KR102365232B1 - 실행 유닛의 작동 - Google Patents

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이노바 세미컨덕터스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 실행 유닛들을 작동시키기 위한 방법 및 상응하게 설정된 시스템 장치에 관한 것이다. 또한, 이 방법 또는 이 시스템 장치에 사용하기 적합한 통신 노드도 제안된다. 본 발명은 또한 제안된 방법을 구현하거니 제안된 시스템 장치를 동작시키는 제어 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.

Description

실행 유닛의 작동
본 발명은 실행 유닛 및 상응하게 셋업된 시스템 장치를 작동시키는 방법에 관한 것이다. 게다가, 이 방법 및 이 시스템 장치에 사용하기 적합한 통신 노드가 제안된다. 본 발명은 또한 제안된 방법을 구현하거나 제안된 시스템 장치를 동작시키는 제어 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
DE 10 2014 003 066 A1 은 버스 네트워크안의 버스 가입자를 개시하고 이에 대한 동적 주소지정(addressing)을 교시한다.
DE 10 2018 007 141 A1 은 복수의 실행 유닛의 내오류성의-전자기적으로 수용가능한 작동을 위한 시스템 장치를 개시한다.
DE 10 2016 125 290 A1 은두 개의 단일-회선 데이터 버스로 구성되는 체인형 2-회선 버스(chained two-wire bus)를 개시한다.
WO 2017/162 323 A1 은 순차적으로 배열된 실행 유닛이 명령 유닛에 의해 작동되는 효율적인 제어 장치 및 제어 방법을 개시한다.
WO 2018/103 880 A1 은 일반적으로 사용될 수 있지만 소형 구조의 결과로서 사용될 수 있으며, 특히 차량에서 사용시 유리한 소형 LED 배열을 개시한다.
통상적인 방법에서, 직렬로 연결된 제어 유닛에 주소지정하기 위해 복수의 방법이 알려져 있다. 특정 적용 시나리오에서 불리할 수 있는 일반적인 접근법 뿐만 아니라 더이상 일반적으로 사용할 수 없는 매우 전문화된 접근법이 존재한다. 예를 들어, 케이블 하네스와 관련하여 개발되었고 특히 제어 디바이스의 네트워킹을 구현하기 위한 것인 CAN 버스가 알려져 있다.
일반적으로, CAN 프로토콜의 복잡성은 ISELED(등록 상표)에 대한 것보다 훨씬 크며 따라서 더 비싸다. 그러나, CAN 및 LIN의 가장 큰 단점은 버스 구조때문에 자연(자동) 주소지정 옵션을 제공하지 못한다는 것이다. 이 경우, 주소가 구성되어야 한다. ISELED(실행 유닛), 및 분할된 ISELED(라인 드라이버 유닛 및 실행 유닛)에 대해, 물리적으로 사전결정된 스트링이 존재하여, 자동으로 주소를 할당하는 옵션을 야기한다.
종래 기술로부터, 다양한 실행 유닛이 알려져 있는데, 일반적으로 슬래이브(slave) 또는 클라이언트(client)로서 동작하여 일반적으로 마스터라고 불리는 상위 인스턴스(superordinate instance)로부터 명령을 수신한다. 실행 유닛은 이 명령들을 순차적으로 구현한다. 이 목적을 위해, 종래 기술은 상응하는 제어 유닛과 함께 실행 유닛이 배치되는 다양한 구조 및 토폴로지(topology)를 개시한다.
그러나, 이 맥락에서, 종래 기술은 상이한 요구조건이 적용 시나리오에 따라 설정된다는 문제를 가져서, 전반적으로 높은 오류 민감도를 갖는 에너지 효율적 방법이 제공되어야 하는지, 또는 더 많은 에너지를 차지하지만 결과적으로 더 많은 오류를 방지하는 방법이 제공되어야 하는지에 대해 무게를 두어야 한다. 또한, 이 유형의 구조를 사용하는 제공된 장소의 치수가 고려되어야 한다. 일부 장치는 대면적 사용에 적합하지 않고, 따라서 개별 회로 보드상에만 구현될 수 있다. 대조적으로, 다른 구조가 수 미터에 걸친 넓은 면적에 걸쳐 설치될 수 있으며, 따라서 개별 회로 보드상의 시스템 장치로부터 완전히 상이한 요구조건을 충족시켜야 한다.
개별 적용 시나리오에는 일반적인 네트워크 구조를 사용하여 충족될 수 없는 매우 특별한 요구조건이 존재한다. 결과적으로, 적용 시나리오의 요구를 정확하게 충족시키는 특수 프로토콜, 네트워크 구조 및 방법을 제안할 필요가 있다. 한 특수한 적용 분야는 작업이 비용 효율적, 즉, 기술 비용이 적고, 더욱 안정적인 내트워크 구조가 필요한 자동차 분야이다. 네트워크 구조의 신뢰성이 이렇게 중요한 이유는 자동차가 긴 유지보수 기간을 갖고, 결과적으로 소비자는 이러한 유형의 고장을 용납하지 않기 때문이다. 또한, 안전에 중요한 기능이 자주 제공되므로, 고장 안정성이 필수적이다.
따라서, 무엇보다도, 종래 기술에서는, 개별 구성요소가 너무 크고 잠재적으로 사용되지 않고 로직을 잠재적으로 구현하기때문에 적용 시나리오를 다루지 않는 네트워크 구성요소가 제공될 수 있다는 것이 불리하다. 또한, 특히 효율적이고 낮은 기술 비용으로 생산될 수 있는 네트워크 구조 또는 구성요소가 필요하다.
무엇보다도, 하나의 개별 세그먼트가 고장일 경우 추가 세그먼트가 영향을 받지 않는 방식으로 개별 구성요소가 세그먼트화될 수 있다는 점에서 고장 안정성이 제공된다. 전반적으로, 구성요소는 에너지-효율적으로 동작할 수 있도 추가적으로 오류-방지 방식으로 동작할 수 있도록 가능한 한 단순하게 장착되어야 한다. 전반적으로, 에너지 자체에 대한 비용이 소비될 뿐만 아니라 방출되는 방사의 위험이 있고, 열의 발생이 불리하기 때문에, 가능한 한 적으로 에너지를 소비해야 한다.
종래 기술의 또 다른 문제는 특정 네트워트 구조가 종종 프로토콜의 효율적인 구현을 방해한다는 것이가. 따라서, 종래 기술로부터, 이 유형의 프로토콜이 직렬 배열을 위해 최적화되는 네트워크 토폴로지의 세분화가 알려져 있다. 직렬 배열을 위해 최적화된 프로토콜을 번역하는 것은 일반적으로 복잡하고 오류가 발생하기 쉽다. 따라서 네트워크 구조가 효율적으로, 오류 방지 방식으로 작동할 수 있는 방식으로, 오류-방지 세분화를 가능하게 하고 추가적으로 효율적인 프로토콜을 제공하도록 하는 방법 및 시스템 장치를 제공하는 것이 유리하다. 전반적으로, 기존 구성요소와 호환되게 작동할 네트워크 프로토콜 및 네트워크 구조가 항상 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 효율적으로 실행되고 특히 실행 유닛의 일련의 체인과 실행 유닛의 세분화 모두의 장점을 조합하는 실행 유닛을 작동시키기 위한 개선된 방법을 제안하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 상응하게 설정된 시스템 장치뿐만 아니라 제안된 방법 및 제안된 시스템 장치안에서 모두 사용될 수 있는 통신 노드를 제안하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 제안된 방법을 구현하거나 시스템 장치를 조작하는 제어 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 제1항의 특징에 의해 달성된다. 또 다른 이로운 구성은 종속 청구항에 제안된다.
따라서, 실행 유닛을 작동하기 위한 방법에 제안되는데, 이 방법은: 실행 유닛의 직렬 서브-체인의 물리적 네트워크를 제공하는 단계로서, 개별 서브-체인은 직렬로 처리되고(addressed), 실행 유닛이 고장일 경우, 나머지 서브-체인만 고장이고, 각각의 서브-체인은 업스트림에 연결된 정확히 하나의 업스트림 통신 노드를 초기에 갖고, 서브-체인의 통신 노드는 업스트림 통신 노드의 통신 체인이 존재하는 방식으로 직렬로 함께 연결되고, 개별 통신 노드는 나머지 통신 체인이 지속되는 방식으로 패시브(passive)로 전환되고, 통신 노드는 적어도 하나의 입력 인터페이스 및 적어도 하나의 출력 인터페이스를 각각 갖고, 적어도 하나의 입력 인터페이스 및 적어도 하나의 출력 인터페이스는 명시적으로 잠글수(lockable) 있는, 단계, 문제의 서브-체인의 각각의 업스트림 통신 노드에 대한 문의(query)에 의해 각각의 서브-체인을 순차적으로 점검(check)하는 단계로서, 노드는 네트워크의 각각의 실행 유닛에 고유 식별자가 할당되는 방식으로 서브-체인의 각각의 실행 유닛에 고유 식별자를 할당하는, 단계, 및 통신 체인으로부터의 제어 유닛 업스트림에 의해 생성된 명령을 사용하여 업스트림 통신 노드에 의해 적어도 하나의 실행 유닛을 처리하는 단계를 포함한다.
실행 유닛은 각각 독립적인, 예를 들어 LED 또는 센서인 부품이 형태를 취할 수 있다. 이는 단지 예로서 이해되어야 하며, 모든 가능한 부품, 예를 들어 스위치와 같은 네트워크 부품이 사용될 수 있다. 실행 유닛은 마이크로컨트롤러의 형태를 취할 수 있는 제어 유닛으로부터 제어 명령을 수신한다.
본 발명에 따르면, 물리적 네트워크의 개시는 개별 실행 유닛이 하나의 식별자 및 하나의 주소(address)를 수신하는 방식으로 제공된다. 결과적으로, 네트워크 자체는 초기에 알려지지 않으며, 예비 방법 단계에서 네트워크는 부품, 특히 실행 유닛이 식별되고 하나의 식별자를 수신하는 방식으로 점검된다. 식별자는 제어 유닛이 각각의 개별 실행 유닛을 선택적으로 처리할 수 있는 방식으로 관련 실행 유닛을 처리하는 역할을 한다.
예비 방법 단계에서, 실행 유닛의 직렬 체인의 물리적 네트워크가 제공된다. 이는 직렬로 구성된 적어 하나의 서브-체인이 존재하여, 결과적으로 실행 유닛이 직렬로 함께 결합된다는 것을 의미한다. 서브-체인은 처음에 통신 노드를 갖는다. 따라서, 본 발명에 따르면, 서브-체인은 적어도 하나의 통신 노드로 구성된다. 바람직하게, 그러나 선택적으로, 추가 실행 유닛이 이 통신 노드에 결합된다. 결과적으로, 하나의 제1 실행 유닛은 하나의 통신 노드에 통신가능하게 결합된다. 적어도 하나의 추가 실행 유닛은 이 제1 실행 유닛에 결합될 수 있다. 따라서, 하나의 실행 유닛은 일반적으로 적어도 두 개의 인터페이스를 갖는데, 한 인터페이스 유닛은 통신 노드 또는 선행 실행 유닛에 결합되고, 제2 인터페이스 유닛은 후속 실행 유닛에 결합된다. 따라서 적어도 하나의 추가 실행 유닛이 직렬로 연결되는 통신 노드로부터의 순서가 있다. 예외적으로, 단지 통신 노드만 존재하는 것도 가능하다.
복수의 서브-체인이 존재하기 때문에, 복수의 통신 노드도 존재하며, 복수의 통신 노드에 차례로 상호 연결하는 것도 가능하다. 따라서, 비유적으로 말하면, 서브-체인은 첨부 도면에 도시된 바와 같이 수평으로 존재한다. 이는 예를 들어 실행 유닛이 수평으로 확장되고 통신 노드가 수직으로 확장되는 2차원 네트워크를 생성한다.
따라서, 간접적으로, 모든 실행 유닛은, 통신 노드사 실행 유닛의 각각의 서브-체인으로부터의 업스트림에 연결되고 이 업스트림 통신 노드가 차례로 서로 직렬로 연결되는 방식으로, 서로 결합된다.
개별 유닛은 상이한 방식으로 결합될 수 있다. 따라서, 개별 세그먼트 또는 서브-체인들은 상응하는 버스를 포함하는 회로 보드상에 바람직하게 배열되고 통신 노드는 유선 연결을 아용하여 서로 결합될 수 있다는 것이 바람직하게 제공된다. 이는 결정적인 것이 아니라 단지 예로서 이해되어야 한다.
통신은 통신 체인으로부터의 제어 유닛 업스트림으로부터 시작한다. 따라서 전체 통신 노드들은 통신 체인을 형성하며, 통신 체인의 시작 부분에 제어 유닛이 위치한다. 결과적으로, 제어 유닛은 실행 유닛과 간접적으로 통신할 수 있으며, 통신 노드는 각각의 서브-체인으로부터의 업스트림에 연결된다. 제어 유닛은 따라서 통신 노드들과 주로 통신하며, 이후에 통신 노드들은 연결된 서브-체인에 제어 명령을 각각 전달한다.
처음에는 물리적 네트워크안에 어떤 부품이 위치하는지 알수 없기 때문에, 각각의 서브-체인은 각각의 경우 관련된 업스트림 통신 노드에 대한 질의에 의해 순차적으로 점검된다. 결과적으로, 제어 유닛은 각각의 통신 노드가 자신의 서브-체인을 점검하게 하는 명령을 출력하며, 이어서 상응하는 식별자가 반환된다. 따라서 제어 유닛이 제1 통신 노드와 통신하는 것이 유리하며, 이는 얼마나 많은 또는 어느 실행 유닛이 문제의 서브-체인에 배열되어 있는지를 후속적으로 점검한다. 이것이 감지되면, 식별자는 제어 유닛으로 반환되며, 이는 일반적으로 나중에 발생할 수도 있다. 결과적으로, 제1 서브-체인이 점검되면, 제2 통신 노드로의 명령에 의해, 이 통신 노드가 자신의 서브-체인을 점검하도록 하며, 결과적으로 예를 들어 개별 실행 유닛에 연속적으로 번호를 지정하는 식별자를 생성한다.
이는 모든 통신 노드가 배열된 서브-체인을 검검하고, 이 목적을 위해 각각의 경우에 고유 식별자를 발행하는 방식으로 순차적으로 반복적으로 발생한다. 고유 식별자는 따라서 통신 노드에 사용할 수 있으며, 따라서 어느 유닛이 서브-체인안에 배열되는지에 개한 정보를 갖는다. 모든 통신 노드가 자신의 식별자를 제어 유닛에 전달하기 때문에, 제어 유닛은 부착된 실행 유닛과 함께 모든 가능한 통신 노드에 관한 정보를 갖는다.
실행 유닛의 개별 식별자가 알려지면, 식별자를 사용하여 통신 노드를 통해 간접적으로 제어 유닛에 의해 처리되는 방식으로 적어도 하나의 실행 유닛이 처리될 수 있다. 따라서, 궁극적으로, 실행 유닛의 각각의 식별자는 제어 유닛에 알려지며, 따라서 제어 유닛은 상응하는 통신 노드, 작동될 실행 유닛을 포함하는 통신 노드의 체인에 지시하여 정확하게 이 작동이 야기되도혹 지시할 수 있다. 결과적으로, 제어 유닛은 문제의 실행 유닛에 통신 노드를 통해 간접적으로 전달되는 명령을 출력한다. 명령은 읽기 동작 또는 쓰기 동작을 수행하는 명령일 수 있다. 따라서, 예를 들어, 명령으로서 센서가 읽을 수 있거나 그렇지 않으면 LED가 거기에 상응하는 색상값 또는 밝기 강도를 가질 수 있다. 또한, 일반적으로 실행 유닛으로부터 상태 정보를 읽는 것이 가능하다. 이 정보는 이어서 통신 노드를 통해 제어 유닛에 간접적으로 전달된다.
본 발명에 따르면, 개별 서브-체인이 직렬로 처리될 수 있고 효율적인 프로토콜이 생성되는 것이 특히 유리하다. 그러나, 이러한 맥락에서, 단일 서브-체인이 존재하지 않는 방식으로 개별 실행 유닛들을 세분화하는 것도 가능하다. 따라서 전체적으로 복수의 세그먼트 또는 서브-체인들이 존재한다. 따라서 체인의 부재가 고장일 경우 나머지 체인 전체가 고장이 아니라, 나머지 서브-체인만 고장이도록 고장 안전성이 제공된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 개별 실행 유닛이 순차적으로 또는 직렬로 제어되지만 하드웨어에서 여전히 세분화가 존재할 수 있다는 것이 특히 유리하다.
또한, 신호들이 단지 이 통신 노드들을 통해 전달되는 방식으로, 개별 통신 노드들이 패시브(passive)로 전환될 수 있다는 것이 특히 유리하다. 따라서, 개별 서브-체인은 고장날 수 있지만, 추가 서브-체인의 기능을 손상되지 않는다.
본 발명의 일 양태에서, 작동은 읽기 동작 및/또는 쓰기 동작을 포함한다. 이는 제어 유닛으로부터의 명령이 실행 유닛으로부터 센서 값 또는 상태를 읽도록 하거나 값이 실행 유닛과 통신할 수 있도록 하는 방식으로 쓰기 동작이 발생하도록 하는 이점을 갖는다. 이 값은 색상 강도 또는 밝기일 수 있다. 일반적으로, 두 동작의 조합도 가능하다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 명확한 식별자는 주소, 번호 및/또는 이름의 형태를 갖는다. 이는 개별 실행 유닛이 고유하게 식별되고, 후속적으로 실행 유닛이 실행 유닛을 선택적으로 개시할 수 있는 고유 식별자가 제어 유닛과 통신할 수 있다는 이점을 갖는다. 일반적으로, 식별자는, 예를 들어 사람이 읽을 수 있는 소스 코드(source code)가 생성되는 방식으로, 일반적인 이름이다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 실행 유닛이 읽기를 위해 처리되면 처리된 실행 유닛을 포함하는 서브-체인과의 통신만 존재한다. 이는 추가 서브-체인들이 마스킹될 수 있고 따라서 제어 유닛이 하나의 통신 노드를 통해 간접적으로 실행 유닛과 통신하는 방식으로, 단지 직렬 통신이 발생한다는 이점을 갖는다. 따라서 선행 통신 노드들이 모두다 연결되고, 후속 통신 노드들에 대한 출력 인터페이스가 차단된다. 결과적으로, 실행 유닛들의 효율적인 처리가 구현될 수 있다. 특히, 세분화는 작동할 실행 유닛에 도달할 때까지 모든 실행 유닛이 직렬로 처리할 필요가 없고, 오히려 선행 서브-체인으로부터의 실행 유닛들을 건너뛸 수 있기 때문에 이점을 갖는다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 통신 노드들 각각은 적어도 하나의 입력 인터페이스 및 적어도 하나의 출력 인터페이스를 갖는다. 이는 통신 노드들이 결합된 인터페이스의 형태를 취하고 입력 신호들 및 출력 신호들을 처리할 수 있는 3개의 인터페이스를 일반적으로 갖는다는 이점을 갖는다. 인터페이스들은 각각 첨부된 도면을 참고로 더욱 상세히 각각 설명된다. 인터페이스들은 일반적으로 데이터 통신용이며, 개별 인터페이스를 차단하는데 유리한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 적어도 하나의 입력 인터페이스 및 적어도 하나의 출력 인터페이스는 명시적으로 차단될 수도 있다. 이는 효율적인 구현이 발생하고, 추가 통신이 불가능한 방식으로 인터페이스들이 차단될 수 있다는 이점을 갖는다. 이는 처리되지 않는 실행 유닛들이 통신에서 더 이상 고려될 필요가 없다는 것을 보증한다. 따라서, 일반적으로 처리된 실행 유닛을 포함하는 서브-체인만 처리된다. 추가 서브-체인들은 인터페이스를 차단함으로써 이 방식으로 꺼진다(switched off).
본 발명의 또 다른 양태에서, 적어도 하나의 입력 인터페이스 및 적어도 하나의 출력 인터페이스는 제어 유닛 및/또는 관련된 통신 노드에 의해 차단될 수 있다. 이는 상이한 프로토콜이 구현될 수 있고 차단될 인터페이스를 집중화(centrally) 및 비집중화(decentralised) 방식 모두로 결정할 수 있다는 이점을 갖는다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 적어도 하나의 입력 인터페이스 및 적어도 하나의 출력 인터페이스는 제공된 식별자의 기능으로서 차단될 수 있다. 이는 어느 실행 유닛이 처리될지 식별자로부터 결정될 수 있고, 이어서 실행 유닛을 포함하는 서브-체인만 능동으로 전환될 수 있다는 이점이 있다. 따라서, 선행 통신 노드들은 패시브, 즉 모두다 연결되도록 전환되고, 모든 추가 통신 노드들은 차단된다. 따라서, 통신 경로에서, 오직 하나의 서브-체인만 처리되며, 모든 추가 서브-체인들은 통신에서 마스킹된다(masked). 결과적으로, 제안된 방법이 특히 효율적이다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 고유 식별자들은 순차적으로 제어 유닛에 전달된다. 이는 식별자들이 각각 반환된다는 이점을 가지며, 이는 예를 들어 네트워크의 마지막 실행 유닛이 선행 실행 유닛을 통해 간접적으로 통신 노드로 식별자를 돌려 보내고(back to), 통신 노드는 후속적으로 식별자를 제어 유닛으로 전달하는 방식으로 발생한다. 이는 그런 다음 문제의 서브-체인이 모두다 작동할 때까지, 두번째 실행 유닛을 사용하여 발생한다. 후속적으로, 두번째 서브-체인의 마지막 실행 유닛의 식별자는 역으로 전달된다(passed back).
본 발명의 또 다른 양태에서, 각각의 통신 노드에, 통신 노드가 업스트림에 있는 서브-체인으로부터의 식별자가 전달된다. 이는 통신 노드가 이용가능한 자신의 서브-체인의 모들 실행 유닛들로부터의 정보를 갖는다는 이점을 갖는다. 각각의 통신 노드는 따라서 업스트림에 있는 실행 유닛을 알고 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 개별 통신 노드들은 나머지 통신 체인이 지속되는 방식으로 패시브(passive)로 전환된다. 이는 개별 통신 노드들 및 따라서 서브-체인들이 통신시 마스킹될 수 있다는 이점을 갖는다. 따라서, 제어 유닛으로부터, 처리된 실행 유닛을 포함하는 서브-체인과만 통신이 이뤄진다. 결과적으로, 신호들은 변하지 않은, 즉 처리되지 않은 선행 통신 노드에 의해 단순히 계속 전달되거나 계속 반복된다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 서브-체인들은 실행 유닛들의 전체를 세분화한다. 이는 모든 실행 유닛이 직렬로 연결되어야 하는 것이 아리나, 개별 세그먼트들이 생성될 수 있으며, 효율적인 프로토콜링이 개별 서브-체인들의 처리에 의해 여전히 발생한다는 이점을 갖는다. 전반적으로, 하나의 실행 유닛이 고장인 경우 직렬 연결된 모든 추가 실행 유닛이 고장이 아니라, 세그먼트 내의 모든 추가 실행 유닛만 고장인 방식으로 실행 유닛들이 세분되기 때문에, 고장 안전성이 결과적으로 증가한다.
이 목적은 또한 제안된 방법 또는 제안된 시스템 장치에 사용하도록 설정된 통신 노드에 의해 달성된다.
이 목적은 실행 유닛들의 직렬 서브-체인들의 물리적 네트워크를 포함하는, 실행 유닛들을 작동시키기 위한 시스템 장치에 의해 달성되는데, 개별 서브-개인들은 직렬로 처리될 수 있고 하나의 실행 유닛이 고장일 경우 나머지 서브 체인도 고장인 방식으로 설정되고, 각각의 서브-체인은 정확히 하나의 통신 노드 연결 업스트림을 처음에 갖고, 서브-체인의 통신 노드는 업스트린 통신 노드들의 통신 체인이 존재하는 방식으로 직렬로 함께 연결되고, 개별 통신 노드들은 나머지 통신 체인이 지속되는 방식으로 패시브(passive)로 전환될 수 있고, 통신 노드들은 각각 적어도 하나의 입력 인터페이스 및 적어도 하나의 출력 인터페이스를 갖고, 적어도 하나의 입력 인터페이스 및 적어도 하나의 출력 인터페이스는 문제의 서브-체인의 개별적인 업스트림 통신 노드에 대한 질의에 의해 각각의 서브-체인들을 순차적으로 점검하도록 설정된 통신 노드들을 명시적으로 잠글 수(lockable) 있으며, 노드는 네트워크의 각각의 실행 유닛에 고유 식별자가 할당되고, 통신 체인으로부터의 제어 유닛 업스트림에 의해 생성된 명령을 사용하여, 업스트림 통신 노드에 의해, 적어도 하나의 실행 유닛을 처리하기 위해 설정되는 방식으로 서브-체인의 각각의 실행 유닛에 고유 식별자를 할당하도록 설정된다.
이 목적은 통신 명령들이 컴퓨터상에서 실행될 때 방법을 수행하거나 제안된 시스템 장치를 조작하는 제어 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 의해서도 달성된다.
본 발명에 따르면, 시스템 장치가 기능적으로 방법 단계에 상응하는 구조적 특징을 제공한다는 것이 특히 유리하다. 또한, 상응하는 기능의 관점에서 시스템 방치에 의해 구조적으로 모방될 수 있는 방법 단계가 제안된다. 따라서 이 방법은 시스템 장치를 조작하기 위한 것이며 시스템 장치는 제안된 방법을 수행할 수 있다.
본 발명의 추가 장점, 특징 및 세부사항은 본 발명의 양태가 도면을 참고로 상세하게 설명되는 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다. 청구항 및 설명에서 언급된 특징은 각각 개별적으로 또는 임의의 원하는 조합으로 본 발명에 필수적일 수 있다. 마찬가지로, 전술된 특징 및 이하에서 설명된 특징은 각각 그 자체로 또는 임의의 원하는 조합으로 복수로 사용될 수 있다. 기능적으로 유사하거자 동일한 부품은 일부 경우 동일한 참조 부호가 제공된다. 실시예를 설명하는데 사용되는 용어 "왼쪽(left)", "오른쪽(right)", "위쪽(top)", 및 "아래쪽(bottom)"은 일반적으로 읽을 수 있는 도면 제목 및 일반적으로 읽을 수 있는 참조 부호를 구비한 방향의 도면에 관련된다. 도시되고 설명된 실시예들은 결정적인 것으로 이해되어서는 안되며, 오히려 본 발명의 설명하기 위한 예시적인 특성을 갖는다. 상세한 설명은 당업자의 정보를 위한 것이며, 이와 같이 알려진 회로, 구조 및 세부사항은 본 설명의 이해를 방해하지 않도록 설명에서 상세히 도시되거나 설명되지 않는다. 더 유리한 구성은 첨부된 도면을 참조하여 더 상세히 설명된다.
효율적으로 실행되고 특히 실행 유닛의 일련의 체인과 실행 유닛의 세분화 모두의 장점을 조합하는 실행 유닛을 작동시키기 위한 개선된 방법을 제안할 수 있다.
도1은 본 발명에 따르는 통신 노드 및 특히 통신 노드의 인터페이스 유닛의 일 양태를 도시한다.
도2는 본 발명에 따르는 통신 노드, 방법 또는 시스템 장치의 상태를 도시하는 상태 천이도이다.
도3은 제안된 방법 및 특히 "INIT" 명령의 실행에 따라 제안된 시스템 장치 및 통신 진행의 일 양태를 도시하는 개략적인 블록도이다.
도4는 제안된 방법 및 특히 "PING1" 명령의 실행을 따라 제안된 시스템 장치 및 통신 진행의 일 양태를 도시하는 또 다른 개략적인 블록도이다.
도5는 제안된 방법 및 특히 "PING2" 명령의 실행을 따라 제안된 시스템 장치 및 통신 진행의 일 양태를 도시하는 또 다른 개략적인 블록도이다.
도6은 제안된 방법 및 특히 "WRITE" 명령의 실행을 따라 제안된 시스템 장치 및 통신 진행의 일 양태를 도시하는 또 다른 개략적인 블록도이다.
도7은 제안된 방법 및 특히 "REG_READ" 명령의 실행을 따라 제안된 시스템 장치 및 통신 진행의 일 양태를 도시하는 또 다른 개략적인 블록도이다.
도8은 제안된 방법 및 특히 "CHAIN_READ 1" 명령의 실행을 따라 제안된 시스템 장치 및 통신 진행의 일 양태를 도시하는 또 다른 개략적인 블록도이다.
도9는 제안된 방법 및 특히 "CHAIN_READ 2" 명령의 실행을 따라 제안된 시스템 장치 및 통신 진행의 일 양태를 도시하는 또 다른 개략적인 블록도이다.
도10은 제안된 방법 및 특히 "INTERRUPT 1" 명령의 실행을 따라 제안된 시스템 장치 및 통신 진행의 일 양태를 도시하는 또 다른 개략적인 블록도이다.
도11은 제안된 방법 및 특히 "INTERRUPT 2" 명령의 실행을 따라 제안된 시스템 장치 및 통신 진행의 일 양태를 도시하는 또 다른 개략적인 블록도이다.
도12는 실행 유닛 작동을 위한 본 발명에 따르는 방법의 일 양태를 도시하는 개략적인 흐름도이다.
도1은 통신 노드(ICN)을 도시하며 특히 상응하는 인터페이스를 도시한다. 따라서, 통신 노드는 일반적으로, 이 경우 위쪽에 예시된 마스터 인터페이스 유닛(MA_PORT), 이 경우 오른쪽에 예시된 클라이언트 인터페이스 유닛(CL_PORT), 및 이 경우 아래쪽에 예시된 슬레이브(slave) 인터페이스 유닛(SL_PORT)을 갖는다. 통신 노드의 방향은 추가 도면에 도시된 바와 같은 방향에 해당한다. 비유적으로 말하면, 통신 체인은 수직으로 배열되고 서브-체인들은 수평으로 배열된다. 도시된 통신 노드는 따라서 추가 통신 노드들 또는 제어 유닛과 위쪽으로 통신한다. 오른쪽으로, 통신 노드는 제1 실행 유닛과 통신한다. 실행 유닛은 선택적으로 추가 실행 유닛들과 통신한다. 아래쪽으로, 도시된 통신 노드는 선택적으로 추가 통신 노드들과 통신한다. 그러나, 더 이상의 통신 노드가 연결되지 않는 방식으로, 통신 체인의 단부에 도달할 수 있다.
도2는 상태 천이도이며, 특히 위쪽 및 아래쪽에서의 두개의 상태를 도시한다. 위쪽 왼쪽 상태는 네트워크가 초기화되지 않은 상태이다. 개별 상태내의 화살표는 이 경우에 포함된 통신의 방향을 도시한다. 따라서, 초기화를 위해, 위쪽의 제어 유닛으로부터 시작하여, 제어 명령이 오른쪽으로 서브-체인으로 전달된다. 값은 식별자가 제어 유닛에 알려진 방식으로 궁극적으로 위쪽으로 다시 전달된다.
개별 실행 유닛들은 통신 노드를 통해 통신한다. 위쪽 오른쪽에서, 완전한 초기화를 나타내는 상태가 도시된다. 궁극적으로 모든 실행 유닛이 알려져 있기 때문에, 위쪽 화살표는 쓰기 동작 및 읽기 동작이 반복적으로 발생할 수 있다는 신호이다. 초기화는 질의가 개별 부품에 전송되는 방식으로 발행한다. 또한, 아래쪽 왼쪽에서, 핑(ping). 즉 질의 메시지가 대기한다. 부품이 질의되면, 부품은 역으로 보고하고, 시간 창(time window)이 초과될 경우, 일시중지(timeout)가 발생한다. 따라서, 모든 부품은 반복적으로 질의될 수 있다. 아래쪽 오른쪽에서, 모든 통신 노드들이 수집된 식별자를 반환할때까지 수직 체인의 읽기가 대기한다는 것이 도시되어 있다.
도3은 이 경우 위쪽에 도시된 마이크로컨트롤러의 형태를 취하는 제어 유닛인 물리적 네트워크를 도시한다. 또한, 통신 노드들(ICN)은 왼쪽에 존재한다. ICN은 예를 들어, ISELED 통신 네트워크(등록 상표)를 나타낸다. 통신 노드들은 따라서 수직으로 배열되고, 실행 유닛들은 수평으로 배열된다. 여기서, 실행 유닛은, 예를 들어, LED 또는 센서이다. 대안적으로, 실행 유닛은 스위치의 형태를 취할수도 있다.
또한, 도3은 식별자가 어떻게 초기화되는지를 개별 번호에 의해 명확하게 보여준다. 따라서, 식별자(1)가 제1 통신 노드에 할당된 다음, 식별자(2)가 제2 통신 노드에 할당된다. 그후, 제1 LED는 식별자(3)를 수신하고, 제2 LED는 식별자(4)를 수신하고 제3 LED는 식별자(5)를 수신하는 방식으로, 연결된 서브-체인에 식별자들이 제공된다. 후속적으로, 이 식별자들은 통신 노드(2)로 반환된다. 그후, 식별자들은 이 경우 아래쪽에 예시된 다음 서브-체인에서 발행된다. 따라서, 업스트림 통신 노드는 식별자(6)를 수신하고, 업스트림 통신 노드에 연결된 센서는 식별자(7)를 수신한다. 후속적으로, 이 식별자는 통신 노드(6, 2, 1)를 통해 제어 유닛으로 반환되고 전달된다. 후속적으로, 스위치(9)뿐만 아니라 센서(10) 및 LED(11)가 결합되는 다음 서브-체인이 통신 노드(8)을 사용하여 시작되는 방식으로, 추가 식별자가 발행된다.
이는 이 형태의 당업자에게 친숙하고 이 방식으로 사용할 영어 용어를 포함하는, 의사 소스 코드를 사용하여 아래에서 입증된다.
o Reset:
o STATE = "uninitialized"
o wait for INIT command:
o all commands are discarded, except INIT
o INIT command detected at MA_Port:
o generate new INIT command and send to CL_Port
o wait for INIT sequence to complete at clients:
o set Address Registers and status_client.init
o generate new INIT command with addr = last_client_addr+1
o send INIT on SL_Port
o if last in chain:
o generate INIT answers* and send on MA_Port
o STATE = "initialized"
o else :
o wait for INIT answers on SL_Port:
o pass on to MA_Port
o when complete:
o generate INIT answers* and send on MA_Port
o STATE = "initialized"
* INIT answer includes:
client address + status_client.init
own address + config.is_icn
도3 및 후속 도면에서, 부품들은 예시적인 부품들을 기반으로 한다. 특히, 스위치(9)는 스위치, 액추에이터(actuator), 인터럽터(interrupter) 및/또는 스캐너의 형태를 취할 수도 있다. 부품(9, 10, 11)으로부터 ICN(8)로의 화살표는 인터럽터를 사용하여 구현될 수 있거나, 적어도 하나의 인터럽터가 통신에 사용될 수 있다. 부품(7)으로부터 ICN(6)으로부터 통신에도 동일하게 적용된다. 예시되지 않았어도, 통신 방향은 통신하는 동안 또는 적어도 하나의 추가 통신 도중에 방향이 반전될 수도 있기 때문에, 화살표는 항상 양방향으로 이해될 수 있다.
도4는 대응하는 메시지가 통신 노드의 관련된 상위 인터페이스 유닛에 전달되는 핑(ping) 프로세스를 도시한다. 그후, 이 메시지들은 서브-체인으로 전달되고 서브-체인으로부터 차례로 통신 노드로 반환된다. 그후, 후속 관련 통신 노드로 전달된 다음, 차례로 자신의 서브-체인을 점검한다. 마지막으로, 결과는 위쪽으로 제어 유닛에 전달된다.
o STATE = "initialized"
o NEXT_IS_PING command detected at MA_Port:
o STATE = "wait for ping"
o when command received at MA_Port:
o pass on to CL_Port, but not to SL_Port
o when answer received at CL_Port:
o pass on to SL_Port
o when answer received at SL_Port:
o pass on to MA_Port
도5는 프로세스의 추가 진행을 도시하고, 통신 프로세스를 화살표에 의해 예시한다. 후속 소스 코드는 이러한 응답 대기를 예시하며, 특히 오류 처리(error handling)도 입증된다.
o STATE = "wait for ping"
o wait for PING command at MA_Port:
o pass on to CL_Port, but not to SL_Port
o wait for PING sequence to complete at clients
o save answer in last_client_answer register
o if last in chain:
o forward client answer to MA_Port
o STATE = "initialized"
o else:
o if answer = last_client_addr:
o send PING on SL_Port
o wait for answer on SL_Port
o forward answer to MA_Port
o STATE = "initialized"
o else: //client chain is not intact!
o send PING on SL_Port
o wait for answer on SL_Port
o overwrite answer with value of last_client_answer
Register
o send to MA_Port
o STATE = "initialized"
도6은 통신 노드(ICN)에 대한 상응하는 질의가 위에서부터 수행되고 상기 노드가 후속적으로 오른쪽 및 아래의 추가 유닛 모두에 명령을 전달하는, 쓰기 프로세스를 도시한다. 제어 유닛이 서브-체인으로부터 응답을 수신하고, 통신 노드가 아래로부터 응답을 수신할 경우, 이는 마찬가지로 제어 유닛으로 전달된다.
o STATE = "initialized"
o when command received at MA_Port:
o pass on to SL_Port and CL_Port
o when answer received at CL_Port:
o pass on to MA_Port
o when answer received at SL_Port:
o pass on to MA_Port
도7은 등록을 읽는 것을 도시하는데, 명령이 관련 통신 노드에서 위로부터 수신된 다음, 아래쪽으로 및 오른쪽으로 전달된다. 답변이 오른쪽으로부터 오면, 답변은 위쪽으로 전달되고, 아래쪽으로부터의 답변은 마찬가지로 위쪽으로 전달된다.
o STATE = "initialized"
o when command received at MA_Port:
o pass on to SL_Port and CL_Port
o when answer received at CL_Port:
o pass on to MA_Port
o when answer received at SL_Port:
o pass on to MA_Port
도8은 통신 체인, 즉 개별 통신 노드로부터 읽는 것을 도시한다. 일반적으로, 네트워크의 상태는 초기화되는데, 모든 제어 장치가 아직 초기되지 않았기때문에, 초기화된 프로세스가 종료될때까지 대기할 필요가 있다. 이 시나리오 구별은 후속 소스 코드 텍스트에 의해 도시된다.
o STATE = "initialized"
o NEXT_IS_CHAIN command detected at MA_Port, with ICN address as
parameter of command:
o if parameter = own_address:
o STATE = "initialized"
o else:
o STATE = "wait for chain_read"
o when command received at MA_Port:
o pass on to SL_Port, but not CL_Port
o when answer received at CL_Port:
o ignore
o when answer received at SL_Port:
o pass on to MA_Port
도9는 통신 체인을 읽는 추가 진행을 도시한다. 여기에서, 모든 실행 유닛들이 알려져 있고, 식별자들은 마지막으로 제어 유닛으로 전달된다. 네트워크의 상태는 따라서 초기화된 것으로 간주될 수 있다.
o STATE = "wait for chain_read"
o wait for CHAIN_READ command at MA_Port
o pass on command to SL_Port, but not CL_Port
o STATE = "initialized"
도10은 개별 서브-체인에 전달되는 인터럽션(interruption)을 도시한다. 이 예에서, 마지막 서브-체인에 도달하면, 관련 실행 유닛들의 상태가 읽혀지고, 이는 더 위쪽으로 제어 유닛에 반환된다. 실행 유닛들의 상태가 존재하면, 상응하는 파라미터가 다시 삭제된다.
o STATE = "initialized"
o when Open Collector pulled down:
o status_client.interrupt = 1
o IR_READ command detected at MA_Port
o pass on to SL_Port and CL_Port
o if last in chain:
o send Client Status Register as answer to MA_Port
o status_client.interrupt = 0
o else:
o wait for answers on SL_Port
o pass on to MA_Port
o when complete:
o send Client Status Register as answer to MA_Port
o status_client.interrupt = 0
도11은 인터럽션 프로세스의 추가 진행을 도시하며, 특히 인터럽션이 궁극적으로 제거되는 것을 도시한다.
o STATE = "initialized"
o when Open Collector pulled down:
o status_client.interrupt = 1
o IR_READ command detected at MA_Port
o pass on to SL_Port and CL_Port
o if last in chain:
o send Client Status Register as answer to MA_Port
o status_client.interrupt = 0
o else:
o wait for answers on SL_Port
o pass on to MA_Port
o when complete:
o send Client Status Register as answer to MA_Port
o status_client.interrupt = 0
μC:
o If IR=1 at ICN:
o Read interrupt registers of all corresponding clients that support interrupt
도12는 실행 유닛을 작동하는 방법을 도시하는 개략적인 흐름도이며, 실행 유닛의 직렬 서브-체인들의 물리적 네트워크를 제공하는 단계(100)로서, 개별-서브 체인들은 직렬로 처리되며, 하나의 실행 유닛이 고장이면, 나머지 서브-체인만 고장이고, 각각의 서브-체인은 정확히 하나의 통신 노드(ICN) 연결 업스트림을 초기에 갖고, 서브-체인의 통신 노드(ICN)은 업스트림 통신 노드(ICN)의 통신 체인이 하나 존재하는 방식으로 직렬로 함께 연결되고(chained), 개별 통신 노드들(ICN)은 나머지 통신 체인이 지속되는 방식으로 패시브(passive)로 전환되고, 통신 노드들(ICN) 각각은 적어도 하나의 입력 인터페이스 및 적어도 하나의 출력 인터페이스를 갖고, 적어도 하나의 입력 인터페이스 및 적어도 하나의 출력 인터페이스는 명시적으로 잠글수 있는, 단계(100); 문제의 서브-체인의 각각의 업스트림 통신 노드(ICN)에 대한 문의(query)에 의해 각각의 서브-체인을 순차적으로 점검(check)하는 단계(101)로서, 노드는 네트워크의 각각의 실행 유닛에 고유 식별자가 할당되는 방식으로 서브-체인의 각각의 실행 유닛에 고유 식별자를 할당하는(102), 단계, 및 통신 체인으로부터의 제어 유닛 업스트림에 의해 생성된 명령을 사용하여 업스트림 통신 노드(ICN)에 의해 적어도 하나의 실행 유닛을 처리하는 단계(103)를 포함한다.
이 맥락에서, 당업자는 기재된 방법 단계는 반복적으로 및/또는 상이한 순서로 수행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 또한, 개별적인 방법 단계는 하위-단계를 가질 수도 있다.

Claims (11)

  1. 실행 유닛들의 직렬 서브-체인들의 물리적 네트워크를 제공하는 단계(100)로서, 개별 서브-체인들은 직렬로 처리되고(addressed), 하나의 실행 유닛이 고장일 경우, 나머지 서브-체인만 고장이고, 각각의 서브-체인은 정확히 하나의 업스트림 통신 노드(ICN)를 초기에 갖고, 서브-체인들의 통신 노드들(ICN)은 업스트림 통신 노드들(ICN)의 통신 체인이 존재하는 방식으로 직렬로 함께 연결되고(chained), 개별 통신 노드들(ICN)는 나머지 통신 체인이 지속되는 방식으로 패시브(passive)로 전환되고, 통신 노드들(ICN)은 적어도 하나의 입력 인터페이스 및 적어도 하나의 출력 인터페이스를 각각 갖고, 적어도 하나의 입력 인터페이스 및 적어도 하나의 출력 인터페이스는 명시적으로 잠글수(lockable) 있는, 단계(100);
    문제의 서브-체인의 각각의 업스트림 통신 노드(ICN)에 대한 문의(query)에 의해 각각의 서브 체인들을 순차적으로 점검(check)하는 단계(101);
    네트워크의 각각의 실행 유닛에 고유 식별자를 할당하는 방식으로 업스트림 통신 노드(ICN)가 서브-체인의 각각의 실행 유닛에 고유 식별자를 할당하는 단계(102); 및
    통신 체인으로부터의 제어 유닛 업스트림에 의해 생성된 명령을 사용하여, 업스트림 통신 노드(ICN)에 의해 적어도 하나의 실행 유닛을 처리하는 단계(103)를 포함하는
    실행 유닛 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 실행 유닛을 처리하는 단계(103)는 읽기 동작 및/또는 쓰기 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는
    실행 유닛 작동 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    고유 식별자는 주소, 번호(numbering) 및/또는 이름의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는
    실행 유닛 작동 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    실행 유닛이 읽기를 위해 처리되면, 처리된 실행 유닛을 포함하는 서브-체인과의 통신만 존재하는 것을 특징으로 하는
    실행 유닛 작동 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 입력 인터페이스 및 적어도 하나의 출력 인터페이스는 제어 유닛 및/또는 제어 유닛에 직렬로 연결된 통신 노드(ICN)에 의해 차단될 수 있으며,
    제어 유닛은 복수의 통신 노드(ICN)가 직렬로 연결되어 구성되는 통신 체인의 시작 부분에 위치하여, 각각의 통신 노드(ICN)가 자신의 서브 체인을 점검하게 하는 명령을 출력하고, 각각의 통신 노드(ICN)의 서브 체인에 배열된 실행 유닛의 식별자를 반환받는 것을 특징으로 하는
    실행 유닛 작동 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    적어도 하나의 입력 인터페이스 및 적어도 하나의 출력 인터페이스는 제공된 식별자의 기능으로서 차단될 수 있는 것을 특징으로 하는
    실행 유닛 작동 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    개별 식별자들은 순차적으로 제어 유닛에 전달되는 것을 특징으로 하는
    실행 유닛 작동 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    각각의 통신 노드(ICN)에, 통신 노드(ICN)가 업스트림인 서브-체인으로부터의 식별자가 전달되는 것을 특징으로 하는
    실행 유닛 작동 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    서브-체인들은 실행 유닛들의 전체를 세분화하는 것을 특징으로 하는
    실행 유닛 작동 방법.
  10. 실행 유닛들의 직렬 서브-체인들의 물리적 네트워크로서, 개별 서브-체인들은 직렬로 처리될 수 있으며 하나의 실행 유닛이 고장일 경우 나머지 서브 체인도 고장인 방식으로 설정되고, 각각의 서브-체인은 정확히 하나의 통신 노드(ICN) 연결 업스트림을 처음에 갖고, 서브-체인들의 통신 노드(ICN)는 업스트림 통신 노드들의 통신 체인이 존재하는 방식으로 직렬로 함께 연결되고(chained), 개별 통신 노드들은(ICN) 나머지 통신 체인이 지속되는 방식으로 패시브(passive)로 전환될 수 있고, 통신 노드들(ICN)은 각각 적어도 하나의 입력 인터페이스 및 적어도 하나의 출력 인터페이스를 갖고, 적어도 하나의 입력 인터페이스 및 적어도 하나의 출력 인터페이스는 명시적으로 잠글 수(lockable) 있는, 실행 유닛들의 직렬 서브-체인들의 물리적 네트워크;
    문제의 서브-체인의 개별적인 업스트림 통신 노드(ICN)에 대한 질의에 의해 각각의 서브-체인들을 순차적으로 점검하도록 설정된 통신 노드들(ICN)로서, 노드는 네트워크의 각각의 실행 유닛에 고유 식별자가 할당되는 방식으로 서브-체인의 각각의 실행 유닛에 고유 식별자를 할당하도록 설정되는, 통신 노드들(ICN); 및
    통신 체인으로부터의 제어 유닛 업스트림에 의해 생성된 명령을 사용하여, 업스트림 통신 노드(ICN)에 의해, 적어도 하나의 실행 유닛을 처리하기 위해 설정된 제어 유닛을 포함하는
    실행 유닛을 작동하기 위한 시스템 장치.
  11. 컴퓨터상에서 실행될 때 청구항 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따르는 방법을 수행하는 제어 명령들을 포함하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체.
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