KR100332836B1

KR100332836B1 - 에프아이피의 응용계층을 이용한 데이터처리방법

Info

Publication number: KR100332836B1
Application number: KR1019990061365A
Authority: KR
Inventors: 이기범; 민춘기
Original assignee: 신현준; 재단법인 포항산업과학연구원; 홍상복; 포스코신기술연구조합
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2002-04-17
Anticipated expiration: 2019-12-23
Also published as: KR20010065067A

Abstract

이 발명은 FIP에 의한 원격데이터링크보드에서 응용계층과 송수신하는 데이터를 처리하는 방법을 제공하기 위한 것이며, 그러한 데이터처리방법은 응용계층이 변수들에 대한 송수신신호를 받으면 이를 자신의 사용자에게 보냄으로써 사용자가 자신의 개인정보와 네트워크 상의 공용정보를 동기화시키게 하는 단계와, 사용자가 FIP의 응용계층에서 지정된 변수(B)를 읽는 원격읽기단계 및, 응용계층이 송신을 요구한 변수를 사용자가 응용계층에 쓰는 원격쓰기단계를 포함하고, 상기 원격읽기단계는 사용자가 A_READFAR.req(var_B)라는 명령어에 의해 변수(B)의 원격읽기를 요구하는 단계와, 응용계층이 L_FREE_갱신.req(ID_B)라는 명령어에 의해 사용자의 자유갱신을 인가하는 단계와, 비주기적 전송요구를 위한 큐에 식별자 ID_B가 더해지는 단계와, 데이터링크계층이 버스중재기에 의해 요구된 스테이션에서 생산된 첫 번째 식별자를 사용하여 제어필드의 RQ 비트를 1로 하는 단계와, 비주기적인 스캐닝 창에서 버스중재기가 비주기적인 변수송신요구를 위한 큐의 내용을 요구하는 단계와, 상기 비주기적인 변수송신요구를 위한 큐를 송신하면 요구에 대한 확인이 갱신되는 단계와, 응용계층이 가장 최근에 수신한 값을 읽는 단계를 포함한다.

Description

에프아이피의 응용계층을 이용한 데이터처리방법 {Data processing using an application layer of FIP}

이 발명은 필드버스의 일종인 원격데이터링크보드에 관한 것이며, 특히, 프랑스인스트루먼트사가 제안한 통신규약dls FIP(France Instrument Protocol)에 따른 원격데이터링크보드에 관한 것이다.

이 발명은 FIP의 응용계층(application layer of FIP)을 이용하여 고속데이터통신이 가능하게 한 새로운 원격데이터링크보드를 제공하려는 것이다.

도 1은 이 발명이 구현되는 FIP 서비스의 일반적인 구조를 설명하기 위한 도면이고,

도 2는 이 발명에 따른 데이터의 로컬읽기/쓰기를 설명하기 위한 도면이며,

도 3은 이 발명에 따른 재동기화구조를 설명하기 위한 도면이고,

도 4는 이 발명에 따른 비동기적 재갱신을 설명하기 위한 도면이며,

도 5는 이 발명에 따른 응용계층의 재동기화를 설명하기 위한 도면이고,

도 6은 이 발명에 따른 비동기적 재갱신을 설명하기 위한 도면이며,

도 7은 이 발명에 따른 비동기적 신속을 설명하기 위한 도면이다.

위와 같은 괴제를 해결하기 위한 이 발명에 따르면, 프랑스인스트루먼트프로토콜(FIP)에 의한 원격데이터링크보드에서 응용계층과 송수신하는 데이터를 처리하는 방법이 제공된다. 그러한 데이터처리방법은 응용계층이 변수들에 대한 송신 또는 수신신호를 받으면 이를 자신의 사용자에게 보냄으로써 사용자가 자신의 개인정보와 네트워크 상의 공용정보를 동기화시키게 하는 단계와, 사용자가 FIP의 응용계층에서 지정된 변수(B)를 읽는 원격읽기단계 및, 응용계층이 송신을 요구한 변수를 사용자가 응용계층에 쓰는 원격쓰기단계를 포함하고, 상기 원격읽기단계는 사용자(AP)가 A_READFAR.req(var_B)라는 명령어에 의해 변수(B)의 원격읽기를 요구하는 단계와, 응용계층(Application Layer)이 L_FREE_갱신.req(ID_B)라는 명령어에 의해 사용자의 자유갱신을 인가하는 단계와, 비주기적 전송요구를 위한 큐에 식별자 ID_B가 더해지는 단계와, 데이터링크계층(Data Link Layer)이 버스중재기에 의해 요구된 스테이션에서 생산된 첫 번째 식별자를 사용하여 제어필드(control field)의 RQ 비트를 1로 하는 단계와, 비주기적인 스캐닝 창에서 버스중재기가 비주기적인 변수송신요구를 위한 큐의 내용을 요구하는 단계와, 상기 비주기적인 변수송신요구를 위한 큐를 송신하면 요구에 대한 확인(confirmation)이 갱신되는 단계와, 응용계층이 가장 최근에 수신한 값을 읽는 단계를 포함한다.

상기 원격쓰기단계는 사용자(AP)가 A_WRITEFAR.req(var_B)라는 명령어에 의해 변수(B)의 원격쓰기를 요구하는 단계와, 응용계층(Application Layer)이 변수를 가지고 있는 버퍼를 갱신하고 사용자에게 송신을 요구하는 단계를 포함한다.

상기 응용계층은 응용프로세스를 통해서만 접속이 가능한 개인버퍼(private buffer) 및 네트워크를 통하여 접속할 수 있는 공용버퍼(public buffer)를 포함하며, 상기 개인버퍼와 공용버퍼는 그 중의 어느 하나가 동기화 할 것으로 지정된 변수를 수신하면 다른 하나에 복사하도록 구성된다.

아래에서는 이 발명의 양호한 실시예에 따른 원격데이터링크보드에 대해 상세히 설명하겠다.

이 실시예에 따른 원격데이터링크보드에서 이용하는 FIP 응용계층에서 제공되는 기능은, 도 1에 보이듯이, 버스중재기응용서비스(BAAS: Bus Arbitrator Application Services)와 제조주기/비주기서비스(MPS: Manufacturing Periodical/aperiodical Services) 및 부분적 메세징서비스(subMMS: subset of Messaging Services)로 분류된다.

여기에서는 FIP 응용계층의 주요내용이라고 할 수 있는 MPS에 대해 주로 설명한다. MPS는 사용자에게 로컬 읽기/쓰기 서비스 (local read/write services), 원격읽기/쓰기 서비스 (remote read/write services), 변수 전송/수신 표시 (variable transmission/reception indications), 소비되는 정보의 최신성에 대한 정보 (information on the freshness of information consumed), 데이터의 공간적, 시간적인 일관성에 대한 정보 (information on the spatial and temporal consistency of data) 등을 제공한다. 도 2 및 도 3을 보면, FIP의 응용계층에서 지정된 변수(A)들에 대해 로컬읽기/쓰기를 수행하는 과정이 도시되어 있다.

상기 로컬 읽기/쓰기 서비스는 데이터 링크 계층(data link layer)의 서비스에 관한 명령어인 L_PUT.req와 L_GET.req에 의해 버퍼에 어떤 값을 쓰거나 버퍼에 있는 어떤 값을 가져오는 기능을 제공한다. 이러한 서비스들은 버스 상에 트래픽(traffic)을 일으키지 않는다.

사용자는 지정된 변수의 송신 또는 수신에 대해 통보받을 수 있다. 사용자는 그 정보를 받은 후에는 그 정보를 이용할 수 있다. 예를 들어 자신을 네트워크 정보와 동기화시키는 데 이용할 수 있다. 응용계층이 생산(produced) 또는 소비(consumed) 변수들에 대한 송신 또는 수신신호를 받으면 응용계층은 이를 자신의 사용자에게 보낸다.

아래에서는 FIP의 응용계층에서 지정된 변수(B)들에 대한 원격읽기/쓰기에 관해 설명하겠다.

FIP의 응용계층에서 지정된 변수(B)들에 대한 원격읽기는 아래와 같이 수행된다.

사용자(AP)는 A_READFAR.req(var_B)라는 명령어에 의해 변수(B)의 원격읽기를 요구한다. 응용계층(Application Layer)은 L_FREE_갱신.req(ID_B)라는 명령어에 의해 자유갱신을 요구한다. 그러면, 비주기적 전송요구를 위한 큐에 식별자 ID_B가 더해진다. 버스중재기에 의해 요구된 스테이션에서 생산된 첫 번째 식별자를 사용하여, 데이터링크계층(Data Link Layer)은 제어필드(control field)의 RQ 비트를 1로 하는 것으로 응답한다. 비주기적인 스캐닝 창에서 버스중재기는 비주기적인 변수송신요구를 위한 큐의 내용을 요구한다. 이 큐를 송신하면 요구에 대한 확인(confirmation)이 갱신된다. 그리고, 비주기적인 창에서 한 번 더 버스중재기는 변수 Var_B를 스캔한다. 이 변수의 수신에 대한 표시가 응용계층으로 보내질 것이다. 응용계층은 가장 최근에 수신된 값을 읽기 위해 로컬 읽기 서비스를 사용할 것이다. 확인의 내용이 긍정(+)일 때 변수의 값이 이 확인에 포함된다. 응용계층의 타이머는 너무 오래 기다리는 것을 체크하는 데 사용된다.

원격쓰기인 WRITEFAR.req(var)의 수행은 원격읽기의 경우와 거의 같다. 응용계층은 변수를 가지고 있는 버퍼를 갱신하는 것으로 시작한다. 그 후, 송신을 요구한다. 응용계층이 변수의 송신에 대한 표시를 받으면 응용계층은 이에 대한 확인을 보낸다.

아래에서는 도 4 및 도 5를 보면서 응용계층의 재동기화에 대해 설명하겠다.

응용계층은 생산과 소비에 있어서 재동기화 서비스를 제공하여 비동기적인 응용프로세스가 분산된 동기적 응용에 참가할 수 있도록 한다. 재동기화 기능은 응용계층레벨에서의 두 개의 기억장치를 사용한다. 하나는 생산 또는 소비 응용프로세스를 통해서만 접속이 가능한 개인버퍼(private buffer)이고, 다른 하나는 네트워크를 통하여 접속할 수 있는 공용버퍼(public buffer)이다. 소비재동기화는 동기화된 변수를 수신한 경우 공용버퍼의 내용을 개인 버퍼개인버퍼에 복사하는 것이다. 생산재동기화는 동기화된 변수를 수신한 경우 개인버퍼의 내용을 공용버퍼에 복사하는 것이다.

로컬쓰기서비스를 사용하여 사용자는 그 변수의 개인버퍼를 갱신한다. 재동기화 변수들이 수신될 때마다 응용계층은 개인버퍼를 공용버퍼에 복사한다. 이 버퍼에 있는 값은 다른 동기화 변수가 수신될 때까지 없어지지 않는다. 동기화 주기는 버스중재기의 스캐닝 표에 있는 동기화 변수들의 주기와 일치한다. 재동기화 기능은 선택적인 기능이다. 스테이션의 컨피규레이션(configuration)이 행해질 때, 각 생산 혹은 소비될 변수들에 대해 그 변수가 재동기화 될 것인지를 나타내어야 한다. 변수가 재동기화 되면 관련된 재동기화 변수들은 표시도 되어야 한다.

한 변수가 생산 시에 재동기화될 때 서비스 A_WRITELOC.req 서비스를 호출하면 새로운 값이 개인 버퍼에 들어간다. 데이터 연결 계층의 버퍼 updating 서비스는 필요가 없다. 한 변수가 소비시에 재동기화 될 때 서비스 A_READLOC.req 서비스를 호출하면 개인버퍼로부터 새로운 값을 가져간다. 데이터링크계층의 버퍼읽기서비스는 요구되지 않는다.

사용자가 자신의 로컬통신 실체에서 하나의 변수를 읽을 때 사용자는 동시에 그 변수의 최신성(freshness)에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이 정보는 불리안 변수이며 어떤 생산 또는 소비 변수들에 대해서도 만들어질 수 있다. 신속과 재갱신는 비동기적일 수도 있고, 동기적일 수도 있으며 정기적일 수도 있다.

아래에서는 도 6을 보면서 비동기적 재갱신에 대해 설명한다.

재갱신스테이터스들은 지정된 변수의 생산자의 응용계층의 의해 만들어진다. 생산된 각 변수들에 대해 재갱신스테이터스가 제공되었는지가 표시되어야 한다. 재갱신스테이터스가 있다면 그 변수와 관련된 생산 주기가 또한 표시되어야 한다.

그림에서 왼쪽에 있는 생산자 스테이션은 자신의 통신체에서 새로운 값을 생산한다. 각각의 새로운 쓰기동작을 가지고 생산자의 응용계층은 생산딜레이를 사용하여 재갱신스테이터스를 만든다. 스테이터스의 값이 'true'이면 생산자의 응용계층은 제대로 동작한다는 것을 표시한다. 이 변수의 모든 소비자들은 값과 재갱신스테이터스로 이루어진 개체를 소비하는 것이 된다.

각 소비자는 읽기서비스를 사용하여 스테이터스를 접속하고 변수의 생산자가 그 변수에 붙어 있는 생산딜레이를 이용했는지를 알아낸다. 새로운 값이 갱신될 때마다 응용계층은 그 변수와 관련된 타이머의 값을 생산주기의 값으로 맞춘다. 이 타이머가 끝나지 않는 한 스테이터스는 'true'이다.

아래에서는 도 7을 보면서 동기적 재갱신에 대해 설명한다.

한 변수에 대해 동기적 재갱신 스테이터스가 만들어지기 위해서는 생산주기와 동기화 변수가 표시되어야 한다. 동기화 변수가 수신될 때마다 타이머는 생산주기의 값으로 다시 맞춰지며 스테이터스는 'false(거짓)'가 된다. 사용자가 새로운 값을 쓸 때 타이머가 끝나지 않은 상태이면 스테이터스는 'true(참)'가 되고 타이머가 끝나거나 새로운 동기화 변수가 도착할 때까지 'true'로 남아 있게 된다.

아래에서는 비동기적 신속에 대해 설명하겠다.

비동기적 신속 스테이터스들은 지정된 변수들의 소비자의 응용계층에 의해 만들어진다. 각 통신체에서 소비되는 각 변수들에 대해 그 신속 스테이터스가 만들어지는지를 표시해야 한다. 만약 신속 스테이터스가 요구되면 그 변수와 관련된 소비 주기가 또한 표시되어야 한다.

비주기적 신속 스테이터스가 'true'인 경우 이는 버퍼 전송 동작이 정상적이라는 것을 나타낸다. 즉 버스중재기는 그 변수의 스캐닝 주기를 사용하였고 생산자와 소비자의 데이터 연결 계층이 정상적으로 동작한다는 것을 나타낸다.

아래에서는 공간적 및 시간적인 일관성에 대해 설명하겠다.

FIP의 응용계층은 목록(list) 읽기 서비스를 제공한다. 목록이라는 것은 소비되는 변수들의 집합으로 구성된다. 이 서비스는 응용 계층에서 이 목록을 구성하는 모든 값을 전역적으로 읽는다. 그리고 나서 사용자에게 '슈퍼 스테이터스(super-status)'라는 것을 제공한다. 이것은 사용자가 소비하는 변수들의 최신성에 대해 사용자에게 알려주는 것이다. 또한 공간적 일관성 스테이터스(spatial consistency status)를 제공하는데, 이는 이 목록의 모든 복사된 값이 이 목록을 소비하는 모든 통신체에서 같다는 것을 의미한다.

한편, 생산 또는 소비되는 변수의 유형(Variable Types)은 구조체(structure)일 수도 있고 아닐 수도 있으며, 단순형으로는 이진수형, 정수형, 비트배열 (Bit string), 바이트배열 (Byte string), 4 바이트 단순 소수점 (4-byte simple precision floating point), 8 바이트 단순 소수점 (8-byte double precision floating point)이 있고, 구조체로서는 단순 타임 구조체 (structure of simple types), 테이블 구조체 (table), 리스트 구조체 (lists), 이들 변수들은 네트워크의 버퍼에 넣어져서 송수신된다.

이 발명에서 사용한 기법을 사용하여 FIP의 응용계층를 구성하면, PLC와 같은 산업용 제어기에서의 고속통신이 가능하며, 로컬 및 원격통신이 가능하고, 자동적으로 재동기화 되므로, 버퍼의 갱신 및 읽기 서비스가 필요없다.

Claims

프랑스인스트루먼트프로토콜(FIP)에 의한 원격데이터링크보드에서 응용계층과 송수신하는 데이터를 처리하는 방법에 있어서,

응용계층이 변수들에 대한 송신 또는 수신신호를 받으면 이를 자신의 사용자에게 보냄으로써 사용자가 자신의 개인정보와 네트워크 상의 공용정보를 동기화시키게 하는 단계와,

사용자가 FIP의 응용계층에서 지정된 변수(B)를 읽는 원격읽기단계 및,

응용계층이 송신을 요구한 변수를 사용자가 응용계층에 쓰는 원격쓰기단계를 포함하고,

상기 원격읽기단계는,

사용자(AP)가 A_READFAR.req(var_B)라는 명령어에 의해 변수(B)의 원격읽기를 요구하는 단계와,

응용계층(Application Layer)이 L_FREE_갱신.req(ID_B)라는 명령어에 의해 사용자의 자유갱신을 인가하는 단계와,

비주기적 전송요구를 위한 큐에 식별자 ID_B가 더해지는 단계와,

데이터링크계층(Data Link Layer)이 버스중재기에 의해 요구된 스테이션에서 생산된 첫 번째 식별자를 사용하여 제어필드(control field)의 RQ 비트를 1로 하는 단계와,

비주기적인 스캐닝 창에서 버스중재기가 비주기적인 변수송신요구를 위한 큐의 내용을 요구하는 단계와,

상기 비주기적인 변수송신요구를 위한 큐를 송신하면 요구에 대한 확인(confirmation)이 갱신되는 단계와,

응용계층이 가장 최근에 수신한 값을 읽는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터처리방법.
제1항에 있어서,

상기 원격쓰기단계는,

사용자(AP)가 A_WRITEFAR.req(var_B)라는 명령어에 의해 변수(B)의 원격쓰기를 요구하는 단계와,

응용계층(Application Layer)이 변수를 가지고 있는 버퍼를 갱신하고 사용자에게 송신을 요구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터처리방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

응용계층은 응용프로세스를 통해서만 접속이 가능한 개인버퍼(private buffer) 및 네트워크를 통하여 접속할 수 있는 공용버퍼(public buffer)를 포함하며,

상기 개인버퍼와 공용버퍼는 그 중의 어느 하나가 동기화 할 것으로 지정된 변수를 수신하면 다른 하나에 복사하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터처리방법.