CAN 트랜시버 — TLE9251V로 보는 핀, 모드, 설계 포인트

# CAN 트랜시버 — TLE9251V로 보는 핀, 모드, 설계 포인트

## 트랜시버가 하는 일

MCU의 CAN 컨트롤러는 로직 레벨(0/1)만 다룬다. 실제 버스 라인에서는 이 로직 신호를 **Differential 전압**으로 변환해야 한다. 이 역할을 하는 게 **CAN 트랜시버**다.

```
MCU CAN 컨트롤러
  TxD ──→ [CAN 트랜시버] ──→ CAN_H / CAN_L (버스)
  RxD ←── [CAN 트랜시버] ←── CAN_H / CAN_L (버스)
```

## TLE9251V 핵심 스펙

Infineon의 TLE9251V는 CAN FD를 지원하는 고속 트랜시버다. PG-DSO-8 패키지(8핀 SMD)로 제공된다.

주요 사양:
- **ISO 11898-2(2016)** 및 **SAE J2284-4/-5** 완벽 준수
- 최대 **5 Mbit/s** CAN FD 지원
- 낮은 전자기 방출(EME) → 추가 Common Mode Choke 불필요
- VIO: 3.3V / 5V 겸용 (MCU 전원에 맞춤 가능)

## 핀 구성

| 핀 | 이름 | 역할 |
|----|------|------|
| 1 | **TxD** | MCU → 트랜시버 송신 입력 (내부 pull-up, Low = Dominant) |
| 2 | GND | 접지 |
| 3 | VCC | 송신기 전원 (100nF 디커플링 캐패시터 필수) |
| 4 | **RxD** | 트랜시버 → MCU 수신 출력 (Low = Dominant) |
| 5 | **VIO** | 디지털 I/O 레벨 공급 (MCU 전원과 일치시킴) |
| 6 | CANL | CAN Low 버스 라인 |
| 7 | CANH | CAN High 버스 라인 |
| 8 | **STB** | 모드 선택 (Low = Normal 동작, 내부 pull-up) |

> **설계 주의**: VCC와 VIO 모두 100nF 디커플링 캐패시터를 GND에 연결해야 한다. 없으면 고속 스위칭 시 노이즈가 심해진다.

## 세 가지 동작 모드

| 모드 | STB 핀 | 설명 |
|------|--------|------|
| **Normal-operating** | Low | 정상 송수신 |
| **Stand-by** | High | 저전력 대기. Wake-up 패턴(WUP) 감지 가능 |
| **Forced-receive-only** | — | 송신 비활성, 수신만 |

모드 전환은 STB 핀 제어 또는 VCC 저전압 이벤트로 트리거된다.

### Stand-by 모드의 Wake-up 동작
Stand-by 상태에서 버스의 Wake-up 패턴(WUP)이 감지되면 RxD 핀으로 신호가 출력된다. 하지만 이 이벤트 자체가 자동으로 Normal 모드로 전환하지는 않는다. MCU가 RxD 신호를 인식하고 STB 핀을 Low로 낮춰야 전환된다.

## TxD 타임아웃 기능

TLE9251V에는 TxD 타임아웃 보호 기능이 내장되어 있다. MCU 오동작으로 TxD 핀이 Low에 고착되면 버스 전체가 Dominant 상태로 묶여 통신 불가 상태가 된다. 타임아웃 기능이 이 상황을 감지하고 강제로 송신을 차단한다.

## 종단저항 — 왜 120Ω인가

CAN 버스 양 끝에는 반드시 **120Ω 종단저항(Termination Resistor)**이 달려야 한다. 없으면 신호가 버스 끝에서 반사되어 왜곡된다.

```
  [Node A]─────────────────────[Node B]
    │                              │
  120Ω                          120Ω
    │                              │
   GND                            GND
```

왜 120Ω인가? CAN 버스 케이블의 특성 임피던스가 대략 120Ω이기 때문이다. 종단저항과 케이블 임피던스를 맞춰야 신호 반사가 없다.

실제 설계 주의점:
- **종단저항은 정확히 두 개** — 버스의 물리적 양 끝 노드에만
- 노드가 3개 이상이면 중간 노드에 종단저항을 달지 않는다
- 트랜시버의 CANH-CANL 사이 저항 측정: 약 **60Ω** (120Ω || 120Ω)이면 올바르게 설치된 것

## 회로 연결 기본 구성

TLE9251V를 MCU(3.3V VIO 기준)에 연결하는 최소 구성:

```
STM32 MCU              TLE9251V          CAN 버스
─────────────────      ──────────────    ──────────
PA12 (CAN_TX) ──────→ TxD (Pin1)
PA11 (CAN_RX) ←────── RxD (Pin4)
GPIO_OUT ──────────→ STB (Pin8)  ← Low = Normal 동작
3.3V ────────────────            VIO (Pin5) ──+ 100nF → GND
5V ──────────────────            VCC (Pin3) ──+ 100nF → GND
GND ─────────────────            GND (Pin2)
                                 CANH (Pin7) ──────────→ CAN_H
                                 CANL (Pin6) ──────────→ CAN_L
```

> `STB` 핀은 GPIO로 제어하거나 10kΩ pull-down 저항으로 항상 Low로 고정할 수 있다. 저전력 모드가 필요 없다면 pull-down 고정이 더 단순하다.

## PCB 설계 주의사항

- **CANH/CANL 라인은 Twisted Pair로** — 두 선이 붙어 있어야 differential 특성이 유지된다
- 디커플링 캐패시터는 **핀 근처에 최대한 가깝게** 배치
- CAN 버스 라인이 고속 스위칭 신호(클럭, PWM)와 평행하게 지나가지 않도록 주의
- TLE9251V는 **추가 Common Mode Choke 없이도 EME가 낮다**고 명시되어 있지만, EMC 인증이 필요한 차량 등급 제품이라면 별도 검증 필요

## 다음 챕터에서는

트랜시버로 물리 레이어를 연결했다. 이제 PC에서 이 CAN 버스를 다루려면 **Vector 같은 인터페이스 장비와 드라이버**가 필요하다.

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