Непонятно, почему вообще остановились на CAN?
Может достаточно и простого LIN?
Какие требования к каналу передачи данных?

Пока требований никаких. Устройство работает пока в виде макета. Неизвестно, возможно ли вообще его внедрение в таком отсталом городе, как Хабаровск. Просто нужно освоить CAN, как способ стабильной связи. К слову, про CAN. Я сейчас работаю на ж/д, чиню электронику на электровозах. Связь в пределах двухсекционого электровоза стабильно работает по RS-485, на MAX1480. Три секции и более стык RS-485 уже не тянет. Завод-изготовитель из Ростова переделал на CAN и связь пошла нормально.

AT91SAM7X256, в нагрузку к CAN получите USB и Ethernet.

По помехоустойчивости драйверов RS485 и CAN не должны отличаться сильно (если используется там и там витая пара для связи). Скорее всего дело в неудачном протоколе обмена, реализованном поверх 485-го. В CAN же этот уровень решен аппаратно и хорошо продуман, поэтому все и работает стабильно.
Имхо, конечно.

Корпус/габариты ограничены?

Можно посмотреть на upd78f0881 от NEC? это из 8-разрядных
Корпус QFP-44, 10*10 мм

8 каналов АЦП, UART, CSI, CAN
UART поддерживает LIN, для простых коротких сетей

Автомобильный температурный диапазон

И цена не высокая, 3,96 Евро в розницу

Есть оценочник 78K0FX2-CANIT, с примерами программ, очень поможет при освоении CAN

Из маленьких и простеньких - AT89C51CC02. Корпус 24 и 28 ног. Загрузчик по CAN.

Из freescale посмотри MCF52231(34,35) версии с маленькой частотой могут стоить <10$, можно их и как образцы получить.

PIC18F2680 28pin, 8x10bit ADC(100ksps), 64K Flash
PIC18F2580 28pin, 8x10bit ADC(100ksps), 32K Flash
PIC18F2480 28pin, 8x10bit ADC(100ksps), 16K Flash

Если этого много, то можно дешевле
PIC12Fxxx (8pin) + MCP2515 (SPI CAN controler)

Посмотрите Freescale MC9S08DZ или DV цены начинаются от 4-х долларов за 16кБ ПЗУ и 32х выводной легкопаяющийся LQFP с CANом
Плюс бесплатная среда разработки с Си до 32х кБ кода.
Я себе уже кит взял.