KR101135235B1 - 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 방법 및 장치 - Google Patents

네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 방법 및 장치 Download PDF

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    • H04L7/0012—Synchronisation information channels, e.g. clock distribution lines by comparing receiver clock with transmitter clock

Abstract

본 발명은 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상방법에 관한 것으로, 마스터 노드가 레퍼런스 슬레이브 노드를 선택하여 타겟 슬레이브 노드를 초기 동기화하는 S1 단계, 마스터 노드가 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가할지 여부를 판단하는 S2 단계 및 S2 단계의 판단에 따라 마스터 노드가 슬레이브 노드에 데이터 프레임을 전송하는 S3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 한편 S3 단계는 S2 단계에서 클럭 보상 프레임이 추가되는 것으로 판단할 경우에만 마스터 노드가 상기 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 네트워크 기반의 시스템에서 각 슬레이브 노드 내의 로컬 클럭의 행동을 분석하고, 동작을 예측하는 동적 드리프트 보상 방법을 이용하여 통신 대역폭을 효율적으로 사용하는 방법을 제공한다.

Description

네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 방법 및 장치{METHOD FOR DYNAMIC CLOCK DRIFT COMPENSATION IN NETWORK BASED SYSTMEM AND APPARATUS FOR THE SAME}
본 발명은 네트워크 기반 시스템에서의 동기화(Synchronization)를 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 유선 네트워크 기반의 자동화 시스템에서 클럭 드리프트를 동적으로 보상하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
산업용 네트워크 기반 자동화 시스템에서는 마스터(Master) 노드와 슬레이브(Slave) 노드 간의 동기화를 이루기 위해서 각 노드의 로컬 클럭을 이용하여 미리 지정된 시점에 노드들의 동작을 수행시키기 위한 클럭 기반의 동기화 기술을 사용하고 있다.
일반적으로 클럭 동기화는 마스터 노드에 의해 슬레이브 노드들의 초기 동기화 과정과 이후 슬레이브 노드 내부의 로컬 클럭을 사용하면서 일정 시간이 흐른 뒤에 발생하는 클럭 드리프트(Clock Drift) 현상을 보상하기 위한 과정을 말한다.
종래 IEEE1588 기반의 동기화 기술은 마스터 노드가 슬레이브 노드 중 임의의 한 노드를 레퍼런스 슬레이브(Reference Slave)로 선택하고, 슬레이브의 로컬 클럭을 초기 동기화하기 위하여 레퍼런스 슬레이브의 클럭과 다른 슬레이브 노드의 로컬 클럭 간의 차이에 대해 클럭 오프셋으로 보상하게 된다.
초기 동기화가 끝난 후부터 마스터는 레퍼런스 노드 클럭을 주기적으로 읽어서 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하고, 사이클 타임(Cycle Time)에 맞는 전송을 수행한다. 이를 통해 모든 노드들이 하나의 공통된 시간을 공유하여 시스템의 동기화가 달성될 수 있는 것이다. 이와 같은 보상 방법은 마스터에서 주기적으로 클럭 보상 프레임을 생성하고, 이를 슬레이브에 전달하기 때문에 정적 드리프트 보상 방법이라고도 한다.
정적 드리프트 보상 방법은 동일한 클럭을 바탕으로 전체 노드의 동기화를 달성할 수 있지만, 제한된 통신 대역폭(Bandwith)이 드리프트 보상을 위해 일정 부분 할당되면서 전체적인 통신 대역폭의 효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한 각 노드들이 매번 드리프트 보상을 위해 클럭 데이터에 접근하면서 부가적인 통신 딜레이(Delay)가 일어나는 문제점이 있다(도 1참조).
나아가 슬레이브 노드가 증가할수록 비례해서 딜레이가 증가하기 때문에, 규모가 큰 시스템에서 성능 저하의 큰 원인이 되는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 방법 및 장치는 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.
첫째, 본 발명은 산업용 네트워크 기반의 자동화 시스템에서 동적 드리프트 보상 방법을 이용하여 통신 대역폭을 효율을 증가시키고자 한다.
둘째, 산업용 네트워크 기반의 자동화 시스템에서 드리프트 보상 때문에 발생 가능한 통신 딜레이를 최소화시키고자 한다.
셋째, 산업용 네트워크 기반의 자동화 시스템에서 슬레이브 노드가 많은 규모가 큰 시스템에서도 높은 통신 성능을 유지시키고자 한다.
넷째, 본 발명은 산업용 네트워크 기반의 자동화 시스템뿐만 아니라 보다 폭넓은 네트워크 기반의 시스템에서 동기화에 유용한 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
본 발명은 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법은 마스터 노드가 레퍼런스 슬레이브 노드를 선택하여 레퍼런스를 제외한 나머지 슬레이브 노드인 타겟 슬레이브 노드를 초기 동기화하는 S1 단계, 마스터 노드가 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가할지 여부를 판단하는 S2 단계 및 마스터 노드가 슬레이브 노드에 데이터 프레임을 전송하는 S3 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 S1 단계는 마스터 노드가 레퍼런스 슬레이브 노드를 선택하여 클럭을 읽는 단계, 마스터 노드가 타겟 슬레이브 노드의 클럭을 읽는 단계 및 마스터 노드가 타겟 슬레이브 노드의 클럭 오프셋을 보상하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 S3 단계는 S2 단계에서 특정한 타겟 슬레이브 노드로 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임이 추가되는 것으로 판단되는 경우, 마스터 노드가 동기화 대상으로 판단한 특정한 타겟 슬레이브 노드에 클럭 보상 프레임이 추가된 데이터 프레임을 전송하고, S2 단계에서 클럭 보상 프레임이 추가되지 않는 것으로 판단할 경우, 마스터 노드가 클럭 보상 프레임 없이 타겟 슬레이브 노드에 데이터 프레임을 전송하는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 방법은 S2 단계 전에 마스터 노드가 레퍼런스 슬레이브 노드의 클럭과 타겟 슬레이브 노드의 클럭을 비교하여 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도를 측정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 방법은 S2 단계 전에 레퍼런스 갭 수치를 입력받는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 레퍼런스 갭 수치를 입력받는 단계는 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도를 측정하는 단계 전, 후 또는 동시에 수행되는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 S2 단계는 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도로부터 예상되는 레퍼런스 슬레이브 노드와 타겟 슬레이브 노드의 클럭 속도 차이가 특정 수치 값 이상인 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드 경우, 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드로 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하는 것으로 판단하는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 S2 단계는 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도로부터 예상되는 레퍼런스 슬레이브 노드와 타겟 슬레이브 노드의 클럭 속도 차이가 레퍼런스 갭 수치 이상인 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드 경우, 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드로 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하는 것으로 판단하는 것을 포함한다.
본 발명은 본 발명에 따른 동적 클럭 드리프트 보상 방법을 이용해 클럭 동기화를 수행하는 네트워크 기반 시스템을 포함한다.
본 발명은 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 장치는 레퍼런스 슬레이브 노드를 선택하여 타겟 슬레이브 노드를 초기 동기화하는 초기 동기화부, 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가할지 여부를 판단하는 보상 판단부 및 보상 여부 판단부의 판단에 따라 슬레이브 노드에 데이터 프레임을 전송하는 프레임 전송부를 포함한다.
본 발명에 따른 초기 동기화부는 마스터 노드가 레퍼런스 슬레이브 노드를 선택하고, 레퍼런스 슬레이브 노드의 클럭 및 타겟 슬레이브 노드의 클럭을 읽어 타겟 슬레이브 노드의 클럭 오프셋을 보상하는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 프레임 전송부는 보상 판단부에서 특정한 타겟 슬레이브 노드의 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임이 추가되는 것으로 판단할 경우, 동기화 대상으로 판단된 특정한 타겟 슬레이브 노드에 클럭 보상 프레임이 추가된 데이터 프레임을 전송하고, 보상 판단부에서 클럭 보상 프레임이 추가되지 않는 것으로 판단할 경우, 클럭 보상 프레임 없이 타겟 슬레이브 노드에 데이터 프레임을 전송하는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 장치는 레퍼런스 슬레이브 노드들의 클럭과 타겟 슬레이브 노드의 클럭을 비교하여 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도를 측정하는 상대 속도 측정부를 더 포함한다.
본 발명에 따른 보상 판단부는 상대 속도 측정부에서 측정된 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도로부터 예상되는 레퍼런스 슬레이브 노드와 타겟 슬레이브 노드의 클럭 속도 차이가 특정 값 이상인 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드 경우, 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하는 것으로 판단하는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 장치는 레퍼런스 갭 수치를 입력받는 제어부를 더 포함한다.
본 발명에 따른 보상 판단부는 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도로부터 예상되는 레퍼런스 슬레이브 노드와 타겟 슬레이브 노드의 클럭 속도 차이가 레퍼런스 갭 수치이상인 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드 경우, 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하는 것으로 판단하는 것을 포함한다.
본 발명은 본 발명에 따른 클럭 드리프트 보상 장치를 사용하여 클럭 동기화를 수행하는 네트워크 기반 시스템을 포함한다.
본 발명은 산업용 네트워크 기반의 자동화 시스템에서 각 슬레이브 노드 내의 로컬 클럭의 행동을 분석하고, 동작을 예측하는 동적 드리프트 보상 방법을 이용하여 통신 대역폭을 효율적으로 사용하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 마스터에서 슬레이브 노드에 클럭 보상 프레임을 추가하여 데이터를 전송할지 여부를 미리 판단하여 통신 딜레이가 적은 동적 드리프트 보상 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 미리 설정된 레퍼런스 갭 수치 보다 레퍼런스 슬레이브와 다른 슬레이브의 클럭 시간 차이가 커지는 경우에만 클럭 보상 프레임을 추가하여, 통신 딜레이가 적은 동적 드리프트 보상 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 동적 드리프트 방법을 사용하여 산업용 네트워크 기반의 자동화 시스템에서 슬레이브 노드가 많은 경우에도 성능이 좋은 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 자동화 시스템에서 부가적인 슬레이브 노드들이 필요한 경우, 제한된 데이터 대역폭의 문제를 시스템 구조의 변경 없이 저렴한 비용으로 해결한다.
본 발명을 이용한 자동화 시스템은 향상된 통신 속도로 안정성이 보장되고 필요한 데이터를 더 보낼 수 있으므로, 시스템의 안정성과 실시간성이 개선된다.
나아가, 본 발명은 산업용 자동화 시스템에 국한되어 사용되는 것은 아니며, 네트워크 기반한 시스템에 널리 이용될 수 있는 범용적인 동적 드리프트 보상 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 정적 드리프트 보상에서 발생하는 부가적인 통신 딜레이를 도시한 블록 다이어그램이다.
도 2는 종래의 정적 드리프트 보상 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 동적 드리프트 보상 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 동적 드리프트 보상 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록 다이어그램이다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 방법 및 장치에 관하여 구체적으로 설명하겠다.
도 2는 일반적으로 산업용 네트워크 기반 자동화 시스템에서 사용되는 종래의 IEEE1588 기반의 동기화 기술을 도시한 순서도이다(정적 드리프트 보상 방법). 본 발명에서 종래기술과 중복되는 부분은 설명을 간략하게 하고, 본 발명의 특징적인 구성을 중심적으로 설명하기 위해 먼저 정적 드리프트 보상 방법을 간략하게 살펴본다.
산업용 네트워크 기반 자동화 시스템에서 마스터 노드가 슬레이브 노드 중 임의의 한 노드를 레퍼런스 슬레이브 노드(Reference Slave Node)로 선택하고, 슬레이브의 로컬 클럭을 초기 동기화하게 된다.
초기 동기화는 마스터 노드가 레퍼런스 슬레이브 노드의 클럭을 읽고, 다른 슬레이브 노드의 로컬 클럭을 읽고 난 후에, 양 클럭 시간 차이만큼 다른 슬레이브 노드를 오프셋 보상한다.
초기 동기화가 끝난 이후 마스터 노드는 레퍼런스 노드 클럭을 주기적으로 읽어서 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하고, 이를 통해 사이클 타임에 맞추어 데이터를 전송한다.
도 3은 본 발명의 동적 클럭 드리프트 보상 방법에 해당하는 순서도를 도시한다.
본 발명에 따른 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 방법은 마스터 노드가 레퍼런스 슬레이브 노드를 선택하여 타겟 슬레이브 노드를 초기 동기화하는 S1 단계, 마스터 노드가 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가할지 판단하는 S2 단계 및 S2 단계의 판단에 따라 클럭 보상 프레임을 추가해야 하는 경우, 마스터 노드가 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하여 전송하는 S3 단계를 포함한다.
슬레이브 노드 간의 초기동기화 과정(S1 단계)은 종래 기술과 유사하다. S1 단계는 마스터 노드가 레퍼런스 슬레이브 노드를 선택하여 클럭을 읽는 단계, 마스터 노드가 타겟 슬레이브 노드의 클럭을 읽는 단계 및 마스터 노드가 타겟 슬레이브 노드의 클럭 오프셋을 보상하는 단계를 포함한다.
타겟 슬레이브 노드는 슬레이브 노드 중 레퍼런스 슬레이브 노드를 제외한 나머지 슬레이브 노드를 말한다. 레퍼런스 슬레이브 노드와 클럭 속도가 차이가 있기 때문에 타겟 슬레이브 노드는 일정 시간이 경과하면 동기화 과정이 필요하다. 동기화 과정이 반드시 필요한 타겟 슬레이브 노드(이하 "동기화 대상 타겟 슬레이브 노드"라고 한다)를 선별하여 효과적인 동기화가 수행되게 하는 것이 본 발명의 특징이 된다.
S3 단계는 S2 단계에서 특정한 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임이 추가되는 것으로 판단할 경우, 마스터 노드가 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가한다.
또 타겟 실시예로서, S2 단계에서 클럭 보상 프레임이 추가되지 않는 것으로 판단할 경우, 마스터 노드가 클럭 보상 프레임 없이 타겟 슬레이브 노드로 데이터 프레임을 전송한다.
본 발명의 가장 큰 특징 중 하나가 되는 과정은 S2 단계이다. 마스터 노드가 일괄적으로 슬레이브 노드에 클럭 보상 프레임을 추가하여 전송하는 것이 아니라, 필요한 경우에만 클럭 보상 프레임을 추가하는 것이다.
본 발명의 방법에 따른 일 실시예로서, S2 단계 전에 마스터 노드가 레퍼런스 슬레이브 노드들의 클럭과 그외 타겟 슬레이브 노드의 클럭을 비교하여, 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도를 측정하는 단계는 S2 단계 이전에 이루어지면 충분하다. 하나의 실시예로서, S1 단계 전에 상대적인 클럭 속도가 측정될 수 있고, 타겟 실시예로서, S1 단계와 S 2 단계 사이에 측정될 수도 있다.
그러나, 도 3에 도시된 바와 같이(일 실시예에 해당하기에 점선으로 도시하였음) S1 단계에서 레퍼런스 슬레이브 노드 및 타겟 슬레이브 노드의 클럭 속도를 읽는 단계가 포함되어 있으므로, S1 단계에서 타겟 슬레이브 노드에 대한 상대적인 속도가 측정되는 것이 바람직하다.
또 다른 실시예로서, S1 단계에서 측정된 레퍼런스 슬레이브 노드 및 타겟 슬레이브 노드의 클럭 속도 데이터가 저장되고, S2 단계 전에 타겟 슬레이브 노드에 대한 상대적인 클럭 속도가 측정될 수도 있다.
마스터 노드는 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도로부터 타겟 슬레이브에 데이터가 전송되는 시기를 예측할 수 있다. 이러한 시기 예측을 통해 마스터 노드는 어떤 시점부터 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가할지 여부를 결정할 수 있다.
하나의 실시예로서, 레퍼런스 슬레이브 노드가 데이터를 전송받는 시간과 타겟 슬레이브 노드가 데이터를 전송받는 시간의 차이가 시스템에서 허용될 수 없는 시점이 되는 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드 경우, 마스터 노드는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하여 전송할 수 있다. 이 시점은 본 발명에 따른 동적 드리프트 보상 방법이 이용되는 임베디드 시스템의 종류 및 요구에 따라 달라질 수 있다.
또 다른 실시예로서, 레퍼런스 슬레이브 노드가 데이터를 전송받는 시간과 타겟 슬레이브 노드가 데이터를 전송받는 시간의 차이가 사전에 정의된 특정한 수치 값 이상이 되는 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드 경우, 마스터 노드가 자동으로 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하는 것으로 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 동적 클럭 드리프트 보상 방법은 S2 단계 전에 레퍼런스 갭 수치를 입력받는 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 S2 단계에서의 판단 기준이 되어 여러 다양한 실시예를 만들 수 있다.
입력되는 시점이라는 측면에서 다양한 실시예가 가능하다. 레퍼런스 갭(Reference Gap) 수치는 S2 단계에서의 판단 이전에만 입력되면 되므로, 입력시점은 다양한 실시예가 존재할 수 있다. 예컨대 도3에 도시된 바와 같이 S1 단계 전에 입력되어도 되고, 또는 S1 단계와 S2 단계 사이에 입력될 수도 있다.
입력되는 수치 값이라는 측면에서도 다양한 실시예가 가능하다. 본 발명의 방법이 사용되는 임베디드 시스템의 종류 및 요구에 따라 허용될 수 있는 특정 수치가 존재할 수 있다. 즉 동기화가 요구되는 한계 시간차라고도 볼 수 있는데, 시스템 특성에 따라 몇 초, 몇 밀리 초(ms) 또는 몇 나노 초(ns) 등 다양한 값이 가능하다.
나아가 레퍼런스 갭 수치를 입력하는 주체라는 측면에서도 다양한 실시예가 존재할 수 있다. 임베디드 시스템의 종류에 따라 사용자가 사전에 입력한 값이 사용될 수도 있고, 시스템이 사전에 결정한 값이 사용될 수도 있다. 나아가 시스템이 동작하는 중간에 특정한 값이 시스템에 의해 결정될 수도 있고, 사용자가 특정한 값을 입력할 수도 있다. 또한 시스템에 의해 입력된 값이 사용자에 의해 다른 값으로 리셋(reset)될 수도 있을 것이다.
타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도를 측정하는 단계와 레퍼런스 갭 수치를 입력하는 단계의 시간적 선후 관계라는 측면에서도 다양한 실시예가 가능하다. 레퍼런스 갭 수치를 입력하는 단계는 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도를 측정하는 단계 전, 후 또는 동시에 수행되어도 전체 프로세스 진행에 큰 차이는 없다.
타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도로부터 예상되는 시점이 레퍼런스 갭 수치를 초과하는 동기화 대상 타겟 슬레이브 경우, 마스터 노드가 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하는 것으로 판단할 수 있다.
복수의 타겟 슬레이브 중에서 클럭 보상 프레임의 전송이 필요한 동기화 대상은 다양한 실시예를 갖는다. 타겟 슬레이브 모두가 동기화 대상이 될 수도 있고, 타겟 슬레이브 중 하나만이 동기화 대상이 될 수도 있다. 결국 타겟 슬레이브의 상대적인 클럭 속도에 따라 동기화 대상이 판단되는 것이다.
이하 본 발명에 따른 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 장치에 대해 상세히 설명하고자 한다. 다만, 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 방법과 공통되는 설명은 생략하고 장치에 있어 핵심적인 구성을 중심으로 설명한다.
본 발명에 따른 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 장치는 레퍼런스 슬레이브 노드를 선택하여 타겟 슬레이브 노드를 초기 동기화하는 초기 동기화부(110), 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가할지 판단하는 보상 판단부(120) 및 보상 판단부의 판단에 따라 클럭 보상 프레임을 추가해야 하는 경우 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하여 전송하는 프레임 전송부(130)를 포함한다.
본 발명에 따른 초기 동기화부(110)는 마스터 노드가 레퍼런스 슬레이브 노드를 선택하고, 레퍼런스 슬레이브 노드의 클럭 및 타겟 슬레이브 노드의 클럭을 읽어 타겟 슬레이브 노드의 클럭 오프셋을 보상하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 장치는 레퍼런스 슬레이브 노드들의 클럭과 타겟 슬레이브 노드의 클럭을 비교하여 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도를 측정하는 상대 속도 측정부(140)를 더 포함할 수 있다.
레퍼런스 슬레이브 노드와 타겟 슬레이브 노드의 클럭 속도를 비교하여 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도를 측정하는 장치는 초기 동기화부(110)에 포함되어 같이 구성될 수 있다.
또 다른 실식예로서, 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도를 측정하는 상대 속도 측정부(140)를 별도로 갖는 구성이 될 수도 있다.
본 발명에 따른 보상 판단부(120)는 상대 속도 측정부(140)에서 측정된 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도로부터 예상되는 시점 후에 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가할지를 판단할 수 있다.
타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도로 부터 예상되는 시점이란 레퍼런스 슬레이브 노드와 타겟 슬레이브 노드의 클럭 속도 차이가 특정 수치가 되는 시점을 의미한다.
본 발명에 따른 장치는 레퍼런스 갭 수치를 입력받는 제어부(150)를 더 포함할 수 있다. 레퍼런스 갭 수치 값이나 입력 방법 등은 동적 클럭 드리프트 보상 방법에서 설명한 바와 같다.
또 다른 실시예로서, 본 발명에 따른 보상 판단부(120)는 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도로부터 예상되는 시점이 레퍼런스 갭 수치를 초과하는 경우 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하는 것으로 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 방법 및 장치는 특히 산업용 네트워크 기반 자동화 시스템에 사용될 수 있다.
본 발명은 전술한 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 방법 및 장치를 사용하여 클럭 동기화를 수행하는 네트워크 기반 시스템일 수도 있다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
110: 초기 동기화부 120: 보상 판단부
130: 프레임 전송부 140: 상대 속도 측정부
150: 제어부

Claims (17)

  1. 마스터 노드가 레퍼런스 슬레이브 노드를 선택하고, 레퍼런스 슬레이브 노드를 제외한 나머지 슬레이브 노드인 타겟 슬레이브 노드를 초기 동기화하는 S1 단계;
    상기 마스터 노드가 상기 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가할지 여부를 판단하는 S2 단계; 및
    상기 마스터 노드가 슬레이브 노드에 데이터 프레임을 전송하는 S3 단계를 포함하되,
    상기 S2 단계 전에 상기 마스터 노드가 상기 레퍼런스 슬레이브 노드의 클럭과 상기 타겟 슬레이브 노드의 클럭을 비교하여 상기 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 S2 단계는 상기 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도로부터 예상되는 레퍼런스 슬레이브 노드와 상기 타겟 슬레이브 노드의 클럭 속도 차이가 특정 수치 값 이상인 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드 경우, 상기 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드로 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 S1 단계는
    상기 마스터 노드가 상기 레퍼런스 슬레이브 노드를 선택하여 클럭을 읽는 단계;
    상기 마스터 노드가 상기 타겟 슬레이브 노드의 클럭을 읽는 단계; 및
    상기 마스터 노드가 상기 타겟 슬레이브 노드의 클럭 오프셋을 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 S3 단계는
    상기 S2 단계에서 특정한 타겟 슬레이브 노드로 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임이 추가되는 것으로 판단되는 경우, 마스터 노드가 동기화 대상으로 판단한 상기 특정한 타겟 슬레이브 노드에 클럭 보상 프레임이 추가된 데이터 프레임을 전송하고,
    상기 S2 단계에서 클럭 보상 프레임이 추가되지 않는 것으로 판단할 경우, 마스터 노드가 클럭 보상 프레임 없이 상기 타겟 슬레이브 노드에 데이터 프레임을 전송하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 S2 단계 전에 레퍼런스 갭 수치를 입력받는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 레퍼런스 갭 수치를 입력받는 단계는 상기 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도를 측정하는 단계 전, 후 또는 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 방법.
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서,
    상기 S2 단계는
    상기 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도로부터 예상되는 상기 레퍼런스 슬레이브 노드와 상기 타겟 슬레이브 노드의 클럭 속도 차이가 상기 레퍼런스 갭 수치 이상인 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드 경우,
    상기 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드로 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 방법.
  9. 삭제
  10. 레퍼런스 슬레이브 노드를 선택하고, 레퍼런스 슬레이브 노드를 제외한 슬레이브 노드인 타겟 슬레이브 노드를 초기 동기화하는 초기 동기화부;
    상기 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가할지 여부를 판단하는 보상 판단부;
    상기 보상 여부 판단부의 판단에 따라 슬레이브 노드에 데이터 프레임을 전송하는 프레임 전송부; 및
    상기 레퍼런스 슬레이브 노드들의 클럭과 상기 타겟 슬레이브 노드의 클럭을 비교하여 상기 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도를 측정하는 상대 속도 측정부를 더 포함하되,
    상기 보상 판단부는
    상기 상대 속도 측정부에서 측정된 상기 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도로부터 예상되는 레퍼런스 슬레이브 노드와 타겟 슬레이브 노드의 클럭 속도 차이가 특정 값 이상인 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드 경우,
    상기 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 초기 동기화부는 마스터 노드가 상기 레퍼런스 슬레이브 노드를 선택하고, 상기 레퍼런스 슬레이브 노드의 클럭 및 타겟 슬레이브 노드의 클럭을 읽어 상기 타겟 슬레이브 노드의 클럭 오프셋을 보상하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 프레임 전송부는
    상기 보상 판단부에서 특정한 타겟 슬레이브 노드의 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임이 추가되는 것으로 판단할 경우, 동기화 대상으로 판단된 상기 특정한 타겟 슬레이브 노드에 클럭 보상 프레임이 추가된 데이터 프레임을 전송하고,
    상기 보상 판단부에서 클럭 보상 프레임이 추가되지 않는 것으로 판단할 경우, 클럭 보상 프레임 없이 상기 타겟 슬레이브 노드에 데이터 프레임을 전송하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제10항에 있어서,
    레퍼런스 갭 수치를 입력받는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 보상 판단부는
    상기 타겟 슬레이브 노드의 상대적인 클럭 속도로부터 예상되는 레퍼런스 슬레이브 노드와 타겟 슬레이브 노드의 클럭 속도 차이가 상기 레퍼런스 갭 수치이상인 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드 경우,
    상기 동기화 대상 타겟 슬레이브 노드에 전송되는 데이터 프레임에 클럭 보상 프레임을 추가하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 시스템에서의 동적 클럭 드리프트 보상 장치.
  17. 삭제
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