현대 자동차는 수십~100+개의 ECU가 다양한 통신 버스로 연결됩니다. EV·ADAS·자율주행이 확대되면서 통신 측정·검증의 중요성이 커지고 있습니다. 주요 4가지 자동차 버스의 물리계층과 측정 포인트를 정리합니다.
1. 자동차 통신 버스 한눈에
| 버스 | 속도 | 토폴로지 | 주 응용 |
|---|---|---|---|
| CAN (Classical) | 최대 1 Mbps | 차동, 2-와이어 | 파워트레인·섀시·바디 |
| CAN FD | 최대 5-8 Mbps | CAN과 동일 | CAN 확장(데이터 64바이트) |
| LIN | 최대 20 kbps | 단일 와이어, 마스터-슬레이브 | 도어·시트·미러·조명 |
| FlexRay | 10 Mbps | 차동, 1·2채널 중복 | 실시간 안전·X-by-wire |
| Automotive Ethernet | 100M / 1G / 10G BASE-T1 | 단일 페어 차동 | ADAS 카메라·라이다·인포테인먼트 |
| OBD-II / UDS | CAN 위 진단 프로토콜 | — | 차량 진단·정비 |
2. CAN — 가장 광범위한 차량 버스
물리계층
- 차동 신호: CAN High와 CAN Low의 차이로 비트 인식
- Dominant(0): CANH ≈ 3.5V, CANL ≈ 1.5V (차 = 2V)
- Recessive(1): CANH ≈ CANL ≈ 2.5V (차 = 0V)
- 종단저항 120Ω 양 끝 필요(시스템 전체 60Ω 등가)
오실로 측정 시
- 두 채널로 CANH·CANL 동시 측정 후 수학 채널 (CH1-CH2)로 차분 파형
- 시리얼 디코드 옵션(CAN/CAN FD)으로 ID·DLC·Data·CRC 자동 해석
- 트리거: 특정 ID·에러 프레임·CRC 에러 등으로 격리
3. LIN — 저속·저비용
- 단일 와이어(GND 기준), 마스터 1 + 슬레이브 최대 16
- 속도 1·10·20 kbps
- 도어록·창문·시트·미러 등 비용 우선 영역
- 오실로 + LIN 디코드 옵션으로 헤더·응답·체크섬 확인
4. FlexRay — 실시간·결정성
- 10 Mbps 차동, 1 또는 2채널(중복) 구성
- TDMA 슬롯 기반으로 결정적(deterministic) 통신 — 충돌 없음
- X-by-wire(브레이크/조향) 등 안전 임계 시스템
- 측정: 채널 A/B 동기 분석 + 슬롯 타이밍 검증
5. Automotive Ethernet — ADAS·자율주행 기반
- 100BASE-T1 / 1000BASE-T1 / 10GBASE-T1: 단일 차동 페어로 양방향 통신
- 카메라·라이다·중앙 컴퓨팅 통신에 사용
- 측정: 신호 무결성(아이 다이어그램·지터), PoDL(Power over Data Line) 함께 검증
- 일반 LAN과 호환 안 됨 — Automotive Ethernet 전용 미디어 컨버터 필요
6. OBD-II / UDS — 진단 프로토콜
- CAN(또는 K-Line) 위에서 동작하는 진단·서비스 프로토콜
- OBD-II: 배출가스·기본 진단(법규)
- UDS(ISO 14229): 메이커별 확장 진단·플래시·재프로그래밍
- 차량 정비·R&D 검증·EOL(End-of-Line) 시험에 활용
실용 팁: CAN 측정 시 종단저항이 양 끝에 정확히 120Ω인지 먼저 확인. 종단 불량은 신호 링잉·비트 에러의 가장 흔한 원인.
7. 측정·검증 시나리오
| 시나리오 | 필요한 도구 |
|---|---|
| 버스 신호 품질 확인 | 오실로 (≥200 MHz) + 차동 프로브 + 시리얼 디코드 |
| 트래픽 모니터링·로깅 | CAN/LIN 분석기, PC 소프트웨어 |
| HIL (Hardware-in-Loop) 검증 | 실시간 시뮬레이터 + 버스 인터페이스 |
| EMC 면역성 시험 | EMC 챔버 + 버스 동작 감시 (CISPR 25) |
| 차량 통신 모듈 R&D | 오실로 + 프로토콜 분석 + 신호 발생기(고장 주입) |
8. 자주 하는 실수
- 종단저항 누락/오류 — 한 쪽만 120Ω이거나 양쪽 다 빠지면 신호 반사로 디코드 불가
- 접지 루프 — 차량 섀시와 측정 장비 접지가 따로면 50/60 Hz 잡음 유입
- 샘플링 부족 — 1 Mbps CAN을 100 MSa/s로 보면 비트가 거칠게 보이지만 디코드는 가능. CAN FD/FlexRay는 더 높은 샘플레이트 필요
- 잘못된 비트 레이트 설정 — 디코드가 안 되면 보레이트·샘플링 포인트부터 점검
자주 묻는 질문
CAN 측정에 차동 프로브가 꼭 필요한가요?
아닙니다. 표준 패시브 프로브 2개로 CANH·CANL을 각각 측정하고 수학 채널(CH1-CH2)로 차분 파형을 보면 됩니다. 다만 노이즈가 심한 환경이면 차동 프로브가 더 정확합니다.
OBD 단자로 모든 차량 통신을 볼 수 있나요?
OBD-II 포트는 주로 진단용 게이트웨이에 연결되며, 차량 내부의 모든 버스가 그대로 노출되지는 않습니다. 전체 차량 버스 분석에는 ECU 측 직접 분기·차량 제조사 지원이 필요합니다.
FlexRay는 아직 많이 쓰이나요?
안전 임계 시스템에서는 여전히 쓰이지만, 신규 차량은 Automotive Ethernet + CAN FD 조합으로 이동하는 추세입니다.
Automotive Ethernet은 일반 RJ45로 측정 가능?
아닙니다. 단일 페어 PoDL 신호로 일반 LAN과 호환 안 됩니다. 전용 미디어 컨버터·테스트 어댑터가 필요합니다.
EV는 어떤 버스를 가장 많이 쓰나요?
파워트레인·BMS는 CAN FD, 차량 내 고대역 데이터는 Automotive Ethernet 비중이 빠르게 늘고 있습니다.