[H-모빌리티 클래스 자율주행 통신 및 네트워크 기초 내용 정리] 1. 차량용 통신 및 네트워크 개념, 2. 차량용 통신 및 네트워크 도입 배경

1. 차량용 통신 및 네트워크 개념

 

1. 차량용 통신 개념

 

1) 전자 통신의 구성 요소 : Transmitter(발신기), Receiver(수신자), Message(정보), Channel(매체), Noise(방해 요소)

2) 자동차에서의 통신 : 전자 제어 장치간에 정보를 교환하는 수단

3) 차량용 통신

- 차량용 통신 : 차량 내 수십 개의 제어기들이 서로 안정적으로 정보를 공유하고 전달하기 위해 사용되는 유선 통신 방식을 의미

- 차량용 통신 사용의 장점 : 신호선 단순화, 커넥터 소형화, 무게 절감을 하면서 융합 제어가 가능하도록 하는 것

 

2. 차량용 네트워크 개념

 

1) 네트워크 : 통신을 이용해 각 단말 장치들이 정보를 공유할 수 있도록 묶여있는 형태

2) Mesh Topology : 거미줄 모양처럼 서로 엮여있는 네트워크

- 장점 : 하나의 선이 끊어져도 다른 선으로 통신 가능

- 단점 : 복잡한 구조

3) Ring Topology : 처음 연결된 통신선이 다시 자기 자신으로 되돌아와서 원으로 구성되는 것

4) Star Topology : 가운데 중앙 장치가 있고 주변에 위성 장치가 있는 것

5) Tree Topology : star topology를 여러 개 연결해놓는 것

6) Bus Topology : 통신선을 공유하면서 각각의 통신선에 제어선을 연결하는 것

- 장점 : 통신선 공유로 사용하는 선 감소 -> 차량용 네트워크에서 가장 선호

7) 차량용 통신

- 차량용 네트워크 : 다양한 방식으로 구성 가능하지만 일반적으로 버스 구조를 가짐

- 일반적인 차량용 네트워크의 구조 : 차량 내 개별 제어기의 역할에 따라 도메인 기준으로 그룹화하여 네트워크를 분리하는 것이 일반적, 게이트웨이를 이용해서 네트워크 간 서로 정보 공유 가능

- 차량용 네트워크 종류 : powertrain, body, chassis, infortainment 로 구성

 

퀴즈)

장치들 간의 매체를 이용해 정보를 전달하는 과정을 뜻하는 용어는? 답 4(통신은 장치들 간의 유,무선 매체를 통해 신호를 전달함으로써 정보를 교환하는 전체 과정을 의미한다.)

전기 2. 전자 3. 정보 4. 통신

 

2. 전자 통신의 기본 구성 요소가 아닌 것은? 답 4(전자 통신의 기본 구성 요소는 Transmitter, Receiver, Message, Channel, Noise )

Transmitter 2. Receiver 3. Message 4. Security

 

2. 차량용 통신 및 네트워크 도입 배경

 

1. 차량용 통신 및 네트워크 도입 배경

 

1) 제어기 간의 배선 수 축소를 위해 통신이 적용됨

2) 제어기 간에 어떤 정보를 전달하기 위해서는 신호선이 사용됨, 하나의 신호선에는 1개의 정보(0,1)만 담을 수 있음, 10개의 정보를 전달하려면 10개의 신호선이 필요함, 그러나 통신선 하나만으로 10개의 정보를 전달할 수 있음

3) 제어기가 증가하면 통신선의 경우 기존의 통신선 그대로 사용 가능

4) 제어기 도입 배경 1 : 제어기 간 연결 배선의 축소 -> 원가 및 중량 절감, 차량 패키지의 효율성 증대

5) 신호선 사용시 단점 : 차량 내 탑재되는 제어기가 늘어남에 따라 신호선 연결만으로는 내부 신호 복잡도가 늘어남 -> 고장 발생 부위 찾기 어려움, 고장 발생 확률 증가, 원가 및 중량 증가 -> 단순하고 안정적인 정보 공유를 위해 전부 통신선으로 교체

6) 통신선 사용 시 장점 : 제어기 추가 및 제거 작업 간편

7) 제어기 도입 배경 2 : 차량 내 효율적 정보 공유 -> 새로운 기능 적용 용이

8) 차량용 통신은 제어기의 특성이나 목적에 따라 요구 사항에 맞는 통신 프로토콜 사용

 

2. 차량용 통신 및 네트워크 적용 현황

 

1) 안전과 직결된 부분 -> 실시간 정보 공유 통신 방식 사용

2) 안전에 민감하지 않은 부분 -> 일반적인 통신 방식

3) 차량 내에 CAN, LIN, Ethernet, FlexRay 같은 다양한 통신 프로토콜 사용

- 각각의 통신 프로토콜에 맞춰 네트워크 구성

- 서로 다른 이종 통신으로 구성된 네트워크 간 연결을 위해 게이트웨이 장치 사용

퀴즈)

1. 차량 내 사용되는 통신 프로토콜의 종류가 아닌 것은? 답 4(CAN, LIN, FlexRay, Ethernet 등이다)

CAN 2. LIN 3. FlexRay 4. RS-485

 

2. 하나의 디지털 신호선이 나타낼 수 있는 데이터의 크기는? 답 1(하나의 디지털 신호선은 논리적으로 0,1의 정보를 표현하는 1bit 크기의 데이터를 전달한다.)

1bit 2. 2bit 3. 3bit 4. 4bit