1-1: 통신 기초?Topology는 크게 star, ring, bus 형태가 있다.스타는 중앙장치를 중심으로 연결된 형태. ring은 컨트롤러 to 컨트롤러 bus는 하나의 간선도로에 두고 컨트롤러가 연결됨.
1-2 : 차량용 통신, 네트워크 컨트롤러 – 제어 기간 회선의 수를 줄이기 위해 도입. 비용 절감 제어를 통합적으로 실시하기 위해서.
결과적으로 신호선을 통신선으로 줄임으로써 차량 전체 배선 길이는 약 3km.
차량 통신 프로토콜로는 CAN, 이더넷, LIN, FlexRay 등이 사용되며 이를 Gateway가 연결한다.CAN 통신: TCU, steering, lamps, BreakControl, Aircon, PowerSteer, Engine 등 기본 구동계 컨트롤 LIN 통신: 전동 트렁크, 내부 램프, 파워 윈도우, 도어락 등 편의사항 계통이 다넷: 레이더, 블루링크 등 편의사항 및 주행제어계통(자율주행 관련) FlexRay: TCS, ECS 등 첨단사항? 이더넷과 캔 통신의 중간쯤 되는 것 같다
2-1: 차량용 통신 종류 소개 내부 통신과 외부 통신으로 나뉜다.
내부 통신으로는 CAN, FlexRay, LIN, Ethernet, MOST 등이 사용되는 FlexRay, CAN: 제어명령, 진단통신에 주로 사용된다.LIN: 차량 내 센서 정보를 다른 컨트롤러에 전달할 때 사용. CAN 방식보다 저렴하고 기술 구현이 용이함 Ethernet : 기존 통신으로는 주행보조 기술 구현이 어렵다(레이더, 카메라 정보). 그래서 도입됐다. (멀티미디어도)
외부 통신으로는 wifi, Bluetooth, 데이터 등.차량 고장 진단도 외부 통신으로 실시하는 것으로, 이전에는 K-Line을 사용했지만, 현재는 Ethernet 도입.전기차 외부 통신(충전시 필요)에는 PLC가 사용된다. 전원선을 이용하여 통신된다.
2-2: CAN 통신 개념 핵심 키워드 1. 네트워크에 연결된 모든 컨트롤러는 데이터를 언제든지 전송할 수 있다. (Multi-Master) 2.2개의 통신선을 꼬인 형태의 통신 케이블 사용(Twisted pair) 3. 네트워크에 연결된 모든 컨트롤러가 통신선을 공유하는 형태의 네트워크 구조를 가진다. (Bustopology, 통신명언)
도입 배경 제어기 to 제어 기간 통신은 차량에 적용이 어려워 80년대에 보쉬 전장이 개발.
개념 통신선 2개는 각각 High, Low로 구성.버스 형식(컨트롤러 to 컨트롤러가 아닌 모든 컨트롤러를 사이에 두고 흐르는 방식으로 구성)이므로 컨트롤러 추가 시 회선만 연결하면 된다. >제어기 추가, 제거 간단.
3-1: CAN 통신 물리 계층 핵심 키워드 1. 물리 계층: 신호를 전달하는 매체의 구성을 포함하여 비트 전송을 위한 전기, 기계, 기능적 수단에 대한 내용을 포함하고 있는 계층 사양.2. 차동 신호: 두 전송선상에 위상이 서로 반대되는 신호로 두 신호의 전압차를 이용하여 비트 데이터 전송 3. Transceiver: 트랜스미터와 리시버의 합성어. 물리 계층 사양에 맞게 신호 생성 또는 수신하는 역할을 하는 반도체 IC
물리 계층은 간단히 말하면 CAN 통신의 하드웨어 스펙.네트워크 구성, 통신선 길이, 메인선에서 제어기까지의 거리 등이 좌우한다.
통신 속도는 조절 가능하지만 평균 차량 회선 길이의 3~40m에서 1Mbps로는 통신하지 못할 수 있다.그 때문에, 통상 500 mbps, 130 m 대응 가능하게 사용. 최대 지원 가능 속도는 1000mbps.
CAN-Bus에서 신호가 끝까지 가면 더 이상 갈 곳 없이 돌아오는 현상(반사파)이 발생한다. 그 때문에 회선의 끝에는 종단 저항을 붙여 반사파를 억제한다.
CAN 통신은 두 회선의 전압차를 이용하여 0.1을 판단하는데, 이로 인해 외부 요인에 따라 전압이 바뀌어도 전압차는 일정하기 때문에 안전한 통신이 가능하다. 단, 두 신호가 충돌했을 때는 0이 1을 이긴다.
3-2 : CAN 통신 데이터 링크 계층 핵심 키워드 1. 데이터 링크 계층 : 데이터를 네트워크 전송 방식에 맞게 프레임화하고 각 프레임의 형태 구성, 데이터 전달 과정 오류 등의 사양 명시 2. FrameFormat : 프레임은 통신에서 디지털 데이터의 전송 단위. 통상 전송하는 데이터를 저장하는 틀 형태로 규정된다.3. Message ID : CAN 통신서 메시지 구분, 우선순위 지정 용도로 사용. 프레임 내에서 설정 가능한 한 부분에 해당한다.
통신 시 통신 정보(데이터 프레임은 아래와 같다) SOFARbitation field Controlfield CRCACK End of Frame SOF : 메시지 시작 알림 End of Frame : 메시지 종료 알림. 이 두 가지가 합쳐져 프레임 포맷이 정의된다.Arbitationfield : 메시지를 구분할 수 있도록 인덱스 넘버를 지정해주는 부분.예를 들면 이게 ID0이면 엔진에서 오고 ID1이면 브레이크에서 오고… 이와 같이. CRC: 데이터 수신 유무를 확인. (통신 안정성을 위해) ACK: 데이터가 정확하다고 검증되면 메시지를 수신했음을 발신자에게 전달 Datafield: 메인 전달 내용.
Arbitationfield는 Message ID로 구성되어 있는데, 이는 숫자로 표현할 수 있는 정보이다.메시지를 구별하는 용도도 맞지만 메시지 간 우선순위 경쟁에 활용된다. 예를 들어 브레이크보다 엔진이 우선순위라면 엔진 고유의 ID를 먼저 처리. (CAN-Bus 체계에서는 메시지를 동시에 전송할 수 없기 때문에) >> 번호가 낮을수록 우선순위.