KR100815217B1 - Ｔｍｏ 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치 - Google Patents

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KR100815217B1
KR100815217B1 KR1020070015854A KR20070015854A KR100815217B1 KR 100815217 B1 KR100815217 B1 KR 100815217B1 KR 1020070015854 A KR1020070015854 A KR 1020070015854A KR 20070015854 A KR20070015854 A KR 20070015854A KR 100815217 B1 KR100815217 B1 KR 100815217B1
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손재기
박상현
김기천
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건국대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치로서, 네트워크 상의 다른 TMO 노드와의 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 또는 수신을 수행하는 네트워크 제어부와, 상기 네트워크 제어부로부터 수신한 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 내부 처리를 위해서 로칼 호스트로 전송하는 지역 IPC 계층 모듈과, 상기 네트워크 제어부를 통하여 상기 다른 TMO 노드에게로 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 전송하는 실시간 분산 IPC 계층 모듈을 포함하는 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 타임-트리거(Time-Triggered) 기반의 IEEE 1394 등시성 채널을 기초로 TMO 객체 간의 정시성을 보장받는 분산 메시지를 실시간으로 충돌 없이 전송 가능하여 경성 실시간성(Hard Real-time)을 요구하는 시스템에 적용이 가능하며, IEEE 1394 표준 프로토콜을 이용한 인터페이스의 사용으로 네트워크의 신뢰성이 높고 네트워크 토폴로지 구축 비용이 상대적으로 저렴하다.
TMO, 분산 메시지, 타임-트리거, IEEE 1394, 등시성 채널, 경성 실시간성

Description

ＴＭＯ 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치{DEVICE OF TRANSMITTING REAL-TIME DISTRIBUTED MESSAGE BASED ON TIME-TRIGGERED MESSAGE-TRIGGERED OBJECT SYSTEM}
도 1은 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치의 예시적인 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 있어서 네트워크 제어부의 구현예를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 있어서 TMO 기반 실시간 분산 메시지의 구현예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에서 각TMO 노드 사이의 실시간 분산 IPC 동기화 절차를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 있어서 채널 매핑을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에서 적용되는 예시적인 의사 코드를 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치
110: 네트워크 제어부 130: 지역 IPC 계층 모듈
150: 실시간 분산 IPC 계층 모듈
본 발명은 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 타임-트리거 기반의 IEEE 1394 등시성 채널을 기초로 TMO 객체 간의 정시성을 보장받는 분산 메시지를 실시간으로 충돌 없이 전송 가능하여 경성 실시간성을 요구하는 시스템에 적용이 가능하며, IEEE 1394 표준 프로토콜을 이용한 인터페이스의 사용으로 네트워크의 신뢰성이 높고 네트워크 토폴로지 구축 비용이 상대적으로 저렴한 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 관한 것이다.
기존의 TMO(Time-triggered Message-triggered Object) 분산 IPC (Inter-Process Communication) 시스템은 TCP/UDP 프로토콜을 이용하여 분산 메시지를 전송한다. TMO는 케인 킴(Kane Kim)과 코페츠(Kopetz)에 의해 제시되어 경성 및 연성 실시간 응용과 병렬 컴퓨팅에 주로 사용되는 모델로서 기능적 규격뿐만 아니라 시간적 규격도 정형적으로 명시할 수 있는 모델이다.
TMO는 또한 실시간 프로그래밍, 병행 프로그래밍, 분산 시스템 프로그래밍, 객체 지향 프로그래밍의 모든 장점을 통합한 소프트웨어 설계를 위한 강력한 실시간 프로그래밍 모델로 평가된다.
TMO 응용들의 정시 보장성을 위한 실행 엔진은 그간 여러 운영체제 상에 미 들웨어와 커널의 형태로 개발되어 왔다. 윈도우 운영체제 기반의 DREAM 마이크로커널(micro-kernel), WTMOS 등과, 리눅스 기반의 LTMOS, TMO-Linux 커널, TMO-eCos 등이 대표적인 엔진들이다.
한편 TCP/UDP 프로토콜은 이더넷(ethernet)을 기반으로 하고 있다. TCP 프로토콜은 관계 중심 서비스(Connection-oriented service)를 기초로 데이터를 교환하기 전에 미리 어떤 방식으로 전송할 것인지를 약정하고 전송하는 방식이고, UDP는 이러한 전송 방식에 대한 약속 없이 무작위로 데이터를 전송하는 방식을 사용한다.
이러한 종래의 TCP/UDP 기반 TMO 분산 IPC 시스템은 분산 환경에서 이더넷을 기반으로 외부 네트워크로부터 메시지를 전송받는다. 이 경우 외부 네트워크로부터 전송받는 메시지는 IMMT(Incoming Message Management Task)에 의해서 내부의 메시지 큐에 저장된다. 메시지 큐는 예컨대 리스트 형태로 구성된다.
내부의 메시지 큐는 외부에서 전달받은 메시지 데이터뿐만 아니라 지역(Local) IPC 계층의 메시지의 저장에도 사용된다. 또한 내부의 메시지 큐에 저장된 메시지를 분산 IPC 시스템을 통하여 외부 네트워크로 전송하는 계층 구조로 구성되어 메시지의 전송이 가능하다.
외부에서 메시지를 전송받을 때 종래의 TMO 분산 IPC 시스템 내부의 IMMT는 스케줄링에 의한 처리 방식을 사용하여 미리 지정된 주기에 한 번씩 메시지 처리를 수행한다.
따라서 메시지 처리 속도를 증가시키기 위해서는 시스템 주기를 조절하여야 한다.
또한 메시지 큐에 저장된 메시지를 외부 네트워크로 전송하고자 하는 경우, 예컨대 send_message() 함수를 호출하여 사용자 영역에서 커널 영역으로의 메시지 전송이 수행되고, 이후 다시 네트워크 계층으로 전송되어 다른 노드로 메시지 전송이 이루어진다.
이러한 TCP 또는 UDP를 기반으로 하는 TMO 분산 IPC 시스템은 기저(base) 프로토콜의 근본적인 한계점 때문에 정밀 실시간 분산제어에 어려움이 있다. 즉 TCP/IP 기반 분산 IPC는 데이터 전송의 신뢰도에 중점을 두는 시스템이며 또한 프로토콜의 구조가 원거리 통신에 적합하게 설계되었으며 다중 점대점(point-to-point) 방식의 사용으로 과도한 전송 오버헤드를 포함하고 있다.
특히 TCP/IP 기반의 IPC 시스템은 매체(medium)의 특성상 근본적으로 실시간성을 구현하기 어려우므로 산업용 제어와 같은 정밀 실시간 제어 분야에 적용되기 어렵다.
이러한 TCP/IP의 비실시간성을 보완하기 위해 고안된 프로토콜로 RTP (Real-Time Protocol) 또는 RSVP(Resource ReSerVation Protocol) 등의 프로토콜이 있으나 RTP는 UDP를 기반으로 구현되었기 때문에 어떠한 전송 제어도 제공하지 못하는 단점이 있으며, RSVP는 비록 전송 흐름에 대한 QoS(Quality-Of-Service)를 보장하지만 전 채널에 대한 타임-트리거(Time-Triggered) 방식의 실시간성은 제공하지 못하는 단점이 있다.
한편 IEEE 1394는 고속의 멀티미디어 통신 프로토콜로서, 범용성, 표준성, 고속성을 지원하고 등시성(isochronous) 통신의 시분할(time-slice) 기반 실시간성 등 여러 장점을 가지는 프로토콜이다. IEEE 1394는 일반적으로 호스트와 디바이스 간의 멀티미디어 서비스에 국한되어 사용되어 왔다.
그러나 IEEE 1394에서의 등시성 채널은 시분할 개념을 제공하는 통신 방식으로, 장치 간 전송의 예측성을 제공하여 실시간 제어 통신을 위한 기본 조건을 갖추고 있으나 실시간성의 보장이 충분하지 못하므로 실제 실시간 분산 처리에 적용되지는 못한다. 이러한 실시간성을 보장하기 위하여 IEEE 1394 기반 프로토콜로 호스트 간 통신의 편이성을 고려한 TCP/IP over IEEE 1394가 발표되었으나 TCP/IP over IEEE 1394 프로토콜은 기저 수준에서 비동기 통신을 사용하지만 사용자 입장에서의 프로토콜 특성은 TCP/UDP와 동일하므로 실시간 분산 처리에는 적합하지 않다는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 타임-트리거 기반의 IEEE 1394 등시성 채널을 기초로 TMO 객체 간의 정시성을 보장받는 분산 메시지를 실시간으로 충돌 없이 전송 가능하여 경성 실시간성을 요구하는 시스템에 적용이 가능하며, IEEE 1394 표준 프로토콜을 이용한 인터페이스의 사용으로 네트워크의 신뢰성이 높고 네트워크 토폴로지 구축 비용이 상대적으로 저렴한 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치로서, 네트워크 상의 다른 TMO 노드와의 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 또는 수신을 수행하는 네트워크 제어부와, 상기 네트워크 제어부로부터 수신한 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 내부 처리를 위해서 로칼 호스트로 전송하는 지역 IPC 계층 모듈과, 상기 네트워크 제어부를 통하여 상기 다른 TMO 노드에게로 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 전송하는 실시간 분산 IPC 계층 모듈을 포함하는 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 있어서, 상기 네트워크 제어부는, IEEE 1394 등시성 채널을 이용하여 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지의 전송 또는 수신을 수행하는 IEEE 1394 채널 제어 계층일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 있어서, 상기 실시간 분산 IPC 계층 모듈은 사용자 모드에서 동작하며, 상기 지역 IPC 계층 모듈 및 상기 네트워크 제어부는 커널 모드에서 동작할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 있어서, 상기 실시간 분산 IPC 계층 모듈은 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 관리할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 있어서, 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지는 TMO 객체에서 사용될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 있어서, 상기 TMO 객체는 주기적으로 미리 지정된 작업을 수행하는 SpM 스레드와 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지 수신에 의해서 구동되는 SvM 스레드를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 있어서, 상 기 지역 IPC 계층 모듈은 상기 네트워크 제어부로부터 전송되는 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 저장하기 위한 큐를 포함하고, 상기 큐로부터 상기 실시간 분산 IPC 계층 모듈에 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 전송할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 있어서, 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지는, 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지의 종류를 나타내는 필드와, 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 전송할 실시간 분산 채널의 식별자와, 상기 네트워크 상의 상기 TMO 노드에 대한 노드 식별자와, 상기 TMO 노드에 대한 프로세스 식별자를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 있어서, 상기 네트워크 제어부는, IEEE 1394 등시성 채널을 논리적 채널로 할당하여 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지의 전송 또는 수신을 수행할 수 있다.
이하, 본 발명의 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치의 실시예를 첨부한 도면을 참조로 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치의 예시적인 블록도를 나타내는 도면이다.
도시되듯이 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치(100)는 네트워크 제어부(110)와, 지역 IPC 계층 모듈(130)과, 실시간 분산 IPC 계층 모듈(150)을 포함한다.
네트워크 제어부(110)는 네트워크 상의 다른 TMO 노드와의 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 또는 수신을 수행하는 인터페이스를 제공한다.
네트워크 제어부(110)는 IEEE 1394 등시성 채널을 이용하여 TMO 기반 실시간 분산 메시지의 전송 또는 수신을 수행하도록 구성될 수 있다.
비록 TCP/UDP 디바이스 드라이버 계층을 사용하는 경우도 가능하지만 IEEE 1394 등시성 채널을 이용하는 경우 분산 실시간 컴퓨팅에서 데드라인 스케줄링과 함께 통신의 예측성 보장이 가능하다.
특히 IEEE 1394를 이용하는 경우에 대해서 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 있어서 네트워크 제어부의 구현예를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 네트워크 제어부(110)는 종래의 IEEE 1394 디바이스 드라이버 계층을 수정하여 구성할 수 있다.
이 경우 도시된 바와 같이 기존의 디바이스 드라이버의 계층인 IEEE 1394 및 raw1394 계층 사이에 dipc1394 계층을 위치시킴으로써 실시간 분산 IPC 메시지는 커널 내의 TMO 엔진의 IMQ(Incoming Message Queue)로, TMO 커널 간의 메시지는 상위 디바이스 드라이버로 통과(by-pass)시킨다.
여기서 IMQ는 분산 또는 지역 IPC 환경에서의 모든 메시지를 전달 받아 저장하고 있는 커널 영역 메시지 큐이다.
또한 dipc1394 디바이스 드라이버 계층은 실시간으로 각 전송 메시지를 필터링하여 IMQ로 전달하는 것으로서, IEEE 1394 표준 인터페이스를 통한 물리 계층 메시지 전송을 구현한 디바이스 드라이버이다.
또한 ohci1394 계층은 Open Host Controller Interface로서 마이크로소프트사에서 제안된 IEEE 1394 디바이스의 드라이버 계층이며, uhci1394 계층은 Universal Host Controller Interface로서 인텔사에서 제안된 IEEE 1394 디바이스의 드라이버 계층이다.
이러한 ohci1394, uhci1394 계층을 통해 각 IEEE 1394 디바이스의 기본적인 IEEE 1394 트랜잭션이 처리된다.
또한 IEEE 1394 드라이버 계층은 각 ohci1394, uhci1394에 의해 전송되는 트랜잭션을 통합 처리하며, raw1394 드라이버 계층은 저수준의 IEEE 1394 트랜잭션을 처리하기 위한 디바이스 드라이버이다.
또한 libraw1394 라이브러리는 Linux1394 하부 시스템의 1394 사용자 공간 인터페이스를 통해 IEEE 1394 버스로 직접 접속할 수 있도록 도와주는 라이브러리이다. 따라서 사용자 영역의 분산 IPC 계층의 커널모드 진입을 위해 필요한 라이브러리를 의미한다.
이러한 구성을 통하여 IEEE 1394를 통한 TMO 기반 실시간 분산 메시지의 전송 또는 수신이 수행될 수 있다.
특히 IEEE 1394의 등시성 채널을 사용하여 TMO 기반 실시간 분산 메시지 메커니즘을 구성할 수 있다.
즉 IEEE 1394 전송 프레임 구조에서 64개의 등시성 채널에 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 할당하여 전송을 수행한다. 이러한 방식으로 IEEE 1394의 특성상 총 64개의 등시성 채널은 정시성을 보장받으면서도 경성 TMO 기반 실시간 분산 메시지 를 전송할 수 있다.
지역 IPC 계층 모듈(130)은 네트워크 제어부(110)로부터 수신한 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 내부 처리를 위해서 로칼 호스트로 전송한다.
로칼 호스트는 네트워크 상에 존재하는 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치(100) 자신을 의미하는 것으로서 네트워크 상의 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송이 다른 TMO 노드에게로 수행되기도 하지만 자신이 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 받아서 처리하는 경우 지역 IPC 계층 모듈(130)을 통하여 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 수신하여 처리하게 된다.
또한 지역 IPC 계층 모듈(130)은 네트워크 제어부(110)로부터 전송되는 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 저장하기 위한 큐(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
지역 IPC 계층 모듈(130)의 큐 내부에는, TMO 기반 실시간 분산 메시지 또는 태스크를 위한 저장 공간이 구비되며, 큐로부터 실시간 분산 IPC 계층 모듈(150)에게로 TMO 기반 실시간 분산 메시지의 전송이 가능하다.
이 경우 예컨대 send_message()와 같은 메소드의 사용이 가능하다.
네트워크 제어부(110) 또는 지역 IPC 계층 모듈(130)은 커널 모드에서 동작한다. 즉 상위 응용 계층인 사용자 모드에서의 TMO 기반 실시간 분산 메시지가 필요하지 않은 네트워크 제어부(110) 또는 지역 IPC 계층 모듈(130)은 커널 모드에서 동작함으로써 사용자 모드로의 TMO 기반 실시간 분산 메시지 복사에 따른 오버헤드를 줄이기 위함이다.
네트워크 제어부(110) 또는 지역 IPC 계층 모듈(130)이 사용자 모드가 아닌 커널 모드에서 동작함으로써 종래의 메시지 전송 방식의 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
실시간 분산 IPC 계층 모듈(150)은 네트워크 제어부(110)를 통하여 네트워크 상의 다른 TMO 노드에게로 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 전송한다.
실시간 분산 IPC 계층 모듈(150)은 또한 TMO 기반 실시간 분산 메시지의 관리를 수행할 수 있다.
이러한 TMO 기반 실시간 분산 메시지의 관리에 대해서 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
TMO 기반 실시간 분산 메시지는 TMO 객체에서 사용된다. TMO 객체는 실시간 분산 객체 모델로 분산 환경에서 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 서로 주고받으면서 정해진 작업을 수행하도록 설계된 객체를 의미한다. 이 경우 실시간 분산 IPC 계층 모듈(150)을 통하여 TMO 객체 사이에 실시간으로 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 서로 전송 또는 수신을 수행한다.
이러한 TMO 객체 내에는 주기적으로 미리 지정된 작업을 수행하는 SpM 스레드와 TMO 기반 실시간 분산 메시지 수신에 의해서 구동되는 SvM 스레드를 포함한다. 또한 데이터 자장을 위한 OSD(Object Data Store)를 포함할 수 있다.
이러한 각 TMO 객체들 사이에서는 서로 간에 동기화 메시지 또는 TMO 객체간의 제어 메시지를 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 통하여 전송 또는 수신하게 되며, 이 경우 TMO 객체들의 실시간성을 보장하기 위하여 실시간 분산 IPC 계층 모듈(150)을 통하여 분산 환경에서 실시간성을 가지는 전송 메커니즘이 구현된다.
따라서 TMO 기반 실시간 분산 메시지관리를 위하여 실시간 분산 IPC 계층 모듈(150)은 네트워크 제어부(110) 또는 지역 IPC 계층 모듈(130)과는 달리 사용자 모드에서 동작하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 있어서 TMO 기반 실시간 분산 메시지의 구현예를 나타내는 도면이다.
도시되듯이 메시지 헤더 부분에는 KindOf, ChannelID, NodeID, HostID, pid, reserved의 필드를 포함하여, 이후 페이로드 부분에 데이터가 포함되어 있다.
좀 더 구체적으로는 첫 번째 필드인 KindOf는 TMO 기반 실시간 분산 메시지의 종류를 나타내며, 두 번째 필드인 ChannelID는 TMO 기반 실시간 분산 메시지의 전송을 위한 실시간 분산 채널의 식별자로서 IEEE 1394의 특성상 총 64개의 등시성 채널 중에서의 식별을 위하여 1~ 64까지의 범위를 가지는 값이다.
또한 NodeID 필드는 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치가 구현된 각 TMO 노드의 식별자를 나타내며, HostID 필드는 각 TMO 노드의 호스트 컴퓨터 식별자를 나타낸다.
또한 pid 필드는 각 TMO 노드의 프로세스 식별자를 나타내며, reserved는 유보 필드를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에서 각TMO 노드 사이의 실시간 분산 IPC 동기화 절차를 나타내는 도면이다.
마스터 노드와 슬레이브 노드는 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치가 구현된 TMO 노드이다.
도시되듯이 우선 마스터 노드는 슬레이브 노드로부터의 비컨 신호를 기다린다.
이후 마스터 노드에서 슬레이브 노드로부터의 비컨 신호를 수신하면, 마스터 노드는 각 슬레이브 노드에 채널을 할당(binding)하고, 동기(sync) 신호를 전송한다.
이후 마스터 노드에서 슬레이브 노드로 전송되는 시작 신호에 대응하여 각 TMO 노드들이 동기화하여 TMO 기반 실시간 분산 메시지의 전송 동작을 수행하게 된다.
이 경우 실시간으로 채널을 할당하는 과정에 대해서 도 5를 참조로 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에 있어서 채널 매핑을 나타내는 도면이다.
물리적 채널은 0 내지 63까지의 등시성 채널이며, IEEE 1394 메시지 프레임에서 물리적 채널을 할당하도록 한다. 각 TMO 노드는 물리적으로 같은 채널 번호를 사용하지 못한다. 따라서 채널 할당시 논리적 채널을 이용한다.
실제 물리적 채널의 번호는 도 4를 참조로 예시한 TMO 기반 실시간 분산 메시지 포맷의 ChannelID에 의해 표시되며 각 물리적 채널은 동일하지 않게 하여 충돌을 미리 회피한다. 또한 논리적 채널의 범위는 0~31까지 할당 가능하며 나머지 물리적 채널은 채널 간 충돌을 방지하기 위한 유보 영역이다.
도 5에서 마스터 TMO 노드는 논리적 채널 0을 물리적 채널 0에 할당하고, 슬 레이브 TMO 노드 A는 같은 논리적 채널 0을 사용하고 있지만 물리적 채널 1로 할당한다. 이러한 방법은 현재 사용하고 있지 않은 물리적 채널로 논리적 채널을 할당하는 것을 의미한다. 또한 슬레이브 TMO 노드 B 또한 논리적 채널 0을 사용하려하면 비어 있는 물리적 채널 n번으로 할당한다. 이러한 방법을 통해 TMO 객체 간의 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송시 실시간성을 확보하고 채널 간 충돌을 회피한다.
이 경우 논리적 채널이 같은 이유는 여러 TMO 노드들이 물리적인 채널을 통해 전달받은 TMO 기반 실시간 분산 메시지가 각 TMO 노드에서 공유해야 할 메시지인 경우 같은 채널로 설정하여 해당 메시지를 주고받기 위해서는 논리적으로 채널이 동일하여야 하기 때문이다. 또한 물리적 채널이 다른 이유는 매 클럭 125 마이크로 초 마다 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송을 수행할 경우 IEEE 1394는 64개의 물리적 채널을 가지기 때문에 한 번에 여러 다른 채널을 이용하여야만 같은 시간에 메시지를 보낼 수 있기 때문이다.
이러한 채널 할당은 순차적으로 자동적으로 할당된다.
도 6은 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치에서 적용되는 예시적인 의사(pseudo) 코드를 나타내는 도면이다.
도시된 의사 코드에서 TMO 클래스를 상속 받아 TMO_name 객체를 생성한다. 생성된 TMO 객체에는 시간 조건에 의해 구동되는 SpM(Spontaneous Method)과 분산 환경에서 클라이언트가 보내는 메시지에 의해 구동되는 SvM(Service Method)이 존재하며 각 조건에 맞게 구동된다.
또한 도시되듯이 RT_AllocationChannel() 인터페이스를 통해 실시간 채널이 할당되며 SvM_RT_WaitInvocation() 및 SvM_RT_WaitInvocation()인터페이스를 통해 전송되는 실시간 메시지를 처리하게 된다.
본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치는 TMO 엔진에서 뿐 아니라 일반적인 리눅스 시스템의 실시간 분산 IPC에서도 활용이 가능하다. 즉 비록 본 발명에 따른 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치가 TMO 엔진 기반으로 설명되었지만 구성되었지만 디바이스 드라이버 계층은 재사용이 가능하며 리눅스 IPC 시스템 호출(system call)을 수정하여 실시간 분산 IPC의 구현이 가능할 것이다.
비록 본 발명의 구성이 구체적으로 설명되었지만 이는 단지 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능할 것이다.
따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 타임-트리거 기반의 IEEE 1394 등 시성 채널을 기초로 TMO 객체 간의 정시성을 보장받는 분산 메시지를 실시간으로 충돌 없이 전송 가능하여 경성 실시간성을 요구하는 시스템에 적용이 가능하며, IEEE 1394 표준 프로토콜을 이용한 인터페이스의 사용으로 네트워크의 신뢰성이 높고 네트워크 토폴로지 구축 비용이 상대적으로 저렴하다. 예컨대 TMO를 기반으로 한 시스템에서 산업용 경성 실시간 분산 제어, 원자력 발전소 실시간 분산 제어 시스템 등과 같은 분야에서 적용이 가능하다.

Claims (9)

  1. TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치로서,
    네트워크 상의 다른 TMO 노드와의 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 또는 수신을 수행하는 네트워크 제어부와,
    상기 네트워크 제어부로부터 수신한 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 내부 처리를 위해서 로칼 호스트로 전송하는 지역 IPC 계층 모듈과,
    상기 네트워크 제어부를 통하여 상기 다른 TMO 노드에게로 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 전송하는 실시간 분산 IPC 계층 모듈
    을 포함하는 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 제어부는, IEEE 1394 등시성 채널을 이용하여 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지의 전송 또는 수신을 수행하는 IEEE 1394 채널 제어 계층인 것인 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실시간 분산 IPC 계층 모듈은 사용자 모드에서 동작하며,
    상기 지역 IPC 계층 모듈 및 상기 네트워크 제어부는 커널 모드에서 동작하는 것인 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실시간 분산 IPC 계층 모듈은 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 관리하는 것인 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지는 TMO 객체에서 사용되는 것인 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 TMO 객체는 주기적으로 미리 지정된 작업을 수행하는 SpM 스레드와 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지 수신에 의해서 구동되는 SvM 스레드를 포함하는 것인 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지역 IPC 계층 모듈은 상기 네트워크 제어부로부터 전송되는 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 저장하기 위한 큐를 포함하고,
    상기 큐로부터 상기 실시간 분산 IPC 계층 모듈에 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 전송하는 것인 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지는, 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지의 종류를 나타내는 필드와, 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지를 전송할 실시간 분산 채널의 식별자와, 상기 네트워크 상의 상기 TMO 노드에 대한 노드 식별자와, 상기 TMO 노드에 대한 프로세스 식별자를 포함하는 것인 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 네트워크 제어부는, IEEE 1394 등시성 채널을 논리적 채널로 할당하여 상기 TMO 기반 실시간 분산 메시지의 전송 또는 수신을 수행하는 것인 TMO 기반 실시간 분산 메시지 전송 장치.
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