증가하는 신호의 수

CAN 버스가 도입된 후 수십 년 동안 차량 내부 시스템의 구조는 크게 변화했습니다. 가장 뚜렷한 변화는 신호의 수에 관한 것으로, CAN이 도입된 당시에는 수백 개의 신호만이 통신되었던 것에 반해 오늘날에는 5자릿수에 이르렀습니다.

새 요구사항,
새 버스 시스템

그 결과, 데이터 트래픽의 증가로 CAN 버스에는 전례 없이 높은 부하가 가해졌습니다. 대역폭에 대한 수요의 증가 외에도, 주기적인 시스템 동작에 대한 필요가 증가하여 새로운 버스 시스템을 개발할 전망이 밝아졌습니다. 인포테이먼트를 위해 MOST 버스가 개발되었으며, 이 버스는 150 Mbit/s까지의 대역폭을 지원합니다. 주기적인 FlexRay 버스는 운전자 보조 기능에 적합하도록 10Mbit/s의 대역폭을 제공합니다. 대역폭의 하단에는 LIN이 도입되어 센서 분야의 작업을 저비용으로 해결할 수 있습니다. 이렇듯 새로이 만들어진 버스 시스템은 과거에 다루어지지 않았던 부분을 다룹니다. 그럼에도 불구하고, CAN은 차량 버스 시스템의 강자로 남아있습니다.

CAN은 대체되지 않음

드물게 CAN이 FlexRay와 같이 더 높은 전송 속도를 가진 다른 버스로 대체되어야 할 경우가 있습니다. 그러나 하드웨어에 드는 높은 비용과 시스템을 새로운 것으로 바꾸는 데에 필요한 엄청난 개발 비용으로 CAN을 유지하는 편이 나을 수 있습니다.

CAN의 대역폭이 적다는 단점은 CAN 버스를 여러 개 배치함으로써 해결할 수 있으나, 버스 간 데이터를 전송하기 위해서는 게이트웨이를 사용해야 합니다.

CAN 성능 제한

CAN의 대역폭이 제한되는 원인은 CAN의 핵심적인 특징 중 하나에 있습니다. 메시지 전송의 몇몇 단계에서 다수의 네트워크 노드가 동시에 전송 모드로 설정되었을 수 있습니다. 이는 중재 단계 중에 전송 초기에 발생할 수 있으며 메시지의 끝 응답 필드에도 적용됩니다. 이는 전압 레벨이 버스 한 극단의 노드에서 다른 끝으로, 그리고 다시 반대편으로 전송되는 데에 걸리는 시간보다 한 개 비트를 전송하는 시간이 짧아야 함을 의미합니다. 예를 들어, 40 미터 길이 CAN 버스의 최대 전송 속도는 대략 1 Mbit/s 이며, 이는 한 개 비트를 전송하는 데에 필요한 시간입니다.

더 적은 비트 타임도 충분합니다.

그러나 중재 단계와 CAN 프레임 응답 필드 사이에서는 하나의 전송기만이 허용됩니다. 따라서 프레임의 이 부분에서는 비트 타임의 최소 길이에 어떠한 제한도 없습니다. 그리고 보쉬(Bosch)의 엔지니어들이 생각했듯이, CAN 프레임의 이 기간 동안 전송 속도를 높이면 어떻게 될까요? 두 개의 서로 다른 전송 속도 사이를 왔다 갔다 하기만 하면 됩니다. CAN 프레임의 처음과 마지막에는 느린 속도로, 중간에는 빠른 속도로 진행하게 됩니다. 이것이 바로 CAN FD의 기초를 이루고 있는 생각입니다.