KR102023673B1 - 직렬 통신 버스를 통해 데이터를 전송하기 위한 방법, 상응하게 설계된 버스 인터페이스 및 상응하게 설계된 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

직렬 통신 버스를 통해 데이터를 전송하기 위한 방법, 상응하게 설계된 버스 인터페이스 및 상응하게 설계된 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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Abstract

본 발명은 직렬 통신 버스를 통해 데이터를 전송하기 위한 방법, 상응하게 설계된 버스 인터페이스 및 상응하게 설계된 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
본 발명은 기존 CAN FD 데이터 전송 프로토콜의 확장에 관한 것이다. 확장은 CAN 버스를 위한 IPv6 프로토콜의 사용을 가능하게 하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 CAN FD 프로토콜은 비호환성으로 개발된다. 변경 수단은 전송 프레임에서 중재 필드(AF) 이후에 위치되는 데이터 필드(DF)의 연장에 관련된다. 이러한 경우 상기 연장된 데이터 필드(DF) 내로 규정된 상한 내에서 임의의 바이트 개수가 입력될 수 있다. 데이터 필드(DF)는 중재 필드(AF)보다 높은 비트 레이트로 전송되기 때문에 이를 통해 데이터 처리량이 크게 증가한다.

Description

직렬 통신 버스를 통해 데이터를 전송하기 위한 방법, 상응하게 설계된 버스 인터페이스 및 상응하게 설계된 컴퓨터 프로그램 {METHOD FOR TRANSMITTING DATA VIA A SERIAL COMMUNICATION BUS, CORRESPONDINGLY DESIGNED BUS INTERFACE AND CORRESPONDINGLY DESIGNED COMPUTER PROGRAM}
본 발명은 버스 시스템을 통해 네트워킹된 전자 부품, 특히 제어 장치, 센서 및 액추에이터 사이의 직렬 데이터 전송의 기술 분야에 관한 것이다. 이러한 제어 장치는 자동차에서 널리 사용된다. 네트워킹된 제어 장치, 센서 및 액추에이터는 다른 기술 분야에서도 예를 들어 자동화 기술, 공정 기술 등에서 사용된다. 본 발명은 또한 상응하게 설계된 버스 인터페이스 및 상응하게 설계된 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
현대 자동차에는 복수의 제어 장치가 설치되어 있다. 구동 트레인에 대해서만 다수의 제어 장치가 사용되는데, 예를 들어 엔진 제어 장치, 변속기 제어 장치, ESP 제어 장치, 구동 장치 제어 장치 등이다. 또한, 차체 영역에 설치되고 특정 편의 기능을 제공하는 다른 제어 장치도 있다. 예로서 소위 도어 또는 윈도우 리프트 제어 장치, 에어 컨디셔너 제어 장치, 시트 조절 제어 장치, 에어백 제어 장치 등이 있다. 또한 환경 관측을 위한 카메라 제어 장치, 내비게이션 장치, RADAR 또는 LIDAR 장치, 통신 모듈 및 TV, 라디오, 비디오 및 음악 기능을 갖는 엔터테인먼트 모듈과 같은 인포테인먼트 영역 중 하나인 제어 장치도 또한 있다. 특히 제어 장치의 차량 내의 네트워킹의 인포테인먼트 영역에 대해 향후 IPv6 또는 IPv4 형태의 IP 통신이 사용될 것이다. 여기서 최대 64 kByte의 길이를 가질 수 있는 IP 패킷이 전송된다. IP 패킷을 세그먼트화하여 전송할 수 있지만, IP 통신을 사용하려면 충분히 큰 메시지를 전송할 수 있는 버스 기술이 사용되는 것이 필요하다. 이러한 경우 이더넷에서 알 수 있는 바와 같이, MTU(Maximum Transmission Unit)로서, 적어도 1280 바이트 크기의 패킷을 전송할 수 있는 것이 요구된다. 그러나 계측 제어기 통신망(Controller Area Network)에 해당하는 자동차에 사용되는 종래의 CAN 버스 2.0이나 계측 제어기 통신망 유연한 데이터 속도에 해당하는 이미 확장된 CAN FD 버스는 이 요구 사항을 충족시키지 못하는데, 왜냐하면 최대 크기가 단지 8 또는 64 바이트인 메시지만을 전송할 수 있기 때문이다. 따라서 필요한 IPv6 통신을 지원할 때, CAN 버스의 사용을 부적합하게 한다. IPv6 프로토콜에 대한 추가의 자세한 내용에 대해서는, IETF(Internet Engineering Task Force)의 스펙 RFC 2460을 참조하도록 한다.
일반적으로 다양한 카테고리의 제어 장치는 장치 카테고리에 대해 상응하게 설계된 별도의 버스에 의해 각각 네트워킹된다. 따라서 차량에서 복수의 상이한 버스 시스템이 사용될 수 있다. 상이한 버스 시스템은 이러한 경우 게이트웨이를 통해 서로 연결되어, 데이터 교환을 가능하게 할 수 있다. 구동 트레인 제어 장치의 영역에서는 일반적으로 편의 제어 장치의 영역에서와 마찬가지로 CAN 버스가 사용된다. 인포테인먼트 영역에서는, 이더넷 기술에 기초한 버스 시스템, 예를 들어, IEEE 802.1 표준에 따른 표준 패밀리를 기반으로 하는 AVB(Audio Video Bridging)과 같은 다른 버스 시스템이 또한 사용된다. 광섬유를 통한 데이터 전송이 발생하는 버스 시스템도 사용될 수 있다. 예를 들어 소위 MOST 버스(Media Oriented System Transport) 또는 D2B 버스(Domestic Digital Bus)가 있다.
CAN 2.0 또는 CAN FD를 통해 ISO TP와 같은 전송 프로토콜을 인터페이스 레이어로서 사용하여 IPv6 패킷을 전송할 수 있는 방법이 존재한다. 그러나 이것은 몇 가지 단점이 있다.
IP 패킷의 전송을 위한 전송 프로토콜 ISO TP의 사용은 이를 통해 세그먼트화의 필요성이 발생하는 본질적인 단점을 가지고 있다. 이로 인해 에러에 대한 취약성이 증가하고, 데이터의 전송 시 오버헤드가 발생한다. 이러한 오버헤드는 한편으로는 전송 프로토콜 자체에 의해 발생된다. 다른 한편으로는 오버헤드의 대부분이 CAN FD 프로토콜 자체에 의해 발생된다. 각 CAN FD 전송 프레임은 비트가 느린 데이터 속도로 전송되는 중재 단계와, 지정된 빠른 데이터 속도가 실제로 사용될 수 있는 데이터 단계로 이루어진다. 중재 단계가 빈번하게 발생할수록, 그에 상응하게 데이터 단계의 높은 데이터 속도는 보다 덜 사용될 수 있다. 이러한 단점은 더욱 심각한데, 왜냐하면 CAN 버스 기술에서의 달성 가능한 데이터 속도는 특수한 버스 액세스 방법으로 인해 이미 제한되어 있기 때문이다.
ISO TP의 사용에 대한 다른 본질적인 단점은 ISO TP에 따라 데이터를 전송하기 위해 상태 기반 포인트-대-포인트 연결이 사용된다는 것이다. 이것은 IPv6 표준의 멀티캐스트 기능의 사용을 금지한다. 반면에 IPv6 패킷은 스테이트리스(stateless)이고 다른 IPv6 패킷과 독립적으로 전송될 수 있다는 긍정적인 특성을 잃어버리게 된다. ISO TP를 사용할 때, IPv6 패킷의 전송은 이전 패킷이 성공적으로 전송되었는지 여부에 달려 있다.
CAN FD를 통한 IPv6 통신을 가능하게 하기 위한 ISO TP의 사용에서의 다른 단점은 상태 기반 포인트-대-포인트 연결의 원리로 인해 데이터의 전송 시 매우 긴 대기 시간이 발생한다는 것이다. 이는 짧은 반응 시간이 중요한 실시간 애플리케이션에는 적합하지 않다. 지금까지 자동차 영역에서는 IPv6 통신이 거의 사용되지 않았는데, 왜냐하면 이는 리소스 소비가 많다는 것을 의미하기 때문이다. IPv6 통신을 가능하게 하는 일반적인 접근 방식은 네트워킹 기술로서, 자동차 영역에 대해 값비싼 이더넷 기술을 사용하는 것에 있다.
ISO 표준 ISO 11898-1 2015-12-00 "로드 차량(Road vehicles) - 계측 제어기 통신망(CAN) - 파트 1: 데이터 링크 레이어 및 물리적 시그널링"으로부터 중재 필드 및 데이터 필드를 갖는 전송 프레임이 알려져 있고, 여기서 조정 단계에 대해 낮은 비트 레이트가 설정되고 데이터 필드에서 데이터의 전송을 위해 증가된 비트 레이트가 설정된다. 데이터 바이트 개수는 종래의 전송 프레임에 대해 최대 8 바이트로 규정된다. 그 사이에는 모든 값이 허용된다. FD 전송 프레임에 대해 최대 64 바이트가 데이터 필드에 허용된다. 여기에는 또한 12, 16, 20, 24, 32 또는 48 데이터 바이트의 값도 가능하다.
DE 10 2011 006 884 A1호에는 직렬 버스 시스템에서 데이터 전송 능력을 증가시키기 위한 방법 및 장치가 공지되어 있다. 이 문헌은 또한 중재 필드 및 데이터 필드를 갖는 전송 프레임의 사용을 나타내고, 여기서 중재 단계에 대해서는 낮은 비트 레이트가 설정되고 데이터 필드에서 데이터의 전송을 위해서는 증가된 비트 레이트가 설정된다.
DE 10 2011 122 843 A1호에는 유연한 메시지 크기 및 가변 비트 길이를 갖는 직렬 데이터 전송을 위한 방법 및 장치가 공지되어 있다.
DE 11 2015 004 473 T5호에는 제어 목적을 위한 고속 데이터 전송 프로토콜이 알려져 있다.
본 발명의 목적은 자동차 영역에 IP 통신의 도입 시 상술된 단점을 회피하는 것이다.
이러한 목적은 직렬 통신 버스를 통해 데이터를 전송하기 위한 방법, 상응하게 설계된 버스 인터페이스 및 상응하게 설계된 컴퓨터 프로그램에 의해 달성된다.
종속항은 이들 수단에 대한 다음의 설명에 대응하는 본 발명의 유리한 개선 및 향상을 포함한다.
상기 목적의 달성을 위해, 자동차 영역에서 우세한 CAN 프로토콜 자체를 IP 통신에 적합한 것으로 만들기 위해 비호환성으로 개발하기 위한 접근 방식을 추구한다. 이하에서는 여기서 새롭게 제안된 확장된 CAN 프로토콜을 짧게 CAN EL 프로토콜이라고 부른다.
기존 CAN FD 프로토콜을 더욱 발전시키는 제1 수단은 직렬 통신 버스를 통해 데이터를 전송하기 위한 방법으로서, 상기 데이터는 전송 프레임과 함께 전송되고, 상기 전송 프레임은 적어도 중재 필드 및 데이터 필드를 포함하고, 상기 데이터 필드의 길이는 전송 프레임에서 크게 확장된다. 여기서 상기 중재 필드는 식별자를 이용하여 메시지의 우선 순위를 정함으로써 충돌 해결을 갖는 반송파 감지 다중 접근(Carrier Sense Multiple Access)에 상응하게 CSMA-CR 방법에 따라 버스 액세스를 조절하도록 사용된다. CAN FD 버스에서와 마찬가지로, 중재 단계를 위해 낮은 비트 레이트가 설정되고 상기 데이터 필드에서 상기 데이터의 전송을 위해 증가된 비트 레이트가 설정된다. 사용자 데이터 필드의 연장을 통해, CAN FD 버스의 경우 여기서 규정된 바와 같이 사용자 데이터 필드의 길이를 최대 64 바이트로 제한하기 때문에 더 높은 비트 레이트의 장점이 거의 사용되지 못한다는 단점이 여기에 제안된 확장된 CAN EL 버스에서는 회피될 수 있다. 이 수단은 데이터 전송 시에 상당히 증가된 데이터 속도/대역폭의 장점을 제공한다. 이것은 또한 대용량 데이터 패킷의 전송 시에 상당히 향상된 효율성을 의미한다. 이와 동시에 최대 크기가 64 바이트인 사용자 데이터 필드 내에서 특정 개수의 바이트만이 가능하다는 CAN FD 버스에 존재하는 제한이 해제된다. 사용의 가능성은 이를 통해 훨씬 더 유연해진다.
사용자 데이터 필드 길이의 가변성은 많은 사용 가능성을 보장한다. 따라서 적용 경우에 따라 높은 순 데이터 속도에 의존하거나 또는 다른 경우에는 실시간 기능이 더 중요하며 짧은 대기 시간에 더 의존하는 경우, 타협이 도입될 필요가 없다.
여기서 데이터 필드의 가변 길이에 대해 0 내지 4096 바이트 범위가 지정된 경우 특히 유리하다. 이것은 오늘날 많은 경우에 사용되는 1 GBit 이더넷 변형과의 양호한 상호 운용성을 가능하게 한다. 1 GBit 이더넷 버스 변형이 사용되는 자동차 네트워크의 일 부분 사이의 라우팅이 세그먼트화 없이 가능하다. 이를 통해 IP 통신의 사용은 문제없이 가능하게 된다.
중재 필드의 길이가 32 비트로 규정되는 것이 마찬가지로 유리하다. CAN FD 표준의 경우 이 필드에 대해 29 비트의 길이가 규정된다. 이러한 수단은 확장된 CAN EL 버스에 대한 하드웨어 개발을 단순화한다. 오늘날의 통상적인 레지스터 길이는 전형적으로 1 바이트의 배수, 즉 8 비트의 배수이다.
CAN FD 프로토콜에서와 같이 전송 프레임에서 제어 필드가 중재 필드와 데이터 필드 사이에 제공되고, 상기 제어 필드에서 상기 데이터 필드에 대한 길이 지정을 위한 적어도 하나의 섹션이 제공되는 경우 또한 유리하다. 4096 바이트의 전체 길이를 지정할 수 있기 위해 이 섹션의 연장이 필요하다. 이를 위해 13 비트가 필요하다.
CAN 2.0 프로토콜 및 CAN FD 프로토콜에서와 같이, 상기 전송 프레임에서, CRC 체크 코드에 대한 적어도 하나의 섹션이 제공되는 CRC 필드가 제공되는 것이 유리하다. CRC 체크 코드는 공지된 순환 중복 검사 알고리즘에 상응하게 에러 검출을 위해 사용된다.
이 경우 CAN FD 프로토콜에서와 같이, 상기 전송 프레임에는 시작 필드가 제공되고, CRC 체크 코드는 필드 시작 필드, 중재 필드, 제어 필드 및 데이터 필드를 통해 계산되면 유리하다.
CAN 2.0 프로토콜 및 CAN FD 프로토콜에서 이미 또한 사용된 비트 스터핑(bit-stuffing) 방법의 사용에도 동일하게 적용된다. 여기서 상기 데이터의 전송은 비동기식으로 이루어지고, 데이터 송신국 및 상기 데이터 수신국의 공통 모드를 보장하기 위해 비트 스터핑 규칙에 따라 재동기화가 수행되고, 상기 비트 스터핑 규칙은 상기 시작 필드부터 상기 데이터 필드의 끝까지의 영역에 걸쳐 적용되고, 상기 삽입된 스터프 비트의 상기 개수는 제어를 위해 상기 CRC 필드의 섹션에 입력되는 것이 유리하다. 스터프 비트를 삽입함으로써, 데이터를 수신할 때 비트 복구를 위한 샘플링 클록을 설정하는 클록의 재동기화를 위해 CAN 제어기에서 사용되는 플랭크 변경이 버스에서 강요된다. 이 경우 수정된 비트 스터핑 규칙이 사용된다. 비트 스터핑 알고리즘(프레임 인코딩)은 스터프 비트가 CAN 2.0 및 CAN FD에서와 같이 5개 이후에 삽입되지 않고 동일한 버스 레벨을 갖는 10개의 바로 연속된 비트 이후에만 삽입된다는 점에서 새로운 전송 포맷에 대해 수정된다. 이를 통해 데이터 프레임에서 보다 적은 "오버헤드" 비트가 요구되고, 이를 통해 데이터 전송의 효율성이 증가된다.
상기 전송 프레임에서 추가로 종료 필드가 제공되고, 상기 종료 필드에서 적어도 하나의 엔드-오브-프레임-코드가 입력되고, 상기 엔드-오브-프레임-코드는 11 비트의 길이를 갖는 것이 유리하다. 이러한 수단은 변경된 비트 스터핑 규칙 때문에 유리하다. 엔드-오브-프레임-코드를 송신함으로써 새로운 비트 스터핑 규칙을 위반하게 되는 것이 강요되므로, 올바르게 동기화되지 않은 가입자는 이 사실을 인식하고, CAN 제어기를 다시 올바르게 동기화되도록 재설정할 수 있다.
CRC 필드에서, 비트 스터핑 규칙은 확장된 프로토콜 이후에 사용되지 않는다. 따라서, CRC 필드에서 고정된 미리 결정된 위치에 스터드 비트가 강제로 삽입되는 것이 또한 유리하다. 따라서 또한 CRC 필드에서 플랭크 변경이 보장되고, 버스 가입자의 CAN 제어기가 동기화된 상태로 유지된다.
바람직한 예에서, 상기 CRC 필드는 고정된 미리 결정된 스터프 비트로 시작하고, 다른 고정된 미리 결정된 스터프 비트는 상기 CRC 필드의 각 9 비트의 간격으로 삽입된다. 고정된 미리 결정된 스터프 비트는 여기서 이전 비트에 대해 상보적이다.
특히 유리한 수단은 메시지의 우선 순위를 정하기 위해 중재 필드에서 식별자를 할당하는 것과 관련이 있다. 따라서 중재 필드에서 식별자는 "메시지 내용" 식별자와 "장치" 식별자 영역으로 구분된다. 이에 상응하게 장치 ID를 할당함으로써 버스 가입자에게 다른 버스 가입자에 대한 우선 순위가 부여될 수 있다. 이를 통해 네트워크 동작은 계획 가능하고/예측 가능하므로 이에 따라 실시간 가능하다. 경계 조건은 각 장치에 고유한 장치 식별자가 할당된다는 것이다.
이 경우, 상위 비트를 갖는 섹션은 메시지 내용의 우선 순위를 위해 예약되고, 하위 비트를 갖는 섹션은 장치 식별을 위해 제공되는 경우 유리하다. 이를 통해, 버스 액세스는, CAN 버스에서와 같이, 중재 단계 동안 주로 상이한 우선 순위가 제공된 메시지 내용을 통해 그리고 오직 보조적으로만 장치 ID를 통해 결정된다.
바람직한 변형예에서는, 32 비트 길이의 식별자는 24 비트가 메시지 내용의 우선 순위를 위해 예약되고 8 비트가 장치의 우선 순위를 위해 제공되도록 분할된다.
요약하면 제안된 수단을 통해 CAN-FD 프로토콜이 유리한 방식으로 확장되어, CAN-FD 버스에서 주어진 것 같이, 하드웨어 비용을 낮게 유지할 수 있다. 또한 자동차 영역에서 필수적인 분산형 중재 방법도 유지된다. 이것은, 이 영역에서 새로운 제조업체에 부과되는 지정이 필요 없기 때문에, 자동차의 추가 개발에 대한 경감 조치이다. 분산형 중재의 유지 및 중재 필드의 특수 설계를 통해, 차량용으로 사용하기 위해 중요한 확장된 CAN EL 버스가 실시간 기능을 유지한다.
확장된 CAN EL 버스 프로토콜의 지정 시 설치되는 가변성을 통해 버스 프로토콜은 구체적인 버스 아키텍처에 조정될 수 있게 된다. 계획된 네트워크 크기에 따라, 비용 최적화 아키텍처를 구현할 수 있도록 데이터 속도가 조정될 수 있다. 예를 들어, 확장된 버스는 2개의 가입자만을 갖는 소규모 네트워크(포인트-대-포인트 연결)의 특별한 경우까지도 커버할 수 있다. 이 경우 데이터 전송은 매우 높은 데이터 속도로 구현될 수 있다.
직렬 통신 버스를 통해 데이터를 전송하기 위한 제안된 방법에서 사용하기 위해 대응되게 설계된 버스 인터페이스에 대해, 대응하는 방법 단계들과 관련하여 설명된 바와 같은 대응하는 장점들이 적용된다.
컴퓨팅 유닛에서 실행될 때 데이터를 전송하기 위한 제안된 방법의 송신측 단계 및/또는 수신측 단계를 수행하는 상응하게 설계된 컴퓨터 프로그램에도 동일하게 적용된다. 자동차 영역에서는 하드웨어 비용이 중심적인 역할을 하므로, 여기서는 주로 데이터 전송 프로토콜이 특별한 하드웨어에 의해 구현되는 별도의 CAN 제어기에 의해 지원되는 보다 낮은 성능의 마이크로 컨트롤러가 사용된다. 다른 영역, 예를 들어 자동화 기술 또는 공정 기술을 위한 필드 버스 영역에서는, 확장된 데이터 전송 프로토콜의 구현을 위해 소프트웨어 솔루션이 또한 고려되는 보다 높은 성능의 마이크로 컨트롤러가 또한 사용된다.
본 발명의 일 실시예가 도면에 도시되어 있으며 이하에서 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 CAN 버스를 통한 전자 부품의 네트워킹 원리를 도시한다.
도 2는 다양한 카테고리의 제어 장치를 갖는 차량 온보드 네트워크에 대한 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상세한 전송 프레임 포맷을 도시한다.
도 4는 제안된 전송 프레임 포맷에 따라 상이한 길이의 패킷들로 데이터를 전송하기 위한 순 데이터 속도의 계산 결과를 도시한다.
도 5는 제안된 전송 프레임 포맷에 따라 상이한 길이의 패킷들로 데이터를 전송하기 위한 효율을 계산한 결과를 도시한다.
도 6은 2개의 CAN 노드가 버스에 동시에 액세스할 때, 중재 단계의 흐름의 예를 도시한다.
본 설명은 본 발명에 따른 개시의 원리를 설명한다. 따라서, 당업자는 본 명세서에 명시적으로 기술되지는 않았지만, 본 발명에 따른 개시의 원리를 구현하고 동일하게 범위가 보호되는 다양한 구성을 고안할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
CAN 버스는 이미 1994년에 표준화되었다. 대응하는 ISO 표준은 ISO 11898이다. 표준 ISO 11898-2인 1 Mbit/s까지의 고속 범위에 대한 표준이 있다. 그런 다음 표준 ISO 11898-3인 125 kBit/s까지의 저속 범위에 대한 표준이 있다. 데이터 발생이 증가함에 따라 CAN 버스에 대한 버스 부하가 증가하게 된다. 이로 인해 CAN 버스가 추가로 개발되었다. 확장된 CAN 버스는 용어 CAN FD-버스로 알려져 있다. 여기서 FD는 유연한 데이터 속도를 나타낸다. 이러한 CAN 버스 변형예에서 데이터 속도가 전환된다. 중재 단계에 대해서는 종래의 CAN 버스에서와 같이 데이터 속도가 낮게 유지된다. 사용자 데이터의 전송을 위해 보다 높은 데이터 속도로 전환된다. CAN-FD 메시지의 사용자 데이터를 더 빨리 전송하면, 버스 점유 시간이 단축된다; 버스 부하가 감소된다. 전송 시간이 종래의 CAN 메시지에서와 동일한 프레임 내에 있으면, CAN-FD 메시지로 더 많은 데이터양이 이송될 수 있다. 따라서 이것은 또한 CAN FD에서도 구현되었다. 길이가 8 바이트인 사용자 데이터 필드 대신에 CAN FD에서 길이가 64 바이트인 사용자 데이터 필드가 사용된다. 데이터 속도는 사용자 데이터 필드의 전송에 대해 예를 들어 500 kbit/s에서 2 Mbit/s로 전환 시 증가한다.
종래의 CAN 프로토콜과 유사하게, 예를 들어 또한 CAN FD 버스는 2개의 데이터 프레임 포맷을 인식하게 된다: 11 비트 식별자가 있는 표준 프레임 및 29 비트 식별자가 있는 확장 프레임. 따라서, CANopen 및 SAE J1939와 같은 추가 프로토콜이 대응하는 적응에 의해 CAN FD 하에서도 계속 존재하고 설명된 장점을 사용할 수 있는 것이 보장된다.
CAN FD의 경우 원격 프레임에 대해 고유한 포맷을 도입하지 않는다. 그러나 이것은 보다 면밀히 검사해 보면 제한이 아니다. 존재하지 않는 데이터 필드로 인해 데이터 속도의 증가는 비효율적이다. 그러나 CAN-FD 프로토콜은 종래의 CAN 원격 프레임으로 CAN FD 데이터 프레임을 요청하는 것을 허용한다.
도 1은 CAN 버스를 통한 전자 부품의 네트워킹의 원리를 도시한다. CAN 네트워크는 각각의 CAN 인터페이스 및 모든 CAN 인터페이스를 연결하는 전송 매체(CAN 버스)를 통해 서로 데이터를 교환하는 CAN 노드(CAN 인터페이스를 갖는 전자 부품(제어 장치, 센서, 액추에이터))로 이루어진 통합 네트워크이다. 3개의 CAN 노드(10)가 도시되어 있다. CAN 버스의 버스 구조는 선형이다. 따라서, 3개의 CAN 노드(10) 모두가 접속되는 버스 라인(15)이 존재한다. 버스 라인(15)으로서, 대칭 신호 전송이 이루어지게 하는 비차폐 트위스트 페어(Unshielded Twisted Pair)(UTP)가 가장 일반적인 적용의 경우에 사용된다. 대칭 신호 전송 시 신호는 두 라인을 통한 전압 차로서 전송된다. 라인 쌍은 여기서 비-반전 신호 라인(CANH) 및 반전 신호 라인(CANL)으로 구성된다. 이 두 와이어에 존재하는 신호의 차이로부터 수신기는 원래의 데이터 신호를 재구성한다. 이는 버스 라인(15)의 양 와이어에서 발생하는 공통 모드 방해가 감산을 통해 상쇄되어 전송에 영향을 주지 않는다는 장점을 갖는다.
신호 반사를 회피하기 위해, 버스 라인(15)은 양 라인 단부에서 버스 라인의 특성 임피던스의 크기의 종단 임피던스(13)(120 옴)로 완료된다.
CAN 인터페이스는 2개의 부분으로 구성된다: 통신 소프트웨어 및 통신 하드웨어. 통신 소프트웨어가 보다 높은 통신 서비스를 포함하지만, 기본 통신 기능은 일반적으로 하드웨어로 구현된다: 여기에는 2개의 하드웨어 컴포넌트가 구별된다: CAN 제어기(14)는 CAN 통신 프로토콜의 균일한 처리를 보장하여, 이를 통해 이미 언급된 통신 소프트웨어가 실행되는 호스트(16) 상의 부담을 덜어준다. CAN 트랜시버(12)는 CAN 제어기(14)를 CAN 버스(15)에 결합시키는 것을 보장한다. 이는 송신 동작 시에 데이터 전송을 위한 신호를 형성하고, 수신의 경우에는 신호 처리를 한다. CAN FD 버스 프로토콜을 사용하면, 이러한 기본 구조가 변하지 않는다.
도 2는 현대 자동차의 온보드 네트워크의 일반적인 구조를 도시한다. 도면 부호 151은 엔진 제어 장치를 나타낸다. 도면 부호 152는 ESP 제어 장치에 대응되고, 도면 부호 153은 변속기 제어 장치를 나타낸다. 차량 동역학 제어 장치 등과 같은 다른 제어 장치가 자동차에 존재할 수 있다. 모두 구동 트레인의 카테고리에 포함되는 이러한 제어 장치의 네트워킹은 일반적으로 고속 CAN(Controller Area Network) 버스 시스템(104)으로 수행된다. 다양한 센서가 자동차에 설치되고 이들은 더 이상 개별 제어 장치에만 연결되는 것은 아니기 때문에, 이러한 센서 데이터는 또한 버스 시스템(104)을 통해 개별 제어 장치로 전송된다. 자동차의 센서의 예로는 휠 속도 센서, 조향각 센서, 가속도 센서, 회전 속도 센서, 타이어 압력 센서, 거리 센서, 노킹 센서, 공기 품질 센서 등이 있다. 차량에 설치되어 있는 다양한 센서가 도 2에서 도면 부호 161, 162, 163으로 도시된다. 종종, 다른 CAN 버스(106)가 차량에서 사용되어, 이를 통해 주로 편의 부품이 네트워킹된다. 이들은 예를 들어 도어 제어 장치(134), 계기판 제어 장치(133), 에어 컨디셔너 제어 장치(132), 변속 레버 제어 장치(131) 등이 있다. 이러한 부품의 경우 일반적으로 CAN 버스의 저속 변형으로 충분한다.
그러나, 현대 자동차는 예를 들어 후방 카메라 또는 운전자 모니터링 카메라로서의 비디오 카메라(105)뿐만 아니라 레이더 크루즈 컨트롤 시스템의 구현을 위한 또는 거리 경고 또는 충돌 경고 장치의 구현을 위한 LIDAR 또는 RADAR 장치와 같은 다른 부품을 포함할 수 있다.
또한 조종석의 영역에 설치된 네비게이션 시스템(120)은 종종 구별된다. 물론 지도에 표시되는 경로는 또한 조종실의 디스플레이에도 표현될 수 있다. 핸즈프리 스피커폰과 같은 다른 부품이 있을 수 있지만, 자세하게 표현되지는 않는다. 도면 부호 110은 온보드 유닛을 나타낸다. 이 온보드 유닛(110)은 차량이 모바일 데이터를 수신하고 송신할 수 있는 통신 모듈에 해당한다. 일반적으로 여기서 이 모듈은 예를 들어 LTE 표준에 따른 이동 무선 통신 모듈이다. 이 모든 장치는 인포테인먼트 영역에 할당된다. 따라서, 이들은 이러한 장치 카테고리의 특정 요구를 위해 설계된 버스 시스템(102)을 통해 네트워킹된다. 이 버스 시스템은 여기에 제안된 확장된 CAN EL 버스 표준에 따라 설계된다. 다른 예로서, CAN 버스(108)는 2개의 구성 요소 운전자 보조 제어 장치(171) 및 RADAR 장치(172)만을 접속하는 것으로 도시되어 있다. 이러한 CAN 버스에 대해서는 또한 확장된 CAN-EL 버스가 사용된다. 이는 확장된 CAN-EL 버스의 광범위한 적용 범위를 보여준다. RADAR 센서 또는 LIDAR 센서 또는 복수의 카메라 및/또는 초음파 센서는 이미 증가된 데이터 발생을 유발할 수 있다. 이러한 요구 사항은 이미 설명한 바와 같은 CAN EL 버스를 통해 충족될 수 있다.
차량 관련 센서 데이터가 통신 인터페이스(110)를 통해 다른 차량 또는 중앙 컴퓨터에 전송되도록 하기 위한 목적으로, 게이트웨이(140)가 제공된다. 이것은 2개의 상이한 버스 시스템(102 및 104)에 연결된다. 게이트웨이(140)는 CAN 버스(104)를 통해 수신된 데이터를 전환하여, 인포테인먼트 버스(102)의 전송 포맷으로 전환됨으로써, 거기에서 지정된 패킷으로 분배될 수 있도록 설계된다. 이들 데이터를 외부, 즉 다른 자동차 또는 중앙 컴퓨터로 전송하기 위해, 온보드 유닛(110)은 이들 데이터 패킷을 수신하고 차례로 대응하게 사용되는 이동 무선 표준의 전송 포맷으로 전환하도록 통신 인터페이스를 구비하고 있다. 도시된 바와 같이, 게이트웨이(140)는 중앙 장치로서 저속 CAN 버스(106) 및 CAN EL 버스(102 및 108)뿐만 아니라 고속 CAN 버스(104)에도 접속된다. 따라서 이것은 서로 다른 버스 시스템 간에 데이터를 교환할 때, 필요한 모든 포맷 전환을 처리한다.
도 3은 CAN EL 버스 표준에 따른 새로운 전송 프레임 포맷을 도시한다. 이 제안은 10.4장의 2015 ISO 스펙 ISO 11898-1에 설명된 MAC 프레임의 메시지 레이아웃을 기반으로 한다. 여기서 개별 필드의 기능 및 의미는, 여기에 차이가 명시되어 있지 않으면, 유지된다.
제어 목적을 수행하는 ISO 11898-1에 따르면 전송 프레임에는 많은 상이한 개별 비트가 있다. 준비로서 다양한 제어 비트가 다음 표에서 영어로 이름이 나열된다. 이러한 비트가 후속적으로 언급되는 경우 상세한 설명은 반복되지 않는다.
Figure 112018067213653-pat00001
여기서 표현은 개별의 비트가 행에서 전송 프레임의 필드마다 각각 특정되도록 선택된다. 증가된 데이터 전송 속도로, 필드 제어 필드, 데이터 필드 및 CRC 필드가 전송된다. 증가된 데이터 전송 속도는 2000 KBit/s와 12000 KBit/s 사이이다. 데이터 전송 속도를 설정하는 스텝 사이즈는 1000 KBit/s이다. "시작 필드", "중재 필드" 및 "종료 필드"와 같은 전송 프레임의 다른 부분에 대해서도, CAN FD 버스에서도 사용되는 낮은 데이터 전송 속도가 여전히 적용되는데, 즉 데이터 전송 속도는 500 KBit/s와 1500 KBit/s 사이일 수 있다. 여기에서 데이터 전송 속도를 설정하는 스텝 사이즈는 250 KBit/s이다.
위에서 언급한 스펙을 벗어나서 새롭게 전송 프레임 포맷만이 지원된다. 새로운 전송 프레임 포맷은 FEFF 포맷("FD 확장 프레임 포맷")을 기반으로 한다.
SOF 비트를 갖는 시작 필드(SF)는 변경되지 않고 유지된다.
시작 필드(SF) 후에, 장래의 확장을 위해 예약된 Extension0 비트 및 Extension1 비트가 중재 필드(AF) 내로 삽입된다. 이 비트는 FEFF 포맷으로 제공되지 않는다. 비트 Extension0과 Extension1은 모두 "열성(recessive)" 버스 레벨로 전송된다.
중재 필드(AF)의 식별자에 대한 섹션은 32 비트로 확장된다. 식별자 섹션의 32 비트는 단번에 전송되며, 더 이상 CAN FD에서와 같이 2개의 다른 섹션으로 전송되지 않는다. 따라서, 전송 프레임 포맷 제어를 위해 제공되는 비트 SRR, RTR, RRS 및 IDE가 또한 생략된다.
제어 필드(CF)에서, 데이터 필드의 길이 지정을 위한 섹션은 13 비트의 길이로 확장된다. 비트 DL0 내지 DL12에서, 사용자 데이터 필드의 길이는 바이트 개수로 지정된다. 따라서 이 섹션의 숫자 값은 사용자 데이터 필드의 바이트 개수를 정확하게 지정한다. 13 비트로 최대 8192 바이트 개수를 코딩할 수 있다. 그러나 범위 내의 각각의 임의의 다른 정수도 함께 코딩할 수 있다. 데이터 필드의 길이는 대응하는 이더넷 패킷이 그 안에서 공간을 찾을 수 있도록 하기 위해 최대 4096 바이트를 포함한다. 데이터 필드(DF)에 대한 길이 지정을 갖는 제어 필드의 영역은 13 비트로 더 많은 바이트를 지정할 수 있지만, 결정을 통해 4096 바이트로 제한된다.
따라서, 연장된 데이터 필드(DF) 내로 4096의 규정된 상한 내에서 임의의 개수의 바이트가 입력될 수 있다.
제어 비트(FDF, BRS) 및 제어 필드(CF)와 데이터 필드(DF) 사이의 예약 비트는 생략된다. ESI 비트만이 이 위치에 제어 비트로 유지된다.
데이터 필드(DF) 자체는 가변 길이를 가질 수 있다. 여기에서, 설정된 것에 따라 최대 4096 바이트까지 따를 수 있다. 이것은 32768 비트의 길이에 해당한다.
CRC 체크 코드가 입력된 CRC 필드(CF)는 32 비트의 CRC 길이로 확장된다. 체크 코드는 CRC0 내지 CRC31의 비트 필드에 입력된다.
CRC 체크 코드를 계산하기 위해 다항식 G(x) = x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1이 사용된다.
여기서 선택된 다항식은 이더넷에 대한 스펙 IEEE 802.3에 사용되는 다항식에 해당한다.
CRC 체크섬(check sum)은 SOF 비트에서부터 스터프 비트 카운터(Stuff0)의 마지막 비트까지 계산된다.
CRC 필드(CF)의 섹션 스터프 카운트는 12 비트의 길이로 변경되고, Stuff0 내지 Stuff11 비트에 관련된다. 섹션 스터프 카운트에는 SOF 비트의 영역에서 데이터 필드(DF)의 마지막 비트까지 삽입된 스터프 비트의 개수가 입력된다. 여기서 스터프 비트의 개수는 2진수로 코딩된다. 그러나, 비트 스터핑의 사용은 CAN-FD 표준에서 사용되는 비트 스터핑과 비교하여 단순화된다. 또한 이 포인트에서, CAN-EL 버스는 CAN-FD 버스와 비교하여 최적화되었으며, 이는 아래에서 자세히 설명한다.
스터프 비트의 삽입은 비동기 데이터 전송에서 동기화 목적으로 사용된다. 통신 파트너의 동기화를 확립하기 위해, 열성으로부터 우성으로 변하는 CAN 메시지의 시작 비트(SOF)의 신호 플랭크가 제공된다. 재동기화 메커니즘이 SOF 비트 다음에서 동기화의 유지를 보장한다. 재동기화 메커니즘은 열성으로부터 우성으로 변하는 신호 플랭크에 대한 평가를 기반으로 한다. 여기서 동기화가 유지되도록, CAN 표준에 비트 스터핑 메커니즘이 삽입되었다. ISO 표준 ISO 11898-1에서는, 5개의 균일한 비트 이후에 어쨌든 상보적인 비트가 따라오더라도, 늦어도 5개의 균일한 비트 이후에 상보적인 비트가 전송될 것이라고 규정한다. 스터프 비트의 위치는 규칙에 의해 수신기에 알려지며 스터프 비트가 무시될 수 있다.
새로운 전송 포맷에 대한 비트 스터핑 알고리즘(프레임 인코딩)은 스터프 비트가 5 이후에 삽입되지 않고 동일 버스 레벨을 갖는 10개의 바로 연속하는 비트 이후에만 삽입된다는 점에서 수정된다. 이를 통해 보다 적은 오버헤드 비트가 데이터 프레임에 필요하고, 이를 통해 데이터 전송의 효율이 증가된다.
가변 비트 스터핑은 SOF로부터 데이터 필드(DF)의 마지막 비트까지의 비트에 대해서만 수행된다. CRC 필드(CF)로부터, 미리 정의된 스터프 비트(FixedStuffx)가 사용된다. FixedStuff 비트는 항상 9 비트 이후에 삽입된다.
이들은 비트 FixedStuff0, FixedStuff1, FixedStuff2, FixedStuff3, FixedStuff4 및 FixedStuff5 이다. CRC 필드 내의 개별의 스터프 비트는 각각 바로 이전에 전송된 비트의 반대 레벨로 전송된다.
이러한 고정된 미리 결정된 스터프 비트 FixedStuff0, FixedStuff1, FixedStuff2, FixedStuff3, FixedStuff4 및 FixedStuff5는 원하는 위치에서 전송 중에 보장된 플랭크 변경이 발생된다.
FixedStuff0 비트는 마지막 데이터 비트와 Stuff11 비트 사이에서 전송된다.
FixedStuff1 비트는 Stuff3 비트와 Stuff2 비트 사이에서 전송된다.
FixedStuff2 비트는 CRC26 비트와 CRC25 비트 사이에서 전송된다.
FixedStuff3 비트는 CRC17 비트와 CRC16 비트 사이에서 전송된다.
FixedStuff4 비트는 CRC8 비트와 CRC7 비트 사이에서 전송된다.
FixedStuff5 비트는 CRC0 비트와 CRCDel 비트 사이에서 전송된다.
CRC 구분 문자의 기능을 가진 CRCDel 비트는 변경되지 않고, CAN FD 표준에서와 동일한 기능을 갖는다.
종료 필드(EF)에서, ACK 및 ACKDel 양 비트는 변경되지 않는다.
종료 필드(EF)에서 EOF 태그를 갖는 섹션은 11 비트로 확장된다. 이 경우, CAN 버스에 일반적인 7개의 연속적인 열성 비트 대신에 11개의 열성 비트가 전송된다. EOF 심볼의 연장은 스터핑 알고리즘의 수정 때문이다. 동일한 버스 레벨의 11개의 연속하는 비트 이후에만 새로운 스터핑 규칙이 위반된다. 이는 여기에서 사용된다.
CAN 버스 및 CAN FD 버스에서 2개의 전송된 데이터 프레임 사이에 소위 인터미션 필드가 삽입된다. 여기서 다시 3개의 연속적인 열성 비트 IFS2 내지 IFS0가 전송된다. 여기서 CAN 제어기는 버스가 다시 인에이블링된 것으로 인식한다. 이 규칙은 CAN EL 전송 포맷에서도 유지된다.
기술된 바와 같이, 2개의 서로 다른 비트 레이트가 전송 프레임에서 비트의 전송을 위해 사용된다. 정확한 전환 위치는 도 3에서 참조 부호 BRSP에 의해 표시된다.
느린 비트 레이트는 비트 레이트 느림으로 표시된다.
빠른 비트 레이트는 비트 레이트 빠름으로 표시된다.
비트 레이트 느림에 대해 500 KBit/s 내지 1500 KBit/s 범위가 지정된다. 여기서 모든 비트 레이트는 250 KBit/s 단계에서 지원된다.
비트 레이트 빠름에 대해 2000 KBit/s 내지 12000 KBit/s 범위가 지정된다. 여기서 이 영역에서 모든 비트 레이트는 1000 KBit/s 단계에서 지원된다.
비트 전송 느림 및 비트 레이트 빠름에 대한 보다 높은 비트 레이트는 선택적으로 지원될 수 있다.
이로부터 형성되는 순 데이터 속도의 예시적인 계산이 도 4에 도시된다. 여기서, 가로 좌표를 따라, 4096 바이트의 사용자 데이터를 갖는 전체 패킷 길이까지의 전송 프레임에서 전송된 사용자 데이터 바이트의 개수가 도시된다. 세로 좌표를 따라서는, 그 결과 얻은 순 데이터 속도가 도시된다. 그러나 계산에서 스터프 비트는 고려되지 않은 상태로 남겨진다. 하부 곡선 A의 경우, 비트 레이트 느림으로 500 KBit/s가 설정되고 비트 레이트 빠름으로 4 MBit/s가 설정되는 것이 적용된다. 상부 곡선 B의 경우, 비트 레이트 느림으로 1000 KBit/s가 설정되고 비트 레이트 빠름으로 10 MBit/s가 설정되는 것이 적용된다.
도 5는 데이터 전송 효율의 예시적인 계산의 결과를 나타낸다. 여기서, 가로좌표를 따라, 4096 바이트의 사용자 데이터를 갖는 전체 패킷 길이까지의 전송 프레임에서 전송된 사용자 데이터 바이트의 개수가 도시된다. 세로 좌표를 따라, 그 결과 얻은 효율이 백분율 표시로 도시된다. 그러나 계산에서, 스터프 비트는 고려되지 않은 상태로 남겨진다. 상부 곡선 C의 경우, 비트 레이트 느림으로 500 KBit/s가 설정되고 비트 레이트 빠름으로 4 MBit/s가 설정되는 것이 적용된다. 하부 곡선 D의 경우, 비트 레이트 느림으로 1000 KBit/s가 설정되고 비트 레이트 빠름으로 10 MBit/s가 설정되는 것이 적용된다.
CAN 메시지에 대한 식별자의 규정은 기본적으로 제한이 없다.
IP 패킷의 전송을 위해 CAN 버스를 최적화하는 목표를 고려하여, ID 할당과 관련한 할당 정책을 적용하는 것이 도움이 된다. 할당 정책의 준수는 특히 IP 통신의 영역에서 유리하다.
CAN 버스 및 CAN FD와 마찬가지로, 식별자는 우선 순위 개념을 구현하는데 사용된다. 식별자를 기반으로 어떤 CAN 노드가 버스에서 우세한지를 결정한다. 버스 액세스 방법은 CSMA-CR 방법(충돌 해결을 갖는 반송파 감지 다중 접근)에 대응한다. CSMA/CR 방법은 CAN 버스가 자유로울 때에만, 송신 의도가 있는 CAN 노드가 CAN 버스에 액세스하는 것을 보장한다. 버스 액세스가 동시에 이루어지는 경우 CSMA/CR 방법을 기반으로 하는 비트별 버스 중재 방법은 항상 가장 높은 우선 순위의 CAN 메시지를 갖는 그 CAN 노드가 우세하게 되는 것을 보장한다. 원칙적으로 다음과 같이 적용된다: CAN 메시지의 우선 순위가 높을수록, 그것이 CAN 버스에서 전송될 수 있다. 낮은 우선 순위의 CAN 메시지는 시스템 설계가 바람직하지 않은 경우에도 전송되지 않을 위험이 있다. 따라서 ID를 할당하는 것은 결정적인 데이터 교환을 구현하는데 매우 중요한다.
새로운 개념에 따르면, 식별자의 32 비트는 [메시지 내용] 및 [장치]의 두 영역으로 나뉜다.
[메시지 내용] 영역에는 식별자의 상위 비트가 포함된다.
[장치] 영역에는 식별자의 하위 비트가 포함된다.
개별 영역의 크기는 필요에 따라 선택될 수 있지만, CAN 네트워크 내에서는 모든 가입자에 대해 동일해야 한다. 예시적인 실시예에서, 24 비트가 [메시지 내용] 영역에 대해 예약되고, 8 비트가 [장치] 영역에 대해 예약된다. 따라서 네트워크 내의 메시지의 우선 순위에 대해 세밀하게 구별을 수행하는 것이 가능하다. 2개의 가입자가 동일한 우선 순위를 갖는 메시지를 동시에 송신하고자 하는 경우, [장치] 영역에서 어떤 가입자가 우선 순위를 획득하는지가 결정된다.
[메시지 내용] 또는 [장치] 영역에서 낮은 이진수는 실제로 보다 높은 우선 순위에 해당한다. CAN 버스에서는 중재 단계에서 우성 버스 레벨이 항상 우세하다. 열성 버스 레벨만을 스스로 송신한 것을 인식하고 한편 우성 레벨이 존재한다는 것을 인식하는 CAN 노드는 중재를 포기한다.
이에 상응하게 장치 ID를 할당함으로써 버스 가입자에게 다른 버스 가입자에 비해 우선 순위가 부여될 수 있다. 이를 통해 네트워크가 예측 가능하게 그리고 이에 따라 실시간으로 작동할 수 있다.
도 6은 중재 동작을 도시한다:
표현의 상부 부분에서 중재 필드(AF)의 개별 비트 위치는 0에서 31까지 번호가 매겨져 있다. [메시지 내용] 영역에서는 각 비트에 대해, 개별 비트 위치와 어떤 우선 순위가 관련되어 있는지가 나타난다. [메시지 내용] 영역에서 비트 위치 ID8에는 우선 순위가 가장 낮은 Priority0이 지정되고, [메시지 내용] 영역에서 비트 위치 ID31에는 그에 상응하게 우선 순위가 가장 높은 Priority23이 지정된다. 마찬가지로 [장치] 영역에서 번호 ID0을 갖는 비트는 가장 낮은 우선 순위를 가지며, 번호 ID7을 갖는 비트는 가장 높은 우선 순위를 갖는다.
도 6의 중앙 영역에서는, 2개의 제어 장치(St.A 및 St.B)가 버스를 위해 경쟁하는 중재 동작이 도시되어 있다. 제어 장치(St.A)에는 장치 ID 00000010b가 할당되고 장치(St.B)에는 장치 ID 00000011b가 할당되었다. 이러한 경우 버스 할당은 [메시지 내용] 영역에서 결정된다. 도시된 경우, 가입자는 St.B를 획득하는데, 왜냐하면 ID9 비트에 "0"을 입력하고 가입자(St.A)는 거기에 "1"을 입력했기 때문이다. 입력된 "0"은 CAN 버스에서 우성 버스 레벨에 해당한다.
도 6의 하부 영역에서는, 또한 2개의 제어 장치(St.A 및 St.B)가 버스를 위해 경쟁하는 중재 동작이 도시되어 있다. [메시지 내용] 영역에서는 양 가입자는 동일한 CAN 메시지를 송신하므로, 여기서 [메시지 내용] 영역에 동일한 ID가 송신된다. 이를 통해 버스 할당은 이 경우 [장치] 영역에서만 결정된다. 표현된 경우에 가입자는 St.A를 획득하는데, 왜냐하면 번호 ID0을 갖는 마지막 비트에 "0"을 입력하고 가입자(St.B)는 거기에 "1"을 입력했기 때문이다.
본 발명은 여기에 설명된 실시예들로 제한되지 않는다. 전문 지식에 의한 당업자 그리고 본 기술 분야에 속하는 당업자에 의해 고려될 다양한 조정 및 변형을 위한 여지가 있다.
본 명세서에 언급된 모든 예뿐만 아니라 조건부 실시예도 이러한 특별히 언급된 예로 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 따라서 예를 들어, 여기에 표현된 블록도는 예시적인 회로의 개념도를 나타낸다는 것을 당업자는 이해할 것이다.
제안된 방법 및 관련 장치는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 특수 목적 프로세서 또는 이들의 조합의 다양한 형태로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 특수 목적 프로세서에는 ASIC(Application Specific Integrated Circuits), RISC(Reduced Instruction Set Computer) 및/또는 FPGAs(Field Programmable Gate Arrays)가 포함될 수 있다. 바람직하게는, 제안된 방법 및 장치는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로서 구현된다. 소프트웨어는 바람직하게는 프로그램 저장 장치 상에 응용 프로그램으로서 설치된다. 일반적으로 예를 들어 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU), RAM(Random Access Memory) 및 하나 이상의 입력/출력(I/O) 인터페이스(들)와 같은 하드웨어를 포함하는 컴퓨터 플랫폼 기반 머신이다. 또한 컴퓨터 플랫폼에는 일반적으로 운영 체제도 설치된다. 여기에 설명된 다양한 프로세스 및 기능은 응용 프로그램의 일부일 수 있거나, 또는 운영 체제를 통해 실행되는 부분일 수 있다.
10 CAN 노드
12 CAN 트랜시버
13 종단 임피던스
14 CAN 제어기
15 버스 라인
16 호스트
100 자동차 전자 제품
102 인포테인먼트 CAN 버스
104 고속 CAN 버스
105 카메라
106 저속 CAN 버스
108 운전자 보조 CAN 버스
110 통신 모듈
120 네비게이션 시스템
131 조작 유닛
132 에어 컨디셔너 제어 장치
133 변속 레버 제어 장치
134 도어 제어 장치
140 게이트웨이
151 엔진 제어 장치
152 ESP 제어 장치
153 변속기 제어 장치
161 센서 1
162 센서 2
163 센서 3
171 운전자 보조 제어 장치
172 RADAR 제어 장치
A 1. 예시적인 곡선
B 2. 예시적인 곡선
C 3. 예시적인 곡선
D 4. 예시적인 곡선
St.A 스테이션 A
St.B 스테이션 B
BRSP 비트 레이트 전환 포인트

Claims (15)

  1. 직렬 통신 버스를 통해 데이터를 전송하기 위한 방법으로서, 상기 데이터는 전송 프레임과 함께 전송되고, 상기 전송 프레임은 적어도 중재 필드(AF) 및 데이터 필드(DF)를 포함하고, 상기 중재 필드(AF)는 식별자를 이용하여 메시지의 우선 순위를 정함으로써 충돌 해결을 갖는 반송파 감지 다중 접근(Carrier Sense Multiple Access)에 상응하게, CSMA-CR 방법에 따라 버스 액세스를 조절하도록 사용되고, 중재 단계를 위해 낮은 비트 레이트가 설정되고 상기 데이터 필드(DF)에서 상기 데이터를 전송하기 위해 증가된 비트 레이트가 설정되는, 상기 방법으로서,
    상기 데이터 필드(DF)는 64 바이트보다 큰 규정된 상한 내에서 임의의 바이트 개수에 대한 가변 길이를 갖고,
    상기 전송 프레임에서, CRC 체크 코드에 대한 적어도 하나의 섹션이 제공되는 CRC 필드(CRCF)가 제공되고,
    상기 전송 프레임에는 시작 필드(SF)가 제공되고, 상기 CRC 체크 코드는 상기 필드들인 시작 필드(SF), 중재 필드(AF), 제어 필드(CF) 및 데이터 필드(DF)를 통해 계산되고,
    상기 데이터의 전송은 비동기식으로 이루어지고, 데이터 송신국 및 데이터 수신국의 공통 모드를 보장하기 위해 비트 스터핑 규칙에 따라 재동기화가 수행되고, 상기 비트 스터핑 규칙은 상기 시작 필드(SF)부터 상기 데이터 필드(DF)의 끝까지의 영역에 걸쳐 적용되고, 상기 비트 스터핑 규칙은 동일한 버스 레벨을 갖는 바로 연속된 비트들의 정의된 개수 이후에만 스터프 비트가 삽입되는 것을 나타내고, 여기서 상기 정의된 개수는 5보다 큰 자연수이며, 상기 삽입된 스터프 비트의 상기 개수는 상기 CRC 필드(CRCF)의 섹션에 입력되는 것을 특징으로 하는, 직렬 통신 버스를 통해 데이터를 전송하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 규정된 상한은 4096 바이트의 값인 것인, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중재 필드(AF)의 상기 길이는 32 비트로 규정되는 것인, 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전송 프레임에서 제어 필드(CF)가 중재 필드(AF)와 데이터 필드(DF) 사이에 제공되고, 상기 제어 필드에서 상기 데이터 필드(DF)에 대한 길이 지정을 위한 적어도 하나의 섹션이 제공되는 것인, 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전송 프레임에서 추가로 종료 필드(EF)가 제공되고, 상기 종료 필드(EF)에서 적어도 하나의 엔드-오브-프레임-코드가 입력되고, 상기 엔드-오브-프레임-코드는 11 비트의 길이를 갖는 것인, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 CRC 필드(CRCF)에서 고정된 미리 결정된 위치에 스터드 비트가 삽입되는 것인, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 CRC 필드(CRCF)는 고정된 미리 결정된 스터프 비트로 시작하고, 다른 고정된 미리 결정된 스터프 비트는 상기 CRC 필드(CRCF)의 각 9 비트의 간격으로 삽입되는 것인, 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중재 필드(AF) 내의 상기 식별자는 "메시지-내용"-식별자 및 "장치"-식별자 섹션으로 구분되는 것인, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상위 비트를 갖는 상기 섹션은 상기 메시지-내용의 우선 순위를 위해 예약되고, 하위 비트를 갖는 상기 섹션은 상기 장치-식별을 위해 제공되는 것인, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 식별자는 32 비트의 길이를 갖고, 상기 상위 비트를 갖는 상기 섹션은 24 비트의 길이를 갖고, 상기 하위 비트를 갖는 상기 섹션은 8 비트의 길이를 갖는 것인, 방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 따른 방법에서 사용하도록 설계된, 버스 인터페이스.
  15. 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 유닛에서 실행될 때 제1항 또는 제2항에 따른 데이터를 전송하기 위한 방법의 송신측 단계 및 수신측 단계 중의 적어도 하나를 수행하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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