자동차 네트워크 구조 간단 정리

자동차의 전자화

전자기기의 발전은 자동차 운전을 더 안전하고 편리하며 경제적이며 환경 친화적으로 만들었다.

→ 전자기기는 자동차 성능의 모든 기능 중 최대 80%를 담당하기 때문이다.

 

즉 전자 및 전자 부품 네트워킹은 자동차 산업의 기업들에게 결정적인 경쟁 요소가 되었다.

 

버스 및 네트워크의 물리적 토폴리지

점대점 방식 (Point to Point)

완전형 네트워크 (Complete Network)

모든 ECU가 각각 연결되어 통신하는 구조

문제점

ECU가 많아지면 와이어 하네스의 크기와 무게가 커지고 구부러지지 않는다.

커넥터 문제와 원자재 비용↑, 연결 문제

네트워크의 확장이 복잡하다.

 

 

스타형 네트워크 (Star Network)

 

하나의 중개 호스트 주위로 여러 호스트를 일대일로 연결하는 형태

중앙 호스트의 신뢰성과 성능이 네트워크에 영향을 줌(중앙 호스트 장애가 발생하면 모든 통신 두절)

브로드캐스트 방식 (Broadcasting)

버스형 네트워크 (Bus Network)

각각의 ECU들이 하나의 버스(Bus) 노선에 연결된 구조

 

와이어 하네스의 두께↓ : 가볍고 관리가 용이해짐

점대점 방식에 비해 오류 진단이 용이해짐.

모든 ECU연결이 아닌, 버스에 연결하는 것이므로 네트워크 확장이 용이해짐.

 

링형 네트워크 (Ring Network)

각 ECU들이 링 형태로 묶인 형태

네트워크 확장은 점대점 형식에 비해 쉬우나,
멀리 떨어진 ECU끼리는 통신 속도가 느리다.

 

직렬 신호 전송을 위한 ECU 네트워킹

논리 비트 시퀀스

 

단선 버스 시퀀스

 

이중 버스 시퀀스

 

물리적 매체에서는 논리 비트가 전압 레벨로 전송된다.

단일 와이어 버스에서는 HIGH와 LOW에 서로 다른 전압 레벨이 사용되지만,
이중 와이어 버스에서는 동기화된 차등 신호가 사용된다.
이 경우 반전된 레벨이 두 라인에서 전송된다.

 

변속기에서 ECU 네트워킹

전자기 호환성(EMC)으로 인한 전압 레벨을 1~2볼트로 낮추면 작은 방해에도
단일 와이어 버스에서 실행 불가능한 신호가 발생할 수도 있다.

 

그러므로 차동 신호 전송을 사용해야 한다.

 

HOW?

신호를 하나만 사용하여 전송하는 것이 아니라 두 번째 와이어에서 반전하여 전송

 

이점은?

와이어당 전압 스텝핑이 줄어든다

CAN LOW: 2.5V

CAN HIGH: 1V

FlexRay: 2V

 

와이어 간의 상대적 차동 VC가 측정되므로 두 전압을 뺀 후 발생하는

교란을 제거하여 와이어가 꼬인 쌍으로 실현되는 방식으로
EMC를 최적화할 수 있다.