KR102610921B1 - 차량 네트워크에서 백업 경로를 설정하는 방법 및 장치 - Google Patents

차량 네트워크에서 백업 경로를 설정하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

차량 네트워크에서 스위치(switch)의 동작 방법 및 장치가 개시된다. 상기 스위치의 동작 방법은, 상기 스위치와 제1 엔드 노드를 연결하는 제1 경로를 통해 상기 제1 엔드 노드로 제1 신호를 전송하는 단계, 상기 제1 경로가 고장 난 것을 감지하는 단계, 상기 스위치와 상기 제1 엔드 노드 간의 제2 경로를 설정하는 단계, 제2 엔드 노드로부터 제2 신호를 수신하는 단계 및 상기 제2 신호의 목적지가 상기 제1 엔드 노드이고 상기 제2 신호가 중요신호로 확인된 경우, 상기 제2 신호를 상기 제2 경로를 통해 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

차량 네트워크에서 백업 경로를 설정하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SETTING BACKUP PATH IN AUTOMOTIVE NETWORK}
본 발명은 차량 네트워크 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 경로를 설정하여 일부 경로가 고장 난 경우에도 백업 경로를 통해 기능을 수행할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
차량용 부품의 전자화가 급속도로 진행됨에 따라 차량에 탑재되는 전자 장치(예를 들어, ECU(electronic control unit))의 종류와 수가 크게 증가되고 있다. 전자 장치는 크게 파워트레인(power train) 제어 시스템, 바디(body) 제어 시스템, 새시(chassis) 제어 시스템, 차량 네트워크(network), 멀티미디어(multimedia) 시스템 등에서 사용될 수 있다. 파워트레인 제어 시스템은 엔진 제어 시스템, 자동 변속 제어 시스템 등을 의미할 수 있다. 바디 제어 시스템은 바디 전장품 제어 시스템, 편의 장치 제어 시스템, 램프(lamp) 제어 시스템 등을 의미할 수 있다. 새시 제어 시스템은 조향 장치 제어 시스템, 브레이크(brake) 제어 시스템, 서스팬션(suspension) 제어 시스템 등을 의미할 수 있다. 차량 네트워크는 CAN(controller area network), 플렉스레이(FlexRay) 기반의 네트워크, MOST(media oriented system transport) 기반의 네트워크 등을 의미할 수 있다. 멀티미디어 시스템은 항법 장치 시스템, 텔레메틱스(telematics) 시스템, 인포테인먼트(infotainment) 시스템 등을 의미할 수 있다.
이러한 시스템들 및 시스템들 각각을 구성하는 전자 장치들은 차량 네트워크를 통해 연결되어 있으며, 전자 장치들 각각의 기능을 지원하기 위한 차량 네트워크가 요구되고 있다. CAN은 최대 1Mbps의 전송 속도를 지원할 수 있으며, 충돌된 프레임의 자동 재전송, CRC(cycle redundancy check) 기반의 오류 검출 등을 지원할 수 있다. 플렉스레이 기반의 네트워크는 최대 10Mbps의 전송 속도를 지원할 수 있으며, 2채널을 통한 데이터의 동시 전송, 동기 방식의 데이터 전송 등을 지원할 수 있다. MOST 기반의 네트워크는 고품질의 멀티미디어를 위한 통신 네트워크로, 최대 150Mbps의 전송 속도를 지원할 수 있다.
한편, 차량의 텔레메틱스 시스템, 인포테인먼트 시스템, 향상된 안전 시스템 등은 높은 전송 속도, 시스템 확장성 등을 요구하며, CAN, 플렉스레이 기반의 네트워크 등은 이를 충분히 지원하지 못한다. MOST 기반의 네트워크는 CAN 및 플렉스레이 기반의 네트워크에 비해 높은 전송 속도를 지원할 수 있으나, 차량의 모든 네트워크에 MOST 기반의 네트워크가 적용되기 위해서는 많은 비용이 소모된다. 이러한 문제들에 의해, 차량 네트워크로 이더넷(ethernet) 기반의 네트워크가 고려될 수 있다. 이더넷 기반의 네트워크는 한 쌍의 권선을 통한 양방향 통신을 지원할 수 있으며, 최대 10Gbps의 전송 속도를 지원할 수 있다.
IEEE 802.1CB는 두 개의 경로에 대하여 신호를 중복 전송하는 방법을 규정하고 있다. 다만, 스위치(switch)와 엔드 노드가 일대일로 연결된 경우와 같이 토커(talker)와 리스너(listener) 간에 하나의 경로만 존재하는 경우, 해당 경로가 고장 나면 별도의 경로가 존재하지 않기 때문에 통신이 수행되지 않을 수 있다. 따라서, 스위치와 엔드 노드 간의 안정적인 통신을 위하여 별도의 통신 경로를 설정하는 방법이 필요할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 차량 네트워크에서 복수의 경로를 설정하여 일부 경로가 고장 난 경우에도 백업 경로를 통해 기능을 수행할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 네트워크에서 스위치의 동작 방법은, 상기 스위치와 제1 엔드 노드를 연결하는 제1 경로를 통해 상기 제1 엔드 노드로 제1 신호를 전송하는 단계, 상기 제1 경로가 고장 난 것을 감지하는 단계, 상기 스위치와 상기 제1 엔드 노드 간의 제2 경로를 설정하는 단계, 제2 엔드 노드로부터 제2 신호를 수신하는 단계 및 상기 제2 신호의 목적지가 상기 제1 엔드 노드인 경우, 상기 제2 신호를 상기 제2 경로를 통해 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 신호의 프리앰블(preamble)은 목적지의 ID(identifier)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 경로와 상기 제2 경로는 전송 속도가 서로 다를 수 있다.
여기서, 상기 제2 경로는 복수의 엔드 노드들이 데이지 체인(daisy chain) 방식으로 연결된 구간을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스위치는 컨트롤러 유닛(controller unit), 제1 PHY 계층 유닛 및 제2 PHY 계층 유닛을 포함하고, 상기 제1 경로는 상기 제1 PHY 계층 유닛과 연결되고, 상기 제2 경로는 상기 제2 PHY 계층 유닛과 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제1 경로가 고장 난 것을 감지하는 단계는, 상기 제1 PHY 계층 유닛이 MDI(medium dependent interface)를 통해 상기 컨트롤러 유닛에게 상기 제1 경로의 고장을 알리는 단계 및 상기 컨트롤러 유닛이 상기 제1 경로의 고장을 감지하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 신호를 상기 제2 경로로 전송하는 단계는, 상기 제2 신호의 목적지가 상기 제1 엔드 노드이고 상기 제2 신호가 미리 설정된 기준을 만족하는 경우, 상기 제2 신호를 상기 제2 경로를 통해 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 스위치의 동작 방법은, 상기 제1 PHY 계층 유닛이 제3 엔드 노드로부터 제3 신호를 수신하는 단계, 상기 제1 PHY 계층 유닛이 상기 제3 신호를 상기 컨트롤러 유닛에게 전송하는 단계, 상기 컨트롤러 유닛이 상기 제3 신호의 목적지 및 경로를 확인하는 단계, 상기 컨트롤러 유닛이 상기 제3 신호의 목적지 및 경로에 기초하여 상기 제3 신호를 전송할 PHY 계층 유닛을 선택하는 단계 및 상기 선택된 PHY 계층 유닛을 통해 상기 제3 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 네트워크에서 스위치(switch)는, 프로세서(processor) 및 상기 프로세서에 의해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리를 포함하며, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 스위치와 제1 엔드 노드를 연결하는 제1 경로를 통해 상기 제1 엔드 노드로 제1 신호를 전송하고, 상기 제1 경로가 고장 난 것을 감지하고, 상기 스위치와 상기 제1 엔드 노드 간의 제2 경로를 설정하고, 제2 엔드 노드로부터 제2 신호를 수신하고 그리고 상기 제2 신호의 목적지가 상기 제1 엔드 노드인 경우, 상기 제2 신호를 상기 제2 경로를 통해 전송할 수 있다.
여기서, 상기 제2 신호의 프리앰블(preamble)은 목적지의 ID(identifier)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 경로는 복수의 엔드 노드들이 데이지 체인(daisy chain) 방식으로 연결된 구간을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스위치는 컨트롤러 유닛(controller unit), 제1 PHY 계층 유닛 및 제2 PHY 계층 유닛을 포함하고, 상기 제1 경로는 상기 제1 PHY 계층 유닛과 연결되고, 상기 제2 경로는 상기 제2 PHY 계층 유닛과 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제1 경로가 고장 난 것을 감지하는 명령은, 상기 제1 PHY 계층 유닛이 MDI(medium dependent interface)를 통해 상기 컨트롤러 유닛에게 상기 제1 경로의 고장을 알리고 그리고 상기 컨트롤러 유닛이 상기 제1 경로의 고장을 감지하는 것을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 신호를 상기 제2 경로로 전송하는 명령은, 상기 제2 신호의 목적지가 상기 제1 엔드 노드이고 상기 제2 신호가 미리 설정된 기준을 만족하는 경우, 상기 제2 신호를 상기 제2 경로를 통해 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 제1 PHY 계층 유닛이 제3 엔드 노드로부터 제3 신호를 수신하고, 상기 제1 PHY 계층 유닛이 상기 제3 신호를 상기 컨트롤러 유닛에게 전송하고, 상기 컨트롤러 유닛이 상기 제3 신호의 목적지 및 경로를 확인하고, 상기 컨트롤러 유닛이 상기 제3 신호의 목적지 및 경로에 기초하여 상기 제3 신호를 전송할 PHY 계층 유닛을 선택하고 그리고 상기 선택된 PHY 계층 유닛을 통해 상기 제3 신호를 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 네트워크에서 제1 엔드 노드의 동작 방법은, 상기 제1 엔드 노드는 제1 PHY 계층 유닛, 제2 PHY 계층 유닛 및 컨트롤러 유닛을 포함하고, 상기 제1 PHY 계층 유닛은 스위치(switch)와 연결되고, 상기 제2 PHY 계층 유닛은 다른 엔드 노드들과 연결되고, 상기 제1 엔드 노드의 동작 방법은, 상기 제2 PHY 계층 유닛이 제2 엔드 노드로부터 신호를 수신한 경우, 상기 제2 PHY 계층 유닛은 상기 신호로부터 목적지 ID(identifier)를 확인하는 단계 및 상기 목적지 ID가 상기 제1 엔드 노드의 ID와 다른 경우, 상기 신호를 제3 엔드 노드로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 PHY 계층 유닛이 고장난 경우, 상기 제1 PHY 계층 유닛은 MDI(medium dependent interface)를 통해 상기 컨트롤러 유닛에게 상기 제1 PHY 계층 유닛의 고장을 알리는 단계, 상기 컨트롤러 유닛이 상기 제1 PHY 계층 유닛이 고장 난 것을 감지하는 단계 및 상기 제2 PHY 계층 유닛이 상기 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 PHY 계층 유닛의 전송 속도가 상기 제2 PHY 계층 유닛의 전송 속도보다 빠를 수 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2 PHY 계층 유닛은 컨트롤러 유닛과 xMII(media independent interface)를 통해 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제1 내지 제3 엔드 노드들은 데이지 체인(daisy chain) 방식으로 연결될 수 있다.
본 발명에 의하면, 차량 네트워크에서 스위치(switch)와 엔드 노드 간 주 경로인 링크(link)가 고장 난 경우, 백업 경로를 이용하여 신호 전송을 수행할 수 있다. 따라서, 자율주행 등의 상황에서 차량 네트워크의 안전성을 높일 수 있다. 또한 하나의 IP/MAC 주소를 사용함으로써 주소의 중복으로 인한 소프트웨어 복잡성을 해결할 수 있다.
또한, 주 경로의 고장으로 인해 백업 경로를 사용하는 경우에 백업 경로와 주 경로의 전송 속도가 다른 경우, 정상 작동중인 다른 주 경로들을 폴리싱(policing)을 통해 대역폭을 제한함으로써, 백업 경로를 사용하는 통신 노드와의 통신 속도를 일치시킴으로써, 안정적인 통신을 수행하도록 할 수 있다.
도 1은 차량 네트워크의 토폴로지의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2는 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 백업 경로(backup path)가 설정된 통신 노드의 일 실시예를 나타낸 블록도이다.
도 4는 차량 네트워크에 대한 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 5는 차량 네트워크에서 스위치와 엔드 노드 간 주 경로를 통한 통신 방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다.
도 6은 차량 네트워크에서 스위치와 엔드 노드 간 백업 경로를 통한 통신 방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 7은 차량 네트워크에서 스위치와 엔드 노드 간 백업 경로를 통한 통신 방법의 제2 실시예를 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 차량 네트워크의 토폴로지(network topology)의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드(communication node)는 게이트웨이(gateway), 스위치(switch)(또는, 브릿지(bridge)) 또는 엔드 노드(end node) 등을 의미할 수 있다. 게이트웨이(100)는 적어도 하나의 스위치(110, 110-1, 110-2, 120, 130)와 연결될 수 있으며, 서로 다른 네트워크를 연결할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(100)는 CAN(controller area network)(또는, 플렉스레이(FlexRay), MOST(media oriented system transport), LIN(local interconnect network) 등) 프로토콜을 지원하는 통신 노드와 이더넷(ethernet) 프로토콜을 지원하는 스위치 간을 연결할 수 있다. 스위치들(110, 110-1, 110-2, 120, 130) 각각은 적어도 하나의 엔드 노드(111, 112, 113, 121, 122, 123, 124, 125, 131, 132, 133)와 연결될 수 있다. 스위치들(110, 110-1, 110-2, 120, 130) 각각은 엔드 노드(111, 112, 113, 121, 122, 123, 124, 125, 131, 132, 133)를 상호 연결할 수 있고, 자신과 연결된 엔드 노드(111, 112, 113, 121, 122, 123, 124, 125, 131, 132, 133)를 제어할 수 있다.
엔드 노드(111, 112, 113, 121, 122, 123, 124, 125, 131, 132, 133)는 차량에 포함된 각종 장치를 제어하는 ECU(electronic control unit)를 의미할 수 있다. 예를 들어, 엔드 노드(111, 112, 113, 121, 122, 123, 124, 125, 131, 132, 133)는 인포테인먼트(infortainment) 장치(예를 들어, 디스플레이(display) 장치, 내비게이션(navigation) 장치, 어라운드 뷰 모니터링(around view monitoring) 장치) 등을 구성하는 ECU를 의미할 수 있다.
한편, 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드들(즉, 게이트웨이, 스위치, 엔드 노드 등)은 스타(star) 토폴로지, 버스(bus) 토폴로지, 링(ring) 토폴로지, 트리(tree) 토폴로지, 메쉬(mesh) 토폴로지, 데이지 체인(daisy chain) 토폴로지 등으로 연결될 수 있다. 또한, 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드들 각각은 CAN 프로토콜, 플렉스레이 프로토콜, MOST 프로토콜, LIN 프로토콜, 이더넷 프로토콜 등을 지원할 수 있다. 본 발명에 따른 실시예들은 앞서 설명된 네트워크 토폴로지에 적용될 수 있으며, 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 네트워크 토폴로지는 이에 한정되지 않고 다양하게 구성될 수 있다.
도 2는 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 네트워크를 구성하는 통신 노드(200)는 PHY 계층 유닛(physical layer unit)(210) 및 컨트롤러(controller) 유닛(220)을 포함할 수 있다. 컨트롤러 유닛(220)은 MAC(medium access control) 계층을 포함하여 구현될 수 있다. PHY 계층 유닛(210)은 다른 통신 노드로부터 신호를 수신할 수 있거나, 다른 통신 노드로 신호를 전송할 수 있다. 컨트롤러 유닛(220)은 PHY 계층 유닛(210)을 제어할 수 있고, 다양한 기능들(예를 들어, 인포테인먼트 기능 등)을 수행할 수 있다. PHY 계층 유닛(210)과 컨트롤러 유닛(220)은 하나의 SoC(System on Chip)로 구현될 수도 있고, 별도의 칩으로 구성될 수도 있다.
PHY 계층 유닛(210)과 컨트롤러 유닛(220)은 매체 독립 인터페이스(media independent interface, MII)(230)를 통해 연결될 수 있다. MII(230)는 IEEE 802.3에 규정된 인터페이스를 의미할 수 있으며, PHY 계층 유닛(210)과 컨트롤러 유닛(220) 간의 데이터 인터페이스 및 관리 인터페이스로 구성될 수 있다. MII(230) 대신에 RMII(reduced MII), GMII(gigabit MII), RGMII(reduced GMII), SGMII(serial GMII), XGMII(10 GMII) 중 하나의 인터페이스가 사용될 수 있다. 데이터 인터페이스는 전송 채널(channel) 및 수신 채널을 포함할 수 있으며, 채널들 각각은 독립적인 클럭(clock), 데이터 및 제어 신호를 가질 수 있다. 관리 인터페이스는 2-신호 인터페이스로 구성될 수 있으며, 하나는 클럭을 위한 신호이고 다른 하나는 데이터를 위한 신호일 수 있다.
PHY 계층 유닛(210)은 PHY 계층 인터페이스 유닛(211), PHY 계층 프로세서(processor)(212) 및 PHY 계층 메모리(memory)(213) 등을 포함할 수 있다. PHY 계층 유닛(210)의 구성은 이에 한정되지 않으며, PHY 계층 유닛(210)은 다양하게 구성될 수 있다. PHY 계층 인터페이스 유닛(211)은 컨트롤러 유닛(220)으로부터 수신된 신호를 PHY 계층 프로세서(212)로 전송할 수 있고, PHY 계층 프로세서(212)로부터 수신된 신호를 컨트롤러 유닛(220)에 전송할 수 있다. PHY 계층 프로세서(212)는 PHY 계층 인터페이스 유닛(211) 및 PHY 계층 메모리(213) 각각의 동작을 제어할 수 있다. PHY 계층 프로세서(212)는 전송할 신호의 변조 또는 수신된 신호의 복조를 수행할 수 있다. PHY 계층 프로세서(212)는 신호를 입력 또는 출력하도록 PHY 계층 메모리(213)를 제어할 수 있다. PHY 계층 메모리(213)는 수신된 신호를 저장할 수 있고, PHY 계층 프로세서(212)의 요청에 따라 저장된 신호를 출력할 수 있다.
컨트롤러 유닛(220)은 MII(230)를 통해 PHY 계층 유닛(210)에 대한 모니터링 및 제어를 수행할 수 있다. 컨트롤러 유닛(220)은 컨트롤러 인터페이스 유닛(221), 컨트롤러 프로세서(222), 주 메모리(223) 및 보조 메모리(224) 등을 포함할 수 있다. 컨트롤러 유닛(220)의 구성은 이에 한정되지 않으며, 컨트롤러 유닛(220)은 다양하게 구성될 수 있다. 컨트롤러 인터페이스 유닛(221)은 PHY 계층 유닛(210)(즉, PHY 계층 인터페이스 유닛(211)) 또는 상위 계층(미도시)으로부터 신호를 수신할 수 있고, 수신된 신호를 컨트롤러 프로세서(222)에 전송할 수 있고, 컨트롤러 프로세서(222)로부터 수신된 신호를 PHY 계층 유닛(210) 또는 상위 계층에 전송할 수 있다. 컨트롤러 프로세서(222)는 컨트롤러 인터페이스 유닛(221), 주 메모리(223) 및 보조 메모리(224)를 제어하기 위한 독립된 메모리 컨트롤 로직(control logic) 또는 통합 메모리 컨트롤 로직을 더 포함할 수 있다. 메모리 컨트롤 로직은 주 메모리(223) 및 보조 메모리(224)에 포함되어 구현될 수도 있으며, 또는 컨트롤러 프로세서(222)에 포함되어 구현될 수도 있다.
주 메모리(223) 및 보조 메모리(224) 각각은 컨트롤러 프로세서(222)에 의해 처리된 신호를 저장할 수 있고, 컨트롤러 프로세서(222)의 요청에 따라 저장된 신호를 출력할 수 있다. 주 메모리(223)는 컨트롤러 프로세서(222)의 동작을 위해 필요한 데이터를 일시 저장하는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM(random access memory) 등)를 의미할 수 있다. 보조 메모리(224)는 운영체제 코드(operating system code)(예를 들어, 커널(kernel) 및 디바이스 드라이버(device driver))와 컨트롤러 프로세서(220)의 기능을 수행하기 위한 응용 프로그램(application program) 코드 등이 저장되는 비휘발성 메모리를 의미할 수 있다. 비휘발성 메모리로 빠른 처리 속도를 가지는 플래쉬 메모리(flash memory)가 사용될 수 있고, 또는 대용량의 데이터 저장을 위한 하드 디스크 드라이브(hard disc drive, HDD), CD-ROM(compact disc-read only memory) 등이 사용될 수 있다. 컨트롤러 프로세서(222)는 통상적으로 적어도 하나의 프로세싱 코어(core)를 포함하는 로직 회로로 구성될 수 있다. 컨트롤러 프로세서(222)로 ARM(Advanced RISC Machines Ltd.) 계열의 코어, 아톰(atom) 계열의 코어 등이 사용될 수 있다.
아래에서는, 차량 네트워크에 속하는 통신 노드와 이에 대응하는 상대(counterpart) 통신 노드에서 수행되는 방법이 설명될 것이다. 이하에서, 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, 제1 통신 노드의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 제2 통신 노드의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 제1 통신 노드는 스위치의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.
도 3은 백업 경로(backup path)가 설정된 통신 노드의 일 실시예를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 통신 노드(300)는 스위치(또는, 스위치) 또는 엔드 노드 등일 수 있다. 통신 노드(300)는 IEEE 802.1CB 표준을 지원할 수 있다. 통신 노드(300)는 응용계층 유닛(application layer unit)(301), 컨트롤러 유닛(controller unit)(302), PHY 계층 유닛(physical layer unit)(303, 304) 및 MDI(medium dependent interface)를 포함할 수 있다. PHY 계층 유닛(303, 304)는 도 2를 참조하여 설명된 PHY 계층 유닛(210)과 동일 또는 유사할 수 있다. 컨트롤러 유닛(302)은 도 2를 참조하여 설명된 컨트롤러 유닛(220)과 동일 또는 유사할 수 있다. 응용계층 유닛(301)은 컨트롤러 유닛(302)와 연결될 수 있고, PHY 계층 유닛(303, 304)는 컨트롤러 유닛(302)와 연결될 수 있다.
컨트롤러 유닛(302)과 PHY 계층 유닛(303, 304)은 xMII/SPI 등을 통해 연결될 수 있다. 응용계층 유닛(301) 및 컨트롤러 유닛(302)는 MDI를 통해 연결될 수 있다.
PHY 계층 유닛(303)은 주 경로(primary path)를 구성할 수 있고, PHY 계층 유닛(304)은 백업 경로(backup path)를 구성할 수 있다. 주 경로와 백업 경로는 응용계층 유닛(301)이 결정할 수도 있고, 미리 설정될 수도 있다. 응용계층 유닛(301)은 MDI를 통하여 주 경로와 백업 경로를 설정할 수 있다. 즉, 응용계층 유닛(301)은 어느 PHY 계층 유닛을 통한 경로를 주 경로로 하고, 어느 PHY 계층 유닛을 통한 경로를 백업 경로로 할 지 설정할 수 있다.
경로(즉, 주 경로 또는 백업 경로)가 고장이 난 경우, PHY 계층 유닛(303, 304)은 MDI를 통해 응용계층 유닛(301)에게 경로(즉, 주 경로 또는 백업 경로)가 고장 났다는 정보를 알려줄 수 있다. 즉, PHY 계층 유닛(303, 304)은 경로에 고장 발생 시 MDI를 통해 고장 경보를 전송할 수 있고, 응용계층 유닛(301)은 고장 경보를 통해 해당 경로가 고장 났다는 사실을 인지할 수 있다.
응용계층 유닛(301)은 PHY 계층 유닛들(303, 304)의 전송 속도가 동일한 경우, 어떤 계층이던지 주 경로로 설정할 수 있다. 응용계층 유닛(301)은 PHY 계층 유닛들(303, 304)의 전송 속도가 다른 경우, 전송 속도가 빠른 PHY 계층 유닛을 통한 경로를 주 경로로 설정할 수 있다. 즉, 응용계층 유닛(301)은 PHY 계층 유닛(303)의 전송 속도가 100Mbps이고, PHY 계층 유닛(304)의 전송 속도가 10Mbps인 경우, PHY 계층 유닛(303)을 통한 경로를 주 경로로 설정할 수 있다. PHY 계층 유닛(304)를 통한 경로는 백업 경로로 설정될 수 있다.
주 경로와 백업 경로가 모두 정상 작동하는 경우, 주 경로만 활성화되고, 백업 경로는 비활성화 될 수 있다. 주 경로가 고장 난 경우, 백업 경로가 활성화 될 수 있다. 백업 경로의 활성화는 MDI를 통해 수행될 수 있다. 주 경로를 통한 통신에서는 MAC 인터페이스와 링크(link)가 모두 활성화 될 수 있다. 즉, 스위치가 엔드 노드로 신호를 전송하는 경우, 엔드 노드의 PHY 계층 유닛은 신호를 수신할 수 있고, 엔드 노드의 컨트롤러 유닛은 PHY 계층 유닛으로부터 신호를 수신하여 신호의 페이로드(payload)를 확인할 수 있다.
반면, 백업 경로를 통한 통신에서는 링크만 활성화될 수 있다. 즉, 스위치가 엔드 노드로 신호를 전송하는 경우, 엔드 노드의 PHY 계층 유닛은 신호의 목적지(예를 들어, 엔드 노드 ID)를 확인할 수 있고, 신호의 목적지가 자신의 ID와 동일한 경우에만 신호를 컨트롤러 유닛에 전달할 수 있다. 신호의 목적지가 자신의 ID와 동일하지 않은 경우, 엔드 노드는 신호를 컨트롤러 유닛에 전달하지 않고, 백업 경로로 연결된 다음 엔드 노드에게 전송할 수 있다.
PHY 계층 유닛(303)이 주 경로로 설정된 경우에 주 경로가 고장 난 경우, 통신 노드(300)는 PHY 계층 유닛(304)의 백업 경로를 통해 신호를 전송할 수 있다. 이 때, 백업 경로의 전송 속도가 주 경로의 전송 속도보다 낮은 경우, 통신 노드(300)는 미리 정해진 중요 신호에 대한 송/수신만을 수행할 수 있다. 신호가 중요 신호인지 여부는, 해당 신호가 미리 설정된 기준을 만족하는지 여부에 따라 결정될 수 있다. 응용계층 유닛(301)은 하나의 MAC/IP 주소를 가질 수 있다. 백업 경로가 설정된 차량 네트워크는 다음과 같을 수 있다.
도 4는 차량 네트워크에 대한 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 차량 네트워크는 IEEE 802.1CB를 지원할 수 있으며, 복수의 스위치(스위치 #1(400), 스위치 #2(410)) 및 복수의 엔드 노드(엔드 노드 #1(420), 엔드 노드 #2(430), 엔드 노드 #3(440), 엔드 노드 #4(450), 엔드 노드 #5(460), 엔드 노드 #6(470), 엔드 노드 #7(480))를 포함할 수 있다. 복수의 스위치(스위치 #1(400), 스위치 #2(410)) 및 복수의 엔드 노드(엔드 노드 #1(420), 엔드 노드 #2(430), 엔드 노드 #3(440), 엔드 노드 #4(450), 엔드 노드 #5(460), 엔드 노드 #6(470), 엔드 노드 #7(480))의 구조는 도 3의 통신 노드(300)의 구조와 동일 또는 유사할 수 있다.
PHY 계층 유닛 A(403, 413, 421, 431, 441, 451, 461, 471, 481) 간의 링크는 주 경로로 설정될 수 있고, PHY 계층 유닛 B(404, 414, 423, 424, 433, 434, 443, 444, 453, 454, 463, 464, 473, 483) 간의 링크는 백업 경로로 설정될 수 있다. 엔드 노드 #1(420), 엔드 노드 #2(430), 엔드 노드 #3(440), 엔드 노드 #4(450), 엔드 노드 #5(460) 및 엔드 노드 #6(470)은 백업 경로를 통해 데이지 체인(daisy chain) 방식으로 연결될 수 있다.
스위치 #1(400)은 스위치 #2(410), 엔드 노드 #1(420) 및 엔드 노드 #2(430), 엔드 노드 #3(440)과 연결될 수 있고, 스위치 #2(410)는 스위치 #1(400), 엔드 노드 #4(450), 엔드 노드 #5(460), 엔드 노드 #6(470) 및 엔드 노드 #7(480)과 연결될 수 있다.
스위치 #1(400)의 PHY 계층 유닛 A(403)는 엔드 노드 #1(420)의 PHY 계층 유닛 A(421), 엔드 노드 #2(430)의 PHY 계층 유닛 A(431), 엔드 노드 #3(440)의 PHY 계층 유닛 A(441)과 주 경로로 연결될 수 있다. 스위치 #2(410)의 PHY 계층 유닛 A(413)는 엔드 노드 #4(450)의 PHY 계층 유닛 A(451), 엔드 노드 #5(460)의 PHY 계층 유닛 A(461), 엔드 노드 #6(470)의 PHY 계층 유닛 A(471) 및 엔드 노드 #7(480)의 PHY 계층 유닛 A(481)과 주 경로로 연결될 수 있다.
스위치 #1(400)의 PHY 계층 유닛 B(404)는 엔드 노드 #1(420)의 PHY 계층 유닛 B1(423)와 백업 경로로 연결될 수 있다. 엔드 노드 #1(420)의 PHY 계층 유닛 B2(424)는 엔드 노드 #2(430)의 PHY 계층 유닛 B1(433)와 백업 경로로 연결될 수 있다. 엔드 노드 #2(430)의 PHY 계층 유닛 B2(434)는 엔드 노드 #3(440)의 PHY 계층 유닛 B1(443)와 백업 경로로 연결될 수 있다. 엔드 노드 #3(440)의 PHY 계층 유닛 B2(444)는 엔드 노드 #4(450)의 PHY 계층 유닛 B1(453)과 백업 경로로 연결될 수 있다. 엔드 노드 #4(450)의 PHY 계층 유닛 B2(454)는 엔드 노드 #5(460)의 PHY 계층 유닛 B1(463)과 백업 경로로 연결될 수 있다. 엔드 노드 #5(460)의 PHY 계층 유닛 B2(464)는 엔드 노드 #6(470)의 PHY 계층 유닛 B(473)과 백업 경로로 연결될 수 있다. 스위치 #2(410)의 PHY 계층 유닛 B(414)는 엔드 노드 #7(480)의 PHY 계층 유닛 B(483)과 백업 경로로 연결될 수 있다.
다음으로, 스위치와 엔드 노드 간의 주 경로/백업 경로를 통한 통신 방법의 실시예들이 설명된다.
도 5는 도 4의 차량 네트워크에서 스위치와 엔드 노드 간 주 경로를 통한 통신 방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 스위치 #2(410)의 PHY 계층 유닛 A(413)는 엔드 노드 #6(470)의 PHY 계층 유닛 A(471)와 연결될 수 있다. 스위치 #2(410)는 신호를 생성할 수 있고(S501), 생성된 신호를 PHY 계층 유닛 A(413)를 통해 엔드 노드 #6(470)로 전송할 수 있다(S502).
PHY 계층 유닛 A(413)와 PHY 계층 유닛 A(471) 간의 연결은 주 경로일 수 있다. 엔드 노드 #6(470)은 PHY 계층 유닛 A(471)을 통해 스위치 #2(410)로부터 신호를 수신할 수 있다. PHY 계층 유닛 A(471)는 수신된 신호를 컨트롤러 유닛(472)로 전송할 수 있다. 컨트롤러 유닛(472)는 수신된 신호를 확인할 수 있다(S503).
도 6은 도 4의 차량 네트워크에서 스위치와 엔드 노드 간 백업 경로를 통한 통신 방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 스위치 #2(410)의 PHY 계층 유닛 A(413)는 엔드 노드 #6(470)의 PHY 계층 유닛 A(471)와 연결될 수 있다. 다만, 여기서는 PHY 계층 유닛 A(413)과 PHY 계층 유닛 A(471) 간의 경로가 고장 난 것으로 가정한다. 스위치 #2(410)는 엔드 노드 #6(470)으로 전송할 신호를 생성할 수 있다(S601). 스위치 #2(410)는 주 경로를 통해 신호 전송을 시도할 수 있다(즉, PHY 계층 유닛 A(413)를 통해 신호 전송을 시도할 수 있다). PHY 계층 유닛 A(413)는 PHY 계층 유닛 A(471)로 신호 전송을 시도할 수 있다. 이 때, PHY 계층 유닛 A(413)과 PHY 계층 유닛 A(471) 간의 경로가 고장 난 경우, PHY 계층 유닛 A(413)는 컨트롤러 유닛(412)에게 PHY 계층 유닛 A(413)과 PHY 계층 유닛 A(471) 간의 경로가 고장 났음을 알려줄 수 있다. 컨트롤러 유닛(412)은 PHY 계층 유닛 A(413)과 PHY 계층 유닛 A(471) 간의 경로가 고장 났음을 인지할 수 있다(S602).
컨트롤러 유닛(412)은 스위치 #2(410)와 엔드 노드 #6(470) 간의 주 경로인 PHY 계층 유닛 A(413)과 PHY 계층 유닛 A(471) 간의 경로가 고장 났으므로, 스위치 #2(410)와 엔드 노드 #6(470) 간의 백업 경로를 설정할 수 있다(S603). 스위치 #2(410)와 엔드 노드 #6(470) 간의 백업 경로는 스위치 #2(410) -> 스위치 #1(400) -> 엔드 노드 #1(420) -> 엔드 노드 #2(430) -> 엔드 노드 #3(440) -> 엔드 노드 #4(450) -> 엔드 노드 #5(460) -> 엔드 노드 #6(470)일 수 있다. 여기서, 스위치 #1(400), 엔드 노드 #1(420), 엔드 노드 #2(430), 엔드 노드 #3(440), 엔드 노드 #4(450), 엔드 노드 #5(460) 및 엔드 노드 #6(470)은 PHY 계층 유닛 B(404, 423, 424, 433, 434, 443, 444, 453, 454, 463, 464, 473)을 통해 연결될 수 있다.
스위치 #2(410)의 PHY 계층 유닛 A(413)는 스위치 #1(400)의 PHY 계층 유닛 A(403)에게 신호를 전송할 수 있다(S604). PHY 계층 유닛 A(403)는 PHY 계층 유닛 A(413)로부터 신호를 수신할 수 있다. PHY 계층 유닛 A(403)는 컨트롤러 유닛(402)으로 신호를 전송할 수 있다. 컨트롤러 유닛(402)은 신호의 경로를 확인할 수 있다(S605).
스위치 #2(410)의 PHY 계층 유닛 B(404)는 엔드 노드 #1(420)의 PHY 계층 유닛 B1(423)에게 신호를 전송할 수 있다(S606). PHY 계층 유닛 B1(423)는 스위치 #1(400)로부터 신호를 수신할 수 있다. PHY 계층 유닛 B1(423)는 신호의 목적지(예를 들어, 목적지의 ID)를 확인할 수 있다. 신호의 목적지는 신호의 프리앰블(preamble)에 포함되므로, PHY 계층 유닛 B1(423)이 신호의 목적지를 확인할 수 있다. 신호의 목적지가 엔드 노드 #1(420)이 아닌 경우, 엔드 노드 #1(420)은 수신된 신호를 엔드 노드 #2(430)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 엔드 노드 #1(420)의 PHY 계층 유닛 B1(423)은 엔드 노드 #1(420)의 PHY 계층 유닛 B2(424)에 신호를 전송할 수 있고, 엔드 노드 #1(420)의 PHY 계층 유닛 B2(424)는 수신된 신호를 엔드 노드 #2(430)의 PHY 계층 유닛 B1(433)로 전송할 수 있다(S607). 여기서, 엔드 노드 31(420)의 컨트롤러 유닛(422)은 슬립 상태로 동작할 수 있다. 즉, 엔드 노드들 간에 신호는 PHY 계층 유닛을 통해 송수신 될 수 있으므로, 수신된 신호에 의해 지시되는 목적지 ID가 엔드 노드의 ID와 다른 경우, 해당 엔드 노드의 컨트롤러 유닛은 웨이크업 되지 않을 수 있다.
PHY 계층 유닛 B1(433)는 엔드 노드 #1(420)로부터 신호를 수신할 수 있다. PHY 계층 유닛 B1(433)는 신호의 목적지를 확인할 수 있다. 신호의 목적지는 신호의 프리앰블에 포함되므로, PHY 계층 유닛 B1(433)이 신호의 목적지를 확인할 수 있다. 신호의 목적지가 엔드 노드 #2(430)가 아닌 경우, 엔드 노드 #2(430)는 수신된 신호를 엔드 노드 #3(440)으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 엔드 노드 #2(430)의 PHY 계층 유닛 B1(433)은 엔드 노드 #2(430)의 PHY 계층 유닛 B2(434)에게 신호를 전송할 수 있고, 엔드 노드 #2(430)의 PHY 계층 유닛 B2(434)는 수신된 신호를 엔드 노드 #3(440)의 PHY 계층 유닛 B1(443)로 전송할 수 있다(S608). 여기서, 엔드 노드 #2(430)의 컨트롤러 유닛(432)은 슬립 상태로 동작할 수 있다.
PHY 계층 유닛 B1(443)는 엔드 노드 #2(430)로부터 신호를 수신할 수 있다. PHY 계층 유닛 B1(443)는 신호의 목적지를 확인할 수 있다. 신호의 목적지는 신호의 프리앰블에 포함되므로, PHY 계층 유닛 B1(443)이 신호의 목적지를 확인할 수 있다. 신호의 목적지가 엔드 노드 #3(440)가 아닌 경우, 엔드 노드 #3(440)는 수신된 신호를 엔드 노드 #4(450)으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 엔드 노드 #3(440)의 PHY 계층 유닛 B1(443)은 엔드 노드 #3(440)의 PHY 계층 유닛 B2(444)에 신호를 전송할 수 있고, 엔드 노드 #3(440)의 PHY 계층 유닛 B2(444)는 수신된 신호를 엔드 노드 #4(450)의 PHY 계층 유닛 B1(453)로 전송할 수 있다(S609). 여기서, 엔드 노드 #3(440)의 컨트롤러 유닛(442)은 슬립 상태로 동작할 수 있다.
PHY 계층 유닛 B1(453)는 엔드 노드 #3(440)로부터 신호를 수신할 수 있다. PHY 계층 유닛 B1(453)는 신호의 목적지를 확인할 수 있다. 신호의 목적지는 신호의 프리앰블에 포함되므로, PHY 계층 유닛 B1(453)이 신호의 목적지를 확인할 수 있다. 신호의 목적지가 엔드 노드 #4(450)가 아닌 경우, 엔드 노드 #4(450)는 수신된 신호를 엔드 노드 #5(460)으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 엔드 노드 #4(450)의 PHY 계층 유닛 B1(453)은 엔드 노드 #4(450)의 PHY 계층 유닛 B2(454)에 신호를 전송할 수 있고, 엔드 노드 #4(450)의 PHY 계층 유닛 B2(454)는 수신된 신호를 엔드 노드 #5(460)의 PHY 계층 유닛 B1(463)로 전송할 수 있다(S610). 여기서, 엔드 노드 #4(450)의 컨트롤러 유닛(452)은 슬립 상태로 동작할 수 있다.
PHY 계층 유닛 B1(463)는 엔드 노드 #4(450)로부터 신호를 수신할 수 있다. PHY 계층 유닛 B1(463)는 신호의 목적지를 확인할 수 있다. 신호의 목적지는 신호의 프리앰블에 포함되므로, PHY 계층 유닛 B1(463)이 신호의 목적지를 확인할 수 있다. 신호의 목적지가 엔드 노드 #5(460)가 아닌 경우, 엔드 노드 #5(460)는 수신된 신호를 엔드 노드 #6(470)으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 엔드 노드 #5(460)의 PHY 계층 유닛 B1(463)은 엔드 노드 #5(460)의 PHY 계층 유닛 B2(464)에 신호를 전송할 수 있고, 엔드 노드 #5(460)의 PHY 계층 유닛 B2(464)는 수신된 신호를 엔드 노드 #6(470)의 PHY 계층 유닛 B(473)로 전송할 수 있다(S611). 여기서, 엔드 노드 #5(460)의 컨트롤러 유닛(462)은 슬립 상태로 동작할 수 있다.
PHY 계층 유닛 B(473)는 엔드 노드 #5(460)로부터 신호를 수신할 수 있다. PHY 계층 유닛 B(473)는 신호의 목적지를 확인할 수 있다. 신호의 목적지는 신호의 프리앰블에 포함되므로, PHY 계층 유닛 B(473)가 신호의 목적지를 확인할 수 있다. 신호의 목적지가 엔드 노드 #6(470)인 경우, PHY 계층 유닛 B(473)는 컨트롤러 유닛(472)을 웨이크업 시킬 수 있다. 컨트롤러 유닛(472)가 웨이크업 될 수 있고, 컨트롤러 유닛(472)이 웨이크업 된 후 PHY 계층 유닛 B(473)는 컨트롤러 유닛(472)에 신호를 전송할 수 있다. 컨트롤러 유닛(472)은 신호를 확인할 수 있다(S612).
도 7은 도 4의 차량 네트워크에서 스위치와 엔드 노드 간 백업 경로를 통한 통신 방법의 제2 실시예를 도시한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 스위치 #2(410)의 PHY 계층 유닛 A(413)는 엔드 노드 #7(480)의 PHY 계층 유닛 A(481)와 연결될 수 있다. 다만, 여기서는 PHY 계층 유닛 A(413)과 PHY 계층 유닛 A(481) 간의 경로가 고장 난 것으로 가정한다. 스위치 #2(410)는 엔드 노드 #7(480)으로 전송할 신호를 생성할 수 있다(S701). 스위치 #2(410)는 주 경로를 통해 신호 전송을 시도할 수 있다(즉, PHY 계층 유닛 A(413)를 통해 신호 전송을 시도할 수 있다). PHY 계층 유닛 A(413)는 PHY 계층 유닛 A(481)로 신호 전송을 시도할 수 있다. 이 때, PHY 계층 유닛 A(413)와 PHY 계층 유닛 A(481) 간의 경로가 고장 난 경우, PHY 계층 유닛 A(413)는 컨트롤러 유닛(412)에게 PHY 계층 유닛 A(413)과 PHY 계층 유닛 A(481) 간의 경로가 고장 났음을 알려줄 수 있다. 컨트롤러 유닛(412)은 PHY 계층 유닛 A(413)과 PHY 계층 유닛 A(471) 간의 경로가 고장 났음을 인지할 수 있다(S702).
컨트롤러 유닛(412)은 스위치 #2(410)와 엔드 노드 #7(480) 간의 주 경로인 PHY 계층 유닛 A(413)과 PHY 계층 유닛 A(481) 간의 경로가 고장 났으므로, 스위치 #2(410)와 엔드 노드 #7(480) 간의 백업 경로를 설정할 수 있다(S703). 스위치 #2(410)와 엔드 노드 #7(480) 간의 백업 경로는 스위치 #2(410)의 PHY 계층 유닛 B(414)와 엔드 노드 #7(480)의 PHY 계층 유닛 B(483) 간의 경로일 수 있다.
스위치 #2(410)의 PHY 계층 유닛 B(414)는 엔드 노드 #7(480)의 PHY 계층 유닛 B(483)에게 신호를 전송할 수 있다(S704). PHY 계층 유닛 B(483)는 PHY 계층 유닛 B(414)로부터 신호를 수신할 수 있다. PHY 계층 유닛 B(483)는 컨트롤러 유닛(482)으로 신호를 전송할 수 있다. 컨트롤러 유닛(482)은 신호를 확인할 수 있다(S705).
여기서, 주 경로와 백업 경로 간의 전송 속도가 다른 경우(예를 들어, 주 경로의 전송 속도가 100Mbps 이고 백업 경로의 전송 속도가 10Mbps인 경우)가 있을 수 있다. 아래에서는 주 경로의 전송 속도가 백업 경로의 전송 속도보다 더 빠른 경우를 가정한다. 스위치 #2(410)는 주 경로가 고장 난 엔드 노드 #7(480)로 전송할 신호를 다른 통신 노드들(예를 들어, 스위치 #1(400), 엔드 노드 #1(420), 엔드 노드 #2(430), 엔드 노드 #3(440), 엔드 노드 #4(450), 엔드 노드 #5(460), 엔드 노드 #6(470))로부터 수신한 경우, 수신된 신호들 중 중요한 신호들만 선택하여 엔드 노드 #7(480)로 전송할 수 있다. 수신된 신호가 중요 신호인지 여부는 미리 설정된 기준에 의해 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 차량 네트워크에서 스위치(switch)의 동작 방법으로서,
    목적지가 제1 엔드 노드인 제1 신호가 상기 스위치의 제1 PHY 계층 유닛을 통해 수신될 시, 상기 스위치의 제1 PHY 계층 유닛을 통해 상기 제1 엔드 노드와 연결되는 제1 경로를 통해 상기 제1 엔드 노드로 상기 제1 신호를 전송하는 단계;
    상기 제1 경로가 고장 난 것을 감지하는 단계;
    상기 스위치의 제2 PHY 계층 유닛을 통해 상기 제1 엔드 노드와 연결되는 제2 경로를 설정하는 단계; 및
    제2 엔드 노드로부터 목적지가 상기 제1 엔드 노드인 제2 신호가 상기 제1 PHY 계층 유닛을 통해 수신될 시, 상기 제2 신호를 상기 제2 경로를 통해 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 제2 경로는 상기 제1 엔드 노드를 포함하는 복수의 엔드 노드들이 데이지 체인(daisy chain) 방식으로 연결되며,
    상기 제1 엔드 노드를 포함하는 복수의 엔드 노드들 각각은 제1 PHY 계층 유닛 및 제2 PHY 계층 유닛을 포함하며,
    상기 제1 엔드 노드를 포함하는 복수의 엔드 노드들 각각의 제1 PHY 계층 유닛은 상기 스위치의 제1 PHY 계층 유닛과 연결되고, 및
    상기 제1 엔드 노드를 포함하는 복수의 엔드 노드들 각각의 제2 PHY 계층 유닛은 상기 스위치의 제2 PHY 계층 유닛 또는 상기 제1 엔드 노드를 포함하는 복수의 엔드 노드들 중 적어도 하나의 엔드 노드와 상기 데이지 체인 방식으로 연결되는, 스위치의 동작 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 신호의 프리앰블(preamble)은 목적지의 ID(identifier)를 포함하는, 스위치의 동작 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 경로와 상기 제2 경로는 전송 속도가 서로 다른, 스위치의 동작 방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위치는 상기 제1 PHY 계층 유닛을 통한 제1 경로 및 제2 PHY 계층 유닛을 통한 제2 경로의 활성화 및 비활성화를 제어하는 컨트롤러 유닛(controller unit)을 포함하는, 스위치의 동작 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 경로가 고장 난 것을 감지하는 단계는,
    상기 제1 PHY 계층 유닛이 MDI(medium dependent interface)를 통해 상기 컨트롤러 유닛에게 상기 제1 경로의 고장을 알리는 단계; 및
    상기 컨트롤러 유닛이 상기 제1 경로의 고장을 감지하는 단계를 포함하는, 스위치의 동작 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 신호를 상기 제2 경로로 전송하는 단계는,
    상기 제2 신호가 미리 설정된 기준을 만족하는 경우, 상기 제2 신호를 상기 제2 경로를 통해 전송하는 것을 특징으로 하는, 스위치의 동작 방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 스위치의 동작 방법은,
    상기 제1 PHY 계층 유닛이 제3 엔드 노드로부터 제3 신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 PHY 계층 유닛이 상기 제3 신호를 상기 컨트롤러 유닛에게 전송하는 단계;
    상기 컨트롤러 유닛이 상기 제3 신호의 목적지 및 경로를 확인하는 단계;
    상기 컨트롤러 유닛이 상기 제3 신호의 목적지 및 경로에 기초하여 상기 제3 신호를 전송할 PHY 계층 유닛을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 PHY 계층 유닛을 통해 상기 제3 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 스위치의 동작 방법.
  9. 차량 네트워크에서 스위치(switch)로서,
    프로세서(processor); 및
    상기 프로세서에 의해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    목적지가 제1 엔드 노드인 제1 신호가 상기 스위치의 제1 PHY 계층 유닛을 통해 수신될 시, 상기 스위치의 제1 PHY 계층 유닛을 통해 상기 제1 엔드 노드와 연결되는 제1 경로를 통해 상기 제1 엔드 노드로 상기 제1 신호를 전송하고;
    상기 제1 경로가 고장 난 것을 감지하고;
    상기 스위치의 제2 PHY 계층 유닛을 통해 상기 제1 엔드 노드와 연결되는 제2 경로를 설정하고; 및
    제2 엔드 노드로부터 목적지가 상기 제1 엔드 노드인 제2 신호가 상기 스위치의 제1 PHY 계층 유닛을 통해 수신될 시, 상기 제2 신호를 상기 제2 경로를 통해 전송하며,
    상기 제2 경로는 상기 제1 엔드 노드를 포함하는 복수의 엔드 노드들이 데이지 체인(daisy chain) 방식으로 연결되며,
    상기 제1 엔드 노드를 포함하는 복수의 엔드 노드들 각각은 제1 PHY 계층 유닛 및 제2 PHY 계층 유닛을 포함하며,
    상기 제1 엔드 노드를 포함하는 복수의 엔드 노드들 각각의 제1 PHY 계층 유닛은 상기 스위치의 제1 PHY 계층 유닛과 연결되고, 및
    상기 제1 엔드 노드를 포함하는 복수의 엔드 노드들 각각의 제2 PHY 계층 유닛은 상기 스위치의 제2 PHY 계층 유닛 또는 상기 제1 엔드 노드를 포함하는 복수의 엔드 노드들 중 적어도 하나의 엔드 노드와 상기 데이지 체인 방식으로 연결되는, 스위치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 신호의 프리앰블(preamble)은 목적지의 ID(identifier)를 포함하는, 스위치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 경로와 상기 제2 경로는 전송 속도가 서로 다른, 스위치.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 스위치는 상기 제1 PHY 계층 유닛을 통한 제1 경로 및 제2 PHY 계층 유닛을 통한 제2 경로의 활성화 및 비활성화를 제어하는 컨트롤러 유닛(controller unit)을 포함하는, 스위치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 경로가 고장 난 것을 감지하는 명령은,
    상기 제1 PHY 계층 유닛이 MDI(medium dependent interface)를 통해 상기 컨트롤러 유닛에게 상기 제1 경로의 고장을 알리고; 그리고
    상기 컨트롤러 유닛이 상기 제1 경로의 고장을 감지하는 것을 포함하는, 스위치.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 신호를 상기 제2 경로를 통해 전송하는 명령은,
    상기 제2 신호가 미리 설정된 기준을 만족하는 경우, 상기 제2 신호를 상기 제2 경로를 통해 전송하는 것을 특징으로 하는, 스위치.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 제1 PHY 계층 유닛이 제3 엔드 노드로부터 제3 신호를 수신하고;
    상기 제1 PHY 계층 유닛이 상기 제3 신호를 상기 컨트롤러 유닛에게 전송하고;
    상기 컨트롤러 유닛이 상기 제3 신호의 목적지 및 경로를 확인하고;
    상기 컨트롤러 유닛이 상기 제3 신호의 목적지 및 경로에 기초하여 상기 제3 신호를 전송할 PHY 계층 유닛을 선택하고; 그리고
    상기 선택된 PHY 계층 유닛을 통해 상기 제3 신호를 전송하는 것을 더 포함하는 스위치.
  16. 차량 네트워크에서 제1 엔드 노드의 동작 방법으로서,
    상기 제1 엔드 노드는 제1 PHY 계층 유닛, 제2 PHY 계층 유닛 및 컨트롤러 유닛을 포함하고,
    상기 제1 PHY 계층 유닛은 스위치(switch)의 제1 PHY 계층 유닛과 직접 연결되고, 상기 제2 PHY 계층 유닛은 적어도 하나의 다른 엔드 노드들의 제2 PHY 계층 유닛과 데이지 체인(daisy chain) 방식으로 연결되고,
    상기 제1 엔드 노드의 동작 방법은,
    상기 제1 엔드 노드의 제2 PHY 계층 유닛이 제2 엔드 노드의 제2 PHY 계층 유닛으로부터 제1 신호를 수신한 경우, 상기 제1 엔드 노드의 제2 PHY 계층 유닛은 상기 제1 신호의 프리앰블(preamble)로부터 목적지 ID(identifier)를 확인하는 단계; 및
    상기 목적지 ID가 상기 제1 엔드 노드의 ID와 다른 경우, 상기 제1 신호를 상기 제2 PHY 계층 유닛을 통해 상기 데이지 체인 방식으로 연결된 제3 엔드 노드의 제2 PHY 계층 유닛으로 전송하는 단계를 포함하는, 제1 엔드 노드의 동작 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 엔드 노드의 제1 PHY 계층 유닛이 고장 난 경우,
    상기 제1 엔드 노드의 제1 PHY 계층 유닛은 MDI(medium dependent interface)를 통해 상기 컨트롤러 유닛에게 상기 제1 엔드 노드의 제1 PHY 계층 유닛의 고장을 알리는 단계;
    상기 컨트롤러 유닛이 상기 제1 엔드 노드의 제1 PHY 계층 유닛이 고장 난 것을 감지하는 단계; 및
    제4 엔드 노드로 전송할 제2 신호를 상기 제1 엔드 노드의 제2 PHY 계층 유닛을 통해 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 제1 엔드 노드의 동작 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1 PHY 계층 유닛의 전송 속도가 상기 제2 PHY 계층 유닛의 전송 속도보다 빠른, 제1 엔드 노드의 동작 방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1 및 제2 PHY 계층 유닛은 컨트롤러 유닛과 xMII(media independent interface)를 통해 연결되는, 제1 엔드 노드의 동작 방법.
  20. 삭제
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