오늘날 자동차 전자 분야는 장족의 발전을 이루었다. 미국 전기전자기술자협회(IEEE)의 조사에 따르면, 기존의 차체 제어 기능과 엔진 관리 기능 이외에 새로운 운전자 지원 시스템과 텔레매틱스 시스템은 연평균 16%의 높은 보급률을 기록하고 있다. IEEE는 중형차 가격에서 차지하는 전자장치의 비율이 2005년에 이미 25%를 넘어서 2010년에는 그 비중이 40%까지 증가할 것으로 예측하고 있다.
요즘 높은 성장세를 보이고 있는 분야 중 하나는 텔레매틱스 시스템이다. 텔레매틱스 애플리케이션은 시장 수명이 짧으며 표준이나 프로토콜의 변화가 심하다는 점에서 컨수머 기기와 같은 시장 특성을 보이고 있다. 즉, 안전 및 설비 가격상의 조건에 의한 영향이 크기 때문에 비교적 설계 사이클이 긴 시장 특성의 차량 내장 전자장치와는 대조적이다.
CAN(Controller Area Network)이나 J1850 같은 기존 시스템은 오랜 세월에 걸쳐 보디계 제어에 사용돼 왔다. 그러나 대역폭과 속도의 제약으로 시리얼 방식을 취하는 이들 이벤트 중심형(event-driven) 버스에서는 새로운 실시간 애플리케이션을 취급하기가 어렵다. 따라서 타임 트리거 방식의 프로토콜이나 광학 데이터 버스 등을 특징으로 하는 각종 버스 표준들이 소개되었다.
이들 자동차용 버스 네트워크는 다음 4가지 카테고리로 분류할 수 있다.

- 보디계 제어 : 데시보드/계기 패널미터, 미러, 시트벨트, 도어록, 에어백
- 오락 및 운전 정보 시스템 : 라디오, 웹브라우저, CD/DVD 플레이어, 텔레매틱스, 인포테인먼트 시스템
- 엔진룸 내부 : 안티록 브레이크 시스템, 분사 제어 시스템, 파워트레인 시스템, 트랜스미션 시스템
- 어드밴스트 안전 시스템 : brake-by-wire, steer-by-wire, 운전자 지원 시스템(액티브 세이프티)
그림 1은 다양한 버스 시스템의 상대적 속도를 나타낸 것인데, 그 속도는 Kbps부터 Gbps까지 다양하다.

엔진룸 내 버스
엔진룸 내 기능에는 좌석 조정부터 안티록 브레이크까지 다양한 기능이 있으며, 두종류의 네트워크를 사용하고 있다.

CAN(Controller Area Network)
가장 오랜 역사를 자랑하는 CAN 버스는 가장 널리 사용되고 있으며, 세계적으로 1억을 넘는 노드가 도입되었다. 통상, 자동차에는 속도가 다른 두 계통 또는 세 계통의 CAN 버스가 사용된다.
저속 CAN 버스는 125Kbps 이하의 속도로 좌석이나 윈도의 동작제어, 기타 간단한 유저 인터페이스 등의 보디계 제어 전자장치를 관리한다. 고속(최대 1Mbps) CAN 버스는 엔진 제어나 안티록 브레이크, 크루즈 컨트롤 등의 중요한 실시간 제어 기능을 실행한다.
CAN 프로토콜은 자동차, 트럭, 오프로드 자동차에서 엔진룸 내부의 통신 표준으로 되어 있다. CAN 프로토콜의 두드러진 특징 중 하나는 통신에 있어서 높은 신뢰성을 들 수 있다. 이론적으로 하나의 단일 네트워크에는 최대 2032개의 디바이스들이 한 개의 CAN 버스(한 개의 ID 번호를 가진 한 개의 노드를 가정)에 연결될 수 있다. 그러나 하드웨어 (즉, 송수신기)의 현실적인 제한으로 인해, 이것은 실제적으로는 한 개의 단일 네트워크에 최대 110개 노드들을 (필립스 82C250 CAN 컨트롤러를 사용) 허용한다.[2] 주요 CAN 칩 제조사와 제품들은 [Chip Update] 섹션의 표 1에 요약되어 있으므로 참조하기 바란다.

CAN의 특징
- 저비용
- 극대화된 견고성
- 최대 1Mbps의 데이터 전송 속도
- 신뢰성. 탁월한 오류 처리와 오류 제한 기능들
- 결함 메시지들의 자동적인 재전송
- 물리적으로 결함이 추정되는 노드들의 자동적인 버스 연결 차단
- 기능 위주의 어드레싱
CAN은 단일 채널, 2선 및 내결함성을 가진 프로토콜로서 현재 자동차 이외의 다양한 산업 애플리케이션에서 폭넓게 사용되고 있다.

LIN(Local Interconnect Network)
LIN은 비용 상의 제약이 엄격한 애플리케이션이나 데이터 전송 속도가 낮은 애플리케이션에서 CAN 버스를 보완하기 위해 개발된 기술이다. LIN 버스는 저렴한 시리얼 버스로, 분산 보디 제어 전자 시스템에 사용된다. LIN 버스를 사용하면, CAN 버스 정도의 대역폭과 범용성을 필요로 하지 않는 스마트센서나 액추에이터 등의 통신을 효과적으로 실행할 수 있다. 대표적인 응용 예에는 도어 제어(윈도, 도어록, 미러), 좌석, 온도조정, 조명, 강우센서 등이 있다.
LIN 버스는 UART를 기반으로 한 싱글 마스터, 멀티 슬레이브 네트워크 아키텍처로 원래는 자동차용 센서 및 액추에이터의 네트워크 애플리케이션용으로 개발되었다. LIN 마스터 노드는 CAN 버스 등, 보다 고수준의 네트워크와 함께 LIN 네트워크를 구축하여 네트워크의 이점을 개별 센서나 액추에이터까지 확장한다.

LIN의 핵심 기능
- 개선된 ISO 9141을 바탕으로 저비용의 single-wire 구현
- 최대 속도  20Kbps (EMI-이유로 제한)
- 싱글 마스터/멀티플 슬레이브 개념에 따라서 중재 불필요
- 보편적인 UART 인터페이스를 바탕으로 하는 저비용 실리콘 구현
- 크리스털 또는 세라믹 공진회로(resonator)가 없는 슬레이브 모드에서의 반 동기화로 슬레이브 하드웨어의 중요한 비용절감 효과
- 신호 전송을 위한 보증된 대기시간. 따라서 예측 시스템 가능
- 다른 슬레이브 노드들에서 하드웨어나 소프트웨어를 변경하지 않고도 LIN 네트워크에 노드들을 추가 가능
- 전형적인 LIN 네트워크의 크기는, 적은 수의 64 식별자들과 상대적으로 느린 전송속도로 인한 12 노드들 이하(그러나 여기에 제한되지는 않음)

엔터테인먼트 및 운전자
정보 시스템
자동차용 정보 시스템이나 텔레매틱스 장치, 특히 차량항법장치(Car Navigation System)에는 높은 기능성을 갖춘 운영체제(OS)와 네트워크 접속성이 요구된다. 현재 오픈 표준 버스와 독자적인 독립형 버스가 공존하고 있는 상황이다. 그러나 향후 시스템에서는 통합된 전자 서브시스템이 요구될 것이다.
개방적인 업계표준을 채용함으로써 제조사는 물론 서비스 센터, 소매업자에 이르기까지 모든 주요 관계자가 고객에게 중요한 전문지식을 제공하는데 집중할 수 있다. 특정 차량이나 독자적인 컴퓨팅 플랫폼과 호환성이 없는 디자인을 개별적으로 개발하는 환경은 그때마다 새로운 시간과 노력을 요구한다. 오픈 표준을 채용하게 되면 이와 같은 낭비를 없앨 수 있다.
현재 MOST(Media Oriented System Transport) 코퍼레이션, IDB(Intelligent Transport System Data Bus) 포럼, 블루투스 SIG(Bluetooth Special Interest Group)를 포함한 여러 조직들이 표준화를 적극적으로 추진하고 있다.

MOST(Media Oriented System Transport)
MOST 네트워크는 차량항법장치, 디지털라디오, 디스플레이, 휴대전화, CD/DVD 등을 포함한 여러 디바이스를 접속한다. MOST 기술은 플라스틱 광섬유용으로 최적화되어 있으며 현재 24.8Mbps에서 향후 150Mbps까지 지원할 계획이다. 또한 높은 신뢰성과 디바이스 수준에서의 확장성을 실현하고 있다.
MOST는 실시간 오디오와 압축 비디오를 완전 지원한다. 이 버스 기술은 독일의 자동차 제조사와 서플라이어가 적극적으로 지원하고 있으며 BMW, 다임러크라이슬러, Harman/Becker, BMW, OASIS 실리콘 시스템스 등이 지원하고 있다. MOST는 고급 차종에 사용되고 있으며, BMW의 7 Series에는 15개의 MOST 기기를 적용하여 양산 중에 있다.

MOST 네트워크의 목표
- 최대 25Mbps의 데이터 전송 속도를 갖는 저비용의 솔루션 구현
- POF(Plastic Optical Fiber) 이용을 통한 최적화
- 우수한 신뢰성을 가진 이용의 편리성
- 실시간 오디오와 압축된 비디오에 대한 완벽한 지원
- 다양한 프로토콜 이용을 위한 개방형 프로토콜 인터페이스
- 손쉬운 실현을 위한 규격 제공

MOST의 장점
- 단순한 구조 : 다양한 멀티미디어 기기를 링 구조의 단일 네트워크로 연결
- 설계/유지 용이
- 전선 중량(Wiring Harness) 감소 : 2개의 선만 필요(광섬유, 파워 라인)
- 확장성 : 기기 및 장치의 확장 용이(Ring Topology)
- 최대 64개 장치 연결과 플러그앤플레이
- 광대역 : 대용량의 데이터를 고속으로 전송
- 현재 24.8Mbps(15개 CD 음질 오디오 또는 15개 MPEG1 채널 해당)
- 차기 버전에서 50Mbps 계획
- 안정성, 신뢰성 : 광을 이용하므로 EMI 감소/단락 문제가 없음
- 다기능
- 오디오, 동영상, 데이터 패킷, 제어신호 등 다양한 종류의 데이터를 동시에 전송

AEM_Automotive Electronics Magazine