CAN

핵심 요약

공유 버스에서 식별자 기반 중재로 메시지를 전송하는 CAN의 프레임·신호·오류 처리를 정리한다.

Classic CAN의 일반 개념. ISO 11898 시리즈의 적용 판과 트랜시버 사양을 별도로 확인한다.

CAN은 메시지 중심의 브로드캐스트 통신이다. 식별자는 메시지 의미와 중재 우선순위에 사용되며 송신 노드의 고유 주소와 동일하지 않다.

여러 노드가 동시에 전송하면 dominant/recessive 비트와 비트별 중재로 우선순위가 결정된다. 같은 프레임 형식에서는 더 작은 수치의 ID가 일반적으로 높은 우선순위를 갖지만, 기본·확장 프레임 등의 중재 필드 차이도 확인한다.

11비트 기본 식별자와 29비트 확장 식별자 형식을 구분한다. Classic CAN 데이터 프레임의 페이로드는 최대 8바이트다. 데이터 값은 신호 정의 없이 물리량으로 해석할 수 없다.

DBC 등 신호 정의에서 시작 비트·길이·바이트 순서·부호·스케일·오프셋·단위·무효값을 확인한다. 프레임 식별자와 신호 정의의 버전도 함께 기록한다.

고속 CAN의 전형적인 선형 버스는 양 끝의 종단과 제한된 stub을 고려한다. 모든 CAN 물리 계층이 동일한 종단 구성을 사용하는 것은 아니다. 비트레이트·샘플 포인트·배선·노드 수를 실제 PHY와 함께 확인한다.

오류 검출·오류 프레임·재전송과 error-active, error-passive, bus-off 상태를 구분한다. ACK는 적어도 한 수신 노드의 프로토콜 수준 수신을 뜻하며 목적 애플리케이션의 처리가 완료됐다는 보장은 아니다.

높은 우선순위 메시지가 많으면 낮은 우선순위의 응답 시간이 늘 수 있다. 평균 버스 부하뿐 아니라 최악 응답 시간과 주기·지터를 분석한다.

Linux의 can-utils와 vcan 모듈을 사용하는 가상 버스 예제다. 실제 배선·중재 타이밍·bus-off를 재현하는 시험은 아니다.

sudo modprobe vcan
sudo ip link add dev vcan0 type vcan
sudo ip link set vcan0 up
# 터미널 A
candump -tz vcan0
# 터미널 B
cansend vcan0 123#11223344

수신 로그에서 ID 0x123과 데이터 11 22 33 44를 확인한다. 응용 신호 정의가 없다면 이 데이터를 온도·속도 등으로 임의 해석하지 않는다.

예제 신호 정의는 첫 2바이트 unsigned little-endian, factor 0.1, offset -40이다. Raw 0x012C는 300이고 물리값은 -10이다.

payload = bytes.fromhex("2C01")
raw = int.from_bytes(payload[:2], "little", signed=False)
physical = raw * 0.1 - 40
assert physical == -10

신호 정의와 실제 로그의 바이트 순서·단위를 먼저 대조한다. Raw 최소·최대값과 무효값 처리를 추가해 시험한다.