왜 CAN Bus 양 끝에는 120Ω 종단저항(Termination Resistor)이 필요할까?

CAN Bus 구조를 보면 항상 등장하는 부품이 있다.

 

바로 120Ω 종단저항(Termination Resistor) 이다.

 

CAN 네트워크를 설명하는 그림을 보면 대부분 Bus 양 끝에 120Ω 저항이 연결되어 있는 것을 볼 수 있다.

 

하지만 많은 사람들이 "그냥 저항 하나 연결한 것 아닌가?" 라고 생각한다.

사실 이 120Ω 저항은 CAN 통신의 안정성을 결정하는 매우 중요한 역할을 한다.

 

이번 글에서는 종단저항이 왜 필요한지, 그리고 종단저항이 없으면 어떤 문제가 발생하는지 알아보자.

 

종단저항(Termination Resistor)이란?

 

종단저항은 말 그대로 통신선의 끝(Termination)에 연결하는 저항이다.

 

CAN Bus에서는

• Bus의 시작점
• Bus의 끝점

두 곳에 각각 120Ω 저항을 연결한다.

중간에 연결된 ECU에는 종단저항을 넣지 않는다.

오직 Bus의 양 끝에만 설치한다.

 

왜 하필 120Ω일까?

 

CAN 케이블은 일반 전선이 아니라 특성 임피던스(Characteristic Impedance)를 가진 전송선로이다.

대부분의 자동차용 CAN 케이블은 약 120Ω의 특성 임피던스를 갖도록 제작된다.

 

전송선의 끝에 같은 값의 저항을 연결하면 신호 에너지가 저항에서 소모되고, 다시 되돌아오는 신호가 발생하지 않는다.

즉, 120Ω은 CAN 케이블의 특성 임피던스와 맞추기 위한 값이다.

 

종단저항이 없으면 어떻게 될까?

 

CAN Transceiver가 Dominant 신호를 전송하면 전압 변화가 Bus를 따라 이동한다.

그런데 Bus 끝에서 신호가 멈추지 못하면 다시 반사되어 돌아오게 된다.

 

이를 Signal Reflection(신호 반사)라고 한다.

 

Signal Reflection이 발생하면?

 

신호가 반사되면 원래 신호와 반사된 신호가 겹쳐진다.

이렇게 되면 CAN Receiver는 Dominant인지, Recessive인지 정확하게 판단하지 못할 수도 있다.

 

결국 Bit Error, CRC Error, ACK Error, Error Frame 등 다양한 통신 오류가 발생할 수 있다.

 

종단저항은 신호를 흡수한다

 

종단저항이 있으면 Bus를 따라 이동한 신호가 저항에서 흡수된다.

 

즉, 신호가 다시 되돌아오지 않는다.

이것이 종단저항의 가장 중요한 역할이다.

 

왜 양 끝에만 설치할까?

 

신호는 Bus 양쪽 끝에서만 반사가 발생한다.

따라서 반사가 발생하는 지점에만 저항을 연결하면 된다.

 

중간 ECU에 저항을 연결하면 오히려 Bus 부하가 증가하여 통신 품질이 나빠질 수 있다.
그래서 종단저항은 Bus 양 끝에만 설치한다.

 

CAN Bus에서 저항을 측정하면 왜 60Ω일까?

 

자동차 정비나 ECU 개발에서는 종종 CAN_H와 CAN_L 사이의 저항을 측정한다.

정상적인 CAN Bus라면 약 60Ω 정도가 측정된다.

 

왜 그럴까?

 

Bus 양 끝에는 120Ω 저항이 두 개 존재한다.

두 저항은 병렬 연결이 된다.

 

병렬 저항 공식은 다음과 같다.

계산해보면 아래와 같다.

 

따라서, 멀티미터로 CAN_H와 CAN_L 사이를 측정하면 약 60Ω 이 측정되는 것이 정상이다.

 

종단저항이 하는 일 한눈에 보기

        ECU
          ↓
CAN Signal 발생
          ↓
Bus를 따라 이동
          ↓
120Ω에서 흡수
          ↓
Reflection 없음
          ↓
안정적인 CAN 통신

 

마무리

 

120Ω 종단저항은 단순한 저항이 아니라 전송선의 특성 임피던스와 일치시켜 신호 반사(Reflection)를 방지하는 핵심 부품이다. 종단저항이 없다면 반사된 신호가 원래 신호와 겹쳐 Bit Error, CRC Error, ACK Error와 같은 다양한 통신 오류를 유발할 수 있다.

 

또한 CAN_H와 CAN_L 사이의 저항을 측정했을 때 약 60Ω 이 나오는지 확인하는 것은 실제 차량 정비와 ECU 개발 과정에서 가장 기본적인 진단 방법 중 하나이다.