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[온세미컨덕터] 응용 환경을 넓혀 가는 CAN 기술
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2017.06.14  10:19:22
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By 온세미컨덕터 (www.onsemi.com)

CAN 기술이 처음 시도된 이후 30년 이상의 세월이 흘렀다. 이 기술은 그동안의 오랜 역사에도 불구하고 표준안을 계속 발전시켜왔다. 시대에 뒤떨어진 것으로 여겨지는 것이 아니라 더 광범위한 응용 환경에서 사용되고 있다는 사실 때문에 이 기술이 본래부터 가지고 있는 우월성은 더욱 입증되고 있다. 이제 CAN의 최신 발달 사항과 솔루션에 대해 살펴 보도록 한다.

차내 네트워크 통신용으로 시작한 CAN, 응용 범위를 점차 확대해

제어 기간 통신망(축약하여 CAN 또는 CANbus로 알려져 있음)은 1980년대 초 Bosch가 정의한 일종의 기술 표준이다. 이 기술은 1993년에 ISO 11898-1 표준으로 제정된 이후 모든 종류의 자동차 장비와 전자 장비에서 광범위하게 사용되어 왔다. CAN은 여러 대의 마이크로컨트롤러 또는 소자들이 하나의 네트워크상에서 서로 직접 대화할 수 있는 통신 프로토콜이다.

CAN은 아주 안전하고 효율적인 실시간 제어 기능을 갖춘 직렬 버스를 제공한다. 또한 오류 탐지 메커니즘과 우선순위 체크 메커니즘을 통합해 신뢰할 수 있고 효율적인 네트워크 메시지 전송을 보장한다. CAN 아키텍쳐는 중복설계와 오류 체크 기능도 제공한다. 이러한 속성 때문에 CAN은 시스템이나 서브 시스템 내부 센서와 액츄에이터 등 스마트 네트워크 장비에 특히 적합하게 사용되어 왔다. 또한 CAN은 높은 확장성과 신뢰성을 제공하면서도 비용이 낮은 장점을 제공한다.

CAN은 처음에 차량 내부 네트워크에 사용하는 용도로 개발되었다. CAN이 도입되기 전 자동차 제조업체들은 차량 내부의 모든 전자 기기를 연결하기 위해 지점 대 지점(point-to-point)간 연결을 사용했었다. 그러나 차량에 사용되는 전자 기기의 수가 증가함에 따라 전통적인 배선 방법이 많은 공간을 차지하고 비용이 더 많이 들게 되었다. 이에 따라 자동차 제조업체에서는 물리적인 배선을 차량 내부 네트워크로 교체함으로써 배선 비용과 복잡성, 부피와 중량을 줄이게 되었다. CAN은 곧 자동차 업계 전반에서 차량 내부 네트워크의 표준으로 자리매김을 했다.

최근 산업의 종류가 다양해짐에 따라 CAN이 제공하는 장점들이 높이 평가되어서 이제는 응용 분야 역시 더욱 더 확대되는 추세이다. 전차(트램), 지하철, 경전철 및 장거리 철도 응용 분야에서 모두 CAN 기술을 채택하고 있으며 이제는 산업 자동화, 건물 자동화, 의료기기, 항공우주산업, 엘리베이터 및 에스컬레이터 등 네트워크 연결 응용 분야에서도 이 기술을 채택하고 있다.

CAN과 호환 가능한 시스템을 당장 구축하고자 하는 경우 온세미컨덕터의 고속, 저출력 NCV7344 CAN FD 트랜시버를 사용하면 된다. NCV7344 CAN 트랜시버는 CAN 프로토콜 제어기와 물리적인 버스간 인터페이스 역할을 한다. 트랜시버는 버스와 CAN 제어기에 차동 신호를 전송할 수 있는 기능을 제공한다. NCV7344는 온세미컨덕터의 단독형 NCV734x 트랜시버 제품군에 최근 추가되었다. 이 제품은 AMIS42665와 AMIS3066x 등 이전 세대의 고속 트랜시버 제품을 대체한다.

NCV7344는 CAN FD의 요구조건을 충족시키기 위해 1Mbps 이상의 속도로 신뢰할 수 있는 데이터 전송(유연한 데이터 전송률)을 보장하는 타이밍 보증 매개 변수를 추가했다. 이러한 특징 때문에 NCV7344는 CANbus를 통해 구동 되어야 하는 저출력 노드는 물론 모든 종류의 HS-CAN 네트워크를 위한 최상의 선택이 되었다.

NCV7344는 ISO 11898-2:2016 표준과 호환이 가능하며 최대 5Mbps의 전송 속도를 위한 루프 지연 대칭구조(Loop Delay Symmetry)를 지원한다. NCV7344-3에서 핀 VIO을 사용해 3V ~ 5V를 지원하는 마이크로컨트롤러에 직접 연결할 수 있다. NCV7344는 버스를 경유하여 저전류 대기 모드에서 바로 구동된다.

낮은 전자파 방출(EME)과 전자기 간섭에 대한 높은 저항성은 동상 모드(CM) 초크 코일을 사용하지 않아도 전자기 복사량을 낮게 해준다. 동력이 공급되지 않는 노드는 버스의 나머지 CAN 노드 통신을 교란시키지 않는다. 또 접지 누락, 부족 전압 등과 같은 기타 전원 공급 장애 상황에서도 칩은 항상 예측 가능한 작동을 유지한다. 소프트웨어 오작동 시 제어기로부터 구동되는 영구 점유 상태는 TxD 핀의 점유 시간 제한(dominant timeout) 기능으로 방지된다.

이 소자에서는 8kV 이상의 ESD 펄스 방지뿐 아니라 버스 핀에 대해 매우 높은 수준의 정전기 방전(ESD) 보호 기능도 제공한다. 과열 및 버스 핀 회로 단락에 대한 보호를 통해 정상적인 파워 서플라이 전압과 접지를 확보하게 된다. 버스 핀은 자동화 환경에서 흔히 발생하는 과도 전류에 강하다. 환경적 요구 사항을 준수하기 위해 무납 성분의 부품만이 장착되었다.

CAN 기술은 개발 후 30년 이상이 지났지만 이처럼 그 가치가 지속적으로 입증되고 있다. 이제 그 개발 속도가 다시 빨라지고 있으며 응용 분야도 범위가 확대되는 추세다. 온세미컨덕터의 NCV7344 CAN FD 트랜시버는 CAN 응용 분야와 관련한 제품 개발에 관심이 있는 회사들에게 제품 개발 주기를 가속화하는 완벽한 대안이 되어 줄 것이다.

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