KR100470898B1 - Ｃａｎ 통신 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컴퓨터(예를 들어, PC)의 내부 시스템 버스와 인터페이스가 가능한 CAN 통신 장치에 관한 것으로, CAN 통신을 수행하는 모든 소자들을 하나의 카드로 구성하여, PC의 버스 확장 슬롯에 장착할 수 있도록 구성함으로써 PC에 일체화를 시킬 수 있고, 마이크로프로세서를 내장하여 독립적으로 PC로부터의 제어 명령을 외부 장치로 전달하고, 외부 장치로부터의 데이터를 PC로 전달할 수 있는 효과가 있다.

Description

ＣＡＮ 통신 장치{CAN communication device}
본 발명은 CAN(controller area network) 통신 장치에 관한 것으로, 특히 컴퓨터의 내부 시스템 버스와 인터페이스가 가능한 CAN 통신 장치에 관한 것이다.
컴퓨터가 모뎀과 같은 다른 직렬 장치들과 데이터를 주고받기 위해 사용하는 인터페이스로는 RS-232, RS-422, RS-423 등의 표준들을 사용한다.
이러한 표준은 컴퓨터들과 관련 장치들 간에 비교적 느린 속도의 직렬 데이터 통신을 하기 위한 물리적 연결과 프로토콜에 관해 기술하고 있는 표준으로써, 원래는 텔레타이프 장치들을 위해 산업계의 업체 모임인 EIA(electronic industries association)에 의해 정의되었다.
여기서, 컴퓨터로부터 나오는 데이터는 보통 마더보드 상에 있는 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 칩에 의해 DTE(Data Terminal Equipment) 인터페이스로부터 내장(또는 외장) 모뎀이나 기타 다른 직렬 장치들로 전송된다.
컴퓨터 내에 있는 데이터는 병렬회로를 따라 흐르지만 직렬 장치들은 오직 한번에 한 비트씩만을 처리할 수 있기 때문에, UART 칩이 병렬로 되어 있는 비트들을 직렬 비트 열로 변환시킨다.
모뎀이나 다른 직렬 장치와 RS-232 표준에 입각하여 통신하는 PC의 DTE 에이전트도 역시, DCE(Data Communication Equipment) 인터페이스라고 불리는 보완적인 인터페이스를 가지고 있다.
또한, RS-422와 RS-423은 EIA에 의해 승인된 직렬 장치 접속용 표준 인터페이스이다. 이 표준들은 더 빠른 속도를 제공하면서도 전기적인 간섭에 더욱 강해졌기 때문에, 이전의 표준인 RS-232를 대체할 목적으로 설계되었다.
RS-423이 오직 점대점 접속만을 지원하는데 비해, RS-422는 멀티포인트 접속을 지원한다.
한편, 네트워크(network) 통신 방식의 디지털 직렬 통신을 제공하는 CAN 버스(controller area network bus)는 자동차내의 각종 계측제어 장비들간의 디지털 직렬 통신을 제공하기 위해 차량용 네트워크 시스템으로써 1988년 Bosch 사에서 최초 개발되었다.
이러한 CAN 버스는 1993년 ISO에서 국제 표준 규격으로 제정되었으며, 마스터/슬레이브(master/slave), 다중 마스터(multiple master)등 다양한 네트워크 형태를 지원한다. 또한, 고온, 충격, 진동, 노이즈 등 내환경성이 우수하여 자동차, 공장 등의 열악한 환경에서 사용된다.
그러나, 상기한 CAN 통신 장치를 PC와 외부 제어기 또는 외부 장치(센서 등)간의 네트워크에 사용하는 경우 PC와는 별도의 외부 장치로써 외장되어 구비하여야하는 문제점이 있다.
또한, 외부 장치(센서 등)로부터의 신호를 별도의 CPU를 내장하는 외부 제어기를 통해 PC로 전송하기 때문에 주변 장치가 많아지고 여러 장치들을 연결하는 도선이 길어짐에 따라 데이터 전송 오류 등의 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 컴퓨터와 같은 시스템과 외부 장치간의 통신이 CAN 통신 방식으로 이루어지도록 하며, 이를 위한 장치를 컴퓨터와 같은 시스템 내부에 모듈화 시킴에 있다.
본 발명의 다른 목적은, CAN 통신을 위한 모든 장치를 하나의 카드로 구성하여, PC의 버스 확장 슬롯에 장착할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 외부 장치와 데이터를 CAN 통신 방식으로 독립적으로 통신할 수 있도록 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 CAN 통신 장치는, 컴퓨터의 운영 체제와 외부 버스 방식에 따라 CAN 통신을 수행하며, 상기 컴퓨터의 시스템으로부터 전달된 제어명령에 대해 분석하는 시스템버스 인터페이스 수단인 PCI 제어기와, 상기 PCI 제어기로부터 전달된 제어명령을 저장하는 명령 저장 수단을 포함하는 인터페이스 수단과, CAN 데이터 프레임 규격에 따라 외부 장치들과 CAN 통신을 수행하며, CAN 통신 표준 규격에 따라 데이터의 송신/수신을 수행하는 CAN 제어수단과, 상기 데이터를 CAN 통신 선로에 전송하는 CAN 전송 수단을 포함하는 통신수단, 및 상기 CAN 통신 수행에 있어서 상기 컴퓨터와는 독립적으로 CAN 통신 수행이 가능하도록, 상기 인터페이스 수단으로부터 데이터를 읽어 상기 통신 수단으로 전달하고, 상기 통신 수단으로부터 데이터를 읽어 상기 인터페이스 수단으로 전달하는 마이크로프로세서 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
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상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 CAN 통신 장치(1)는, PC 콘트롤러(10) 운영 체제에서 외부 버스 방식에 따라 자원인식이 가능한 PC 인터페이스부(20)와, CAN 통신 수행에 있어서 PC 콘트롤러(10)와는 독립적으로 통신 수행이 가능하도록 제어하는 마이크로프로세서(30)와, CAN 데이터 프레임 규격에 따라 통신을 수행하는 CAN 통신부(40)를 포함한다.
여기서, CAN 통신 장치(1)는 PC 콘트롤러(10)의 버스 확장 슬롯(12)에 장착할 수 있도록 카드 형태로 형성한다. 물론 제작자의 의도에 따라 CAN 통신 장치(1)는 모듈화되어 PC 콘트롤러(10)에 탑재될 수 있다.
또한, PC 콘트롤러(10)의 CPU(11)에서 제어 명령이 CAN 통신 장치(1)를 경유하여 접속 가능한 외부 장치(50)로 전달되므로, 외부 장치(50)는 CAN 통신 장치(1)의 CAN 통신부(40)에 대응하여 데이터를 동일하게 인식하고 처리할 수 있도록 CAN 통신부(51)를 포함함이 바랍직하다.
여기서, CAN 통신 장치(1)는 별도의 CAN 통신부(51)를 구비하지 않는 센서(60)로부터 입력된 센싱신호를 입출력 신호로 인식하여 처리하여 PC 콘트롤러(10)로 전달하는 기능을 갖는다. 이에 대하여 도 2를 참조하여 후술한다.
도 2는 도 1에 도시된 CAN 통신 장치(1)의 상세 블록도이다. 여기서, CAN 통신 장치(1)는 PC 컨트롤러(10)의 버스 확장 슬롯(12)과 체결의 용이성을 고려하여 모듈화되어서 하나의 카드로 구성됨이 바람직하다.
CAN 통신 장치(1)는, PC 콘트롤러(10) CPU(11)에서 외부 버스 방식에 따라 자원인식이 가능한 PC 인터페이스부(20)와, CAN 통신 수행에 있어서 PC 콘트롤러(10)와는 독립적으로 통신 수행이 가능하도록 제어하는 마이크로프로세서(30)와, CAN 데이터 프레임 규격에 따라 통신을 수행하는 CAN 통신부(40)를 포함한다.
PC 인터페이스부(20)는, PC 콘트롤러(10)의 CPU(11)으로부터 전달된 제어명령을 분석하여 전달하는 PC 시스템 버스 인터페이스부(21)와, PC 콘트롤러(10)의 CPU(11)으로부터 전달된 제어명령을 보관하는 PC 명령 보관부(22)를 포함한다. 여기서, PC 시스템 버스 인터페이스부(21)가 PCI 버스를 시스템 버스로 사용하는 방식일 경우 PCI 제어 장치인 PCI9030 또는 PCI9050 등으로 구성된다. 또한, PC 명령 보관부(22)는 듀얼포트(dualport) RAM로 구성된다.
CAN 통신부(40)는 CAN 제어부(41)와 CAN 전달부(42)를 구비하며, CAN 제어부(41)는 CAN 통신 표준 규격에 따라 PC 인터페이스부(20)의 PC 명령 보관부(22)에서 전달되는 데이터를 CAN 통신 방식에 따른 포맷으로 변환시키고, CAN 통신 방식에 따른 데이터는 PC 인터페이스부(20)에서 인식되는 포맷으로 변환시켜서 데이터의 송신/수신을 제어하도록 구성되고, CAN 전달부(42)는 외부 장치(50)와 CAN 제어부(41) 간의 CAN 통신 방식에 따른 포맷을 갖는 데이터를 CAN 통신 선로 상에서 양방향으로 전달하는 구성을 갖는다.
마이크로프로세서(30)는, CAN 통신을 위한 각 부를 제어하는 제어하는 기능을 가지며, PC 콘트롤러(10)의 CPU(11)에 대해 독립적으로 CAN 통신 기능을 수행할 수 있다. 즉, PC 명령 보관부(22)로부터 데이터를 읽어 CAN 제어부(41)로 전달하는 것을 제어하거나, CAN 제어부(41)로부터 데이터를 읽어 PC 명령 보관부(22)로 전달하는 것을 제어하는 기능을 수행한다. 또한, 마이크로프로세서(30)는 CPU 또는 DSP(digital signal processor)로 구성할 수 있는데, 본 발명에서는 DSP(TMS320F240)을 사용한다.
한편, CAN 통신부(40)는 CAN 통신 방식에 따른 포맷을 갖지 않는 센서(60)의 센싱 신호를 인식하여 인터페이스부(20)를 경유하여 PC 컨트롤러(10)로 전달할 수 있으며, 이는 CAN 통신부(40)에서 포토 정보의 확인이나 데이터 포맷의 확인을 통하여 센싱 신호를 판별함으로써 CAN 통신 방식의 데이터와 구분하여 처리될 수 있다. 물론 CAN 통신을 하는 외부장치(50)나 신호 방식이 이를 따르지 않는 센서(60)의 신호 구분은 CAN 통신부(40)에 기능(CAN 제어부(41)에 판별 기능 부가)을 내장시키거나, CAN 통신부(40)와 판별 기능을 갖도록 프로그래밍된 마이크로 프로세서(30) 간의 신호 연동 구성을 갖도록 함으로써 가능해질 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 CAN 통신 장치(1)는 CAN 통신을 수행하기 위한 모든 장치들을 하나의 카드로 구성하여 PC 콘트롤러(10)의 버스 확장 슬롯(12)에 장착할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 CAN 통신 장치는 CAN 통신을 수행하는 모든 소자들을 하나의 카드로 구성하여, PC의 버스 확장 슬롯에 장착할 수 있도록 구성함으로써 PC에 일체화를 시킬 수 있고, 마이크로프로세서를 내장하여 독립적으로 PC로부터의 제어 명령을 외부 장치로 전달하고, 외부 장치로부터의 데이터를 PC로 전달할 수 있는 효과가 있다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 CAN 통신 장치를 나타낸 블록도.
도 2는 도 1의 블록도에서 CAN 통신 장치의 상세 블록도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1 : CAN 통신 카드 10 : PC 콘트롤러
11 : CPU 12 : 확장 슬롯
20 : PC 인터페이스부 21 : PC 시스템버스 인터페이스부
22 : PC 명령 저장부 30 : 마이크로프로세서
40 : CAN 통신부 41 : CAN 제어부
42 : CAN 전달부 50 : 외부 장치
51 : CAN 통신부 60 : 센서

Claims (5)

  1. 컴퓨터의 운영 체제와 외부 버스 방식에 따라 CAN 통신을 수행하며, 상기 컴퓨터의 시스템으로부터 전달된 제어명령에 대해 분석하는 시스템버스 인터페이스 수단인 PCI 제어기와, 상기 PCI 제어기로부터 전달된 제어명령을 저장하는 명령 저장 수단을 포함하는 인터페이스 수단;
    CAN 데이터 프레임 규격에 따라 외부 장치들과 CAN 통신을 수행하며, CAN 통신 표준 규격에 따라 데이터의 송신/수신을 수행하는 CAN 제어수단과, 상기 데이터를 CAN 통신 선로에 전송하는 CAN 전송 수단을 포함하는 통신수단; 및
    상기 CAN 통신 수행에 있어서 상기 컴퓨터와는 독립적으로 CAN 통신 수행이 가능하도록, 상기 인터페이스 수단으로부터 데이터를 읽어 상기 통신 수단으로 전달하고, 상기 통신 수단으로부터 데이터를 읽어 상기 인터페이스 수단으로 전달하는 마이크로프로세서 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 CAN 통신 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터페이스 수단, 통신수단 및 마이크로프로세서 수단을 하나의 통신 카드로 구성하는 것을 특징으로 하는 CAN 통신 장치.
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