summary

Bus Networking

• 공용 통신 line = BUS
• (+) 진단/ 확장 용이성
• 네트워크의 변화가 자주 일어나는 환경에서 이용한다.(확장성의 문제 해결 - ex. 새로운 ECU를 추가하는 등)
• (-) 그러나, 성능 면에서 단점이 있다. 성능이 중요한 상황이라면 컴퓨터와 같이 전용선을 이용

Bit Serial Signal Transmission

1. single-wire bus
   (-) 외부 요인에 의한 noise가 생긴다.
2. two-wire bus
   (+) 두 선의 전압차를 이용하여 통신 -> single-wire보다 안정적이다

Physical Topologies for buses and networks

1. Ring: MOST(150Mbps)

• 방향이 고정되어 있어 속도가 빠르다.

2. BUS: CAN(1Mbps), LIN, FlexRay(10Mbps)

• BUS의 최대 속도: 10Mbps

3. Star: FlexRay

• '중앙의 장치'와 모든 ECU가 연결
• Gateway(공유기): L4
• Router: L3
• Switch: L2
• Hub: L1

4. Arbitrary network structure: Ethernet

• 스위치 기반 network

L1

• bps: bit per second
• baudrate: 신호의 개수, 신호의 전송 속도

L2

Addressing

1. Node Addressing = Peer to Peer addressing
   {(Destination Address)(Source Address)} {Data} {Redundancy}

• 장치별로 주소를 할당
• (-) 같은 데이터를 여러번 보내야하는 단점이 있다.
• sender A to Receiver D
• '송신자'가 결정한다.
• 예를 들어, n개의 노드 -> n*(n-1) msg

2. Broadcast addressing
   {Identifier} {Data} {Redundancy}

• 데이터별로 주소를 할당(송/수신자를 구별하지 않는다.)
• 통신장치 입장에서 필터링 불가능
• (+) 네트워크 변화가 생겼을 때 쉽게 감지할 수 있다.
• sender E to ALL others
• '수신자'가 결정한다.
• 예를 들어, n개의 노드 -> n msg

Bus Access

1. Event-driven method(CAN)

• 정해진 주기 없이, 아무때나 보낼 수 있다.
• Synchronization to 'SENDER'
• (-) 충돌처리가 필요하다
• CSMA(=Carrier Sense Multiple Access)

2. Master-slave method(LIN)

• Synchronization to 'MASTER'
• (-) 문제 발생시 무엇이 문제인지 알 수 없다.
• Master/Slave: term이 필요

3. Time-synchronous method(FlexRay)

• Synchronization to 'global clock'
• TDMA(=TIme Division Multiple Access): 시간 동기화로 schedule이 정해졌으므로, term X

4. Token passing method(OSEK NM)

• Synchronization to 'SENDER'

CAN vs CAN-FD

CAN

• 1Mbps
• data byte: 8bytes

CAN-FD

• data byte: 8 * 8 = 64bytes
• 기존 CAN과 동일하나, data field가 8배 증가
• data field가 증가된 부분은, 속도가 8배 빠르다. 따라서 2가지 속도가 존재

네트워크 기술 성능 지표

1. 데이터 비용 ↑
2. 회선 효율 ↑
3. Frame 종류 ↓

Classification of bus systems

Class A | LIN | 20kBit/s
Class B | CAN(Low speed) | 125kBit/s
Class C | CAN(High speed) | 1MBit/s
X | CAN-FD(High speed) | * 8배 (8~15Mbps)
ClassC+ | FlexRay | 10Mbps
Infotainment| MOST/ Ethernet | 150/400Mbps
거리기준: 30m (30m이상이면 속도 느려진다)

• LIN: 저속, 저신뢰성
  FlexRay, CAN-FD는 모두 Reliability가 높다는 공통점이 있으나
• FlexRay: 실시간 제어 O
• CAN-FD: 실시간 제어 X

+
Ethernet 도입 이유: 원격 update, 외부망으로 빨리 download 받기 위해