CAN(Controller Area Network) 통신

CAN : Controller Area Network

- CAN 통신은 bus형 topology. 

 

모든 message는 broadcast 방식으로 송신 -> network에 연결된 모두에게 전달

- CAN은 high, low 2가닥 선 사용 : noise에 강인하게 동작하도록 하기 위한 방법 중 하나(noise가 적용되어도 두 선에 모두 적용되어 전압 차는 동일)

 

 

CAN 통신 커넥터

: D-sub 9 pin connector

- CAN high는 2번, low는 7번 pin에 연결

 

 

종단저항

- 120옴

- 반사파에 의한 왜곡 방지위해

 

 

실제 CAN 신호를 얻으려면 차량이 있어야하는데 cost가 많이 들기 때문에 시뮬레이션을 통해 CAN signal 송수신. 

-> ex) vector VN1640A

 

 

voltage 차

reference voltage : 2.5v

- 0.9v ~ 5v : 0(dominant)

- -0.1v ~ 0.5v : 1(recessive)

 

* dominant가 recessive보다 우선순위 높음

 

 

CAN transceiver & CAN controller

transceiver : transmitter + receiver

 

- peripheral : MCU 내 다양한 hw 장치들

- periphera : CAN controller

CAN controller는 micro controller 내 존재

 

controller 기준

- Tx : controller -> transceiver

- Rx : transceiver -> controller

 

CAN transceiver(ex. NXP TJA1043)는 state machine(sleep, normal, listen only mode)이 있는 경우 있어서 normal mode로 전환해주어야 message 송수신 가능

 

- controller : data link layer

- transceiver : physical layer

 

 

BaudRate(통신속도)

- 단위 : bps

bus에 참여하는 모든 제어기는 모두 같은 baud rate(oem에서 정의. candb에 있음)로 통신해야함

 

- low-speed : ~ 125kbps(500m)

- high-speed : ~ 1Mbps(보통 500kbps)(100m)

- CAN FD : ~ 8Mbps(40m)

 

 

sampling point

: 하나의 bit값이 0인지 1인지 판단하는 지점. 단위는 %

- oem에서 정해주는 spec

- sampling point에 따라 CAN controller sw 구현 시 setting 값 달라짐

- CAN simulation 장비 사용 시 baud rate와 함께 sampling point도 세팅 필요

 

CAN에서 1 bit는 sync, TSEG_1(Prop,phase1), TSEG_2(phase 2)로 분류

- sync는 고정값(1)

- prop, phase1, phase2는 정하는 값으로 sampling point를 기준으로 설정

- TSEG1, TSEG2의 길이 세는 단위 : time quanta

 

SJW(Synchronization Jump Width)

CAN clock을 공급하는 hw인 크리스탈에는 오차 존재하기 때문에 sync 맞춰주어야 함.

-> sync가 맞지 않는 경우

- clock 속도 빠른 경우, phase1을 연장하여 맞춤

- clock 속도 느린 경우, phase2를 자름

 

 

 

message

id : arbitration field

- standard format : 11bit

- extended format : 29 bit

 

* id가 작을수록 우선순위 높음

 

signal

CAN frame에서 data영역에 담음. 단위는 byte(최대 8 byte)

- DLC(Data Length Code) : data byte 크기

 

* start bit, length, unit, signal comment, factor, offset(factor, offset은 float(4 byte 필요) 보낼 때 효율적으로 보내기 위해 추가). factor가 크면 정밀도 떨어지고 데이터 아낄 수 있음

 

 

 

Error

- bit error : 보낸 bit와 다른 경우

- stuff error(bit stuffing) : 6개 이상 연속 같은 bit(physically)

- ack error : receiver가 ack 보낼 때 bit error 체크

- CRC(Cyclic Redundancy Code) : CRC 값 이상할 때 1

- structure error : 데이터 양식 어긋났을 때

 

error state

- passive(1)

- active(0)

 

송신하는 제어기가 error 발견하면 TEC(Transmitter Error Count) 올리고, erorr 수신한 제어기는 REC(Receiver Error Counter) 올림

 

 

 

CAN FD(Fast Data-Rate)

: high speed CAN의 낮은 baud rate과 작은 크기의 data영역 보완

- data 영역 속도 최대 8Mbps, data영역 크기 최대 64 byte 가능