CAN Protocol 종류

CAN (Controller Area Network) 프로토콜에는 여러 가지 변형이 있는데, 주요한 것들은 Standard CAN, Extended CAN, 그리고 CAN FD가 있다. 이들의 차이점은 주로 메시지 식별자 길이와 데이터 전송 속도 및 용량에서 나타난다.

Standard CAN (Classical CAN 또는 CAN 2.0A)

  • 메시지 ID 길이: 11비트
  • 데이터 전송 속도: 최대 1 Mbps
  • 데이터 필드 크기: 최대 8바이트
  • 용도: 1980년대부터 널리 사용된 CAN의 기본 버전으로, 자동차, 산업용 제어 시스템에서 주로 사용됨
  • 식별자: 11비트의 식별자로 메시지를 구분

Extended CAN (CAN 2.0B)

  • 메시지 ID 길이: 29비트 (11비트 기본 식별자 + 18비트 확장 식별자)
  • 데이터 전송 속도: 최대 1 Mbps (Standard CAN과 동일)
  • 데이터 필드 크기: 최대 8바이트
  • 용도: 네트워크에서 더 많은 노드를 지원할 수 있게 하기 위한 Standard CAN의 ID 확장판. 더 복잡한 시스템에서 필요한 많은 메시지를 구분할 수 있음
  • 식별자: 29비트의 식별자로 더 많은 노드와 메시지 구분이 가능함

CAN FD (Flexible Data-rate)

  • 메시지 ID 길이: Standard CAN과 Extended CAN 모두 지원 (11비트 또는 29비트)
  • 데이터 전송 속도: 최대 8 Mbps (데이터 페이즈에서만)
  • 데이터 필드 크기: 최대 64바이트
  • 용도: 더 많은 데이터를 더 빠르게 전송하기 위해 개발된 프로토콜. 특히 차량 내 고속 데이터 전송이 필요한 곳에 적합함
  • 차이점: 전송 속도와 데이터 필드 크기의 확장이 가능하여, 더 높은 성능을 요구하는 차량 시스템이나 산업용 네트워크에 적합함

Summary

  • Standard CAN은 11비트 식별자와 최대 8바이트 데이터 전송을 지원
  • Extended CAN은 29비트 식별자를 사용하여 더 많은 메시지를 구분할 수 있고, 데이터 전송 속도는 Standard CAN과 동일
  • CAN FD는 더 높은 데이터 속도와 최대 64바이트까지의 데이터 전송을 지원, 대용량 데이터와 고속 통신을 요구하는 시스템에서 사용

CAN 통신에서 스탠다드(Standard), 익스텐디드(Extended), 그리고 **CAN FD(Flexible Data Rate)**는 데이터 전송 형식과 속도에 따라 구분됩니다. 각 유형의 차이점을 자세히 살펴보면 다음과 같습니다:

1. 스탠다드 CAN (Standard CAN, CAN 2.0A)

  • Identifier (ID) 길이: 11비트
    • CAN 메시지에는 각 노드를 구분하는 고유 식별자(ID)가 있는데, 스탠다드 CAN에서는 11비트 식별자를 사용합니다.
    • 이 ID를 통해 네트워크에서 우선순위가 결정됩니다. 값이 작을수록 높은 우선순위를 가집니다.
  • 사용 예시: 대부분의 기존 차량 시스템에서 일반적인 센서 및 액추에이터 통신에 사용됩니다.
  • 프레임 크기: 데이터 필드 최대 8바이트
    • 데이터를 주고받을 때, 한 프레임에 최대 8바이트의 데이터만 전송할 수 있습니다.
  • 속도: 최대 1Mbps
    • 스탠다드 CAN은 최대 1Mbps의 통신 속도를 지원합니다.

2. 익스텐디드 CAN (Extended CAN, CAN 2.0B)

  • Identifier (ID) 길이: 29비트
    • 익스텐디드 CAN은 스탠다드 CAN보다 더 긴 29비트 식별자를 사용합니다. 이는 11비트 기본 ID에 18비트가 추가된 구조입니다.
    • ID가 길어지면 더 많은 노드를 네트워크에서 구분할 수 있어, 복잡한 시스템에서 여러 장치 간의 통신을 원활하게 할 수 있습니다.
  • 사용 예시: 차량 내부 통신에서 더 많은 노드(제어 장치 등)를 연결해야 하는 복잡한 네트워크 구조에서 사용됩니다.
  • 프레임 크기: 데이터 필드 최대 8바이트
    • 스탠다드 CAN과 동일하게 최대 8바이트의 데이터만 전송할 수 있습니다.
  • 속도: 최대 1Mbps
    • 익스텐디드 CAN도 1Mbps의 통신 속도를 지원합니다.
  • 주요 차이: 익스텐디드 CAN은 ID 크기가 커짐에 따라 동일한 CAN 네트워크에서 더 많은 장치를 구분하고 연결할 수 있는 능력을 제공합니다.

3. CAN FD (Flexible Data Rate)

  • Identifier (ID) 길이: 11비트 또는 29비트
    • CAN FD는 스탠다드와 익스텐디드 CAN 메시지 형식을 모두 지원하여, 11비트와 29비트 식별자를 모두 사용할 수 있습니다.
  • 프레임 크기: 최대 64바이트
    • CAN FD의 주요 특징 중 하나는 데이터 필드 크기가 확장되어, 한 프레임당 최대 64바이트의 데이터를 전송할 수 있습니다. 스탠다드 및 익스텐디드 CAN에 비해 훨씬 많은 양의 데이터를 한 번에 주고받을 수 있습니다.
  • 속도: 비트 타이밍 세그먼트 변경 가능, 최대 8Mbps
    • CAN FD는 데이터 필드를 전송할 때 더 높은 전송 속도(최대 8Mbps)를 사용할 수 있으며, 비트 레이트 스위칭(BRS, Bit Rate Switching)을 통해 전송 속도를 유연하게 조정할 수 있습니다.
    • ID나 제어 필드를 전송할 때는 기존 CAN 속도(최대 1Mbps)를 사용하고, 데이터 필드를 전송할 때는 더 빠른 속도를 적용하는 방식입니다.
  • 사용 예시: 대용량 데이터 전송이 필요한 자율주행 시스템, 고해상도 카메라, ADAS(첨단 운전자 보조 시스템) 등에서 사용됩니다.
  • 주요 차이: 더 많은 데이터(최대 64바이트)를 더 빠른 속도(최대 8Mbps)로 전송할 수 있으며, 대용량 데이터와 고속 통신을 요구하는 최신 시스템에 적합합니다.

요약

  • 스탠다드 CAN (11비트 ID): 기존 시스템에서 많이 사용되며, 기본적인 통신을 위한 표준 방식입니다.
  • 익스텐디드 CAN (29비트 ID): 더 많은 장치와의 통신을 지원하며, 복잡한 네트워크에서 주로 사용됩니다.
  • CAN FD: 더 빠른 속도와 더 큰 데이터 전송 용량을 제공하며, 고성능 요구가 있는 시스템에서 필수적입니다.

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