KR101916469B1 - 이더넷 기반의 게이트웨이 장치 - Google Patents

이더넷 기반의 게이트웨이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이더넷 기반의 게이트웨이 장치에 관한 것으로, CAN 통신 프로토콜과 플렉스레이 통신 프로토콜 간의 메시지 전송을 이더넷 프로토콜 기반으로 수행함에 있어, 소정 시간 내에 2개의 CAN 메시지가 수신된 경우에 2개의 CAN 메시지를 하나의 이더넷 메시지(프레임)로 캡슐화함으로써, 이더넷 메시지의 전송 효율을 향상시킬 수 있는 이더넷 기반의 게이트웨이 장치를 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 CAN(Controller Area Network) 메시지를 수신하는 CAN 메시지 수신부; 상기 CAN 메시지 수신부가 수신한 CAN 메시지를 저장하는 제 1 수신 버퍼; CAN 메시지를 이더넷 메시지로 변환하는 CAN 메시지 변환부; 상기 제 1 수신 버퍼에 저장되어 있는 CAN 메시지를 이더넷 메시지로 변환하도록 상기 CAN 메시지 변환부를 제어하는 제어부; 상기 CAN 메시지 변환부가 변환한 이더넷 메시지를 저장하는 제 1 송신 버퍼; 및 상기 제 1 송신 버퍼에 저장되어 있는 이더넷 메시지를 이더넷으로 전송하는 이더넷 메시지 송신부를 포함한다.

Description

이더넷 기반의 게이트웨이 장치{GATEWAY APPARATUS BASED ON ETHERNET}
본 발명은 이더넷 기반의 게이트웨이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 CAN(Controller Area Network), 플렉스레이(FlexRay) 등과 같은 서로 다른 차량 통신 네트워크 간의 메시지 전송을 이더넷 기반으로 수행하는 기술에 관한 것이다.
현재, 차량의 통신 네트워크는 CAN 통신 프로토콜, FlexRay 통신 프로토콜 등 다양한 통신 프로토콜로 구성되어 있다.
CAN 통신은 차량 내에서 호스트 컴퓨터 없이 마이크로 컨트롤러나 장치들이 서로 통신하기 위해 설계된 표준 통신 규격이다. CAN 통신은 메시지 기반 프로토콜이며 최근에는 차량뿐만 아니라 산업용 자동화기기나 의료용 장비에서도 종종 사용되고 있다.
CAN 프로토콜(최대 1 Mbps)과 비교하여, FlexRay는 10Mbps의 빠른 통신 속도를 지원하고 사전에 송신 시간을 정의하는 방식이 사용되기 때문에 더욱 유연하고 안전하다고 할 수 있다. 'Optical Fiber'가 전송 매체(Physical Layer)로서 적당하나, 'Copper Line' 또한 가능하다. 최대 64개의 네트워크 노드가 연결될 수 있다.
최근 들어, 고속/대용량 네트워크에 대한 소비자의 요구가 증가함에 따라 이더넷(Ethernet) 프로토콜이 차세대 차량 네트워크 프로토콜로 주목받고 있다.
이에 따라 이더넷 프로토콜을 기반으로 하는 게이트웨이가 차량에 장착되는 경우, CAN 통신 프로토콜, FlexRay 통신 프로토콜 간의 효율적인 메시지 전송을 가능하게 하는 이더넷 기반의 게이트웨이가 요구된다.
상기와 같은 요구에 부응하기 위하여, 본 발명은 CAN 통신 프로토콜과 플렉스레이 통신 프로토콜 간의 메시지 전송을 이더넷 프로토콜 기반으로 수행함에 있어, 소정 시간 내에 2개의 CAN 메시지가 수신된 경우에 2개의 CAN 메시지를 하나의 이더넷 메시지(프레임)로 캡슐화함으로써, 이더넷 메시지의 전송 효율을 향상시킬 수 있는 이더넷 기반의 게이트웨이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, CAN(Controller Area Network) 메시지를 수신하는 CAN 메시지 수신부; 상기 CAN 메시지 수신부가 수신한 CAN 메시지를 저장하는 제 1 수신 버퍼; CAN 메시지를 이더넷 메시지로 변환하는 CAN 메시지 변환부; 상기 제 1 수신 버퍼에 저장되어 있는 CAN 메시지를 이더넷 메시지로 변환하도록 상기 CAN 메시지 변환부를 제어하는 제어부; 상기 CAN 메시지 변환부가 변환한 이더넷 메시지를 저장하는 제 1 송신 버퍼; 및 상기 제 1 송신 버퍼에 저장되어 있는 이더넷 메시지를 이더넷으로 전송하는 이더넷 메시지 송신부를 포함한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는, 이더넷 메시지를 수신하는 이더넷 메시지 수신부; 상기 이더넷 메시지 수신부가 수신한 이더넷 메시지를 저장하는 제 2 수신 버퍼; 이더넷 메시지를 플렉스레이(FlexRay) 메시지로 변환하는 이더넷 메시지 변환부; 상기 제 2 수신 버퍼에 저장되어 있는 이더넷 메시지를 FlexRay 메시지로 변환하도록 상기 이더넷 메시지 변환부를 제어하는 제어부; 상기 이더넷 메시지 변환부가 변환한 FlexRay 메시지를 저장하는 제 2 송신 버퍼; 및 상기 제 2 송신 버퍼에 저장되어 있는 FlexRay 메시지를 FlexRay 네트워크로 전송하는 FlexRay 메시지 송신부를 포함한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 장치는, CAN(Controller Area Network) 메시지를 수신하는 CAN 메시지 수신부; 상기 CAN 메시지 수신부가 수신한 CAN 메시지를 저장하는 제 1 수신 버퍼; CAN 메시지를 이더넷 메시지로 변환하는 CAN 메시지 변환부; 상기 제 1 수신 버퍼에 저장되어 있는 CAN 메시지를 이더넷 메시지로 변환하도록 상기 CAN 메시지 변환부를 제어하는 제 1 제어부; 상기 CAN 메시지 변환부가 변환한 이더넷 메시지를 저장하는 제 1 송신 버퍼; 및 상기 제 1 송신 버퍼에 저장되어 있는 이더넷 메시지를 이더넷으로 전송하는 이더넷 메시지 송신부를 구비한 제 1 게이트웨이; 및
상기 제 1 게이트웨이로부터 이더넷 메시지를 수신하는 이더넷 메시지 수신부; 상기 이더넷 메시지 수신부가 수신한 이더넷 메시지를 저장하는 제 2 수신 버퍼; 이더넷 메시지를 플렉스레이(FlexRay) 메시지로 변환하는 이더넷 메시지 변환부; 상기 제 2 수신 버퍼에 저장되어 있는 이더넷 메시지를 FlexRay 메시지로 변환하도록 상기 이더넷 메시지 변환부를 제어하는 제 2 제어부; 상기 이더넷 메시지 변환부가 변환한 FlexRay 메시지를 저장하는 제 2 송신 버퍼; 및 상기 제 2 송신 버퍼에 저장되어 있는 FlexRay 메시지를 FlexRay 네트워크로 전송하는 FlexRay 메시지 송신부를 구비한 제 2 게이트웨이를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, CAN 통신 프로토콜과 플렉스레이 통신 프로토콜 간의 메시지 전송을 이더넷 프로토콜 기반으로 수행함에 있어, 소정 시간 내에 2개의 CAN 메시지가 수신된 경우에 2개의 CAN 메시지를 하나의 이더넷 메시지(프레임)로 캡슐화함으로써, 이더넷 메시지의 전송 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 차량 네트워크 환경에 대한 일예시도,
도 2 는 본 발명에 따른 이더넷 기반의 게이트웨이 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 이더넷 기반의 게이트웨이 장치에 대한 다른 실시예 구성도,
도 4 는 본 발명에 따른 이더넷 기반의 게이트웨이 장치에서 CAN 메시지를 FlexRay 네트워크로 전송하는 과정에 대한 일예시도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 차량 네트워크 환경에 대한 일예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 차량 네트워크 환경은, CAN(10), 제 1 게이트웨이(20), 제 2 게이트웨이(30), 이더넷(40), 및 FlexRay 네트워크(50)를 포함한다.
제 1 게이트웨이(20)는 CAN(10)으로부터 수신한 CAN 메시지를 이더넷 메시지로 변환하여 제 2 게이트웨이(30) 또는 이더넷 단말(도면에는 도시되어 있지 않음)로 전송한다.
특히, 제 1 게이트웨이(20)는 FlexRay 네트워크(20)로 전송되는 CAN 메시지가 소정 시간(일예로, 1ms) 내에 2개 수신되는 경우, 즉 CAN 메시지의 특성에 따라 2개의 CAN 메시지가 1개의 FlexRay 메시지와 매핑(mapping) 되는 경우, 2개의 CAN 메시지를 1개의 이더넷 메시지로 변환(캡슐화)한다.
이렇게 2개의 CAN 메시지를 1개의 이더넷 메시지(프레임)로 변환함으로써, 이더넷 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있다.
제 2 게이트웨이(30)는 이더넷 단말 또는 제 1 게이트웨이(20)로부터 수신한 이더넷 메시지를 FlexRay 메시지로 변환하여 FlexRay 네트워크(20)로 전송한다. 이때, 제 2 게이트웨이(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 FlexRay 메시지의 전송 주기에 맞춰 전송한다.
상술한 제 1 게이트웨이(20) 및 제 2 게이트웨이(30)는 각각 라우팅 테이블을 구비하고 있다.
도 2 는 본 발명에 따른 이더넷 기반의 게이트웨이 장치에 대한 일실시예 구성도로서, CAN(10)으로부터 수신한 CAN 메시지를 이더넷(40)을 통해 FlexRay 네트워크(50)로 전송하는 경우에 대해서 설명하지만, 그 반대의 경우는 역관계에 있으므로 그 상세 설명을 생략한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이더넷 기반의 게이트웨이 장치는, CAN 메시지 수신부(21), 제 1 수신 버퍼(22), 제어부(23), CAN 메시지 변환부(24), 제 1 송신 버퍼(25), 및 이더넷 메시지 송신부(26)를 구비한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 CAN 메시지 수신부(21)는 CAN(10)으로부터 CAN 메시지를 수신한다.
제 1 수신 버퍼(22)는 CAN 메시지 수신부(21)가 수신한 CAN 메시지를 저장한다.
제어부(23)는 제 1 수신 버퍼(22)에 저장되어 있는 CAN 메시지를 이더넷 메시지로 변환(캡슐화)하도록 CAN 메시지 변환부(24)를 제어한다.
특히, 제어부(23)는 도 4에 도시된 바와 같이, 소정 시간 주기로 제 1 수신 버퍼(22)를 체크하여 2개의 CAN 메시지가 수신된 경우, 2개의 CAN 메시지를 하나의 이더넷 메시지로 변환하도록 CAN 메시지 변환부(24)를 제어한다.
CAN 메시지 변환부(24)는 제어부(23)의 제어에 따라 CAN 메시지를 이더넷 메시지로 변환한다.
제 1 송신 버퍼(25)는 CAN 메시지 변환부(24)에서 변환된 이더넷 메시지를 저장한다.
이더넷 메시지 송신부(26)는 제 1 송신 버퍼(25)에 저장되어 있는 이더넷 메시지를 이더넷(40)으로 전송한다. 이렇게 전송된 이더넷 메시지는 제 2 게이트웨이(30)를 통해 RlexRay 네트워크(50)로 전송된다.
도 3 은 본 발명에 따른 이더넷 기반의 게이트웨이 장치에 대한 다른 실시예 구성도로서, CAN(10)으로부터 수신한 CAN 메시지를 이더넷(40)을 통해 FlexRay 네트워크(50)로 전송하는 경우에 대해서 설명하지만, 그 반대의 경우는 역관계에 있으므로 그 상세 설명을 생략한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이더넷 기반의 게이트웨이 장치는, 이더넷 메시지 수신부(31), 제 2 수신 버퍼(32), 제어부(33), 이더넷 메시지 변환부(34), 제 2 송신 버퍼(35), 및 FlexRay 메시지 송신부(36)를 포함한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 이더넷 메시지 수신부(31)는 이더넷을 통해 제 1 게이트웨이(20)로부터 이더넷 메시지를 수신한다.
제 2 수신 버퍼(32)는 이더넷 메시지 수신부(31)가 수신한 이더넷 메시지를 저장한다.
제어부(33)는 제 2 수신 버퍼(32)에 저장되어 있는 이더넷 메시지를 FlexRay 메시지로 변환하도록 이더넷 메시지 변환부(34)를 제어한다.
이더넷 메시지 변환부(34)는 제어부(33)의 제어에 따라 이더넷 메시지를 FlexRay 메시지로 변환한다.
제 2 송신 버퍼(35)는 이더넷 메시지 변환부(34)에서 변환된 FlexRay 메시지를 저장한다.
FlexRay 메시지 송신부(36)는 제 2 송신 버퍼(35)에 저장되어 있는 FlexRay 메시지를 FlexRay 네트워크(50)로 전송한다. 이때, FlexRay 메시지 송신부(36)는 FlexRay 메시지의 전송주기에 맞춰 전송한다.
본 발명은 이더넷 기반의 게이트웨이에서 CAN 메시지의 전송 효율을 향상시키기 위한 기술로서, 메시지의 변환 과정은 주지 관용의 기술을 이용한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
21 : CAN 메시지 수신부 22 : 제 1 수신 버퍼
23 : 제어부 24 : CAN 메시지 변환부
25 : 제 1 송신 버퍼 26 : 이더넷 메시지 송신부

Claims (6)

  1. CAN(Controller Area Network) 메시지를 수신하는 CAN 메시지 수신부;
    상기 CAN 메시지 수신부가 수신한 CAN 메시지를 저장하는 제 1 수신 버퍼;
    CAN 메시지를 이더넷 메시지로 변환하는 CAN 메시지 변환부;
    상기 제 1 수신 버퍼에 저장되어 있는 CAN 메시지를 이더넷 메시지로 변환하도록 상기 CAN 메시지 변환부를 제어하는 제어부;
    상기 CAN 메시지 변환부가 변환한 이더넷 메시지를 저장하는 제 1 송신 버퍼; 및
    상기 제 1 송신 버퍼에 저장되어 있는 이더넷 메시지를 이더넷으로 전송하는 이더넷 메시지 송신부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    소정 시간 주기로 상기 제 1 수신 버퍼를 체크하여 2개의 CAN 메시지가 수신된 경우, 2개의 CAN 메시지를 하나의 이더넷 메시지로 변환하도록 상기 CAN 메시지 변환부를 제어하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 게이트웨이 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. CAN(Controller Area Network) 메시지를 수신하는 CAN 메시지 수신부; 상기 CAN 메시지 수신부가 수신한 CAN 메시지를 저장하는 제 1 수신 버퍼; CAN 메시지를 이더넷 메시지로 변환하는 CAN 메시지 변환부; 상기 제 1 수신 버퍼에 저장되어 있는 CAN 메시지를 이더넷 메시지로 변환하도록 상기 CAN 메시지 변환부를 제어하는 제 1 제어부; 상기 CAN 메시지 변환부가 변환한 이더넷 메시지를 저장하는 제 1 송신 버퍼; 및 상기 제 1 송신 버퍼에 저장되어 있는 이더넷 메시지를 이더넷으로 전송하는 이더넷 메시지 송신부를 구비한 제 1 게이트웨이; 및
    상기 제 1 게이트웨이로부터 이더넷 메시지를 수신하는 이더넷 메시지 수신부; 상기 이더넷 메시지 수신부가 수신한 이더넷 메시지를 저장하는 제 2 수신 버퍼; 이더넷 메시지를 플렉스레이(FlexRay) 메시지로 변환하는 이더넷 메시지 변환부; 상기 제 2 수신 버퍼에 저장되어 있는 이더넷 메시지를 FlexRay 메시지로 변환하도록 상기 이더넷 메시지 변환부를 제어하는 제 2 제어부; 상기 이더넷 메시지 변환부가 변환한 FlexRay 메시지를 저장하는 제 2 송신 버퍼; 및 상기 제 2 송신 버퍼에 저장되어 있는 FlexRay 메시지를 FlexRay 네트워크로 전송하는 FlexRay 메시지 송신부를 구비한 제 2 게이트웨이를 포함하되,
    상기 제 1 게이트웨이는,
    소정 시간 주기로 상기 제 1 수신 버퍼를 체크하여 2개의 CAN 메시지가 수신된 경우, 2개의 CAN 메시지를 하나의 이더넷 메시지로 변환하도록 상기 CAN 메시지 변환부를 제어하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반의 게이트웨이 장치.
  6. 삭제
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