KR100413422B1 - 멀티포트 제어기에서의 멀티포트 제어 방법 - Google Patents

멀티포트 제어기에서의 멀티포트 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티포트 사용에 따른 불필요한 대기시간을 줄이고 시스템 효율성을 향상시킬 수 있는 멀티포트 제어기에서의 멀티포트 제어 방법에 관한 것이다. 이와 같은 멀티포트 제어기에서의 멀티포트 제어 방법은 워크스테이션과 멀티포트간 데이터 송수신을 처리하는 프로세서간 통신(IPC) 포트 처리부와, 서브 프로세스가 구성된 통신 시스템에서, 상기 프로세서간 통신 포트 처리부와 상기 서브 프로세스간 통신 경로를 설정하는 단계, 상기 워크스테이션으로부터 데이터가 수신되면 상기 멀티포트의 과거 결함 유무를 검색하여 결함내역이 발견되면 해당 입출력 장치의 사용을 금지하는 단계, 상기 검색 단계후 결함내역이 발견되지 않았으면 해당 포트 테이블을 검색하여 상기 멀티포트중 특정 포트가 사용중인가를 판단하는 단계, 상기 특정 포트가 사용중이지 않으면 상기 워크스테이션으로부터의 상기 데이터를 상기 특정 포트에 기입하고 일정시간내 결과가 출력되는 가를 판단하는 단계, 상기 일정시간내 상기 결과가 출력되면 상기 통신 경로를 통해 상기 워크스테이션으로 상기 데이터를 전송하는 단계로 이루어진다. 띠라서, 멀티포트간 비동기식 사용이 가능해지며, 데이터 처리 지연 및 시스템의 운용 효율을 향상할 수 있다.

Description

멀티포트 제어기에서의 멀티포트 제어 방법{Multiport controlling method in multiport controller}
본 발명은 통신 시스템의 멀티포트 제어기에서 멀티포트 제어에 관한 것으로 특히 멀티포트 사용에 따른 불필요한 대기시간을 줄이고, 시스템의 효율성을 증대하기에 적당하도록 한 멀티포트 제어기에서 멀티포트 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 워크스테이션에서 쓰이는 멀티포트는 한정된 입출력 장치(I/O)의 인터페이스를 사용자가 필요한 만큼 추가하여 사용할 수 있도록 한다. 예를 들면, 스캐너, 프린터, 단말기 등의 주변장치를 추가로 설치할 때 부족한 포트를 확장하여 사용하는 것이다. 결국은 다양한 주변 장치를 워크스테이션에 설치하여 사용함으로써 편리성을 도모할 수 있는 것이다. 그러나 이러한 일반적인 형태의 멀티포트는 특정한 포트에 설정된 하드웨어 장치가 고정적으로 항시 사용되고 있다.
예를 들면, 프린터용으로 설정된 포트는 프린트를 하고자하는 데이터만을 입력받고, 단말기용으로 입력되는 데이터는 단말기용으로 설정된 포트만으로 데이터를 입력받는다.
또한, 비동기식 방법을 이용하여 모든 포트들이 사용되기는 하지만, 하나의 포트에 설정된 하드웨어를 두 개 이상의 입력된 데이터가 사용하고자하는 경우에는 나중에 발생한 데이터를 버퍼에 저장하고, 하나의 데이터가 처리되면 버퍼에 대기중인 데이터가 처리되는 형태로 구성되기도 한다.
이를 극복하기 위한 방법으로 동일한 하드웨어에 대하여 여러 개의 포트를 사용하기 위해 설정된 포트 당 하나씩의 프로세스를 할당하여 사용하는 방법이 이용되어 포트 제어기와 지속적인 연결 설정을 유지하는 방식으로 구성되었다.
또 다른 방법으로는 포트마다 할당된 여러 개의 프로세스들이 토큰(token)을 이용하여 포트를 사용하는 방식으로 이용하기도 한다.
일반적이고도 전형적인 멀티포트 사용방식은 각각의 특정한 하드웨어를 사용하기 위한 설정을 고정화하여 설정된 하드웨어를 이용하고자 하는 데이터를 해당 포트를 통해 데이터의 입출력이 이루어졌으며, 동시에 여러 개의 동일한 데이터 발생시 버퍼에 저장한 후, 하나의 처리가 종료되면 버퍼에서 입력 데이터를 읽어서 처리를 하는 방식으로 구성되었다.
단 서로 다른 포트에 연결된 하드웨어를 사용하고자 하는 경우는 비동기식 입출력(I/O)이 가능하지만, 동일한 하드웨어를 사용하고자 하는 경우는 순차적으로 데이터를 처리하는 방식으로 구성되었다.
동시에 멀티포트에 연결된 동일한 종류의 하드웨어를 사용하기 위한 방법을 포트 당 프로세스를 고정적으로 할당해서 포트 제어기가 입력된 데이터를 포트별로 할당해주는 방식이 사용되었다. 이 방식은 고정적으로 할당된 프로세스가 포트를 사용하지 않는 상황에서도 포트 제어기와 항시 연결을 설정하고 있는 방식이며, 또한 포트를 사용한 프로세스가 포트 제어기에게 포트 사용이 종료됨을 알려주는데 명확한 방법이 사용되지 못하고 있다.
이와 같은 종래 멀티포트 제어에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 포트 당 프로세스의 고정 할당 방식은 포트를 사용하고있지 않는 상황에서도 포트를 사용하는 프로세스가 항상 상주하고 있으므로 시스템 측면에서 불필요한 프로세스 자원을 낭비하는 결과를 초래하며, 포트에 할당된 프로세스가 포트 사용후 포트 제어기에게 포트 사용 종료를 알리는 기능이 명확하지 않아 사용중인 포트에 새로운 데이터를 입력하는 오동작이 발생할 가능성이 높았다.
둘째, 멀티포트 혹은 멀티포트에 연결된 하드웨어의 결함 발생시 이를 적절히 처리하는 방법이 명확하지 않아 결함이 있는 멀티포트로 또 다시 데이터가 입력되는 오동작이 반복되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서 멀티포트 사용에 따른 로드 밸런싱(Load-Balancing)이 가능하며, 불필요한 대기시간을 줄이고, 임의의 포트에 결함 발생시에도 시스템의 효율성을 증대시킬 수 있는 멀티포트 제어기에서 멀티포트 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면 워크스테이션과 멀티포트간 데이터 송수신을 처리하는 프로세서간 통신(IPC) 포트 처리부와, 서브 프로세스가 구성된 멀티포트 제어기에 있어서, 상기 프로세서간 통신 포트 처리부와 상기 서브 프로세스간 통신 경로를 설정하는 단계, 상기 워크스테이션으로부터 데이터가 수신되면 상기 멀티포트의 과거 결함 유무를 검색하여 결함내역이 발견되면 해당 입출력 장치의 사용을 금지하는 단계, 상기 검색 단계후 결함내역이 발견되지 않았으면 해당 포트 테이블을 검색하여 상기 멀티포트중 특정 포트가 사용중인가를 판단하는 단계, 상기 특정 포트가 사용중이지 않으면 상기 워크스테이션으로부터의 상기 데이터를 상기 특정 포트에 기입하고 일정시간내 결과가 출력되는 가를 판단하는 단계, 상기 일정시간내 상기 결과가 출력되면 상기 통신 경로를 통해 상기 워크스테이션으로 상기 데이터를 전송하는 단계로 이루어진다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 멀티포트 제어기에서의 멀티포트 제어시 로드-밸런싱이 가능하며 시스템의 효율을 향상할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 통신 시스템에서 멀티포트 제어기를 나타낸 블로 구성도
도 2는 도 1에 나타낸 통신 시스템에서 멀티포트 제어기의 멀티포트 제어 방법을 설명하기 위한 플로우차트
도 3은 도 1에 나타낸 통신 시스템에서의 멀티포트 제어기의 데이터 흐름도
도 4는 도 1에 나타낸 포트 제어부와 서브 프로세스간 파이프를 이용한 프로세스간 통신 방법을 보여주는 블록 구성도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 워크스테이션 2 : 폴트 허용 모듈
3 : 프로세서 체크부 4 : 포트 관리부
5 : 제 1 파이프 처리부 6 : 읽기 모듈
7 : 쓰기 모듈 8 : 시간 체크부
9 : 신호 처리부 10 : 제 2 파이프 처리부
11 : 멀티포트 12 : 스마트 카드
13 : 프로세서간 통신(IPC) 서버 14 : 입출력 단말
15 : 포트 제어부 16 : 서브 프로세스
17 : 입출력 장치
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 통신 시스템에서의 멀티포트 제어기를 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 통신 시스템에서의 멀티포트 제어기는 도 1에 나타낸 바와 같이, 워크스테이션 기기(W/S Application : 이하 워크스테이션 이라 함)(1), 포트 제어부(15), 서브 프로세스(16), 입출력 장치(17)로 구성된다.
여기서, 포트 제어부(15)는 상기 워크스테이션(1)과 TCP(Transmission Control Protocol) 소켓(socket)을 이용하여 데이터를 전송하는 IPC(Inter- Processor Communication) 서버(13)와, 결함 허용을 지원하는 결함 허용(Fault- Tolerance)모듈(2)과, 멀티포트(11)의 사용 유무를 확인하기 위한 프로세서 체크부(3)와. 사용가능한 포트의 정보를 관리하는 포트 관리부(4)와, 상기 서브 프로세스들과의 파이프(Pipe) 통신을 위한 제 1 파이프 처리부(5)로 구성되고, 상기서브 프로세스(16)는 멀티포트(11)에 데이터를 쓰거나(write : 기입) 읽는 쓰기 모듈(7) 및 읽기 모듈(6)과, 포트의 사용이 정상적으로 종료되는 가를 포트 제어부(15)에 알리는 신호 처리부(9)와 제 2 파이프 처리부(10) 및 입출력 단말(14)로 구성되고, 입출력장치(17)는 멀티포트(11)와 스마트 카드(12)로 구성된다.
여기서, 포트 제어부(15)와, 서브 프로세스(16)는 워크스테이션(1)내에 구성할 수 있고, 입출력 장치(11)는 스마트 카드(12)의 데이터를 워크스테이션(1)과 연결하는 하드웨어 장치이다.
또한, 포트 제어부(15)와, 서브 프로세스(16)간에는 시그널(Signl) 및 파이프(Pipe)로 데이터를 전송한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명 멀티포트 제어기는 워크스테이션(1)으로부터 수신한 입력 데이터를 멀티포트(11)에 연결된 임의의 입출력 장치로서 예를 들면, 스마트(Smart) 카드(12)에 입력하여 계산된 출력 결과를 워크스테이션(1)으로 송신하는 기능을 수행한다. 이때 멀티포트 제어기 구동시에 지정된 포트 사용범위를 인식하여 사용할 수 있도록 한다.
워크스테이션(1)에서는 동시 다발적인 입력 데이터가 발생함으로 멀티포트 제어기는 입력 데이터 수신 시 시그널(Signal)에 의한 프로세스간 통신(IPC) 방법을 이용하여 사용하지 않는 포트를 선택한 후, 새로운 프로세스를 생성하여 멀티포트(11)에 연결된 스마트 카드(12)에 데이터를 입력한 후, 출력 결과를 워크스테이션(1)으로 송신한다. 선택된 포트를 통해 데이터 입력 시 프로세서는 입력 시의모든 환경 변수를 버퍼에 저장하며, 설정된 시간이 경과해도 포트를 통해서 스마트 카드(12)의 결과가 출력되지 않을 시 입력 당시의 환경 변수를 복원하여 멀티포트 제어기에 알려준다. 이렇게 함으로써 시스템 전체의 프로그램 수행 시간을 줄일 수 있으며, 불필요한 대기 시간을 줄일 수 있다.
또한, 멀티포트(11) 혹은 스마트 카드(12)에 에러가 발생하면 에러가 발생한 포트 혹은 스마트 카드(12)의 식별자(identifier)를 메모리(파일)에 기록하도록 함으로써 또다시 에러가 발생한 포트에 데이터를 입력하여 오 동작이 반복되는 경우를 방지한다.
즉, 문제 발생 가능성이 있는 스마트 카드(12) 및 포트의 하드웨어적인 결함을 허용하는 결함 허용(Fault-Tolerance)을 제공함으로써 시스템 전체의 운영상의 효율성을 증대시킨다.
도 2는 도 1에 나타낸 통신 시스템에서 멀티포트 제어기의 멀티포트 제어 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
본 발명에 따른 통신 시스템에서 멀티포트 제어 방법은 도 2에 나타낸 바와 같이 포트 제어기(15)와 서브 프로세스(16)간 파이프(Pipe)(통신 경로)를 설정한다(S1). 이것은 추후 새로이 생성되는 서브 프로세스(16)들과 통신을 하기 위한 메모리가 된다.
그 다음 워크스테이션(1)으로부터 데이터를 수신한 후 대기한다(S2)
이어서, 현재 사용중인 하드웨어 즉, 멀티포트(11) 혹은 스마트 카드(12)에 대하여 과거에 결함이 있었는지를 검색한다(S3). 검색 결과 결함 내역이 발견되면결함 허용 모듈(2)에 의해 해당 입출력 장치는 더 이상 사용되지 않게 된다. 따라서 입출력 장치의 결함에 의한 시스템 전체의 오동작을 미연에 방지할 수 있게 된다.
그 다음, 포트 테이블을 검색하고(S4), 사용중인가를 판단한다(S5). 즉, 포트 테이블은 프로세스가 생성되어 포트를 사용할 때 프로세스의 정보를 저장 및 관리하는 테이블로써 현재 서브 프로세스(16)가 특정한 포트를 사용 중 인지의 여부를 확인하는데 필요한 여러 개의 포트들이 비동기식으로 동시에 운영될 수 있도록 해준다.
판단결과(S5) 현재 포트가 사용중이면 다음 포트를 찾는다(S6).
그러나, 판단결과(S5) 사용중이지 않으면 즉, 사용중이지 않은 포트를 발견하였으면 새로운 프로세스를 생성하여 포트 사용에 관련된 모든 작업을 포트 제어부(15)로부터 인수받는다. 포트 제어부(15)는 프로세스 생성 후 워크스테이션(1)으로부터 새로운 입력 데이터를 수신하기 위해 다시 수신 대기 상태로 복귀한다.
생성된 프로세스는 입출력 장치(11) 및 스마트 카드(12)를 통해 입력 데이터를 기입하기에 앞서 현재 프로세스가 가지고 있는 환경변수(레지스터 정보 및 스택(stack)의 내용)를 사용자가 지정한 버퍼에 임시로 저장한다(S8).
이어서, 해당 멀티포트(11)에 데이터를 기입(write)한 후 결과가 출력될 때까지 사용자가 정의한 일정한 시간을 대기한다(S9).
그 다음 시간지연이 발생하였는지를 판단한다(S10). 즉, 설정된 시간내에 결과가 출력되었는지를 판단하는 것이다.
판단결과(S10) 시간 내에 결과가 출력되었다면 사용된 포트의 정보를 제 2 파이프(Pipe)(10)에 기록한 후, 포트 제어기(15)에 신호(Signal)을 보낸다(S11). 이는 포트 제어부(15)에 해당 포트의 사용이 완료되었음을 알려주는 기능을 수행하는 것이다.
이어서 입출력 장치(17)의 출력 결과를 워크스테이션(1)으로 전송하며(S12), 전송 후 서브 프로세스는 종료된다.
그러나 판단결과(A10) 사용자가 설정한 임의의 시간 내에 입출력 장치의 출력이 없을 경우 S8단계에서 저장한 환경 변수를 복구한다(S13).
그 다음. 사용된 포트의 정보를 제 2 파이프(Pipe)(10)에 기록한 후, 포트 제어부(15)에 신호(Signal)을 보낸다(S14). 이는 포트 제어부(15)에 해당 포트의 사용이 완료되었음을 알려주는 기능을 수행하는 것이고, 이어서 입출력 장치(17)의 출력 결과를 워크스테이션(1)으로 전송하며(S15), 전송 후 서브 프로세스(16)는 종료된다.
도 3은 도 1에 나타낸 통신 시스템에서 멀티포트 제어기의 데이터 흐름도이다.
본 발명에 따른 통신 시스템에서 멀티포트 제어기의 데이터 흐름은 도 3에 나타낸 바와 같이 각 구성 요소들의 작업 처리 절차를 시간 변화를 기준으로 표현한 것으로서 워크스테이션(1)이 소켓(socket)를 이용하여 멀티포트(11) 및 스마트 카드(12)로 처리될 입력 데이터를 전송함에 따라(B1), 포트 제어부(15)는 워크스테이션(1)의 데이터를 수신한다.
그 다음 이미 사용중인 포트를 점유하고 있는 프로세스의 활동 여부를 확인한다(B2). 이때, 프로세서 체크부(3)에서 수행한다.
이어서 포트 제어부(15)는 새로운 프로세스(Sub process)를 생성한다(B3). 그리고 생성된 프로세스는 포트 제어부(15)의 데이터를 상속받는다.
그 다음 멀티포트(11)에 입력 데이터를 기입하는(7)작업을 수행한다(B4).
그러면 입출력 장치(17)에서는 실제로 입출력 장치(17)가 운영되어 결과를 생성한다(B5). 즉, 스마트 카드(12)내의 알고리즘 이용 결과를 생성한다.
이어서, 입출력 장치(17)의 출력 결과를 읽는 작업을 수행한다(B6). 이때, 서브 프로세스는 B4단계 이후 B6상태로 대기한다. 이때, B5 단계에서 처리시간 지연시 S13단계가 수행된다.
그 다음 서브 프로세스(16)는 포트 제어부(15)로 해당 포트 사용이 종료되었음을 알리기 위하여 포트의 번호를 파이프에 기록한 다음(B7), 신호(signal)를 발생시켜 포트 제어부(15)에 알린다(B8).
마지막으로 포트 제어부(15)는 소켓을 통해 워크스테이션(1)으로 출력결과를 전송한다.
도 4는 도 1에 나타낸 포트 제어부와 서브 프로세스간 파이프를 이용한 프로세서간 통신 방법을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 통신 시스템에서 포트 제어부와 서브 프로세스간 파이프를 이용한 프로세서간 통신 방법은 사용이 종료된 해당 포트의 정보를 파이프(pipe)에 기록한다(C1).
이후 서브 프로세스는 포트 제어부로 시그널(signal)을 보낸다(C2).
상기 시그널(signal)을 수신한 포트 제어부는 파이프(pipe)에 기록된 포트 정보를 읽어서 재사용한다(C3).
본 발명에 따른 통신 시스템에서 멀티포트 제어 방법에 있어서는 워크스테이션(Workstation)에 연결된 멀티포트 사용시 동일한 작업 처리를 위한 포트간 비동기식 사용이 가능하도록 제어가 가능하며, 멀티포트 및 멀티포트에 연결된 하드웨어의 데이터 처리 시간 지연시 워크스테이션 기기(Application)의 불필요한 대기 시간을 줄이며, 또는 결함 발생시 해당 포트 및 하드웨어의 재사용을 금지함으로써 시스템 전체의 운영 효율성을 증대시킬수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 워크스테이션과 멀티포트간 데이터 송수신을 처리하는 프로세서간 통신(IPC) 포트 처리부와 서브 프로세스가 구성된 멀티포트 제어기에 있어서,
    상기 프로세서간 통신 포트 처리부와 상기 서브 프로세스간 통신 경로를 설정하는 단계;
    상기 워크스테이션으로부터 데이터가 수신되면 상기 멀티포트의 과거 결함 유무를 검색하여 결함내역이 발견되면 해당 입출력 장치의 사용을 금지하는 단계;
    상기 검색 단계후 결함내역이 발견되지 않았으면 해당 포트 테이블을 검색하여 상기 멀티포트중 특정 포트가 사용중인가를 판단하는 단계;
    상기 특정 포트가 사용중이지 않으면 상기 워크스테이션으로부터의 데이터를 상기 특정 포트에 기입하고 일정시간내 결과가 출력되는 가를 판단하는 단계;
    상기 일정시간내 상기 결과가 출력되면 상기 통신 경로를 통해 상기 워크스테이션으로 상기 데이터를 전송하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 멀티포트 제어기에서 멀티포트 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 멀티포트의 결함 유무를 검색하는 단계에서 상기 멀티포트의 결함이 검색되면 상기 멀티포트의 정보를 파일로 저장하는 단계와, 상기 워크스테이션으로 새로운 데이터가 입력되면 상기 멀티포트를 사용하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티포트 제어기에서 멀티포트 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 워크스테이션으로부터의 상기 데이터를 상기 특정 포트에 기입하기 전에 현재 서브 프로세스가 가지고 있는 환경 변수를 사용자가 지정한 버퍼에 임시로 저장하는 단계와, 상기 일정시간내 상기 결과가 출력되지 않으면 상기 사용자가 지정한 상기 버퍼에 임시로 저장된 환경 변수를 복구한후 상기 통신 경로를 통해 상기 워크스테이션으로 상기 데이터를 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 멀티포트 제어기에서 멀티포트 제어 방법.
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