KR100868737B1 - 전력거래용 원격소 단말장치에 적용되는 데이터 오류방지용핫스왑 장치, 이를 구비한 보드 및 핫스왑 방법 - Google Patents

전력거래용 원격소 단말장치에 적용되는 데이터 오류방지용핫스왑 장치, 이를 구비한 보드 및 핫스왑 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 데이터 오류방지용 핫스왑 기능을 지원하는 전력거래용 원격소 단말장치 및 그 운용방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각 발전소 및 변전소에 설치되는 전력거래용 원격소 단말장치(Remote Terminal Unit; RTU)의 기능보드에 적용하여, 정상운전중 보드 교체시 급전종합자동화설비(Energy Management System; EMS) 주장치에 대한 제어신호 및 데이터 신호의 오류를 방지하고 시스템 오동작을 방지할 수 있도록 한 것이다. 버퍼와 메모리를 구비한 적어도 하나 이상의 보드가 시스템버스에 접속되고 시스템버스에 접속한 씨피유가 버퍼를 통하여 메모리와 데이터를 교환하는 시스템에서 시스템버스에 대한 보드의 탈부착 여부를 검지하면, 핫스왑 컨트롤러가 버퍼의 버퍼링 기능을 디세이블시키고, 씨피유에게 버스에러 신호를 송출하며, 보드를 제어하는 소프트웨어의 실행을 중지시키는 신호를 송출하도록 이루어진다.
핫스왑, 보드, 시스템버스, 급전종합자동화설비, 원격소단말장치, VME bus

Description

전력거래용 원격소 단말장치에 적용되는 데이터 오류방지용 핫스왑 장치, 이를 구비한 보드 및 핫스왑 방법{Hotswap device, Board equipped with hotswap device, and Hotswap method for the prevention of data error applied in Energy Management System-Remote Terminal Unit}
도 1은 본 발명에 따른 핫스왑 장치가 구비된 시스템의 전체구성도.
도 2a는 시스템이 정상운행 중일 경우 데이터 교환의 일실시예 타이밍도.
도 2b는 도 2a의 다른 실시예.
도 3은 보드의 탈착이 이루어질 경우 핫스왑의 타이밍도.
본 발명은 급전종합자동화설비(Energy Management System; EMS)용 원격소 단말장치(Remote Terminal Unit; RTU)의 데이터 오류방지용 핫스왑 장치에 관한 것이다.
전력거래용 원격소 단말장치(RTU)는 전력거래소의 급전자동화설비 급전종합자동화설비(EMS)에 의한 원격감시, 측정 및 제어를 위해 발전소 및 변전소에 설치되는 원격소 단말장치(RTU)이다.
전력거래용 원격소 단말장치(RTU)는 현장기기의 상태정보(차단기나 개폐기의 온/오프(ON/OFF) 상태 등) 또는 계측정보(전류, 전압, 및 전력 등)를 취득하여 급전종합자동화설비(EMS)로 전송하고, 급전종합자동화설비(EMS)으로부터 전송되어온 명령정보를 수신 및 분석하여 특정 설비를 조작 제어하는 기능을 수행한다.
급전종합자동화설비(EMS)는 전력거래용 원격소 단말장치(RTU)에 의해 취득된 상태정보 및 계측정보를 전력 계통 운영 및 전력시장 운영을 위한 기본 자료로 활용하며, 그 결과로 생성한 정보에 의하여 발전량을 제어한다.
본 발명에 따른 핫스왑 장치를 각 발전소 및 변전소에 설치되는 원격소 단말장치(RTU)의 기능보드에 적용하여, 원격소단말장치가 정상운전중인 상태에서 보드를 교체할 때 제어신호 및 데이터 신호의 불안정으로 발생하는 데이터 오류에 의한 감시 및 제어 기능의 오동작 방지가 가능하다. 이때, 기능보드는 예컨대, 씨피유 보드, 통신보드 및 입출력 보드 등을 의미하고, 이 각각의 보드는 시스템 버스로서 국제표준의 산업자동화용 보드 인터페이스 규격인 VME bus(Versa Module Eurocard bus)를 사용하여 접속한다.
즉, 본 발명은 시스템버스 구조에서 시스템의 동작에 영향을 주지 않고 보드의 삽입, 제거가 가능한 핫스왑 장치, 이를 구비한 보드 및 핫스왑 방법을 제공하고자 한다.
핫스왑은 시스템이 동작하는 상태에서 고장이나 이상이 있는 보드를 교체하거나 새로운 기능을 추가하기 위한 보드를 교체하는 데 있어서, 시스템의 정지없이 보드의 교체가 가능하도록 하는 기능을 말한다. 특히, 통신장치나 발전소와 같은 경우 한번 시스템이 정지되면 물적, 경제적으로 엄청난 피해를 입을 수 있기 때문에 시스템 보드 한 두개의 고장으로 시스템을 정지시킬 수는 없으므로 이중, 삼중으로 백업 시스템을 꾸미는 방법을 택할 수 있는데, 이때 비용이 많이 든다는 문제를 극복하기 위해서 핫스왑 방식이 생겨난 것이다.
이러한 핫스왑 방식 중에는 보드의 삽입/제거 상태를 감지하여 보드가 완전히 삽입되었는지 판단한 후 보드에 공급되는 전원이 안정적인지를 판단하여 보드에 전원을 인가함으로써 보드를 보호하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 시스템에 접속되는 주변장치의 종류를 파악하여, 접속되는 주변장치를 제어하는 제어부에 의해 전원을 스위칭함으로써, 주변장치의 접속여부를 검지하여 인가되는 전원을 온/오프하는 기술이 개시되어 있다.
이들은 보드로의 전원공급을 제어하여 보드를 보호하고자 하는 것으로서, 시스템에 접속된 씨피유의 오동작 방지를 위한 기술은 제시하지 못하고 있다. 특히 시스템버스 구조에서 시스템 동작 중에 탈착되는 보드의 불안정성으로 인해 시스템버스와 접속된 씨피유로 입출력되는 데이터 오류의 문제가 발생하게 된다. 즉, 보드 탈부착시 시스템버스 커넥터의 모든 핀이 동시에 분리되지 않음으로써 보드에 공급되는 전원이 불안정해져서 씨피유와 보드간의 신호교환의 안정성 또는 정확성 등이 떨어진다는 문제가 존재한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 시스템버스 구조에서 시스템 운행 중 보드의 탈착시 씨피유와 교환 되는 데이터의 오류로 인한 시스템 오동작을 방지하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 핫스왑 방법은, 버퍼와 메모리를 구비한 적어도 하나 이상의 보드가 시스템버스에 접속되고, 상기 시스템버스에 접속한 씨피유가 상기 버퍼를 통하여 상기 메모리와 데이터를 교환하는 시스템에서의 핫스왑 방법에 있어서, 상기 시스템버스에 대한 상기 보드의 탈부착 여부를 검지하는 단계; 및 상기 검지에 의한 검지신호에 따라, 상기 버퍼의 버퍼링 기능을 디세이블시키는 단계;를 포함한다.
이에 따르면, 시스템 운행 중 보드의 탈부착시 버퍼의 디세이블을 통해 씨피유와의 데이터 교환을 차단하여 데이터 오류를 방지할 수 있게 된다.
바람직하게는, 이때 상기 씨피유에게 시스템 비정상 종료에 따른 버스에러 신호를 송출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
이에 따르면, 버스에러 신호를 통해 보드 탈부착시 발생한 데이터 신호를 무시하게 하여 확실하고 안정적으로 데이터 오류를 방지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 버퍼링 기능을 디세이블시킴과 동시에 상기 보드를 제어하는 소프트웨어의 실행을 중지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이에 따르면, 보드를 제어하는 소프트웨어의 실행을 중지하여 보다 효과적으로 데이터 교환으로 인한 오류를 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 핫스왑 장치는, 버퍼와 메모리를 구비한 적어도 하나 이상의 보드가 시스템버스에 접속되고, 상기 시스템버스에 접속한 씨피유가 상기 버퍼를 통하여 상기 메모리와 데이터를 교환하는 시스템에서의 핫스왑 장치에 있어서, 상기 시스템버스에 대한 상기 보드의 탈부착 여부를 검지하는 검지부; 및 상기 검지부로부터의 검지신호에 따라 상기 버퍼의 버퍼링 기능을 디세이블시키는 핫스왑 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 핫스왑 컨트롤러는, 상기 시스템버스를 통하여 상기 씨피유에게 시스템 비정상 종료에 따른 버스에러 신호를 송출하도록 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 핫스왑 컨트롤러는, 상기 보드를 제어하는 소프트웨어에 대한 실행을 중지하는 신호를 송출하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 검지부는 상기 보드의 탈부착 전후의 락킹 설정 또는 락킹 해제를 위한 스위치의 조작상태에 기초하여 상기 보드의 탈부착 여부를 검지할 수 있다.
이에 따르면, 보드 탈부착 여부를 미리 감지할 수 있어서, 보다 안정적인 데이터 교환차단이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 보드는, 시스템버스를 통하여 씨피유와 데이터를 교환하는 보드에 있어서, 메모리; 상기 메모리와 상기 씨피유와의 버퍼링 기능을 수행하는 버퍼; 및 상기 핫스왑 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 보드에 핫스왑 장치가 마련됨으로써 보드 탈부착시 보드와 씨피유간 안정적인 데이터 교환이 가능하게 된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 핫스왑 장치가 구비된 시스템의 전체구성도이다.
도시된 바와 같이, 시스템은 CPU(100), 시스템버스(200) 및 보드(300)로 구성되어 있다. 보드(300)는 버퍼(310), 메모리(320) 및 마이크로스위치(330)로 구성되어 있고, 보드(300) 내에는 본 발명에 따른 핫스왑 장치(400)가 구비되어 있다. 핫스왑 장치(400)는 검지부(410), 핫스왑 컨트롤러(420) 및 핫스왑 처리 소프트웨어(430)로 구성되어 있다.
CPU(100)는 중앙처리장치로서, 각종 보드와 데이터를 교환하며 전체 시스템을 제어하는 역할을 한다. 시스템버스(200)는 CPU(100)와 각종 보드간 데이터 교환의 통로 역할을 하면서 전체 시스템의 속도에 영향을 미친다. 보드(300)는 특정 기능을 수행하는 모듈이 탑재된 기판으로서, 버퍼(310), 메모리(320) 및 스위치(330)로 구성된다. 버퍼(310)는 한 장치에서 다른 장치로 데이터를 송신할 때 일어나는 시간의 차이나 데이터 흐름 속도의 차이를 보상하기 위해 사용하는 저장 장치로서, CPU(100)와 메모리(320) 사이에서 데이터 교환의 역할을 한다. 메모리(320)는 버퍼(310)를 통하여 CPU(100)와 데이터를 교환한다. 스위치(330)는 보드(300)의 탈부착 전후에 락킹(locking)을 설정하거나 해제하기 위하여 조작되는 장치로서, 예컨대, 보드(300)를 탈착하기 전에 락킹을 해제하거나 또는 보드(300)를 부착한 후에 락킹을 설정하도록 조작된다. 이 보드(300)에 구비된 본 발명에 따른 핫스왑 장치(400)는 검지부(410), 핫스왑 컨트롤러(420) 및 핫스왑 처리 소프트웨어(430)로 구성되어 있다. 검지부(410)는 스위치(330)의 조작에 따라 시스템버스(200)에 대한 보드(300)의 탈부착 여부를 검지하는 역할을 한다. 핫스왑 컨트롤러(420)는 검지 부(410)로부터 보드(300)의 탈부착 여부를 검지한 검지신호를 받아 핫스왑을 위한 소정의 제어를 수행하게 된다. 즉, 보드(300)의 탈부착이 이루어짐을 알리는 신호를 받으면, 버퍼(310)의 버퍼링 기능을 디세이블시키도록 제어한다. 또는, 씨피유(100)에게 시스템 비정상 종료에 따른 버스에러 신호를 송출하도록 제어한다. 또는, 보드(300)를 제어하는 소프트웨어에 대한 실행을 중지하는 신호를 송출하도록 제어한다. 핫스왑 처리 소프트웨어(430)는 핫스왑 컨트롤러(420)로부터의 제어신호에 따라, 보드(300)를 제어하는 소프트웨어에 대한 실행을 중지시키는 역할을 한다.
이러한 구성으로 이루어진 시스템의 전체적인 동작을 살펴보면, CPU(100)는 시스템버스(200)를 통하여 메모리(320)와 데이터를 교환한다. 이때, 버퍼(310)가 CPU(100)와 메모리(320)와의 사이에서 버퍼링 기능을 한다. 즉, CPU(100)가 시스템버스(200)를 통하여 버퍼(310), 메모리(320)를 거쳐 데이터를 통과시키도록 시스템이 운행된다. 만약, 시스템이 정상적으로 동작하게 되면, 즉, 보드(300)의 탈부착이 이루어지지 않을 때는, 핫스왑 컨트롤러(420)가 버퍼(310)로 정상신호(예컨대, En1을 on)를 송출하여 버퍼(310)를 이네이블(enable)시킨다. 이렇게 정상신호를 수신한 버퍼(310)가 이네이블되면 상술한 바대로 CPU(100)에 의해 시스템버스(200)로부터 받은 데이터를 통과시킴으로써 메모리(320)에 대한 읽고 쓰기가 이루어진다. 또한, 핫스왑 컨트롤러(420)는 이렇게 시스템 정상동작에 따른 메모리(320) 읽고 쓰기가 유효하다는 신호(예컨대, DTACK)를 시스템버스(200)에 송출함으로써 CPU(100)와 메모리(320)의 데이터 교환을 정상적으로 종료하도록 한다.
이때, 만약 사용자가 보드(300)를 탈착하기 위하여 스위치(330)(예컨대, 마이크로스위치)를 조작(예컨대, switch off)하면, 이를 검지부(410)가 검지하여 핫스왑 컨트롤러(420)에게 보드 탈착을 알리는 신호(예컨대, En2을 off)를 송출한다. 그러면, 핫스왑 컨트롤러(420)는 버퍼(310)의 버퍼링 기능을 디세이블(disable)(예컨대, 신호 En1을 off)시킨다. 또한, 시스템버스(200)에게 메모리(320) 읽고 쓰기가 유효하다는 신호(예컨대, DTACK)를 발생시키는 대신에, 시스템 비정상 종료에 따른 버스에러 신호(예컨대, BusErr)를 발생시킨다. 이 버스에러 신호에 의해 CPU(100)가 메모리(320)로부터 받은 데이터를 무시하도록 한다. 이로써, CPU(100)가 DTACK 신호에 의해 데이터 교환이 정상적으로 종료된 것으로 판단하는 위험을 없애고, 불안정한 데이터를 삭제하도록 함으로써 시스템 오동작을 방지할 수 있게 된다. 또한, 핫스왑 컨트롤러(420)는 핫스왑 처리 소프트웨어(430)에게 보드를 제어하는 소프트웨어(예컨대, 응용프로그램)에 대한 실행을 중지하는 신호를 송출하고, 이 신호를 받은 핫스왑 처리 소프트웨어(430)는 보드를 제어하는 소프트웨어의 실행을 중지시킨다.
도 2a는 시스템 정상운행 중일 경우 데이터 교환의 일실시예 타이밍도이고, 도 2b는 도 2a의 다른 실시예이다.
시스템이 정상운행 중일 경우, 즉 En1이 on되어 있으면 버퍼(310)는 시스템버스(200)를 통하여 CPU(100)로부터 입력된 Address, data, control 신호를 통과시킨다. 즉, 도시된 바와 같이, Add(Address) 신호가 통과(①)됨과 함께 Add의 시작 및 유효여부를 알리는 신호인 AS(Address Strobe)가 통과되고, data가 통과(②)된 다. 그리고 데이터 읽기 신호(RD : Read)가 입력(③)되어 데이터를 읽은 후, DTACK 신호의 송출(⑤)에 의해 데이터 교환의 정상종료를 알린다.
도 2b는 데이터 쓰기가 이루어질 경우의 타이밍도를 도시한 것으로서, Add(Address) 신호가 통과(①)됨과 함께 Add의 시작 및 유효여부를 알리는 신호인 AS(Address Strobe)가 통과되고, data가 통과(②)된다. 그리고 데이터 쓰기 신호(WR : Write)가 입력(④)되어 데이터를 기록한 후, DTACK 신호의 송출(⑤)에 의해 데이터 교환의 정상종료를 알린다.
도 3은 보드의 탈착이 이루어질 때 핫스왑의 타이밍도이다.
시스템 운행 중에 보드의 탈착이 이루어지면, 즉 시스템 정상동작 중에 Add(①), AS 신호와 함께 data(②-1), RD 신호(③)가 통과된다. 이때 보드의 탈착이 이루어지면 DTACK 신호 대신에 버스에러신호(BusErr)를 송출(⑥)함으로써, 진행중이던 데이터교환 신호를 비정상종료시킨다. 즉, 통과되던 상기 데이터 신호들을 강제종료시킴으로써 데이터오류를 방지하게 된다.
상기에서는 핫스왑 컨트롤러(420)가 핫스왑을 효과적으로 하기 위한 다양한 제어방법을 제시하였는데, 이러한 제어방법을 모두 실행하여 제어할 수 있음은 물론, 각각을 선택적으로 실행하여 제어할 수 있음도 물론이다. 또한, 예시한 보드 구조 외에도 다양한 종류의 보드에도 본 발명에 따른 핫스왑 장치(400)를 구비할 수 있음은 물론이다. 이와 같은 핫스왑 장치에 의하면, 전원이 투입되어 시스템이 동작중인 상태에서도 보드를 교환하여도 데이터 오류에 의한 시스템 오동작을 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따르면, 시스템버스 구조에서 시스템 운행 중 보드의 탈착시 씨피유와 교환되는 데이터의 오류로 인한 시스템 오동작을 방지할 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (8)

  1. 버퍼와 메모리를 구비한 적어도 하나 이상의 보드가 시스템버스에 접속되고,상기 시스템버스에 접속한 씨피유가 상기 버퍼를 통하여 상기 메모리와 데이터를 교환하는, 발전소 및 변전소에 설치되는 전력거래용 원격소 단말장치(RTU)에서의 핫스왑 방법에 있어서,
    상기 시스템버스에 대한 상기 보드의 탈부착 여부를 검지하는 단계; 및
    상기 검지에 의한 검지신호에 따라, 상기 버퍼의 버퍼링 기능을 디세이블시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫스왑 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 씨피유에게 시스템 비정상 종료에 따른 버스에러 신호를 송출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핫스왑 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 버퍼링 기능을 디세이블시킴과 동시에 상기 보드를 제어하는 소프트웨어의 실행을 중지시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핫스왑 방법.
  4. 버퍼와 메모리를 구비한 적어도 하나 이상의 보드가 시스템버스에 접속되고, 상기 시스템버스에 접속한 씨피유가 상기 버퍼를 통하여 상기 메모리와 데이터를 교환하는, 발전소 및 변전소에 설치되는 전력거래용 원격소 단말장치(RTU)에서의 핫스왑 장치에 있어서,
    상기 시스템버스에 대한 상기 보드의 탈부착 여부를 검지하는 검지부; 및
    상기 검지부로부터의 검지신호에 따라 상기 버퍼의 버퍼링 기능을 디세이블시키는 핫스왑 컨트롤러;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫스왑 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 핫스왑 컨트롤러는, 상기 시스템버스를 통하여 상기 씨피유에게 시스템 비정상 종료에 따른 버스에러 신호를 송출하도록 제어하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핫스왑 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 핫스왑 컨트롤러는, 상기 보드를 제어하는 소프트웨어에 대한 실행을 중지하는 신호를 송출하도록 제어하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핫스왑 장치.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검지부는 상기 보드의 탈부착 전후의 락킹 설정 또는 락킹 해제를 위한 스위치의 조작상태에 기초하여 상기 보드의 탈부착 여부를 검지하는 것을 특징으로 하는 핫스왑 장치.
  8. 시스템버스를 통하여 씨피유와 데이터를 교환하는 보드에 있어서,
    메모리;
    상기 메모리와 상기 씨피유와의 버퍼링 기능을 수행하는 버퍼; 및
    제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 핫스왑 장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 보드.
KR1020070056783A 2007-06-11 2007-06-11 전력거래용 원격소 단말장치에 적용되는 데이터 오류방지용핫스왑 장치, 이를 구비한 보드 및 핫스왑 방법 KR100868737B1 (ko)

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