更強大的集成度與安全性。

英飛凌走的是“全棧集成”路線。其 BRIGHTLANE 88Q5152 是一款 9 端口交換機，直接在內部集成了 10BASE-T1S PHY。配合其大名鼎鼎的 AURIX MCU，英飛凌構建了一個高算力、高功能安全的防御陣地。

英飛凌的第三代安全汽車以太網交換機BRIGHTLANE 88Q5152是一款 9 端口交換機，集成了1000BASE-T1、100BASE-T1 和 10BASE-T1S PHY，完全符合適用的 IEEE 802.3 標準。該9端口交換機內置6個PHY接口，其中2個支持雙速率 1000/100BASE-T1，3個支持雙速率 100/10BASE-T1(S)，1個支持 100BASE-T1/TX。該器件非常適用于車內網絡（IVN）應用場景，如高級駕駛輔助系統、區域控制模塊以及中央網關。

英飛凌 88Q5152系統框圖

此外，英飛凌還推出了全新車規10Base-T1S以太網開發套件，將 10Base-T1S 新規范所帶來的創新能力，與 AURIX第二代家族強大的多核計算性能相結合。該方案支持在同一非屏蔽雙絞線上構建多點（multidrop）拓撲網絡，同時繼承 AURIX在靈活性、可擴展性以及內建功能安全與信息安全支持方面的優勢。

英飛凌10Base-T1S以太網開發套件

恩智浦重點放在了可靠性上。其 TJA1410 嚴格遵循 ISO 26262 標準，支持 ASIL B 等級。對于涉及剎車、轉向等安全相關的邊緣應用，這種對功能安全和極致 EMC 性能的堅持，是其核心競爭力。

NXP TJA1410

在10BASE-T1S 這場競爭中，安森美押注的是“多點邊緣網絡控制權”，而不是高速車載以太網。安森美的NCN26010更偏向工業應用場景。它強調多節點 Multi-drop 連接能力，支持在超過 25 米的非屏蔽雙絞線上連接 8 個以上節點。這一定位直指 RS-485 傳統陣地。與汽車不同，工業領域的關鍵問題是協議碎片化和網關復雜度。安森美的角色更像是推動“現場總線 IP 化”。

NCN26000系統框圖

這是一場關于汽車底層神經末梢的革命。從 Microchip 的極簡集成，到 ADI 的架構顛覆，再到英飛凌與恩智浦的系統化重塑，10BASE-T1S 已經完成了從技術標準向產業共識的跨越。

那么，10BASE-T1S 會終結汽車總線嗎？

短期內，它并非要發動一場消滅CAN或LIN的閃電戰，而是在區域架構的催化下，進行一場溫和而堅定的生態收編。它通過10 Mbps的帶寬紅利、多點總線的成本優勢，以及原生支持IP協議的貴族血統，解決了軟件定義汽車（SDV）時代最頭疼的協議碎片化難題。

當模擬芯片巨頭們集體押注這一賽道時，信號已經非常明確：車內通信的戰國時代即將結束，以太網正在完成對整車網絡的大一統。 對于主機廠而言，這不僅意味著減少了幾公斤的線束，更意味著從云端到傳感器端，軟件邏輯實現了真正意義上的同頻呼吸。10BASE-T1S 或許不是帶寬最高的協議，但它一定是通往未來全棧以太網架構中，那塊最不可或缺的一塊拼圖。

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