KR101651237B1 - 실시간 데이터 송수신 제어 장치 - Google Patents

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KR101651237B1 KR1020150107913A KR20150107913A KR101651237B1 KR 101651237 B1 KR101651237 B1 KR 101651237B1 KR 1020150107913 A KR1020150107913 A KR 1020150107913A KR 20150107913 A KR20150107913 A KR 20150107913A KR 101651237 B1 KR101651237 B1 KR 101651237B1
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Abstract

본 발명은 실시간 데이터 송수신 제어 장치를 제안한다. 특히 본 발명은 각 디바이스의 식별 정보를 기초로 각 디바이스와 연동된 후 데이터를 실시간으로 중계하는 장치를 제안한다. 본 발명에 따른 장치는 제1 디바이스의 제1 식별 정보와 제2 디바이스의 제2 식별 정보를 획득하는 식별 정보 획득부; 제1 디바이스로 데이터가 입력되거나 제1 디바이스에 의해 데이터가 생성되면 제1 식별 정보를 기초로 데이터를 실시간으로 획득하는 데이터 획득부; 및 제2 식별 정보를 기초로 데이터를 제2 디바이스로 실시간으로 전송하는 데이터 처리부를 포함한다.

Description

실시간 데이터 송수신 제어 장치 {Apparatus for controlling transmitting and receiving data in real-time}
본 발명은 실시간으로 데이터 송수신을 제어하는 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 서로 다른 두 디바이스들 간에 실시간으로 데이터 송수신을 제어하는 장치에 관한 것이다.
실시간성 보장 및 주기성을 보장하기 위해서는 Vxworks와 같은 실시간 OS를 사용하여 SW를 구현하거나, 윈도우와 혼합하여 사용하는 실시간 커널 모듈을 이용하여 SW를 구현하여야 한다. 그러나 이러한 것들은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 실시간 OS 및 실시간 커널 모듈은 가격이 수백 ~ 수천만원으로 매우 고가이다. 둘째, 윈도우와 같은 비실시간(Non-Relatime) 운영 체제에서 구현된 SW를 그대로 사용할 수 없고, 다시 구현해야 한다. 세째, 비용과 구현 시간 관점에서 상당한 부담이 가중된다.
한국공개특허 제2010-0129672호는 실시간 영상 데이터 송수신 시스템에 대하여 제안하고 있다. 그러나 이 시스템은 윈도우와 같은 비실시간 운영 체제를 탑재한 디바이스를 대상으로 한 것이 아니기 때문에 상기한 문제점을 해결할 수 없다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 각 디바이스의 식별 정보를 기초로 각 디바이스와 연동된 후 데이터를 실시간으로 중계하는 실시간 데이터 송수신 제어 장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 제1 디바이스의 제1 식별 정보와 제2 디바이스의 제2 식별 정보를 획득하는 식별 정보 획득부; 상기 제1 디바이스로 데이터가 입력되거나 상기 제1 디바이스에 의해 상기 데이터가 생성되면 상기 제1 식별 정보를 기초로 상기 데이터를 실시간으로 획득하는 데이터 획득부; 및 상기 제2 식별 정보를 기초로 상기 데이터를 상기 제2 디바이스로 실시간으로 전송하는 데이터 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 데이터 송수신 제어 장치를 제안한다.
바람직하게는, 상기 데이터 획득부는 상기 제1 디바이스로부터 상기 데이터를 획득할 때 자신의 식별 정보로 상기 제2 식별 정보를 이용하며, 상기 데이터 처리부는 상기 제2 디바이스로 상기 데이터를 전송할 때 자신의 식별 정보로 상기 제1 식별 정보를 이용한다.
바람직하게는, 상기 식별 정보 획득부는 시리얼 통신(Serial communication)을 이용하여 상기 제1 식별 정보와 상기 제2 식별 정보를 획득하며, 상기 데이터 획득부와 상기 데이터 처리부는 이더넷 통신(Ethernet communication)을 이용하여 상기 데이터를 중계한다.
바람직하게는, 상기 실시간 데이터 송수신 제어 장치는 상기 제1 디바이스가 RTOS(Real Time Operating System)를 탑재하지 않은 디바이스일 때 작동한다.
바람직하게는, 상기 데이터 획득부는 상기 제2 디바이스로 상기 데이터가 입력되거나 상기 제2 디바이스에 의해 상기 데이터가 생성되면 상기 제2 식별 정보를 기초로 상기 데이터를 실시간으로 획득하고, 상기 데이터 처리부는 상기 제1 식별 정보를 기초로 상기 데이터를 상기 제1 디바이스로 실시간으로 전송하며, 상기 데이터 처리부는 상기 제1 디바이스가 상기 RTOS를 탑재하지 않은 디바이스일 때 기준 주기보다 긴 주기를 이용하여 상기 데이터를 상기 제1 디바이스로 전송한다.
바람직하게는, 상기 데이터 처리부는 상기 기준 주기보다 긴 주기를 이용하여 상기 데이터를 전송할 때 기준량보다 많은 양의 데이터를 상기 제1 디바이스로 전송한다.
바람직하게는, 상기 데이터 처리부는 연장된 주기를 기초로 전송할 데이터의 양을 결정한다.
바람직하게는, 상기 데이터 처리부는 상기 제2 디바이스가 상기 RTOS를 탑재하지 않은 디바이스일 때 기준 주기보다 긴 주기를 이용하여 상기 데이터를 상기 제2 디바이스로 전송한다.
바람직하게는, 상기 데이터 처리부는 상기 기준 주기보다 긴 주기를 이용하여 상기 데이터를 전송할 때 기준량보다 많은 양의 데이터를 상기 제2 디바이스로 전송한다.
바람직하게는, 상기 실시간 데이터 송수신 제어 장치는 상기 제1 디바이스의 전원이 켜짐(ON) 상태인지 여부를 판단하는 제1 디바이스 감시부; 및 상기 제1 디바이스의 전원이 켜짐 상태인 것으로 판단되면 상기 제1 디바이스로 입력된 상기 데이터가 있는지 여부 또는 상기 제1 디바이스에 의해 생성된 상기 데이터가 있는지 여부를 판단하는 제1 디바이스 판단부를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 디바이스 판단부는 상기 제1 디바이스의 전원이 켜짐 상태인 것으로 판단되면 미리 정해진 시간마다 상기 제1 디바이스로 질의 메시지를 전송하며, 상기 질의 메시지에 대한 상기 제1 디바이스의 응답 메시지를 기초로 상기 제1 디바이스로 입력된 상기 데이터가 있는지 여부 또는 상기 제1 디바이스에 의해 생성된 상기 데이터가 있는지 여부를 판단한다.
또한 본 발명은 제1 디바이스의 제1 식별 정보와 제2 디바이스의 제2 식별 정보를 획득하는 단계; 상기 제1 디바이스로 데이터가 입력되거나 상기 제1 디바이스에 의해 상기 데이터가 생성되면 상기 제1 식별 정보를 기초로 상기 데이터를 실시간으로 획득하는 단계; 상기 제2 식별 정보를 기초로 상기 데이터를 상기 제2 디바이스로 실시간으로 전송하는 단계; 및 상기 데이터의 실시간 전송 성공 여부를 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 데이터 송수신 제어 방법을 제안한다.
바람직하게는, 상기 실시간으로 획득하는 단계는 상기 제1 디바이스로부터 상기 데이터를 획득할 때 자신의 식별 정보로 상기 제2 식별 정보를 이용하며, 상기 전송하는 단계는 상기 제2 디바이스로 상기 데이터를 전송할 때 자신의 식별 정보로 상기 제1 식별 정보를 이용한다.
바람직하게는, 상기 정보를 획득하는 단계는 시리얼 통신(Serial communication)을 이용하여 상기 제1 식별 정보와 상기 제2 식별 정보를 획득하며, 상기 실시간으로 획득하는 단계와 상기 전송하는 단계는 이더넷 통신(Ethernet communication)을 이용하여 상기 데이터를 중계한다.
바람직하게는, 상기 실시간 데이터 송수신 제어 방법은 상기 제1 디바이스가 RTOS(Real Time Operating System)를 탑재하지 않은 디바이스일 때 수행된다.
바람직하게는, 상기 실시간으로 획득하는 단계는 상기 제2 디바이스로 상기 데이터가 입력되거나 상기 제2 디바이스에 의해 상기 데이터가 생성되면 상기 제2 식별 정보를 기초로 상기 데이터를 실시간으로 획득하고, 상기 전송하는 단계는 상기 제1 식별 정보를 기초로 상기 데이터를 상기 제1 디바이스로 실시간으로 전송하며, 상기 전송하는 단계는 상기 제1 디바이스가 상기 RTOS를 탑재하지 않은 디바이스일 때 기준 주기보다 긴 주기를 이용하여 상기 데이터를 상기 제1 디바이스로 전송한다.
바람직하게는, 상기 전송하는 단계는 상기 기준 주기보다 긴 주기를 이용하여 상기 데이터를 전송할 때 기준량보다 많은 양의 데이터를 상기 제1 디바이스로 전송한다.
바람직하게는, 상기 전송하는 단계는 연장된 주기를 기초로 전송할 데이터의 양을 결정한다.
바람직하게는, 상기 전송하는 단계는 상기 제2 디바이스가 상기 RTOS를 탑재하지 않은 디바이스일 때 기준 주기보다 긴 주기를 이용하여 상기 데이터를 상기 제2 디바이스로 전송한다.
바람직하게는, 상기 전송하는 단계는 상기 기준 주기보다 긴 주기를 이용하여 상기 데이터를 전송할 때 기준량보다 많은 양의 데이터를 상기 제2 디바이스로 전송한다.
바람직하게는, 상기 정보를 획득하는 단계와 상기 실시간으로 획득하는 단계 사이에, 상기 제1 디바이스의 전원이 켜짐(ON) 상태인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 제1 디바이스의 전원이 켜짐 상태인 것으로 판단되면 상기 제1 디바이스로 입력된 상기 데이터가 있는지 여부 또는 상기 제1 디바이스에 의해 생성된 상기 데이터가 있는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 있는지 여부를 판단하는 단계는 상기 제1 디바이스의 전원이 켜짐 상태인 것으로 판단되면 미리 정해진 시간마다 상기 제1 디바이스로 질의 메시지를 전송하며, 상기 질의 메시지에 대한 상기 제1 디바이스의 응답 메시지를 기초로 상기 제1 디바이스로 입력된 상기 데이터가 있는지 여부 또는 상기 제1 디바이스에 의해 생성된 상기 데이터가 있는지 여부를 판단한다.
또한 본 발명은 상기한 방법이 기록된 기록매체를 제안한다.
본 발명은 상기한 목적 달성을 위한 구성들을 통하여 다음 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 고가의 실시간 OS나 시스템을 구매하여 시스템을 다시 만들지 않더라도 일반 비실시간 시스템에 편리하게 연결하고 실시간 송수신을 가능하게 한다.
둘째, 비주기적 송신 데이터를 주기적으로 송신할 수 있다.
세째, 주기적으로 수신되는 데이터를 누락시키지 않고 비실시간 운영 시스템 상에서 데이터 저장이 가능하다.
네째, 매우 저렴한 가격으로 실시간 OS의 일부 기능을 대신할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 송수신 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 송수신 장치의 내부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 송수신 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 제1 실시예 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 송수신 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 제2 실시예 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 데이터 송수신 제어 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 데이터 송수신 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
마이크로소프트 사의 MS Windows와 같은 비실시간(Non-Realtime) 운영 체제에서 수 ms 이내의 짧은 주기로 데이터 교환은 그 주기성을 보장하기가 사실상 불가능하기 때문에 실시간성 보장을 위한 Vxworks와 같은 고가의 Real Time OS를 사용한다. 최근에는 윈도우 운영 체제에 삽입되어 사용할 수 있는 실시간 커널 모듈도 시판되고 있으나 이 역시 가격 부담이 크다.
네트워크 상에서 단순 데이터 송수신만 실시간성 보장만 원한다면 굳이 고가의 실시간 시스템을 구성하지 않고 간단하고 편리하게 실시간 주기성을 보장할 수 있는 동글형 데이터 교환 장치를 이용할 수 있다. 이하 본 발명에서는 이러한 동글형 데이터 교환 장치에 대하여 제안한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 송수신 시스템의 개념도이다.
도 1에 따르면, 실시간 데이터 송수신 시스템(100)은 제1 디바이스(110), 제2 디바이스(120) 및 실시간 데이터 송수신 장치(130)를 포함한다.
제1 디바이스(110)와 제2 디바이스(120)는 상호간에 데이터를 실시간으로 송수신하려는 디바이스들이다. 본 실시예에서는 제1 디바이스(110)와 제2 디바이스(120) 중에서 적어도 하나의 디바이스가 비실시간 운영 체제를 탑재한 것을 특징으로 한다.
이하 설명에서는 제1 디바이스(110)를 비실시간 운영 체제(Non-Realtime OS)를 탑재한 시스템(ex. Windows System)으로 정의하고, 제2 디바이스(120)를 실시간 운영 체제(Realtime OS)를 탑재한 시스템(ex. Real Time System)으로 정의한다.
실시간 데이터 송수신 장치(130)는 모듈형(하드웨어) 실시간 데이터 송수신 장치로서, MCU(131), 전원부(Power; 132), 메모리부(Memory; 133) 및 리얼타임 프로세서(RealTime Processor; 134)를 포함한다. 또한 실시간 데이터 송수신 장치(130)는 제1 디바이스(110) 및 제2 디바이스(120) 간에 데이터를 중계하기 위해 제1 포트(135), 제2 포트(136) 및 제3 포트(137)를 포함한다. 이러한 실시간 데이터 송수신 장치(130)는 PCB 형태로 구현될 수 있다.
이상 언급한 실시간 데이터 송수신 장치(130)의 내부 구성에 대해서는 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 송수신 장치의 내부 구성도이다.
제1 포트(135)는 제1 디바이스(110)와 시리얼 통신(Serial Communication)을 하기 위한 포트이다. 제1 포트(135)는 시스템 셋업을 위한 시리얼 포트로서, USB 포트로 구현될 수 있다.
제2 포트(136)는 제1 디바이스(110)와 이더넷 통신(Ethernet Communication)을 하기 위한 포트이다. 제2 포트(136)는 윈도우가 설치된 일반 PC(즉 제1 디바이스(110))와 연결 가능한 랜 포트(LAN port)로서, 이더넷 포트로 구현될 수 있다.
제3 포트(137)는 제2 디바이스(120)와 이더넷 통신을 하기 위한 포트이다. 제3 포트(137)는 실시간 전송이 요구되는 원격 장비(즉 제2 디바이스(120))와 연결 가능한 랜 포트로서, 이더넷 포트로 구현될 수 있다.
전원부(132)는 실시간 데이터 송수신 장치(130)를 구성하는 각 구성에 전원을 공급하는 것이다.
MCU(131)는 실시간 데이터 송수신 장치(130)를 구성하는 각 구성의 전체 작동을 제어하는 것이다. 이러한 MCU(131)는 제1 포트(135)를 통하여 제1 디바이스(110)와 시리얼 통신을 수행하는 것을 제어할 수 있으며, 제1 포트(135)를 통해 입력받은 어드레스 정보, 데이터 등을 리얼타임 프로세서(134)로 전송하는 기능도 수행할 수 있다.
메모리부(133)는 실시간 데이터 송수신 장치(130)를 구성하는 각 구성에 의해 획득/처리된 정보를 저장하는 것이다. 이러한 메모리부(133)는 MCU(131)의 제어에 따라 리얼타임 프로세서(134)로 전송된 어드레스 정보, 데이터 등을 저장할 수 있다.
리얼타임 프로세서(134)는 제1 디바이스(110)와 제2 디바이스(120) 상호간에 데이터를 실시간으로 송수신할 수 있게 제어하는 것이다. 이러한 리얼타임 프로세서(134)는 실시간 스케줄러를 이용하여 실시간 데이터 수신 및 버퍼링을 위한 알고리즘, 실시간 전송 알고리즘, 전송 주기 변환 알고리즘, 이더넷 헤더 정보 변환 알고리즘 등을 수행할 수 있다. 상기에서 실시간 전송 알고리즘은 비주기 데이터를 실시간으로 전송하기 위한 알고리즘을 의미하며, 전송 주기 변환 알고리즘은 실시간 데이터를 비주기 시스템으로 전송하기 위한 알고리즘을 의미한다.
다음으로 실시간 데이터 송수신 장치(130)의 작동 방법에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 송수신 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 제1 실시예 흐름도이다.
이하 도 3을 참조하여 비주기 시스템(ex. Windows System)에서 주기적으로 데이터를 송신하고자 할 때의 동작 원리에 대하여 설명한다. 도 3에 따른 실시예에서 제1 디바이스(110)는 비실시간 운영 체제가 탑재된 비주기 시스템 즉 Windows System이고, 제2 디바이스(120)는 실시간 운영 체제가 탑재된 시스템 즉 Real Time System이다.
먼저 제1 디바이스(110)와 제2 디바이스(120)가 실시간 데이터 송수신 장치(130)를 실제 통신 대상인 것처럼 인식하게 설정한다(S210). 이를 위해 MCU(131)는 다음과 같은 기능들을 수행한다.
① MCU(131)가 제1 포트(135)를 이용하여 제1 디바이스(110)의 어드레스 정보(ex. 192.168.100.100)를 획득한다. 이때 MCU(131)가 획득하는 제1 디바이스(110)의 어드레스 정보는 예컨대 IP Address일 수 있다.
② MCU(131)가 제1 포트(135)를 이용하여 제2 디바이스(120)의 어드레스 정보(ex. 192.168.100.200)도 획득한다. 본 실시예에서 MCU(131)가 제2 디바이스(120)의 어드레스 정보를 획득할 때 제1 포트(135)를 이용하는 것에 한정되지 않고, 제3 포트(137)를 이용하거나 무선통신을 이용하는 것도 가능하다. 한편 제2 디바이스(120)의 어드레스 정보는 메모리부(133)에 사전에 저장되고, MCU(131)가 메모리부(133)로부터 제2 디바이스(120)의 어드레스 정보를 독출하는 것도 가능하다.
이후 실시간 데이터 송수신 장치(130)를 이용하여 제1 디바이스(110)와 제2 디바이스(120)가 직접 연결되어 있는 것처럼 인식하게 설정한다(S220). 이를 위해 다음과 같은 기능들이 수행된다.
① 양 터미널의 랜 포트들(136, 137)을 제1 디바이스(110)와 제2 디바이스(120)에 각각 연결한다. 먼저 윈도우 시스템의 랜선을 랜포트 2번에 연결하고(즉 제2 포트(136)를 이용하여 실시간 데이터 송수신 장치(130)와 제1 디바이스(110)를 연결시키고), 다음으로 실시간 운영 시스템의 랜선을 랜포트 3번에 연결한다(즉 제3 포트(137)를 이용하여 실시간 데이터 송수신 장치(130)와 제2 디바이스(120)를 연결시킨다).
② 제2 포트(136)의 어드레스 정보를 제2 디바이스(120)의 어드레스 정보와 동일하게 설정하고, 제3 포트(137)의 어드레스 정보를 제1 디바이스(110)의 어드레스 정보와 동일하게 설정한다. 그래서 이후 제1 디바이스(110)에 의해 획득/생성된 데이터를 제2 디바이스(120)로 중계할 때 제1 디바이스(110)가 제2 디바이스(120)와 직접 통신하는 것처럼 인식하게 만든다.
이후 제1 디바이스(110)가 제2 포트(136)를 통하여 데이터를 비주기적으로 전송하면(S230), 리얼타임 프로세서(134)가 이 데이터가 임시 저장하기에 가능한 크기인지 여부를 판단한다(S240).
수신된 데이터가 임시 저장하기에 가능한 크기인 것으로 판단되면, 리얼타임 프로세서(134)는 이 데이터를 메시지 큐(Message Queue)의 형태로 임시 저장한다. 이후 리얼타임 프로세서(134)는 일정 시간(ex. 0.8 ms ~ 1.2 ms) 버퍼링 후 데이터를 담은 패킷의 헤더 정보를 변환한다(S250). 리얼타임 프로세서(134)가 패킷의 헤더 정보를 변환하는 이유는 제2 디바이스(120)가 데이터를 제1 디바이스(110)로부터 전송받은 것처럼 설정하기 위해서이다. 이후 리얼타임 프로세서(134)는 실시간 처리 프로세싱을 통하여 임시 저장된 데이터를 제2 디바이스(120)로 전송한다(S260).
한편 수신된 데이터가 임시 저장하기에 가능하지 않은 크기인 것으로 판단되면, 리얼타임 프로세서(134)는 이 데이터 전체를 메모리부(133)에 저장한다. 이후 리얼타임 프로세서(134)는 정해진 주기마다 메모리부(133)에서 데이터를 분할하여 꺼낸다(Deque)(S270). 이후 리얼타임 프로세서(134)는 데이터를 담은 패킷의 헤더 정보를 변환한다(S250). 앞서 설명한 바와 같이 리얼타임 프로세서(134)가 패킷의 헤더 정보를 변환하는 이유는 제2 디바이스(120)가 데이터를 제1 디바이스(110)로부터 전송받은 것처럼 설정하기 위해서이다. 이후 리얼타임 프로세서(134)는 실시간 처리 프로세싱을 통하여 임시 저장된 데이터를 제2 디바이스(120)로 전송한다(S260).
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 송수신 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 제2 실시예 흐름도이다.
이하 도 4를 참조하여 실시간 시스템(ex. Real Time System)에서 비주기 시스템(ex. Windows System)으로 데이터를 주기적으로 송신할 경우 비주기 시스템에서 데이터를 저장하는 동작 원리에 대하여 설명한다. 도 4에 따른 실시예에서 제1 디바이스(110)는 비실시간 운영 체제가 탑재된 비주기 시스템 즉 Windows System이고, 제2 디바이스(120)는 실시간 운영 체제가 탑재된 시스템 즉 Real Time System이다.
제1 디바이스(110)는 내부 스케줄링 특성상 빠른 주기적 입력 데이터 수신시 누락 현상이 발생하므로, 실시간 데이터 송수신 장치(130)는 제2 디바이스(120)로부터 실시간으로 수신된 데이터를 메모리부(133)에 저장하여 버퍼링을 수행한다.
또한 실시간 데이터 송수신 장치(130)는 제1 디바이스(110)가 수월하게 데이터 수신 처리를 수행할 수 있도록 전송 주기를 최대한 늘려준다. 이때 실시간 데이터 송수신 장치(130)는 이더넷 MTU(Maximum Transmission Unit) 사이즈인 1500byte 내에서 버퍼링 데이터를 결합하여 패킷을 재구성할 수 있다.
예컨대 제2 디바이스(120)가 1 ms마다 100byte씩 데이터를 전송하면, 실시간 데이터 송수신 장치(130)는 주기를 2 ms로 변경하고 데이터를 200byte로 재구성하여 제1 디바이스(110)로 전송한다. 여기서 200byte는 1 ms : 100byte = 2 ms : xbyte로부터 얻은 값이다.
이상에 따르면, 제1 디바이스(110)는 빠른 주기적 패킷을 천천히 받는 대신 재구성된 패킷을 원래의 패킷으로 분할하는 처리 과정이 필요하게 되며, 사용자는 분할 처리된 패킷 데이터를 사용하면 원래의 전송 데이터 사용과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이하 도 4를 참조한다.
먼저 제1 디바이스(110)와 제2 디바이스(120)가 실시간 데이터 송수신 장치(130)를 실제 통신 대상인 것처럼 인식하게 설정한다(S310). 이를 위해 MCU(131)는 다음과 같은 기능들을 수행한다.
① MCU(131)가 제1 포트(135)를 이용하여 제1 디바이스(110)의 어드레스 정보(ex. 192.168.100.100)를 획득한다. 이때 MCU(131)가 획득하는 제1 디바이스(110)의 어드레스 정보는 예컨대 IP Address일 수 있다.
② MCU(131)가 제1 포트(135)를 이용하여 제2 디바이스(120)의 어드레스 정보(ex. 192.168.100.200)도 획득한다. 본 실시예에서 MCU(131)가 제2 디바이스(120)의 어드레스 정보를 획득할 때 제1 포트(135)를 이용하는 것에 한정되지 않고, 제3 포트(137)를 이용하거나 무선통신을 이용하는 것도 가능하다. 한편 제2 디바이스(120)의 어드레스 정보는 메모리부(133)에 사전에 저장되고, MCU(131)가 메모리부(133)로부터 제2 디바이스(120)의 어드레스 정보를 독출하는 것도 가능하다.
이후 실시간 데이터 송수신 장치(130)를 이용하여 제1 디바이스(110)와 제2 디바이스(120)가 직접 연결되어 있는 것처럼 인식하게 설정한다(S320). 이를 위해 다음과 같은 기능들이 수행된다.
① 양 터미널의 랜 포트들(136, 137)을 제1 디바이스(110)와 제2 디바이스(120)에 각각 연결한다. 먼저 윈도우 시스템의 랜선을 랜포트 2번에 연결하고(즉 제2 포트(136)를 이용하여 실시간 데이터 송수신 장치(130)와 제1 디바이스(110)를 연결시키고), 다음으로 실시간 운영 시스템의 랜선을 랜포트 3번에 연결한다(즉 제3 포트(137)를 이용하여 실시간 데이터 송수신 장치(130)와 제2 디바이스(120)를 연결시킨다).
② 제2 포트(136)의 어드레스 정보를 제2 디바이스(120)의 어드레스 정보와 동일하게 설정하고, 제3 포트(137)의 어드레스 정보를 제1 디바이스(110)의 어드레스 정보와 동일하게 설정한다. 그래서 이후 제1 디바이스(110)에 의해 획득/생성된 데이터를 제2 디바이스(120)로 중계할 때 제1 디바이스(110)가 제2 디바이스(120)와 직접 통신하는 것처럼 인식하게 만든다.
이후 제2 디바이스(120)가 제3 포트(137)를 통하여 데이터를 주기적으로 전송하면(S330), 리얼타임 프로세서(134)가 이 데이터를 메모리부(133)에 저장한다. 이후 리얼타임 프로세서(134)는 메모리부(133)에서 데이터를 분할하여 꺼낸다(Deque)(S340).
이후 리얼타임 프로세서(134)는 제1 디바이스(110)가 처리 가능하게 전송 주기를 변환하고(S350), 이 전송 주기에 비례하게 메모리부(133)에서 꺼낸 데이터를 결합한다(S360). 이때 리얼타임 프로세서(134)는 늘리고자 하는 주기만큼 데이터를 결합할 수 있다.
이후 리얼타임 프로세서(134)는 데이터를 담은 패킷의 헤더 정보를 변환한다(S370). 리얼타임 프로세서(134)가 패킷의 헤더 정보를 변환하는 이유는 제1 디바이스(110)가 데이터를 제2 디바이스(120)로부터 전송받은 것처럼 설정하기 위해서이다. 이후 리얼타임 프로세서(134)는 실시간 처리 프로세싱을 통하여 데이터를 제1 디바이스(110)로 전송한다(S380).
이상 설명한 본 발명은 윈도우로 동작하는 일반 PC와 같은 환경에서 수 ms 이내에 주기적으로 데이터 전송을 보장하고자 할 때에 적용할 수 있다. 또한 본 발명은 윈도우로 동작하는 일반 PC와 같은 환경에서 수 ms 이내에 주기적으로 들어오는 데이터를 놓치지 않고 저장하고자 할 때에도 적용 가능하다.
이상 설명한 본 발명은 유도탄에 적용할 수 있다. 유도탄에 탑재되는 관성 항법 장치는 발사 이전에 정렬(Alignment) 과정을 거쳐야 하는데, 이때 주기적으로 정렬 데이터를 관성 항법 장치로 전송해 주어야 한다. 이 기능을 위해서는 실시간 OS나 커널을 이용한 시스템을 구축해야 하는데, 본 발명은 상기한 시스템을 대신하여 이용될 수 있다.
이상 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시 형태에 대하여 설명하였다. 이하에서는 이러한 일실시 형태로부터 추론 가능한 본 발명의 바람직한 형태에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 데이터 송수신 제어 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 5에 따르면, 실시간 데이터 송수신 제어 장치(400)는 식별 정보 획득부(410), 데이터 획득부(420), 데이터 처리부(430), 전원부(440) 및 주제어부(450)를 포함한다.
전원부(440)는 실시간 데이터 송수신 제어 장치(400)를 구성하는 각 구성에 전원을 공급하는 기능을 수행한다.
주제어부(450)는 실시간 데이터 송수신 제어 장치(400)를 구성하는 각 구성의 전체 작동을 제어하는 기능을 수행한다.
식별 정보 획득부(410)는 제1 디바이스의 제1 식별 정보와 제2 디바이스의 제2 식별 정보를 획득하는 기능을 수행한다. 식별 정보 획득부(410)는 시리얼 통신(Serial communication)을 이용하여 제1 식별 정보와 제2 식별 정보를 획득할 수 있다.
데이터 획득부(420)는 제1 디바이스로 데이터가 입력되거나 제1 디바이스에 의해 데이터가 생성되면 제1 식별 정보를 기초로 데이터를 실시간으로 획득하는 기능을 수행한다. 데이터 획득부(420)는 제1 디바이스로부터 데이터를 획득할 때 자신의 식별 정보로 제2 식별 정보를 이용할 수 있다.
데이터 처리부(430)는 제2 식별 정보를 기초로 데이터를 제2 디바이스로 실시간으로 전송하는 기능을 수행한다. 데이터 처리부(430)는 제2 디바이스로 데이터를 전송할 때 자신의 식별 정보로 제1 식별 정보를 이용할 수 있다.
데이터 획득부(420)와 데이터 처리부(430)는 이더넷 통신(Ethernet communication)을 이용하여 제1 디바이스로부터 제2 디바이스로 데이터를 중계할 수 있다. 데이터 획득부(420)는 이더넷 통신을 이용하여 제1 디바이스로부터 데이터를 획득하고, 데이터 처리부(430)는 이더넷 통신을 이용하여 제2 디바이스로 데이터를 전송할 수 있다.
실시간 데이터 송수신 제어 장치(400)는 제1 디바이스가 RTOS(Real Time Operating System)를 탑재하지 않은 디바이스일 때 작동할 수 있다. 특히 실시간 데이터 송수신 제어 장치(400)는 제2 디바이스가 제1 디바이스에 데이터를 빠른 주기로 실시간 송신할 때 작동할 수 있다.
한편 데이터 획득부(420)는 제2 디바이스로 데이터가 입력되거나 제2 디바이스에 의해 데이터가 생성되면 제2 식별 정보를 기초로 데이터를 실시간으로 획득하고, 데이터 처리부(430)는 제1 식별 정보를 기초로 데이터를 제1 디바이스로 실시간으로 전송하는 것도 가능하다.
이 경우 데이터 처리부(430)는 제1 디바이스가 RTOS를 탑재하지 않은 디바이스일 때 기준 주기보다 긴 주기를 이용하여 데이터를 제1 디바이스로 전송할 수 있다. 기준 주기는 실시간 데이터 송수신 제어 장치(400)가 제1 디바이스로 데이터를 전송하는 주기를 의미한다. 본 실시예에서 기준 주기는 예컨대 1ms일 수 있으며, 이 경우 실시간 데이터 송수신 제어 장치(400)는 1ms마다 데이터를 제2 디바이스로 전송할 수 있다.
또한 데이터 처리부(430)는 기준 주기보다 긴 주기를 이용하여 데이터를 전송할 때 기준량보다 많은 양의 데이터를 제1 디바이스로 전송할 수 있다. 기준량은 실시간 데이터 송수신 제어 장치(400)가 제1 디바이스로 한번에 전송할 수 있는 데이터의 양을 의미한다. 본 실시예에서 기준량은 100byte일 수 있다.
데이터 처리부(430)는 연장된 주기를 기초로 전송할 데이터의 양을 결정할 수 있다. 데이터 처리부(430)는 연장된 주기에 비례하여 전송할 데이터의 양을 결정할 수 있다. 예컨대 기준 주기를 1ms, 기준량을 100byte로 가정하자. 이 경우 데이터 처리부(430)는 연장된 주기(즉 기준 주기보다 긴 주기)가 2ms이면 이에 비례하여 전송할 데이터의 양을 200byte로 결정할 수 있다.
한편 실시간 데이터 송수신 제어 장치(400)는 제1 디바이스 감시부(460) 및 제1 디바이스 판단부(470)를 더 포함할 수 있다.
제1 디바이스 감시부(460)는 제1 디바이스의 전원이 켜짐(ON) 상태인지 여부를 판단하는 기능을 수행한다.
제1 디바이스 판단부(470)는 제1 디바이스 감시부(460)에 의해 제1 디바이스의 전원이 켜짐 상태인 것으로 판단되면 제1 디바이스로 입력된 데이터가 있는지 여부를 판단하는 기능을 수행한다. 또한 제1 디바이스 판단부(470)는 제1 디바이스에 의해 생성된 데이터가 있는지 여부를 판단하는 기능을 수행하는 것도 가능하다.
제1 디바이스 판단부(470)는 제1 디바이스 감시부(460)에 의해 제1 디바이스의 전원이 켜짐 상태인 것으로 판단되면 미리 정해진 시간마다 제1 디바이스로 질의 메시지를 전송하며, 질의 메시지에 대한 제1 디바이스의 응답 메시지를 기초로 제1 디바이스로 입력된 데이터가 있는지 여부 또는 제1 디바이스에 의해 생성된 데이터가 있는지 여부를 판단할 수 있다. 상기에서 질의 메시지는 제1 디바이스로 입력된 데이터가 있는지 여부 또는 제1 디바이스에 의해 생성된 데이터가 있는지 여부를 질의하는 내용을 포함하고 있다. 이에 대한 응답 메시지는 제1 디바이스에 접속한 자에 의해 작성되어 제공될 수 있다.
다음으로 실시간 데이터 송수신 제어 장치(400)의 작동 방법에 대하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 데이터 송수신 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
먼저 식별 정보 획득부(410)가 제1 디바이스의 제1 식별 정보와 제2 디바이스의 제2 식별 정보를 획득한다(S510).
이후 제1 디바이스로 데이터가 입력되거나 제1 디바이스에 의해 데이터가 생성되면, 데이터 획득부(420)가 제1 식별 정보를 기초로 데이터를 실시간으로 획득한다(S520).
이후 데이터 처리부(430)가 제2 식별 정보를 기초로 데이터를 제2 디바이스로 실시간으로 전송한다(S530).
이후 디스플레이 제어부(미도시)가 데이터의 실시간 전송 성공 여부를 디스플레이한다(S540). 주제어부(450)는 제1 디바이스로부터 데이터를 획득한 제1 시간 및 제2 디바이스로 데이터를 전송한 제2 시간을 측정한다. 이후 주제어부(450)는 제1 시간과 제2 시간의 차이값을 구하고, 이 차이값이 기준값 이내인지 여부를 판단한다. 제1 시간과 제2 시간의 차이값이 기준값 이내인 것으로 판단되면, 주제어부(450)는 데이터의 실시간 전송이 성공했다고 판단되며, 디스플레이 제어부는 이 결과를 관리자가 확인할 수 있도록 관리자 단말의 디스플레이부에 디스플레이시킨다.
한편 S510 단계와 S520 단계 사이에, 제1 디바이스 감시부(460)가 제1 디바이스의 전원이 켜짐(ON) 상태인지 여부를 판단하며, 이후 제1 디바이스 판단부(470)가 제1 디바이스의 전원이 켜짐 상태인 것으로 판단되면 제1 디바이스로 입력된 데이터가 있는지 여부 또는 제1 디바이스에 의해 생성된 데이터가 있는지 여부를 판단할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 제1 디바이스의 제1 식별 정보와 제2 디바이스의 제2 식별 정보를 획득하는 식별 정보 획득부;
    상기 제1 디바이스로 제1 데이터가 입력된 것으로 판단되거나 상기 제1 디바이스에 의해 제2 데이터가 생성된 것으로 판단되면 상기 제1 식별 정보를 기초로 상기 제1 데이터 또는 상기 제2 데이터를 실시간으로 획득하고, 상기 제2 디바이스로 제3 데이터가 입력되거나 상기 제2 디바이스에 의해 제4 데이터가 생성되면 상기 제2 식별 정보를 기초로 상기 제3 데이터 또는 상기 제4 데이터를 실시간으로 획득하며, 상기 제1 데이터 또는 상기 제2 데이터를 획득할 때 자신의 식별 정보로 상기 제2 식별 정보를 이용하고, 상기 제3 데이터 또는 상기 제4 데이터를 획득할 때 자신의 식별 정보로 상기 제1 식별 정보를 이용하는 데이터 획득부; 및
    상기 제2 식별 정보를 기초로 상기 제1 데이터 또는 상기 제2 데이터를 상기 제2 디바이스로 실시간으로 전송하며, 상기 제1 식별 정보를 기초로 상기 제3 데이터 또는 상기 제4 데이터를 상기 제1 디바이스로 실시간으로 전송하되, 상기 제1 디바이스가 RTOS(Real Time Operating System)를 탑재하지 않은 디바이스이고 상기 제2 디바이스가 상기 RTOS를 탑재한 디바이스일 때 상기 제3 데이터 또는 상기 제4 데이터를 전송하기 위한 전송 주기를 연장시키는 데이터 처리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 데이터 송수신 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는 상기 제2 디바이스로 상기 제3 데이터 또는 상기 제4 데이터를 전송할 때 자신의 식별 정보로 상기 제1 식별 정보를 이용하는 것을 특징으로 하는 실시간 데이터 송수신 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 식별 정보 획득부는 시리얼 통신(Serial communication)을 이용하여 상기 제1 식별 정보와 상기 제2 식별 정보를 획득하며,
    상기 데이터 획득부와 상기 데이터 처리부는 이더넷 통신(Ethernet communication)을 이용하여 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터를 중계하는 것을 특징으로 하는 실시간 데이터 송수신 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는 상기 전송 주기보다 긴 주기를 이용하여 상기 제3 데이터 또는 상기 제4 데이터를 전송할 때 기준량보다 많은 양의 데이터를 상기 제1 디바이스로 전송하는 것을 특징으로 하는 실시간 데이터 송수신 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는 연장된 주기를 기초로 전송할 데이터의 양을 결정하는 것을 특징으로 하는 실시간 데이터 송수신 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 디바이스의 전원이 켜짐(ON) 상태인지 여부를 판단하는 제1 디바이스 감시부; 및
    상기 제1 디바이스의 전원이 켜짐 상태인 것으로 판단되면 상기 제1 디바이스로 입력된 상기 제1 데이터가 있는지 여부 또는 상기 제1 디바이스에 의해 생성된 상기 제2 데이터가 있는지 여부를 판단하는 제1 디바이스 판단부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 데이터 송수신 제어 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 디바이스 판단부는 상기 제1 디바이스의 전원이 켜짐 상태인 것으로 판단되면 미리 정해진 시간마다 상기 제1 디바이스로 질의 메시지를 전송하며, 상기 질의 메시지에 대한 상기 제1 디바이스의 응답 메시지를 기초로 상기 제1 디바이스로 입력된 상기 제1 데이터가 있는지 여부 또는 상기 제1 디바이스에 의해 생성된 상기 제2 데이터가 있는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 실시간 데이터 송수신 제어 장치.
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