KR101607273B1 - 복수의 노드를 제어 하기 위한 방법, 이를 위한 장치 및 시스템 - Google Patents

복수의 노드를 제어 하기 위한 방법, 이를 위한 장치 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 노드를 제어 하기 위한 방법, 이를 위한 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 서브 마스터 노드가, 전송 경로를 따라 슬레이브 노드들을 순차적으로 거쳐 전송되는 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 수신하면, 전송 순서 상 이전에 위치하는 하나 이상의 슬레이브 노드의 응답 정보를 포함한 응답 데이터 프레임을 응답 경로를 통해 전송하고, 전송 순서 상 이후에 위치하는 슬레이브 노드들을 위한 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 전송 경로를 통해 전송하고, 마스터 노드가, 전송 경로를 통해 제어 데이터 프레임을 전송하고, 응답 경로를 통해 응답 데이터 프레임을 수신하여 대응하는 동작을 수행함으로써, 응답 정보에 따른 동작 수행 시간이 분산될 수 있으며, 특정 슬레이브 노드에서 마스터 노드로 긴급히 전송할 정보가 있는 경우, 서브 마스터 노드를 통해 긴급 정보를 응답 경로를 통해 마스터 노드로 우선적으로 전송하여 확인하도록 할 수 있다.

Description

복수의 노드를 제어 하기 위한 방법, 이를 위한 장치 및 시스템{METHOD, APPARATUS AND SYSTEM FOR CONTROLLING PLURALITY OF SENSOR NODES}
본 발명은 산업용 대량 객체 데이터 전송 기술에 관한 것으로서, 특히 산업용 대량 객체 데이터를 복수의 노드로 전송하여 복수의 노드를 제어하고자 하는 경우, 복수의 노드를 제어하기 위한 방법, 이를 위한 장치 및 시스템에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
산업용 대량 객체 데이터 전송 기술은 'Industrial Ethernet'를 기반으로 하는 30여개의 산업용 이더넷 시스템 중, 기술적인 측면, 표준화 상태 및 전략적 시장을 고려하여 PROFINET(RT, IRT), POWERLINK, EtherNet/IP, EtherCAT과 SERCOS Ⅲ등이 각광받고 있으나, 시스템 제어를 위한 데이터 전송 기술 개발은 난이도가 높아 기술 개발에 어려움을 겪고 있다.
이러한 시점에서 'Industrial Ethernet' 통신 방식을 기반으로 하는 Ethernet 전송 방식은 구성의 용이함과 확장성의 강점으로 널리 사용되고 있으나, 제어데이터와 같은 소량의 데이터를 전송하기 위해서는 많은 정보를 추가해야 하는 단점을 보유하고 있다.
이러한 산업용 이더넷 기술의 시장 확대는 산업 설비 자동화에 따른 이더넷 기반의 통신 기술의 발달에 따른 결과로, 지속적인 이더넷 기술의 시장 지배를 예측할 수 있으나, 최근 산업용 이더넷 기반의 데이터 전송 기술은 기술적 한계에 다다르고 있어, 이를 극복할 수 있는 대량 객체 데이터 전송 기술 개발의 필요성이 점차 증대되고 있다.
특히, 최근 차세대 전력망이 발달함에 따라 1,000개 이상의 노드를 동시에 제어하기 위한 데이터 전송 기술이 필요하게 되었으며, 실시간으로 서비스 품질을 만족하기 위한 기술 개발이 절실한 시점이다.
일본공개특허 제4107110호, 2008년 04월 11일 등록(명칭: FIELD BUS SYSTEM, CNNECION CONFIRMING METHOD, MASTER AND SLAVE)
본 발명은 종래의 불편함을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 온 더 플라이(on the fly) 방식으로 복수의 노드로 제어 데이터를 전송 시, 응답 경로를 통해 일부 슬레이브 노드들의 응답 정보를 우선적으로 수신하고, 나머지 슬레이브 노드들에 대한 응답 정보를 전송 경로를 통해 수신하여 처리하도록 하는 복수의 노드를 제어하기 위한 방법, 이를 위한 장치 및 시스템을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어 시스템은, 전송 경로를 따라 슬레이브 노드들을 순차적으로 거쳐 전송되는 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 수신하면, 전송 순서 상 이전에 위치하는 하나 이상의 슬레이브 노드의 응답 정보를 포함한 응답 데이터 프레임을 응답 경로를 통해 전송하고, 전송 순서 상 이후에 위치하는 슬레이브 노드들을 위한 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 상기 전송 경로를 통해 전송하는 서브 마스터 노드; 및 상기 전송 경로를 통해 상기 제어 데이터 프레임을 전송하고, 상기 응답 경로를 통해 상기 응답 데이터 프레임을 수신하여 대응하는 동작을 수행하는 마스터 노드를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 노드를 제어하기 위한 장치는, 전송 경로를 따라 슬레이브 노드들을 순차적으로 거쳐 전송되는 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 수신하고, 전송 순서 상 이전에 위치하는 하나 이상의 슬레이브 노드의 응답 데이터를 포함한 응답 데이터 프레임을 응답 경로로 우선 전송하고, 전송 순서 상 이후에 위치하는 슬레이브 노드들을 위한 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 상기 전송 경로를 통해 전송하는 데이터 송수신부; 및 상기 수신된 제어 데이터 프레임 내에 포함된 응답 정보를 추출하고, 추출된 하나 이상의 응답 정보를 포함한 응답 데이터를 생성하고, 생성된 응답 데이터를 포함한 상기 응답 데이터 프레임을 구성하고, 상기 전송 경로로 전송할 제어 데이터를 처리하는 데이터 처리부를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 노드를 제어하기 위한 장치는, 전송 경로를 따라 노드들을 순차적으로 거쳐 전송할 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 구성하고, 응답 경로를 통해 수신한 응답 데이터 프레임에 포함된 응답 데이터를 처리하고, 상기 전송 경로를 통해 수신한 제어 데이터 프레임에 포함된 응답 데이터를 처리하는 제어부; 및 상기 제어 데이터 프레임을 상기 전송 경로로 전송하고, 상기 응답 경로로 상기 응답 데이터 프레임을 수신하고, 상기 전송 경로로 상기 제어 데이터 프레임을 수신하는 데이터 송수신부를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서브 마스터 노드에서의 복수의 노드를 제어하기 위한 방법은, 전송 경로를 따라 노드들을 순차적으로 거쳐 전송되는 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 수신하는 단계; 전송 순서 상 이전에 위치하는 하나 이상의 슬레이브 노드의 응답 정보를 포함하는 응답 데이터를 상기 제어 데이터 프레임으로부터 분할하여 분할된 응답 데이터를 포함한 상기 응답 데이터 프레임을 구성하는 단계; 구성된 응답 데이터 프레임을 응답 경로로 우선 전송하는 단계; 및 전송 순서 상 이후에 위치하는 노드들을 위한 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 상기 전송 경로를 통해 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마스터 노드에서의 복수의 노드를 제어하기 위한 방법은, 전송 경로를 따라 노드들을 순차적으로 거쳐 전송할 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 구성하는 단계; 구성된 제어 데이터 프레임을 상기 전송 경로로 전송하는 단계; 응답 경로를 통해 우선 수신한 응답 데이터 프레임에 포함된 응답 데이터를 처리하는 단계; 상기 전송 경로 상의 슬레이브 노드들을 순차적으로 거쳐 전송된 제어 데이터 프레임에 포함된 응답 정보에 대응하는 동작을 수행하는 단계; 및 상기 전송 경로를 통해 수신된 제어 데이터 프레임에 포함된 응답 정보에 대응하는 동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 마스터 노드가 전송 경로 상에 위치한 전체 슬레이브 노드들에 대한 응답 정보를 한꺼번에 수신하는 것이 아닌, 응답 경로를 통해 일부 슬레이브 노드들의 응답 정보를 우선적으로 수신하고, 나머지 슬레이브 노드들에 대한 응답 정보를 전송 경로를 통해 수신할 수 있으므로 응답 정보에 따른 동작 수행 시간이 분산될 수 있다.
그리고 본 발명은 특정 슬레이브 노드에서 마스터 노드로 긴급히 전송할 정보가 있는 경우, 서브 마스터 노드를 통해 긴급 정보를 응답 경로를 통해 마스터 노드로 우선적으로 전송하여 확인하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 온 더 플라이 방식을 적용하여 제어 정보를 복수의 슬레이브 노드에 전송함으로써, 각 슬레이브 노드에 제어 데이터를 전달 시 기존의 polling, time slicing 방식을 사용하지 않고 전송할 수 있으므로 제어 주기가 감소될 수 있어, 보다 빠른 속도로 슬레이브 노드들을 제어할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 프레임 분할을 이용한 제어 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따라 온 더 플라이 방식을 적용하여 복수의 슬레이브 노드로 제어 데이터를 전송하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따라 마스터 노드에서 복수의 노드로 전송되는 제어 메시지의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 제어 시스템에서의 마스터 노드의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 제어 시스템에서의 슬레이브 노드의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 제어 시스템에서의 서브 마스터 노드의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따라 제어 시스템에서 복수의 노드를 제어하기 위한 방법을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
우선, 본 발명의 실시예에 따른 복수의 노드를 소프트웨어를 업그레이드하기 위한 데이터 전송 시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 노드를 제어하기 위한 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송 시스템은 산업용 대량 객체 데이터 전송을 위한 시스템으로서, 전송 경로 상에 위치한 마스터 노드(100), 복수의 슬레이브 노드(200) 및 서브 마스터 노드(300)를 포함하여 구성할 수 있다.
마스터 노드(100)는 산업 현장에 설치된 대량의 노드로서, 전력 공급 설비(직류를 이용해 교류 만듦), 구동 제어 장치, 제조 설비 등이 포함될 수 있다.
마스터 노드(100)는 산업 현장에서 복수의 슬레이브 노드(200)를 제어하기 위한 객체로서, 온 더 플라이 방식으로, 전송 경로 상에 위치한 복수의 슬레이브 노드(200)를 제어하기 위한 제어 데이터를 생성할 수 있다. 그리고 마스터 노드(100)는 생성된 제어 데이터를 포함한 제어 데이터 프레임을 구성하여 제어 메시지에 실어 전송 경로를 따라 복수의 슬레이브 노드(200)를 순차적으로 거쳐 전송할 수 있다.
마스터 노드(100)는 서브 마스터 노드(300) 또는 특정 슬레이브 노드(200)로부터 전송 순서 상 이전에 위치하는 하나 이상의 노드의 응답 정보를 포함한 응답 데이터 프레임을 응답 경로를 통해 수신하여 응답 데이터 프레임에 포함된 응답 정보들을 처리할 수 있다. 여기서, 마스터 노드(100)는 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 서브 마스터(300)로부터 직접 물리적인 경로인 응답 경로를 통해 응답 데이터 프레임을 수신할 수 있으나, 서브 마스터 노드(300)로부터 이전 슬레이브 노드들(200)을 순차적으로 거쳐 응답 데이터 프레임을 수신할 수도 있다. 또한, 마스터 노드(100)는 전송 순서 상 이후에 위치하는 노드들(슬레이브 노드들(200) 및 서브 마스터 노드(300))을 위한 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 전송 경로를 통해 수신하여 수신된 제어 데이터 프레임에 포함된 응답 정보들을 처리할 수 있다.
또한, 마스터 노드(100)는 첨부된 도 2에 도시된 바와 같이, 온 더 플라이 방식으로 제어 주기 동안 복수의 슬레이브 노드(200)로 생성된 제어 데이터를 포함한 제어 데이터 프레임을 제어 메시지에 포함하여 전송할 수 있다. 이때, 제어 메시지는 마스터 노드(100)에서 전송 경로 상의 복수의 슬레이브 노드(200)를 순차적으로 통과하여 다시 마스터 노드(100)로 되돌아갈 수 있다. 이때, 마스터 노드(100)로 돌아온 제어 메시지는 각 노드의 응답 정보를 포함할 수 있으며, 서브 마스터 노드(300)에서 이전 슬레이브 노드들(200)의 응답 정보들이 추출된 경우, 서브 마스터 노드(300) 이후에 위치한 하나 이상의 슬레이브 노드(200)의 응답 정보만을 포함한 분할된 데이터 프레임일 수 있다.
복수의 슬레이브 노드(200)는 산업 현장에 설치된 전송 경로 상의 대량의 객체로서, 전력 공급 설비(직류를 이용해 교류 만듦), 구동 장치, 제조 설비 등이 포함될 수 있다.
복수의 슬레이브 노드(200)는 마스터 노드(100) 또는 이전 슬레이브 노드(200)로부터 전달된 제어 데이터 프레임을 분석하여 자신의 제어 정보를 취한 후, 자신의 제어 정보에 대응하여 동작을 수행하고, 제어 데이터 프레임을 다음 슬레이브 노드(200) 또는 마스터 노드(100)로 전송할 수 있다.
또한, 복수의 슬레이브 노드(200)는 긴급 정보가 존재하면, 서브 마스터 노드로서 동작할 수 있으며, 전송 경로 상 이전에 위치한 하나 이상의 슬레이브 노드(200)의 응답 정보 또는 자신의 응답 정보만을 전송 경로상 역방향으로 즉, 하나 이상의 이전 슬레이브 노드(200)를 순차적으로 거쳐 마스터 노드(100)로 전송하거나, 마스터 노드(100)로 직접 전송할 수 있다.
서브 마스터 노드(300)는 전송 경로를 따라 슬레이브 노드들(200)을 순차적으로 거쳐 전송되는 제어 데이터 프레임을 수신하고, 전송 순서 상 이전에 위치한 하나 이상의 슬레이브 노드(200)에 대한 응답 정보를 포함한 응답 데이터 프레임을 응답 경로를 통해 전송할 수 있다. 여기서 서브 마스터 노드(300)는 우선 응답 처리를 위해 별도로 구비된 노드이거나, 슬레이브 노드들(200) 중에 선정된 노드일 수 있다.
또한, 서브 마스터 노드(300)는 응답 정보를 포함한 데이터 영역을 잘라낸 후, 전송 순서 상 이후에 위치한 하나 이상의 슬레이브 노드(200)를 위한 제어 프레임만을 포함한 제어 데이터 프레임을 재구성하여 전송 경로에 따라 순차적으로 전송할 수 있다.
한편, 마스터 노드(100)에서 복수의 슬레이브 노드(200)로 제어 메시지를 통해 전송되는 데이터 프레임 구조는 도 3에 도시된 바와 같이, 제어 메시지에 대한 간단한 정보를 포함한 8바이트(Byte)의 헤더, 가변적인 길이를 갖는 데이터, 4바이트(Byte)의 오류체크(CRC) 및 12 바이트(Byte)의 "Interframe Gap" 영역을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 데이터 영역은 각 노드의 제어를 위한 제어 정보를 포함하는 데이터 그램들이 포함될 수 있으며, 각 노드에 대응하는 데이터 그램은 각 노드에서 추출되고, 해당 영역에 대신 응답 정보 등이 포함될 수 있다. 그리고 헤더 및 오류체크(CRC) 등의 데이터 프레임의 각 영역의 크기는 상술한 크기에 고정된 것이 아닌, 필요에 따라 다양한 크기로 변경하여 구성될 수 있다.
이와 같은 제어 시스템에서의 마스터 노드(100), 복수의 슬레이브 노드(200) 및 서브 마스터 노드(300)에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 우선, 마스터 노드의 구체적인 구성을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 제어 시스템에서의 마스터 노드의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 마스터 노드(100)는 제어부(110), 데이터 송수신부(120) 및 저장부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
제어부(110)는 전송 경로 상에 위치한 복수의 슬레이브 노드(200)를 제어하기 위한 제어 데이터를 전송 경로를 따라 순차적으로 복수의 슬레이브 노드(200)로 전송하도록 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(110)는 데이터 처리 모듈(111) 및 데이터 프레임 생성 모듈(112)을 포함할 수 있다.
데이터 처리 모듈(111)은 전송 경로를 따라 노드들을 순차적으로 거쳐 전송되는 제어 데이터를 생성하고, 응답 경로를 통해 수신한 응답 데이터 프레임에 포함된 응답 데이터를 처리하고, 상기 전송 경로를 통해 수신한 제어 데이터 프레임에 포함된 응답 데이터를 처리할 수 있다.
데이터 프레임 생성 모듈(112)은 첨부된 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 처리 모듈(111)에서 생성된 제어 데이터를 포함한 제어 데이터 프레임을 구성하고, 구성된 제어 데이터 프레임을 데이터 송수신부(120)로 전달할 수 있다.
데이터 송수신부(120)는 제어 데이터 프레임을 제어 메시지에 실어 전송 경로로 전송하고, 응답 경로로 응답 데이터 프레임을 포함한 응답 메시지를 서브 마스터(300) 또는 특정 슬레이브 노드(200)로부터 우선 수신할 수 있다. 또한, 데이터 송수신부(112)는 전송한 제어 데이터 프레임에서 수신된 응답 데이터 프레임에 포함된 응답 데이터를 분할하여 재구성된 제어 데이터 프레임을 전송 경로를 통해 수신할 수 있다. 여기서, 수신된 제어 데이터 프레임은 우선 응답한 슬레이브 노드(200)를 제외한 나머지 슬레이브 노드들(200)의 응답 정보를 포함할 수 있다.
저장부(130)는 마스터 노드(100)의 동작에 필요한 정보들을 저장하며, 특히, 생성된 제어 정보, 수신된 응답 정보 등을 저장할 수 있다. 이러한 저장부(130)는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media) 및 롬(ROM), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리를 포함한다.
다음으로, 슬레이브 노드의 구체적인 구성을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 제어 시스템에서의 슬레이브 노드의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 복수의 슬레이브 노드(200)는 데이터 송수신부(210), 데이터 처리부(220) 및 동작 수행부(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
데이터 송수신부(210)는 전송 경로 상에서 순차적으로 전송된 제어 메시지를 수신하고, 수신된 제어 메시지에 포함된 제어 데이터 프레임을 데이터 처리부(220)로 전달할 수 있다. 또한, 데이터 송수신부(210)는 제어 데이터 프레임에 포함된 제어 정보에 따라 동작을 수행 후 동작 결과, 현재 상태 또는 요청된 정보 등에 대한 응답 정보가 추가된 제어 데이터 프레임을 데이터 처리부(220)로부터 전달받아 이를 제어 메시지에 실어 다음 슬레이브 노드(200) 또는 마스터 노드(100)로 전달할 수 있다.
또한, 데이터 송수신부(210)는 긴급 정보가 존재하여 서브 마스터로 동작하는 경우, 생성된 응답 데이터 프레임을 마스터 노드(100)로 전송하고, 나머지 제어 데이터를 포함한 제어 데이터 프레임을 다음 슬레이브 노드(200)로 전송할 수 있다.
데이터 처리부(220)는 데이터 송수신부(210)로부터 수신된 제어 데이터 프레임에 포함된 제어 데이터를 분석하여 자신의 제어 정보만을 추출하여 동작 수행부(230)로 추출한 제어 정보를 전달할 수 있다.
또한, 데이터 처리부(220)는 제어 정보에 따른 동작 수행에 대한 결과, 요청에 따른 응답 또는 현재 상태 등의 응답 정보를 제어 데이터 프레임에 추가하고, 제어 데이터 프레임을 데이터 송수신부(210)로 전달할 수 있다.
또한, 데이터 처리부(220)는 긴급 정보가 존재하면, 서브 마스터로 동작할 수 있도록, 이전 슬레이브 노드들(200)의 응답 정보들을 포함하는 응답 데이터를 제어 데이터 프레임에서 잘라내어 잘라낸 응답 데이터를 포함하는 응답 데이터 프레임을 구성하여 우선적으로 마스터 노드(100)로 전송하도록 제어할 수 있다.
동작 수행부(230)는 슬레이브 노드(200)의 전반적인 동작을 제어하고, 슬레이브 노드(200)의 상태를 파악하여 관리할 수 있다. 그리고 동작 수행부(230)는 데이터 처리부(220)로부터 전달된 제어 정보에 대응하는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 동작 수행부(230)는 동작 수행에 따른 결과 및 요청에 따른 응답 정보 및 현재 상태에 대한 정보를 파악하여 파악된 하나 이상의 정보를 데이터 처리부(220)로 전송할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예들에 따른 서브 마스터 노드의 구체적인 구성을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 제어 시스템에서의 서브 마스터 노드의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 6를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 서브 마스터 노드(300)는 데이터 송수신부(310), 데이터 처리부(320), 동작 수행부(330) 및 저장부(340)를 포함하여 구성될 수 있다.
데이터 송수신부(310)는 전송 경로 상에서 순차적으로 전송된 제어 메시지를 수신하고, 수신된 제어 메시지에 포함된 제어 데이터 프레임을 데이터 처리부(320)로 전달할 수 있다. 또한, 데이터 송수신부(310)는 데이터 처리부(320)에서 전달된 응답 데이터 프레임을 응답 메시지에 포함하여 마스터 노드(100)로 우선적으로 전송하고, 전송 경로 상 이후에 위치한 하나 이상의 슬레이브 노드(200)를 위한 제어 데이터만을 포함한 제어 데이터 프레임을 제어 메시지에 포함하여 다음 슬레이브 노드(200)로 전송할 수 있다.
데이터 처리부(320)는 제어 데이터 프레임에 포함된 전송 경로 상의 이전에 위치한 하나 이상의 슬레이브 노드(200)에서 추가된 응답 정보를 추출하고, 추출된 하나 이상의 응답 정보를 포함한 응답 데이터를 생성하고, 생성된 응답 데이터를 포함한 응답 데이터 프레임을 구성할 수 있다.
또한, 데이터 처리부(320)는 수신된 제어 데이터 프레임에서 상기 추출된 하나 이상의 응답 정보를 포함하는 데이터 영역을 잘라내고, 이후에 위치한 슬레이브 노드들(200)의 제어 데이터만을 포함한 제어 데이터 프레임을 재구성할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 처리부(320)는 수신된 제어 데이터 프레임에 슬레이브 그룹에 대한 정보가 포함된 경우, 슬레이브 그룹의 제어 정보를 포함하는 제어 데이터(제어 정보 및 응답 정보 포함)를 수신된 제어 데이터 프레임에서 잘라내어, 슬레이브 그룹 내 다른 슬레이브 노드로 전송하도록 제어할 수 있다. 그리고 데이터 처리부(320)는 나머지 제어 데이터만을 포함한 제어 데이터 프레임을 재구성하여 다음 슬레이브 노드(200)로 전송하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 데이터 처리부(320)는 전송 경로 상에 위치한 특정 슬레이브 노드에 긴급 정보가 존재하면, 특정 슬레이브 노드 이전에 위치한 하나 이상의 슬레이브 노드의 응답 정보 및 상기 특정 슬레이브 노드의 응답 정보를 포함한 응답 데이터를 생성할 수 있다.
그리고 데이터 처리부(320)는 제어 데이터 프레임에서 응답 정보가 포함된 데이터 영역을 제거하고 남은 제어 데이터만을 포함한 제어 데이터 프레임을 재구성할 수 있다.
동작 수행부(330)는 서브 마스터 노드(300)의 전반적인 동작을 제어하고, 서브 마스터 노드(300)의 상태를 파악하여 관리할 수 있다. 그리고 동작 수행부(330)는 데이터 처리부(320)로부터 전달된 제어 정보에 대응하는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 동작 수행부(330)는 동작 수행에 따른 결과 및 요청에 따른 응답 정보 및 현재 상태에 대한 정보를 파악하여 파악된 하나 이상의 정보를 데이터 처리부(320)로 전달할 수 있다.
저장부(340)는 서브 마스터 노드(300)의 동작에 필요한 정보들을 저장하며, 특히, 수신된 응답 정보, 응답 데이터 프레임을 구성하기 위한 정보 등을 저장할 수 있다. 이러한 저장부(130)는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media) 및 롬(ROM), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리를 포함한다.
한편, 서브 마스터 노드(300)는 수신된 제어 프레임에 포함된 제어 정보 및 응답 정보를 확인하여 제어 정보에 우선 선위를 포함하는 우선 순위가 높은 정보를 신속히 마스터 노드(100)로 전송할 수도 있다.
그러면 본 발명의 실시예들에 따른 복수의 노드를 제어하기 위한 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따라 제어 시스템에서 복수의 노드를 제어하기 위한 방법을 도시한 도면이다.
1101단계에서 마스터 노드(100)는 전송 경로를 따라 슬레이브 노드들(200)을 순차적으로 거쳐 전송되는 제어 데이터를 생성하고, 생성된 제어 데이터를 포함한 제어 데이터 프레임을 구성한다.
그런 다음 1102단계에서 마스터 노드(100)는 구성된 제어 데이터 프레임을 포함한 제어 메시지를 전송 경로를 통해 순차적으로 이후 슬레이브 노드(200)로 전송한다.
1103단계에서 슬레이브 노드(200)는 전송 경로를 따라 순차적으로 전송되는 제어 메시지를 수신하면, 수신된 제어 메시지에 포함된 제어 데이터 프레임에서 자신의 제어 정보를 추출하고, 추출된 자신의 제어 정보에 대응하여 동작을 수행하고, 응답 정보를 수신된 제어 데이터 프레임에 추가하여 다음 슬레이브 노드(200)로 전달할 수 있다. 이때, 슬레이브 노드(200)는 긴급하게 전송할 정보가 있는지를 확인할 수 있다. 만약, 긴급 정보가 존재하면, 슬레이브 노드(200)는 제어 데이터 프레임에 긴급 정보를 포함하여 전송할 수 있다.
이에 따라 1104단계에서 슬레이브 노드(200)는 제어 데이터 프레임을 포함한 제어 메시지를 전송 경로 상의 다음 노드 즉, 다음 슬레이브 노드(200) 또는 서브 마스터 노드(300)로 전송할 수 있다. 경로 상의 위치한 이후 슬레이브 노드(200)은 상술한 1103단계 내지 1104단계와 동일한 동작을 수행할 수 있다.
서브 마스터 노드(300)에서 제어 데이터 프레임을 수신하면, 1105단계에서 서브 마스터 노드(300)는 제어 데이터 프레임에 긴급 정보가 존재하는지를 확인한다. 확인 결과, 긴급 정보가 존재하면, 1106단계에서 서브 마스터 노드(300)는 이전 슬레이브 노드(200)들의 응답 정보 또는 긴급 정보를 추출하고, 추출된 하나 이상의 응답 정보 또는 긴급 정보를 포함한 응답 데이터를 생성하고, 생성된 응답 데이터를 포함한 응답 데이터 프레임을 구성한다. 이때, 서브 마스터 노드(300)는 전송되는 제어 데이터 프레임에 긴급 정보가 포함되어 있지 않더라도, 전송 순서 상 이전에 위치하는 하나 이상의 슬레이브 노드의 응답 정보를 포함하는 응답 데이터를 제어 데이터 프레임으로부터 분할하여 분할된 응답 데이터를 포함한 응답 데이터 프레임을 구성할 수 있다.
그런 다음 1107단계에서 서브 마스터 노드(300)는 구성된 응답 데이터 프레임을 응답 메시지에 실어 마스터 노드(100)로 우선 전송한다.
이에 따라 1108단계에서 마스터 노드(100)는 수신된 응답 데이터 프레임에 포함된 응답 데이터에 대응하는 동작을 수행한다.
한편, 1109단계에서 서브 마스터 노드(300)는 제어 데이터 프레임에서 자신의 제어 정보를 추출하고, 추출된 제어 정보에 대응하여 동작을 수행한다.
그런 다음 1110단계에서 서브 마스터 노드(300)는 제어 데이터 프레임을 포함한 제어 메시지를 전송 경로 상의 다음 슬레이브 노드(200)로 전송한다.
이에 따라 1111단계에서 경로 상의 마지막 슬레이브 노드(200)는 상술한 1103단계와 동일한 동작을 수행한 후, 응답 데이터를 포함한 제어 데이터 프레임을 마스터 노드(100)로 전송할 수 있다.
이에 따라 1112단계에서 마스터 노드(100)는 수신된 제어 데이터 프레임에 포함된 응답 데이터에 대응하는 동작을 수행한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 마스터 노드(100)에서 전송 경로 상에 위치한 둘 이상의 슬레이브 노드들(200)을 그룹화하여 슬레이브 그룹을 설정하고, 슬레이브 그룹을 위한 제어 데이터를 제어 데이터 프레임으로부터 분할하여 우선적으로 응답하도록 지시하는 제어 정보를 생성한다.
이에 따라 서브 마스터 노드(300)는 수신된 제어 데이터 프레임에 슬레이브 그룹에 대한 정보(슬레이브 그룹 내 노드들의 식별 정보, 분할 지시 정보 등)가 포함된 경우, 슬레이브 그룹의 제어 정보를 포함하는 제어 데이터를 수신된 제어 데이터 프레임에서 분할한다. 그런 다음 서브 마스터 노드(300)는 분할된 제어 데이터를 슬레이브 그룹 내 다른 슬레이브 노드로 전송하고, 슬레이브 그룹 내 슬레이브 노드들의 응답 정보들을 모아서 응답 데이터를 생성하고, 생성된 응답 데이터를 포함한 응답 데이터 프레임을 구성하여 구성된 응답 데이터 프레임을 응답 경로를 통해 마스터 노드(100)로 우선 전송한다.
그리고 서브 마스터 노드(300)는 분할된 나머지 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 다음 슬레이브 노드(200)로 전송한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
또한, 본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
본 발명은 복수의 노드를 제어 하기 위한 방법, 이를 위한 장치 및 시스템에 관한 것으로, 마스터 노드가 전송 경로 상에 위치한 전체 슬레이브 노드들에 대한 응답 정보를 한꺼번에 수신하는 것이 아닌, 응답 경로를 통해 일부 슬레이브 노드들의 응답 정보를 우선적으로 수신하고, 나머지 슬레이브 노드들에 대한 응답 정보를 전송 경로를 통해 수신할 수 있으므로 응답 정보에 따른 동작 수행 시간이 분산될 수 있다.
그리고 본 발명은 특정 슬레이브 노드에서 마스터 노드로 긴급히 전송할 정보가 있는 경우, 서브 마스터 노드를 통해 긴급 정보를 응답 경로를 통해 마스터 노드로 우선적으로 전송하여 확인하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 온 더 플라이 방식을 적용하여 제어 정보를 대량 노드에 전송함으로써, 각 노드에 제어 데이터를 전달 시 기존의 polling, time slicing 방식을 사용하지 않고 전송할 수 있으므로 제어 주기가 감소될 수 있어, 보다 빠른 속도로 슬레이브 노드들을 제어할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있다.
100: 마스터 노드 110: 제어부
111: 데이터 처리 모듈 112: 데이터 프레임 생성 모듈
120: 데이터 송수신부 130: 저장부
200: 슬레이브 노드 210: 데이터 송수신부
220: 데이터 처리부 230: 동작 수행부
300: 서브 마스터 노드 310: 데이터 송수신부
320: 데이터 처리부 330: 동작 수행부
340: 저장부

Claims (13)

  1. 전송 경로를 따라 슬레이브 노드들을 순차적으로 거쳐 전송되는 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 수신하면, 제1 슬레이브 노드의 응답 정보를 포함하는 응답 데이터 프레임을 응답 경로를 통해 전송하고, 제2 슬레이브 노드를 위한 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 상기 전송 경로를 통해 전송하는 서브 마스터 노드; 및
    상기 전송 경로를 통해 상기 제어 데이터 프레임을 전송하고, 상기 응답 경로를 통해 상기 응답 데이터 프레임을 수신하여 대응하는 동작을 수행하는 마스터 노드;를 포함하며,
    상기 제1 슬레이브 노드는 상기 마스터 노드로부터 상기 서브 마스터 노드보다 먼저 상기 제어 데이터 프레임을 수신하는 하나 이상의 슬레이브 노드이고,
    상기 제2 슬레이브 노드는 상기 서브 마스터 노드로부터 상기 제어 데이터 프레임을 수신하는 하나 이상의 슬레이브 노드인 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  2. 전송 경로를 따라 슬레이브 노드들을 순차적으로 거쳐 전송되는 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 수신하고, 제1 슬레이브 노드의 응답 데이터를 포함하는 응답 데이터 프레임을 응답 경로로 우선 전송하고, 제2 슬레이브 노드를 위한 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 상기 전송 경로를 통해 전송하는 데이터 송수신부; 및
    상기 수신된 제어 데이터 프레임 내에 포함된 응답 정보를 추출하고, 추출된 하나 이상의 응답 정보를 포함하는 응답 데이터를 생성하고, 생성된 응답 데이터를 포함하는 상기 응답 데이터 프레임을 구성하고, 상기 전송 경로로 전송할 제어 데이터를 처리하는 데이터 처리부;를 포함하며,
    상기 제1 슬레이브 노드는 마스터 노드로부터 서브 마스터 노드보다 먼저 상기 제어 데이터 프레임을 수신하는 하나 이상의 슬레이브 노드이고,
    상기 제2 슬레이브 노드는 상기 서브 마스터 노드로부터 상기 제어 데이터 프레임을 수신하는 하나 이상의 슬레이브 노드인 것을 특징으로 하는 복수의 노드를 제어하기 위한 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,
    상기 수신된 제어 데이터 프레임에 슬레이브 그룹에 대한 정보가 포함된 경우, 슬레이브 그룹의 제어 정보를 포함하는 제어 데이터를 상기 수신된 제어 데이터 프레임에서 잘라내어, 상기 슬레이브 그룹 내 다른 슬레이브 노드로 전송하고, 나머지 제어 데이터만을 포함한 제어 데이터 프레임을 재구성함을 특징으로 하는 복수의 노드를 제어하는 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,
    상기 전송 경로 상에 위치한 특정 슬레이브 노드에 긴급 정보가 존재하면, 상기 특정 슬레이브 노드 이전에 위치한 하나 이상의 슬레이브 노드의 응답 정보 및 상기 특정 슬레이브 노드의 응답 정보를 포함한 응답 데이터를 생성함을 특징으로 하는 복수의 노드를 제어하는 장치.
  5. 전송 경로를 따라 노드들을 순차적으로 거쳐 전송할 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 구성하고, 응답 경로를 통해 수신한 응답 데이터 프레임에 포함된 응답 데이터를 처리하고, 상기 전송 경로를 통해 수신한 제어 데이터 프레임에 포함된 응답 데이터를 처리하는 제어부; 및
    상기 제어 데이터 프레임을 상기 전송 경로로 전송하고, 상기 응답 경로로 상기 응답 데이터 프레임을 수신하고, 상기 전송 경로로 상기 제어 데이터 프레임을 수신하는 데이터 송수신부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 노드를 제어하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전송 경로 상에 위치한 슬레이브 노드들을 그룹화하여 슬레이브 그룹을 설정하고, 상기 슬레이브 그룹을 위한 제어 데이터를 상기 제어 데이터 프레임으로부터 분할하여 우선적으로 응답 하도록 하는 제어 정보를 생성함을 특징으로 하는 복수의 노드를 제어하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 슬레이브 그룹에서 추가된 응답 정보들을 포함하는 응답 데이터 프레임을 상기 응답 경로를 통해 우선 수신함을 특징으로 하는 복수의 노드를 제어하는 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전송 경로 상에 위치한 특정 슬레이브 노드에 긴급 정보가 존재하면, 상기 슬레이브 노드의 응답 정보를 포함하는 응답 데이터 프레임을 상기 응답 경로를 통해 우선 수신함을 특징으로 하는 복수의 노드를 제어하는 장치.
  9. 전송 경로를 따라 노드들을 순차적으로 거쳐 전송되는 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 수신하는 단계;
    제1 슬레이브 노드의 응답 정보를 포함하는 응답 데이터를 상기 제어 데이터 프레임으로부터 분할하여 분할된 응답 데이터를 포함한 상기 응답 데이터 프레임을 구성하는 단계;
    구성된 응답 데이터 프레임을 응답 경로로 우선 전송하는 단계; 및
    제2 슬레이브 노드를 위한 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 상기 전송 경로를 통해 전송하는 단계;를 포함하며,
    상기 제1 슬레이브 노드는 마스터 노드로부터 서브 마스터 노드보다 먼저 상기 제어 데이터 프레임을 수신하는 하나 이상의 슬레이브 노드이고,
    상기 제2 슬레이브 노드는 상기 서브 마스터 노드로부터 상기 제어 데이터 프레임을 수신하는 하나 이상의 슬레이브 노드인 것을 특징으로 하는 서브 마스터에서의 복수의 노드를 제어하기 위한 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수신된 제어 데이터 프레임에 슬레이브 그룹에 대한 정보가 포함된 경우, 슬레이브 그룹의 제어 정보를 포함하는 제어 데이터를 상기 수신된 제어 데이터 프레임에서 분할하는 단계; 및
    분할된 제어 데이터를 상기 슬레이브 그룹 내 다른 슬레이브 노드로 전송하는 단계;
    를 더 포함하는 특징으로 하는 서브 마스터에서의 복수의 노드를 제어하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전송 경로 상에 위치한 특정 슬레이브 노드에 긴급 정보가 존재하면, 상기 특정 슬레이브 노드 이전에 위치한 하나 이상의 슬레이브 노드의 응답 정보를 추출하는 단계;
    추출된 하나 이상의 응답 정보 및 특정 슬레이브 노드의 응답 정보를 포함한 응답 데이터를 생성하는 단계; 및
    생성된 응답 데이터를 포함한 응답 데이터 프레임을 구성하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서브 마스터에서의 복수의 노드를 제어하기 위한 방법.
  12. 전송 경로를 따라 노드들을 순차적으로 거쳐 전송할 제어 데이터를 포함하는 제어 데이터 프레임을 구성하는 단계;
    구성된 제어 데이터 프레임을 상기 전송 경로로 전송하는 단계;
    응답 경로를 통해 우선 수신한 응답 데이터 프레임에 포함된 응답 데이터를 처리하는 단계;
    상기 전송 경로 상의 슬레이브 노드들을 순차적으로 거쳐 전송된 제어 데이터 프레임에 포함된 응답 정보에 대응하는 동작을 수행하는 단계; 및
    상기 전송 경로를 통해 수신된 제어 데이터 프레임에 포함된 응답 정보에 대응하는 동작을 수행하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 노드에서의 복수의 노드를 제어하기 위한 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전송 경로 상에 위치한 슬레이브 노드들을 그룹화하여 슬레이브 그룹을 설정하는 단계;
    상기 슬레이브 그룹을 위한 제어 데이터를 상기 제어 데이터 프레임으로부터 분할하여 우선적으로 응답하도록 명령하는 정보를 생성하는 단계; 및
    생성된 정보를 상기 제어 데이터에 추가하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 노드에서의 복수의 노드를 제어하기 위한 방법.
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