KR20200013723A - 마이크로 컨트롤러와 트랜시버 모듈 간의 통신 방법, 마이크로 컨트롤러 및 트랜시버 모듈 - Google Patents

마이크로 컨트롤러와 트랜시버 모듈 간의 통신 방법, 마이크로 컨트롤러 및 트랜시버 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 트랜시버 모듈(106) 및 통신 방법에 관한 것이며, 트랜시버 모듈(106)은, 전송 프로토콜에 따라서 트랜시버 모듈(106)의 제1 입력단(120)에서 데이터 버스를 위한 출력 데이터를 적어도 주기적으로 수신하도록 형성되며, 제1 입력단(120)은 마이크로 컨트롤러(102)의 제1 핀(110)에 연결되도록 형성되며, 트랜시버 모듈(106)은 전송 프로토콜에 따라서 트랜시버 모듈(106)의 제1 출력단(122)에서 데이터 버스로부터 마이크로 컨트롤러(102)를 위한 입력 데이터를 적어도 주기적으로 송신하도록 형성되며, 제1 출력단(122)은 마이크로 컨트롤러(102)의 제2 핀(112)에 연결되도록 형성되며, 트랜시버 모듈(106)은, 제1 입력단(120)으로부터 출력 데이터를 적어도 주기적으로 수신하여 데이터 버스를 통해 송신하도록 형성되는 트랜시버(118)를 포함하며, 트랜시버(118)는 데이터 버스로부터 입력 데이터를 적어도 주기적으로 수신하여 제1 출력단(122)을 통해 송신하도록 형성되며, 트랜시버 모듈(106)은, 추가 기능을 실행하도록 형성되는 추가 기능 장치(136)를 포함하며, 트랜시버 모듈(106)은 전송 프로토콜에 따라서 제1 입력단(120)을 통해 추가 기능을 위한 추가 데이터를 적어도 주기적으로 수신하도록, 그리고/또는 전송 프로토콜에 따라서 제1 출력단(122)을 통해 추가 기능을 위한 추가 데이터를 적어도 주기적으로 송신하도록 형성되며, 트랜시버 모듈(106)은 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)를 포함하며, 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)는, 추가 데이터를 수신하기 위해 트랜시버(118)의 출력단(126)과 연결될 수 있는 제1 통신 입력단(146)을 포함하고, 그리고/또는 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)는 추가 데이터를 송신하기 위해 트랜시버(118)의 제2 입력단(124)과 연결될 수 있는 제1 통신 출력단(212)을 포함한다.

Description

마이크로 컨트롤러와 트랜시버 모듈 간의 통신 방법, 마이크로 컨트롤러 및 트랜시버 모듈
본 발명은 마이크로 컨트롤러와 트랜시버 모듈 간의 통신을 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 상기 방법을 실행하도록 형성되어 있는 마이크로 컨트롤러, 트랜시버 모듈 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
종래 마이크로 컨트롤러들은, 데이터 버스를 통해 데이터를 송신하도록 형성되는 트랜시버 모듈을 통해 데이터를 송신한다.
예컨대 CAN 트랜시버 모듈들에서는, 표준 ISO11898-2에 따라서, 마이크로 컨트롤러의 2개의 핀(pin)들이 마이크로 컨트롤러 내 CAN 컨트롤러와 CAN 트랜시버 모듈 내 CAN 트랜시버 간의 통신을 위해 이용된다. CAN 컨트롤러는, 표준 ISO11898-1:2015에 따라서 동작하는 회로 또는 구현(implementation)이다. 상기 유형의 CAN 컨트롤러는 CAN 버스를 통해 통신하는 종래 마이크로 컨트롤러들 내에 통합되어 있다. 제1 핀(TxD)은 마이크로 컨트롤러에서부터 CAN 트랜시버로의 데이터 전송을 위해 이용된다. 제2 핀(RxD)은 CAN 트랜시버에서부터 CAN 컨트롤러로의 데이터 전송을 위해 이용된다. CAN 트랜시버는 CAN 트랜시버 기능성을 충족한다. CAN 트랜시버 기능성은, CAN 트랜시버가 CAN 버스 상에서 제1 핀(TxD)을 통해 전송되는 데이터의 송신을 위한 신호 레벨을 생성한다는 점을 포함한다. CAN 트랜시버 기능성은, CAN 트랜시버 모듈이 제2 핀(RxD)을 통해 전송되는 데이터의 수신을 위해 CAN 버스 상에 인가되는 신호 레벨을 감지한다는 점을 포함한다.
CAN 트랜시버를 위한 전형적인 패키지 형태는 SO8이다. 이는 8개의 핀을 포함한 패키지이다. CAN 트랜시버 기능성 외에도 여전히 추가 기능, 예컨대 부분 네트워킹 또는 방화벽을 포함하는 CAN 트랜시버 모듈들은 더 많은 핀을 포함한 패키지들 내에 수용된다. 일반적으로 제1 핀(TxD) 및 제2 핀(RxD)에 추가로, 하나 이상의 또 다른 핀이 제공된다. 이에 대한 이유는, 추가 기능이 구성되어야 하거나, 또는 추가 기능이 마이크로 컨트롤러와의 통신을 요구한다는 점에 있다. 하나 이상의 또 다른 핀은 CAN 트랜시버 모듈과 마이크로 컨트롤러 사이의 통신을 위해 이용된다.
NXP사의 예시의 CAN 트랜시버 모듈 TJA1145는 14개의 핀을 포함한 패키지 내에 배치된다. 상기 핀들 중 4개는, CAN 트랜시버 모듈과 마이크로 컨트롤러 간의 통신을 위해 이용되는 직렬 주변기기 인터페이스(Serial Peripheral Interface)를 위해 요구된다.
종래 기술과 달리, 마이크로 컨트롤러와 트랜시버 모듈 간의 통신을 위해 더 적은 수의 핀을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 목표는 독립 청구항들에 따른 방법 및 장치를 통해 달성된다.
본원의 트랜시버 모듈과 관련하여, 트랜시버 모듈은, 전송 프로토콜에 따라서 트랜시버 모듈의 제1 입력단에서 데이터 버스를 위한 출력 데이터를 적어도 주기적으로 수신하도록 형성되며, 제1 입력단은 마이크로 컨트롤러의 제1 핀에 연결되도록 형성되며, 트랜시버 모듈은 전송 프로토콜에 따라서 트랜시버 모듈의 제1 출력단에서 데이터 버스로부터 마이크로 컨트롤러를 위한 입력 데이터를 적어도 주기적으로 송신하도록 형성되며, 제1 출력단은 마이크로 컨트롤러의 제2 핀에 연결되도록 형성되며, 트랜시버 모듈은, 제1 입력단으로부터 출력 데이터를 적어도 주기적으로 수신하여 데이터 버스를 통해 송신하도록 형성되는 트랜시버를 포함하며, 트랜시버는 데이터 버스로부터 입력 데이터를 적어도 주기적으로 수신하여 제1 출력단을 통해 송신하도록 형성되며, 트랜시버 모듈은, 추가 기능을 실행하도록 형성되는 추가 기능 장치(additional functional device)를 포함하며, 트랜시버 모듈은 전송 프로토콜에 따라서 제1 입력단을 통해 추가 기능을 위한 추가 데이터를 적어도 주기적으로 수신하도록, 그리고/또는 전송 프로토콜에 따라서 제1 출력단을 통해 추가 기능을 위한 추가 데이터를 적어도 주기적으로 송신하도록 형성되며, 트랜시버 모듈은 제1 트랜시버 버스 컨트롤러를 포함하며, 제1 트랜시버 버스 컨트롤러는, 추가 데이터를 수신하기 위해 트랜시버의 출력단과 연결될 수 있는 제1 통신 입력단(communication input)을 포함하고, 그리고/또는 제1 트랜시버 버스 컨트롤러는 추가 데이터를 송신하기 위해 트랜시버의 제2 입력단과 연결될 수 있는 제1 통신 출력단을 포함한다. 전송 프로토콜은 마이크로 컨트롤러와 트랜시버 모듈 간 인터페이스에서의 시퀀스들을 기설정하며, 이 시퀀스들에 의해서는 상기 핀들을 통해 마이크로 컨트롤러의 정상 버스 모드(normal bus mode)를 위해 이용되는 추가 데이터의 전송이 가능하다. 이는 마이크로 컨트롤러에서, 그리고 트랜시버 모듈에서 핀들을 절약하는데, 왜냐하면 추가 기능과의 통신을 위한 추가적인 핀들이 요구되지 않기 때문이다. 그에 따라, 제1 트랜시버 버스 컨트롤러는 추가 데이터를 제1 입력단에서 수신할 수 있고, 그리고/또는 제1 출력단에서 송신할 수 있다. 그렇게 하여, 트랜시버 모듈은 상응하는 버스 컨트롤러를 포함하는 모든 마이크로 컨트롤러와 호환될 수 있다. 예컨대 CAN 컨트롤러는 버스 컨트롤러로서 이용된다.
바람직하게 제1 트랜시버 버스 컨트롤러는 마이크로 컨트롤러에 권한을 부여하기 위해 제1 입력단과 연결될 수 있는 제2 통신 입력단을 포함한다. 그렇게 하여, 트랜시버를 통해 마이크로 컨트롤러에 권한 부여가 가능하다.
바람직하게 본원의 트랜시버 모듈은, ID(identification)를 포함하는 제1 메시지를 수신하고, 수신된 ID를 비휘발성 메모리에 저장하고, 비휘발성 메모리에서 저장된 ID를 판독하며, 그리고 데이터 버스 상에서 판독된 ID를 포함하는 제2 메시지를 송신하도록 형성된다. 이는, 트랜시버 모듈과 마이크로 컨트롤러 간의 통신을 위해 이용될 수 있는 ID를 트랜시버 모듈로 공급하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게 본원의 트랜시버 모듈은, ID를 생성하여, 데이터 버스 상에서 제1 메시지로 ID를 송신하도록 형성된다. 이는, 트랜시버 모듈 상에서, 트랜시버 모듈과 마이크로 컨트롤러 간의 통신을 위해 이용될 수 있는 ID를 공급하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게 본원의 트랜시버 모듈은, 데이터 버스 상의 다른 노드(node) 또는 마이크로프로세서와 대칭 암호 키(symmetrical cryptographic key)를 교환하고, 하나 이상의 송신할 메시지의 암호 권한 부여 또는 부호화를 위해 대칭 암호 키를 이용하도록, 그리고/또는 하나 이상의 수신된 메시지의 암호 권한 부여 또는 복호화를 위해 대칭 암호 키를 사용하도록 형성된다. 이는 안전한 통신을 가능하게 한다.
바람직하게 본원의 트랜시버 모듈은, 외부 데이터 버스를 통해 전송 프로토콜에 따라서 하나 이상의 메시지 또는 부분 메시지를 송신하도록 형성되는 제2 트랜시버 버스 컨트롤러를 포함하며, 트랜시버 모듈은, 외부 데이터 버스 상에서 추가 데이터 또는 하나 이상의 메시지 또는 부분 메시지의 전송을 선택적으로 가능하게 하거나 방지하도록 형성되는 제1 논리 모듈을 포함하며, 제1 트랜시버 버스 컨트롤러는, 이 제1 트랜시버 버스 컨트롤러가 제1 입력단을 통해 추가 데이터를 수신하는 동안, 외부 데이터 버스 상에서 하나 이상의 메시지 또는 부분 메시지를 적어도 주기적으로 송신하기 위해, 제2 트랜시버 버스 컨트롤러 및/또는 제1 논리 모듈을 제어하도록 형성된다. 이는 데이터 버스 상에서 추가 데이터의 송신을 은폐한다.
바람직하게 본원의 트랜시버 모듈은, 제1 출력단에서 입력 데이터 또는 추가 데이터의 전송을 선택적으로 가능하게 하거나 방지하도록 형성되는 제2 논리 모듈을 포함하며, 제1 트랜시버 버스 컨트롤러는, 입력 데이터 또는 추가 데이터를 전송하기 위해 제2 논리 모듈을 제어하도록 형성된다. 그렇게 하여, 입력 데이터와 분리되어 추가 데이터의 송신이 가능해진다.
본원의 통신 방법과 관련하여, 적어도 주기적으로 데이터 버스를 위한 출력 데이터는 전송 프로토콜에 따라서 트랜시버 모듈의 제1 입력단에서 수신되며, 제1 입력단은 마이크로 컨트롤러의 제1 핀에 연결되도록 형성되며, 적어도 주기적으로 마이크로 컨트롤러를 위한 입력 데이터는 전송 프로토콜에 따라서 트랜시버 모듈의 제1 출력단에서 데이터 버스로부터 송신되며, 제1 출력단은 마이크로 컨트롤러의 제2 핀에 연결되도록 형성되며, 트랜시버는 적어도 출력 데이터를 제1 입력단으로부터 수신하여 데이터 버스를 통해 송신하며, 트랜시버는 적어도 주기적으로 입력 데이터를 데이터 버스로부터 수신하여 제1 출력단을 통해 송신하며, 트랜시버 모듈 내 추가 기능 장치 내에서는 추가 기능이 실행되며, 추가 기능을 위한 추가 데이터는 적어도 주기적으로 전송 프로토콜에 따라서 제1 입력단을 통해 수신되고, 그리고/또는 추가 기능을 위한 추가 데이터는 적어도 주기적으로 전송 프로토콜에 따라서 제1 출력단을 통해 송신되며, 제1 트랜시버 버스 컨트롤러의 제1 통신 입력단은 추가 데이터를 수신하기 위해 트랜시버의 출력단과 적어도 주기적으로 연결되고, 그리고/또는 제1 트랜시버 버스 컨트롤러의 제1 통신 출력단은 추가 데이터를 송신하기 위해 트랜시버의 제2 입력단과 적어도 주기적으로 연결된다. 이런 본원의 방법은 매우 간단하게 이용된다. 본원의 방법은 마이크로 컨트롤러에서, 그리고 트랜시버 모듈에서 핀들을 절약하는데, 왜냐하면 추가 기능과의 통신을 위해 추가 핀들을 요구하지 않기 때문이다.
바람직한 방식으로, 제1 트랜시버 버스 컨트롤러의 제2 통신 입력단은 마이크로 컨트롤러에 권한을 부여하기 위해 제1 입력단과 연결된다.
바람직한 방식으로, ID를 포함하는 제1 메시지가 수신되고, 수신된 ID는 비휘발성 메모리에 저장되고, 저장된 ID는 비휘발성 메모리에서 판독되며, 판독된 ID를 포함하는 제2 메시지는 데이터 버스 상에서 송신된다. 이렇게, 트랜시버 모듈의 ID는 트랜시버 모듈로 공급되며, 그리고 그런 다음 트랜시버 모듈용으로 결정되어 있는 추가 데이터를 전송하는데 이용되는 향후 메시지들을 위해 이용된다.
바람직하게 ID가 생성되며, 그리고 ID는 제1 메시지로 데이터 버스 상에서 송신된다. 이렇게, 트랜시버 모듈의 ID는 트랜시버 모듈 자체에 의해 생성되며, 그리고 트랜시버 모듈용으로 결정되어 있는 추가 데이터를 전송하는데 이용되는 향후 메시지들을 위해 마이크로 컨트롤러로 공급된다.
바람직하게는, 데이터 버스 상의 다른 노드 또는 마이크로프로세서와 대칭 암호 키가 교환되며, 대칭 암호 키는 하나 이상의 송신할 메시지의 암호 권한 부여 또는 부호화를 위해 이용되고, 그리고/또는 대칭 암호 키는 하나 이상의 수신된 메시지의 암호 권한 부여 또는 복호화를 위해 이용된다. 그렇게 하여, 트랜시버 모듈과 마이크로 컨트롤러 간의 통신은 안전하다.
바람직하게 통신 장치는 외부 데이터 버스를 통해 전송 프로토콜에 따라서 하나 이상의 메시지 또는 부분 메시지를 송신하며, 외부 데이터 버스 상에서 추가 데이터 또는 하나 이상의 메시지 또는 부분 메시지의 전송이 선택적으로 가능해지며, 하나 이상의 메시지 또는 부분 메시지는 외부 데이터 버스 상에서 적어도 주기적으로 송신되며, 그에 반해 추가 데이터는 제1 입력단을 통해 수신된다. 그렇게 하여, 추가 데이터는 데이터 버스 상에서 하나 이상의 메시지 또는 부분 메시지를 통해 은폐된다. 이렇게 데이터 버스 상의 다른 노드들은 어떤 추가 데이터가 송신되는지를 알게된다.
바람직하게는, 제1 출력단에서 선택적으로 입력 데이터 또는 추가 데이터가 전송된다. 그렇게 하여, 트랜시버 모듈은 입력 데이터와 별도로 추가 데이터를 송신한다.
컴퓨터 프로그램은 상기 방법을 실행하도록 형성된다.
또 다른 바람직한 구현예들은 하기 기재내용 및 도면에서 분명하게 제시된다.
도 1은 마이크로 컨트롤러와 트랜시버 모듈 간의 인터페이스의 제1 실시예 중 부분들을 도시한 개략도이다.
도 2는 마이크로 컨트롤러와 트랜시버 모듈 간의 인터페이스의 제2 실시예 중 부분들을 도시한 개략도이다.
도 3은 인터페이스의 제2 실시예에 대해 개략적으로 나타낸 신호-시간 그래프이다.
도 1에는, 데이터 버스(104)에 마이크로 컨트롤러(102)를 결합하는 부분들이 개략적으로 도시되어 있다. 더 구체적으로는, 마이크로 컨트롤러(102)가 트랜시버 모듈(106)을 통해 데이터 버스(104)와 연결된다.
마이크로 컨트롤러(102)는 버스 컨트롤러(108)를 포함한다. 버스 컨트롤러(108)는 예컨대 표준 ISO11898-1:2015에 따라서 동작하도록 형성되는 CAN 컨트롤러이다. 마이크로 컨트롤러(102)는 마이크로 컨트롤러(102)에서부터 트랜시버 모듈(106)로 출력 데이터를 송신하기 위해 제1 핀(110)을 포함한다. 마이크로 컨트롤러(102)는 트랜시버 모듈(106)에서부터 입력 데이터를 수신하기 위해 제2 핀(112)을 포함한다. 버스 컨트롤러(108)는 제1 핀(110)과 연결되는 제1 출력단(114)을 포함한다. 버스 컨트롤러(108)는 제2 핀(112)과 연결되는 제1 입력단(116)을 포함한다.
트랜시버 모듈(106)은 트랜시버(118)를 포함한다. 트랜시버(118)는 예컨대 표준 ISO11898-2:2016에 따라서 동작하도록 형성되는 CAN 트랜시버를 포함한다. 트랜시버 모듈(106)은, 마이크로 컨트롤러(102)에서부터 트랜시버 모듈(106)로 전송되는 출력 데이터를 수신하기 위해 제3 핀(120)을 포함한다. 트랜시버 모듈(106)은, 트랜시버 모듈(106)에서부터 마이크로 컨트롤러(102)로 전송되는 입력 데이터를 송신하기 위해 제4 핀(122)을 포함한다. 트랜시버(118)는 제3 핀(120)과 연결되는 제2 입력단(124)을 포함한다. 트랜시버(118)는 제4 핀(122)과 연결되는 제2 출력단(126)을 포함한다.
트랜시버(118)는, 제1 신호 라인(130)을 통해 데이터 버스(104)와 연결되는 제1 접점(128)을 포함한다. 제1 신호 라인(130)은 예컨대 CAN High와 트랜시버(118)를 연결한다. 트랜시버(118)는 제2 신호 라인(134)을 통해 데이터 버스(104)와 연결되는 제2 접점(132)을 포함한다. 제2 신호 라인(134)은 예컨대 CAN Low와 트랜시버(118)를 연결한다.
출력 데이터의 전송을 위해, 제1 핀(110)과 제3 핀(120)은 적어도 주기적으로 연결된다. 입력 데이터의 전송을 위해, 제2 핀(112)과 제4 핀(122)은 적어도 주기적으로 연결된다.
트랜시버 모듈(106)은 추가 기능 장치(136)를 포함한다. 추가 기능 장치(136)는 예시에서 시스템 버스(140)에 결합된다. 추가 기능 장치(136)는 하나 이상의 전기 라인(142)을 통해 트랜시버(118)와 연결된다.
트랜시버 모듈(106)은 제1 통신 입력단(146)과 제2 통신 입력단(144)을 포함한다. 제1 통신 입력단(146)은 제4 핀(122) 및 제2 출력단(126)과 적어도 주기적으로 연결된다. 제2 통신 입력단(144)은 제3 핀(120) 및 제2 입력단(124)과 적어도 주기적으로 연결된다.
마이크로 컨트롤러(102)와 트랜시버 모듈(106)은 추가 데이터를 전송하도록 형성된다. 예시에서, 버스 컨트롤러(108)는 추가 데이터를 전송하도록 형성된다. 예시에서, 트랜시버 모듈(106)은 추가 데이터를 전송하도록 형성되는 하나 이상의 상응하는 버스 컨트롤러를 포함한다. 추가 데이터, 입력 데이터 및 출력 데이터는 바람직하게는 동일한 전송 프로토콜에 의해 전송된다. 예시에서, 전송 프로토콜은 ISO 11898 표준군(standard family)에 상응하게 이용된다. 추가 데이터는, 이 추가 데이터가 마이크로 컨트롤러(102)에서부터 트랜시버 모듈(106)로 송신되면서, 또는 트랜시버 모듈(106)에서부터 마이크로 컨트롤러(102)로 송신되면서 전송된다. 이는 하기에서 기술된다. 바람직하게 추가 데이터는 데이터 버스(104)를 통해 전송되지 않는다.
하기에서는, 마이크로 컨트롤러(102)와 트랜시버 모듈(106) 간의 인터페이스의 2가지 실시예가 기술된다.
도 1에는, 마이크로 컨트롤러(102)와 트랜시버 모듈(106) 간의 인터페이스의 제1 실시예 중 부분들이 개략적으로 도시되어 있다. 트랜시버 모듈(106)은 인터페이스의 제1 실시예에서 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)를 포함한다. 트랜시버 모듈(106)은 인터페이스의 제1 실시예에서 제1 논리 부품(204)(logic component)을 포함한다. 제1 논리 부품(204)은 예시에서 제1 논리곱 게이트(AND Gate)이며, 그리고 하기에서는 제1 논리곱 게이트(204)로서 지칭된다. 제1 논리곱 게이트(204)는, 제3 핀(120)과 연결되는 제1 신호 입력단(206)을 포함한다. 제1 논리곱 게이트(204)는, 추가 기능 장치(136)를 통해 제2 입력단(124)과 연결될 수 있는 제1 신호 출력단(208)을 포함한다. 제1 논리곱 게이트(204)는, 트랜시버 버스 컨트롤러(202)의 제1 통신 출력단(212)과 연결되는 제2 신호 입력단(210)을 포함한다.
추가 기능 장치(136)는 예시에서 제2 논리 부품(214)을 포함한다. 제2 논리 부품(214)은 예시에서 제2 논리곱 게이트이며, 그리고 하기에서는 제2 논리곱 게이트(214)로서 지칭된다. 제2 논리곱 게이트(214)는, 제1 신호 출력단(208)과 연결되는 제3 신호 입력단(216)을 포함한다. 제2 논리곱 게이트(214)는, 추가 기능 장치(136)의 기능 모듈(222)의 기능 출력단(220)과 연결되는 제4 신호 입력단(218)을 포함한다. 제2 논리곱 게이트(214)는, 제1 전기 라인(142)을 통해 제2 입력단(124)과 연결되는 제2 신호 출력단(224)을 포함한다.
기능 모듈(222)의 기능 입력단(226)은 예시에서 제2 전기 라인(148)을 통해 트랜시버(118)의 제2 출력단(126)과 연결된다.
제1 논리곱 게이트(204)는 예컨대 제1 신호 출력단(208)에서 논리곱 연산으로서 자신의 두 입력의 중첩을 출력하도록 형성된다. 제2 논리곱 게이트(214)는 예컨대 제2 신호 출력단(224)에서 논리곱 연산으로서 자신의 두 입력의 중첩을 출력하도록 형성된다.
시스템 버스(140)는 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)와 기능 모듈(222)을 포함한다. 시스템 버스(140)는, 시스템 버스(140), 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202) 및 기능 모듈(222)을 하기와 같이 제어하는 프로세서(224)와 연결된다.
제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)는 예시에서 표준 ISO11898-1:2015에 따라서 동작하도록 형성되는 제2 CAN 컨트롤러이다. 또한, 제1 CAN 컨트롤러와 제2 CAN 컨트롤러는 하기에 기술되는 통신 방법을 구현하도록 형성된다.
제2 CAN 컨트롤러는 CAN 버스에서 등가의 가입자(subscriber)이다. 마이크로 컨트롤러(102)와 트랜시버 모듈(106)은 CAN 버스를 통해 상호 간에 통신한다. 인터페이스의 제1 실시예에 따라서 제1 CAN 컨트롤러와 제2 CAN 컨트롤러가 통신한다. 프로세서(224)는 예컨대 제1 CAN 컨트롤러 및 제2 CAN 컨트롤러에 의해 교환되는 메시지들, 더 정확하게는 프레임들을 기반으로, 기능 모듈(212) 상에서 구현된 추가 기능을 제어하는 CPU 또는 그에 견줄 만한 제어 장치이다.
제1 CAN 컨트롤러와 제2 CAN 컨트롤러는 하기와 같이 구성된다.
비트 타이밍 구성(Bit Timing Configuration)
제2 CAN 컨트롤러는, CAN 버스 상의 다른 가입자, 다시 말하면 특히 제1 CAN 컨트롤러의 비트 타이밍(BT) 구성과 호환될 수 있는 비트 타이밍(BT) 구성을 이용한다.
BT의 구성에 대해 하기 변형예들도 생각해볼 수 있다.
트랜시버 모듈(106)은 사전 구성된 BT, 예컨대 500 kbit/s를 포함한다. 이런 BT 구성은 마이크로 컨트롤러(102)에 공지되어 있다. 마이크로 컨트롤러(102)는 통신을 위해 상기 BT를 이용한다. 그에 뒤이어, 마이크로 컨트롤러(102)는 기존 통신 채널을 통해 트랜시버 모듈(106)의 BT 구성을 변경할 수 있다.
트랜시버 모듈(106)은 복수의 사전 구성된 BT들을 포함하며, 그리고 이들 BT를 순서대로 테스트해본다.
비트율 전환을 이용하는, 예컨대 ISO 11898-1에 따른 CAN FD의 경우에, 예컨대 비트율 전환을 이용하지 않는 제1 통신이 수행된다. 통신이 성공적으로 수행되면, 마이크로 컨트롤러(102)는 비트율 전환을 이용하는 경우를 위한 BT 구성을 트랜시버 모듈(106)에 전달할 수 있다.
통신을 위한 프레임 ID
제2 CAN 컨트롤러와 제1 CAN 컨트롤러는, 상호 간의 통신을 위해 이용하는 CAN 프레임 ID들을 결정한다.
트랜시버 모듈(106)과 마이크로프로세서(102) 간의 통신을 위해 이용되는 CAN 프레임 ID는 하기에서 통신 프레임 ID(KFID)로 지칭된다. KFID를 포함한 CAN 프레임들은 하기에서 통신 프레임(KF)으로서 지칭된다.
KFID의 결정을 위해 가능한 변형예:
KFID는 트랜시버 모듈(106) 내에서 정적으로 구성된다.
KFID는 활성화될 때 동적으로 전달된다. 예컨대 활성화될 때, KFID는 마이크로 컨트롤러(102)에서 트랜시버 모듈(106)로, 또는 그 반대로 전송된다.
예컨대 마이크로프로세서(102)는, 트랜시버 모듈(106)이 마이크로프로세서(102)에 의해 송신된 하나 이상의 CAN 프레임을 함께 판독하고 그 다음 KFID를 구성하는 것을 통해, 이용할 KFID를 트랜시버 모듈(106)로 전송한다.
예컨대 마이크로프로세서(102)에 의해 송신되는 제1 CAN 메시지의 프레임 ID가 KFID로서 이용된다. 이런 시점부터, 트랜시버 모듈(106)은 상기 KFID를 포함한 CAN 메시지들을 이용하여 마이크로프로세서(102)와 통신할 수 있다.
예컨대 KFID는 그 대안으로, 또는 그에 추가로, 하기 정보들을 토대로 결정된다.
KFID는 마이크로프로세서(102)에 의해 송신되는 CAN 프레임의 임의의 부분들에서 도출된다.
KFID는 마이크로프로세서(102)에 의해 송신되는 CAN 프레임의 부분들의 조합에서, 예컨대 데이터 필드에서 도출된다.
KFID로서는 마이크로프로세서(102)에 의해 송신된 메시지의 프레임 ID가 이용된다.
상기 가능성들의 조합도 마찬가지로 생각해볼 수 있다.
예컨대 KFID 정보를 포함하는 메시지는 하기와 같이 식별된다.
트랜시버 모듈(106)은, 트랜시버 모듈(106) 내에서 고정 구성된 ID, 예컨대 정적으로 0x3FF에서, KFID를 포함하는 구성 프레임(KF)을 식별한다.
트랜시버 모듈(106)은, 마이크로 컨트롤러(102)에 의해 송신되는 N 번째 CAN 프레임이 KF란 것을 알고 있다.
KFID의 사용
단지 하나의 KFID만이 사용된다면, 트랜시버 모듈(106)과 마이크로프로세서(102)가 동시에 KFID를 송신하는 점은 방지되어야 하는데, 그 이유는 이런 동시 송신이 CAN 전송 프로토콜에 따라서 허용되지 않기 때문이다. 이런 경우, 간단한 해결책은, 마이크로프로세서(102)와 트랜시버 모듈(106)이 항상 교호적으로, KFID를 포함한 CAN 프레임을 전송하는 것에 있다.
2개의 KFID들이 사용된다면, 마이크로 컨트롤러(102)와 트랜시버 모듈(106)은 각각 하나의 독점 KFID를 포함한다. 이는, 마이크로프로세서(102)와 트랜시버 모듈(106)이 상호 간에 독립적으로 송신할 수 있다는 장점이 있다.
2개보다 많은 KFID들이 사용된다면, 마이크로프로세서(102) 및/또는 트랜시버 모듈(106)은 복수의 독점 KFID들을 포함할 수 있다. 이는, 트랜시버 모듈(106)과의 통신을 위해 도움이 될 수 있다.
예컨대 마이크로프로세서(102)는 2개의 독점 KFID들, 즉 CAN 버스 상에서 낮은 우선순위를 갖는 제1 KFID와, 높은 우선순위를 갖는 제2 KFID를 유지한다. 마이크로프로세서(102)는 제2 CAN 컨트롤러로 전송할 정보의 각각의 우선순위에 따라서 두 KFID 중 하나를 이용한다.
트랜시버 모듈(106)과 마이크로프로세서(102) 간의 권한 부여
선택적으로 하기 권한 부여들 중 하나가 제공될 수 있다.
사례 1: 트랜시버 모듈(106)은 단지 자체의 노드만을, 다시 말해 마이크로프로세서(102)만을 신뢰한다.
예컨대 트랜시버 모듈(106) 내에서 제2 CAN 컨트롤러는 단지, TxD 핀, 다시 말해 제1 핀(114)에 의해, 그리고 RxD 핀, 다시 말해 제2 핀(116)에 의해 트랜시버 모듈(106)과 연결되는 마이크로프로세서(102)만을 신뢰한다. 다시 말하면, 제2 CAN 컨트롤러는, 단지 KF가 마이크로프로세서(102)에 의해 송신되었을 때에만, 상기 KF를 저장한다. 트랜시버 모듈(106)은, 이 트랜시버 모듈(106)이 제1 입력단(120)을, 다시 말하면 직접적으로 연결되어 있는 마이크로프로세서(102)의 TxD 핀 역시도 관찰함으로써, 마이크로프로세서(102)가 송신하는 프레임들을 식별한다. 이 경우, 큰 장점은, 상기 조치들이 암호 조치들에 비해 매우 간단하다는 점에 있다. 이를 위해, 예컨대 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)의 제2 통신 입력단(144)은 마이크로 컨트롤러(102)에 권한을 부여하기 위해 제1 입력단(120)과 연결될 수 있다.
사례 2: 트랜시버 모듈(106)은 CAN 버스 상의 하나 또는 그 이상의 노드를 신뢰한다.
제2 CAN 컨트롤러는 CAN 버스 상에서 적격한 가입자(full-fledged subscriber)이다. 제2 CAN 컨트롤러는, 프레임의 진위성(authenticity)을 보장하기 위해, 또는 프레임의 내용을 은폐하기 위해, 예컨대 암호 방법들(서명, 부호화)을 이용한다. 예컨대 트랜시버 모듈(106)은 "CAN을 위한 플러그 및 보안 구성(Plug and Secure Configuration for CAN)" 모듈을 추가로 포함한다. 이런 경우에, 트랜시버 모듈(106)은 하나 또는 그 이상의 노드, 예컨대 자체의 마이크로프로세서(102)와 대칭 키를 합의하며, 그런 다음 대칭 키는 암호 권한 부여 및 부호화를 위해 사용된다. 이는 예컨대 추가 기능 장치에서 추가 기능으로서 구현된다.
도 2에는, 마이크로 컨트롤러(102)와 트랜시버 모듈(106) 간의 인터페이스의 제2 실시예의 부분들이 개략적으로 도시되어 있다. 도 1에서의 요소들과 일치하는 도 2에서의 요소들은 도 2에서 동일한 도면부호들로 표시되어 있다.
인터페이스의 제1 실시예에 추가로, 인터페이스의 제2 실시예에서는, 트랜시버 모듈(106) 내에 제2 트랜시버 버스 컨트롤러(302)가 제공된다.
제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)와 제2 트랜시버 버스 컨트롤러(302)는 제1 신호 인터페이스(304)(Error/Overload), 제2 신호 인터페이스(306)(Sync_bit) 및 제3 신호 인터페이스(308)(Tx_ena)를 통해 상호 간에 연결된다. 제1 신호 인터페이스(304)는 오류 정보의 양방향 교환을 위해 이용된다. 제2 신호 인터페이스(306)는 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)에서부터 제2 트랜시버 버스 컨트롤러(302)로 동기화 정보의 전송을 위해 이용된다. 제3 신호 인터페이스(308)는 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)에서부터 제2 트랜시버 버스 컨트롤러(302)로 제어 신호의 전송을 위해 이용된다. 이는 하기에서 기술된다.
제2 트랜시버 버스 컨트롤러(302)는 시스템 버스(140)와 연결되어 시스템 버스(140)를 통해 프로세서(224)에 의해 제어될 수 있다. 제2 트랜시버 버스 컨트롤러(302)의 제3 통신 입력단(310)은 제3 전기 라인(312)을 통해 트랜시버(118)의 제2 출력단(126)과 연결된다. 제2 트랜시버 버스 컨트롤러(302)의 제2 통신 출력단(314)은 제4 전기 라인(316)을 통해 제3 논리 모듈(320)의 제5 신호 입력단(318)과 연결된다. 제3 논리 모듈(320)은 예컨대 제1 멀티플렉서(320)이며, 그리고 하기에서는 제1 멀티플렉서(320)로서 지칭된다.
인터페이스의 제1 실시예와 달리, 제1 신호 출력단(208)은 인터페이스의 제2 실시예에서, 제3 신호 입력단(216)과 연결되는 대신, 제1 멀티플렉서(320)의 제6 신호 입력단(322)과 연결된다. 제1 멀티플렉서(320)의 제3 신호 출력단(324)은, 인터페이스의 제1 실시예와 달리, 인터페이스의 제2 실시예에서는 제2 논리곱 게이트(214)의 제3 신호 입력단(216)과 연결된다.
인터페이스의 제1 실시예와 달리, 제2 출력단(126)은 인터페이스의 제2 실시에서, 제1 출력단(126)과 연결되는 대신, 제4 논리 모듈(328)의 제7 신호 입력단(326)과 연결된다. 제4 논리 모듈(328)은 예시에서 제2 멀티플렉서(328)이며, 그리고 하기에서는 제2 멀티플렉서(328)로서 지칭된다. 제2 멀티플렉서(328)의 제8 신호 입력단(330)은 인터페이스의 제2 실시예에서 제1 논리곱 게이트(204)의 제1 신호 출력단(208)과 연결된다. 인터페이스의 제1 실시예와 달리, 인터페이스의 제2 실시예에서 제2 멀티플렉서(328)의 제4 신호 출력단(332)은 제1 출력단(122)과 연결된다.
제1 멀티플렉서(320)는, 제어 신호(sel_secure)에 따라서, 단지 제5 신호 입력단(318)만을, 또는 단지 제6 신호 입력단(322)만을 제3 신호 출력단(324)으로 스위칭하도록 형성된다.
제2 멀티플렉서(328)는, 제어 신호(sel_secure)에 따라서, 단지 제7 신호 입력단(326)만을, 또는 단지 제8 신호 입력단(330)만을 제4 신호 출력단(332)으로 스위칭하도록 형성된다.
제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)는, 제어 라인들을 통해 제1 멀티플렉서(320)의 제1 제어 입력단(336)과, 그리고 제2 멀티플렉서(338)의 제2 제어 입력단(338)과 연결되는 제어 출력단(334)을 포함한다.
제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)는, 하기에 기술되는 것처럼 제어 신호(sel_secure)를 생성하여 하기에 기술되는 것처럼 제1 멀티플렉서(320) 및 제2 멀티플렉서(328)를 제어하도록 형성된다.
제2 트랜시버 버스 컨트롤러(302)는, 예시에서 표준 ISO11898-1:2015에 따라서 동작하도록 형성되는 제3 CAN 컨트롤러이다. 또한, 제1 CAN 컨트롤러, 제2 CAN 컨트롤러 및 제3 CAN 컨트롤러는, 하기에 기술된 통신 방법을 구현하도록 형성된다.
트랜시버 모듈(106)과 마이크로 컨트롤러(102) 사이에서 교환되는 정보들의 보호
하기에서 기술되는 통신 방법의 목표는, 외부 버스(340) 상의 다른 버스 가입자(bus subscriber)들로부터, 트랜시버 모듈(106)과 마이크로 컨트롤러(102) 사이에서 교환되는 정보들의 보호이다.
도 2에 도시된 것처럼, 외부 버스(340)는 제2 트랜시버 버스 컨트롤러(302), 트랜시버(118) 및 추가 기능 장치(136)를 포함한다. 내부 버스(342)는 버스 컨트롤러(108) 및 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)를 포함한다.
하기에서는 가능한 변형예들이 명시된다.
변형예 1: 트랜시버 모듈(106)과 마이크로 컨트롤러(102)는 암호 방법들을 이용하여 통신을 부호화한다. 예컨대 트랜시버 모듈(106)뿐만 아니라 마이크로 컨트롤러(102) 역시도 추가로 "CAN을 위한 플러그 및 보안 구성" 모듈을 포함한다.
이런 경우에, 트랜시버 모듈(106)과 마이크로 컨트롤러(102)는 대칭 키를 확정하여, 부호화를 위해 상기 대칭 키를 이용한다.
마이크로 모듈(102) 내에 "CAN을 위한 플러그 및 보안 구성" 모듈이 포함되어 있지 않다면, 키는 예컨대 사전에 트랜시버 모듈(106) 내로 전송된다. 이는 예컨대 제조 동안 대역 말단(band end)에서의 보안 환경에서 가능하다.
변형예 2: 트랜시버 모듈(106)은 변동된 데이터 필드를 포함한 KF를 외부 CAN 버스로 송신한다.
마이크로 컨트롤러(102) 또는 트랜시버 모듈(106)이 KF를 송신한다면, 트랜시버 모듈(106)은 변동된 데이터를 포함하는 상기 KF를, 제1 접점(128) 및 제2 접점(132)에 연결되어 있는 CAN 버스로 전송한다. 전송된 프레임은 하기에서 WF로서 지칭된다.
단지 트랜시버 모듈(106) 및 마이크로 컨트롤러만이 KF의 원시 데이터(original data)를 판독할 수 있다. 이 경우, 하기 관점들에 유념해야 한다.
KF와 WF는, 후속 프레임의 시작이 확실하게 식별될 수 있도록 하기 위해, 동일한 길이어야 한다. 프레임의 실제 길이는 송신되는 데이터에 따라 결정되는데, 그 이유는 CAN 프로토콜이 동기화를 위해 동적으로 삽입되는 이른바 스터프 비트(stuff bit)들을 제공하기 때문이다.
KF와 WF가 동일한 길이를 보유하도록 보장하는 것은 각각의 CAN 프레임 형식(frame format)에 따라서 상이한 방법들을 통해 달성될 수 있다.
CAN FD 프레임: 여기서는, 고정 스터프 비트(fixed stuff bit)들이 이용되기 때문에, CRC 필드의 길이는 일정하다. 이를 위해, 마이크로 컨트롤러(102)는 데이터 필드의 부호화를 위해, 동적 스터프 비트들을 전혀 생성하지 않거나 결정된 개수의 동적 스터프 비트를 생성하는 방법을 이용할 수 있다. 그에 따라, 데이터 필드의 길이도 일정하고 사전에 공지되어 있다.
클래식 CAN 프레임: 여기서, CRC 필드의 길이는 동적 스터프 비트들을 통해 변경될 수 있다. 이런 문제를 해결하기 위해, 마이크로 컨트롤러(102)는 프레임의 전송 전에 데이터에 따라서 데이터 및 CRC 필드 내의 스터프 비트들의 개수를 계산하여 이 개수를 데이터 필드의 시작에서 송신한다. 트랜시버 모듈(106)은, 데이터 필드의 나머지를 위해, 준비된 목록에서, 전송된 프레임 내에 동일한 수의 스터프 비트들을 생성하는 데이터 비트 패턴을 선택한다.
또한, 그 대안으로, 데이터 필드의 내용 역시도, 데이터 및 CRC 필드에 대해 균일한 길이들을 갖는 비트 패턴들의 선택으로 제한될 수 있다.
내부 버스(342) 및 외부 버스(340)를 통한 프레임들의 전송은 동기화 방식으로 유지되어야 한다. 트랜시버 모듈(106)은, KF 및 WF의 전송 동안, 내부 통신 및 외부 통신이 동기화 상태로 유지되게 한다. 다시 말하면, CAN 프로토콜이 내부 버스 또는 외부 버스에서 오류를 감지한다면, 내부 버스(342)와 외부 버스(340)는 다시 연결되어 하나의 CAN 버스를 형성한다. 다시 말하면 CAN 오류 프레임은 버스 상의 모든 노드에 도달하게 된다. 이와 동일한 사항은 ISO11898-1:2015에 따른 CAN 프로토콜의 과부하 프레임(overload frame)들 및 만일의 다른 반응들에도 적용된다.
제1 신호 인터페이스(304)(Error/Overload)는 오류 내지 과부하 감지의 전송을 위해 이용된다. 제2 신호 인터페이스(306)(Sync bit)는 외부 버스(340) 및 내부 버스(342)를 동기화 상태로 유지하기 위해 이용된다. 제3 신호 인터페이스(308)(Tx_ena)는, 내부 버스(342)와 외부 버스(340)가 분리되어 있을 때 내부 버스(342) 상에서의 송신을 가능하게 하기 위해, 또는 내부 버스(342)와 외부 버스(340)가 연결되어 있을 때 내부 버스(342) 상에서의 송신을 정지시키기 위해 이용된다. 제어 신호(sel_secure)는 내부 버스(342)와 외부 버스(340)를 선택적으로 분리하거나 연결하기 위해 이용된다.
하기에서는, 도 2에 따라서, 트랜시버 모듈(106)이 추가 기능으로서의 "CAN을 위한 플러그 및 보안 모듈"과 KF들의 데이터를 위한 보호 기능을 포함하는 예시가 기술된다.
트랜시버 모듈(106)은 CAN 프레임들을 통해 마이크로 컨트롤러(102)와 통신한다. 본 예시는 마이크로 컨트롤러(102)와 트랜시버 모듈(106) 사이에서 교환되는 데이터를 위한 보호 기능을 포함한다. 다시 말하면, 데이터는 외부 CAN 버스(340)에서 볼 수 없다.
제1 CAN 컨트롤러(114), 제2 CAN 컨트롤러(202), 제3 CAN 컨트롤러(302) 및 추가 기능 장치(136)는, 트랜시버 모듈(106)의 바깥쪽에서 CAN 버스의 외부 부분에 연결되어 있는 모든 노드들처럼, 동일한 CAN 버스 상의 등가의 노드들이다.
제2 CAN 컨트롤러(202)는 제1 CAN 컨트롤러(114)와의 통신을 담당하며, 그리고 마이크로 컨트롤러(102)와 트랜시버 모듈(106) 간의 통신이 다른 CAN 노드들로부터 은폐되어야 하는 경우, sel_secure 신호에 의해 CAN 버스를 내부 버스(342) 및 외부 버스(340)의 2개의 부분으로 분할한다.
예시에서, CAN 버스의 분할은 KFID의 감지와 함께 시작되며, 그리고 데이터 프레임의 전송의 종료, 또는 전송 동안 오류(비트 오류, CRC 오류 등)의 감지와 함께 종료된다.
CAN 오류 조건이 제3 CAN 컨트롤러(302)에 의해 식별되었다면(예: 비트 오류), 상기 정보는 즉시 오류 신호에 의해 제1 신호 인터페이스(304)를 통해 제2 CAN 컨트롤러(202)로 시그널링된다. 제2 CAN 컨트롤러(202)는, 예컨대 sel_secure='0'의 설정을 통해 버스 분리가 중지되고 후속 비트에서 오류 프레임의 송신과 함께 개시되면서, 그에 대해 반응한다. 그렇게 하여, 모든 노드들은 즉시 정보를 제공받는다.
마이크로 컨트롤러(102)가 KF를 송신한다면, CAN에서 허용되는 클록 공차를 기반으로, 2개의 버스들(내부/외부)은 시간상 서로 떨어질 수도 있다. 이를 방지하기 위해, 제2 CAN 컨트롤러(202)는 sync_bit 신호를 이용하여, 수신된 비트들의 시작/종료에 대한 정보들을 제2 CAN 컨트롤러(302)에 시그널링한다. 제3 CAN 컨트롤러(302)는 자신의 송신된 비트들의 시작과 종료를 sync_bit 신호에 동기화시킨다. 그에 따라, 2개의 버스들은 비트 동기화된다.
트랜시버 모듈(106)이 KF를 송신한다면, 제2 CAN 컨트롤러(202)와 제3 CAN 컨트롤러(302)는 동일한 클록을 이용해야 한다. 이는 절대적으로 버스(내부/외부)들이 상호 간에 떨어지는 점을 방지한다.
제3 CAN 컨트롤러(302)는 바람직한 방식으로 WF에서 무작위 또는 기결정 데이터를 송신한다. 상기 데이터는 외부 버스(340) 상에서 보일 수 있다. 상기 데이터는, 제2 CAN 컨트롤러(202)와 제1 CAN 컨트롤러(108)가 서로 교환하는 데이터를 은폐시킨다.
제3 CAN 컨트롤러(302)는, 예컨대 이 제3 CAN 컨트롤러(302)가 TX_ena 신호에 의해 제2 CAN 컨트롤러(202)로부터 요구를 받는 즉시, 데이터 전송을 시작한다. 이런 데이터 전송은, KFID가 식별된 후에, CAN 프레임 내에서 개시된다.
프로세서(224)는, 예컨대 제2 CAN 컨트롤러에서 여러 표준 비트율(예: 500 kbit/s)을 연속해서 구성하고, 유효한 CAN 메시지들이 식별되는지 그 여부를 검사하도록 형성된다.
CAN 트랜시버는 예컨대 ISO11898-2에 상응하게 구현된다.
동작 개시를 위해, 제2 CAN 컨트롤러(202) 및 제3 CAN 컨트롤러(302)가 버스 상에서 이용되는 BT 구성을 감지했을 때 비로소, 상기 컨트롤러들에 의해, 각각 자신들의 TX 신호가 활성화된다. BT가 감지되는 동안, 트랜시버 모듈(106)은 예컨대 종래 CAN 트랜시버처럼 거동한다.
도 3에는, 인터페이스의 제2 실시예에 대한 신호-시간 그래프가 개략적으로 도시되어 있다. 시간 시퀀스에서, 실선으로 도시된 RX/TX 신호들은 모든 노드에게 보일 수 있고, 파선으로 도시된 RX/TX 신호들은 오직 외부 버스(340)에서만 보일 수 있으며, 일점쇄선으로 표시된 RX/TX 신호들은 오직 내부 버스(342)에서만 보일 수 있다.
도 3의 왼쪽 섹션에는, 제1 CAN 컨트롤러(108)가 KFID를 포함한 프레임을 송신하는 경우가 도시되어 있다. 도 3의 오른쪽 섹션에는, 제2 CAN 컨트롤러(202)가 KFID를 포함하는 프레임을 송신하는 경우가 도시되어 있다. 도 3의 아래 섹션에는, 시간 시퀀스를 제어하는 제어 신호들(sel_secure 및 TX_ena)이 도시되어 있다. CC1은 도 3에서 제1 CAN 컨트롤러를 지칭한다. CC2는 도 3에서 제2 CAN 컨트롤러를 지칭한다. CC3은 도 3에서 제3 CAN 컨트롤러를 지칭한다.
내부 버스(342)와 외부 버스(340)로의 분할을 통해 보호되는 데이터는 도 3에서 보안 데이터(Secure Data)로서 지칭된다. 은폐를 위한 무작위 데이터는 더미 데이터(Dummy Data)로서 지칭된다. 외부 노드들은 Ext node로 표시되어 있다. 노드에 의해 송신되는 신호는 TX로 표시되어 있으며, 노드에 의해 수신되는 신호들은 RX로 표시되어 있다.
시간 시퀀스는 하기와 같다.
도 3의 왼쪽:
마이크로 컨트롤러(102)는 CC0을 통해 KFID를 포함한 프레임을 송신한다. 프레임의 ID(여기서는 KFID)는 CC1, CC2, CC3 및 Ext node에서 동시에 수신된다. 제어 신호(sel_secure)는 상기 수신 동안 se_secure = TX_ena = 0이며, 다시 말하면 단지 하나의 공통 CAN 버스만이 존재한다. CAN 프레임의 ID가 완전하게 송신된 후에, CC2(202)는 CC1(108)이 KFID를 포함한 프레임을 송신한 점을 감지한다. 그에 이어서, CC2(202)는 sel_secure = TX_ena = 1을 설정한다. sel_secure는, 데이터 및 프레임의 CRC가 CC1(108)에 의해 송신될 때까지 설정된 상태로 유지된다. 여기서 sel_secure = 1은 CAN 버스가 내부 버스(342)와 외부 버스(340)로 분할된다는 점을 의미한다. sel_secure = 1인 동안, CC3(302)은 더미 데이터 및 관련된 CRC를 외부 CAN 버스(340)로 송신한다. CAN 프레임의 확인응답 비트(acknowledge bit)에 다라 sel_secure = 0이 설정되고, 내부 버스와 외부 버스로의 분리는 중지된다. Ext node는 더미 데이터를 포함한 상기 프레임들을 수신하고, 그에 따라 보안 데이터의 어떠한 사항도 알지 못하며, 그리고 ACK(확인응답)의 송신을 통해 더미 데이터를 포함한 프레임의 수취를 확인한다.
도 3의 오른쪽:
트랜시버 모듈(106)은 CC2(202)를 통해 KFID를 포함한 프레임을 송신한다. 프레임의 ID가 송신되는 즉시, CAN 버스를 내부 버스(342)와 외부 버스(340)로 분할하기 위해, sel_secure = 1이 설정된다. sel_secure = 1인 동안, 이제는 도 3의 오른쪽에서의 경우처럼, CC3(302)은 더미 데이터(dummy data) 및 관련된 CRC를 외부 CAN 버스(340)로 전송한다. 이런 전송 동안, CC2(202)는 보안 데이터(secure data)를 내부 CAN 버스(342) 상에서 전송한다. 프레임의 ACK(확인응답) 후에, sel_secure = 0이 설정되고, 2개의 버스들로의 분리는 중지된다.

Claims (15)

  1. 트랜시버 모듈(106)에 있어서,
    상기 트랜시버 모듈(106)은, 전송 프로토콜에 따라서 상기 트랜시버 모듈(106)의 제1 입력단(120)에서 데이터 버스를 위한 출력 데이터를 적어도 주기적으로 수신하도록 형성되며, 상기 제1 입력단(120)은 마이크로 컨트롤러(102)의 제1 핀(110)에 연결되도록 형성되며, 상기 트랜시버 모듈(106)은 전송 프로토콜에 따라서 상기 트랜시버 모듈(106)의 제1 출력단(122)에서 데이터 버스로부터 마이크로 컨트롤러(102)를 위한 입력 데이터를 적어도 주기적으로 송신하도록 형성되며, 상기 제1 출력단(122)은 마이크로 컨트롤러(102)의 제2 핀(112)에 연결되도록 형성되며, 상기 트랜시버 모듈(106)은, 상기 제1 입력단(120)으로부터 출력 데이터를 적어도 주기적으로 수신하여 상기 데이터 버스를 통해 송신하도록 형성되는 트랜시버(118)를 포함하며, 상기 트랜시버(118)는 상기 데이터 버스로부터 입력 데이터를 적어도 주기적으로 수신하여 상기 제1 출력단(122)을 통해 송신하도록 형성되며, 상기 트랜시버 모듈(106)은, 추가 기능을 실행하도록 형성되는 추가 기능 장치(136)를 포함하며, 상기 트랜시버 모듈(106)은 전송 프로토콜에 따라서 상기 제1 입력단(120)을 통해 추가 기능을 위한 추가 데이터를 적어도 주기적으로 수신하도록, 그리고/또는 전송 프로토콜에 따라서 상기 제1 출력단(122)을 통해 추가 기능을 위한 추가 데이터를 적어도 주기적으로 송신하도록 형성되며, 상기 트랜시버 모듈(106)은 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)를 포함하며, 상기 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)는, 추가 데이터를 수신하기 위해 상기 트랜시버(118)의 출력단(126)과 연결될 수 있는 제1 통신 입력단(146)을 포함하고, 그리고/또는 상기 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)는 추가 데이터를 송신하기 위해 상기 트랜시버(118)의 제2 입력단(124)과 연결될 수 있는 제1 통신 출력단(212)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 트랜시버 모듈(106).
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)는 상기 마이크로 컨트롤러(102)에 권한을 부여하기 위해 상기 제1 입력단(120)과 연결될 수 있는 제2 통신 입력단(144)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 트랜시버 모듈(106).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 트랜시버 모듈(106)은, ID를 포함하는 제1 메시지를 수신하고, 수신된 ID를 비휘발성 메모리에 저장하고, 비휘발성 메모리에서 저장된 ID를 판독하며, 그리고 데이터 버스 상에서 판독된 ID를 포함하는 제2 메시지를 송신하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 트랜시버 모듈(106).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 트랜시버 모듈(106)은, ID를 생성하여, 상기 데이터 버스 상에서 제1 메시지로 상기 ID를 송신하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 트랜시버 모듈(106).
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 트랜시버 모듈(106)은, 상기 데이터 버스 상의 다른 노드 또는 마이크로프로세서(102)와 대칭 암호 키를 교환하고, 하나 이상의 송신할 메시지의 암호 권한 부여 또는 부호화를 위해 상기 대칭 암호 키를 이용하도록, 그리고/또는 하나 이상의 수신된 메시지의 암호 권한 부여 또는 복호화를 위해 상기 대칭 암호 키를 사용하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 트랜시버 모듈(106).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트랜시버 모듈(106)은, 상기 데이터 버스를 통해 전송 프로토콜에 따라서 하나 이상의 메시지 또는 부분 메시지를 송신하도록 형성되는 제2 트랜시버 버스 컨트롤러(302)를 포함하며, 상기 트랜시버 모듈(106)은, 외부 데이터 버스(340) 상에서 추가 데이터 또는 하나 이상의 메시지 또는 부분 메시지의 전송을 선택적으로 가능하게 하거나 방지하도록 형성되는 제1 논리 모듈(320)을 포함하며, 상기 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)는, 상기 트랜시버 버스 컨트롤러(202)가 상기 제1 입력단(120)을 통해 추가 데이터를 수신하거나 또는 상기 제1 출력단(122)을 통해 송신하는 동안, 상기 외부 데이터 버스(340) 상에서 하나 이상의 메시지 또는 부분 메시지를 적어도 주기적으로 송신하기 위해, 상기 제2 트랜시버 버스 컨트롤러(302) 및/또는 상기 제1 논리 모듈(320)을 제어하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 트랜시버 모듈(106).
  7. 제6항에 있어서, 상기 트랜시버 모듈(106)은, 상기 제1 출력단(122)에서 입력 데이터 또는 추가 데이터의 전송을 선택적으로 가능하게 하거나 방지하도록 형성되는 제2 논리 모듈(328)을 포함하며, 상기 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)는, 입력 데이터 또는 추가 데이터를 전송하기 위해 상기 제2 논리 모듈(328)을 제어하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 트랜시버 모듈(106).
  8. 통신 방법에 있어서,
    적어도 주기적으로 데이터 버스를 위한 출력 데이터는 전송 프로토콜에 따라서 트랜시버 모듈(106)의 제1 입력단(120)에서 수신되며, 상기 제1 입력단(120)은 마이크로 컨트롤러(102)의 제1 핀(110)에 연결되도록 형성되며, 적어도 주기적으로 상기 마이크로 컨트롤러(102)를 위한 입력 데이터는 전송 프로토콜에 따라서 상기 트랜시버 모듈(106)의 제1 출력단(122)에서 데이터 버스로부터 송신되며, 상기 제1 출력단(122)은 상기 마이크로 컨트롤러(102)의 제2 핀(112)에 연결되도록 형성되며, 트랜시버(118)는 적어도 출력 데이터를 상기 제1 입력단(120)으로부터 수신하여 상기 데이터 버스를 통해 송신하며, 상기 트랜시버(118)는 적어도 주기적으로 입력 데이터를 데이터 버스로부터 수신하여 상기 제1 출력단(122)을 통해 송신하며, 트랜시버 모듈(106) 내 추가 기능 장치(136) 내에서는 추가 기능이 실행되며, 추가 기능을 위한 추가 데이터는 적어도 주기적으로 전송 프로토콜에 따라서 상기 제1 입력단(120)을 통해 수신되고, 그리고/또는 추가 기능을 위한 추가 데이터는 적어도 주기적으로 전송 프로토콜에 따라서 상기 제1 출력단(122)을 통해 송신되며, 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)의 제1 통신 입력단(146)은 추가 데이터를 수신하기 위해 상기 트랜시버(118)의 출력단(126)과 적어도 주기적으로 연결되고, 그리고/또는 상기 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)의 제1 통신 출력단(212)은 추가 데이터를 송신하기 위해 상기 트랜시버(118)의 제2 입력단(124)과 적어도 주기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 통신 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 트랜시버 버스 컨트롤러(202)의 제2 통신 입력단(144)은 상기 마이크로 컨트롤러(102)에 권한을 부여하기 위해 상기 제1 입력단(120)과 연결되는 것을 특징으로 하는, 통신 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, ID를 포함하는 제1 메시지가 수신되고, 수신된 ID는 비휘발성 메모리에 저장되고, 저장된 ID는 비휘발성 메모리에서 판독되며, 판독된 ID를 포함하는 제2 메시지는 데이터 버스 상에서 송신되는 것을 특징으로 하는, 통신 방법.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, ID가 생성되며, 그리고 ID는 제1 메시지로 상기 데이터 버스 상에서 송신되는 것을 특징으로 하는, 통신 방법.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터 버스 상의 다른 노드 또는 상기 마이크로프로세서(102)와 대칭 암호 키가 교환되며, 상기 대칭 암호 키는 하나 이상의 송신할 메시지의 암호 권한 부여 또는 부호화를 위해 이용되고, 그리고/또는 상기 대칭 암호 키는 하나 이상의 수신된 메시지의 암호 권한 부여 또는 복호화를 위해 이용되는 것을 특징으로 하는, 통신 방법.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 메시지 또는 부분 메시지는 전송 프로토콜에 따라서 외부 데이터 버스(340)를 통해 송신되며, 상기 외부 데이터 버스(340) 상에서 상기 추가 데이터 또는 상기 하나 이상의 메시지 또는 부분 메시지의 전송은 선택적으로 가능해지며, 상기 하나 이상의 메시지 또는 부분 메시지는 상기 외부 데이터 버스(340) 상에서 적어도 주기적으로 송신되며, 그에 반해 상기 추가 데이터는 상기 제1 입력단(120)을 통해 수신되거나, 또는 상기 제1 출력단(122)을 통해 송신되는 것을 특징으로 하는, 통신 방법.
  14. 제13항에 있어서, 제1 출력단(122)에서 선택적으로 입력 데이터 또는 추가 데이터가 전송되는 것을 특징으로 하는, 통신 방법.
  15. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 형성되는 컴퓨터 프로그램.
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