KR101081843B1 - Network communication apparatus of railway car - Google Patents
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Abstract
본 발명은 철도차량의 네트워크 통신장치에 관한 것이다.The present invention relates to a network communication device of a railway vehicle.
본 발명에 따른 철도차량의 네트워크 통신장치는 철도차량들을 연결하는 통신선로를 통하여 네트워크상의 데이터를 송수신하는 트랜시버부, 트랜시버부로부터 전달받은 데이터를 증폭하여 출력하는 리피터 및 리피터로부터 데이터를 읽어 들이고 쓰기 작업을 수행하는 통신 제어부를 포함하여 구성되고, 리피터는 트랜시버부로부터 전달받은 데이터를 통신 제어부로 전달하는 동시에 트랜시버부를 거쳐 상기 통신선로를 통하여 네트워크상에 재출력하는 것을 특징으로 한다.The network communication apparatus of a railway vehicle according to the present invention reads and writes data from a transceiver unit for transmitting and receiving data on a network through a communication line connecting the railway vehicles, a repeater for amplifying and outputting data received from the transceiver unit, and a repeater. It is configured to include a communication control unit, the repeater is characterized in that the data transmitted from the transceiver unit to the communication control unit and at the same time re-output on the network through the communication line via the transceiver unit.
본 발명에 따르면, 장대열차 전용 메인통신을 아크넷 리피터를 활용하여 전송거리 제한 및 총 노드 수의 제한을 없애, 소비자의 전송거리 및 노드 수 증가 등의 다양한 요구에 효과적으로 대응할 수 있고, 일부 노드에 고장이 발생하는 경우 고장 노드의 통신 접속을 능동적으로 제어할 수 있는 철도차량의 네트워크 통신장치가 제공되는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to effectively respond to various needs such as increasing the transmission distance and the number of nodes by eliminating the limitation of the transmission distance and the total number of nodes by using the arcnet repeater for the main communication dedicated to the long train. When a failure occurs, there is an effect of providing a network communication device of a railway vehicle that can actively control the communication connection of a failed node.
철도차량, 트랜시버(transceiver), 리피터(repeater), 통신 제어부, 바이패스 릴레이(bypass relay) Rolling stock, transceivers, repeaters, communication controls, bypass relays
Description
본 발명은 철도차량의 네트워크 통신장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 철도차량에 사용되는 차량 간 통신방식 중 거리제한의 문제점을 보완하여 예를 들어, 20량 이상의 장대열차에 적용 시 차량의 모든 데이터를 상호 공유할 수 있도록 하는 철도차량의 네트워크 통신장치에 관한 것이다.The present invention relates to a network communication device of a railway vehicle. More specifically, the present invention compensates for the problem of distance limitation among inter-vehicle communication methods used in railway vehicles, for example, when applied to 20 or more long-range trains of the railway vehicle to share all data of the vehicle with each other It relates to a network communication device.
일반적으로 철도차량은 다수의 차량을 연결하여 구성된 편성 단위로 운행되며, 20량 이상을 1편성으로 구성한 장대열차도 운행되고 있다.In general, railway vehicles operate in a unit formed by connecting a plurality of vehicles, and long-range trains in which more than 20 vehicles are configured in a single unit are also operated.
이와 같이 1편성을 구성하는 차량의 수가 증가할수록 거리제한 등의 문제점으로 인하여 차량 간 통신을 원활하게 수행하기 어려운 문제점이 생긴다.As such, as the number of vehicles that constitute a single train increases, problems such as distance limitations make it difficult to smoothly perform communication between vehicles.
도 1은 종래의 철도차량의 네트워크 통신방식을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a network communication method of a conventional railway vehicle.
도 1을 참조하면, 종래에는 주 제어 프로세서의 제어 하에 통신 제어부와 트랜시버를 이용하여 차량 간 통신을 수행하는 방식이 사용되었다.Referring to FIG. 1, in the related art, a method of performing vehicle-to-vehicle communication using a communication controller and a transceiver under the control of a main control processor has been used.
그러나 종래의 방식에 따르면 다음과 같은 여러 가지 문제점이 발생한다.However, according to the conventional method, various problems occur as follows.
1. 거리제한의 문제점1. Problems with distance limitation
종래의 방식은 버스 토폴로지를 이용할 경우 최대 12개 노드, 통신 가능거리 330m라는 제약조건이 생긴다. 또한 링형, 스타형, 트리형 등의 다른 토폴로지를 사용한다 하더라도, 대역폭(Bandwidth)의 제한으로 동일한 케이블 내에서의 데이터 전송량의 한계 때문에 거리의 제한 및 총 노드 수의 제약조건이 발생한다.The conventional method has a constraint of up to 12 nodes and a communication distance of 330 m when using a bus topology. In addition, even if other topologies such as ring, star, and tree are used, the limitation of bandwidth causes the limitation of distance and the total number of nodes due to the limitation of data transmission in the same cable.
장거리 통신 및 노드 수의 제약조건의 원인으로는 근본적으로 동기화된 통신방식을 사용하기 때문에 거리가 멀어짐에 따라 발생하는 전압감소와 파형의 일그러짐 및 전송지연의 영향으로 제한을 받는다.As the cause of the long distance communication and the number of node constraints is basically a synchronized communication method, it is limited by the effect of voltage decrease, waveform distortion and transmission delay caused by the distance.
2. 통신 케이블 선별 제한2. Communication cable screening limit
장거리 통신을 최적화해주기 위해서는 고주파수(2.5Mbps)에서 발생되는 임피던스를 고려한 고가의 특수 케이블을 구매해서 사용해야 한다. 또한 특수 케이블의 사용으로 인하여 설치 시 작업이 어렵고, 이에 따른 작업비용이 증가하게 된다.Optimizing long distance communication requires the purchase and use of expensive, expensive cables that take into account the impedance generated at high frequencies (2.5Mbps). In addition, due to the use of a special cable is difficult to work during installation, thereby increasing the operating cost.
3. 트랜시버 및 케이블 커넥터 선정의 어려움3. Difficulty in selecting transceiver and cable connectors
아크넷(Arcnet)에 따르면, 장거리 전송용 트랜시버 및 전송 케이블이 한 쌍으로 구성되어야 한다. 예를 들어, 동축케이블용 트랜시버를 사용하려면 RG-62/u와 같은 동축케이블을 사용해야 한다. 도 2에 아크넷 통신 케이블/커넥터 별 최대 노드 수 및 전송거리가 나타나 있다.According to Arcnet, transceivers and transmission cables for long distance transmissions must be paired. For example, to use a transceiver for a coaxial cable, you must use a coaxial cable such as RG-62 / u. Figure 2 shows the maximum number of nodes and transmission distance per arcnet communication cable / connector.
하지만 이와 같은 경우도 거리는 300m 전송이 가능하나 총 노드 수 제한(최대 8노드)이 발생한다. 위 방식으로 열차 통신네트워크 설계 시 8량 차량 밖에 설계할 수 없는 제한이 생기며, 10량 1편성인 경우 다른 통신 방식을 선택해야 한다.However, even in this case, although the distance can be transmitted 300m, the total number of nodes is limited (maximum 8 nodes). When designing a train communication network in the above manner, there is a limit that only 8 vehicles can be designed, and in the case of 10 vehicles, a different communication method should be selected.
토폴로지가 변경되면 그에 따른 트랜시버를 변경해야 하므로, 설계변경이 되어야 하며, 다양한 소비자의 요구에 즉각적으로 대응하기 어렵다.If the topology changes, the transceiver must be changed accordingly, so the design must be changed and it is difficult to immediately respond to various consumer demands.
4. 고장난 통신보드의 통신 차단불가4. It is impossible to block communication of a broken communication board.
종래 방식에 따르면, 트랜시버가 별도의 스위치없이 통신선로에 직접 연결되어 있다. 따라서 통신보드의 고장 또는 이상 발생으로 인한 오류 데이터의 네트워크 진입 시 차단 제어를 수행할 수 없었다.According to the conventional method, the transceiver is directly connected to the communication line without a separate switch. Therefore, the blocking control could not be performed when the error data due to the failure or abnormality of the communication board entered the network.
예를 들어, 통신 제어부의 오류로 인하여 잘못된 데이터를 발생하고 있을 경우 주 제어 프로세서는 자신의 노드를 통신선로에서 깨끗이 분리해 낼 수 없다. 이에 따라, 차량 간의 통신 장애가 발생하게 된다.For example, if wrong data is generated due to an error in the communication control unit, the main control processor cannot cleanly separate its node from the communication line. As a result, communication failures between vehicles occur.
본 발명은 장대열차 전용 메인통신을 아크넷 리피터를 활용하여 전송거리 제한 및 총 노드 수의 제한을 없애, 소비자의 전송거리 및 노드 수 증가 등의 다양한 요구에 효과적으로 대응할 수 있는 철도차량의 네트워크 통신장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention eliminates the limitation of the transmission distance and the total number of nodes by using the arcnet repeater as the main communication for long-term trains, and the network communication apparatus of the railway vehicle that can effectively respond to various needs such as increasing the transmission distance and the number of nodes of the consumer. To provide a technical problem.
또한, 본 발명은 일부 노드에 고장이 발생하는 경우 고장 노드의 통신 접속을 능동적으로 제어할 수 있는 철도차량의 네트워크 통신장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide a network communication apparatus for a railway vehicle that can actively control communication connections of a failed node when a failure occurs in some nodes.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도차량의 네트워크 통신장치는 철도차량들을 연결하는 통신선로를 통하여 네트워크상의 데이터를 송수신하는 트랜시버부, 상기 트랜시버부로부터 전달받은 데이터를 증폭하여 출력하는 리피터 및 상기 리피터로부터 데이터를 읽어 들이고 쓰기 작업을 수행하는 통신 제어부를 포함하여 구성되고, 상기 리피터는 상기 트랜시버부로부터 전달받은 데이터를 상기 통신 제어부로 전달하는 동시에 상기 트랜시버부를 거쳐 상기 통신선로를 통하여 네트워크상에 재출력하는 것을 특징으로 한다.Network communication apparatus for a railway vehicle according to the present invention for achieving the technical problem is a transceiver unit for transmitting and receiving data on the network through a communication line connecting the railway vehicle, a repeater for amplifying and outputting the data received from the transceiver unit and And a communication control unit configured to read data from the repeater and perform a write operation, wherein the repeater transfers the data received from the transceiver unit to the communication control unit, and at the same time, passes through the transceiver unit on the network through the communication line. It is characterized by reprinting.
상기 트랜시버부는 상기 리피터에 상호 독립적으로 연결된 제1 트랜시버와 제2 트랜시버로 이루어진 것을 특징으로 한다.The transceiver unit may include a first transceiver and a second transceiver independently connected to the repeater.
상기 제1 트랜시버와 상기 제2 트랜시버를 연결시켜 상기 제1 트랜시버와 상기 제2 트랜시버 간의 데이터 직접 전달을 매개하기 위한 바이패스 릴레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a bypass relay unit connecting the first transceiver to the second transceiver to mediate direct data transfer between the first transceiver and the second transceiver.
상기 바이패스 릴레이부는 노멀 클로즈(Normal Close) 상태에서 상기 통신선로와 상기 제1 트랜시버 간의 데이터 전달을 매개하는 제1 바이패스 릴레이 및 노멀 클로즈 상태에서 상기 통신선로와 상기 제2 트랜시버 간의 데이터 전달을 매개하는 제2 바이패스 릴레이로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 바이패스 릴레이는 바이패스 제어신호에 따라 상기 제1 트랜시버와 상기 제2 트랜시버가 직접 연결되도록 내부 접점이 변경되는 것을 특징으로 한다.The bypass relay unit mediates data transmission between the communication line and the second transceiver in a normal bypass state and a first bypass relay that mediates data transmission between the communication line and the first transceiver in a normal close state. And a second bypass relay, wherein the first and second bypass relays are configured to change internal contacts so that the first transceiver and the second transceiver are directly connected to each other according to a bypass control signal.
본 발명에 따르면, 장대열차 전용 메인통신을 아크넷 리피터를 활용하여 전송거리 제한 및 총 노드 수의 제한을 없애, 소비자의 전송거리 및 노드 수 증가 등의 다양한 요구에 효과적으로 대응할 수 있는 철도차량의 네트워크 통신장치가 제공되는 효과가 있다.According to the present invention, the long-range train dedicated main communication by using the Arcnet repeater eliminates the limitation of the transmission distance and the total number of nodes, the network of the railway vehicle that can effectively respond to various needs, such as increasing the transmission distance and the number of nodes of consumers There is an effect that a communication device is provided.
또한, 일부 노드에 고장이 발생하는 경우 고장 노드의 통신 접속을 능동적으로 제어할 수 있는 철도차량의 네트워크 통신장치가 제공되는 효과가 있다.In addition, when a failure occurs in some nodes, there is an effect that a network communication device of a railway vehicle that can actively control the communication connection of the failed node is provided.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 네트워크 통신장치를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a network communication apparatus for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 네트워크 통신장치는 트랜시버부(10), 리피터(20), 통신 제어부(30) 및 바이패스 릴레이부(40)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, a network communication apparatus of a railway vehicle according to an embodiment of the present invention includes a
트랜시버부(10)는 철도차량들을 연결하는 통신선로를 통하여 네트워크상의 데이터를 송수신하는 수단이다. 보다 구체적으로, 트랜시버부(10)는 네트워크상의 데이터를 수신하여 후술하는 통신 제어부(30)로 전달하거나 제어부로부터 전달받은 데이터를 네트워크상에 올려놓는 기능을 수행한다.The
이러한 트랜시버부(10)는 후술하는 리피터(20)에 상호 독립적으로 연결된 제1 트랜시버(12)와 제2 트랜시버(14)로 이루어진다.The
리피터(20)는 트랜시버부(10)로부터 전달받은 데이터를 증폭하여 출력하는 수단이다.The
이 리피터(20)는 트랜시버부(10)로부터 전달받은 데이터를 통신 제어부(30)로 전달하는 동시에 트랜시버부(10)를 거쳐 통신선로를 통하여 네트워크상에 재출력하도록 구성된다.The
통신 제어부(30)는 타 장치와 통신을 수행하기 위한 전반적인 통신 제어를 수행하며, 리피터(20)로부터 데이터를 읽어 들이고 쓰기 작업을 연속적으로 수행한다.The
바이패스 릴레이부(40)는 제1 트랜시버(12)와 제2 트랜시버(14)를 연결시켜 제1 트랜시버(12)와 제2 트랜시버(14) 간의 데이터 직접 전달을 매개하기 위한 수단이다.The
이러한 바이패스 릴레이부(40)는 제1 바이패스 릴레이(42) 및 제2 바이패스 릴레이(44)로 이루어진다.The
이하에서는 바이패스 릴레이부(40)의 동작을 정상 모드와 고장 모드로 나누어 설명한다.Hereinafter, the operation of the
<정상 모드><Normal Mode>
정상 모드는 예를 들어, 통신 제어부(30)의 오류로 인하여 잘못된 데이터를 있을 경우 등과 같은 오류가 없는 상태의 동작 모드이다.The normal mode is an operation mode in which there is no error such as when there is wrong data due to an error of the
이러한 정상 모드에서, 제1 바이패스 릴레이(42)는 노멀 클로즈(Normal Close) 상태를 유지하여, 통신선로와 제1 트랜시버(12) 간의 데이터 전달을 매개한다. 또한, 제2 바이패스 릴레이(44)도 노멀 클로즈 상태를 유지하여, 통신선로와 제2 트랜시버(14) 간의 데이터 전달을 매개한다.In this normal mode, the
<고장 모드><Failure Mode>
고장 모드는 예를 들어, 통신 제어부(30)의 오류로 인하여 잘못된 데이터를 있을 경우, 보드 고장 또는 전원 소실 등과 같은 오류가 발생한 상태의 동작 모드이다. 이러한 고장 모드의 경우, 주 제어 프로세서는 바이패스 제어신호를 생성하 여 제1 및 제2 바이패스 릴레이(42, 44)를 동작시킨다.The failure mode is an operation mode in which an error such as a board failure or a loss of power occurs when there is wrong data due to an error of the
바이패스 제어신호가 입력되는 경우, 1) 제1 및 제2 바이패스 릴레이(42, 44)의 내부 접점들 중 통신선로와 제1 트랜시버(12)를 연결하는 접점과 통신선로와 제2 트랜시버(14)를 연결하는 접점은 오프되어 통신선로와 트랜시버부(10) 간의 전기적인 연결은 끊어진다. 2) 동시에, 제1 및 제2 바이패스 릴레이(42, 44)의 내부 접점들 중 제1 트랜시버(12)와 제2 트랜시버(14)를 연결하는 접점은 온되어 제1 트랜시버(12)와 제2 트랜시버(14)가 직접 전기적으로 연결된다.When the bypass control signal is input, 1) a contact line connecting the communication line and the
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 네트워크 통신장치가 통신보드 상에 구현된 예를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating an example in which a network communication apparatus for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention is implemented on a communication board.
이하에서는 도 4를 참조하여 하드웨어적인 측면과 소프트웨어적인 측면에서 구현 예를 설명한다.Hereinafter, an implementation example in terms of hardware and software will be described with reference to FIG. 4.
1. 통신보드 하드웨어 설계1. Communication board hardware design
(1) VMEbus 인터페이스(1) VMEbus interface
VMEbus를 통해 VMEMU 보드를 제어하기 위해 VMEbus 어드레스/데이터 그리고 일부 제어신호가 버퍼를 거쳐 VMEMU 보드로 입력된다.To control the VMEMU board through the VMEbus, VMEbus address / data and some control signals are passed through the buffer to the VMEMU board.
VMEbus 어드레스 중 A31~A27의 5비트는 VMEMU 보드에 VMEbus ID 설정 슬라이드 스위치(SLIDE SWITCH)와 항상 비교된다. 만약 VMEbus 어드레스의 상위 5비트가 VMEMU 보드의 ID와 일치하면 현재의 VMEbus 사이클이 VMEMU 보드의 것인지를 알게 된다. 그리고 VMEMU 보드의 PLD(Programmable Logic Device)에서는 보드 선택신호 인 MYBD* 신호를 발생하여 VMEMU 내부 회로를 제어하게 된다. 그리고 VMEbus에 DTACK* 신호를 발생하여 VMEbus Master 보드로 현재 VMEbus 사이클을 종료하도록 한다. DPRAM을 VMEbus Master 보드가 접근할 때는 EVEN/ODD BYTE 또는 WORD를 지원한다.The five bits of A31 to A27 of the VMEbus address are always compared to the VMEbus ID setting slide switch (SLIDE SWITCH) on the VMEMU board. If the upper 5 bits of the VMEbus address match the ID of the VMEMU board, it knows whether the current VMEbus cycle is on the VMEMU board. In addition, the programmable logic device (PLD) of the VMEMU board generates the MYBD * signal, which is a board selection signal, to control the internal circuit of the VMEMU. It generates a DTACK * signal on the VMEbus to terminate the current VMEbus cycle with the VMEbus Master board. When VRAMbus Master board accesses DPRAM, it supports EVEN / ODD BYTE or WORD.
(2) PROCESSOR(2) PROCESSOR
예를 들어, Freescale Semiconductor 사 제품인 MPC860SR 50MHZ 프로세서를 사용하며 VCOMT 보드의 주 제어 프로세서로 동작한다. 4개의 SCC 채널 중 SCC 1, 2, 3, 4 채널은 RS-485 통신을 위한 포트로 사용하고 SCC 1 채널은 이더넷 포트와 공용으로 사용한다. SMC 1, 2 채널에서 SMC 1 채널은 CONSOLE 포트로 사용하고 SMC 2 채널은 사용하지 않는다. 시스템 메모리 및 기타 I/O 동작을 위해 32비트 어드레스 라인과 16비트 데이터 라인을 사용한다.For example, it uses the MPC860SR 50MHZ processor from Freescale Semiconductor and acts as the main control processor for the VCOMT board. Of the four SCC channels,
(3) PLD(Programmable Logic Device)(3) PLD (Programmable Logic Device)
VMEbus 어드레스와 제어신호를 사용하여 VMEMU 보드 내 DPRAM 접근을 허용하도록 하기 위해 어드레스 디코딩(DECODING) 기능을 수행하며, VMEbus 종료 사이클인 DTACK 신호를 발생한다. 또한 보드 내 CPU의 신호를 적절히 컨트롤하여 각종 디바이스를 제어하는 신호를 발생시킨다.It performs address decoding (DECODING) function to allow DPRAM access in VMEMU board using VMEbus address and control signal, and generates DTACK signal which is VMEbus termination cycle. In addition, by appropriately controlling the signals of the CPU on the board to generate a signal to control the various devices.
(4) 메모리(4) memory
VARCT 보드에는 32KB(=16K*16bits) 용량의 DPRAM이 실장되어 있다. 이 DPRAM은 VMEbus 상에서 VARCT 보드의 슬레이브(slave) 영역 내에 존재하는 로컬(local) 메모리로 인지된다. VMEbus를 통해 로컬 메모리 영역으로 액세스(access)하기 위한 제어신호는 PLD에서 발생되며, 24비트 어드레스 및 16비트 데이터의 VMEbus Standard Mode로 동작한다.The VARCT board is equipped with 32KB (= 16K * 16bits) DPRAM. This DPRAM is perceived as local memory that resides in the slave area of the VARCT board on the VMEbus. Control signals for accessing the local memory area via the VMEbus are generated in the PLD and operate in the VMEbus Standard Mode of 24-bit address and 16-bit data.
(5) ARCNET Node(5) ARCNET Node
VARCT 보드에는 2개의 ARCNET 노드(node)가 존재한다. 각각의 ARCNET 노드는 통신 제어부 예를 들어, SMSC사의 ARCNET 컨트롤러(controller)인 COM20020과 리피터 예를 들어, TMC사의 리피터(repeater)인 TMC2005 및 트랜시버 예를 들어, TMC사의 트랜시버(transceiver)인 HYC5000을 사용한다. VMEbus master 보드는 VMEbus를 통하여 VARCT 보드의 DPRAM 영역을 액세스하게 되는데, 이 때 DPRAM의 일정 영역을 각 노드별 TX/RX 버퍼(buffer)로 설정하여 ARCNET 통신을 하게 된다.There are two ARCNET nodes on the VARCT board. Each ARCNET node uses a communication control unit, for example, COM20020, which is an ARCNET controller of SMSC, and a repeater, for example, TMC2005, which is a repeater of TMC, and a transceiver, for example, HYC5000, which is a transceiver of TMC. do. The VMEbus master board accesses the DPRAM area of the VARCT board through the VMEbus. At this time, a certain area of the DPRAM is set as TX / RX buffer for each node for ARCNET communication.
2. 소프트웨어 설계2. Software design
각 ARCNET 통신보드는 VMEbus master 보드로부터 노드 고유번호를 부여받는다. 마스터 노드(Master Node)가 슬레이브 노드(Slave Node)를 호출하면 슬레이브 노드는 그에 따른 데이터를 통신선로에 실어놓는다(Broad casting 방식). DPRAM 레지스터(Register) 영역에 컨트롤 코드(Control Code)를 넣으면 DPRAM의 데이터는 Arcnet 보드의 CPU에 의해 자동적으로 통신선로를 통해 송부된다. 마치 VMEbus master 보드는 DPRAM 메모리 영역만 고려해서 읽고 쓰기 작업을 수행하면, Arcnet 보드의 CPU(MPC860SR)는 그 값을 갖고 COM20020을 제어하면서 통신을 유지한다.Each ARCNET communication board is assigned a node number from the VMEbus master board. When a master node calls a slave node, the slave node puts corresponding data on the communication line (broad casting method). When the control code is put in the DPRAM register area, the DPRAM data is automatically sent through the communication line by the CPU of the Arcnet board. As if the VMEbus master board reads and writes only considering the DPRAM memory area, the Arcnet board's CPU (MPC860SR) has the values and controls the COM20020 to maintain communication.
COM20020은 리피터로부터 데이터를 읽어 들이고 쓰기를 반복하며, Arcnet 보드의 CPU는 그 값을 지정된 DPRAM에 올려놓는다. 리피터는 전 노드에서 읽은(Read) 데이터 값을 자동적으로 다음 노드로 연계(Write)하며, 이 결과값을 COM20020에 보고한다.The COM20020 reads and writes data from the repeater, and the Arcnet board's CPU places the value in the specified DPRAM. The repeater automatically reads the data value read from the previous node to the next node and reports the result to COM20020.
보드 고장 또는 전원 소실 시 운영되는 바이패스 릴레이(Bypass relay)는 기본적으로 노멀 클로즈(Normal Close) 상태를 유지하며, VMEbus master 보드의 제어가 가능하다. 따라서 노드에 참여하여 통신가능 여부는 VMEbus master 보드의 제어에 달려있다.Bypass relays, which operate in the event of a board failure or power loss, remain normally closed and can control the VMEbus master board. Therefore, it is up to the control of the VMEbus master board to participate and communicate with the node.
통신 양단에 사용되는 터미널 릴레이(Terminal relay)는 기본적으로 노멀 오픈(Normal Open) 상태를 유지하며, VMEbus master 보드에 의한 제어가 가능하며, 보드 외부에 점퍼(Jumper)를 설치하여 강제 설정도 가능하다.Terminal relay used in both ends of communication maintains Normal Open state basically, can be controlled by VMEbus master board, and can be forced by installing jumper on the outside of the board. .
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 네트워크 통신장치가 20량 1편성에 구현된 예를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating an example in which a network communication apparatus for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention is implemented in a group of 20 vehicles.
도 5와 같이 20량 22개 노드로 통신 네트워크를 구성하여 시험한 결과, 리피터를 통과하는 시간지연 및 20량 22개 노드를 통과하는 시간지연은 ㎲ 단위로 전체 통신에 영향을 주지 못하는 시간지연임을 알 수 있었다. 시험 결과, 리피터 입출력단 간의 지연시간은 약 650ns이고, 철도차량 1량에 설치된 통신케이블의 길이(약30m)에 따른 지연시간이 144ns이고, 내부 PCB 패턴 길이(약 1m)에 따른 지연시간이 4.8ns이고, 20량 1편성에서의 전체 지연시간은 약 30㎲로 측정되었다.As a result of testing and configuring a communication network with 20 nodes 22 nodes as shown in FIG. 5, the time delay passing through the repeater and the time delay passing through the 20 nodes 22 nodes are time delays that do not affect the entire communication in units of ㎲. Could know. As a result of the test, the delay time between repeater input and output terminals is about 650ns, the delay time according to the length of the communication cable (about 30m) installed in one railway vehicle is 144ns, and the delay time according to the internal PCB pattern length (about 1m) is 4.8ns. ns, and the total delay time in the 20-carat formation was measured to be about 30 ms.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 장대열차 전용 메인통 신을 아크넷 리피터를 활용하여 전송거리 제한 및 총 노드 수의 제한을 없애, 소비자의 전송거리 및 노드 수 증가 등의 다양한 요구에 효과적으로 대응할 수 있는 철도차량의 네트워크 통신장치가 제공되는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, the main communication dedicated to the long-range train can be effectively applied to various demands such as increasing the transmission distance and the number of nodes by eliminating the limitation of the transmission distance and the total number of nodes by using the arcnet repeater. There is an effect that the network communication device of the railway vehicle can be provided.
또한, 일부 노드에 고장이 발생하는 경우 고장 노드의 통신 접속을 능동적으로 제어할 수 있는 철도차량의 네트워크 통신장치가 제공되는 효과가 있다.In addition, when a failure occurs in some nodes, there is an effect that a network communication device of a railway vehicle that can actively control the communication connection of the failed node is provided.
또한, 단거리 통신을 리피터를 이용해 증폭해 사용함으로써, 특수 케이블을 사용하지 않아도 통신이 가능하며, 통신 보드 자체로써도 제작단가에 있어서 장점이 있다.In addition, by amplifying and using short-range communication using a repeater, communication is possible without using a special cable, and there is an advantage in manufacturing cost as the communication board itself.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.Although the technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, this is intended to describe exemplary embodiments of the present invention by way of example and not to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
도 1은 종래의 철도차량의 네트워크 통신방식을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a network communication method of a conventional railway vehicle.
도 2는 아크넷(Arcnet) 통신 케이블/커넥터 별 최대 노드 수 및 전송거리를 나타낸 도면이다.2 is a view showing the maximum number of nodes and transmission distance for each Arcnet communication cable / connector.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 네트워크 통신장치를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a network communication apparatus for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 네트워크 통신장치가 통신보드 상에 구현된 예를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating an example in which a network communication apparatus for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention is implemented on a communication board.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 네트워크 통신장치가 20량 1편성에 구현된 예를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating an example in which a network communication apparatus for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention is implemented in a group of 20 vehicles.
***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ********** Explanation of symbols for the main parts of the drawing *****
10: 트랜시버부 12: 제1 트랜시버10: transceiver section 12: the first transceiver
14: 제2 트랜시버 20: 리피터14: second transceiver 20: repeater
30: 통신 제어부 40: 바이패스 릴레이부30: communication control unit 40: bypass relay unit
42: 제1 바이패스 릴레이 44: 제2 바이패스 릴레이42: first bypass relay 44: second bypass relay
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