CAN (Controller Area Network) 차량 프로토콜
1. 개요
CAN(Controller Area Network) 프로토콜은 차량 내 다양한 전자 시스템 간의 통신을 위해 개발된 네트워크 프로토콜입니다. 1980년대에 보쉬(Bosch)에서 처음 개발되었으며, 오늘날 대부분의 차량에서 표준 통신 프로토콜로 사용되고 있습니다. CAN 프로토콜은 차량 내 여러 ECU 간에 신뢰성 있고 효율적인 데이터 전송을 가능하게 합니다.
2. 주요 특징
CAN 프로토콜은 다음과 같은 주요 특징을 보유함.
- 고속 통신: 최대 1 Mbps의 속도로 데이터를 전송할 수 있습니다.
- 다중 액세스: 여러 ECU가 동일한 버스를 공유하며 동시에 데이터를 전송할 수 있습니다.
- 에러 검출: CRC(Cyclic Redundancy Check) 등을 통해 데이터 전송 오류를 감지하고 수정합니다.
- 우선순위 기반: 메시지의 우선순위를 설정하여 중요한 메시지가 먼저 전송될 수 있도록 합니다.
- 비용 효율성: 단순한 배선 구조와 저렴한 비용으로 구현이 가능합니다.
3. 구성 요소
CAN 버스 시스템은 다음과 같은 주요 구성 요소로 이루짐.
- CAN 컨트롤러: 메시지를 생성하고 수신하는 역할을 합니다. 각 ECU에 내장되어 있습니다.
- CAN 트랜시버: 디지털 신호를 물리적인 CAN 통신 신호로 변환하여 전송합니다.
- CAN 버스 라인: 물리적인 전송 매체로서, ECU 간의 데이터 통신을 위한 배선입니다.
4. 작동 원리
CAN 프로토콜은 메시지 기반의 통신 프로토콜로, 각 메시지는 고유의 식별자(Identifier)를 보유함. 메시지 전송 과정은 아래와 같습니다.
- 메시지 생성: ECU가 데이터를 CAN 컨트롤러에 전달하여 메시지를 생성합니다.
- 메시지 전송: CAN 트랜시버를 통해 메시지가 CAN 통신 라인을 통해 전송됩니다.
- 메시지 수신: 다른 ECU의 CAN 컨트롤러가 메시지를 수신하고 데이터를 처리합니다.
- 에러 검출 및 수정: 수신된 메시지의 오류를 검출하고 필요한 경우 재전송 요청을 합니다.
5. 응용 분야
CAN 통신은 차량 내 다양한 시스템에서 사용
- 파워트레인 시스템: 엔진, 트랜스미션 등의 제어 시스템 간 통신.
- 차체 시스템: 조명, 윈도우, 도어 잠금 장치 등의 제어.
- 인포테인먼트 시스템: 오디오, 내비게이션, 디지털 대시보드 등.
CAN 통신은 현재까지도 널리 사용되고 있지만, 더 높은 대역폭과 복잡한 통신을 요구하는 자율 주행 차량 및 커넥티드 카의 등장으로 인해 새로운 통신 프로토콜이 필요해지고 있습니다. 예를 들어, FlexRay, Ethernet AVB, TSN(Time Sensitive Networking) 등이 차세대 차량 네트워크로 주목받고 있습니다. 하지만 차량 CAN 통신은 여전히 저속 데이터 통신과 간단한 제어 시스템에서는 계속해서 중요한 역할을 할 것입니다. 용도와 중요성 그리고 보안의 중요성에 따라 차량에는 CAN 프로토콜과 그외 다양한 네트워크 통신 프로토콜이 발전하고 새롭게 지속적으로 적용될 것입니다.
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