블로그 약 CAN XL, 자동차 네트워크 속도 향상 및 비용 절감

자동차 산업의 급속한 발전에서, 차량 내 네트워크는 중추적인 역할을 합니다.,실시간 데이터 전송과 조정된 작동을 가능하게 합니다. 하지만 차량이 점점 더 지능화되고 연결되면서전통적인 자동차 네트워크는 점점 더 많은 과제를 직면하고 있습니다: 충분한 대역폭, 과도한 지연시간 및 제한된 데이터 용량이 차량 전자 아키텍처의 혁신을 제한하는 중요한 병목이 되고 있습니다.

1차량 내 네트워크: 자동차 지능의 기초

차량 내 네트워크는 자동차 전자 시스템의 중요한 구성 요소로서 다양한 전자 제어 장치 (ECU) 를 연결하여 데이터 교환과 정보 공유를 촉진합니다.차량의 기능이 복잡해지면서, ECU의 수는 계속 증가하고 있으며, 데이터 전송 수요의 기하급수적인 성장을 초래합니다.

1.1 차량 네트워크의 중요한 역할

자동차 네트워크는 네 가지 중요한 기능을 수행합니다.

• 시스템 통합:네트워크는 엔진 제어, 변속기 관리, 브레이킹 시스템 및 시체 제어 모듈을 위한 ECU 간의 조정된 작동을 가능하게 합니다.
• 안전 증진:ABS, ESC, ACC 및 차선 이탈 경고와 같은 중요한 시스템은 실시간 네트워크 통신에 의존합니다.
• 편의성 특징:기후 제어, 인포테인먼트, 내비게이션 시스템은 지능적인 운영을 위해 네트워크 연결을 활용합니다.
• 지능형 개발:첨단 운전자 보조 시스템과 자율주행 시스템은 센서 데이터 처리를 위해 강력한 네트워크에 의존합니다.

1.2 자동차 네트워크 아키텍처의 진화

차량 네트워크 아키텍처는 세 세대에 걸쳐 발전했습니다.

• 중앙 집중식:초기 시스템은 제한된 확장성을 가진 단일 제어 단위를 사용했습니다.
• 배포:버스 연결 ECU는 신뢰성과 확장성을 향상 시켰습니다.
• 도메인 중심:현대 시스템은 ECU를 기능 (파워트레인, 보스, 인포테인먼트) 에 따라 도메인 컨트롤러와 그룹화합니다.

1.3 현재 네트워크 기술

현대 차량은 여러 네트워크 프로토콜을 사용합니다.

• CAN:신뢰성과 비용 효율성을 제공하는 작업용 프로토콜입니다.
• LIN:비중이 없는 시스템에 대한 저렴한 솔루션입니다.
• 플렉스레이:안전에 중요한 애플리케이션을 위한 고속 결정성 프로토콜
• 자동차 이더넷:높은 대역폭의 필요를 위한 새로운 솔루션

2CAN 버스: 차량 네트워크의 초석

CAN 버스는 가장 널리 채택된 자동차 네트워크 기술로 남아 있지만 차량 복잡성이 증가함에 따라 그 한계가 분명해집니다.

2.1 CAN 버스 장점

이 프로토콜의 성공은 실시간 성능, 신뢰성, 저렴한 비용,그리고 확장성 - 특히 우선 순위에 기반한 중재 시스템.

2.2 성장 한계

현대차는 CAN에 세 가지 주요 한계로 도전합니다.

• 최대 1Mbps 대역폭은 불충분합니다.
• 8바이트 데이터 프레임은 정보 용량을 제한합니다.
• 버스 토폴로지는 네트워크 설계의 유연성을 제한합니다.

2.3 CAN FD: 진화의 단계

유연 데이터 속도 변종은 듀얼 비트레이트 동작 (1Mbps 중재와 5Mbps 데이터 단계) 을 도입하고 프레임을 64 바이트로 확장하여 부분적으로 대역폭 및 용량 제한을 해결했습니다.

3. CAN XL: 혁명적인 도약

CAN FD의 개선에도 불구하고 연결되고 자율적인 차량 기능에 대한 요구가 증가함에 따라 더 실질적인 발전이 필요했습니다.

3.1 개발 이유

2020년에 출시된 CAN XL는 CAN FD와 자동차 이더넷 사이의 격차를 메우며, CAN의 결정론의 핵심 장점을 유지하면서 10-20Mbps 대역폭이 필요한 애플리케이션을 목표로합니다.신뢰성, 그리고 비용 효율성.

3.2 주요 발전

CAN XL는 4가지의 전환적인 개선을 도입합니다.

• 대역폭:20-30Mbps 데이터 속도 (CAN FD의 5-8Mbps 대비)
• 용량:2048 바이트 프레임 (32× CAN FD의 한계)
• 호환성:기존 시스템과 함께 이중 모드 동작
• 비용:CAN의 경제적 장점을 유지합니다

3.3 기술 혁신

이 프로토콜은 몇 가지 획기적인 특징을 포함합니다.

• 프레임 구조:중재 (11-비트 PID) 를 주소로부터 분리합니다.
• 프로토콜 식별:SDT 필드는 여러 더 높은 계층 프로토콜을 지원합니다.
• 가상 네트워크:VCID를 통한 256개의 논리적 네트워크
• 동적 송신기:CAN SIC XL 하드웨어는 표준 모드와 고속 모드를 자동으로 전환합니다.

3.4 적용 가능성

CAN XL의 기능은 다음을 위해 이상적입니다.

• 고급 운전자 보조 시스템 (ADAS)
• 자율주행 플랫폼
• 차세대 인포테인먼트
• 복잡한 몸 제어 시스템

4CAN XL 및 자동차 이더넷

이더넷 (100Mbps+) 과 경쟁하기보다는 CAN XL는 적당한 대역폭에서 결정적 지연을 요구하는 애플리케이션을 보완합니다.이 기술은 미래의 차량 아키텍처에서 공존할 것입니다..

5표준화 진전

CiA (CAN in Automation) 의 지도 아래, CAN XL는 2024년에 ISO 표준화를 달성 (ISO 11898-1/2:2024), 산업의 광범위한 채택을 보장합니다.

6결론

CAN XL는 자동차 네트워크의 변화적 발전을 대표하며, 전례없는 대역폭, 용량 및 호환성을 제공하면서 CAN의 근본적인 장점을 보존합니다.차량이 더 많은 자율성과 연결성을 향해 진화함에 따라, CAN XL는 차세대 전자 아키텍처를 가능하게 하는 데 점점 더 중요한 역할을 할 것입니다.