KR102048639B1 - 버스의 연결 장애를 감지하여 보완하는 방법과 그 방법을 위한 기기 - Google Patents

버스의 연결 장애를 감지하여 보완하는 방법과 그 방법을 위한 기기 Download PDF

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Abstract

버스의 연결장애를 감지하여 보완하는 본 방법은, 마스터(master) 통신모듈과 복수의 슬레이브(slave) 통신모듈들이 서로 공유하여 연결되어 있는 버스에 대하여 그 버스종단 부하를 반영하는 특정 신호를 검출하는 단계와, 상기 검출하는 특정 신호가, 상기 버스에 대해 최초 설정된 부하보다 상기 버스종단 부하가 증가한 것임을 나타내면 상기 버스에 단절이 있는 것으로 판별하는 단계와, 상기 판별된 단절에 의해 구분되는 상기 버스의 양 구간 중 적어도 한 쪽 구간에 대해서는, 해당 구간에서의 전송속도를 낮추거나 또는 해당 구간에서 단절에 의해 개방된 일 측을 내부 저항을 통해 종단시킴으로써 해당 구간을 보완하는 3단계를 포함하여 이루어진다.

Description

버스의 연결 장애를 감지하여 보완하는 방법과 그 방법을 위한 기기 {Method for detecting and complementing connection failure of a bus and device for said method}
본 발명은, 복수의 노드(node)들이 통신을 위해 서로 공유하여 연결되는 버스에 단선 또는 접속 불량과 같은 물리적인 연결장애가 발생한 것을 감지하여 처리하는 방법과 그 방법을 위한 기기에 관한 것이다.
사람의 생활을 편리하게 하는 수 많은 종류의 복잡한 장치들, 예를 들어, 통신기기, 차량, 의료 기기 등은, 많은 부품들 간에 정보를 실시간으로 교환함으로써 다양하고 편리한 기능 및 우수한 성능 등을 제공하고 있다. 그리고, 이러한 부품들 간의 정보 교환은 배선이나 조립의 편의성을 위해 부품들이 서로 공통적으로 연결되는 데이터 버스를 통해 이루어지게 한다.
그런데, 개별의 버스 통신모듈들( 이들은, 버스 상에서 각기 노드를 형성하며 일반적으로 개개의 전기적 부품에 부속되어 있다. )이 공유되는 버스를 통해 서로 통신하는 데이터 속도가 매우 높아지면, 그 데이터의 신호는, 버스를 구성하는 신호선들의 양 끝단에서의 반사파의 영향을 크게 받게 된다. 즉, 반사된 신호가 원래의 신호와 간섭함으로써 송수신 신호의 품질이 나빠지게 된다. 이 때문에, 통상적으로 신호선들의 양 끝단에는 신호선 간에 저항을 삽입시킴으로써 이러한 반사파의 성분이 제거되도록 한다. 이러한 용도로 삽입되는 저항을 '종단 저항'이라고 하고, 버스의 신호선 끝단에 종단 저항을 삽입시켜 폐로(閉路)가 되게 하는 것을 본 명세서에서는 '폐종단'이라 칭한다.
그런데, 공유되는 데이터 버스를 통해 노드들이 서로 통신하는 버스 시스템은, 고정되어 운용되는 장치 뿐만 아니라 이동되는 장치, 예를 들어 차량 등에도 장착될 수 있는데, 이런 환경하에서는 장착된 버스 시스템에 진동이나 충격이 지속적으로 가해질 수 있고, 이런 외력으로 인해 버스의 신호선이 물리적으로 끊어지거나 또는 폐종단에서의 접점불량이 발생할 수 있다. 이런 상태가 되면, 반사파 성분이 제거되지 않아 통신품질이 나빠진다.
따라서, 데이터 버스의 성능을 유지시키기 위해서는, 버스의 폐종단 상태가 정상적인 지를 확인하고 그 확인에 따른 적절한 조치가 필요하다.
본 발명은, 데이터 버스에서의 물리적인 연결장애를 감지할 수 있는 방법과 그 방법을 위한 기기를 제공하는데 일 목적이 있는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 데이터 버스에서 발생되는 물리적인 연결장애를 보완하여 버스를 통해 송수신되는 신호의 품질을 적정하게 유지시킬 수 있는 방법과 그 방법을 위한 기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 노드들 간의 케이블 연결만으로써 구성되는 버스에 대해서, 그 버스에 연결된 노드들의 물리적인 연결 순서를 자동으로 파악할 수 있는 방법과 그 방법을 위한 기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 명시적으로 서술된 목적에 국한되는 것은 아니며, 본 발명에 대한 구체적이고 예시적인 하기의 설명에서 도출될 수 있는 효과를 달성하는 것을 그 목적에 당연히 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른, 버스의 연결장애를 감지하여 보완하는 일 방법은, 마스터(master) 통신모듈과 복수의 슬레이브(slave) 통신모듈들이 서로 공유하여 연결되어 있는 상기 버스에 대하여 그 버스종단 부하를 반영하는 특정 신호를 검출하는 1단계와, 상기 검출하는 특정 신호가, 상기 버스에 대해 최초 설정된 부하보다 상기 버스종단 부하가 증가한 것임을 나타내면 상기 버스에 단절이 있는 것으로 판별하는 2단계와, 상기 판별된 단절에 의해 구분되는 상기 버스의 양 구간 중 적어도 한 쪽 구간에 대해서는 해당 구간을 보완하는 3단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 3단계는, 상기 한 쪽 구간을 통해 전송하는 신호의 속도를 감소시키는 것이다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 상기 3단계는, 상기 한 쪽 구간에 연결되어 있는 슬레이브 통신모듈들 중에서, 상기 판별된 단절이 있는 지점과 최근접된 전기적 연결을 형성하고 있는 포트를 구비하고 있는 임의의 슬레이브 통신모듈의 내부 저항으로써 상기 한쪽 구간을 종단시키는 것이다. 본 실시예는, 상기 마스터 통신모듈과 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들의 각각에는 듀얼(dual) 포트가 구비되어 있고, 상기 버스는, 서로 다른 통신모듈 간에 포트를 전기적 연결하는 방식으로 상기 마스터 통신모듈과 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들을 연결함으로써 체인형태로 구성된 듀얼 포트 기반의 체인형 버스에도 적용될 수 있으며, 이 경우, 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들이, 하나의 슬레이브 통신모듈의 상기 듀얼 포트 중 내부 저항으로써 상기 버스를 종단시킬 수 있는 회로부가 구비된 포트를, 다른 하나의 슬레이브 통신모듈의 상기 회로부가 구비되지 않은 포트와 연결시키는 규칙에 따라 서로 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 상기 3단계는, 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들 중에서, 현재 상기 버스에 데이터를 싣고 있지 않는 불통의 통신모듈을 확인하는 3-1단계와, 설정된 연결순서 정보에 근거하여, 적어도 하나의 상기 불통의 통신모듈에 바로 앞선 순서에 해당하는 슬레이브 통신모듈을 찾고, 그 찾은 슬레이브 통신모듈을 상기 임의의 슬레이브 통신모듈로 특정하는 3-2단계를 포함하여 이루어질 수 있으며, 이 경우, 상기 3-1단계는, 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들에 대하여 응답을 요구하는 방송 메시지를 송신하고, 그 방송 메시지에 대한 응답이 수신되지 않는 슬레이브 통신모듈을 상기 불통의 통신모듈로 확인할 수도 있다. 그리고, 상기 연결순서 정보는, 상기 마스터 통신모듈을 기준으로 한 연결 상의 근접된 순서를 나타내는 순번이 적어도 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들의 각각에 대해 지정되어 있는 정보일 수 있다.
듀얼 포트 기반의 체인형 버스에 대해서 임의의 슬레이브 통신모듈의 내부 저항으로써 상기 한쪽 구간을 종단시키는 상기 실시예에서는, 상기 방법이, 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들의 각각에 대하여, 해당 통신모듈의 내부에서 상기 버스를 단절시키도록 한 다음 상기 버스에 의해 통신가능한 슬레이브 통신모듈의 수를 확인하는 과정을 수행하고, 그 확인된 수들에 근거하여 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들의 각각에 대하여, 상기 마스터 통신모듈을 기준으로 한 연결 상의 근접된 순서를 나타내도록 상기 연결순서 정보를 구성하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수도 있으며, 이 구성하는 단계는, 상기 1단계 이전에 상기 마스터 통신모듈에 의해 수행되고, 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들의 각각에 대하여, 상기 듀얼 포트에서 개별적으로 상기 버스가 단절되게 한 다음, 버스 단절에 따른 통신가능한 슬레이브 통신모듈의 수를 포트별로 구분하여 추가로 확인함으로써, 각 슬레이브 통신모듈에서의 상기 듀얼 포트에 대한 상기 마스터 통신모듈을 기준으로 한 연결 상의 전후 순서를 나타내는 플래그도 상기 연결순서 정보에 함께 지정할 수도 있다.
또한, 듀얼 포트 기반의 체인형 버스에 대해서 임의의 슬레이브 통신모듈의 내부 저항으로써 상기 한쪽 구간을 종단시키는 상기 실시예에서는, 상기 방법이, 상기 버스의 특정선(線)을 특정 전압으로 구동시킴과 함께, 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들의 각각에 대하여, 해당 통신모듈의 내부에서 상기 특정선을 단절시키도록 한 다음, 상기 특정선에서 각 슬레이브 통신모듈이 검출한 값을 확인하는 과정을 수행하고, 그 확인된 값들에 근거하여 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들의 각각에 대하여, 상기 마스터 통신모듈을 기준으로 한 연결 상의 근접된 순서를 나타내도록 상기 연결순서 정보를 구성하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있으며, 이 구성하는 단계는, 상기 1단계 이전에 상기 마스터 통신모듈에 의해 수행되고, 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들 중 어느 하나로부터 수신된 상기 특정선 상의 단절 지점의 전과 후에서 검출한 한 쌍의 값에서 어느 하나만이 상기 특정 전압에 해당하면, 그 어느 하나의 값이 검출된 상기 단절 지점의 전이나 후에 대응되는, 상기 어느 하나의 슬레이브 통신모듈의 포트를 상기 마스터 통신모듈을 기준으로 한 연결 순서 상 다른 포트에 앞선 것임을 나타내는 플래그도 상기 연결순서 정보에 함께 지정할 수도 있다.
상기의 실시예에 따라 상기 마스터 통신모듈이 상기 연결순서 정보를 구성하는 경우에는, 상기 3단계가, 상기 연결순서 정보에서, 상기 임의의 슬레이브 모듈의 상기 듀얼 포트에 대해 각기 지정된 상기 플래그를 참조하여, 상기 마스터 통신모듈을 기준으로 한 연결 순서 상 후 순서의 포트를 특정하고, 상기 임의의 슬레이브 통신모듈의 상기 특정한 포트에서 내부 저항으로써 상기 한 쪽 구간이 종단되게 하고, 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들 각각은, 상기 듀얼 포트를 개별적으로 내부 저항으로써 종단시킬 수 있는 회로부를 구비하고 있으며, 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들은, 하나의 슬레이브 통신모듈의 상기 듀얼 포트 중 하나를 다른 하나의 슬레이브 통신모듈의 상기 듀얼 포트 중 임의로 선택한 포트와 연결시키는 방식에 따라 서로 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
또한, 듀얼 포트 기반의 체인형 버스에 대해서 임의의 슬레이브 통신모듈의 내부 저항으로써 상기 한쪽 구간을 종단시키는 상기 실시예에서는, 상기 방법은, 상기 마스터 모듈의 상기 듀얼 포트의 각각에 대해서, 해당 포트와 연결된 버스 구간 상에 연결된 슬레이브 통신모듈을 식별함으로써, 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들에 대하여, 상기 마스터 모듈의 각 포트별로 구분하여 연결 상의 근접된 순서를 나타내도록 상기 연결순서 정보를 구성하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수도 있으며, 이 구성하는 단계 역시, 상기 1단계 이전에 상기 마스터 통신모듈에 의해 수행된다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 듀얼 포트 기반의 체인형 버스에 적용하는 경우에, 상기 방법이, 상기 마스터 통신모듈과 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들 중에서, 상기 버스의 양 단에 연결되어 있는 한 쌍의 통신모듈의 각각에 대하여, 상기 듀얼 포트 중 타 통신모듈과 전기적 연결이 없는 포트에서는 내부 저항으로써 상기 버스가 종단되게 하는, 상기 1단계 이전에 수행되는 단계를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 마스터 통신모듈이, 상기 버스의 양 끝단 중 어느 한 측에 연결되어 있고, 상기 양 끝단의 다른 한 측에는, 상기 마스터 통신모듈을 기능적으로 백업(backup)하는 백업 통신모듈이 연결될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 방법이, 상기 백업 통신모듈이, 상기 양 구간 중 상기 한 쪽 구간이 아닌 다른 쪽 구간에 대한 버스종단 부하가 상기 최초 설정된 부하보다 증가한 것임을 확인하고, 상기 다른 쪽 구간을 보완하는 4단계를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 특정 신호가, 상기 복수의 버스 통신모듈들 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 버스에 실리는 신호의 실효치(RMS)이거나 또는 직류 성분일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따른, 연결된 버스를 통해 데이터를 송수신하는 기기는, 내부 접속선을 통해 서로 간에 전기적으로 연결되며, 또한 상기 버스를 구성하는 신호선이 외부로부터 각기 연결되는 듀얼 포트와, 상기 내부 접속선에 실리는 신호를 검출하도록 구성된 수신단과, 인가되는 데이터를 상기 버스에 적합한 신호 형태로 변환하여 상기 내부 접속선으로 송신하도록 구성된 송신단을 포함하여 구성된 송수신부와, 상기 내부 접속선에 실리는 신호의 레벨을 검출하도록 구성된 레벨 검출부와, 상기 검출되는 레벨에 근거하여 상기 버스 상에 단절이 있는 것으로 판별하고, 그 판별된 단절에 의해 구분되는 상기 버스의 양 구간 중 적어도 한 쪽 구간에 대해서는 해당 구간을 보완하는 동작을 수행하도록 구성된 컨트롤러를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 기기는, 상기 내부 접속선에서 상기 송수신부와 신호 연결되는 지점을 기준으로 그 양 측에, 내부 저항을 통해 상기 내부 접속선을 선택적으로 단락시킬 수 있는 회로부를 각각 더 구비하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 컨트롤러가, 상기 기기와 동일한 방식으로 상기 버스에 연결되어 있는 복수의 통신모듈들의 각각에 대하여, 상기 버스를 내부에서 단절시키도록 한 다음, 상기 버스에 의해 통신가능한 통신모듈의 수를 확인하고, 상기 복수의 통신모듈들의 각각에 대해 상기 확인된 수에 근거하여, 상기 복수의 통신모듈들에 대한 연결 순서 상의 상기 기기로부터의 원근을 나타내는 정보를 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 상기 컨트롤러가, 상기 버스의 특정선을 특정 전압으로 구동시킴과 함께, 상기 복수의 통신모듈들의 각각에 대하여, 해당 통신모듈의 내부에서 상기 특정선을 단절시키도록 한 다음, 상기 특정선에서 각 슬레이브 통신모듈이 검출한 값을 확인하는 과정을 수행하고, 그 확인된 값들에 근거하여, 상기 복수의 통신모듈들의 대한 연결 순서 상의 상기 기기로부터의 원근을 나타내는 정보를 구성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따른, 복수의 통신모듈들이 포트를 통해 공유하는 버스에 서로 연결됨으로써 구축된 버스 시스템은, 상기 복수의 통신모듈들의 각각의 적어도 하나의 포트에는, 내부 저항을 통해 그 포트를 선택적으로 단락시킬 수 있는 회로부를 구비하고 있다. 그리고, 상기 복수의 통신모듈들 중 적어도 일부는, 상기 복수의 통신모듈들 중 특정의 통신모듈로부터의 명령이 수신되면, 자신에게 구비된 상기 회로부를 통해 해당 포트에 연결된 버스를 상기 내부 저항으로써 단락시킬 수 있도록 구성되어 있고, 상기 특정의 통신모듈은, 상기 버스의 현재의 버스종단 부하가 최초 설정된 값보다 증가한 경우에, 상기 일부의 통신모듈들에서 하나를 특정하고 그 특정된 하나의 통신모듈로 상기 명령을 송신하도록 구성되어 있다.
전술한 본 발명 또는, 하기에서 첨부된 도면과 함께 상세히 설명되는 본 발명의 적어도 일 실시예에 따른, 버스의 연결장애를 감지하여 보완하는 방법은, 장치를 구성하는 부품들 간의 데이터 통신로를 제공하는 버스의 폐종단 상태의 이상을 감지하여 보완함으로써 그 장애로 인해 데이터의 전송오류 가능성이 높아지지 않도록 한다. 그리고, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 버스의 연결장애에도 불구하고 장애 발생 전에 제공하는 신호 품질을 그대로 유지할 수 있다.
따라서, 본 발명은 노들들이 통신을 위해 공유하는 데이터 버스에 대해서 물리적인 연결 장애에 대한 관용성(tolerance)을 크게 향상시킨다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 노드를 구성하는 부품들 간의 신호선 연결 만으로써 데이터 버스가 구축되게 함으로써 버스의 구축이 매우 편리하고 용이하게 이루어지게 하며, 이와 같이 구축되는 버스의 연결장애에 대해서도 자동적으로 보완하게 된다. 따라서, 본 발명의 일부 실시예들은, 장치에 탑재되는 버스 시스템에 대한 배선이나 조립 등에 편의성과 버스의 안정성을 동시에 향상시킨다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 버스의 물리적인 연결장애를 감지하여 보완하는 방법이 적용되는, 복수의 버스 통신모듈들이 직렬 버스로 연결된 버스 시스템의 일 예이고,
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 체인형태의 버스와 그 버스의 물리적인 연결장애를 감지하여 보완하는 방법이 적용되는 버스 시스템의 다른 예를 도시한 것이고,
도 3은, 도 2의 버스 시스템에 연결되는 각각의 버스 통신모듈에 구비되는, 버스를 구성하는 각 버스 세그멘트(segment)와 연결되는 듀얼 포트(dual port)의 내부 회로 패턴을 예시한 것이고,
도 4a 및 4b는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 2의 버스 시스템에 연결되는 마스터 버스 통신모듈과 슬레이브 버스 통신모듈의 구성을 각기 예시한 것이고,
도 5a 및 5b는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 2에 예시된 바와 같은 체인형태로 구성되는 버스의 연결장애를 감지하는 방법을 예시적으로 설명하기 위한 도면이고,
도 6a는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 버스 통신모듈 내부에서, 도 2의 체인형태의 버스를 단절시킬 수 있는 선택적 종단부에 대하여 그 구성과 포트와의 연결관계를 예시한 것이고,
도 6b는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 버스 통신모듈 내부에서 도 1의 직렬 버스를 저항으로 종단시킬 수 있는 선택적 종단부에 대하여 그 구성과 포트와의 연결관계를 예시한 것이고,
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 서로 다른 버스 통신모듈 간의 포트 연결이 지정된 규칙에 따라 이루어짐으로써 버스 시스템이 구축된 일 예이고,
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 마스터 버스 통신모듈을 기준으로 한 각 슬레이브 버스 통신모듈의 연결 순서를 나타내는 원근 정보의 구성에 대한 일 예이고,
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 7에 예시된 버스 시스템에서 버스의 연결장애가 발생하였을 때 그 장애를 처리하여 버스를 보완하는 방법을 도식적으로 설명하는 도면이고,
도 10은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 마스터 버스 통신모듈을 기준으로 한 슬레이브 버스 통신모듈들의 연결 순서를 자동으로 파악하여 원근 정보가 구성되는 것을 보여주는 일 예이고,
도 11은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 서로 다른 버스 통신모듈 간에 지정된 규칙에 따라 포트 연결될 때, 마스터 모듈이 버스 상의 임의 위치에 연결됨으로써 버스 시스템이 구축된 것에 대한 예이고,
도 12a 및 12b는, 도 11에 예시된 바와 같이 구축된 버스 시스템에 대해서, 본 발명의 실시예들에 따라 원근 정보가 각기 다른 방식으로 구성된 예들이고,
도 13은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 버스 통신모듈 내부에서, 도 2의 체인형태의 버스를 단절시킬 수 있는 선택적 종단부가 각 포트별로 구비되는 것을 예시한 것이고,
도 14는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 서로 다른 버스 통신모듈 간에 아무런 규칙없이 임의적으로 포트 연결됨으로써 버스 시스템이 구축될 수 있는 것을 보여주는 예이고,
도 15는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 마스터 버스 통신모듈을 기준으로 한 슬레이브 버스 통신모듈들의 연결 순서와 각 통신모듈에서의 듀얼 포트의 연결 순서를 각기 나타내는 원근 정보를 도 14에 예시된 버스 시스템에 대해서 구성한 일 예이고,
도 16은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라, 마스터 버스 통신모듈을 기준으로 한 슬레이브 버스 통신모듈들과 각 통신모듈에서의 듀얼 포트의 연결 순서를 자동으로 파악하여 원근 정보가 구성되는 것에 대한 일 예이고,
도 17a 및 17b는, 본 발명의 다른 실시예들에 따라, 버스에 추가된 보조선을 이용한 신호 검출 여부에 근거해, 마스터 버스 통신모듈을 기준으로 한 슬레이브 버스 통신모듈들의 연결 순서, 또는 각 통신모듈에서의 듀얼 포트의 연결 순서를 나타내는 원근 정보를 구축할 수 있게 하는 슬레이브 버스 통신모듈의 포트 처리부의 구성을 각기 예시한 것이고,
도 18은, 도 17b에 예시된 실시예를 기반으로, 임의 슬레이브 버스 통신모듈이 버스의 보조선에서 검출한 전압을 마스터 버스 통신모듈에 제공하는 검출 정보의 포맷과, 그 검출 정보로부터 듀얼 포트에 대한 연결 상의 전후 순서를 결정하는 방식을 예시한 것이고,
도 19는, 본 발명의 다른 실시예들에 따라, 체인형태의 버스 양 끝단에는 버스 세그멘트가 연결되지 않는 방식으로 버스 시스템이 구축되는 예들이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 다양한 실시예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하의 본 발명에 따른 실시예들의 설명과 첨부된 도면에 있어서, 부기된 동일 번호는 특별한 사정이 없는 한 동일한 구성요소를 지칭한다. 물론, 설명의 편의와 이해에의 도움을 위해, 필요에 따라서는 동일한 구성요소에 대해서도 서로 다른 번호로 부기될 수도 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 버스의 연결장애를 감지하여 보완하는 방법이 적용될 수 있는, 복수의 버스 통신모듈들이 단일의 버스로 연결되어 구축된 버스 시스템의 일 예를 나타낸 것으로서, 버스의 주선(mL)의 양단은 폐종단(B_Tm)되어 있다.
그리고, 주선(mL)에 탭핑(tapping)되어 주선과 통신모듈 간을 전기적으로 연결하는 지선(bL)은, 예시된 바와 같이 멀티 태핑(mT) 방식으로 연결될 수도 있다.
도 1에 예시된 버스 시스템은, 전체적으로 멀티 드롭(multi-drop) 방식으로 버스를 통해 서로 연결된 하나의 마스터 버스 통신모듈(mm)과 다수의 슬레이브 버스 통신모듈들(smi, i=1,2,..,N)로 구성되어 있다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 본 발명에 따른 버스의 연결장애를 감지하여 보완하는 방법이 적용될 수 있는 버스 시스템이 도 2에 예시된 바와 같이 구축될 수도 있다.
도 2에 예시된 버스 시스템은, 다수의 버스 세그멘트(b_s)들로 이루어진 물리적인 버스와, 구비된 양 포트(p1,p2)에 버스 세그멘트(b_s)가 각기 연결됨으로써, 전체적으로 체인형태가 되는 버스 상에 개별적인 노드를 각기 형성하는 하나의 마스터 버스 통신모듈(10)과 다수의 슬레이브 버스 통신모듈들(2i, i=1,2,…,N)로 구성되어 있다.
도 1 또는 도 2에 예시된 버스 시스템에서의 마스터 버스 통신모듈(mm,10)( 이하, '마스터 모듈'이라 약칭한다. )에는 기 지정된 특별한 식별번호( 예를 들어, 도시된 바와 같이 0 )가 노드 식별번호로서 할당되며, 각 슬레이브 버스 통신모듈( 이하, '슬레이브 모듈'이라 약칭한다. )에는 약속된 방식에 따라 그 외의 식별번호가 할당된다. 노드 식별번호는, 버스에 연결되기 전에 미리 설정될 수도 있고, 버스에의 연결 후 마스터 모듈과의 적절한 통신에 의해 자동적으로 각 슬레이브 모듈에 할당될 수도 있다. 노드 식별번호의 할당은 본 발명과 직접적 관련이 없으므로, 본 명세서에서는 이에 대한 설명은 생략한다.
그리고, 도 2에 예시된 버스 시스템에 연결되는 각 버스 통신모듈(10, 2i, i=1,2,..,N)은, 도 3에 예시된 바와 같이, 데이터 신호를 송수신하기 위한 양 신호선(S+,S-)이 듀얼 포트(p1,p2)에 각기 연결되는 내부의 회로 패턴을 구비하게 된다.
이와 같은 각 버스 통신모듈의 내부 회로패턴( 이하, '듀얼 접속선'이라고도 한다. )은, 양 단이 서로 다른 버스 통신모듈의 포트에 각각 전기적으로 연결되는 버스 세그멘트들과 함께 회로적으로 볼 때 도 1과 동일한 버스를 구성하게 된다. 물론, 이와 같은 버스 세그멘트의 포트에의 연결을 위해, 각 버스 세그멘트는, 그 포트에의 삽입 결합에 적합한 구조의 커넥터 등이 양 단에 미리 연결되어 있으며, 이에 따라, 커넥터를 포트에 삽입하는 작업만으로써 매우 편리하고 신속하게 버스 통신모듈들이 모두 공유하는 버스가 구축된다.
그리고, 버스를 구성하게 되는 버스 세그멘트들 중 한 쪽만 버스 통신모듈에 연결되는 버스 세그멘트에 대해서는 다른 쪽에 종단 저항을 연결하여 폐종단(B_Tm)시키게 된다. 이로써, 버스의 양 끝단에서 반사파가 발생하지 않게 종단된 버스가 구축된다.
한편, 상기 마스터 모듈(mm,10)은, 도 1과 같이 버스 통신모듈들이 멀티 드롭 방식으로 연결되는 버스( 본 명세서에서는 이를 '직렬 버스'라 칭한다. )에서의 물리적인 연결장애, 예를 들어 단선 등을 감지하여 버스를 보완하거나, 또는 도 2와 같은, 연결된 모든 버스 통신모듈들에 의해 공유되는 체인형태의 버스( 이 체인형태의 버스를, 본 명세서에서는 '분절 버스'라 칭한다. )에 대해 그 물리적인 연결장애를 감지하여 버스를 보완하는 동작을 수행하는데, 본 명세서에서는, 장치에 탑재되는 버스 시스템이 도 2에 예시된 바와 같이 구축되는 실시예를 전제로 하여, 버스의 연결장애를 감지하여 보완하는 방법을 구체적으로 설명한다.
하지만, 이하에서 설명되는 구체적인 방법들의 일부, 또는 버스 통신모듈의 구성은, 도 1과 같이 구축되는 버스 시스템에 대해서도 그대로 또는 극히 단순한 변경 등을 통해 적용될 수 있다.
상기 마스터 모듈(10)은, 도 4a에 예시된 바와 같이, 링크 컨트롤러(100)와, 듀얼 접속선을 사용해 데이터 송수신을 수행하는 송수신부(101), 그리고 분절 버스의 연결장애, 예를 들어 포트에서의 접속불량 또는 커넥터 탈거, 또는 단선 등의 상태를 검출하기 위한 레벨 검출부(102)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 슬레이브 모듈들(2i, i=1,2,..,N) 각각은, 도 4b에 예시된 바와 같이, 링크 컨트롤러(200)와, 듀얼 접속선을 사용해 데이터 송수신을 수행하는 송수신부(201)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른, 버스의 물리적인 연결장애를 감지하여 버스를 보완하는 방법을 위해, 상기 마스터 모듈(10)과 슬레이브 모듈(2i)은, 필요한 동작을 서로 대응하여 수행한다. 그리고, 도 4a와 4b에 예시된 버스 통신모듈은, 부분적으로 서로 다른 구성을 갖는 것으로 예시되어 있지만, 이는 단지 본 발명의 일 실시예에 대한 예시적인 설명상 필요한 구성요소만을 제시함에 따른 것일 뿐, 마스터 모듈과 슬레이브 모듈이 예시와는 달리 완전히 동일한 구성을 가질 수도 있다. 다만, 이 경우에도, 이하에서 예시적으로 상세히 설명하는 분절 버스의 연결장애의 감지와 버스 보완에 관여하지 않는, 마스터 모듈 또는 슬레이브 모듈의 부분적 구성은 활성화되지 않개 된다.
그리고, 도 4a 및 4b에 예시된 구성은, 단지 본 발명의 일 실시예에 따른 것일 뿐으로서, 다른 실시예의 경우에는 또 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다. 이에 대해서는 이후에 상세히 설명한다. 그리고, 이러한 실시예의 경우에도, 앞서 언급한 바와 같이 양 버스 통신모듈은 물리적으로 동일한 구성을 가질 수도 있다.
마스터 모듈의 링크 컨트롤러(100)( 이하, '마스터 컨트롤러'라 칭한다. )는, 각 슬레이브 모듈에 노드 식별번호를 할당하고, 식별번호 할당 후에는, 연결된 노드들( 즉, 버스에 연결된 모든 버스 통신모듈들 ) 각각이, 할당된 식별번호에 근거하여 버스를 독점적으로 사용할 수 있도록 중재한다. 여기서, 식별번호 할당 방식과 버스 사용의 중재 방식 등은 본 발명과 직접적인 관련이 없으므로 본 명세서에서는 이에 대한 설명을 생략한다. 다만, 이러한 방식에 대해서, 기 공지된 또는 새로이 제안되는 어떤 방식을 채택하든, 그러한 방식에 기반하여 버스 통신모듈들 간의 신호의 송수신이 분절 버스 상에서 이루어지고 있다면, 이후에 상세히 설명하는 본 발명에 따른 분절 버스의 물리적인 연결장애를 감지하여 버스를 보완하는 다양한 실시예들이 적용될 수 있다.
한편, 상기 마스터 모듈(10)과 슬레이브 모듈(2i)에 각기 포함되어 있는 송수신부(101,201)는, 해당 모듈의 링크 컨트롤러가 전송하는 데이터 비트들을 버스에서 요구하는 물리적 신호로 변환하여 송신하는 송신단과, 버스에 실리는 신호를 검출하여 데이터 비트들로 변환하여 링크 컨트롤러에 전달하는 수신단으로 구성된다.
그리고, 버스 통신모듈인 상기 마스터 모듈(10)과 슬레이브 모듈들(2i, i=1,2,..,N)은 각기, 데이터 송수신을 위해 공유되는 분절 버스 상에서 각각의 노드가 되는, 특정의 기능을 수행하는 부품, 예를 들어, 차량의 경우 전자 제어장치( ECU: Electronic Control Unit )에 버스 접속용 기기로서 부속될 수 있다.
도 4a 및 4b와 같이 구성되고, 도 3에 예시된 바와 같은 듀얼 포트와 듀얼 접속선이 구비된 버스 통신모듈들이, 도 2에 예시된 바와 같이 분절 버스에 각기 연결되어 노드를 형성하고 있는 상태에서, 버스의 연결장애를 감지하여 버스를 보완하는 다양한 방법들에 대해서 이하에서 상세히 설명한다.
상기 마스터 모듈(10)의 레벨 검출부(102)는, 연결된 버스에서 검출되는 신호의 레벨을 지속적으로 검출한다. 여기서 검출하는 레벨은, 버스에 실린 신호의 일정 시간 동안의 실효치(RMS)일 수 있다. 상기 레벨 검출부(102)는, 검출하는 신호 레벨이 기 지정된 한계비율 이상 증가하거나 또는 기 지정된 한계치 이상 커지게 되면, 그 상태에 대해서 동 모듈내의 링크 컨트롤러(100)( 이하, '마스터 컨트롤러'로 칭한다. )에 '레벨 이상'으로 통지한다.
상기 마스터 컨트롤러(100)는 '레벨 이상'의 통지가 있게 되면, 분절 버스가 버스 통신모듈들을 통한 연결 상에 장애가 있는 것으로 판단한다. 즉, 분절 버스를 구성하는 임의의 버스 세그멘트와 임의의 버스 통신모듈의 포트와의 전기적 결합에서 접점 불량이 발생하였거나, 버스 세그멘트가 포트로부터 탈거되었거나, 또는 임의의 버스 세그멘트가 물리적으로 끊어진 것으로 판단한다. 분절 버스 상에서 검출하는 신호의 레벨이 또는 그 변화가 지정된 기준으로부터 벗어나는 이상이 있을 때 분절 버스의 연결장애로 판단하는 근거는 다음과 같다.
도 2에 예시된 바와 같이, 분절 버스에서 양 끝단의 각 버스 세그멘트는 종단 저항으로써 폐종단(B_Tm)되어 있기 때문에, 분절 버스가 단절없이 정상적인 연결 상태를 유지하고 있는 동안에는, 도 5a에 예시된 바와 같이, 임의 버스 통신모듈의 송수신부(101,201)의 송신단에 구비된 신호 구동기(Drv)에서 볼 때, 분절 버스의 임피던스는 RB_Tm/2이다. 그래서, 신호 구동기(Drv)에서 송신한 신호는 RB_Tm/(2R0+ RB_Tm)의 비율만큼의 성분이 분절 버스에 실리게 된다(501). 여기서, R0는 신호 구동기(Drv)의 출력 저항이고, 분절 버스의 케이블 임피던스는 설명의 편의를 위해 무시한다. 따라서, 본 설명에서 분절 버스의 임피던스는 곧 버스종단 부하이다.
그런데, 도 5b에 예시된 바와 같이, 어떤 원인, 예를 들어, 도 2의 버스 시스템이 탑재된 장치의 지속적인 진동 등으로 인해 분절 버스에 단절( 포트와의 결합점에서의 접점 불량, 커넥터의 탈거, 또는 신호라인의 끊어짐 등 )이 생기게 되면(51), 상기 신호 구동기(Drv)에서 볼 때의 분절 버스의 임피던스는 RB_Tm으로 단절 전보다 커지게 된다. 이에 따라, 분절 버스에 실리는 신호 성분의 비율도 RB_Tm/(R0+ RB_Tm)로 증가하게 된다(502).
따라서, 임의의 버스 통신모듈의 신호 구동기에서 발신된 신호는 그 진폭( 또는 직류 성분 )이 커지게 됨으로써, 상기 레벨 검출부(102)가 버스에서 검출하는 신호의 실효치 증가로 이어지게 되는 것이다.
이와 같은 현상은, 버스 시스템을 도 1과 같이 구축한 실시예의 경우에도 마찬가지로 나타난다. 즉, 버스의 임의 지점에서 단선이 있게 되면, 버스의 임피던스는 증가하게 되고, 이에 따라 마스터 모듈(mm)에 구비된 레벨 검출부에서 검출하는 신호의 실효치는 증가하게 된다.
결론적으로, 버스에 실리는 신호의 레벨은 또는 그 변화는, 현재의 버스종단 부하의 크기 또는 그 크기의 변화를 반영하는 신호이기 때문에, 상기 레벨 검출부(102)가 버스에서 검출하는 신호의 실효치에 근거해, 버스종단 부하가 최초 설정된 부하보다 증가한 상태, 즉 단절 상태인 지를 알 수 있다.
종단 저항(RB_Tm)의 크기가 출력 저항(R0)의 2배라고 가정하면, 버스에서 검출되는 신호의 레벨은 단절 상태일 때는, 정상 상태일 때에 비해 약 34%로 증가한다. 따라서, 이와 같은 회로 및 분절 버스에 대한 구체적인 전기적 특성치에 근거하여, 상기 마스터 컨트롤러(100)로부터 설정된 상기 한계비율 또는 상기 한계치를 기준으로 하여, 상기 레벨 검출부(102)가 분절 버스 상의 신호 레벨의 이상을 검출하면, 상기 마스터 컨트롤러(100)는 분절 버스가 단절된 것으로 판단하게 되는 것이다.
분절 버스가 단절 상태이면, 분절 버스 상의 어느 일 단은 폐종단되지 않고 개방된 상태가 되는데, 이 개방된 일 단에서는 앞서 언급한 바와 같이 송신된 원신호의 반사파가 발생하여 원신호에 중첩됨으로써 신호의 품질을 크게 저하시키게 된다. 신호 품질이 저하되면, 수신 신호를 복조하여 원래의 데이터로 복원하여도 데이터 오류가 있을 확률이 매우 높아지고, 이에 따라 서로 데이터를 송수신하는 버스 통신모듈들 간에 데이터 오류를 복구하기 위한 재송신이 빈번하게 이루어지게 됨으로써 버스의 효율이 크게 나빠진다.
따라서, 본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 마스터 컨트롤러(10)가, 원신호가 반사파 교란에 강해지도록 버스의 신호 속도를 감소시킨다. 버스 속도의 감소는, 예를 들어, 슬레이브 모듈들이 송신할 데이터의 신호를 실을 수 있는 타임 슬롯들이 순차적으로 구획되도록, 상기 마스터 컨트롤러(100)가 버스 상에 형성하는 데이터 사이클의 비트 속도를 낮춤으로써( 즉, 비트 폭을 증가시킴으로써 ) 이루어질 수 있다. 이를 위해 데이터 사이클 헤더에 버스의 속도를 나타내는 정보 필드가 포함될 수도 있다. 데이터 사이클의 비트 속도가 낮아지면, 그 사이클의 비트 속도에 자신의 클럭을 동기시키는 각 슬레이브 모듈들의 동작에 의해 버스를 통한 데이터 송수신 속도도 그에 맞게 자연스럽게 감소된다. 물론, 단절된 버스에 대한 이와 같이 보완은, 단절된 분절 버스에서 상기 마스터 모듈(10)이 연결되어 있는 구간에 대해 이루어지며, 나머지의 버스 구간( 이하에서는, '사고 구간'이라 칭한다. )은 버스의 불능 상태가 된다.
이와 같은 버스 불능을 방지하기 위해, 마스터 모듈은 그와 동일한 구성과 기능의 백업(Backup) 마스터 모듈( 이하, '백업 모듈'로 약칭한다. )에 의해 이중화되는 것이 바람직하고, 이 경우, 마스터 모듈과 백업 모듈은, 분절 버스의 양 끝단에 각기 연결되는 것이 또한 바람직하다. 버스 시스템을 이와 같이 구성하면, 분절 버스에 단절이 발생하여도, 마스터 모듈이 있는 버스 구간은 속도를 감소시킨 상태에서 정상적으로 동작하는 버스가 확보되고, 사고 구간은, 백업 모듈이 마스터 모듈로서 동작함으로써, 디스커버리(Discovery)와 같은 초기의 동작 후에, 단절로 불능이 된 버스를 감속된 버스로 복구하여 그 구간 상의 버스 통신모듈들 간에도 데이터의 송수신이 이루어지게 한다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 버스의 단절로 인해 발생된 개방된 종단을 버스 통신모듈에 의해 폐종단시킴으로써 단절된 버스를 보완할 수 있다. 즉, 버스 단절에 따른 반사파 발생을 원천적으로 차단할 수 있다.
도 6a는, 본 실시예에 따라 분절 버스에 연결되는 각 슬레이브 모듈에 추가로 구비되는 선택적 종단부(sTmU)의 구성과 이의 듀얼 접속선과의 연결관계를 도시한 것으로서, 상기 선택적 종단부(sTmU)는, 듀얼 포트 중 하나에서 신호선(S+)에 일단이 연결된 내부 종단저항(RiB_Tm)과, 동일 포트의 다른 신호선(S-)을 개방시키면서 동시에 상기 내부 종단저항(RiB_Tm)의 타단을 상기 다른 신호선(S-)에 연결시킬 수 있는 스위치(Sw), 그리고 그 스위치(Sw)의 개폐를 위한 신호를 구동하는 스위치 구동기(sDrv)를 포함하여 구성되는 회로부이다.
도 4b에 예시된 구성의 슬레이브 모듈이 상기 선택적 종단부(sTmU)를 추가로 구비하는 실시예에서는, 동 모듈내의 링크 컨트롤러( 이하, '슬레이브 컨트롤러'로 칭한다. )(200)는, 필요 시에 상기 스위치(Sw)를 개폐하기 위한 제어신호를 상기 스위치 구동기(sDrv)에 인가하게 된다.
그리고, 듀얼 포트(p1,p2) 중 상기 선택적 종단부(sTmU)가 연결되는 포트와 타 포트에는, 작업자가 시각적으로 서로 구분식별할 수 있도록, 특별한 마크, 예를 들어 In과 Out의 표기(61,62)가 부기되며, 이러한 마크를 통해, 슬레이브 모듈들 간에는, 선택적 종단부가 있는 포트( 즉, Out이 표기된 포트 - 이하, '아웃 포트'라 칭한다. )와 타 슬레이브 모듈의 선택적 종단부가 없는 포트( 즉, In이 표기된 포트 - 이하, '인 포트'라 칭한다. )가 버스 세그멘트에 의해 서로 연결되게 한다. 그리고, 마스터 모듈의 임의 포트에 일 단이 연결되는 버스 세그멘트는 항상 슬레이브 모듈의 인 포트에 연결되게 한다. 도 7은, 포트 간 버스 세그멘트의 연결에 대한 이러한 규칙에 의거해 구성된 버스 시스템을, 5개의 슬레이브 모듈들(20i, i=1,2,..,5)을 예로 하여 도시한 것으로서, 각 슬레이브 모듈(20i)은, 도 6a의 선택적 종단부(sTmU)가 도 4b에 추가로 결합된 구성을 갖는 모듈이다.
그리고, 도 7에 예시된 바와 같이 버스 시스템을 구성하는 경우에는, 상기 마스터 모듈(10)에는 각 슬레이브 모듈에 대한 연결 상의 상대적 근접 관계를 나타내는 원근 정보가 설정된다. 도 8은, 도 7의 예에 대해 상기 마스터 모듈(10)에 설정되는 슬레이브 모듈들의 연결순서 정보인 원근 정보에 대한 하나의 예로서, 연결 상의 가까운 순서를 나타내는 각각의 순번(Sequence No.)에 해당 슬레이브 모듈의 노드 식별번호를 대응 기록함으로써, 도 1의 직렬 버스 또는 도 2의 분절 버스에 연결되어 있는 모든 슬레이브 모듈들에 대해 해당 순번이 각기 지정된다. 도 1의 버스 시스템에 대한 원근 정보는, 해당 통신모듈의 지선(bL)이 주선(mL)에 태핑된 지점을 기준으로 하여 마스터 모듈(mm)에의 근접된 차례대로 그 순서를 지정하게 된다. 멀티 태핑(mT)된 복수개의 통신모듈에 대해서는 임의 순서로 지정될 수 있다.
상기와 같은 슬레이브 모듈에 대한 순번의 지정은 버스 시스템을 구축하는 작업자 등에 의해 수동적으로 이루어진다. 그리고, 버스 시스템이 도 2에 예시된 바와 같은 분절 버스의 형태로 구성된 경우에는 슬레이브 모듈들에 대한 순번이 자동적으로 지정될 수도 있다. 자동적인 순번 지정에 대해서는 후술한다.
한편, 도 1에 예시된 바와 같이 구축되는 버스 시스템에 연결되는 슬레이브 모듈(smi, i=1,2,..,N)은, 도 6b에 예시된 바와 같은 구성된 선택적 종단부(sTmUS)를 그 내부에 구비할 수 있다. 도 6b에 예시된 구성의 선택적 종단부(sTmUS)에서는, 동 통신모듈내의 슬레이브 컨트롤러가 스위치 구동기(sDrvS)를 통해 인가하는 개폐신호에 따라, 스위치(SwS)가 단락되어 양 신호선(S+,S-) 간이 내부 종단저항(RiB_TM)으로 연결되게 함으로써, 포트를 통해 지선(bL)이 연결된 버스가 폐종단되게 한다. 도 1에 예시된 버스 시스템에서 내부 종단저항으로써 버스를 폐종단시킬 버스 통신모듈이 상기 마스터 모듈(mm)에 의해 선택되는 방법은, 도 2에 예시된 버스 시스템을 전제로 이하에서 설명하는 방법을 그대로 원용할 수 있다.
또한, 실시예에 따라서는, 분절 버스에 연결되는 각 슬레이브 모듈에 추가로 구비되는 도 6a에 예시된 선택적 종단부(sTmU)도, 도 6b에 예시된 선택적 종단부(sTmUS)와 동일하게 구성될 수도 있다. 즉, 신호선(S-)( 이하, 이 신호선을 '부 신호선'이라 칭한다. )을 개방시키지 않고 단지 내부 종단저항(RiB_TM) 만을 양 신호선(S+,S-) 간에 선택적으로 연결되게 하는 구성을 가질 수도 있다.
상기 마스터 컨트롤러(100)는, 전술한 바와 같이 상기 레벨 검출부(102)가 레벨 이상을 검출하면 분절 버스 상에 연결장애, 즉, 단절이 있는 것으로 판단하고, 상기 송수신부(101)로부터 검출되는 분절 버스 상에 실린 데이터를 확인하여, 어떤 노드 식별번호의 슬레이브 모듈이 버스 상에 데이터를 송신하고 있지 않는 지 또는 마스터 컨트롤러의 관점에서 버스 상에 데이터를 송신하고 있지 않는 것처럼 보이는 지를 파악한다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 분절 버스 상에 단절이 있는 것으로 판단될 때, 상기 마스터 컨트롤러(100)는, 버스 상의 모든 노드들이 수신하게 되는, 응답을 요구하는 방송 메시지를 송신하고, 그 방송 메시지에 응답이 없는 슬레이브 모듈을 파악할 수도 있다.
마스터 모듈의 관점에서 버스 상에 데이터를 싣고 있지 않는 적어도 하나의 슬레이브 모듈( 이하, '불통 모듈'로 칭한다. )이 확인되면, 상기 마스터 컨트롤러(100)는, 그 슬레이브 모듈에 바로 앞서 더 가까이 있는, 즉 단절이 있는 것으로 판별된 버스 상의 지점과 포트를 통해 전기적 연결을 형성하고 있던 슬레이브 모듈을 통해 분절 버스를 폐종단시킨다. 도 9는, 이 과정에 따라 분절 버스가 버스 통신모듈의 내부에서 폐종단되는 것을 예시하고 있다.
도시된 예는, 분절 버스 상의 단절 판단 후, 노드 식별번호 1과 4의 슬레이브 모듈들로부터는 버스에 데이터가 실리지 않는 것으로 확인되었을 때(90), 상기 마스터 컨트롤러(10)는, 원근 정보에서 순번 상 그들보다 바로 앞서 가까이 있는 것으로 확인되는(91) 슬레이브 모듈(203), 즉 식별번호 3의 슬레이브 모듈에 '내부 종단'을 명령하게 되고, 해당 명령을 수신한 슬레이브 모듈(203)의 링크 컨트롤러가 그 명령에 따라 상기 스위치 구동기(sDrv)에 제어신호를 인가하여 상기 스위치(Sw)의 선택단이 부 신호선에서 내부 종단저항으로 연결되게 함으로써, 해당 모듈(203) 내에서 분절 버스가 구간적으로 폐종단되게 한 것(92)을 보여준다.
이와 같은 분절 버스에 대한 구간적 폐종단에 의해, 분절 버스의 단절이 발생한 버스 세그멘트(93)( 또는 그 세그멘트(93)와 연결된 슬레이브 모듈(203)의 아웃 포트 )로 인해 야기되는 반사파에 의한 신호 품질 저하가 제거되고, 분절 버스 상에서 상기 마스터 모듈(10)이 연결되어 있는 버스 구간은 정상적인 고속의 신호 품질을 유지하게 된다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 마스터 모듈을 기준으로 한 분절 버스 상에서의 슬레이브 모듈들의 연결 순서를 나타내는 원근 정보가 자동적으로 구성될 수도 있다. 도 10은, 본 실시예에 따라 마스터 모듈에 의해서 자동적으로 구성되는 원근 정보의 예를 도시한 것으로서, 이 역시 도 7에 예시된 버스 시스템을 전제로 한 것이다. 이하에서, 도 10에 예시된 바와 같은 원근 정보가 구성되는 과정을 상세히 설명한다.
상기 마스터 컨트롤러(100)는, 분절 버스에 연결된 버스 통신모듈들에 대한 디스커버리가 있은 후 현재 버스에 연결된 버스 통신모듈들의 수와 각 통신모듈의 노드 식별번호를 파악하고 나면(1001), 노드 식별번호로써 버스 통신모듈을 지정하면서 그 통신모듈에 대해서 내부 종단을 명령하는 동작을, 버스에 연결이 된 것으로 확인된 모든 버스 통신모듈들에 대해서 순차적으로 진행한다. 임의의 한 버스 통신모듈에 대해 내부 종단을 명령할 때는, 그에 앞서 내부 종단을 명령한 버스 통신모듈에 대해서 내부 종단의 복원을 명령하게 된다. 그리고, 각각의 내부 종단 명령이 있은 후에는, 응답을 요구하는 방송 메시지를 송수신부(101)를 통해 버스로 송신하고, 그 메시지에 대해 응답하는 버스 통신모듈들의 수를 현재 내부 종단시킨 해당 노드 식별번호에 대해 기록한다(1002).
도 6a에 예시된 구성의 선택적 종단부(sTmU)를 구비하고 있는 임의 버스 통신모듈에 의해 분절 버스 상에서 구간 폐종단이 있게 되면, 그 폐종단된 지점에서 부 신호선(S-)은 스위치(Sw)에 의해 개방되므로 그 폐종단 지점이후의 버스 구간( 그 폐종단에 의해 구분된 양 구간 중에서 연결 상 마스터 모듈에서 더 먼 구간 ) 상에서의 메시지 전송은 상기 마스터 컨트롤러(100)에 수신되지 않는다. 따라서, 각각의 구간 폐종단에 대해서 메시지 수신되는 버스 통신모듈들의 수는 예시된 바(1002)와 같이 차이가 발생한다.
상기 마스터 컨트롤러(100)는, 구간 폐종단 후에도 여전히 통신가능 상태인 버스 통신모듈들의 수를, 연결된 모든 버스 통신모듈들에 대해서 기록하고 나면, 그 수가 적은 순서대로, 각 버스 통신모듈들의 근접 순서, 즉 분절 버스 상에서 자신과 먼저 연결되는 순서를 나타내는 번호를 지정함으로써(p100), 도 10에 예시된 바와 같은 원근 정보를 구성하게 된다. 물론, 내부 종단 후 여전히 통신가능 상태인 통신모듈들의 수를, 연결 순서를 나타내는 번호로 사용할 수도 있다.
이와 같이, 마스터 모듈을 기준으로 한 각 슬레이브 모듈의 연결 상의 순번을 나타내는 원근 정보를 자동으로 구성하고 나면, 그 원근 정보는 전술한 바와 같이 사용된다. 즉, 분절 버스 상에 단절이 감지되는 경우, 마스터 모듈의 관점에서 버스 상에 데이터가 실리지 않는 불통 모듈들의 식별번호를 확인하고, 도 10과 같이 자동적으로 구축한 원근 정보에서, 그 확인되는 불통 모듈의 식별번호들에 바로 앞선 순번이 지정된 노드 식별번호를 특정한 후 그 노드 식별번호로 내부 종단을 명령하게 된다.
전술한 실시예들은, 마스터 모듈이 분절 버스 상에서 일 측의 끝단에 연결되는 것이었다. 마스터 모듈에 대한 이러한 분절 버스 상에서의 배치가 바람직하지만, 본 발명은 반드시 그러한 배치에 구속되는 것은 아니다. 즉, 마스터 모듈이 슬레이브 모듈들 사이의 위치에 연결될 수도 있다. 도 11은 마스터 모듈에 대한 이러한 배치에 따라 연결 구성된 버스 시스템을 예시한 것이다.
도 11에 예시된 바와 같은 연결 관계의 버스 시스템을 구축하는 경우에는, 마스터 모듈에 수동적으로 설정하는 원근 정보는, 도 12a에 예시된 바와 같이, 슬레이브 모듈들에 대해서 양 측으로 구분되어 순번이 지정된다(1201).
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 임의 측의 끝단을 기준으로 한 연결 순서대로 마스터 모듈도 포함시켜 순번을 할당할 수도 있다. 본 실시예에서는, 도 12b에 예시된 바와 같이, 마스터 모듈에 대해서는 그 순번이 마스터 모듈 자신에 대한 것임을 가리키는 특별 값(1201) 또는 기 지정된 마스터 모듈의 노드 식별번호가 지정된다.
도 11과 12a 또는 도 11과 12b에 따른 실시예에서는, 분절 버스의 단절이 감지된 후, 마스터 모듈의 관점에서 버스 상에 데이터가 실리지 않는 불통 모듈이 확인되면, 그 확인된 불통 모듈이 있는 측( 도 12a의 실시예에서는 Side A 또는 Side B이고, 도 12b의 실시예에서는, 자신을 기준으로 앞측 또는 뒷측 )에서, 그 확인된 불통 모듈에 바로 앞서 연결 상 근접하고 있는 슬레이브 모듈에 대해 내부 종단을 명령하게 된다.
도 12a의 경우에는, 슬레이브 모듈에 지정된 순번이 낮을수록 연결 상 더 근접하는 것이지만, 도 12b의 경우에는, 슬레이브 모듈에 지정된 순번이 마스터 모듈에 지정된 순번에 더 가까울수록 연결 상 더 근접한 것이된다.
예를 들어, 노드 식별번호 4의 슬레이브 모듈이 불통 모듈로 확인되면, 그 불통 모듈의 순번인 6보다 바로 앞선 5의 순번이 지정된 노드 식별번호 1의 모듈에 대해서 내부 종단을 명령하게 된다. 만약, 식별번호 5의 모듈이 불통 모듈로 확인되면, 도 12a의 실시예에서는, 그 불통 모듈의 순번인 2보다 바로 앞선 순번인 1이 지정된 식별번호 2의 모듈에 대해서, 도 12b의 실시예에서는, 그 불통 모듈의 순번인 1보다 마스터 모듈의 순번 3에 바로 더 더 가까운 2가 지정된 식별번호 2의 모듈에 대해서 내부 종단을 명렁하게 된다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 도 11에 예시된 바와 같이, 마스터 모듈이 분절 버스의 양 끝단이 아닌 임의 위치에 연결되는 버스 시스템의 경우에도, 마스터 모듈이 원근 정보를 자동적으로 구성할 수도 있다. 본 실시예를 위해서는, 마스터 모듈이, 도 13에 예시된 구성의 한 쌍의 선택적 종단부(sTmU1,sTmU2)가 도 4a에 추가로 결합된 구성을 갖는다.
상기 한 쌍의 선택적 종단부(sTmU1,sTmU2)의 각 스위치 구동기(sDrv1,sDrv2)는, 상기 마스터 컨트롤러(100)로부터 인가되는 개폐 제어신호에 따라, 연결된 스위치(Sw1,Sw2)의 선택단이 부 신호선에서 내부 종단저항으로 전환됨으로써 부 신호선 개방과 동시에 해당 포트에서 분절 버스가 폐종단되게 된다.
상기 마스터 모듈(10)이 도 13에 예시된 구성을 추가로 구비하게 되면, 어느 한 쪽의 포트에서 분절 버스를 폐종단시킨 후에, 도 10을 참조로 설명하였던 바와 같이, 연결이 확인된 모든 버스 통신모듈들에 대해서 순차적으로 내부 종단을 명령하면서, 각 명령 후에도 여전히 통신가능 상태인 버스 통신모듈들( 즉, 각 통신모듈의 노드 식별번호 )과 그 수를 파악한다. 그리고, 이 파악되는 통신모듈들과 그 수에 근거하여, 전술한 바와 같이 각 모듈에 대한 순번을 지정한다. 이때 지정되는 순번은, 상기 마스터 모듈(10)의 내부에서 분절 버스를 폐종단시킨 포트의 타 포트에 연결된 분절 버스의 구간에 연결된 버스 통신모듈의 연결 순서가 된다. 물론, 마스터 모듈의 배치에 따라서는 어느 한 쪽의 포트에 대해서는 순번을 지정할 슬레이브 모듈이 없을 수도 있다.
그리고, 상기 마스터 모듈(10)은, 내부에서의 폐종단을 다른 포트로 전환시킨 후에, 동일한 동작을 수행함으로써, 다른 포트에 연결된 분절 버스의 구간 상에서의 버스 통신모듈들에 대한 연결 순서도 파악하게 되고, 이에 따라, 도 12a 또는 12b에 예시된 바와 같은 원근 정보를 구성할 수 있게 된다.
상기 마스터 모듈(10)이 도 13에 예시된 구성을 추가로 구비하는 것이 바람직한 다른 이유도 있다. 이에 대해서는 후술한다.
지금까지 설명한 실시예들은, 각 슬레이브 모듈의 듀얼 포트에 대한 연결에 있어서 준수해야 할 규칙이 있는 것들이었다. 즉, 슬레이브 모듈의 듀얼 포트에 각기 표기된 특별 마크를 통해, 슬레이브 모듈들 간에는 아웃 포트와 인 포트가 버스 세그멘트에 의해 서로 연결되어야 하고, 마스터 모듈과는 인 포트를 통해 연결되어야 한다. 하지만, 본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 연결에 대한 아무런 규칙없이, 도 14에 예시된 바와 같이 버스 통신모듈들의 포트 간에 임의적으로 연결될 수 있다. 본 실시예를 위해서, 각 슬레이브 모듈이, 도 13에 예시된 구성의 한 쌍의 선택적 종단부(sTmU1,sTmU2)가 도 4b에 추가로 결합된 구성을 갖는다. 다르게는, 각 스위치(Sw1,Sw2)가 부 신호선의 개방없이 내부 종단저항(RiB_TM) 만을 양 신호선 사이에 연결시키도록 회로 구성된 선택적 종단부를 구비할 수도 있다.
도 14에 도시된 연결 예에서 부기된 p1과 p2는, 듀얼 포트를 각기 식별하기 위해 사용되는 내부 정보일 뿐, 작업자 등에 노출될 필요는 없고, 따라서 버스 통신모듈들 간의 포트 연결에서 어떤 규칙을 부과하기 위한 정보는 아니다. 즉, 본 실시예에서는, 도시된 예에서와 같이, 서로 다른 통신모듈들 간의 포트 연결에 있어서 p1과 p1을, 또는 p1과 p2를 버스 세그멘트로써 서로 연결할 수 있는 것이다.
본 실시예에서는, 원근 정보가 구성될 때, 각 슬레이브 모듈에 대해, 순번 뿐만 아니라, 도 15에 예시된 바와 같이, 마스터 모듈 방향으로의 연결 순서 상 듀얼 포트 중 어떤 포트가 앞서는 지에 대한 정보도 함께 설정된다(1501). 연결 순서상 앞서는 포트를 '전결 포트', 뒤지는 포트를 '후결 포트'라 칭한다.
듀얼 포트에 대해 아무런 규칙없이 슬레이브 모듈들이 버스 세그멘트에 의해 서로 연결됨으로써 도 14에 예시된 바와 같이 구성된 버스 시스템에서, 상기 마스터 컨트롤러(100)가 버스 단절을 감지한 경우에는, 현재의 불통 모듈을 파악한 후, 도 15에 예시된 바와 같이 구성된 원근 정보에서, 그 불통 모듈에 바로 앞선 순번의 슬레이브 모듈에 대해서, 후결 포트를 지정하여 내부 종단을 명령하게 된다. 도 15의 예에서, 만약, 식별번호 4의 모듈 하나 만이 불통 모듈로 파악되면, 그 불통 모듈의 순번 5에 바로 앞서는 4의 순번이 할당된 식별번호 1의 슬레이브 모듈을 대상으로 포트 p1을 지정하면서(1502) 내부 종단을 명령하게 된다.
그리고, 그러한 내부 종단 명령을 수신하게 되면, 해당 슬레이브 모듈(204)의 링크 컨트롤러(200)는, 듀얼 포트 중에서 그 지정된 포트 p1에 연결 구성된 선택적 종단부(sTmU1)를 제어하여 해당 포트에서 분절 버스가 폐종단되면서 부 신호선이 개방되게 한다.
한편, 슬레이브 모듈의 듀얼 포트에 대한 연결에 아무런 규칙이 없는 실시예에서도, 전술한 실시예에서와 같이, 각 슬레이브 모듈의 연결 순서 상의 순번을 자동적으로 지정할 수 있고, 또한 각 모듈에서의 듀얼 포트 간의 연결 전후관계도 자동으로 파악할 수가 있다. 본 실시예를 위해서는, 각 슬레이브 모듈이, 도 13에 예시된 구성의 한 쌍의 선택적 종단부(sTmU1,sTmU2)를 추가로 결합한 구성을 갖는다. 이 자동 파악을 위한 동작에 대하여, 도 14에 예시된 바와 같이 연결된 버스 시스템을 전제로 하여 구체적으로 설명한다.
상기 마스터 모듈(10)은, 임의의 한 슬레이브 모듈에 대해서 포트별로 각각 내부 종단을 명령하는 동작을, 연결된 모든 슬레이브 모듈들에 대해서, 노드 식별번호의 순서대로 순차적으로 진행한다. 그리고, 각각의 내부 종단의 명령 후에는, 전술한 바와 같이 여전히 통신 가능 상태인 슬레이브 모듈들의 수를 파악하여, 도 16에 예시된 바와 같이, 해당 노드, 즉 해당 슬레이브 모듈과 해당 포트에 대해 각기 기록한다(1601).
모든 슬레이브 모듈들에 대한 위 동작이 끝나면, 상기 마스터 모듈(10)은, 각 통신모듈에 대해 포트별로 구분하여 확인한 통신가능 상태의 모듈들의 수(1601)를 각 통신모듈별로 합산한 값을 구하고, 그 합산 값에 근거하여 각 슬레이브 모듈에 대한 순번을 결정하여 지정한다(1602). 즉, 그 합산된 수가 제일 작은 값의 슬레이브 모듈부터 시작하여 차례대로 순번을 지정한다. 그리고, 순번이 지정된 각 슬레이브 모듈의 듀얼 포트에 대해서는, 통신가능 상태의 모듈들의 수가 더 적은 포트를 선결 포트로, 다른 포트는 후결 포트로 각기 지정하는 플래그( 'N','F' )를 기록한다(1603).
듀얼 포트에 대한 연결에 규칙이 없이 임의적으로 슬레이브 모듈들 간에 버스 세그멘트가 연결되는 실시예에서도, 마스터 모듈이, 도 13과 같이 선택적 종단부(sTmU1,sTmU2)를 듀얼 포트에 대해서 모두 구비한다면, 마스터 모듈은, 분절 버스의 양 끝 단이 아닌 분절 버스 상의 임의 위치에 연결되어도, 자신의 각 포트별로 구분하여 슬레이브 모듈들의 연결 순서를, 전술한 바와 같은 방식으로 자동으로 파악하고, 또한 각 슬레이브 모듈에서의 듀얼 포트에 대해서 전결 또는 후결 포트를 구분할 수가 있다.
마스터 모듈이 도 13과 같이 선택적 종단부를 듀얼 포트에 대해서 모두 구비하는 것이 유리한 또 다른 이유가 있는데, 이는 마스터 모듈에서도 분절 버스를 구간적으로 폐종단시킬 필요가 발생하기 때문이다.
예를 들어, 도 11과 같이 연결 구성된 버스 시스템에 있어서, 버스 단절을 감지한 상태에서 확인한 불통 모듈이 식별번호 2와 5라면, 도 12a와 12b에 예시된 원근 정보에 근거하여, 상기 마스터 모듈(10) 자신의 듀얼 포트 중 어느 한 쪽( 도 12a의 Side B, 도 12b의 앞측 )에 연결된 버스 세그멘트에 연결장애가 발생한 것으로 인식하게 된다. 이 경우, 다른 한 쪽의 버스 구간을 정상적인 품질 상태로 유지하기 위해서는 그 연결장애가 발생한 측의 포트에 구비된 선택적 종단부를 통해 마스터 모듈 자신이 버스를 폐종단시킬 필요가 있는 것이다.
지금까지 설명된, 원근 정보를 자동적으로 구성하는 다양한 실시예들은 모두, 버스 통신모듈들이 데이터를 송수신하는 신호선을 선택적으로 개방시키는 방식에 따른 것이었지만, 본 발명에 따른 다른 실시예에서는, 원근 정보를 자동적으로 구축하기 위해 사용하는 신호선( 이 신호선을 이하에서는 '보조선'이라 칭한다. )을 버스에 추가할 수도 있다. 도 17a 및 17b는, 본 실시예에 따라, 별도의 보조선(AL)을 추가로 포함하는 분절 버스에 연결되는, 도 4b의 구성을 갖는 슬레이브 모듈에 추가로 구비되는 포트 처리부(pPrUfS,pPrUfD)의 구성의 예를 각각 보여준다.
도 17a의 포트 처리부(pPrUfS)는, 버스 통신모듈 간의 버스 세그멘트의 연결에서, 지정된 규칙( 예를 들어, 인 포트는 반드시 아웃 포트와 연결되어야 함 )이 적용되는 실시예를 위한 구성이고, 도 17b의 포트 처리부(pPrUfD)는, 그러한 규칙없이 임의 포트끼리 연결되어도 무방한 실시예를 위한 구성이다.
상기 각 포트 처리부(pPrUfS,pPrUfD)는, 전술한 선택적 종단부와 같이, 양 신호선(S+,S-)간을 내부 종단저항으로 선택적으로 연결시키는 회로 구성을 가진다. 하지만, 도 17a 및 17b의 실시예들에서는, 분절 버스를 선택적으로 폐종단시키기 위한 스위치(SwM, SwM1, SwM2)가 부 신호선(S-)을 개방시키지 않고 양 신호선 간을 폐종단만시키는 방식으로 연결된다.
따라서, 도 17a 또는 17b에 따른 실시예는, 분절 버스를 기반으로 하는 전술한 실시예들에 비해, 분절 버스의 안정성에서 보다 유리한 점이 있다. 왜냐하면, 전술한 실시예들에서는, 임의의 슬레이브 모듈내의 선택적 종단을 위한 스위치의 불량이나 고장, 또는 해당 모듈의 전원 장애 등과 같은 이상 시에, 데이터 송수신을 위한 신호선이 차단될 수도 있는데, 도 17a 또는 17b에 따른 실시예는, 그와 같은 이상 시에도, 버스 통신모듈들 간의 데이터 송수신을 위한 양 신호선(S+,S-)은 해당 버스 통신모듈에서 결코 단절되지 않기 때문이다.
그리고, 상기 포트 처리부(pPrUfS,pPrUfD)에는, 버스의 보조선(AL)을 선택적으로 개방시키는 스위치(SwA)와 그 스위치(SwA)의 개폐를 위한 구동신호를 인가하는 스위치 구동기(sDrvA)가 추가로 포함되어 있으며, 또한 상기 보조선(AL) 상의 전압을 검출하기 위한 감지선(dvL,dvL1,dvL2)이 구비되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 이 감지선은, 실시예에 따라서, 상기 스위치(SwA)의 일단에서만 보조선(AL)과 접점을 이루는 단일(dvL)이거나, 상기 스위치(SwA)의 양단에서 각각 접점을 이루는 한 쌍(dvL1,dvL2)일 수 있다. 후자의 경우에는, 한 쌍의 감지선이 듀얼 포트(p1,p2)에 각각 대응하는 것으로, 각 슬레이브 컨트롤러(200)에 그 대응관계가 설정된다. 예를 들어, 감지선 dvL1은 포트 p1에, 감지선 dvL2는 포트 p2에 대응하는 것으로 설정된다.
도 17a 또는 17b에 따른 실시예에서는, 각 슬레이브 모듈이 상기 감지선 상의 전압을 감지하기 위한 전압 검출부를 추가로 구비하거나, 또는 상기 감지선을 기존의 송수신부(201)에 연결함으로써 그 송수신부(201)가 상기 감지선 상의 전압을 검출할 수도 있다.
그리고, 도 17a 또는 17b에 따른 실시예를 위해서, 마스터 모듈은 상기 보조선(AL)에 특정 전압을 구동할 수 있는 구동부를 더 포함하여 구성된다. 물론, 마스터 모듈에 구비되는 송수신부(101)가, 상기 보조선(AL)에 대해서 특정 전압을 구동할 수 있는 회로 구성을 가질 수도 있다.
이하에서는, 도 17a 및 17b에 따른 실시예들에서, 원근 정보를 자동적으로 구축하는 방법에 대해서, 먼저 도 17a의 실시예의 경우부터 설명한다.
마스터 모듈(10)은, 버스에 연결된 모든 슬레이브 모듈들에 대해서 순차적으로 지정하면서 양 신호선(S+,S-)을 통해 보조선(AL)을 차단하라는 명령을 송신한다. 임의의 한 버스 통신모듈에 대해 보조선 차단을 명령할 때는, 그에 앞서 보조선 차단을 명령한 버스 통신모듈에 대해서 차단 해제를 명령하여 보조선을 다시 단락시키게 된다. 보조선 차단 명령을 송수신부(201)을 통해 수신하게 되는 임의 슬레이브 컨트롤러(200)는 상기 스위치 구동기(sDrvA)에 제어신호를 인가하여 상기 스위치(SwA)를 개방시켜 해당 지점에서 보조선(AL)이 차단, 즉 단절되게 한다.
그리고, 각 슬레이브 모듈에 대해서 보조선 차단을 명령할 때마다, 상기 마스터 모듈(10)은, 상기 보조선(AL)을 특정 전압으로 구동하고, 양 신호선(S+,S-)을 통해서는 보조선 전압 검출을 명령하는 방송 메시지를 송수신부(101)를 통해 송신한다.
상기 마스터 모듈(10)이 버스를 통해 송신한 검출 명령의 방송 메시지를 송수신부(201)를 통해 수신하게 되면, 각 슬레이브 컨트롤러(200)는, 상기 단일의 감지선(dvL)의 전압을 검출한다. 이때 검출되는 전압은, 예를 들어 부 신호선(S-) 또는 접지를 기준으로 한 것일 수 있다. 보조선(AL) 상의 전압이 검출되면 그 크기를 검출 명령에 대한 응답 메시지로 구성하여 양 신호선(S+,S-)을 통해 상기 마스터 모듈(10)로 송신한다.
위와 같은 각 슬레이브 모듈에서의 보조선(AL) 상의 전압 검출에서, 보조선이 단절된 지점을 기준으로 구분되는, 상기 마스터 모듈(10) 측의 보조선 구간은, 상기 마스터 모듈(10)에 의해 구동된 특정 전압이 인가된 상태이고, 반대 측의 보조선 구간은 특정 전압이 인가되지 않은 상태이므로, 보조선을 현재 단절시킨 슬레이브 모듈을 기준으로 하여 검출되는 보조선 전압은 서로 다르게 된다.
따라서, 상기 마스터 컨트롤러(100)가, 임의 슬레이브 모듈에서의 보조선 단절 시마다 모든 슬레이브 모듈로부터 응답되는 메시지들에서 파악하는 특정 전압으로 구동된 값을 나타내는 메시지 수는, 앞서의 실시예에서 설명한, 각 슬레이브 모듈에서의 구간 폐종단 후의 통신가능한 모듈들의 수와 동등한 정보가 된다. 즉, 특정 전압으로 구동된 값으로써 응답한 메시지 수가 적을수록, 그 수를 얻게 되었을 때 보조선을 단절시킨 슬레이브 모듈의 분절 버스 상의 연결 순서는 마스터 모듈에 더 근접한 순서가 되는 것이다.
따라서, 전술한 실시예에서와 같이, 상기 마스터 모듈(10)은, 특정 전압으로 구동된 값을 나타내는 메시지 수가 가장 적었을 때의 보조선 단절시킨 슬레이브 모듈부터 차례대로 근접 순서를 나타내는 번호를 지정함으로써 원근 정보를 자동적으로 구성하게 된다.
도 17b의 실시예의 경우에는, 각 슬레이브 모듈에서의 보조선 단절 시마다, 각 슬레이브 컨트롤러(200)는, 마스터 모듈(10)로부터의 검출 명령에 따라, 양 감지선(dvL1,dvL2)에서 각기 검출한 한 쌍의 전압을, 각 감지선에 대응되는 포트의 식별번호에 연계하여, 도 18에 예시된 바와 같은 포맷의 검출 정보(1800)를 구성하여 마스터 모듈(10)에 송신하게 된다.
도 18에 예시된 포맷의 검출 정보(1800)를 포함하는 메시지가 모든 슬레이브 모듈들로부터 수신되면, 상기 마스터 컨트롤러(100)는, 각 메시지의 검출 정보를 확인하여 적어도 어느 하나의 검출 값(VL1 또는 VL2)이 특정 전압으로 구동된 값을 나타내는 메시지의 수를 파악한다. 모든 슬레이브 모듈에서의 개별적인 보조선 단절 시마다 이렇게 메시지의 수가 파악되면, 전술한 바와 같이 그 수가 가장 적었던 슬레이브 모듈부터 차례대로 근접 순서를 나타내는 번호를 지정함으로써 원근 정보를 구성하게 된다.
그리고, 수신된 메시지에서 검출 값이 서로 상이한( 실제적으로는 일정 허용 범위를 벗어나는 차이를 보이는 ) 검출 정보가 있으면, 상기 마스터 컨트롤러(100)는, 해당 메시지를 송신한 슬레이브 모듈에 대해서, 해당 메시지에서 특정 전압으로 구동된 값에 전치된 포트 ID를 전결 포트로, 다른 포트 ID를 후결 포트로 지정하게 된다(p180).
한편, 지금까지의 설명을 위해 도면에 예시된 버스 시스템은, 일 측만 버스 통신모듈에 연결되고 타 측은 종단 저항이 연결된 버스 세그멘트( 예를 들어, 도 7, 11 및 14의 b_se )( 이 세그멘트를 이하에서는 특별히 '팁 세그멘트'라 칭한다. )가 구비된 것들이었다. 이와 같이 팁 세그멘트를 구비하면 버스 시스템의 구축 시에 분절 버스를 폐종단시키는 것이 편리하지만, 버스 단절 감지 후 버스의 보완이 적절하게 이루어지지 않는 문제를 야기할 수도 있다.
예를 들어, 도 11의 버스 시스템에서, 상기 마스터 모듈(10)이 버스 단절을 감지하였음에도 불통 모듈이 전혀 확인되지 않으면, 버스 단절이 팁 세그멘트에서 발생했음을 알 수 있다. 하지만, 이 경우 내부 종단을 명령할 슬레이브 통신모듈을 특정하기가 곤란하다. 양 팁 세그멘트 중 어느 쪽에서 버스 단절이 발생하였는 지를 구별해내기가 용이하지 않기 때문이다.
따라서, 본 발명에 따른 일 실시예에서는, 도 19에 예시된 바와 같이 팁 세그멘트없이 체인형태로 버스를 구축한다. 본 실시예에서는, 버스의 최초 구축 시에 양 단이 폐종단되어 있지 않으므로, 마스터 모듈은 최초 기동 시에, 자신의 양 포트의 각 방향으로 연결 상 가장 멀리 있는 버스 통신모듈에 각각 명령하여 해당 통신모듈 내부에서 버스를 폐종단시키게 된다.
예를 들어, 도 19의 (a)에 예시된 버스 시스템에서는, 원근 정보가 구성된 후, 각 포트 방향으로 가장 멀리 연결되어 있는 식별번호 4와 5에 대해 '내부 종단'을 명령하여 버스의 양 단을 폐종단시키게 되고(1901), (b)의 버스 시스템에서는, 원근 정보가 구성된 포트 p2에 대해서, 연결 순서 상 가장 멀리 있는 식별번호 4에 대해서, 후결 포트로 확인된 포트 p2를 지정하여 내부 종단을 명령하여 버스의 일 단을 폐종단시키고(1902), 슬레이브 모듈들이 연결되어 있지 않은 포트 p1에 대해서는 마스터 모듈(10) 자신이 직접 해당 포트에서 버스를 폐종단시키게 된다(1903).
물론, 전술한 바와 같은 버스 양단을 기동 시에 폐종단시킬 때는 허용 가능한 범위 내에서 가능한 저속으로 명령과 응답의 메시지를 송수신하게 된다.
한편, 전술한 실시예들에서, 슬레이브 모듈들이 선택적 종단부를 듀얼 포트의 각각에 대해 구비하고, 마스터 모듈은 분절 버스의 일측 끝단에 연결되며, 분절 버스의 반대측 끝단에는 마스터 모듈의 백업 모듈이 연결된다면, 분절 버스의 임의의 버스 세그멘트에서 연결 장애가 발생하여도 분절 버스의 전체 구간이 아무런 문제없이 버스 통신모듈들에 대한 데이터 서비스를 제공할 수 있다. 물론, 도 1에 예시된 바와 같이 직렬 버스로 연결되는 버스 시스템에서도, 마스터 모듈과 백업 모듈을 주선(mL)의 양 끝의 태핑 지점으로써 연결하면 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이에 대해서 분절 버스를 경우로 하여 좀더 구체적으로 설명하면, 임의의 버스 세그멘트에서 연결 장애가 발생하면, 그 버스 세그멘트에 포트가 연결되었던 양 슬레이브 모듈들에서, 연결된 순서 상 마스터 모듈에 더 가까운 제 1슬레이브 모듈에 의해 구간 폐종단이 이루어져, 정상 특성의 분절 버스로서 기능하게 되고, 연결된 순서 상 마스터 모듈에 더 먼 제 2슬레이브 모듈로부터 시작되는 사고 구간에서는, 백업 모듈이 기동하여, 그 사고 구간 상의 슬레이브 모듈들을 디스커버리한 후, 전술한 바와 같이 원근 정보를 자동으로 구성하고, 레벨 검출부에 의해 감지되는 신호 레벨의 한계치 이상에 따라 현재 상태가 단절임을 확인한 후, 그 구성한 원근 정보에 근거하여, 상기 제 2슬레이브 모듈에 내부 단절을 명령하게 된다. 이로써, 사고 구간도 정상적인 신호 품질을 제공할 수 있게 되는 것이다.
이와 같이, 마스터 모듈과 백업 모듈이 분절 버스의 양 끝단에 각기 연결되는 방식으로 버스 시스템이 구성되는 경우에, 본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 마스터 모듈이 전술한 바와 같이, 각 슬레이브 모듈의 순번과 듀얼 포트의 연결 순서 상의 전후관계를 파악하여 원근 정보를 구성하고 나면, 그 원근 정보를 백업 모듈에 제공한다.
그러면, 그 백업 모듈은, 제공받은 원근 정보에 대해서 각 슬레이브 모듈의 순번을 역으로 재지정하고 듀얼 포트의 전후관계도 서로 반대로 재지정함으로써 자신의 관점에서 본 원근 정보로 재구성하게 된다. 백업 모듈은, 이렇게 재지정하여 구성한 원근 정보를 이용해, 전술한 바와 같이 임의의 버스 세그멘트의 연결 장애에 따라 발생된 사고 구간에 대해서 구간 폐종단시키게 된다.
지금까지 구체적으로 설명한, 본 발명에 따른 버스의 연결장애를 감지하여 보완하는 방법과 그 방법을 위한 기기의 다양한 실시예들과, 그 실시예에서 설명된 구성 및 작용 등은 서로 양립할 수 없는 경우가 아니라면, 상호 다양한 방식으로 선택적으로 결합되어 실시 가능하다.
이상, 전술한 본 발명의 실시예들은, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
2i: 슬레이브 버스 통신모듈 10: 마스터 버스 통신모듈
20i: 슬레이브 버스 통신모듈 100,200: 링크 컨트롤러
101,201: 송수신부 102: 레벨 검출부
b_s: 버스 세그멘트 b_se: 팁 세그멘트
pPrUfS,pPrUfD: 포트 처리부 sTmU,sTmUi: 선택적 종단부

Claims (23)

  1. 마스터(master) 통신모듈과 복수의 슬레이브(slave) 통신모듈들이 서로 공유하여 연결되어 있는 직렬 버스의 연결장애를 감지하여 보완하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 슬레이브 통신모듈들의 각각에 대하여, 해당 통신모듈의 내부에서 상기 직렬 버스를 단절시키도록 한 다음 상기 직렬 버스에 의해 통신가능한 슬레이브 통신모듈의 수를 확인하는 과정을 수행하고, 그 확인된 수들에 근거하여 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들의 각각에 대하여, 상기 마스터 통신모듈을 기준으로 한 연결 상의 근접된 순서를 나타내도록 연결순서 정보를 구성하는 1단계와,
    상기 직렬 버스에 대하여 그 버스종단 부하를 반영하는 특정 신호를 검출하는 2단계와,
    상기 검출하는 특정 신호가, 상기 버스에 대해 최초 설정된 부하보다 상기 버스종단 부하가 증가한 것임을 나타내면 상기 버스에 단절이 있는 것으로 판별하는 3단계와,
    상기 판별된 단절에 의해 구분되는 상기 버스의 양 구간 중 한 쪽 구간에 연결되어 있는 슬레이브 통신모듈들 중에서, 상기 판별된 단절이 있는 지점과 최근접된 전기적 연결을 형성하고 있는 포트를 특정하면서 그 특정된 포트를 구비하고 있는 임의의 슬레이브 통신모듈로 하여금 그 특정된 포트에 대해 내부 저항으로써 상기 한쪽 구간을 종단시키도록 하는 4단계를 포함하여 이루어지되,
    상기 마스터 통신모듈과 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들의 각각은, 상기 직렬 버스를 이루는 신호선들이 연결될 수 있는 듀얼 포트를 구비하고 있고, 그 듀얼 포트 중 한쪽 포트에 연결된 상기 직렬 버스의 신호선들은 모두, 해당 통신모듈의 내부의 신호선을 통해 그대로 그 듀얼 포트 중 다른 한쪽의 포트에 연결된 상기 직렬 버스의 신호선들과 연결되게 구성되어 있으며,
    상기 1단계는, 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들의 각각에 대해 상기 직렬 버스를 단절시킴에 있어서, 상기 듀얼 포트에서 개별적으로 상기 직렬 버스가 단절되게 하면서, 버스 단절에 따른 통신가능한 슬레이브 통신모듈의 수를 포트별로 구분하여 확인함으로써, 각 슬레이브 통신모듈에서의 상기 듀얼 포트에 대한 상기 마스터 통신모듈을 기준으로 한 연결 상의 전후 순서를 나타내는 플래그도 상기 연결순서 정보에 함께 지정하는 것이고,
    상기 복수의 슬레이브 통신모듈들의 각각은, 상기 듀얼 포트 중 임의의 한쪽 포트에서 상기 직렬 버스를 단절시킬 때는 그 임의의 한쪽 포트의 양단을 내부 저항으로써 종단시키도록 구성된 것인 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 4단계는, 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들 중에서, 현재 상기 버스에 데이터를 싣고 있지 않는 불통의 통신모듈을 확인하면, 설정된 연결순서 정보에 근거하여, 적어도 하나의 상기 불통의 통신모듈에 바로 앞선 순서에 해당하는 슬레이브 통신모듈을 상기 임의의 슬레이브 통신모듈로 결정하고, 또한 상기 연결순서 정보에 근거하여, 상기 임의의 슬레이브 통신모듈의 상기 듀얼 포트 중 상기 마스터 통신모듈을 기준으로 한 연결 상의 후(後) 순서 포트를 상기 특정된 포트로 결정하는 것인 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 4단계는, 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들에 대하여 응답을 요구하는 방송 메시지를 송신하고, 그 방송 메시지에 대한 응답이 수신되지 않는 슬레이브 통신모듈을 상기 불통의 통신모듈로 확인하는 것인 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 슬레이브 통신모듈들은, 하나의 슬레이브 통신모듈의 상기 듀얼 포트 중 하나를 다른 하나의 슬레이브 통신모듈의 상기 듀얼 포트 중 임의로 선택한 포트와 연결시키는 방식에 따라 서로 전기적으로 연결되어 있는 것인 방법.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 1단계는, 상기 마스터 모듈의 상기 듀얼 포트의 각각에 대해서, 해당 포트와 연결된 상기 직렬 버스의 구간 상에 연결된 슬레이브 통신모듈을 식별함으로써, 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들에 대하여, 상기 마스터 모듈의 각 포트별로 구분하여 연결 상의 근접된 순서를 나타내도록 상기 연결순서 정보를 구성하는 것인 방법.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 1단계는, 상기 연결순서 정보의 구성 후, 상기 마스터 통신모듈과 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들 중에서, 상기 직렬 버스의 양 단에 연결되어 있는 한 쌍의 통신모듈의 각각에 대하여, 상기 듀얼 포트 중 타 통신모듈과 전기적 연결이 없는 포트에서는 내부 저항으로써 상기 버스가 종단되게 하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것인 방법.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 마스터 통신모듈은, 상기 직렬 버스의 양 끝단 중 어느 한 측에 연결되어 있고, 상기 양 끝단의 다른 한 측에는, 상기 마스터 통신모듈을 기능적으로 백업(backup)하는 백업 통신모듈이 연결되어 있는 것인 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 백업 통신모듈이, 상기 양 구간 중 상기 한 쪽 구간이 아닌 다른 쪽 구간에 대한 버스종단 부하가 상기 최초 설정된 부하보다 증가한 것임을 확인하고, 상기 다른 쪽 구간을 보완하는 5단계를 더 포함하여 이루어지는 것인 방법.
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 특정 신호는, 상기 복수의 버스 통신모듈들 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 버스에 실리는 신호의 실효치이거나 또는 직류 성분인 것인 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 복수의 통신모듈들이 포트를 통해 공유하는 직렬 버스에 서로 연결됨으로써 구축된 버스 시스템에 있어서,
    직렬 버스와,
    상기 직렬 버스를 이루는 신호선들이 연결될 수 있는 듀얼 포트를 각기 구비하고 있는 마스터 통신모듈과 복수의 슬레이브 통신모듈들을 포함하여 구성되되,
    상기 마스터 통신모듈과 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들의 각각은, 상기 듀얼 포트 중 한쪽 포트에 연결된 상기 직렬 버스의 신호선들이 모두, 해당 통신모듈의 내부의 신호선을 통해 그대로 그 듀얼 포트 중 다른 한쪽의 포트에 연결된 상기 직렬 버스의 신호선들과 연결되게 구성되어 있고,
    상기 복수의 슬레이브 통신모듈들의 각각은, 상기 듀얼 포트의 임의의 한 포트에서 상기 직렬 버스를 단절시킬 때는 그 임의의 한 포트의 양단을 내부 저항을 통해 종단시키는 회로부가 구비되어 있으며,
    상기 마스터 통신모듈은, 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들의 각각에 대하여, 해당 통신모듈의 내부에서 상기 직렬 버스를 단절시키도록 한 다음 상기 직렬 버스에 의해 통신가능한 슬레이브 통신모듈의 수를 확인하는 과정을 수행하고, 그 확인된 수들에 근거하여 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들의 각각에 대하여, 상기 마스터 통신모듈을 기준으로 한 연결 상의 근접된 순서를 나타내도록 연결순서 정보를 구성하되, 그 각각의 슬레이브 통신모듈의 내부에서 상기 직렬 버스를 단절시킴에 있어, 상기 듀얼 포트에서 개별적으로 상기 직렬 버스가 단절되게 하면서, 버스 단절에 따른 통신가능한 슬레이브 통신모듈의 수를 포트별로 구분하여 확인함으로써, 각 슬레이브 통신모듈에서의 상기 듀얼 포트에 대한 상기 마스터 통신모듈을 기준으로 한 연결 상의 전후 순서를 나타내는 플래그도 상기 구성하는 연결순서 정보에 함께 지정하도록 구성되고, 또한, 상기 직렬 버스의 현재의 버스종단 부하가 최초 설정된 값보다 증가한 경우에, 상기 연결순서 정보에 근거하여 상기 복수의 슬레이브 통신모듈들에서 하나를 특정하고 또한 그 특정된 통신모듈의 상기 듀얼 포트 중 한쪽 포트를 지정하여, 그 특정된 하나의 통신모듈로 상기 지정된 한쪽 포트를 종단시키는 명령을 송신하도록 구성된 것인 버스 시스템.
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