다중 채널 CAN FD 애플리케이션 및 구현
CAN FD 기술은 자동차 및 산업 분야에서 가장 진보된 네트워크 통신 기술 중 하나이며 컨트롤러 영역 네트워크(CAN) 프로토콜의 확장입니다. CAN에 비해 CAN FD 인터페이스 기술은 두 가지 주요 측면에서 상당한 성능 개선을 제공합니다:
- 전송 속도 증가: CAN의 최대 전송 속도는 1Mbps인 반면, CAN FD는 최대 12Mbps를 달성할 수 있습니다.
- 향상된 전송 페이로드 용량: CAN은 프레임당 8바이트를 전송하는 반면 CAN FD는 프레임당 64바이트를 전송할 수 있습니다.
또한 CAN FD에는 하드웨어 프로토콜 개선 사항과 CAN 인터페이스와 호환되는 최적화가 포함되어 있으며, 여기에는 자세히 설명되어 있지 않습니다. 우수한 성능으로 인해 CAN FD 애플리케이션에 대한 수요가 증가하고 있으며, 이는 CAN을 제품 트렌드로 대체하고 있습니다.
기술 트렌드를 선도하는 누보톤은 CAN FD 인터페이스가 장착된 새로운 MCU/MPU 제품 시리즈를 출시하여 최대 4개의 채널을 지원합니다:
DC 충전소 및 산업용 인터페이스 변환기와 같은 산업용 애플리케이션에서 데이터 통신을 용이하게 하기 위해 CAN FD 인터페이스가 추가된 제품에 대한 필요성이 점점 더 커지고 있습니다. 아래는 CAN FD를 통합하는 몇 가지 성공적인 사용자 사례입니다:
Case Study 1:
M467 MCU는 CAN FD 인터페이스를 활용하여 여러 배터리 팩과 통신하여 데이터를 수집할 수 있습니다. 이 애플리케이션은 4개의 CAN FD 인터페이스를 사용하므로 5Mbps 이상의 안정적인 처리량이 필요합니다. 임시 데이터는 하이퍼램이 탑재된 누보톤의 독점 HyperBus를 사용하여 저장되며(SRAM보다 낮은 전력 소비 및 비용 제공), 이후 데이터는 이더넷 포트를 통해 모니터링 단말기로 전송되어 추가 처리가 가능합니다.
Case Study 2:
산업용 CAN 인터페이스 변환기: M463 시리즈 MCU는 CAN 및 UART 프로토콜 데이터를 변환하는 데 사용되며, 2개의 CAN FD 인터페이스로 빠른 데이터 송수신을 용이하게 합니다. 이 시스템은 UART의 RX/TX 16 바이트 FIFO를 통해 실시간으로 안정적으로 데이터를 전송할 수 있도록 보장합니다. 또한 M463은 HS USB2.0 인터페이스를 갖추고 있어 외장 고속 USB PHY가 필요 없고 고객 BOM 비용을 절감할 수 있습니다.
Case Study 3:
누보톤 M467/MA35D1 시리즈 칩은 DC 충전소 애플리케이션에서 탁월한 성능을 발휘합니다. M467 시리즈 MCU는 4개의 CAN FD 인터페이스와 1024K바이트의 제로 웨이트 eFlash, 512K바이트의 RAM, 28채널의 최대 3개의 ADC 하드웨어, 기가비트 이더넷 및 HS USB OTG를 자랑합니다. 또한 다양한 보안 수준의 키를 관리할 수 있는 전용 OTP, 플래시 및 RAM 영역이 있는 독립적인 KeyStore 보안 하드웨어 IP가 포함되어 있습니다. 이 칩은 다양한 인터페이스를 제공하며 다양한 애플리케이션 요구 사항에 맞춰 LQFP64부터 LQFP176까지 다양한 패키지로 제공됩니다.
아래 예시된 DC 충전소 애플리케이션에서 M467 시리즈 MCU는 디스플레이 및 제어 목적으로 UART를 통해 화면과 통신합니다. 청구, 통신, 보호 및 자동차 CAN FD 통신과 같은 기능은 M467 싱글 칩 솔루션에 의해 효율적으로 처리됩니다.
누보톤은 또한 DC충전소를 위한 단일 칩 솔루션으로 MA35D1 시리즈 MPU를 제공합니다. MA35D1 시리즈는 최대 800MHz를 실행할 수 있는 64비트 듀얼 코어 A35 프로세서와 실시간 작업을 위한 180MHz 전용 M4 MCU를 갖추고 있습니다. 최대 512M바이트의 DDR3 메모리가 포함되어 있으며 보안 암호화 및 키 관리를 위해 Nuvoton의 TSI(Trusted Secure Island) 하드웨어가 통합되어 있습니다. 이 칩은 최대 해상도 1920x1080의 RGB 출력을 지원하며 그래픽 및 이미지 디코딩 가속화를 제공합니다. 듀얼 기가 이더넷 인터페이스가 있으며 세 가지 패키지 옵션으로 제공됩니다: LQFP216, BGA312, BGA364.
아래에 표시된 것처럼 이 솔루션은 MA35D1의 내부 M4 MCU를 활용하여 전압, 전류, 온도 모니터링 및 보호, 자동차 및 DC 전력 모듈 CAN FD 시스템과의 통신과 같은 높은 실시간 작업을 실행합니다. 또한 MA35D1 내의 듀얼 코어 A35 프로세서를 통해 Linux OS 작동, 대형 화면 디스플레이, 네트워크 통신, 과금 및 데이터 암호화 기능을 포함한 고성능 작업을 수행할 수 있습니다.
위에서 언급한 성공적인 사례를 바탕으로, 누보톤 시리즈의 CAN FD 칩은 높은 통합성과 안정성으로 인해 산업 제조업체들 사이에서 널리 인정받고 있습니다. 사용자는 누보톤 웹사이트(www.nuvoton.com) 를 방문하여 관련 문서에 액세스하고 테스트 목적으로 해당 개발 보드를 구매할 수 있습니다.
결론적으로 Nuvoton의 CAN/CAN FD 시리즈 칩의 주요 기능을 요약하고 필요에 따라 적절한 모델을 선택할 수 있도록 초대합니다.
MCU Series Products:
MPU Series Products: