CAN do IT (자동차를 굴려보자)

[CAN] CAN통신 이론 정리

CAN 프로젝트 — Sun, 5 Apr 2026 13:21:36 +0900

ISO-11898-2-2024.pdf

ISO-11898-1-2024.pdf

1. CAN 통신이란?

CAN(Controller Area Network)은 차량 내부의 ECU(Electronic Control Unit) 간 데이터를 주고받기 위해 설계된 통신 프로토콜이다.

기존 자동차는 센서와 제어기 사이를 개별 배선으로 연결하는 방식이었지만, 이로 인해 배선 증가, 무게 상승, 유지보수 어려움 등의 문제가 발생하였다. CAN 통신은 이러한 문제를 해결하기 위해 하나의 통신 버스를 기반으로 여러 장치가 데이터를 공유할 수 있도록 설계되었다.

CAN 국제 규격서 : ISO 11898

2. CAN 통신의 특징

1) 버스 기반 구조

CAN은 하나의 통신 라인(bus)에 여러 ECU가 연결되는 구조이다.

즉, 특정 장치 간 1:1 통신이 아니라 모든 노드가 동일한 데이터를 공유하는 방식이다.

2) ID 기반 메시지 통신

일반적인 네트워크는 IP 주소를 기반으로 통신하지만, CAN은 메시지 ID를 기반으로 데이터를 구분한다.

예를 들어:

ID 0x100 → 차량 속도
ID 0x101 → 엔진 RPM

수신 장치는 자신에게 필요한 ID만 선택적으로 처리한다.

3) 실시간성

CAN 통신은 제어 시스템에 적합하도록 지연(latency)이 매우 낮고 실시간성이 보장된다.

이는 차량 제어와 같이 빠른 응답이 필요한 환경에서 매우 중요하다.

실제 CAN 통신의 지연시간은 약 0.0001초 ~ 0.005초 (100µs ~ 5ms) 매우 낮은 수치이다.

시속 100km/h인 자동차는 0.1초동안 약 2.8m를 이동할 수 있다. 만약 제동 관련 신호가 수 msec 지연된다면 사고로 이어질 수 있는 충분한 거리이다. 그만큼 CAN통신의 지연시간과 신뢰성은 중요하다.

4) 높은 신뢰성

CAN은 CRC, 에러 검출, 자동 재전송 등의 기능을 통해
노이즈가 많은 자동차 환경에서도 안정적인 통신을 유지한다.

3. CAN 프레임 구조

CAN 메시지는 ISO 11898(CAN 통신의 공식 국제 표준)에서 정의되며 다음과 같은 구조로 구성된다.(공식문서 첨부파일 참고)

[ID] [DLC] [DATA] [CRC]

ID: 메시지의 의미 및 우선순위 결정
DLC: 데이터 길이 (최대 8바이트)
DATA: 실제 데이터
CRC: 오류 검출

예시:

ID: 0x100 | DATA: 64 00
→ 차량 속도 100 km/h

4. Arbitration (중재 메커니즘)

CAN의 가장 중요한 특징 중 하나는 여러 ECU가 동시에 데이터를 전송할 때 충돌을 해결하는 방식이다.

CAN에서는 ID 값이 낮을수록 우선순위가 높다.

예를 들어:

ID 0x100
ID 0x200

두 메시지가 동시에 전송되면 0x100 메시지가 먼저 전송된다.

이러한 방식을 Arbitration이라고 하며, 중요한 데이터가 먼저 전달되도록 보장한다.

5. 물리 계층

ISO 11898-2 규격 Test circuit 발췌

CAN 물리계층은 ISO 11898-2 표준을 기반으로 하며, 차동 신호(CAN_H, CAN_L)를 사용하여 노이즈에 강한 통신을 제공한다.
신뢰성 확보를 위해 종단저항(120Ω), Twisted Pair 배선, ESD 보호 및 적절한 접지 설계가 필수적이다.

6. 자동차에서의 활용

차량 내부에서는 다양한 ECU들이 CAN 통신으로 연결되어 있다.

예를 들어:

엔진 ECU → RPM 데이터 전송
ABS ECU → 바퀴 속도 전송
계기판 → 속도 표시

이처럼 CAN은 차량의 주요 데이터를 전달하는 핵심 네트워크 역할을 수행한다.

마무리

CAN 통신은 단순한 데이터 전달을 넘어 자동차 제어 시스템의 핵심 인프라 역할을 수행한다.

다음 단계에서는 이러한 CAN 통신을 기반으로 개략적인 프로젝트의 시스템 구조를 설계할 예정이다.

[CAN] CAN 통신 프로젝트 준비

CAN 프로젝트 — Sun, 5 Apr 2026 12:33:49 +0900

1. 프로젝트 배경

최근 자동차 산업은 단순한 기계 중심 구조에서 벗어나 소프트웨어 중심의 SDV(Software Defined Vehicle) 형태로 빠르게 변화하고 있다.

이러한 변화 속에서 차량 내부의 다양한 ECU(Electronic Control Unit) 간 통신을 담당하는 CAN 통신은 여전히 핵심적인 역할을 수행하고 있다.

본 프로젝트에서는 CAN 통신을 직접 구현하고 분석함으로써, 자동차 소프트웨어의 기초 구조를 이해하는 것을 목표로 한다.

2. 프로젝트 목표

개념적 목표 : Controller Area Network(CAN) 통신 구조 및 동작 원리를 이해한다.
SW 개발 역량 목표 : Linux 기반 환경에서 C++을 활용하여 CAN 데이터를 수신·처리하는 응용 소프트웨어를 구현한다.
HW 설계 역량 목표 : CAN 통신의 신뢰성을 확보하기 위한 하드웨어 인터페이스 및 주변 회로를 설계한다.

3. 프로젝트 개요

본 프로젝트는 차량 내부 네트워크에서 사용되는 CAN 통신을 기반으로,
차량 데이터를 송수신하고 이를 분석하는 소프트웨어를 구현하는 것을 목표로 한다.

특히 Linux의 SocketCAN 환경을 활용하여 실제 차량 통신 구조와 유사한 환경을 구성하고,
C++ 기반으로 데이터 처리 로직을 설계한다.

4. 전체 시스템 구조

본 프로젝트의 전체 구조는 다음과 같다.

[CAN 데이터 생성기] → [CAN 버스] → [C++ 수신 프로그램] → [데이터 분석 및 출력]

CAN 데이터 생성기: 차량 속도, RPM 등의 데이터를 생성
CAN 버스: 데이터 전달 (vcan 기반 가상 환경 사용)
C++ 수신 프로그램: CAN 메시지 수신 및 파싱
데이터 분석: 사람이 이해할 수 있는 형태로 출력

5. 개발 방법론 (V-model 적용)

*제미나이가 이미지로 V-model을 설명해주는 자료

본 프로젝트는 차량업계에서 많이 사용하는 V-model 기반 개발 프로세스를 참고하여, 요구사항 정의부터 구현 및 검증 단계까지 체계적으로 진행하고자한다.

V-model 구조는 다음과 같이 구성된다. "요구사항 정의 → 시스템 설계 → 상세 설계 → 구현 → 단위 테스트 → 통합 테스트"

이를 본 프로젝트에 적용하면 다음과 같다.

요구사항 정의: 차량 내 ECU 간 CAN 통신을 통해 속도 및 엔진 데이터를 실시간으로 송수신하고 이를 안정적으로 처리하는 시스템을 개발한다.
시스템 설계: 전체 데이터 흐름 및 구조 설계
상세 설계:
1. HW 상세설계 : 회로도, 인터페이스 pinmap
2. SW 상세설계 : CAN ID 및 데이터 포맷 정의
구현: C++ 기반 CAN 수신 프로그램 개발
단위 테스트: CAN 메시지 송수신 검증
통합 테스트: 전체 시스템 동작 검증

6. 향후 진행 계획

본 프로젝트는 다음과 같은 순서로 진행할 예정이다.

CAN 통신 이론 정리
시스템 아키텍처 설계
Linux CAN 환경 구축 (SocketCAN)
C++ 기반 CAN 수신 프로그램 구현
프로그램 탑재 환경 설계(PC or MCU, FPGA 등)
테스트 및 결과 분석

7. 기대 효과

본 프로젝트를 통해 다음과 같은 역량을 확보할 수 있을 것으로 기대한다.

자동차 네트워크(CAN)에 대한 이해
임베디드 Linux 환경에서의 개발 경험
C++ 기반 데이터 처리 및 시스템 설계 능력
실제 자동차 소프트웨어 개발 프로세스(V-model)에 대한 이해

마무리

이번 프로젝트는 단순한 통신 구현을 넘어서,
자동차 소프트웨어 개발 흐름을 직접 경험하는 것을 목표로 한다.

다음 글에서는 CAN 통신의 기본 개념과 구조에 대해 정리할 예정이다.