스마트 디바이스의 유용성이 증가함에 따라 사용자들은 언제, 어디서나 필요한 정보에 접근하는데 익숙해지고 있다. 웨어러블 디바이스는 빠르고 그리고 쉽게 사용자가 정보에 접근할 수 있도록 도와준다. 이러한 웨어러블 디바이스는 제어가 쉽고 사용하기 편리하다는 장점이 있기에, 웨어러블 디바이스는 Post-Smartphone 시대의 리더로 자리매김 하고 있다. 신성장 동력 산업으로써, 웨어러블 디바이스와 결합된 지능형 자동차는 자동차 시장에서 주목 받고 있다. 자동차 산업의 급속한 변화에 따라 갈수록 더 많은 어플리케이션들이 실시간 ...
스마트 디바이스의 유용성이 증가함에 따라 사용자들은 언제, 어디서나 필요한 정보에 접근하는데 익숙해지고 있다. 웨어러블 디바이스는 빠르고 그리고 쉽게 사용자가 정보에 접근할 수 있도록 도와준다. 이러한 웨어러블 디바이스는 제어가 쉽고 사용하기 편리하다는 장점이 있기에, 웨어러블 디바이스는 Post-Smartphone 시대의 리더로 자리매김 하고 있다. 신성장 동력 산업으로써, 웨어러블 디바이스와 결합된 지능형 자동차는 자동차 시장에서 주목 받고 있다. 자동차 산업의 급속한 변화에 따라 갈수록 더 많은 어플리케이션들이 실시간 데이터 전송을 필요로 한다. 따라서 전자 제어 유닛 (ECUs)들의 인터네트워킹이 점점 복잡해지고 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위해 자동차 네트워크 기술이 중요해 지고 있다. 차량용 통신 네트워크 중에 하나인 CAN은 다른 통신 프로토콜에 비해 높은 신뢰성을 제공한다. 또한 저비용으로 뛰어난 성능을 보여 주며, 네트워크 시스템에 새로운 노드를 추가하기 위해 전체 네트워크 구성을 변경할 필요가 없다는 장점을 갖는다. 그러나 시간이 지남에 따라 CAN의 낮은 대역폭과 성능으로는 차량 내 전자 기기들의 증가로 인한 데이터 폭증을 해결할 수 없게 되었다. 따라서 현존하는 CAN 프로토콜의 한계를 극복하기 위해 새로운 통신 프로토콜인 CAN with Flexible Data Rate (CAN FD)가 제안되었다. CAN을 기반으로 설계된 CAN FD는 최대 8Mbps의 속도로 데이터 전송이 가능하며, 최대 64바이트의 데이터를 전송 가능하다. 또한 CAN에서의 구조 전환이 용이하며, 기존의 데이터 전송 대역폭의 한계를 극복한 차세대 자동차 네트워크 프로토콜이다. 본 논문에서는 스마트 밴드 타입 웨어러블 장치를 위한 차량 내 네트워크를 제안한다. 밴드 형태의 웨어러블 디바이스는 스마트키 기능과 사용자 및 차량 상태에 대한 정보를 포함한다. Audio Video Navigation (AVN)은 신호를 분석하여 해당하는 ECU를 제어하기 위한 데이터를 생성한다. 데이터와 제어 정보를 포함하는 명령 패킷은 SPI 통신으로 CAN FD 컨트롤러에 전송되어 CAN FD 스펙에 맞게 변환된다. 각각의 CAN FD 컨트롤러들은 실시간으로 버스를 모니터링하고, 프레임의 목적지를 판단하여 데이터를 수신한다. 수신한 데이터는 연결된 ECU 혹은 센서로 전달되어 AVN의 명령을 수행하게 된다. Altera의 Cyclone FPGA를 이용하여 FPGA prototyping을 진행하였으며 설계된 CAN FD IP는 매그나칩/하이닉스 0.18um 공정의 MPW를 이용하여 ASIC으로 설계하였다. 설계한 CAN FD 컨트롤러를 검증하기 위하여 하드웨어 스코프로 파형을 계측하여 정상 작동함을 확인하였다. 또한 각각의 데이터를 추출하여 전송한 데이터와 수신한 데이터를 비교하여 CAN FD 컨트롤러의 기능을 검증하였다.
스마트 디바이스의 유용성이 증가함에 따라 사용자들은 언제, 어디서나 필요한 정보에 접근하는데 익숙해지고 있다. 웨어러블 디바이스는 빠르고 그리고 쉽게 사용자가 정보에 접근할 수 있도록 도와준다. 이러한 웨어러블 디바이스는 제어가 쉽고 사용하기 편리하다는 장점이 있기에, 웨어러블 디바이스는 Post-Smartphone 시대의 리더로 자리매김 하고 있다. 신성장 동력 산업으로써, 웨어러블 디바이스와 결합된 지능형 자동차는 자동차 시장에서 주목 받고 있다. 자동차 산업의 급속한 변화에 따라 갈수록 더 많은 어플리케이션들이 실시간 데이터 전송을 필요로 한다. 따라서 전자 제어 유닛 (ECUs)들의 인터네트워킹이 점점 복잡해지고 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위해 자동차 네트워크 기술이 중요해 지고 있다. 차량용 통신 네트워크 중에 하나인 CAN은 다른 통신 프로토콜에 비해 높은 신뢰성을 제공한다. 또한 저비용으로 뛰어난 성능을 보여 주며, 네트워크 시스템에 새로운 노드를 추가하기 위해 전체 네트워크 구성을 변경할 필요가 없다는 장점을 갖는다. 그러나 시간이 지남에 따라 CAN의 낮은 대역폭과 성능으로는 차량 내 전자 기기들의 증가로 인한 데이터 폭증을 해결할 수 없게 되었다. 따라서 현존하는 CAN 프로토콜의 한계를 극복하기 위해 새로운 통신 프로토콜인 CAN with Flexible Data Rate (CAN FD)가 제안되었다. CAN을 기반으로 설계된 CAN FD는 최대 8Mbps의 속도로 데이터 전송이 가능하며, 최대 64바이트의 데이터를 전송 가능하다. 또한 CAN에서의 구조 전환이 용이하며, 기존의 데이터 전송 대역폭의 한계를 극복한 차세대 자동차 네트워크 프로토콜이다. 본 논문에서는 스마트 밴드 타입 웨어러블 장치를 위한 차량 내 네트워크를 제안한다. 밴드 형태의 웨어러블 디바이스는 스마트키 기능과 사용자 및 차량 상태에 대한 정보를 포함한다. Audio Video Navigation (AVN)은 신호를 분석하여 해당하는 ECU를 제어하기 위한 데이터를 생성한다. 데이터와 제어 정보를 포함하는 명령 패킷은 SPI 통신으로 CAN FD 컨트롤러에 전송되어 CAN FD 스펙에 맞게 변환된다. 각각의 CAN FD 컨트롤러들은 실시간으로 버스를 모니터링하고, 프레임의 목적지를 판단하여 데이터를 수신한다. 수신한 데이터는 연결된 ECU 혹은 센서로 전달되어 AVN의 명령을 수행하게 된다. Altera의 Cyclone FPGA를 이용하여 FPGA prototyping을 진행하였으며 설계된 CAN FD IP는 매그나칩/하이닉스 0.18um 공정의 MPW를 이용하여 ASIC으로 설계하였다. 설계한 CAN FD 컨트롤러를 검증하기 위하여 하드웨어 스코프로 파형을 계측하여 정상 작동함을 확인하였다. 또한 각각의 데이터를 추출하여 전송한 데이터와 수신한 데이터를 비교하여 CAN FD 컨트롤러의 기능을 검증하였다.
Wearable devices allow users to access information in a fast and convenient way. The advantages of such devices are that they are simple to control and easy to use. Rapid developments in the automotive industry mean that an increasing number of applications require real-time data transfer. Automobil...
Wearable devices allow users to access information in a fast and convenient way. The advantages of such devices are that they are simple to control and easy to use. Rapid developments in the automotive industry mean that an increasing number of applications require real-time data transfer. Automobiles contain a number of Electronic Control Units (ECUs) to ensure the safety and comfort of users. Each ECU is connected through a communication protocol for data interchange. Thus, internetworking between components also becomes more complex. The Control Area Network (CAN) is a well-known serial communications protocol that has been widely used in the automotive industry over the past two decades. The CAN is highly reliable compared to other communication protocols. However, over time, the emergence of new automobiles will require real-time data transfer at higher bit rates than those supported by the CAN. The Controller Area Network with Flexible Data-Rate (CAN FD) retains many features of the CAN such as type of frame, arbitration, and bit stuffing, but unlike the CAN, it also supports variable data lengths in the data phase and transmits data at a rate of up to 8 Mbps. Thus, the CAN FD not only provides variable data rate but also improves network interconnection performance. The CAN FD bus controller for an in-vehicle network was proposed and the CAN FD platform supporting multiple ECUs of the in-vehicle system was demonstrated. In this paper, we present an in-vehicle Controller Area Network with Flexible Data-Rate (CAN FD) bus controller for smart band-type wearable devices. The CAN FD is suitable for in-vehicle communication networks that require high reliability and high data transmission rates. The CAN FD controller supports variable data length transmissions for wearable devices. The CAN FD controller receives data from the Audio Video Navigation (AVN) through the Serial Peripheral Interface (SPI) and successfully transmits the data to the CAN FD bus. We also defined the command packet containing the control information. The CAN FD controller was realized on a Field-Programmable Gate Array (FPGA) and its implementation demonstrated the feasibility of our proposed system for in-vehicle communication network through the CAN FD. Moreover, the adopted processor and AHB interface can be used in various applications and consumer devices.
Wearable devices allow users to access information in a fast and convenient way. The advantages of such devices are that they are simple to control and easy to use. Rapid developments in the automotive industry mean that an increasing number of applications require real-time data transfer. Automobiles contain a number of Electronic Control Units (ECUs) to ensure the safety and comfort of users. Each ECU is connected through a communication protocol for data interchange. Thus, internetworking between components also becomes more complex. The Control Area Network (CAN) is a well-known serial communications protocol that has been widely used in the automotive industry over the past two decades. The CAN is highly reliable compared to other communication protocols. However, over time, the emergence of new automobiles will require real-time data transfer at higher bit rates than those supported by the CAN. The Controller Area Network with Flexible Data-Rate (CAN FD) retains many features of the CAN such as type of frame, arbitration, and bit stuffing, but unlike the CAN, it also supports variable data lengths in the data phase and transmits data at a rate of up to 8 Mbps. Thus, the CAN FD not only provides variable data rate but also improves network interconnection performance. The CAN FD bus controller for an in-vehicle network was proposed and the CAN FD platform supporting multiple ECUs of the in-vehicle system was demonstrated. In this paper, we present an in-vehicle Controller Area Network with Flexible Data-Rate (CAN FD) bus controller for smart band-type wearable devices. The CAN FD is suitable for in-vehicle communication networks that require high reliability and high data transmission rates. The CAN FD controller supports variable data length transmissions for wearable devices. The CAN FD controller receives data from the Audio Video Navigation (AVN) through the Serial Peripheral Interface (SPI) and successfully transmits the data to the CAN FD bus. We also defined the command packet containing the control information. The CAN FD controller was realized on a Field-Programmable Gate Array (FPGA) and its implementation demonstrated the feasibility of our proposed system for in-vehicle communication network through the CAN FD. Moreover, the adopted processor and AHB interface can be used in various applications and consumer devices.
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