자동차용 직렬 버스는 비용·개발 공수·유연성·신뢰성이라는 기준으로 평가되는데, 이 기준들의 상대적 비중은 응용 도메인마다 다르다. 그 결과 도메인별로 서로 다른 버스 시스템이 자리 잡았다. 업계는 이런 버스를 요구 대역폭과 실시간성에 따라 Class A·B·C 등급으로 나누는 관행이 있으며, 이 가운데 Class A라는 명칭은 SAE의 차량 통신망 표준에서 비롯됐다[1].
| 프로토콜 | 최대 전송률 | 주 응용 도메인 |
|---|---|---|
| LIN | 20 kbit/s[2] | 센서·액추에이터 |
| Low-Speed CAN | 125 kbit/s[3] | 바디·편의 |
| CAN(High-Speed) | 1 Mbit/s[4] | 파워트레인·섀시 |
| FlexRay | 10 Mbit/s[5] | 어시스턴스·X-by-Wire |
| MOST | 150 Mbit/s[6] | 인포테인먼트 |
| Ethernet | 100 Mbit/s[7] | 인포테인먼트·어시스턴스 |
이 표의 두 축—대역폭과 응용 도메인—은 나란히 움직이지 않는다. CAN(Low-Speed)은 회선 한쪽이 끊어져도 통신을 유지하는 내결함성 회로를 더한 대가로 대역폭이 125 kbit/s로 제한되는데[3], 이는 대역폭을 내주고 신뢰성을 높인 선택이다. 반대로 MOST·Ethernet은 CAN(High-Speed)나 FlexRay보다 훨씬 넓은 대역폭을 쓰지만, 인포테인먼트 도메인은 프레임 하나가 지연되거나 유실돼도 안전에 지장이 없으므로 그만큼 엄격한 지연 보장 없이도 그 대역폭을 확보할 수 있다. 반면 파워트레인·섀시·어시스턴스 도메인은 대역폭이 낮더라도 지연·충돌을 결정론적으로 예측할 수 있어야 하는데, CAN의 비트단위 중재[8]나 FlexRay의 고정 시간 슬롯[5]이 이 결정론을 보장하는 메커니즘이다(자세한 내용은 Bus Access 참고).
실제 차량에서는 이렇게 도메인마다 갈라진 버스를 게이트웨이 노드가 서로 연결한다. 각 버스는 그 자체로 트리·버스형 구조이며 여러 버스에 걸친 메시(mesh)를 이루지 않는다.
참고문헌
[1]
SAE International, “SAE J2057/1 — Class A Application/Definition”, 2006.
[2]
LIN Consortium, “LIN Specification Package, Revision 2.2A”, 2010.
[3]
National Instruments, “CAN Physical Layer and Termination Guide”. [Online]. Available at: https://www.ni.com/en/support/documentation/supplemental/09/can-physical-layer-and-termination-guide.html
[4]
S. Corrigan, “SLOA101B — Introduction to the Controller Area Network (CAN)”, 2016.
[5]
FlexRay Consortium, “FlexRay Communications System Protocol Specification, Version 2.1 Revision A”, 2005.
[6]
A. Grzemba, MOST — The Automotive Multimedia Network: From MOST25 to MOST150. Franzis, 2011.
[7]
IEEE, “IEEE 802.3bw-2015 — IEEE Standard for Ethernet Amendment 1: Physical Layer Specifications and Management Parameters for 100 Mb/s Operation over a Single Balanced Twisted Pair Cable (100BASE-T1)”, 2015.
[8]
Robert Bosch GmbH, “CAN Specification, Version 2.0”, 1991.