KR101527674B1 - 백플레인, 이를 이용한 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백플레인에 관한 것으로서, 특히, 복수의 슬롯들에 장착되는 복수의 모듈들이, 점대점 방식으로 통신을 수행할 수 있도록 구성된, 백플레인, 이를 이용한 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 백플레인은, N개의 모듈들을 실장하기 위한 N개의 슬롯들; 및 상기 N개의 슬롯들과 연결되어 있으며, 상기 N개의 슬롯들을 통해 상기 N개의 모듈들 중 적어도 두 개의 모듈들이 점대점 방식으로 통신을 수행할 수 있도록, 상기 N개의 슬롯들에 형성되어 있는 N개의 버스들을 포함한다.

Description

백플레인, 이를 이용한 제어 시스템 및 방법{BACKPLANE, AND CONTROL SYSTEM AND CONTROL METHOD USING THE SAME}

본 발명은 백플레인에 관한 것으로서, 특히, 원자력 발전소에 구비된 구동장치들의 동작을 감지하고, 상기 구동장치들을 제어하는 다양한 종류의 모듈들이 장착될 수 있는 백플레인 및, 이를 이용한 제어 시스템과 방법에 관한 것이다.

다양한 종류의 발전소들은, 해당 발전소가 안전하게 운행될 수 있도록 하기 위한 제어 시스템을 포함한다.

예를 들어, 원자력 발전소의 제어를 담당하는 제어 시스템은, 원전 안전계통 내에 사고 발생 시 원자로를 안전하게 정지시키기 위해, 제어봉 삽입 및 붕산수 주입을 제어하고, 원자로의 밸브, 펌프, 팬 등의 동작을 제어하고 있다. 또한, 상기 제어 시스템은, 상기한 바와 같은 제어 동작을 수행하기 위해, 제어봉 삽입 장치, 붕산수 주입 장치, 밸프, 펌프 및 팬 등과 같은 다양한 종류의 구동장치들로부터 감지신호를 수신하여, 상기 구동장치들의 구동상태를 모니터링하고 있다.

상기 제어 시스템은, 다양한 형태로 구성될 수 있으나, 백플레인에 삽입된 다양한 종류의 모듈들로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 모듈들에는, 상기 구동장치들로부터 감지신호를 수신하는 적어도 하나의 입력모듈, 상기 감지신호를 분석하여 제어신호를 출력하는 적어도 하나의 제어모듈 및 상기 제어신호를 상기 구동장치들로 전송하기 위한 적어도 하나의 출력모듈을 포함한다.

상기 모듈들은, 상기 백플레인에 장착되어 있는 버스들을 이용하여, 상기 감지신호들 및 상기 제어신호들을 송수신한다.

백플레인에 대한 기술은, 공개번호 제10-2004-0027685호, 등록번호 제10-0450403호 및 등록번호 제10-0422129호 등의 다양한 선행기술문헌들에 기재되어 있다.

예를 들어, 종래의 백플레인은, 단순히, 비동기 메모리 제어(SRAM Controller)를 확장하는 방법을 이용하거나, profi 버스, VME 버스(versa module euro bus) 등과 같은 버스를 이용하는 방법을 이용하고 있다. 또한, 종래의 백플레인은 병렬 버스를 이용하고 있기 때문에, 속도에 한계를 가지고 있다. 또한, 종래의 백플레인은 확장성이 약하기 때문에, 또 다른 백플레인과 결합되어, 보다 큰 시스템을 구성하기 어렵다. 또한, EhterCAT 방식을 이용하는 백플레인은, 많은 데이터를 전송하기 위해, 멀티 버스(Multi Bus) 구조를 가지기 어렵다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 복수의 슬롯들에 장착되는 복수의 모듈들이, 점대점 방식으로 통신을 수행할 수 있도록 구성된, 백플레인, 이를 이용한 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 백플레인은, N개의 모듈들을 실장하기 위한 N개의 슬롯들; 및 상기 N개의 슬롯들과 연결되어 있으며, 상기 N개의 슬롯들을 통해 상기 N개의 모듈들 중 적어도 두 개의 모듈들이 점대점 방식으로 통신을 수행할 수 있도록, 상기 N개의 슬롯들에 형성되어 있는 N개의 버스들을 포함한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 제어 시스템은, N개의 슬롯들과, 상기 N개의 슬롯들에 연결되어 있는 N개의 버스들을 포함하는 메인 백플레인; 및 상기 슬롯들에 삽입되어 상기 N개의 버스들을 통해 점대점 방식으로 통신을 수행하는, N개 이하의 모듈들을 포함한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 제어 방법은, N개의 슬롯들 및, 상기 N개의 슬롯들과 연결되어 있는 N개의 버스들을 포함하는 메인 백플레인에 장착되어 있는 적어도 하나의 입력모듈이, 구동장치로부터 입력된 감지신호를, 상기 N개의 버스들 중 어느 하나의 버스를 이용하여, 중앙처리모듈로 전송하는 단계; 상기 중앙처리모듈이, 상기 감지신호를 분석하여, 상기 구동장치를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 단계; 및 상기 중앙처리모듈이, 상기 N개의 버스들을 이용하여, 적어도 하나 이상의 출력모듈로, 상기 제어신호를 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 고성능 제어 시스템에 가장 큰 영향을 미치는 버스의 속도 및 신뢰성이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 풀 듀플렉스 방식에 의해 통신이 이루어질 수 있기 때문에 대용량 데이터가 각 모듈들 간에 송수신될 수 있다.

또한, 본 발명은 데이터의 안전성을 보장할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 제어 시스템의 일실시예 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 메인 백플레인을 구성하는 N개의 버스들을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 제어 시스템의 또 다른 일실시예 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 제어 방법 중 중앙처리모듈 및 관리모듈이 복수의 모듈들로부터 감지신호를 수신하는 방법을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 제어 방법 중 중앙처리모듈이 복수의 모듈들로 제어신호를 전송하는 방법을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 제어 방법 중 복수의 중앙처리모듈들이 진단 및 복구 정보(Hot-Swap 등)를 서로 교환하는 방법을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 제어 방법 중 중앙처리모듈이 통신모듈과 대용량 데이터를 전송하는 방법을 나타낸 예시도.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 제어 방법 중 확장 백플레인에 장착된 확장 관리모듈이 확장 백플레인에 장착된 각 모듈들과 통신을 수행하는 방법을 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 제어 시스템의 일실시예 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 메인 백플레인을 구성하는 N개의 버스들을 나타낸 예시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 제어 시스템의 또 다른 일실시예 구성도이다.

본 발명에서는, 시리얼 버스가 이용되고 있다. 특히, 본 발명에 적용되는 모듈들 중, 어느 하나의 모듈은 중앙처리모듈들과 풀 듀플렉스(Full Duplex) 방식을 이용하여 대용량 데이터를 송수신할 수 있으며, 나머지 모듈들은 중앙처리모듈들 과 하프 듀플렉스(Half Duplex) 방식을 이용하여 데이터를 송수신 할 수 있다. 이와 관련하여서는, 23페이지에 기재되어 있다.

상기한 바와 같은 기능들을 수행하기 위해, 본 발명에 따른 제어 시스템(100)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, N개의 슬롯(201)들(A 내지 P)과 상기 N개의 슬롯들에 연결되어 있는 N개의 버스(202)들(A' 내지 P')을 포함하는 메인 백플레인(200) 및 상기 슬롯(201)들에 삽입되어 상기 N개의 버스들을 통해 점대점 방식으로 통신을 수행하는, N개 이하의 모듈(300)들을 포함한다.

본 발명에 따른 제어 시스템(100)은, 다양한 시스템에 적용되어 다양한 종류의 기능을 수행할 수 있다. 그러나, 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 상기 제어 시스템(100)이, 원자력 발전소에 구비되어, 상기 원자력 발전소의 기능을 제어하는 제어 시스템인 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다. 이 경우, 상기 제어 시스템(100)은, 원전의 안전계통 시스템 내에서 사고가 발생된 경우, 원자로를 안전하게 정지시키기 위해, 제어봉 삽입 및 붕산수 주입을 제어하고, 원자로의 밸브, 펌프, 팬 등의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 제어 시스템(100)은, 상기한 바와 같은 제어 동작을 수행하기 위해, 제어봉 삽입 장치, 붕산수 주입 장치, 밸브, 펌프 및 팬 등과 같은 다양한 종류의 구동장치들로부터 감지신호를 수신하여, 상기 구동장치들의 구동상태를 모니터링할 수 있다.

첫째, 상기 메인 백플레인(200)은, 도 1에 도시된 바와 같이, N개의 슬롯(201)들로 형성되어 있으며, 상기 N개의 슬롯(201)들 각각에는, 상기 모듈(300)이 장착된다.

상기 N개의 슬롯(201)들 각각에는, 도 2에 도시된 바와 같이, N개의 포트(203)들(a 내지 p)이 형성되어 있으며, 상기 N개의 슬롯(201)들 각각에 형성되어 있는 상기 N개의 포트(203)들은, 상기 N개의 버스(202)들을 통해 서로 연결되어 있다.

이 경우, 상기 N개의 슬롯(201)들 각각에 삽입되는 상기 N개 이하의 모듈(300)들은, 상기 N개의 포트들과 연결되어 있는 상기 N개의 버스들을 통해 서로 통신을 수행한다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 N개의 슬롯(201)들 각각에는, N개의 포트들(a 내지 p)이 형성되어 있고, 상기 모듈(300)은 상기 N개의 포트(203)들과 연결되어 있으며, 상기 N개의 포트(203)들은, 상기 N개의 버스(202)들(A' 내지 P')과 연결되어 있다. 상기한 바와 같이, 상기 슬롯(110)들의 갯수와, 상기 버스들의 갯수는, 동일한 숫자인 N개로 형성된다.

상기 슬롯(201)에 형성되어 있는 상기 N개의 포트(203)들 중 고유포트(204)에는, 상기 슬롯(201)에 대응되는 고유번호가 부여되어 있다.

이 경우, 상기 N개의 포트들 중, 상기 고유포트는, 상기 슬롯들마다 서로 다르게 형성된다. 예를 들어, 상기 N개의 포트들에, a부터 p번까지의 일련 번호가 매핑된다고 할 때, A슬롯(A)에서는 a포트(a)가 고유포트(204)가 되고, B슬롯(B)에서는 b포트(b)가 고유포트(204)가 되며, P슬롯(P)에서는 p포트(p)가 고유포트(204)가 된다.

각각의 상기 슬롯(201)에 구비되는 a포트는 A'버스(A')를 통해 신호를 송수신하고, b포트는 B'버스(B')를 통해 신호를 송수신하며, p포트는 P'버스(P')를 통해 신호를 송수신한다.

둘째, 상기 메인 백플레인(200)에 장착되는 상기 모듈(300)들에는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 구동장치(미도시)로부터 감지신호를 입력받는 적어도 하나 이상의 입력모듈(AI0, AI1, DI0, DI1), 상기 N개의 버스들을 통해 수신된 상기 감지신호를 분석하여, 상기 구동장치를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는, 적어도 하나 이상의 중앙처리모듈(CPU1, CPU2, CPU3), 상기 N개의 버스들을 통해 수신된 상기 제어신호를, 상기 구동장치로 전송하는 적어도 하나 이상의 출력모듈(AO0, AO1, DO0, DO1, DO), 상기 N개의 버스들의 통신을 관리하고, 상기 모듈들의 진단 및 복구를 관리하기 위한 적어도 하나 이상의 관리모듈(BM0, BM1) 및 외부 통신망을 통해 외부 시스템과 통신을 수행하는 하나 이상의 통신모듈(COM0, COM1)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 관리모듈은 버스 관리모듈(BM : Bus Management)을 의미한다.

우선, 상기 구동장치(미도시)는, 상기에서 설명된 바와 같이, 원자력 발전소에 구비되는, 제어봉 삽입 장치, 붕산수 주입 장치, 밸브, 펌프 및 팬 등이 될 수 있다.

다음, 상기 입력모듈(AI0, AI1, DI0, DI1)은, 상기 구동장치들 각각에서 전송되어온 상기 감지신호를, 상기 입력모듈이 삽입되는 슬롯에 형성되어 있는 고유포트(204)와 연결되어 있는 버스를 이용하여, 상기 중앙처리모듈 및 관리모듈로 전송하는 기능을 수행한다.

예를 들어, 상기 입력모듈은, 상기 제어봉 삽입 장치에서 전송되어온, 상기 제어봉 삽입 장치의 온도, 압력 또는 방사능 수치 등의 감지신호를, 상기 중앙처리모듈로 전송할 수도 있고, 상기 밸브로부터 전송되어온 온오프 감지신호를, 상기 중앙처리모듈로 전송할 수도 있으며, 상기 펌프로부터 전송되어온 온도 또는 압력 등의 감지신호를, 상기 중앙처리모듈 및 관리모듈로 전송할 수도 있다. 따라서, 적어도 하나 이상의 상기 입력모듈이 상기 백플레인(200)에 장착될 수 있다.

또한, 상기 입력모듈은, 상기 구동장치로부터 전송되어온 아날로그 감지신호를 수신할 수도 있으며, 디지털 감지신호를 수신할 수도 있다.

이하에서는, 설명의 편의상, 아날로그 감지신호를 수신하는 두 개의 입력모듈들(AI0, AI1) 및 디지털 감지신호를 수신하는 두 개의 입력모듈들(DI0, DI1)이 상기 백플레인(200)에 장착되는 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다. 이 경우, 상기 입력모듈들은, 상기 구동장치들 중 적어도 어느 하나와 연결되어 있다.

다음, 상기 중앙처리모듈은, 상기 관리모듈에 의해 제어되는 상기 N개의 버스들을 통해, 상기 입력모듈로부터 전송되어온 상기 감지신호를 분석하여, 상기 구동장치를 제어하기 위한 상기 제어신호를 생성한 후, 상기 관리모듈에 의해 제어된 상기 제어신호를, 상기 N개의 버스들을 통해 상기 출력모듈로 전송하는 기능을 수행한다. 또한, 하나 이상의 상기 중앙처리모듈은, 다중화(이중화 및 삼중화 등)의 기능을 수행하거나 다수 제어프로그램(Multi-Tasking)을 실행시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 구동장치는, 온도, 압력 또는 방사능 수치와 같은 신호를, 전류와 같은 아날로그 감지신호로 변환하여 상기 입력모듈로 전송한다. 상기 입력모듈은, 상기 아날로그 감지신호를, 상기 입력모듈에 설정되어 있는 고유포트(204)를 통해, 상기 중앙처리모듈로 전송한다.

상기 중앙처리모듈은, 상기 아날로그 감지신호를, 공학적 단위로 변환시킨다. 예를 들어, neutron linear power 값이 공학적 단위로, 0 내지 75 사이의 값을 갖는다고 할 때, 상기 중앙처리모듈은, 4mA의 값은 0이라는 공학적 단위로 변환시키고, 20mA는 75라는 공학적 단위로 변환시킨다.

상기 중앙처리모듈은, 상기 공학적 단위로 변환된 디지털값을 이용하여, 상기 구동장치의 동작상태를 분석한 후, 상기 구동장치에 문제가 있다고 판단되면, 상기 구동장치의 동작을 제어할 수 있는 제어신호를 생성하여 상기 출력모듈을 통해 상기 구동장치 또는 상기 구동장치의 동작을 제어하는 제어장치로 전송한다.

상기 중앙처리모듈은, 필요한 경우, 상기 입력모듈로도 상기 제어신호를 전송할 수도 있다.

이 경우, 상기 중앙처리모듈은, 슬롯들 각각에 형성되어 있는 고유포트와 연결되어 있는 버스들을 이용하여, 복수의 상기 입력모듈들과, 복수의 상기 출력모듈들 중 적어도 두 개 이상의 모듈들에, 동시에 제어신호들을 전송할 수 있다.

예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 메인 백플레인(200)에 네 개의 입력모듈들(AI0, AI1, DI0, DI1)이 장착되어 있고, 다섯 개의 출력모듈들(AO0, AO1, DO0, DO1, DO2)이 장착되어 있는 경우, 상기 중앙처리모듈은, 상기 모듈들이 삽입되는 슬롯들 각각에 형성되어 있는 고유포트와 연결되어 있는 버스들을 이용하여, 상기 아홉 개의 모듈들((AI0, AI1, DI0, DI1, AO0, AO1, DO0, DO1, DO2) 중 적어도 두 개 이상의 모듈들에, 동시에 제어신호들을 전송할 수 있다. 상기 제어신호들은 동일한 제어정보를 가지고 있을 수도 있으나, 서로 다른 제어정보를 가지고 있을 수도 있다.

상기 메인 백플레인(200)에는, 한 개 이상의 상기 중앙처리모듈들이 구비될 수 있다. 이하에서는, 특히, 세 개의 중앙처리모듈들(CPU0, CPU1, CPU2)이 상기 백플레인(200)에 장착되는 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다.

이 경우, 상기 세 개의 중앙처리모듈들 각각은, 상기 네 개의 입력모듈들(AI0, AI1, DI0, DI1)로부터 상기 감지신호를 수신할 수 있으며, 상기에서 설명된 기능을 개별적으로 수행할 수 있다.

예를 들어, 상기 세 개의 중앙처리모듈들은, 공학적 단위로 변환된 상기 감지신호를 분석하여, 개별적으로 상기 제어신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 출력모듈이, 상기 세 개의 중앙처리모듈들로부터 출력된 출력값(제어신호)들을 비교하여, 참인값을 출력할 수 있도록, 상기 세 개의 중앙처리모듈들은, 시간을 분할 하여, 순차적으로 상기 제어신호를 상기 출력모듈로 전송할 수 있다. 상기한 바와 같은 기능은 보팅이라 한다.

또한, 상기 세 개의 중앙처리모듈들은, 상기 중앙처리모듈들 각각이 삽입되는 슬롯에 형성되어 있는 고유포트(204)와 연결되어 있는 버스들을 이용하여 진단 및 복구 정보(Hot-Swap 등)를 서로 교환할 수 있다.

다음, 상기 출력모듈((AO0, AO1, DO0, DO1, DO)은, 상기 출력모듈이 삽입되는 슬롯에 형성되어 있는 고유포트(204)와 연결되어 있는 버스를 이용하여, 상기 중앙처리모듈에서 전송되어온 상기 제어신호를, 상기 구동장치로 출력하는 기능을 수행한다.

예를 들어, 상기 출력모듈은, 상기 제어봉 삽입 장치의 온도, 압력 또는 방사능 수치 등을 변경시키기 위한 제어신호를, 상기 중앙처리모듈로부터 수신한 후, 상기 제어신호를 상기 제어봉 삽입 장치 또는 상기 제어봉 삽입 장치를 제어하는 제어장치로 전송할 수 있다. 또한, 상기 출력모듈은, 상기 밸브를 온 또는 오프시키기 위한 제어신호를, 상기 중앙처리모듈로부터 수신한 후, 상기 제어신호를 상기 밸브의 온오프를 제어하는 제어장치로 전송할 수 있다.

이 경우, 상기 출력모듈은, 상기 세 개의 중앙처리모듈들로부터 제어신호들을 수신한 다음, 보팅된 출력값(제어신호)을 상기 구동장치 또는 상기 구동장치를 제어하는 제어장치로 출력하거나, 또는 다수의 제어 프로그램에서 수신된 제어신호를 출력할 수 있다.

따라서, 적어도 하나 이상의 상기 출력모듈이 상기 백플레인(200)에 장착될 수 있다.

또한, 상기 출력모듈은, 상기 제어신호를 아날로그 형태로 상기 구동장치로 전송할 수도 있으며, 상기 제어신호를 디지털 형태로 상기 구동장치로 전송할 수도 있다.

이하에서는, 설명의 편의상, 아날로그 출력신호를 출력하는 두 개의 출력모듈들(AO0, AO1) 및 디지털 출력신호를 출력하는 두 개의 출력모듈들(DO0, DO1, DO2)이 상기 백플레인(200)에 장착되는 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다.

다음, 상기 통신모듈(COM0, COM1)은 외부 통신망을 통해 외부 시스템과 통신을 수행하여, 상기 외부 시스템으로부터 전송되어온 통신신호를 상기 중앙처리모듈로 전송할 수 있으며, 상기 중앙처리모듈로부터 전송되어온 통신신호를 상기 외부 시스템으로 전송할 수 있다.

예를 들어, 상기 원자력 발전소에는, 본 발명에 따른 제어 시스템 이외에도, 모니터링 시스템, 전력 시스템, 냉각 시스템 등과 같은 다양한 종류의 외부 시스템들이 있을 수 있다. 이 경우, 상기 제어 시스템(100)은, 상기 통신모듈을 통해 상기 외부 시스템들과 각종 통신신호들을 송수신할 수 있다.

상기 메인 백플레인(200)에는 하나 이상의 상기 통신모듈이 장착될 수 있다. 상기 통신모듈들(COM0, COM1) 각각은, 클럭 수를 증가시켜, 빠른 속도로 상기 중앙처리모듈들과 통신을 수행할 수 있다.

이하에서는, 설명의 편의상, 두 개의 통신모듈들(COM0, COM1)이 상기 백플레인(200)에 장착되는 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다.

이 경우, 상기 중앙처리모듈이, 상기 중앙처리모듈이 삽입되는 슬롯에 형성되어 있는 고유포트와 연결되어 있는 버스를 통해 상기 통신모듈로 통신신호를 전송하는 과정 및, 상기 통신모듈이, 상기 통신모듈이 삽입되어 있는 슬롯에 형성되어 있는 고유포트와 연결되어 있는 버스를 통해 상기 중앙처리모듈로 통신신호를 전송하는 과정은, 동시에 수행될 수 있다.

즉, 상기 중앙처리모듈이, 상기 중앙처리장치의 고유포트를 통해 상기 통신모듈로 통신신호를 전송하는 동안, 상기 통신모듈은, 상기 통신모듈의 고유포트를 통해 상기 중앙처리모듈로, 통신신호를 전송할 수 있다. 이러한 통신 방식은 풀 듀플렉스 방식이라 한다. 상기 풀 듀플렉스 방식은 하나의 모듈(이하, 간단히 ‘대용량 모듈’이라 함)에서만 수행된다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 두 개의 통신모듈들(COM0, COM1)이 상기 메인 백플레인에 장착된 경우, 하나의 통신모듈(COM0) 만이 상기 듀 플렉스 방식을 이용하며, 나머지 하나의 통신모듈(COM1)은 일반적인 입력모듈 또는 출력모듈과 마찬가지로, 반 이중 비대칭 전송 방식에 의해 상기 중앙처리모듈들과 통신을 수행한다. 상기 듀 플렉스 방식 및 상기 비대칭 방식에 대하여는, 이하에서 상세히 설명된다.

따라서, 상기 중앙처리모듈이 세 개이고, 상기 통신모듈이 두 개인 경우, 상기 세 개의 중앙처리모듈들 각각은, 상기 두 개의 통신모듈들(COM0, COM1) 중 어느 하나의 통신모듈(COM0)로 통신신호를 전송할 수 있으며, 이와 동시에 또는 일정한 시간 간격을 두고, 상기 두 개의 통신모듈들 각각은 자신의 고유포트를 통해 상기 세 개의 통신모듈들로 통신신호를 전송할 수 있다.

마지막으로, 상기 관리모듈(BM0, BM1)은 상기 N개의 버스들(A' 내지 P')로 버스제어신호를 출력하는 기능을 수행한다. 상기 제어신호에 의해 상기 감지신호, 상기 제어신호, 상기 수신신호 및 상기 출력신호의 전송 타이밍 등이 동기화될 수 있다. 또한, 상기 버스제어신호, 예를 들어, 동기신호를 구성하는 클럭(Clock)의 주파수에 따라, 상기 신호들(감지신호, 제어신호 및 통신신호)의 전송속도는 간편하게 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 관리모듈은, 상기 클럭 수를 변경하는 것에 의해, N개의 상기 버스들 각각의 데이터 전송 속도를 개별적으로 제어할 수 있다. 부연하여 설명하면, 상기 버스제어신호를 구성하는 클럭 수를 변경하는 것에 의해, N개의 상기 버스들 각각의 데이터 전송속도가 개별적으로 제어될 수 있다.

상기 관리모듈은, 상기 N개의 버스들의 통신을 관리하는 기능 및 상기 모듈들의 진단 및 복구를 관리하는 기능을 수행할 수 있다.

즉, 하나의 상기 관리모듈은 하나의 버스를 관리하는 기능을 수행할 수 있다. 이하의 설명에서는, 도 2에 도시되어 있는 각각의 고유포트(202)와 연결되어 있는 라인을 버스라고 하나, 2중화 또는 3중화에 대한 설명에서는, 도 2에 도시되어 있는 16개의 버스들을 총칭하여 하나의 버스라고 할 수도 있다.

예를 들어, 도 2에서, 하나의 관리모듈(BM0)은 N개의 버스(202)들(A' 내지 P')을 관리하고 있다. 만약, 도 2에서, 버스 다중화가 이루어져, N개의 버스들이 추가된다면, 또 다른 관리모듈(BM1)이 요구된다. 즉, 도 2에서 N개의 버스들이 이중화된다면, 제2 관리모듈(BM1)이 동작을 수행한다. 부연하여 설명하면, 도 2에 도시된 제2관리모듈(BM1)은, 상기 N개의 버스들이 이중화되어 있는 경우를 나타낸 것이다. 이 경우, 제1관리모듈(BM0)에 의해 상기 N개의 버스들이 관리되며, 상기 N개의 버스들에 문제가 발생되거나, 또는 상기 제1관리모듈(BM0)이 정상적으로 동작되지 않으면, 제2관리모듈(BM1)이 N개의 또 다른 버스들을 이용하여, 상기 제1관리모듈(BM0)의 기능을 수행한다. 따라서, 본 발명이 3중화 버스를 이용한다면, 도 1 및 도 2에 도시된 상기 메인 백플레인(200)에는 세 개의 관리모듈(BM0, BM1, BM2)이 장착된다. 즉, 상기 관리모듈의 개수는, 버스 다중화 수에 비례한다.

이하에서는, 설명의 편의상, 상기 제1관리모듈(BM0)에 의해 본 발명이 동작되는 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다. 또한, 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 N개의 버스들이 하나의 그룹으로 묶여 하나의 버스가 되며, 2중화 버스가 이용되는 경우, 상기 N개의 버스들이 묶인 그룹이 두 개가 있다는 것을 의미하나, 이하에서는 설명의 편의상, 도 2에 도시되어 있는 각각의 고유포트(202)와 연결되어 있는 라인을 버스라 한다.

셋째, 상기 제어 시스템은, 상기 메인 백플레인(200) 이외에도, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 메인 백플레인(200)을 보조할 수 있는 확장 백플레인(400) 및 상기 확장 백플레인(400)에 삽입되는 확장모듈(310)들을 더 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 상기 제어 시스템은, N개의 확장슬롯(401)들과 상기 N개의 확장슬롯(401)들에 연결되어 있는 N개의 확장버스들을 포함하는 확장 백플레인(400) 및 상기 확장슬롯(401)들에 삽입되어, 상기 N개의 확장버스들을 통해 점대점 방식으로 통신을 수행하는, N개 이하의 확장모듈(310)들을 더 포함할 수 있다.

상기 확장모듈들은, 확장구동장치(미도시)로부터 감지신호를 입력받는 적어도 하나 이상의 확장입력모듈(AI0', AI1', DI0', DI1'), 상기 N개의 확장버스들을 통해 수신된 상기 감지신호를 상기 메인 백플레인으로 전송하기 위한 확장관리모듈(BM0', BM1') 및 상기 확장관리모듈을 통해 상기 메인 백플레인(200)으로부터 전송되어온 제어신호를, 상기 N개의 확장버스들을 통해 수신하여, 상기 확장구동장치(미도시)로 전송하는 적어도 하나 이상의 확장출력모듈(AO0', AO1', DO0', DO1', DO2', DO3', DO4')을 포함할 수 있다.

예를 들어, 원자력 발전소에 구비되는 상기 구동장치들의 갯수가, 상기 메인 백플레인(200)에 삽입될 수 있는 상기 입력모듈들의 갯수 또는 상기 출력모듈들의 갯수보다 많은 경우, 상기 메인 백플레인(200)에 장착될 수 없는 입력모듈들 및 출력모듈은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 확장 백플레인(400)에 장착될 수 있다. 이 경우, 상기 확장 백플레인(400)에 장착되는 상기 확장입력모듈 및 상기 확장출력모듈을 총칭하여, 상기 확장모듈이라 한다.

상기 확장 백플레인(400)의 갯수는, 상기 확장모듈(310)의 숫자에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 도 3에는, 두 개의 확장 백플레인(400)이 도시되어 있으나, 세 개 이상의 확장 백플레인(400)이 상기 메인 백플레인(200)과 연결될 수 있다.

상기한 바와 같이, 상기 확장모듈들에는 상기 확장입력모듈(AI0', AI1', DI0', DI1') 및 상기 확장출력모듈(AO0', AO1', DO0', DO1', DO2', DO3', DO4') 및 상기 확장관리모듈이 포함될 수 있다.

상기 확장입력모듈(AI0', AI1', DI0', DI1')은 상기 입력모듈에 대응되는 것이고, 상기 확장출력모듈(AO0', AO1', DO0', DO1', DO2', DO3', DO4')은 상기 출력모듈에 대응되는 것이고, 상기 확장관리모듈(BM0', BM1')은 상기 관리모듈에 대응되는 것이며, 상기 확장구동장치는 상기 구동장치에 대응되는 것이다.

따라서, 상기 확장입력모듈(AI0', AI1', DI0', DI1')은, 상기 확장구동장치로부터 수신된 감지신호를 상기 중앙처리모듈로 전송하며, 상기 확장출력모듈은, 상기 중앙처리모듈로부터 전송되어온 제어신호를 상기 확장구동장치로 전송한다.

이 경우, 상기 확장입력모듈(AI0', AI1', DI0', DI1')로부터 전송되어온 상기 감지신호는, 상기 확장관리모듈을 통해 상기 메인 백플레인(200)에 장착되어 있는 상기 중앙처리모듈로 전송되며, 상기 중앙처리모듈로부터 전송되어온 상기 출력신호는, 상기 확장관리모듈을 통해 상기 확장 백플레인(400)에 장착되어 있는 상기 확장출력모듈로 전송된다.

상기 확장관리모듈(BM0', BM1')은, 상기 확장입력모듈로부터 전송되어온 상기 감지신호를 상기 중앙처리모듈로 전송하고, 상기 중앙처리모듈로부터 전송되어온 상기 제어신호를 상기 확장출력모듈(AO0', AO1', DO0', DO1', DO2', DO3', DO4')로 전송하기 위해, 상기 메인 백플레인(200)에 형성된 상기 슬롯에 장착되어, 상기 N개의 버스들로 버스제어신호를 출력하기 위한 적어도 하나 이상의 상기 관리모듈과 통신을 수행한다.

또한, 상기 확장관리모듈(BM0', BM1')은, 상기 관리모듈과 같이, 상기 버스제어신호를 생성하여, 상기 확장입력모듈(BM0', BM1') 및 상기 확장출력모듈로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.

또한, 상기 확장관리모듈(BM0', BM1')은, 상기 N개의 확장슬롯들을 관리하는 기능을 수행한다.

상기 확장 백플레인(400)에는, 상기 메인 백플레인(200)에 장착되는, 상기 중앙처리모듈 및 상기 통신모듈에 대응되는 확장모듈은 장착되지 않는다. 따라서, 상기 확장 백플레인(400)에는, 상기 메인 백플레인(200)에 장착되는 모듈(300)들보다 많은 숫자의 확장모듈(310)들이 장착될 수 있다.

또한, 상기 제어 시스템이, 도 3에 도시된 바와 같이, 두 개의 상기 확장 백플레인(400)을 포함하는 경우, 제1확장 백플레인은, 제1확장관리모듈(BM0', BM1')을 통해 상기 관리모듈(BM0, BM1)과 통신을 수행하여, 상기 감지신호 및 상기 제어신호를 송수신하며, 제2확장 백플레인은, 제2확장관리모듈(BM0'', BM1'')을 통해 상기 상기 관리모듈(BM0, BM1)과 통신을 수행한다. 이 경우, 상기 제2확장관리모듈(BM0'', BM1'')은 상기 제1확장관리모듈(BM0', BM1')을 통해, 상기 관리모듈(BM0, BM1)과 통신을 수행할 수 있다.

이하에서는, 도 4 내지 도 8을 참조하여, 본 발명에 따른 제어 시스템의 제어 방법이 설명된다.

도 4는 본 발명에 따른 제어 방법 중 중앙처리모듈 및 관리모듈이 복수의 모듈들로부터 감지신호를 수신하는 방법을 나타낸 예시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 제어 방법 중 중앙처리모듈이 복수의 모듈들로 제어신호를 전송하는 방법을 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 제어 방법 중 복수의 중앙처리모듈들이 진단 및 복구 정보(Hot-Swap)를 서로 교환하는 방법을 나타낸 예시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 제어 방법 중 중앙처리모듈이 통신모듈과 대용량 데이터를 전송하는 방법을 나타낸 예시도이고, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 제어 방법 중 확장 백플레인에 장착된 확장관리모듈이 확장 백플레인에 장착된 각 모듈들과 통신을 수행하는 방법을 나타낸 예시도이다. 이하의 설명 중, 상기에서 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 내용과 동일하거나 유사한 내용은 생략되거나 또는 간단히 설명된다.

상기 제어 시스템에서 이루어지는 본 발명에 따른 제어 방법은, N개의 슬롯(201)들(A 내지 P) 및, 상기 N개의 슬롯(201)들과 연결되어 있는 N개의 버스(202)들(A' 내지 P')을 포함하는 메인 백플레인(200)에 장착되어 있는 적어도 하나의 입력모듈(AI0, AI1, DI0, DI1)이, 구동장치(미도시)로부터 입력된 감지신호를, 상기 N개의 버스(202)들 중 어느 하나의 버스를 이용하여, 중앙처리모듈(CPU0, CPU1, CPU2)로 전송하는 단계, 상기 중앙처리모듈이, 상기 감지신호를 분석하여, 상기 구동장치를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 단계 및 상기 중앙처리모듈이, 상기 N개의 버스들을 이용하여, 적어도 하나 이상의 출력모듈(AO0, AO1, DO0, DO1, DO2)로, 상기 제어신호를 전송하는 단계를 포함한다.

우선, 도 4를 참조하면, 상기 감지신호를 상기 중앙처리모듈로 전송하는 단계는, 상기 입력모듈이 장착된 슬롯에 형성되어 있는 N개의 포트(203)들 중, 상기 슬롯에 대응되는 고유번호가 부여되어 있는 고유포트(204)와 연결되어 있는 버스를 이용하여, 상기 감지신호를 상기 중앙처리모듈로 전송한다.

예를 들어, 네 개의 상기 입력모듈들(AI0, AI1, DI0, DI1)은, 각각의 고유포트들(f, g, l, m)을 이용하여, 상기 감지신호들을 동시에 상기 세 개의 중앙처리모듈들(CPU0, CPU1, CPU2)로 전송할 수 있다.

이 경우, 상기 두 개의 통신모듈들(COM0, COM1)도, 자신의 고유포트들(j, k)을 이용하여, 통신신호들을 동시에 상기 세 개의 중앙처리모듈들로 전송할 수 있다.

또한, 상기 다섯 개의 출력모듈들(AO0, AO1, DO0, DO1, DO2)도, 자신의 고유포트들(h, i, n, o, p)을 이용하여, 감지신호 또는 기타의 신호들을 상기 세 개의 중앙처리모듈들로 전송할 수 있다.

또한, 상기 두 개의 관리모듈들(BM0, BM1)도, 자신의 고유포트들(a, b)을 이용하여, 감지신호 또는 기타의 신호들을 상기 세 개의 중앙처리모듈들로 전송할 수 있다.

이 경우, 상기 세 개의 중앙처리모듈들은, 각종 제어신호 또는 기타의 신호들을 상기 두 개의 관리모듈들로 전송할 수 있다.

즉, 상기 중앙처리모듈은, 상기 메인 백플레인(200)에 장착되어 있는 모든 모듈들로부터 동시에 신호를 수신할 수 있다.

또한, 상기 관리모듈(BM0)은 상기 중앙처리모듈이 수신하는 데이터를 상기 중앙처리모듈로부터 수신한다. 즉, 상기 관리모듈(BM0)은 상기 버스들을 관리하는 것으로서, 상기 중앙처리모듈과 동일한 데이터를 수신하고 있다. 따라서, 상기 관리모듈(BM0)과 상기 중앙처리모듈(CPU)은 일체로 형성될 수도 있다.

다음, 상기 중앙처리모듈은, 상기한 바와 같이, 상기 제어신호를 분석하여, 상기 구동장치로 전송될 제어신호를 생성할 수 있다.

다음, 도 5를 참조하면, 상기 제어신호를 전송하는 단계는, 상기 출력모듈이 장착된 슬롯에 형성되어 있는 N개의 포트들 중, 상기 슬롯에 대응되는 고유번호가 부여되어 있는 고유포트와 연결되어 있는 버스를 이용하여, 상기 제어신호를 상기 출력모듈로 전송한다.

예를 들어, 상기 세 개의 중앙처리모듈들(CPU0, CPU1, CPU2)은, 제1출력모듈(AO0)이 장착되어 있는 H슬롯(H)의 고유포트(h)와 연결되어 있는 H'버스(H')를 이용하여 상기 제1출력모듈(A00)로 상기 제어신호를 전송하고, 제2출력모듈(AO1)이 장착되어 있는 I슬롯(I)의 고유포트(i)와 연결되어 있는 I'버스(I')를 이용하여 상기 제2출력모듈(AO1)로 상기 제어신호를 전송하고, 제3출력모듈(DO0)이 장착되어 있는 N 슬롯(N)의 고유포트(n)와 연결되어 있는 N'버스(N')를 이용하여 상기 제3출력모듈(DO0)로 상기 제어신호를 전송하고, 제4출력모듈(DO1)이 장착되어 있는 O슬롯(O)의 고유포트(o)와 연결되어 있는 O'버스(O')를 이용하여 상기 제4출력모듈(DO1)로 상기 제어신호를 전송하며, 제5출력모듈(DO2)이 장착되어 있는 P슬롯(P)의 고유포트(P)와 연결되어 있는 P'버스(P')를 이용하여 상기 제5출력모듈(DO2)로 상기 제어신호를 전송한다.

또한, 상기 세 개의 중앙처리모듈들은, 네 개의 상기 입력모듈들(AI0, AI1, DI0, DI1, DI2) 각각에 대응되는 고유포트들(f, g, l, m)과 연결되어 있는 버스들(F', G', L', M')을 이용하여, 상기 입력모듈들로도 제어신호 또는 기타 신호를 전송할 수 있다.

이 경우, 상기 세 개의 중앙처리모듈들은, 상기 포트들을 통해 상기 관리모듈로 제어신호를 전송할 수도 있다. 상기 관리모듈로 전송된 제어신호들은, 상기 확장 백플레인(400)에 장착되어 있는 확장입력모듈 및 확장출력모듈로 전송될 수 있다.

마지막으로, 상기 출력모듈들은, 상기 세 개의 중앙처리모듈들로부터 수신된 상기 제어신호들 중 어느 하나를 선택하여, 상기 구동장치로 전송할 수 있다. 또한, 상기 입력모듈들은 상기 제어신호에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있다.

상기 과정들에 의해, 본 발명에 따른 제어 방법의 기본 기능이 수행될 수 있다. 즉, 상기 과정들에 의해, 상기 제어 시스템은, 상기 입력모듈들을 통해 상기 구동장치들로부터 감지신호를 수신할 수 있으며, 상기 감지신호를 분석하여 상기 제어신호를 생성한 후, 상기 제어신호를 상기 출력모듈들을 통해 상기 구동장치 또는 상기 구동장치를 제어하는 제어장치로 전송할 수 있다.

이 경우, 상기 감지신호 및 상기 제어신호는, 상기한 바와 같이, 상기 슬롯에 장착되어 있는 관리모듈(BM0, BM1)로부터 출력되는 버스제어신호를 이용하여, 상기 버스들을 통해 전송된다.

이하에서는, 상기 제어 시스템의 추가 기능이 설명된다.

첫째, 도 6을 참조하면, 상기 세 개의 중앙처리모듈들(CPU0, CPU1, CPU2)은, 자신이 삽입되어 있는 슬롯에 설정되어 있는 고유포트들(c, d, e)을 이용하여, 서로 간에 통신을 수행하여, 각종 정보들을 공유할 수 있다.

예를 들어, 상기 세 개의 중앙처리모듈들 중, 제1중앙처리모듈(CPU0) 및 제2중앙처리모듈(CPU1) 만이 상기 메인 백플레인(200)에 장착되어 있는 상태에서, 제3중앙처리모듈(CPU2)이 상기 메인 백플레인(200)의 E슬롯(E)에 삽입되면, 상기 제3중앙처리모듈(CPU2)은, 자신이 삽입된 E슬롯(E)에 설정되어 있는 고유포트(e)를 이용하여 상기 제1중앙처리모듈 및 상기 제2중앙처리모듈과 통신을 수행할 수 있다.

상기 제3중앙처리모듈(CPU2)은 상기 통신을 통해, 상기 제1중앙정치모듈 및 상기 제2중앙처리모듈에 저장되어 있는 정보들을 전송받을 수 있으며, 이러한 동작을 통해, 상기 제1중앙처리모듈, 상기 제2중앙처리모듈 및 상기 제3중앙처리모듈에 저장되어 있는 정보들이 동기화될 수 있다.

부연하여 설명하면, 상기 메인 백플레인(200)의 상기 슬롯(201)들에 적어도 두 개의 중앙처리모듈들이 장착된 경우, 상기 중앙처리모듈들은, 상기 중앙처리모듈들 각각이 삽입되는 슬롯에 형성되어 있는 고유포트들과 연결되어 있는 버스들을 이용하여, 서로 통신을 수행하여, 진단 및 복구 정보(Hot-Swap 등) 를 공유할 수 있다.

상기한 바와 같은 동작이 수행되는 동안, 상기 제1중앙처리모듈 및 상기 제2중앙처리모듈은, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명된 과정들을 지속적으로 수행할 수 있다.

둘째, 도 7을 참조하면, 상기 세 개의 중앙처리모듈들은, 두 개의 상기 통신모듈들을 통해, 상기 외부 시스템과 통신을 수행할 수 있다.

이 경우, 상기 중앙처리모듈들(CPU0. CPU1, CPU2)이, 상기 중앙처리모듈들이 삽입되는 슬롯에 형성되어 있는 고유포트들(c, d, e)과 연결되어 있는 버스들을 통해, 상기 통신모듈(COM0)로 통신신호를 전송하는 과정 및, 상기 통신모듈(COM0)이, 상기 통신모듈(COM0)이 삽입되어 있는 슬롯에 형성되어 있는 고유포트(j)와 연결되어 있는 버스를 통해 상기 중앙처리모듈들(CPU0. CPU1, CPU2)로 통신신호를 전송하는 과정은, 동시에 수행될 수 있다.

즉, 상기 세 개의 중앙처리모듈들 각각은, 서로 다른 버스를 통해, 상기 통신모듈(COM0)로 동시에 통신신호를 전송할 수 있으며, 이와 동시에 또는 일정한 시간 간격을 두고, 상기 통신모듈(COM0)로부터 동시에 통신신를 수신할 수 있다.

부연하여 설명하면, 상기 통신모듈(COM0)과 상기 세 개의 중앙처리모듈들(CPU0. CPU1, CPU2) 사이에서는, 풀 듀플렉스(Full Duplex) 방식을 이용하여 통신이 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 통신모듈(COM0)과 상기 세 개의 중앙처리모듈들 간에는 대용량 데이터가 전송될 수 있다.

상기 설명에서는, 상기 통신모듈(COM0)과 상기 중앙처리모듈들이 풀 듀플렉스 방식을 이용하여, 대용량 데이터를 송수신할 수 있다고 기재되어 있으나, 상기 중앙처리모듈들(CPU0, CPU1, CPU2)과 풀 듀플렉스 방식을 이용하여 대용량 데이터를 송수신 하는 모듈이 상기 통신모듈에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 입력모듈들(AI0, AI1, DI0, DI1) 및 상기 출력모듈들(AO0, AO1, DO0, DO1, DO2) 중에서, 상기 중앙처리모듈들과 대용량 데이터를 송수신해야할 필요가 있는 모듈은, 상기 통신모듈(COM0)을 대체할 수 있다. 이 경우, 상기 통신모듈을 대체한 입력모듈 또는 출력모듈과 상기 중앙처리모듈들 간에는 풀 듀플렉스 방식을 이용하여 대용량 데이터가 송수신될 수 있다.

부연하여 설명하면, 상기 중앙처리모듈들과 풀 듀플렉스 방식을 이용하여 대용량 데이터를 송수신할 수 있는 대용량 모듈은 하나이며, 상기 대용량 모듈은, 도 2에 도시된 통신모듈(COM0)이 되거나, 입력모듈이 되거나, 또는 출력모듈이 될 수 있다. 즉, 상기 대용량 모듈은, 상기 중앙처리모듈들과 대용량 데이터 통신이 요구되는 모듈로서, 상기 통신모듈, 상기 입력모듈 및 상기 통신모듈들 중 어느 하나가 될 수 있다. 또한, 상기 대용량 모듈 이외의 모듈들은 하프 듀플렉스(Half Duplex) 방식을 이용해 상기 세 개의 중앙처리모듈들과 통신을 수행할 수 있다.

예를 들어, 상기 대용량 모듈(도 7에 도시된 통신모듈(COM0))은 상기 세 개의 중앙처리모듈들(CPU0, CPU1, CPU2)로부터 세 개의 버스(202)를 통해 동시에 데이터를 수신한 후, 하나의 버스를 통해 상기 세 개의 중앙처리모듈들로 데이터를 전송할 수 있다.

그러나, 상기 대용량 모듈을 제외한 다른 모듈들(도 7에 도시된 입력모듈들(AI0, AI1, DI0, DI1) 및 출력모듈들(AO0, AO1, DO0, DO1, DO2)과 또 다른 통신모듈(COM1)) 각각은, 하나의 고유포트(204)를 통해 상기 세 개의 중앙처리모듈들로부터 순차적으로 데이터들을 수신한 후, 상기 세 개의 중앙처리모듈들로 데이터를 송신할 수 있다.

셋째, 상기 메인 백플레인(200)의 상기 슬롯(201)에 장착되어 있는 상기 관리모듈(BM0, BM1)은, 도 8에 도시된 바와 같은 경로를 통해, 상기 확장 백플레인(400)으로부터 전송되어온 감지신호를 상기 중앙처리모듈로 전송할 수 있다.

예를 들어, 도 3을 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 제어 시스템(100)은 두 개 이상의 상기 확장 백플레인(400)을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 중앙처리모듈은, 도 8에 도시된 바와 같은 경로를 통해, 상기 확장 백플레인(400)에 장착되어 있는 확장입력모듈 (AI0', AI1', DI0', DI1')로부터 전송되어온 감지신호를 이용하여, 제어신호를 생성한 후, 상기 확장 백플레인(400)에 장착되어 있는 확장출력모듈로 상기 제어신호를 전송할 수 있다.

이 경우, 상기 확장 백플레인(400)과 상기 메인 백플레인(200) 간의 통신은, 상기 메인 백플레인(200)에 장착되어 있는 상기 관리모듈(BM0, BM1)과, 상기 확장 백플레인(400)에 장착되어 있는 상기 확장관리모듈(BM0', BM1', BM0'', BM1'')에 의해 이루어진다.

따라서, 상기 중앙처리모듈로부터 생성된 상기 제어신호는, 상기 관리모듈(BM0, BM1) 및 상기 확장관리모듈(BM0', BM1', BM0'', BM1'')을 통해 상기 확장 백플레인(400)으로 전송될 수 있다.

상기 확장 백플레인(400)으로 전송된 상기 제어신호는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 확장입력모듈 및 상기 확장출력모듈로 전송될 수 있다. 상기 확장출력모듈로 전송된 상기 제어신호는, 상기 확장출력모듈과 연결되어 있는 확장구동장치 또는 상기 확장구동장치를 제어하는 확장제어장치로 전송될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 백플레인, 제어 시스템 및 제어 방법에 의해, 원자력 발전소에 장착되어 있는 각종 구동장치들의 동작 상태가 감지 및 모니터링될 수 있으며, 상기 구동장치들의 동작 상태에 따라, 적절한 제어신호들이 상기 구동장치 또는 상기 구동장치를 제어하는 제어장치들로 전송될 수 있다.

이하에서는, 상기에서 설명된 본 발명의 특징이 간단히 정리된다.

첫째, 본 발명은, 데이터를 고속으로 전송할 수도 있으며, 대용량 데이터를 전송할 수도 있다. 또한, 본 발명은, 용도에 따라, 데이터를 비대칭 전송 방식을 이용하여 전송할 수도 있고, 양방향 통신(full duplex) 방식을 이용하여 전송할 수도 있으며, half duplex 방식을 이용하여 전송할 수도 있다.

둘째, 본 발명에 의하면, 제어 시스템을 구성하는 확장 백플레인 및 확장모듈의 갯수가 자유롭게 설정될 수 있다.

셋째, 본 발명에 따른 백플레인에 형성되는 버스들과, 상기 백플레인을 구성하는 각각의 슬롯들에 형성되어 있는 포트들이, 바둑판 형태로 서로 연결되어 있으며, 상기 슬롯들 각각에는 고유포트들이 설정되어 있기 때문에, 상기 슬롯에 어떠한 종류의 모듈이 삽입되더라도, 상기 백플레인에 장착되는 모듈들은, 점대점 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 백플레인에서는, 모든 모듈들이 peer to peer로 모두 연결될 수 있다.

넷째, 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 백플레인(200)에 장착되는 핀 수는 69개가 될 수 있다. 예를 들어, LVDS 방식을 이용하는 버스를 위해 32개(16ch x 2ea)의 핀들이 요구되고, LVDS 방식을 이용하는 버스 클럭을 위해 32개(16ch x 2ea)의 핀들이 요구되고(각 채널별로 클럭을 다르게 설정할 수 있어서 데이터량에 따라 빠른 주파수를 사용할 수 있음), 상기 버스제어신호, 예를 들어 동기신호를 위해 2개(1ch x 2ea)의 핀들이 요구되고(필요 시 2채널 LVDS 방식으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 4개의 핀들이 요구됨), 동기 start 신호을 위해 2개(1ch x 2ea)의 핀들이 요구되며(필요 시 2채널이 구현될 수 있으며, 이 경우, 4개의 핀들이 요구됨), Reset 신호를 위해 1개의 핀이 요구 된다. 따라서, 총 69개(또 다른 예의 경우 총 73개)의 핀들이 요구된다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 제어 시스템 200 : 메인 백플레인
300 : 모듈 400 : 확장 백플레인
310 : 확장모듈 202 : 버스
203 : 포트 204 : 고유포트

Claims (25)

1. N개의 모듈들을 실장하기 위한 N개의 슬롯들; 및
   상기 N개의 슬롯들과 연결되어 있으며, 상기 N개의 슬롯들을 통해 상기 N개의 모듈들 중 적어도 두 개의 모듈들이 점대점 방식으로 통신을 수행할 수 있도록, 상기 N개의 슬롯들에 형성되어 있는 N개의 버스들을 포함하며,
   상기 모듈들은, 구동장치로부터 감지신호를 입력받는 적어도 하나 이상의 입력모듈; 상기 N개의 버스들을 통해 수신된 상기 감지신호를 분석하여, 상기 구동장치를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는, 적어도 하나 이상의 중앙처리모듈; 상기 N개의 버스들을 통해 수신된 상기 제어신호를, 상기 구동장치로 전송하는 적어도 하나 이상의 출력모듈; 및 상기 N개의 버스들의 통신을 관리하기 위한 적어도 하나 이상의 관리모듈을 포함하는 백플레인.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 N개의 슬롯들 각각에는 N개의 포트들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 백플레인.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 N개의 슬롯들 각각에 형성되어 있는 상기 N개의 포트들은, 상기 N개의 버스들을 통해 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 백플레인.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 슬롯에 형성되어 있는 상기 N개의 포트들 중 고유포트에는, 상기 슬롯에 대응되는 고유번호가 부여되어 있는 것을 특징으로 하는 백플레인.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 N개의 포트들 중, 상기 고유포트는, 상기 슬롯들마다 서로 다른 것을 특징으로 하는 백플레인.
6. N개의 슬롯들과, 상기 N개의 슬롯들에 연결되어 있는 N개의 버스들을 포함하는 메인 백플레인; 및
   상기 슬롯들에 삽입되어 상기 N개의 버스들을 통해 점대점 방식으로 통신을 수행하는, N개 이하의 모듈들을 포함하며,
   상기 모듈들은,
   구동장치로부터 감지신호를 입력받는 적어도 하나 이상의 입력모듈;
   상기 N개의 버스들을 통해 수신된 상기 감지신호를 분석하여, 상기 구동장치를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는, 적어도 하나 이상의 중앙처리모듈;
   상기 N개의 버스들을 통해 수신된 상기 제어신호를, 상기 구동장치로 전송하는 적어도 하나 이상의 출력모듈; 및
   상기 N개의 버스들의 통신을 관리하기 위한 적어도 하나 이상의 관리모듈을 포함하는 제어 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 슬롯들 각각에는 N개의 포트들이 형성되어 있고, 상기 슬롯에 형성되어 있는 상기 N개의 포트들 중 고유포트에는, 상기 슬롯에 대응되는 고유번호가 부여되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
8. 삭제
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 입력모듈은, 상기 감지신호를, 상기 입력모듈이 삽입되는 슬롯에 형성되어 있는 고유포트와 연결되어 있는 버스를 이용하여, 상기 중앙처리모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 중앙처리모듈은, 상기 슬롯들 각각에 형성되어 있는 고유포트와 연결되어 있는 버스들을 이용하여, 복수의 상기 입력모듈들과, 복수의 상기 출력모듈들 중 적어도 두 개 이상의 모듈들에, 동시에 제어신호들을 전송하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
11. 제 6 항에 있어서,
    적어도 한 개 이상의 상기 중앙처리모듈들이 상기 메인 백플레인에 삽입되어 있으며,
    적어도 두 개 이상의 상기 중앙처리모듈들은, 상기 중앙처리모듈들 각각이 삽입되는 슬롯에 형성되어 있는 고유포트와 연결되어 있는 버스들을 이용하여 서로 통신을 수행하여, 정보를 공유하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
12. 제 6 항에 있어서,
    적어도 하나 이상의 상기 중앙처리모듈과, 대용량 데이터 통신이 요구되는 대용량 모듈을 더 포함하는 제어 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,
    적어도 두 개 이상의 상기 중앙처리모듈들이, 상기 중앙처리모듈들 각각이 삽입되는 슬롯에 형성되어 있는 고유포트와 연결되어 있는 버스를 통해 상기 대용량 모듈로 통신신호를 전송하는 과정 및, 상기 대용량 모듈이, 상기 대용량 모듈이 삽입되어 있는 슬롯에 형성되어 있는 고유포트와 연결되어 있는 버스를 통해 상기 중앙처리모듈들로 통신신호를 전송하는 과정은, 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
14. 제 6 항에 있어서,
    N개의 확장슬롯들 및, 상기 N개의 확장슬롯들과 연결되어 있는 N개의 확장버스들을 포함하는 확장 백플레인; 및
    상기 확장슬롯들에 삽입되어, 상기 N개의 확장버스들을 통해 점대점 방식으로 통신을 수행하는, N개 이하의 확장모듈들을 더 포함하는 제어 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 확장모듈들은,
    확장구동장치로부터 감지신호를 입력받는 적어도 하나 이상의 확장입력모듈;
    상기 N개의 확장버스들을 통해 수신된 상기 감지신호를 상기 메인 백플레인으로 전송하기 위한 확장관리모듈; 및
    상기 확장관리모듈을 통해 상기 메인 백플레인으로부터 전송되어온 제어신호를, 상기 N개의 확장버스들을 통해 수신하여, 상기 확장구동장치로 전송하는 적어도 하나 이상의 확장출력모듈을 포함하는 제어 시스템.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 확장관리모듈은,
    상기 메인 백플레인에 형성된 상기 슬롯에 장착되어, 상기 N개의 버스들로 버스제어신호를 출력하기 위한 적어도 하나 이상의 관리모듈과 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
17. 제 6 항에 있어서,
    상기 관리모듈은, 상기 모듈들의 진단 및 복구를 관리하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
18. N개의 슬롯들 및, 상기 N개의 슬롯들과 연결되어 있는 N개의 버스들을 포함하는 메인 백플레인에 장착되어 있는 적어도 하나의 입력모듈이, 구동장치로부터 입력된 감지신호를, 상기 N개의 버스들 중 어느 하나의 버스를 이용하여, 중앙처리모듈로 전송하는 단계;
    상기 중앙처리모듈이, 상기 감지신호를 분석하여, 상기 구동장치를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 단계; 및
    상기 중앙처리모듈이, 상기 N개의 버스들을 이용하여, 적어도 하나 이상의 출력모듈로, 상기 제어신호를 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 감지신호 및 상기 제어신호는, 상기 슬롯에 장착되어 있는 관리모듈로부터 출력되는 버스제어신호를 이용하여, 상기 버스들을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 감지신호를 상기 중앙처리모듈로 전송하는 단계는,
    상기 입력모듈이 장착된 슬롯에 형성되어 있는 N개의 포트들 중, 상기 슬롯에 대응되는 고유번호가 부여되어 있는 고유포트와 연결되어 있는 버스를 이용하여, 상기 감지신호를 상기 중앙처리모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어신호를 전송하는 단계는,
    상기 출력모듈이 장착된 슬롯에 형성되어 있는 N개의 포트들 중, 상기 슬롯에 대응되는 고유번호가 부여되어 있는 고유포트와 연결되어 있는 버스를 이용하여, 상기 제어신호를 상기 출력모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
21. 삭제
22. 제 18 항에 있어서,
    상기 슬롯들에 적어도 한 개의 중앙처리모듈들이 장착된 경우, 상기 중앙처리모듈들이, 상기 중앙처리모듈들 각각이 삽입되는 슬롯에 형성되어 있는 고유포트들과 연결되어 있는 버스들을 이용하여, 서로 통신을 수행하여, 정보를 공유하는 단계를 더 포함하는 제어 방법.
23. 제 18 항에 있어서,
    상기 슬롯에 장착되어 있는 관리모듈이, 확장 백플레인으로부터 전송되어온 감지신호를 상기 중앙처리모듈로 전송하며, 상기 중앙처리모듈로부터 전송되어온 제어신호를 상기 확장 백플레인으로 전송하는 단계를 더 포함하는 제어 방법.
24. 제 6 항에 있어서,
    상기 관리모듈은,
    클럭 수를 변경하는 것에 의해, N개의 상기 버스들 각각의 데이터 전송 속도를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
25. 제 18 항에 있어서,
    상기 버스제어신호를 구성하는 클럭 수를 변경하는 것에 의해, N개의 상기 버스들 각각의 데이터 전송속도가 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.

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