KR101868662B1 - Ethernet based Backplane and Module for Programmable Logic Controller - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이더넷 스위치에 기반을 둔 PLC 백 플레인에 관한 것으로서, 전원 단자, 제어신호 단자, 제1 이더넷 신호단자, 및 제2 이더넷 신호단자를 포함하는 슬롯이 복수개 구비되고, 각 슬롯의 전원 단자에 전원을 공통 공급하는 전원 라인, 각 슬롯의 제어신호 단자에 공통 연결된 제어신호 라인, 귀환경로를 형성하기 위한 제2 이더넷 신호 라인, 및 하나 이상의 슬롯에 대응하여 구비되는 경로선택부를 포함한다. 경로선택부는 제어신호에 따라 해당 슬롯의 제2 이더넷 신호단자를 다음 슬롯의 제1 이더넷 신호단자와 제2 이더넷 신호 라인 중 어느 하나에 선택적으로 연결한다. 종래 병렬 버스 기반의 백 플레인에서 나타나던 병렬 버스 신호 간섭, 신호 레이싱, 반사파, 제한적 버스 접근 제어 등의 문제를 해결하여, 백 플레인의 품질과 응용 방법을 높일 수 있다.The present invention relates to a PLC back plane based on an Ethernet switch and includes a plurality of slots including a power terminal, a control signal terminal, a first Ethernet signal terminal, and a second Ethernet signal terminal, A control signal line commonly connected to control signal terminals of each slot, a second Ethernet signal line for forming a return path, and a path selector provided corresponding to one or more slots. The path selection unit selectively connects the second Ethernet signal terminal of the slot to one of the first Ethernet signal terminal and the second Ethernet signal line of the next slot according to the control signal. The problems of parallel bus signal interference, signal racing, reflected wave, and limited bus access control in the backplane based on the conventional parallel bus can be solved, and the quality and application method of the backplane can be improved.
Description
본 발명은 PLC 백 플레인과 PLC 모듈에 관한 것으로서, 특히 이더넷(Ethernet) 스위치에 기반을 둔 백 플레인, 및 백 플레인 상의 이더넷 신호를 이용하여 서로 통신할 수 있는 모듈에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
백 플레인(Backplane) 기술은 여러 모듈을 하나의 버스 시스템에 효과적으로 접목하여 사용하기 위한 기반 기술이다.Backplane technology is an underlying technology for effectively using multiple modules in a single bus system.
전통적인 PLC(Programmable Logic Controller) 시스템의 백 플레인은 여러 모듈의 데이터를 공유하기 위한 데이터 버스로 활용 되었으며, 현재에도 백 플레인의 성능은 시스템 전체 성능을 좌우하고 있고, 데이터 교환에 있어서도 신뢰성을 보장하는 중요한 기술이다.
The backplane of a conventional programmable logic controller (PLC) system has been utilized as a data bus for sharing data of various modules. Even now, the performance of the backplane determines the overall performance of the system, Technology.
도 1은 종래의 백 플레인 기반 PLC 시스템을 보인 것으로서, 도 1a는 마스터 역할을 하는 PLC 모듈, 도 1b는 슬레이브 역할을 하는 PLC 모듈, 도 1c는 병렬 버스 기반의 백 플레인을 보인 것이다.FIG. 1 shows a conventional backplane-based PLC system. FIG. 1a shows a PLC module acting as a master, FIG. 1b shows a PLC module acting as a slave, and FIG. 1c shows a backplane based on a parallel bus.
도 1c를 참조하자면, 종래의 백 플레인(15)에는 여러 슬롯이 구비되고, 각 슬롯에는 전원부(15-1)에 의해 전체 시스템에 전원을 공급하는 전원 라인(15-3), 버스 제어신호 라인(15-4), 병렬 버스신호 라인(15-5)이 공통 연결된다.Referring to FIG. 1C, a
각 슬롯은 고유의 슬롯 아이디(ID)를 가지며, 백 플레인(15)에 장착된 모듈이 데이터를 주고 받을 때 고유 슬롯 아이디를 사용한다.Each slot has a unique slot ID and a unique slot ID is used when a module mounted on the
그런데 동시에 두 모듈 이상이 동일 시간 대에 백 플레인에 접근할 경우 데이터의 유효성을 보장할 수 없게 된다. 이러한 이유로 백 플레인 자원을 효율적으로 관리하기 위하여 백 플레인의 접근을 통제하는 마스터 모듈(11)을 두어 백 플레인 자원을 관리한다.
However, if two or more modules access the backplane at the same time, the validity of the data can not be guaranteed. For this reason, in order to efficiently manage the backplane resources, a backplane resource is managed by providing a
마스터 모듈(11)과 슬레이브 모듈(13)은 모두 공통적으로 백 플레인의 전원 라인(15-3), 버스 제어신호 라인(15-4), 병렬 버스신호 라인(15-5)에서 각각 전원, 제어신호, 버스신호를 입력 받는다.The
또한, 마스터 모듈(11)에는 백 플레인 마스터 컨트롤러(11-1)가 존재하며, 슬레이브 모듈(13)에는 백 플레인 슬레이브 컨트롤러(13-1)가 존재한다.The
백 플레인에서 마스터 역할을 하는 모듈은 시스템 전체를 관장하는 주 연산기로 활용되는 경우가 많으며, 주로 슬레이브 모듈로부터 데이터를 수집하여 연산하고 그 결과 값을 출력한다. 슬레이브 모듈은 각종 데이터를 마스터 모듈이 원하는 형태로 변환하여 전달하거나, 마스터 모듈로부터 전달 받은 데이터를 여러 형태로 출력한다.A module that acts as a master in the backplane is often used as a main operator that manages the entire system. It mainly collects data from the slave module, computes it, and outputs the result. The slave module converts various data into a desired format of the master module and transmits the data, or outputs the data received from the master module in various forms.
한편, 상기와 같은 종래의 병렬버스 기반의 백 플레인에서는 다음과 같은 여러 문제점이 발생한다.Meanwhile, the conventional parallel bus-based backplane has the following problems.
(1) 병렬 버스 신호 간섭(1) Parallel bus signal interference
병렬 버스 구조의 특성 상 병렬 버스의 인접한 신호 간 상호 간섭이 발생하여 신호의 왜곡이 필연적이다. 신호의 왜곡은 데이터의 변질을 초래하고, 백 플레인을 통한 데이터 교환에 대한 신뢰성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.Due to the characteristics of the parallel bus structure, mutual interference between adjacent signals of the parallel bus occurs and signal distortion is inevitable. The distortion of the signal causes deterioration of the data, and the reliability of data exchange through the back plane is deteriorated.
(2) 신호 Racing(2) Signal Racing
병렬 버스의 길이를 길게 할 수록 각 병렬 신호의 도달 시간이 신호간섭/ 패턴 커패시턴스/ 임피던스 등으로 인해 달라지게 된다. 병렬 버스의 신호들은 동일 시간 구간 내에 도착해야 정상적인 데이터 구성이 가능한데, 이것을 타이밍 마진(Timing Margin)이라고 한다. 시스템의 성능을 향상 시키기 위해서는 이러한 타이밍 마진이 작아야 하는데, 병렬 버스의 구조 상 이러한 문제 때문에 시스템의 성능을 높일 수 있는 한계가 존재하게 된다.As the length of the parallel bus increases, the arrival time of each parallel signal changes due to signal interference, pattern capacitance, impedance, and the like. Signals on the parallel bus must arrive within the same time period to allow normal data configuration, which is called the timing margin. In order to improve the performance of the system, the timing margin must be small. However, due to the structure of the parallel bus, there is a limit to increase the performance of the system.
(3) 반사파(3) Reflected wave
병렬 버스의 말단 임피던스가 높아 신호가 반사 되어 다음에 전달되는 신호와 부딪혀 신호의 상쇄/상승 효과가 발생하여 신호 변질을 초래 한다.Since the terminal impedance of the parallel bus is high, the signal is reflected and collided with the next signal to be transmitted.
(4) 제한적 버스 접근 제어(4) limited bus access control
마스터 모듈에 의한 버스 접근만 가능하며, 단 방향 데이터 전송만 가능하다. 하프 듀플렉스(Half Duplex) 방식의 데이터 통신만 가능한 형태로 백 플레인 자원을 100% 활용할 수 없게 된다.Only bus access by the master module is possible, and only unidirectional data transfer is possible. It is impossible to utilize 100% of backplane resources in a form in which half-duplex (half duplex) data communication is possible.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이더넷 스위치 기반의 기술로 백 플레인을 구성하여, 종래 병렬 버스 기반의 백 플레인에서 나타나던 병렬 버스 신호 간섭, 신호 레이싱, 반사파, 제한적 버스 접근 제어 등의 문제를 해결하고, 백 플레인의 품질과 응용 방법을 높일 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a backplane, which is based on an Ethernet switch, to provide a parallel bus signal interference, signal racing, Control and the like, and to improve the quality and application method of the back plane.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이더넷 기반의 PLC 백 플레인에 관한 일 실시예는 전원 단자, 제어신호 단자, 제1 이더넷 신호단자, 및 제2 이더넷 신호단자를 포함하는 슬롯이 복수개 구비되고,In order to achieve the above object, an embodiment of an Ethernet-based PLC back plane according to the present invention includes a plurality of slots including a power terminal, a control signal terminal, a first Ethernet signal terminal, and a second Ethernet signal terminal Respectively,
전원을 공급하는 전원부; 상기 각 슬롯의 전원 단자에 상기 전원을 공통 공급하는 전원 라인; 상기 각 슬롯의 제어신호 단자에 공통 연결된 제어신호 라인; 및 상기 각 슬롯의 제2 이더넷 신호단자와 다음 슬롯의 제1 이더넷 신호단자를 연결하는 제1 이더넷 신호 라인을 포함하여 이루어진다.
A power supply for supplying power; A power supply line commonly supplying the power to a power terminal of each slot; A control signal line commonly connected to control signal terminals of the respective slots; And a first Ethernet signal line for connecting a second Ethernet signal terminal of each slot to a first Ethernet signal terminal of the next slot.
본 발명에 따른 이더넷 기반의 PLC 백 플레인은, 귀환경로를 형성하기 위한 제2 이더넷 신호 라인; 및 하나 이상의 슬롯에 대응하여 구비되고, 제어신호에 따라 해당 슬롯의 제2 이더넷 신호단자를 상기 제1 이더넷 신호 라인과 상기 제2 이더넷 신호 라인 중 어느 하나에 선택적으로 연결하는 경로선택부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
An Ethernet-based PLC back plane according to the present invention includes: a second Ethernet signal line for forming a return path; And a path selection unit provided corresponding to one or more slots and selectively connecting a second Ethernet signal terminal of the corresponding slot to either the first Ethernet signal line or the second Ethernet signal line according to a control signal Lt; / RTI >
본 발명에 따른 이더넷 백 플레인 기반의 PLC 모듈에 관한 일 실시예는, 전원을 입력 받는 전원 입력부; 제어신호를 입력 받는 제어신호 입력부; 이더넷 신호를 입출력 하는 2개의 이더넷 신호 입출력부; 상기 이더넷 신호 입출력부 사이에서 이더넷 신호가 바이패스될 경로를 형성하는 바이패스 스위칭부; 및 상기 각 이더넷 신호 입출력부를 통한 이더넷 신호의 송신과 수신을 처리하고, 상기 바이패스 스위칭부를 제어하는 이더넷 드라이버를 포함하여 이루어진다.An embodiment of the Ethernet back plane based PLC module according to the present invention includes: a power input unit receiving power; A control signal input unit for receiving a control signal; Two Ethernet signal input / output units for inputting / outputting an Ethernet signal; A bypass switching unit for forming a path through which the Ethernet signal is bypassed between the Ethernet signal input / output units; And an Ethernet driver for processing transmission and reception of an Ethernet signal through the Ethernet signal input / output unit and controlling the bypass switching unit.
상기 전원 입력부, 제어신호 입력부, 이더넷 신호 입출력부는 각각 PLC 백 플레인의 슬롯에 구비된 해당 단자와 연결된다.
The power input unit, the control signal input unit, and the Ethernet signal input / output unit are respectively connected to corresponding terminals provided in the slots of the PLC back plane.
상기 이더넷 신호 입출력부는 MAC(Media Access Control) 계층에 입출력 되는 형태의 이더넷 신호를 입출력 하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 이더넷 신호 입출력부는 물리 계층의 처리를 하지 않고 MAC 계층에서 출력되는 형태의 신호를 바로 출력하거나, 그러한 신호를 수신하여 처리할 수 있다.
The Ethernet signal input / output unit may be configured to input and output an Ethernet signal input / output to / from a MAC (Media Access Control) layer. That is, the Ethernet signal input / output unit may directly output a signal of a type output from the MAC layer without processing the physical layer, or may receive and process such a signal.
본 발명은 이더넷(Ethernet) 스위치 기반 기술을 이용하여 PLC 백 플레인을 구성하므로, 백 플레인의 품질과 응용 방법을 향상시킬 수 있다.The present invention configures a PLC backplane using an Ethernet switch based technology, thereby improving the quality and application method of the backplane.
이더넷 기술을 이용하므로 풀 듀플렉스(Full Duplex) 통신을 구현할 수 있으며, 듀얼 포트(Dual Port) 스위치를 내장한 모듈을 사용하여 병렬 신호들을 제거하여, 종래 나타나던 "병렬버스 신호 간섭", "신호 레이싱", "반사파" 등의 문제를 해결할 수 있다.Full duplex communication can be realized by using Ethernet technology. Parallel signals can be removed by using a module with a dual port switch, so that the conventional "parallel bus signal interference", "signal racing" , "Reflection wave" and the like can be solved.
또한, 풀 듀플렉스(Full Duplex), 충돌 방지(Collision Free) 방식의 이더넷 스위치 기반 기술을 통해 "제한적 버스 접근 제어" 문제도 해결할 수 있다.
In addition, full-duplex and collision-free Ethernet switch-based technology can solve the "limited bus access control" problem.
PLC 모듈에 구비되는 2개의 MAC(Media Access Control) 요소가 백 플레인 콘트롤러의 역할을 수행할 수 있기 때문에 별도의 백 플레인 마스터 콘트롤러 또는 백 플레인 슬레이브 컨트롤러도 필요 없다.
Since two MAC (Media Access Control) elements included in the PLC module can serve as a backplane controller, there is no need for a separate backplane master controller or backplane slave controller.
도 1은 종래 병렬 버스 방식의 백 플레인을 이용하는 PLC 시스템의 예,
도 2는 본 발명에 따른 백 플레인의 일 실시예,
도 3은 백 플레인의 각 슬롯에 장착되는 PLC 모듈 사이에서 이더넷 신호의 전달이 이루어지는 것을 설명하는 예,
도 4는 본 발명에 따른 백 플레인의 또 다른 실시예,
도 5는 경로선택부를 통해 귀환경로가 형성되는 것을 설명하는 예,
도 6은 본 발명에 따른 PLC 모듈의 일 실시예,
도 7과 도 8은 본 발명에 따라 구성된 PLC 시스템의 예이다.1 shows an example of a PLC system using a backplane of a conventional parallel bus scheme,
FIG. 2 illustrates an embodiment of a back plane according to the present invention,
3 illustrates an example of transmission of an Ethernet signal between PLC modules mounted in respective slots of a back plane,
Figure 4 shows another embodiment of the back plane according to the present invention,
5 is a diagram illustrating an example in which a return path is formed through a path selector,
6 is a block diagram of an embodiment of a PLC module according to the present invention,
Figures 7 and 8 are examples of PLC systems constructed in accordance with the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 이더넷 기반의 PLC 백 플레인(20A)에 관한 일 실시예를 보인 것이다.FIG. 2 shows an embodiment of an Ethernet-based
백 플레인(20A)은 PLC 모듈이 장착될 수 있는 복수개의 슬롯을 가지고 있으며, 각 슬롯에는 전원 단자(C14, C24, C34, C44), 제어신호 단자(C13, C23, C33, C43), 제1 이더넷 신호단자(C11, C21, C31, C41), 및 제2 이더넷 신호단자(C12, C22, C32, C42)가 구비된다.The
전원부(21)는 전원을 공급하는 역할을 수행하며, 전원부(21)에서 공급하는 전원은 각 슬롯의 전원 단자(C14, C24, C34, C44)에 공통 연결되는 전원 라인(22)을 통해 모든 슬롯에 공급된다.The
각 슬롯의 제어신호 단자(C13, C23, C33, C43)에는 제어신호 라인(23)이 공통 연결된다.The
또한, 각 슬롯의 제2 이더넷 신호단자는 다음 슬롯의 제1 이더넷 신호단자와 제1 이더넷 신호 라인(24-1, 24-2, 24-3)을 통해 연결된다. 예로서 슬롯1의 제2 이더넷 신호단자(C12)는 슬롯2의 제1 이더넷 신호단자(C21)와 연결된다.In addition, the second Ethernet signal terminal of each slot is connected to the first Ethernet signal terminal of the next slot through the first Ethernet signal line 24-1, 24-2, 24-3. For example, the second Ethernet signal terminal C12 of the
각 슬롯에 장착되는 PLC 모듈은 이더넷 신호를 입출력할 2개의 포트를 가지도록 구성되며, 그 중 하나는 해당 슬롯의 제1 이더넷 신호단자와 연결되고, 다른 하나는 해당 슬롯의 제2 이더넷 신호단자와 연결된다.The PLC module installed in each slot is configured to have two ports for inputting and outputting Ethernet signals, one of which is connected to the first Ethernet signal terminal of the corresponding slot and the other is connected to the second Ethernet signal terminal of the corresponding slot .
도 3은 백 플레인(20A)의 슬롯1, 슬롯2, 슬롯 3에 각각 PLC 모듈(31~33)이 장착된 예를 보인 것이다.FIG. 3 shows an example in which the
슬롯1에 장착된 PLC 모듈(31)의 두 번째 포트와 슬롯2에 장착된 PLC 모듈(32)의 첫 번째 포트가 제1 이더넷 신호 라인(24-1)을 통해 연결되어 있고, 슬롯2에 장착된 PLC 모듈(32)의 두 번째 포트와 슬롯3에 장착된 PLC 모듈(33)의 첫 번째 포트가 제1 이더넷 신호 라인(24-2)을 통해 연결되는 상태가 나타나 있다.
The second port of the
도 4는 본 발명에 따른 백 플레인(20B)의 또 다른 실시예를 보인 것이다.Fig. 4 shows another embodiment of the
이 실시예의 백 플레인(20B)는 도 2에 도시된 실시예의 백 플레인(20A)과 비교하여, 귀환경로를 형성하기 위한 제2 이더넷 신호 라인(25)과 경로선택부(26-1,26-2)가 더 포함되어 있다.The
각 슬롯에는 제2 이더넷 신호 라인(25)에 대응하는 단자(C15,C25,C35,C45)가 나타나 있다.Terminals C15, C25, C35, and C45 corresponding to the second
귀환 경로란 이더넷 신호의 링(Ring) 경로를 형성할 수 있도록 하거나, 중간에 빠진 PLC 모듈이 있을 때 다음 PLC 모듈에 이더넷 신호를 전달할 수 있도록 하는 역할을 수행한다.The return path is used to form a ring path of the Ethernet signal or to transmit the Ethernet signal to the next PLC module when there is a PLC module in the middle.
경로선택부(26-1, 26-2)는 하나 이상의 슬롯에 대응하여 구비되고, 제어신호 라인(23)의 제어신호에 따라 해당 슬롯의 제2 이더넷 신호단자를 다음 슬롯의 제1 이더넷 신호단자에 연결된 제1 이더넷 신호 라인과, 제2 이더넷 신호 라인 중 어느 하나에 선택적으로 연결하는 역할을 수행한다.According to the control signal of the
도 5를 참조하여 설명하자면, 어느 경로선택부(26-1)는 제어신호에 따라 슬롯2의 제2 이더넷 신호단자(C22)를 슬롯3의 제1 이더넷 신호단자(C31)로 연결하거나, 또는 제2 이더넷 신호 라인(25)으로 연결한다.5, a path selector 26-1 connects the second Ethernet signal terminal C22 of the slot 2 to the first Ethernet signal terminal C31 of the slot 3 according to a control signal, And connects to the second
백 플레인(20B)의 슬롯2와 슬롯3에 각각 PLC 모듈(32, 33)이 장착되었다고 가정할 때, 경로선택부(26-1)가 슬롯2의 제2 이더넷 신호단자(C22)를 슬롯3의 제1 이더넷 신호단자(C31)로 연결하도록 제어하였다면, 이더넷 신호는 각 PLC 모듈(32, 33) 사이를 흐를 것이다.Assuming that the
그러나, 경로선택부(26-1)가 슬롯2의 제2 이더넷 신호단자(C22)를 제2 이더넷 신호 라인(25)으로 연결하도록 제어하였다면, PLC 모듈(32)로부터 제2 이더넷 신호 라인을 향해 귀환경로(51)가 형성된다. 또한, PLC 모듈(32)은 제2 이더넷 신호 라인(25)으로부터 이더넷 신호를 수신할 수 있게 된다. However, if the path selector 26-1 has controlled to connect the second Ethernet signal terminal C22 of the slot 2 to the second
경로선택부(26-1, 26-2)는 다양하게 구성될 수 있다.The path selection units 26-1 and 26-2 may be configured in various ways.
하나의 예를 들자면 제어신호에 따라 다음 단 슬롯의 제1 이더넷 신호단자와 제2 이더넷 신호 라인(25) 중 어느 하나를 해당 슬롯의 제2 이더넷 신호단자와 선택적으로 연결시키는 멀티플렉서를 이용하여 구성될 수 있다.
For example, the multiplexer may be configured to selectively connect one of the first Ethernet signal terminal and the second
도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 이더넷 백 플레인 기반의 PLC 모듈(30)에 관한 일 실시예를 설명하기로 한다.Referring to FIG. 6, an embodiment of an Ethernet backplane-based
PLC 모듈(30)은 전원을 입력 받는 전원 입력부(31), 제어신호를 입력 받는 제어신호 입력부(32), 이더넷 신호를 입력 받거나 출력하는 제1 이더넷 신호 입출력부(33)와 제2 이더넷 신호 입출력부(35), 바이패스 스위칭부(34), 및 이더넷 드라이버(36)를 포함하여 이루어진다.The
PLC 모듈은 필요에 따라 얼마든지 다양한 기능을 수행하도록 구성될 수 있으나, 본 발명에 직접 관련되지 않은 부분은 설명의 요지를 흐리지 않기 위하여 도시되지 않았다.The PLC module can be configured to perform various functions as needed, but portions not directly related to the present invention are not shown so as not to obscure the gist of the description.
전원 입력부(31), 제어신호 입력부(32), 이더넷 신호 입출력부(33,35)는 백 플레인(20A,20B)의 슬롯(29)에 구비된 전원 단자(C14), 제어신호 단자(C13), 제1 이더넷 신호단자(C11), 제2 이더넷 신호단자(C12)와 각각 연결된다.The
PLC 모듈(30)의 이더넷 신호 연결에 반드시 이더넷 케이블이 사용되어야 할 필요는 없다.The Ethernet cable does not necessarily have to be used to connect the Ethernet module of the
바이패스 스위칭부(34)는 각 이더넷 신호 입출력부(33,35)의 사이에서 이더넷 신호가 전달될 경로를 형성한다.The
즉, 제1 이더넷 신호 입출력부(33)를 통해 수신된 이더넷 신호를 제2 이더넷 신호 입출력부(35)로 바이패스 시키거나, 제2 이더넷 신호 입출력부(35)를 통해 수신된 이더넷 신호를 제1 이더넷 신호 입출력부(33)로 바이패스 시킨다.That is, the Ethernet signal received through the first Ethernet signal input /
이더넷 드라이버(36)는 이더넷 제어와 관련된 각종 기능을 수행할 수 있다.The
이더넷 드라이버(36)는 각 이더넷 신호 입출력부(33,35)를 통해 이더넷 신호를 수신하거나, 이더넷 신호를 송신한다.The
또한 바이패스 스위칭부(34)를 제어하여, 각 이더넷 신호 입출력부(33,35)의 사이에서 바이패스를 수행할 것인지를 제어한다.And also controls the
즉, 바이패스 스위칭부(34)의 프레임 전달 기능은 이더넷 드라이버(36)에 의해 활성화/비활성화(Enable/Disable) 된다. 예컨대 타 PLC 모듈로 전달할 이더넷 신호는 굳이 수신할 필요 없이 바이패스 시켜 계속 흘러가도록 한다.
That is, the frame transfer function of the
한편, 일반적으로 이더넷 신호를 처리할 때는 물리 계층의 처리와 MAC(Media Access Control) 계층의 처리를 필요로 한다.On the other hand, when processing an Ethernet signal, processing of the physical layer and processing of the MAC (Media Access Control) layer are generally required.
이와 관련하여, 각 이더넷 신호 입출력부(33,35)는 물리 계층의 처리와 MAC 계층의 처리를 모두 수행하도록 구성할 수도 있지만, 물리 계층 처리는 수행하지 않고 MAC 계층 처리만을 수행하도록 구성할 수도 있다.In this regard, each of the Ethernet signal input /
원거리 통신이 아니고, 비교적 짧은 거리에서의 통신이기 때문에 굳이 물리 계층을 처리하지 않아도 통신이 가능하기 때문이다.
This is because communication is performed at a relatively short distance, rather than at a distance, so communication can be performed without processing the physical layer.
각 PLC 모듈 사이에서 백 플레인(20A, 20B)을 통해 주고 받는 이더넷 신호는 물리 계층의 신호일 수도 있고, 'MAC 계층'과 '물리 계층(PHY)' 간 각종 미디어 독립 인터페이스(MII: Media Independent Interface) 신호일 수 있다. 미디어 독립 신호의 종류에는 특별한 제약이 없다.
The Ethernet signal transmitted / received between the PLC modules through the
바이패스 스위칭부(34)에서 전달 되는 프레임과 PLC 모듈(30)의 상위 계층에서 이더넷 신호 입출력부(33,35)를 통해 전송하는 프레임의 충돌은 "Store & Forward" 기술을 이용하여 하드웨어 레벨에서 제어될 수 있다.The collision of the frame transmitted from the
통신 모드는 양방향 통신이 동시에 가능한 풀 듀플렉스(Full Duplex)모드를 사용할 수 있으며, "Store & Forward"나 컷 스루(Cut Through) 스위치 방식을 모두 채택하여 충돌 방지(Collision Free)를 구현할 수 있다.The communication mode can use Full Duplex mode capable of simultaneous bidirectional communication and it can implement Collision Free by adopting both "Store & Forward" and cut-through switch method.
따라서 PLC 모듈(30)은 원하는 시간에 원하는 데이터를 송신할 수 있으며, 백 플레인(20A, 20B)의 입장에서 보면 백 플레인 자원을 관리하기 위한 마스터와 슬레이브 기능이 필요 없게 된다.
Therefore, the
도 7은 2개의 PLC 모듈(31,32)을 백 플레인(20B)에 장착한 예를 보인 것이고, 도 8은 3개의 PLC 모듈(31~33)을 백 플레인(20B)에 장착한 예를 보인 것이다.Fig. 7 shows an example in which two
각 PLC 모듈의 제1 이더넷 신호 입출력부와 제2 이더넷 신호 입출력부는 MAC 계층의 처리만을 수행하며, 각각 MAC1과 MAC2로 표시하였다. 이 경우 어느 PLC 모듈의 MAC2는 다음 단 PLC 모듈의 MAC1과 물리 계층을 처리하지 않은 형태로 신호를 주고 받는다.The first Ethernet signal input / output unit and the second Ethernet signal input / output unit of each PLC module perform processing of the MAC layer only and are represented by MAC1 and MAC2, respectively. In this case, MAC2 of any PLC module exchanges signals with the MAC1 of the next PLC module and the physical layer without processing.
PLC 모듈 동작 중 백 플레인(20B)에서 이탈되는 것과 같은 위급 사항에도 정상 동작을 보장하기 위해 귀환 경로를 구성할 수 있다.During the operation of the PLC module, the return path can be configured to ensure normal operation even in an emergency such as a deviation from the
도 7에서 만일 경로선택부(26-1)를 제2 이더넷 신호 라인(25)으로 스위칭 하면, 귀환 경로(71)가 형성된다.In FIG. 7, if the path selector 26-1 is switched to the second
도 8에서 하나의 경로선택부(26-1)는 다음 단 모듈 방향으로 스위칭 하고, 다른 경로선택부(26-2)를 제2 이더넷 신호 라인(25)으로 스위칭 하면, 도시된 바와 같은 귀환 경로(72)가 형성된다.In FIG. 8, one path selector 26-1 switches in the next stage module direction and the other path selector 26-2 in the second
도 4에 도시된 백 플레인(20B)의 실시예에서, 첫 번째 PLC 모듈이 장착될 슬롯은 제1 이더넷 신호단자(C11)와 제2 이더넷 신호 라인(25)의 사이에 연결 관계가 형성되도록 구성될 수 있다.In the embodiment of the
그러면, 도 7과 도 8에 보인 바와 같이 해당 슬롯에 장착된 PLC 모듈(31)의 제1 이더넷 신호 입출력부는 제2 이더넷 신호 라인(25)과 연결된다.7 and 8, the first Ethernet signal input / output unit of the
이러한 슬롯에서 제1 이더넷 신호단자(C11)와 제2 이더넷 신호 라인(25) 사이의 연결 관계는 고정적으로 구성될 수도 있고, 제어신호에 따라 연결 여부가 결정되도록 구성될 수도 있다.
In this slot, the connection relationship between the first Ethernet signal terminal C11 and the second
상술한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것임은 물론이다.
It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and that various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention. to be.
11: 마스터 모듈 11-1: 백 플레인 마스터 콘트롤러
13: 슬레이브 모듈 13-1: 백 플레인 슬레이브 콘트롤러
15: 병렬 버스 기반의 백 플레인
15-1: 전원부 15-3: 전원 라인
15-4: 버스 제어신호 라인 15-5: 병렬 버스신호 라인
20A, 20B: 이더넷 기반의 백 플레인
21: 전원부 22: 전원 라인
23: 제어신호 라인
24-1,24-2,24-3: 제1 이더넷 신호 라인
25: 제2 이더넷 신호 라인 26-1, 26-2: 경로선택부
30, 31~33: PLC 모듈 31: 전원 입력부
32: 제어신호 입력부 33: 제1 이더넷 신호 입출력부
34: 바이패스 스위칭부 35: 제2 이더넷 신호 입출력부
36: 이더넷 드라이버
C11,C21,C31,C41: 제1 이더넷 신호단자
C12,C22,C32,C42: 제2 이더넷 신호단자
C13,C23,C33,C43: 제어신호 단자
C14,C24,C34,C44: 전원 단자11: Master module 11-1: Backplane master controller
13: Slave module 13-1: Backplane slave controller
15: Backplane based on parallel bus
15-1: Power supply unit 15-3: Power supply line
15-4: Bus control signal line 15-5: Parallel bus signal line
20A, 20B: Ethernet based backplane
21: power supply unit 22: power supply line
23: control signal line
24-1, 24-2, 24-3: first Ethernet signal line
25: second Ethernet signal lines 26-1 and 26-2:
30, 31 to 33: PLC module 31: power input part
32: control signal input unit 33: first Ethernet signal input /
34: Bypass switching unit 35: Second Ethernet signal input /
36: Ethernet driver
C11, C21, C31, C41: first Ethernet signal terminal
C12, C22, C32, C42: second Ethernet signal terminal
C13, C23, C33, C43: Control signal terminal
C14, C24, C34, C44: Power terminal
Claims (4)
상기 복수개의 슬롯 각각에, 전원라인이 연결되는 전원단자, 제어신호라인이 연결되는 제어신호단자, 슬롯 간의 이더넷 신호 전달을 위한 제 1 이더넷신호단자와 제 2 이더넷신호단자를 구비하고,
어느 하나의 슬롯의 제 2 이더넷 신호단자와 다음 슬롯의 제 1 이더넷 신호단자를 연결하는 제 1 이더넷 신호라인을 포함하고,
상기 제 1 이더넷 신호라인을 통해서 백 플레인에 구성되고 있는 복수개의 슬롯이 직렬 연결되도록 구성하고,
전원부의 전원은 복수개의 슬롯에 구비되고 있는 전원단자를 경유하는 하나의 전원라인을 통해서 모든 PLC 모듈로 공급되고,
제어신호는 복수개의 슬롯에 구비되고 있는 제어신호단자를 경유하는 하나의 제어신호라인을 통해서 모든 PLC 모듈로 공급되고,
복수개의 슬롯 각각에는 제 2 이더넷 신호라인에 대응하는 단자가 더 포함되고,
상기 제 1 이더넷 신호라인과 제 2 이더넷 신호라인 중 어느 하나에 선택적으로 연결을 행하는 경로선택부를 포함하는 이더넷 기반의 PLC 백 플레인.
A plurality of slots for mounting the PLC module are formed on the back plane,
A plurality of slots each having a power terminal connected to a power supply line, a control signal terminal connected to a control signal line, a first Ethernet signal terminal for transmitting an Ethernet signal between slots, and a second Ethernet signal terminal,
And a first Ethernet signal line connecting a second Ethernet signal terminal of one of the slots to a first Ethernet signal terminal of the next slot,
A plurality of slots formed in the back plane through the first Ethernet signal line are connected in series,
The power supply of the power supply unit is supplied to all of the PLC modules through one power supply line passing through a power supply terminal provided in a plurality of slots,
The control signal is supplied to all of the PLC modules through one control signal line passing through the control signal terminals provided in the plurality of slots,
Each of the plurality of slots further includes a terminal corresponding to the second Ethernet signal line,
And a path selector for selectively connecting the first Ethernet signal line and the second Ethernet signal line to the first Ethernet signal line and the second Ethernet signal line.
상기 경로선택부는 제어신호에 기초하여 임의의 슬롯의 제 2 이더넷 신호단자를 다음 슬롯의 제 1 이더넷 신호단자로 연결하거나,
임의의 슬롯의 제 2 이더넷 신호단자를 제 2 이더넷 신호라인으로 연결하는 이더넷 기반의 PLC 백 플레인.
The method according to claim 1,
Wherein the path selector connects the second Ethernet signal terminal of the arbitrary slot to the first Ethernet signal terminal of the next slot based on the control signal,
An Ethernet based PLC backplane connecting a second Ethernet signal terminal of a given slot to a second Ethernet signal line.
전원을 입력 받는 전원 입력부;
제어신호를 입력 받는 제어신호 입력부;
이더넷 신호를 입출력 하는 2개의 이더넷 신호 입출력부;
상기 이더넷 신호 입출력부 사이에서 이더넷 신호가 바이패스될 경로를 형성하는 바이패스 스위칭부; 및
상기 각 이더넷 신호 입출력부를 통한 이더넷 신호의 송신과 수신을 처리하고, 상기 바이패스 스위칭부를 제어하는 이더넷 드라이버를 포함하고,
상기 전원 입력부, 제어신호 입력부, 이더넷 신호 입출력부는 상기 청구항1 구성의 PLC 백 플레인에 구성된 복수개의 슬롯에 구비되고 있는 전원단자, 제어신호단자, 제1 이더넷 신호단자, 제 2 이더넷신호단자에 연결되는 이더넷 백 플레인 기반의 PLC 모듈.
A PLC (Programmable Logic Controller) module,
A power input unit receiving power;
A control signal input unit for receiving a control signal;
Two Ethernet signal input / output units for inputting / outputting an Ethernet signal;
A bypass switching unit for forming a path through which the Ethernet signal is bypassed between the Ethernet signal input / output units; And
And an Ethernet driver for processing transmission and reception of an Ethernet signal through each of the Ethernet signal input and output units and controlling the bypass switching unit,
The power input unit, the control signal input unit, and the Ethernet signal input / output unit are connected to a power terminal, a control signal terminal, a first Ethernet signal terminal, and a second Ethernet signal terminal provided in a plurality of slots of the PLC back plane of the first aspect Ethernet back plane based PLC module.
상기 이더넷 신호 입출력부는 MAC(Media Access Control) 계층에 입출력 되는 형태의 이더넷 신호를 입출력하는 것을 특징으로 하는 이더넷 백 플레인 기반의 PLC 모듈.The method of claim 3,
Wherein the Ethernet signal input / output unit inputs and outputs an Ethernet signal of a type input / output to and from a MAC (Media Access Control) layer.
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