Bus Networking

초기 자동차 전장은 신호마다 전용 배선을 두는 point-to-point 방식으로 ECU를 연결했다. 전자화로 ECU 수가 늘어나면서 이 방식은 배선 뭉치(harness)를 계속 키워야 하는 구조적 한계에 부딪혔고, 자동차 업계는 배선을 최적화하기 위해 여러 ECU가 하나의 공유 매체(버스)로 연결되는 bus networking을 도입했다[1][2].

같은 4개 노드를 연결하는 데 point-to-point 방식은 노드 쌍마다 전용선이 필요해 배선 수가 노드 수의 제곱에 비례해 늘어나지만, 버스 방식은 노드마다 공유 회선으로 이어지는 짧은 스텁 하나면 충분하다. 버스 방식에서 각 ECU는 전용선 대신 하나의 물리 매체를 공유하고, 메시지는 특정 수신자가 아니라 버스 전체에 브로드캐스트된다[2].

CAN은 이 공유 버스를 선형(linear) 토폴로지로 구현한다. 고속 CAN에서는 하나의 연선(twisted-pair) 회선에 여러 ECU가 짧은 스텁으로 매달리고, 신호 반사를 막기 위해 회선 양 끝을 120Ω 저항으로 종단한다. 이 구성으로 최대 40m 길이의 버스에 최대 30개 노드를 1Mbps로 연결할 수 있다[2].

다른 자동차 버스 프로토콜은 또 다른 물리 토폴로지를 쓴다.

프로토콜	물리 토폴로지
CAN	선형 버스, 양 끝 120Ω 종단[2]
FlexRay	버스·액티브 스타·혼합 토폴로지를 모두 지원[3]
MOST	링(ring)[4]

CAN의 물리 계층에서 비트가 실제로 어떻게 전압으로 인코딩되는지는 Differential Signaling에서 다룬다.

참고문헌

[1]

M. Broy, “Challenges in Automotive Software Engineering”, in Proceedings of the 28th International Conference on Software Engineering (ICSE ’06), 2006.

[2]

S. Corrigan, “SLOA101B — Introduction to the Controller Area Network (CAN)”, 2016.

[3]

ISO, “ISO 17458-1:2013 — Road vehicles — FlexRay communications system — Part 1: General information and use case definition”, 2013.

[4]

A. Grzemba, MOST — The Automotive Multimedia Network: From MOST25 to MOST150. Franzis, 2011.