CAN 버스의 세부 사항을 살펴보기 전에, CAN이 처음 발명된 배경과 설계 원칙을 이해하는 것이 도움이 될 것입니다. 그런 다음 CAN이 오늘날 자동차 업계에 어떻게 적용되는지, 그리고 우리가 어떻게 CAN과 상호 작용할 수 있는지 알아보겠습니다.
CAN 버스의 역사
CAN 버스가 도입되기 전 차량 기능이 어떻게 제어되었는지 살펴보겠습니다.
유럽에서 CAN은 자동차 부품 1차 협력업체인 보쉬(BOSCH)가 개발하여 1991년 메르세데스-벤츠가 다양한 전자 기능을 탑재한 고급 차량에 도입하면서 시작되었고, 2000년대에 유럽과 일본에서 널리 보급되었습니다. 미국에서는 CAN 버스가 1990년대 후반과 2000년대 후반에 인기를 얻었습니다. CAN 버스에 대한 자세한 내용은 여기를 참조하십시오.
CAN 버스 이전
자동차는 초창기부터 지금까지 상당한 발전을 거듭해 왔습니다.
이 사진은 1950년대 폭스바겐 비틀의 대시보드와 실제 기계식으로 위로 젖혀지는 방향지시등을 보여줍니다.
CAN 버스가 널리 사용되기 전에는 자동차의 모든 액추에이터를 필요한 모든 센서에 일일이 배선해야 했습니다.
운전자에게 엔진 온도를 표시하는 게이지는 엔진 블록 내부의 센서에 연결되는 전용 배선을 가지고 있습니다. 이로 인해 차량 전체에 엄청난 양의 배선이 필요하게 되는데 (일부 차량은 최대 8km에 달하는 배선이 사용되며, 무게는 45kg이 넘습니다 ), 엔진 컨트롤러처럼 여러 센서와의 연결이 필요한 중앙 집중식 장치를 구현하기 어렵게 만듭니다. 예를 들어, 차량의 휠 회전 속도는 ABS, 엔진 관리 시스템, 내비게이션, 대시보드 등 다양한 컨트롤러에서 필요로 합니다.
위 사진은 1997년형 GM 콜벳 C5에 장착된 CAN 버스 이전 모델의 스티어링 칼럼으로, 헤드라이트, 방향지시등, 상향/하향등, 와이퍼 제어(속도 조절 기능 포함) 및 크루즈 컨트롤에 필요한 모든 배선이 나와 있습니다.
CAN 버스가 자동차 배선을 간소화한 방법
CAN 버스의 최초 용도는 엔진 관리 시스템의 복잡성을 단순화하기 위한 것이었습니다(진공 작동식 점화 타이밍 제어 시스템과 같은 기존 시스템을 대체함). 또한 ABS(잠김 방지 브레이크 시스템)와 같은 중요 시스템도 CAN 버스를 통해 간소화되었습니다. 따라서 CAN 버스는 처음부터 높은 신뢰성과 안전성을 보장하는 상호 연결 프로토콜로 설계되었습니다.
CAN 버스를 사용하면 센서와 액추에이터 간의 점대점 아날로그 연결이 고속(초기 1MBit) 직렬 통신 버스로 대체됩니다.
이 이미지는 최신 엔진 배선 하네스를 보여주고, 그 옆에는 최신 차량 버스 토폴로지의 개념도를 보여줍니다. CAN에 대한 더 자세한 내용은 여기 논문을 참조하십시오.
CAN 버스의 장점
CAN 버스 연결 장치는 안전과 신뢰성이 매우 중요한 작동을 위해 처음부터 설계되었을 뿐만 아니라 저렴하게 제조할 수 있어야 했습니다. 즉, 이더넷과는 달리 매우 간단한 프로토콜이어야 했고, MOST와는 달리 복잡한 광섬유 또는 동축 케이블 배선을 사용해야 했으며, 저렴하고 대량 생산이 가능한 칩셋을 사용하는 저전력 16비트 및 32비트 마이크로컨트롤러에서 구현할 수 있어야 했습니다. 오늘날 자동차 컨트롤러에 CAN 버스 지원을 추가하는 비용은 별도의 전용 배선을 설치하는 비용보다 저렴해야 합니다.
아래 이미지는 다양한 입출력 기능을 수행하는 데 사용할 수 있는 매우 비용 효율적인 CAN 지원 보드를 보여줍니다.
기타 자동차 버스 표준
지난 20년 동안 자동차 버스 시스템에는 여러 도메인별 네트워킹 표준이 도입되었습니다. 자세한 내용은 여기를 참조하십시오.
이해를 돕기 위해 이 블로그 시리즈에서는 주로 CAN 버스에 초점을 맞추겠습니다.
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