KR102184658B1 - 인공위성 내 명령처리 장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

인공위성 내 명령처리 장치 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인공위성 내 명령처리 장치 및 이의 제어방법 관한 것으로서, 구체적으로는 소프트웨어에서 수행하던 기능을 하드웨어에서 처리하게 함으로써 소프트웨어의 복잡도를 줄이고 수행 시간을 단축할 수 있는 명령처리정치 및 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명은 인공위성의 명령처리장치는 복수의 커맨드 프레임(command frame)에 대한 매핑 정보를 저장하는 명령처리설정부, 명령수신부를 통해 지상으로부터 명령을 포함하는 프레임을 수신하면, 상기 프레임의 유효성을 검증하는 프레임 유효성 검증부, 상기 프레임의 유효성이 검증되면, 상기 프레임으로부터 적어도 하나의 커맨드 프레임을 획득하는 커맨드 프레임 추출부, 상기 복수의 커맨드 프레임에 대한 매핑 정보 중 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임에 대응하는 매핑 정보를 바탕으로, 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임을 프로세서로 전달하는 커맨드 분배부 및 상기 전달된 커맨드 프레임에 포함된 상기 명령에 대응하는 소프트웨어 기능을 수행하는 프로세서를 포함한다.

Description

인공위성 내 명령처리 장치 및 이의 제어방법{COMMAND PROCESSING DEVICE IN SATELLITE AND THE CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 인공위성 내 명령처리 장치 및 이의 제어방법 관한 것으로서, 구체적으로는 소프트웨어에서 수행하던 기능을 하드웨어에서 처리하게 함으로써 소프트웨어의 복잡도를 줄이고 수행 시간을 단축할 수 있는 명령처리정치 및 제어 방법에 관한 것이다.
인공위성은 임무 수행을 위해 지상으로부터 명령을 수신하고, 이에 대응하는 업무를 수행한다. 인공위성의 명령 처리는 크게 데이터 수신과 수신한 데이터에 대한 처리로 분류할 수 있다. 일반적으로 하드웨어는 데이터 수신을 처리하고, 소프트웨어는 수신된 데이터를 해석하여 명령을 수행하는 역할을 한다. 이에 따라 하드웨어 설계는 데이터 수신과 같은 낮은 수준의 처리만을 제공하고 있다.
예를 들어, 저궤도 위성의 경우, 하드웨어는 수신된 명령 데이터에 대해 CLTU(Command link transmission unit) 레벨로 특정 메모리(예를 들면, SGM, Safe Guard Memory)에 저장한다. 소프트웨어는 SGM에 기록된 데이터에 대해 여러 프로세스를 통해 커맨드 프레임(Command Frame)을 획득하게 된다.
또 다른 예로, 정지궤도 위성의 경우, 하드웨어는 유효성 검증을 수행하고 정상적인 데이터만을 특정 메모리(TC Memory)에 저장한다. 소프트웨어는 TC 메모리에 기록된 데이터에 대해 커맨드 프레임을 추출한다.
이러한 방식은 명령 처리에 있어 소프트웨어에 의미가 있는 커맨드 프레임 추출을 위해, 소프트웨어의 부가적인 처리를 요구한다. 또한, 비행소프트웨어의 명령 처리 소프트웨어는 앞서 추출된 커맨드 프레임에 대해 명령 타입 및 SVC ID에 따라 명령을 전달하는 과정을 지속적으로 수행해야 한다.
이에 따라, 기존의 인공위성 소프트웨어는 반복적인 프로세스에 대한 연산을 수행하기 위해 복잡하게 구현되고, 소프트웨어 설계 과정에서의 유동성이 저하된다는 단점이 있어 왔다.
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 소프트웨어에서 수행하던 프로세스의 일부를 하드웨어가 수행하게 함으로써, 소프트웨어의 복잡도를 줄이고 단축된 프로세스 수행 시간을 가지는 명령처리 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 하드웨어가 사용자에 의해 설정 가능한 매핑정보를 이용하여 커맨드 프레임 분배를 수행함으로써 유동성 높은 명령처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 인공위성의 명령처리장치는, 복수의 커맨드 프레임(command frame)에 대한 매핑 정보를 저장하는 명령처리설정부; 명령수신부를 통해 지상으로부터 명령을 포함하는 프레임을 수신하면, 상기 프레임의 유효성을 검증하는 프레임 유효성 검증부; 상기 프레임의 유효성이 검증되면, 상기 프레임으로부터 적어도 하나의 커맨드 프레임을 획득하는 커맨드 프레임 추출부; 상기 복수의 커맨드 프레임에 대한 매핑 정보 중 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임에 대응하는 매핑 정보를 바탕으로, 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임을 프로세서로 전달하는 커맨드 분배부; 및 상기 전달된 커맨드 프레임에 포함된 상기 명령에 대응하는 소프트웨어 기능을 수행하는 프로세서;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 명령처리설정부는, 상기 전달된 커맨드 프레임의 유효성 검증을 위한SC ID(SpaceCraft ID) 및 VC ID(Virtual Channel ID)를 저장하고, 상기 프레임 유효성 검증부는, 상기 SC ID 및 VC ID를 바탕으로, 상기 프레임의 유효성을 검증할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 커맨드 처리부;를 더 포함하고, 상기 매핑 정보는, 상기 복수의 커맨드 프레임에 대한 SVC ID(Switched Virtual Connection ID), 커맨드 넘버 및 상기 SVC ID, 커맨드 넘버에 매핑된 상기 커맨드 처리부 상의 주소를 포함하고, 상기 커맨드 분배부는, 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임을 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임의 SVC ID, 커맨드 넘버에 대응하는 상기 커맨드 처리부 상의 주소로 전달할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 커맨드 처리부;를 더 포함하고, 상기 매핑 정보는, 상기 복수의 커맨드 프레임에 대한 SVC ID, 커맨드 넘버 및 상기 SVC ID, 커맨드 넘버에 매핑된 상기 소프트웨어 상의 함수를 포함하고, 상기 커맨드 처리부는, 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임의 SVC ID, 커맨드 넘버에 대응하는 상기 소프트웨어 상의 함수를 호출할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터를 이용하여 상술한 방법을 실행하기 위하여 매체에 저장되어 있을 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인공위성의 명령처리방법은, 지상으로부터 명령을 포함하는 프레임을 수신하면, 상기 프레임의 유효성을 검증하는 단계; 상기 프레임의 유효성이 검증되면, 상기 프레임으로부터 적어도 하나의 커맨드 프레임을 획득하는 단계; 상기 복수의 커맨드 프레임에 대한 매핑 정보 중 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임에 대응하는 매핑 정보를 바탕으로, 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임을 프로세서로 전달하는 단계; 및 상기 전달된 커맨드 프레임에 포함된 상기 명령에 대응하는 소프트웨어 기능을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 매핑 정보는, 상기 전달된 커맨드 프레임의 유효성 검증을 위한SC ID(SpaceCraft ID) 및 VC ID(Virtual Channel ID)를 포함하고, 상기 프레임의 유효성을 검증하는 단계는, 상기 SC ID 및 VC ID를 바탕으로, 상기 프레임의 유효성을 검증할 수 있다.
또한, 상기 매핑 정보는, 상기 복수의 커맨드 프레임에 대한 SVC ID(Switched Virtual Connection ID), 커맨드 넘버 및 상기 SVC ID, 커맨드 넘버에 매핑된 상기 커맨드 처리부 상의 주소를 포함하고, 상기 프로세서로 전달하는 단계는, 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임을 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임의 SVC ID, 커맨드 넘버에 대응하는 상기 커맨드 처리부 상의 주소로 전달할 수 있다.
또한, 상기 매핑 정보는, 상기 복수의 커맨드 프레임에 대한 SVC ID, 커맨드 넘버 및 상기 SVC ID, 커맨드 넘버에 매핑된 상기 소프트웨어 상의 함수를 포함하고, 상기 소프트웨어 기능을 수행하는 단계는, 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임의 SVC ID, 커맨드 넘버에 대응하는 상기 소프트웨어 상의 함수를 호출할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따르면, 소프트웨어가 처리해야 했던 반복적인 유효성 검증 및 커맨드 프레임(Command Frame) 추출을 하드웨어에 구현하고, 나아가 커맨드 프레임을 명령 분배/전달 (Command Dispatch) 과정도 하드웨어가 처리하게 함으로써, 커맨드 처리의 유연성을 유지하고 소프트웨어의 복잡도를 줄여 소프트웨어 수행 시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 실제 명령이 수행되는 소프트웨어 코드를 하드웨어 영역에 등록하고 수정할 수 있으므로 지상 개발 단계뿐만 아니라, 궤도 상(On-orbit)에서도 명령의 추가, 수정이 보다 용이하다는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 인공위성의 명령처리 시스템을 설명하기 위한 간단한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 인공위성 명령처리 시스템을 설명하기 위한 상세한 블록도이다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른, 저궤도 위성 및 정지궤도 위성에서 하드웨어를 이용해 커맨드 프레임을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커맨드 프레임의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 커맨드 분배를 위한 매핑 정보에 대해 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
또한, 본 문서에서 사용된 "제 1," "제 2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 인공위성의 명령처리 시스템을 설명하기 위한 간단한 블록도이다. 본 발명에서 '인공위성'은 3차원 공간상에서 이동하는 다양한 장치일 수 있다. 가령 인공위성은 지구 및/또는 다른 행성의 주위를 공전하거나 이동하면서 지상국과 데이터를 송수신하는 장치일 수 있다. 이러하였으면 인공위성은 발사체 등에 탑재되어 발사대를 통하여 발사될 수 있다. 이때 인공위성에는 소정의 목적 및/또는 용도에 따른 소프트웨어가 탑재될 수 있다.
또한, 인공위성은 대기권 내에서 소정의 목적 및/또는 용도에 따라 비행하는 비행체일 수도 있다. 이러한 경우 인공위성은 발사체 및/또는 발사대 없이도 이륙 및/또는 착륙할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 인공위성의 명령처리 시스템(1)은 하드웨어(100)와 소프트웨어(200)로 구성될 수 있다. 본 발명의 소프트웨어(200)는 하드웨어(100)에 의해서 전달된 명령을 처리하는 기능을 수행하며, 프로세서(미도시), 예를 들면, CPU에서 실행될 수 있다. 이때, 프로세서는 하드웨어(100)에 속하는 구성일 수 있으나, 본 개시의 하드웨어(100)는 소프트웨어 실행과 관련된 구성을 제외한 구성을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
하드웨어(100)는 지상에서부터 전달된 명령을 수신하고, 수신된 명령에 대한 유효성을 검증할 수 있다. 또한 하드웨어(100)는 유효성이 검증된 프레임으로부터 소프트웨어에 유의미한 커맨드 프레임(Command Frame)을 추출할 수 있다. 나아가, 하드웨어(100)는 추출된 커맨드 프레임(Command Frame)을 대응되는 소프트웨어의 명령 처리 주소로 전달하거나, 커맨드 프레임을 처리하기 위한 소프트웨어 상 함수를 호출할 수 있다.
이때, 지상에서부터 전달된 명령은 CLTU(command link transmission unit) 프레임의 형태일 수 있고, CLTU에는 복수의 커맨드 프레임을 포함하고 있을 수 있다.
또한 하드웨어(100)는 상술한 프로세스를 수행하기 위한 정보를 저장할 수 있다. 구체적으로, 하드웨어(100)는 프레임의 유효성 검증을 위한 SC ID(SpaceCraft ID), VC ID(Virtual Channel ID)에 대한 정보를 저장하고 있을 수 있고, 커맨드 프레임(Command Frame)의 분배를 위한 명령 타입, SVC ID(Switched Virtual Connection ID), CMD No(Command Number)를 저장하고 있을 수 있다. 기존의 데이터베이스에서는 지정된 번호(No.) 만으로 커맨드를 구별하였지만, 본 발명의 데이터베이스에서는 SVC ID(Switched Virtual Connection ID)가 포함된 커맨드를 저장할 것을 제안한다. SVC는 일반적으로 패킷 교환 망에서 전송할 데이터가 있을 때만 통신 경로 설정을 하고 통신을 끝낼 때는 선로 연결도 해지하는 통신 접속방식을 말한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 인공위성 명령처리 시스템을 설명하기 위한 상세한 블록도이다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른, 저궤도 위성 및 정지궤도 위성에서 하드웨어를 이용해 커맨드 프레임을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로 도 3은 저궤도 위성에서 명령수신부(110), 프레임 유효성 검증부(120), 커맨드 프레임 추출부(130) 등을 이용하여 커맨드 프레임을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 정지궤도 위성에서 명령수신부(110), 프레임 유효성 검증부(120), 커맨드 프레임 추출부(130) 등을 이용하여 커맨드 프레임을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2와 도 3을 참조하면, 하드웨어(100)는 명령수신부(110), 프레임 유효성 검증부(120), 커맨드 프레임 추출부(130), 커맨드 분배부(140) 및 명령처리설정부(150)를 포함할 수 있다. 또한, 소프트웨어(200)는 커맨드 처리부 1(210) 내지 커맨드 처리부 n(220-n)을 포함할 수 있다.
명령수신부(110)는 지상국으로부터 명령을 수신하기 위한 구성이다. 지상국으로부터 수신하는 명령은 CLTU(Command Link Transmission Unit) 포맷일 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 한편, 명령수신부(110)는 지상으로부터 명령 데이터를 수신할 수 있고, CLTU 레벨로 CLTU(310)의 머리부(start sequence, 311) 및 꼬리부(tail sequence, 312)를 확인할 수 있다. 또한, 명령수신부(110)는 CLTU(310)의 개별 코드블록(313) 및 ECC(Error Collection Code, 314)를 확인할 수 있다.
프레임 유효성 검증부(120)는 CLTU(310)에 포함된 복수의 코드블록(313)을 조합하여 전달 프레임(320)을 획득할 수 있다. 이후 프레임 유효성 검증부(120)는 전달 프레임(320)에 대한 유효성을 검증할 수 있다. 구체적으로 프레임 유효성 검증부(120)는 전달 프레임(320)에 포함된 데이터에 대하여, 전달 프레임 헤더(321) 및 패킷 헤더(322)에 대한 유효성(Validation)을 검증할 수 있다.
커맨드 프레임 추출부(130)는 유효성이 검증된 프레임으로부터 커맨드 프레임(Command Frame)을 추출하는 기능을 수행하며, 하나의 CLTU에는 다수의 커맨드 프레임(Command Frame)이 포함될 수 있다. 커맨드 프레임 추출부(130)는 전달 프레임(320)에 대한 유효성 검증이 완료되면, 커맨드 프레임(330)을 획득할 수 있다. 커맨드 프레임(330)은 커맨드 타입, ID, Length, 커맨드 넘버(CMD No.) 등 커맨드 프레임(330)이 포함하고 있는 명령에 대한 식별 정보를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면 커맨드 프레임 추출부(130)는 하나의 CLTU에 포함된 복수의 커맨드 프레임을 순차적으로 추출하여 커맨드 분배부(140)로 전송할 수 있다.
커맨드 분배부(140)는 추출된 커맨드 프레임을 소프트웨어로 구현된 커맨드 처리부(210 내지 210-n)에 데이터를 전송할 수 있다. 커맨드 분배부(140)는 명령처리설정부(150)에 저장된 다양한 정보를 이용하여 커맨드 프레임을 전송할 수 있다. 구체적으로, 커맨드 분배부(140)는 명령처리설정부(150)에 포함된 다양한 정보를 이용하여 커맨드 프레임에 적합한 커맨드 처리부(210 내지 210-n)으로 커맨드 프레임을 전달할 수 있다.
명령처리설정부(150)는 지상국으로부터의 명령을 포함하는 프레임의 수신, 유효성 검증 및 분배에 필요한 정보를 설정하고, 저장하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 명령처리설정부(150)는 SC ID(starcraft ID), VC ID(Vitual channel ID) 등 프레임 유효성 검증에 사용되는 여러 정보를 설정할 수 있으며, 커맨드 프레임(Command Frame)의 분배를 위한 명령 타입, SVC ID, CMD No 별 커맨드 처리부(210 내지 210-n)의 정보를 저장할 수 있다. 즉, 명령처리설정부(150)에는 명령 타입, SVC ID, 커맨드 넘버별로 구분되는 각각의 커맨드 프레임에 대한 커맨드 처리부(210 내지 210-n) 매핑 정보가 저장되어 있을 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 의하면, 명령처리설정부(150)는 각각의 커맨드 프레임을 처리하기 위한 소프트웨어 상의 함수를 호출하기 위한 정보를 포함하고 있을 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 명령처리설정부(150) 저장된 정보들은 소프트웨어 상의 프로세스로 인해 변경될 수 있다. 구체적으로, 프로세서(200)가 명령처리설정부(150)에 저장된 매핑 정보에 따른 커맨드 처리부(210 내지 210-n)에서 소프트웨어 프로세스를 진행하던 중 오류가 발생하거나 처리 효율이 부족한 것으로 판단되는 경우, 프로세서(200)는 명령처리설정부(150)에 저장된 매핑 정보를 변경할 수 있다. 이때, 프로세서(200)는 커맨드 프레임별 적합한 커맨드 처리부를 탐색하기 위해, 인공지능모델을 사용할 수도 있고, 빅데이터를 기반으로 사용자에 의해 원격으로 변경될 수도 있다. 한편, 인공지능모델은 별도의 서버에 저장된 것일 수도 있고, 인공위성의 메모리에 저장된 것일 수도 있다. 상술한 예시는 일 실시 예에 불과하며, 다양한 방법으로 명령처리설정부(150)에 저장된 정보를 변경할 수 있다.
도 3을 참조하면, 명령수신부(110)는 지상으로부터 명령 데이터를 수신할 수 있고, CLTU 레벨로 CLTU(310)의 머리부(start sequence, 311) 및 꼬리부(tail sequence, 312)를 확인할 수 있다. 또한, 명령수신부(110)는 CLTU(310)의 개별 코드블록(313) 및 ECC(Error Collection Code, 314)를 확인할 수 있다.
프레임 유효성 검증부(120)는 CLTU(310)에 포함된 복수의 코드블록(313)을 조합하여 전달 프레임(320)을 획득할 수 있다. 이후 프레임 유효성 검증부(120)는 전달 프레임(320)에 대한 유효성을 검증할 수 있다. 구체적으로 프레임 유효성 검증부(120)는 전달 프레임(320)에 포함된 데이터에 대하여, 전달 프레임 헤더(321) 및 패킷 헤더(322)에 대한 유효성(Validation)을 검증할 수 있다.
커맨드 프레임 추출부(130)는 전달 프레임(320)에 대한 유효성 검증이 완료되면, 커맨드 프레임(330)을 획득할 수 있다. 커맨드 프레임(330)은 커맨드 타입, ID, Length, 커맨드 넘버(CMD No.) 등 커맨드 프레임(330)이 포함하고 있는 명령에 대한 식별 정보를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 명령수신부(110)는 지상으로부터 명령 데이터를 수신할 수 있고, CLTU 레벨로 CLTU(410)의 start sequence(411) 및 tail sequence(412)를 확인할 수 있다. 또한, 명령수신부(110)는 CLTU(410)의 개별 코드블록(413) 및 ECC(Error Collection Code, 414)를 확인할 수 있다.
프레임 유효성 검증부(120)는 CLTU(410)에 포함된 복수의 코드블록(413)을 조합하여 전달 프레임(420)을 획득할 수 있다. 이후 프레임 유효성 검증부(120)는 전달 프레임(420)에 대한 유효성을 검증할 수 있다. 구체적으로 프레임 유효성 검증부(120)는 전달 프레임(420)에 포함된 데이터에 대하여, 전달 프레임 헤더(421), 패킷 헤더(422), 세그먼트 헤더(423) 및 패킷 에러 제어열(424)에 대한 유효성(Validation)을 검증할 수 있다.
커맨드 프레임 추출부(130)는 전달 프레임(420)에 대한 유효성 검증이 완료되면, 커맨드 프레임(430)을 획득할 수 있다. 커맨드 프레임(430)은 커맨드 타입, ID, Length, 커맨드 넘버(CMD No.) 등 커맨드 프레임(330)이 포함하고 있는 명령에 대한 식별 정보를 포함할 수 있다.
도 3과 도 4와 같이 하드웨어를 통해 획득한 커맨드 프레임은 도 5와 같은 구조를 가지고 있다. 즉, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커맨드 프레임의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 정지궤도 위성과 저궤도 위성에서의 커맨드 프레임은 32 바이트(byte)의 1/8 second, 1/10 second 비트열과 hex code 부분 외의 다른 부분은 동일하므로, 정지궤도 위성의 커맨드 프레임을 기초로 설명하도록 한다.
도 5를 참조하면, 커맨드 프레임은 커맨드 타입, ID, Length, week, 1/10 second, SVC ID, CMD No, Hex code, CRC 등의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 커맨드 프레임은 RT(real time), Manage CIB, ATC, RTCS, Memory upload 등 다양한 커맨드 타입을 포함하고 있을 수 있다.
커맨드 분배부(140)는 커맨드 프레임 추출부(130)에서 획득한 커맨드 프레임을 커맨드 타입과 SVC ID, CMD ID에 대응하는 소프트웨어의 커맨드 처리부(210 내지 210-n)로 전달할 수 있다. 이때, 커맨드 분배부(140)는 커맨드 프레임을 전달해야 할 커맨드 처리부(210 내지 210-n)에 대한 매핑 정보를 바탕으로 전달할 수 있다.
구체적으로, 인공위성에 대한 명령은 대부분 RT의 커맨드 타입으로 전송되며, 인공위성의 하드웨어 구성인 커맨드 분배부(140)는 RT 타입의 커맨드 프레임을 SVC ID에 관련된 소프트웨어 컴포넌트로 전달할 수 있고, 전달받은 소프트웨어 컴포넌트(예를 들면 커맨드 처리부)는 전달받은 커맨드 프레임에 포함된 명령을 수행할 수 있다. 매핑 정보에 대한 설명은 도 6을 통해 자세히 설명하도록 한다.
도 3 내지 도 5에서 설명한 바와 같이, 인공위성의 하드웨어(예를 들면, 명령수신부, 프레임 유효성 검증부, 커맨드 프레임 추출부, 커맨드 분배부 등)를 통해서 종래의 소프트웨어가 수행하던 프로세스를 수행함으로써, 커맨드 처리의 유연성을 유지하면서 인공위성의 소프트웨어를 상대적으로 복잡하지 않게 구현할 수 있으며, 인공위성의 명령처리를 효율적으로 처리할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 실제 명령이 수행되는 소프트웨어 코드를 하드웨어 영역에 등록하고 수정할 수 있으므로 지상 개발 단계뿐만 아니라, On-orbit에서도 명령의 추가, 수정이 보다 용이하다는 효과를 가질 수 있다. 구체적으로, On-Orbit 상에서 명령처리 방법을 교정하는 경우는 크게 위성의 하드웨어 문제를 소프트웨어적으로 해결/완화, 임무 중 소프트웨어 기능 향상 그리고 지상테스트 동안 확인되지 못한 소프트웨어 문제를 수정하기 위해서 사용된다. 종래의 인공위성은 탑재소프트웨어 설계과정에서 이러한 요구조건을 만족할 수 있도록 탑재소프트웨어가 설계되어야 하며 소프트웨어 교정을 위한 잉여 메모리를 반드시 할당해야 한다. 또한, 탑재소프트웨어 실행파일 생성할 경우에도 섹션별로 패치가 가능하도록 메모리 맵을 생성해야 한다. 즉, 종래의 위성에서는 휘발성 메모리인 RAM 영역에 한해서만 탑재소프트웨어 교정이 가능하였으나 본 발명의 위성에서는 사용자의 의도에 따라 하드웨어를 통해 다양하게 명령처리 방법을 교정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 커맨드 분배를 위한 매핑 정보에 대해 설명하기 위한 도면이다.
인공위성의 하드웨어 구성인 명령처리설정부(150)는 획득한 커맨드 프레임에 대한 매핑정보를 저장하고 있을 수 있다. 구체적으로 도 6을 참조하면, 인덱스 1(610)에 속하는 커맨드 프레임이 획득되면, 명령처리설정부(150)에는 커맨드 분배부(140)가 커맨드 프레임을 커맨드 처리부 상의 0x02301000 주소(611)로 전달하도록 지시하는 매핑정보가 저장되어 있을 수 있다.
예를 들면, 인덱스 1(610)에 속하는 제1 커맨드 프레임, 즉 커맨드 타입이 RT, SVC ID가 1, 커맨드 넘버는 NULL인 커맨드 프레임이 입력되면, 커맨드 분배부(140)는 제1 커맨드 프레임을 커맨드 처리부 상의 0x02301000 주소(611)로 전달할 수 있다. 마찬가지로, 인덱스 2(620)에 속하는 제2 커맨드 프레임, 즉 커맨드 타입이 RT, SVC ID가 2, 커맨드 넘버는 1인 커맨드 프레임이 입력되면, 커맨드 분배부(140)는 제1 커맨드 프레임을 커맨드 처리부 상의 0x02351000 주소(612)로 전달할 수 있다.
상술한 예시는 일 실시 예에 불과하며, 명령처리설정부(150)에는 커맨드 프레임을 전달할 커맨드 처리부의 위치 매핑 정보뿐만 아니라, 전달된 커맨드 처리부에서 호출할 함수에 대한 정보도 포함할 수 있다. 예를 들면, 명령처리설정부(150)는, 인덱스 1(610)에 속하는 제1 커맨드 프레임이 커맨드 처리부 상의 0x02301000 주소(611)로 전달된 이후, 커맨드 처리부에 포함된 적어도 하나의 명령처리 함수 중 어떤 함수를 호출할 것인지에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 인공위성은, 커맨드 프레임을 명령 분배/전달 (Command Dispatch) 과정을 하드웨어(본 실시 예에서는 커맨드 분배부)에 저장된 매핑 정보를 활용함으로써, 커맨드 처리의 유연성(flexibility)을 유지하면서 사용자가 원하는 명령처리 방식을 용이하게 설계할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
따라서, 본 발명의 사상은 앞에서 설명된 실시예들에 국한하여 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위가 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 명령처리시스템
100: 하드웨어
110: 명령수신부
120: 프레임 유효성 검증부
130: 커맨드 프레임 추출부
140: 커맨드 분배부
150: 명령처리설정부
200: 소프트웨어
210 내지 210-n: 커맨드처리부

Claims (10)

  1. 인공위성의 명령처리장치에 있어서,
    복수의 커맨드 프레임(command frame)에 대한 매핑 정보를 저장하는 명령처리설정부;
    지상으로부터 명령을 포함하는 프레임을 수신하면, 상기 프레임의 유효성을 검증하는 프레임 유효성 검증부;
    상기 프레임의 유효성이 검증되면, 상기 프레임으로부터 적어도 하나의 커맨드 프레임을 획득하는 커맨드 프레임 추출부;
    상기 복수의 커맨드 프레임에 대한 매핑 정보 중 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임에 대응하는 매핑 정보를 바탕으로, 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임을 프로세서로 전달하는 커맨드 분배부; 및
    상기 전달된 커맨드 프레임에 포함된 상기 명령에 대응하는 소프트웨어 기능을 수행하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는 각각의 커맨드 프레임에 대응하는 소프트웨어 기능을 수행하기 위한 적어도 하나의 커맨드 처리부;를 포함하고,
    상기 매핑 정보는 상기 복수의 커맨드 프레임에 대한 SVC ID(Switched Virtual Connection ID), 커맨드 넘버 및 상기 SVC ID, 커맨드 넘버에 매핑된 상기 커맨드 처리부 상의 주소를 포함하고,
    상기 커맨드 분배부는 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임을 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임의 커맨드 타입, SVC ID 및 커맨드 넘버에 대응하는 상기 커맨드 처리부 상의 주소로 전달하고,
    상기 커맨드 타입은 실시간 명령(RT), 절대시간 명령(ATC), 상대시간 명령(RTCS), 커맨드 입력 버퍼 관리 명령(manage CIB) 및 메모리 업로드 명령(Memory Upload) 중 적어도 하나이고,
    상기 프레임 유효성 검증부, 상기 커맨드 프레임 추출부 및 상기 커맨드 분배부는 하드웨어로 구현되는 명령처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 명령처리설정부는 상기 전달된 커맨드 프레임의 유효성 검증을 위한 SC ID(SpaceCraft ID) 및 VC ID(Virtual Channel ID)를 저장하고,
    상기 프레임 유효성 검증부는 상기 SC ID 및 VC ID를 바탕으로, 상기 프레임의 유효성을 검증하는 명령처리장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 매핑 정보는 상기 복수의 커맨드 프레임에 대한 SVC ID, 커맨드 넘버 및 상기 SVC ID, 커맨드 넘버에 매핑된 상기 소프트웨어 상의 함수를 포함하고,
    상기 커맨드 처리부는 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임의 SVC ID, 커맨드 넘버에 대응하는 상기 소프트웨어 상의 함수를 호출하는 명령처리장치.
  5. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 명령처리설정부, 상기 프레임 유효성 검증부, 상기 커맨드 프레임 추출부 및 상기 커맨드 분배부는 상기 프로세서와 상이한 별도의 하드웨어 칩으로 구현된 명령처리장치.
  6. 인공위성의 명령처리방법에 있어서,
    프레임 유효성 검증부에 의해, 지상으로부터 명령을 포함하는 프레임을 수신하면, 상기 프레임의 유효성을 검증하는 단계;
    상기 프레임의 유효성이 검증되면, 커맨드 프레임 추출부에 의해, 상기 프레임으로부터 적어도 하나의 커맨드 프레임을 획득하는 단계;
    커맨드 분배부에 의해, 명령처리설정부에 저장된 복수의 커맨드 프레임에 대한 매핑 정보 중 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임에 대응하는 매핑 정보를 바탕으로, 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임을 프로세서로 전달하는 단계; 및
    상기 프로세서에 포함된 커맨드 처리부에 의해, 상기 전달된 커맨드 프레임에 포함된 명령에 대응하는 소프트웨어 기능을 수행하는 단계; 를 포함하고,
    상기 전달하는 단계는 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임을 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임의 커맨드 타입, SVC ID 및 커맨드 넘버에 대응하는 상기 커맨드 처리부 상의 주소로 전달하는 것이고,
    상기 커맨드 타입은 실시간 명령(RT), 절대시간 명령(ATC), 상대시간 명령(RTCS), 커맨드 입력 버퍼 관리 명령(manage CIB) 및 메모리 업로드 명령(Memory Upload) 중 적어도 하나이고,
    상기 프레임 유효성 검증부, 상기 커맨드 프레임 추출부 및 상기 커맨드 분배부는 하드웨어로 구현된 것을 특징으로 하는 명령처리방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 매핑 정보는 상기 전달된 커맨드 프레임의 유효성 검증을 위한 SC ID(SpaceCraft ID) 및 VC ID(Virtual Channel ID)를 포함하고,
    상기 프레임의 유효성을 검증하는 단계는 상기 SC ID 및 VC ID를 바탕으로, 상기 프레임의 유효성을 검증하는 명령처리방법.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 매핑 정보는 상기 복수의 커맨드 프레임에 대한 SVC ID, 커맨드 넘버 및 상기 SVC ID, 커맨드 넘버에 매핑된 상기 소프트웨어 상의 함수를 포함하고,
    상기 소프트웨어 기능을 수행하는 단계는 상기 적어도 하나의 커맨드 프레임의 SVC ID, 커맨드 넘버에 대응하는 상기 소프트웨어 상의 함수를 호출하는 명령처리방법.
  10. 컴퓨터를 이용하여 제6항, 제7항 및 제9항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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