(수정 중)CAN(Controller Area Network)

CAN(Controller Area Network) 통신은 호스트 컴퓨터 없이 마이크로컨트롤러와 각종 장치들이 상호 통신할 수 있도록 설계된 메시지 기반 멀티플렉스 통신 프로토콜이다. Broadcast 방식의 Bus 네트워크를 사용하여 Non-Host Computer 환경에서 통신이 가능하다.

 

1980년대 초, Bosch 사에서 개발한 통신 프로토콜이다. Bosch 사는 차량에 사용되는 ECU의 증가로 필요한 전선이 너무 많아 차량 무게에 영향을 주어 외주를 받아 개발했다. 이로써 다음과 같은 효과를 얻었다.

• 배선 간소화 및 무게 감소
• 신뢰성 향상
• 통신 효율 개선
• 유연성 및 확장성

Point to Point 통신에서 Bus형 통신으로 바뀌었다.

 

 

 

CAN 특징

특징을 간단하게 설명하겠다.

• 실시간 데이터 전송
• 높은 신뢰성
• 간소화된 배선 및 낮은 비용
• 확장성
• ...

 

CAN Frame의 구조

ISO 규격에 따라 두 가지로 구분되며 통신 속도에 차이가 있다.

• ISO 11898 : 1Mbps 이상의 고속 통신 가능
• ISO 11519 : 125kbps 까지의 통신 가능

CAN 메시지에 있는 식별자의 길이에 따라 두 가지 모드로 구분된다.

• CAN 2.0A : 11비트 표준 식별자
• CAN 2.0B : 29비트 확장 식별자

 

Standard Frame(CAN 2.0A)

https://uglytree.tistory.com/category/CAN_OBD-II

 

 

SOF(Start of Frame) 비트 : 메시지 프레임의 시작을 알리며, 기본 값은 0이다.

Identifier(ID) : 11비트 식별자 + RTR 비트로 구성

• RTR 비트 : 0일 때 데이터 프레임, 1일때 원격 전송 요청.

Control Field : 예약 비트 2개(0) + 데이터 길이 코드(DLC, 4비트).

• R1을 IDE라는 비트로 사용 : Standard Frame(0)인지 Extended Frame(1)인지 구분.

Data : 실제 데이터, 0~8바이트

CRC : 15비트 CRC + 종료 비트(1)

ACK : Slot 비트와 종료 비트(1)

EOF(End of Frame) : 7비트 구성으로 모두 1값을 가짐.

 

Extended Frame(CAN 2.0B)

기본적인 형태는 CAN 2.0A와 같음.

 

SRR (Substitute Remote Request)

• 항상 1.
• 표준 프레임과 확장 프레임 간의 우선순위 충돌 방지
• 표준 ID와 확장 ID가 같을 때 SRR이 항상 1이므로 표준 프레임보다 낮은 우선순위를 가짐.

확장 프레임은 표준 프레임을 포함함.

 

CAN_H, CAN_L와 차동 신호

차동 신호(Differential Signal)란?

 

종단 저항

종단 저항(Termination Resistor)이란?

 

통신 속도와 통신 거리의 관계

CAN 속도는 높아질수록 통신 거리가 짧아진다. 10kbps는 5Km, 1Mbps는 40m까지 안정적으로 통신한다.

속도가 증가할수록 피부 효과(Skin Effect)로 인해 전도체의 저항이 증가하고, 이로 인해 신호 감쇠가 심해져 전송 가능 거리가 짧아진다.

 

아비트레이션(Arbitration)

CAN 통신에서는  ID 값이 낮을수록 우선순위가 높아진다. 그래서 메시지가 중요(긴급)할 수록 낮은 ID가 할당되고 할당한다.