KR102657333B1 - 차량용 이더넷 제어기, 이를 포함하는 차량용 이더넷 네트워크 및 이를 이용한 can 통신 프로토콜과의 통신 방법 - Google Patents

차량용 이더넷 제어기, 이를 포함하는 차량용 이더넷 네트워크 및 이를 이용한 can 통신 프로토콜과의 통신 방법 Download PDF

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Abstract

CAN 통신 프로토콜의 메시지를 이더넷 프로토콜의 메시지로 포맷을 변환하는 프로토콜 변환모듈; 수신한 메시지의 포맷 변환 여부 및 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 싱글 타입인지 멀티 타입인지 판단하는 프레임 타입 판단 모듈; 상기 프레임 타입 판단 모듈에 의해 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 멀티 타입 프레임으로 판단된 경우, 멀티 타입 프레임의 수신 순서를 판단하는 프레임 순서 판단 모듈; 상기 프레임 순서 판단 모듈에 의해 기설정된 순서대로 메시지가 수신된 것으로 판단된 경우, 메시지를 누적 저장하고 마지막 순서의 프레임에 해당하는 메시지가 저장된 경우 메시지 수신을 종료하는 데이터 누적 모듈; 및 상기 프레임 순서 판단 모듈에 의해 멀티 타입 프레임의 첫번째 프레임에 해당하는 메시지가 전달된 경우 플로우 컨트롤 메시지를 작성하여 통신 대상 CAN 통신 프로토콜 통신 장치로 전송하는 플로우 컨트롤 메시지 전송 모듈을 포함하는 차량용 이더넷 제어기가 개시된다.

Description

차량용 이더넷 제어기, 이를 포함하는 차량용 이더넷 네트워크 및 이를 이용한 CAN 통신 프로토콜과의 통신 방법{ETHERNET CONTROLLER FOR VEHICLE, ETHERNET NETWORK INCLUDING THE SAME AND METHOD OF COMMUNICATION BETWEEN CAN COMMUNICATIONI PROTOCOL AND THE SAME}
본 발명은 차량용 이더넷 제어기, 이를 포함하는 차량용 이더넷 네트워크 및 이를 이용한 CAN 통신 프로토콜과의 통신 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 CAN 통신 프로토콜을 따르는 장치와의 통신을 위해 CAN 통신 신호를 변환하고 CAN 통신에서 적용되는 플로우 컨트롤(Flow Control) 기능을 지원할 수 있는 차량용 이더넷 제어기 및 이를 이용한 CAN 통신 프로토콜과의 통신 방법에 관한 것이다.
CAN(Controller Area Network) 통신은 차량 내에서 호스트 컴퓨터 없이 마이크로 컨트롤러나 장치들이 서로 통신하기 위해 설계된 표준 통신 규격이다. CAN 통신은 메시지 기반 프로토콜이며 최근에는 차량뿐만 아니라 산업용 자동화기기나 의료용 장비에서도 종종 사용되고 있다.
최근 들어, 고속/대용량 네트워크에 대한 소비자의 요구가 증가함에 따라 이더넷(Ethernet) 프로토콜이 차량 네트워크 프로토콜로 적용되고 있는 추세이다.
이에 따라 이더넷 프로토콜을 기반으로 하는 게이트웨이가 차량에 장착되는 경우, CAN 통신 프로토콜과의 효율적인 메시지 전송을 가능하게 하는 기술이 요구되고 있다.
예를 들어, CAN 통신 프로토콜을 이용하는 차량 진단기를 이용하여 차량 내 이더넷 프로토콜을 사용하는 제어기를 진단하고자 하는 경우, 차량 진단기와 이더넷 제어기 사이에 마련된 게이트웨이는 단순히 메시지를 바이패스하는 것으로 양자 간의 통신이 이루어지게 할 수 없다.
또한, CAN 통신 프로토콜은 송신측에서 첫번째 프레임을 수신측으로 전송하고 수신측에서 플로우 컨트롤(Flow Control)을 통해 연속된 메시지 송신 규칙을 송신측으로 전송한다. 이어, 송신측에서 플로우 컨트롤을 통해 수신한 송신 규칙에 따라 나머지 메시지를 연속된 프레임으로 전송한다. 그러나, 이더넷 프로토콜은 프레임이 아닌 패킷 통신을 기반으로 하는 것으로 플로우 컨트롤과 같은 기능을 갖지 않는다. 따라서, 메시지를 송신하고자 하는 진단기는 플로우 컨트롤을 통한 메시지를 수신하지 못하므로 첫번째 프레임 전송 후 후속하는 프레임을 송신하지 못하게 되는 문제가 발생한다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1536141 B KR 10-1591225 B
이에 본 발명은, CAN 통신 프로토콜을 따르는 장치와의 통신을 위해 CAN 통신 신호를 변환하고 CAN 통신에서 적용되는 플로우 컨트롤(Flow Control) 기능을 지원할 수 있는 차량용 이더넷 제어기, 이를 포함하는 차량용 이더넷 네트워크 및 이를 이용한 CAN 통신 프로토콜과의 통신 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
CAN 통신 프로토콜의 메시지를 이더넷 프로토콜의 메시지로 포맷을 변환하는 프로토콜 변환모듈;
수신한 메시지의 포맷 변환 여부 및 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 싱글 타입인지 멀티 타입인지 판단하는 프레임 타입 판단 모듈;
상기 프레임 타입 판단 모듈에 의해 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 멀티 타입 프레임으로 판단된 경우, 멀티 타입 프레임의 수신 순서를 판단하는 프레임 순서 판단 모듈;
상기 프레임 순서 판단 모듈에 의해 기설정된 순서대로 메시지가 수신된 것으로 판단된 경우, 메시지를 누적 저장하고 마지막 순서의 프레임에 해당하는 메시지가 저장된 경우 메시지 수신을 종료하는 데이터 누적 모듈; 및
상기 프레임 순서 판단 모듈에 의해 멀티 타입 프레임의 첫번째 프레임에 해당하는 메시지가 전달된 경우 플로우 컨트롤 메시지를 작성하여 통신 대상 CAN 통신 프로토콜 통신 장치로 전송하는 플로우 컨트롤 메시지 전송 모듈;
을 포함하는 차량용 이더넷 제어기를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 프로토콜 변환 모듈은 차량 내 이더넷 네트워크의 게이트웨이에서 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 프레임 타입 판단 모듈은, 수신한 메시지가 CAN 통신 프로토콜의 메시지를 포맷 변환한 메시지인 경우, 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 싱글 타입인지 멀티 타입인지 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 프레임 타입 판단 모듈이, 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 싱글 타입인 것으로 판단한 경우, 상기 데이터 누적 모듈은 싱글 타입 프레임의 메시지를 저장하고 메시지 수신을 종료할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 데이터 누적 모듈은, 메시지 수신을 종료한 후 누적 저장된 메시지 전체를 PDU(Protocol Data Unit)로 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 프레임 순서 판단 모듈이 수신한 메시지가 첫번째 프레임에 해당하는 메시지인 것으로 판단한 경우, 상기 플로우 컨트롤 메시지 전송 모듈은 상기 첫번째 프레임에 해당하는 메시지에 저장된 전체 메시지의 길이에 대한 정보를 기반으로 전체 메시지를 전송하기 위한 연속 프레임의 개수 및 상기 연속 프레임 사이의 전송 시간 간격을 설정한 플로우 컨트롤 메시지를 상기 통신 대상 CAN 통신 프로토콜 통신 장치로 전송할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
청구항 1의 이더넷 제어기를 포함하는 차량용 게이트웨이; 및
청구항 1의 이더넷 제어기를 포함하는 차량용 부품 제어기를 포함하며,
상기 차량용 게이트웨이 제어기 내 프로토콜 변환모듈은, 외부의 CAN 통신 프로토콜 통신 장치로부터 메시지를 전송 받는 경우 내부에 포함된 전송 받은 CAN 통신 프로토콜의 메시지를 이더넷 프로토콜의 메시지로 포맷을 변환하여 상기 차량용 부품 제어기로 제공하며,
상기 차량용 부품 제어기 내 플로우 컨트롤 메시지 전송 모듈은 차량용 게이트 웨이로부터 전송 받은 메시지에 해당하는 프레임이 멀티 타입 프레임의 첫번째 프레임인 경우 플로우 컨트롤 메시지를 작성하여 상기 외부의 CAN 통신 프로토콜 통신 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량용 이더넷 네트워크를 제공한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서 본 발명은,
이더넷 프로토콜을 이용하여 통신하는 차량용 제어기가 CAN 통신 프로토콜 통신 장치와 통신하는 방법에 있어서,
상기 차량용 제어기가 수신한 메시지가 CAN 통신 프로토콜 메시지의 포맷을 이더넷 프로토콜의 메시지로 포맷 변환한 것인지의 여부를 판단하는 단계;
상기 수신한 메시지가 포맷 변환한 것인 경우, 상기 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 싱글 타입인지 멀티 타입인지 판단하는 단계;
상기 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 멀티 타입 프레임으로 판단된 경우, 상기 수신한 메시지가 멀티 타입 프레임의 첫번째 프레임에 해당하는지 판단하는 단계;
상기 수신한 메시지가 멀티 타입 프레임의 첫번째 프레임에 해당하는 경우, 플로우 컨트롤 메시지를 생성하고 생성된 플로우 컨트롤 메시지를 CAN 통신 프로토콜 메시지를 전송한 통신 대상 CAN 통신 프로토콜 통신 장치로 전송하는 단계;
를 포함하는 CAN 통신 프로토콜과의 통신 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 멀티 타입 프레임으로 판단된 경우, 수신된 메시지를 누적 저장하는 단계;
상기 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 멀티 타입 프레임으로 판단된 경우, 상기 수신한 메시지가 멀티 타입 프레임의 마지막 프레임에 해당하는지 판단하는 단계; 및
상기 수신한 메시지가 멀티 타입 프레임의 마지막 프레임인 경우, 메시지 수신을 완료하고 상기 누적 저장하는 단계에 의해 누적 저장된 메시지 전체를 PDU(Protocol Data Unit)로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 차량용 이더넷 제어기, 이를 포함하는 차량용 이더넷 네트워크 및 이를 이용한 CAN 통신 프로토콜과의 통신 방법에 따르면, CAN 통신 프로토콜의 통신 장치로부터 차량 내 이더넷 네트워크에 연결된 제어기로 대용량 메시지의 전송을 가능하게 할 수 있다.
특히, 상기 차량용 이더넷 제어기, 이를 포함하는 차량용 이더넷 네트워크 및 이를 이용한 CAN 통신 프로토콜과의 통신 방법은, 네트워크 토폴로지 변경이나 통신사양 변경없이 기존의 네트워크를 구성하는 제어기들 내 메시지 전송을 위한 모듈만 추가하여 CAN 통신 프로토콜과 이더넷 프로토콜 사이의 통신이 가능하게 함으로써, 유연한 네트워크 설계가 가능하며 향후 네트워크 토폴로지 구성에 제약을 감소시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 이더넷 제어기가 적용되는 차량 내 이더넷 네트워크 환경을 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 이더넷 제어기의 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 이더넷 제어기가 적용되는 AUTOSAR 표준의 이더넷 스택의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 이더넷 제어기를 이용한 CAN 통신 프로토콜과의 통신 방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 형태에 따른 차량용 이더넷 제어기 및 이를 이용한 CAN 통신 프로토콜과의 통신 방법을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 이더넷 제어기가 적용되는 차량 내 이더넷 네트워크 환경을 간략하게 도시한 도면이다. 특히, 도 1은 차량 외부에서 차량에 연결되는 CAN 통신 프로토콜을 이용하는 통신장치(예를 들어, 진단기 등)(201)와 차량 내에 구비된 이더넷 네트워크의 게이트웨이(101) 및 제어기(103) 사이의 통신이 이루어지는 예를 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 이더넷 네트워크는 통신 메시지를 수신하여 적절한 개별 부품을 제어하기 위한 제어기(103)로 전달하는 게이트웨이(101)과 차량을 구성하는 개별 부품을 제어하기 위해 마련된 제어기(103)을 포함할 수 있다. 도 1에서는 게이트웨이(101)에 하나의 제어기(103)만 연결된 것으로 도시되고 있으나, 하나의 게이트웨이(101)에는 복수의 제어기(103)이 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 이더넷 제어기는 차량 내 구비되는 이더넷 네트워크의 게이트웨이(101) 및 제어기(103)에 해당할 수 있다. 즉, 게이트웨이(101) 및 제어기(103)는, CAN 통신 프로토콜을 따르는 장치와의 통신을 위해 CAN 통신 신호를 변환하고 CAN 통신에서 적용되는 플로우 컨트롤(Flow Control) 기능을 지원할 수 있는 본 발명의 여러 실시형태에 따른 차량용 이더넷 제어기의 일종이다.
CAN 통신 프로토콜을 이용하는 통신장치(201)가 제어기(103)로 메시지를 전송하기 위해서 메시지를 전송하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 게이트웨이(101)는 CAN 통신 프로토콜에 따른 메시지를 이더넷 프로토콜에 따른 메시지로 포맷 변환을 수행할 수 있다.
게이트웨이(101)에서 포맷 변환된 메시지는 제어기(103)으로 전달되고, 본 발명의 일 실시형태에 따른 제어기(103)은 포맷 변환된 메시지의 프레임 타입, 프레임 순서 등을 판단하고 필요한 경우 플로우 컨트롤을 위한 메시지를 전송하는 등 CAN 통신 프로토콜을 이용하는 통신장치(201)와 통신하기 위해 요구되는 동작을 처리할 수 있다.
이와 같은 CAN 통신 프로토콜을 이용한 통신장치(201)와 이더넷 프로토콜의 게이트웨이(101) 및 제어기(103) 간의 통신은, 게이트웨이(101) 및 제어기(103)가 도 2와 같은 모듈들을 포함함으로써 가능해진다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 이더넷 제어기의 블록구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 이더넷 제어기는, 프로토콜 변환 모듈(11), 프레임 타입 판단 모듈(13), 프레임 순서 판단 모듈(15), 데이터 누적 모듈(17) 및 플로우 컨트롤 메시지 전송 모듈(19)를 포함할 수 있다.
프로토콜 변환 모듈(11)은 CAN 통신 프로토콜의 메시지를 이더넷 프로토콜의 메시지로 포맷 변환을 하거나 반대로 이더넷 프로토콜의 메시지를 CAN 통신 프로토콜의 메시지로 포맷 변환을 하는 모듈이다. 예를 들어, 프로토콜 변환 모듈(11)은 도 1에 도시된 게이트웨이(101)에서 사용될 수 있다.
예를 들면, 프로토콜 변환 모듈(11)은 CAN 헤더와 진단데이터로 구성되는 포맷을 갖는 CAN 프레임을 입력 받아 TCP 헤더와 EthDiag 헤더 및 진단데이터로 구성되는 포맷을 갖는 이더넷 프레임으로 변환할 수 있다. 여기서 프로토콜 변환 모듈(11)은 EthDiag 헤더에 프레임 내 후속하는 데이터가 CAN 진단 데이터임을 표시할 수 있다. 반대의 경우에도 유사하게 프로토콜 변환 모듈(11)은 이더넷 프레임 포맷에서 헤더 이후의 데이터를 취한 후 CAN 헤더를 결합하여 CAN 프레임을 작성할 수 있다.
프레임 타입 판단 모듈(13)은 프로토콜 변환 모듈(11)에서 포맷이 이더넷 프로토콜로 변환된 메시지를 수신하고, 수신된 메시지의 프레임의 타입을 판단할 수 있다.
CAN 통신 프로토콜은 메시지를 프레임 단위로 전송하므로 이더넷 프로토콜로 포맷이 변환된 메시지 역시 하나의 프레임에 대응되는 메시지가 된다. 프레임 타입 판단 모듈(13)은 먼저 수신된 메시지가 CAN 프로토콜 메시지를 변환한 메시지인지 판단하고, CAN 프로토콜 메시지를 변환한 메시지인 것으로 판단된 경우 포맷 변환된 메시지가 싱글 타입의 프레임인지 아니면 멀티 타입의 프레임인지 판단한다.
프레임 타입 판단 모듈(13)이 CAN 프로토콜 메시지를 변환한 메시지인지를 판단하는 것은 전술한 프로토콜 변환 모듈(11)에 의해 Ethdiag 헤더가 추가되었는지 확인하여 구현될 수 있다. 또한, 싱글 또는 멀티 타입의 프레임인지 판단하는 것은 CAN 프로토콜에 기반하여 데이터 중 첫번재 바이트의 상위 4 개의 비트값을 확인함으로써 판단할 수 있다. 이는 CAN 통신 프로토콜에 대한 통신 규약에 따른 것으로 이미 공지된 내용에 해당하므로 별도의 추가적인 상세한 설명은 생략하기로 한다.
프레임 타입 판단 모듈(13)이 수신한 메시지의 프레임이 싱글 타입인 경우 후술하는 데이터 누적 모듈로 메시지를 전달하여 누적 시킬 수 있다. 프레임 타입 판단 모듈(13)이 수신한 메시지의 프레임이 멀티 타입인 경우 후술하는 프레임 순서 판단 모듈(15)의 동작이 수행될 수 있다.
프레임 순서 판단 모듈(15)은 멀티 타입 프레임이 순차적으로 수신되는지 확인하고 수신된 프레임의 순서가 적절한 경우 데이터 누적 모듈(17)로 수신한 메시지를 전달하여 누적 시킨다.
데이터 누적 모듈(17)은 수신한 메시지 프레임에서 프레임의 타입 및 순서를 나타내는 데이터를 제외하고 전달하고자 하는 유의미한 데이터(예를 들어, 외부 CAN 통신 장치(도 1의 201)가 진단기인 경우, 진단 데이터)만 누적하고 전체 데이터 전송이 완료되면 누적된 프레임 전체를 PDU(Protocol Data Unit)로 전달한다. 여기서 PDU는 통신 프로토콜과는 무관하게 CAN 또는 이더넷을 통해 전송된 데이터에서 통신 프로토콜을 위한 데이터(예를 들어, 헤더 등의 데이터)를 제거한 유의미한 데이터를 저장, 관리하는 유닛을 의미할 수 있다.
플로우 컨트롤 메시지 전송 모듈(19)은 프레임 순서 판단 모듈(15)에서 멀티 타입 프레임의 첫번째 프레임에 해당하는 메시지가 수신된 것으로 판단된 경우, 통신하는 CAN 통신 프로토콜 통신 장치(도 1의 201)로 플로우 컨트롤 메시지를 전송하는 모듈이다. 멀티 타입 프레임의 첫번째 프레임에는 CAN 통신 프로토콜 통신 장치(도 1의 201)가 송신하고자 하는 전체 메시지의 사이즈가 전달되므로, 플로우 컨트롤 메시지 전송 모듈(19)은 이 첫번째 프레임에 전체 메시지의 사이즈와 CAN 통신 프로토콜에서 한 프레임으로 전송가능한 최대 바이트 수(8 바이트)를 감안하여 후속하는 연속 프레임의 개수와 각 연속 프레임 전송 간의 시간 간격을 설정하는 플로우 컨트롤 메시지를 CAN 통신 프로토콜 통신 장치(도 1의 201)로 전달할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 여러 실시형태에 따른 이더넷 제어기의 각 모듈은 하나의 통합 모듈의 형태로 이더넷 제어기에 포함될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 이더넷 제어기가 적용되는 개방형 자동차 표준 소프트웨어 구조(AUTomotive Open System Architecture: AUTOSAR)의 이더넷 스택의 일례를 도시한 도면이다. AUTOSAR는 차량 전장부품용 임베디드 소프트웨어의 표준화된 플랫폼으로, 특히 도 3은 AUTOSAR에서 정의된 이더넷 스택을 도시한 것이다.
도 3에서 "EthDiag"로 명명된 모듈(10)은 전술한 본 발명의 이더넷 제어기를 구성하는 각 모듈들을 포함하는 하나의 통합 모듈에 해당한다. 차량의 이더넷 네트워크를 간략히 도시한 도 1에서, 게이트웨이(101)나 제어기(103)는 도 3에 도시된 것과 같은 이더넷 스택을 모두 포함할 수 있다. 게이트웨이(101)는 통합 모듈(10)에서 프로토콜 변환 모듈(11)만 사용하여 메시지의 포맷을 변환한 후 단순히 전달하는 역할만 할 수 있다. 또한, 차량 개별 부품을 제어하기 위한 제어기(103)는, 프레임 타입 판단 모듈(13), 프레임 순서 판단 모듈(15), 데이터 누적 모듈(17) 및 플로우 컨트롤 메시지 전송 모듈(19)을 이용하여 동작할 수 있다.
도 3에서 참조부호 '110'은 이더넷 메시지가 수신/송신되는 이더넷 드라이버에 해당한다.
또한, 참조부호 '120'은 이더넷 인터페이스를 나타내는 것으로, 이더넷 드라이버(110)에 의해 수신된 메시지를 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 스택(130)으로 라우팅 하거나 그로부터 메시지를 수신하는 역할을 한다.
또한, 참조부호 '130'은 TCP/IP 통신 서비스 스택을 나타내며 IP, UDP(User Datagram Protocol) 및 TCP의 프로토콜의 처리를 수행한다.
TCP/IP 프로토콜 군의 기초가 되는 패러다임은 소켓의 사용이므로, 소켓 기반 통신을 PDU 기반 통신으로 변환하고 그 반대의 변환을 위해 소켓 어댑터 모듈(140)이 구비될 수 있다.
또한, 참조부호 '150'은 DoIP(Diagnostics over Internet Protocol)을 나타낸 것으로, 소켓 어댑터(140)에서 전달되는 메시지를 PDU로 전달하는 역할을 한다.
본 발명의 여러 실시형태에 따른 제어기를 구성하는 모듈들을 통합한 통합 모듈(10)은 CAN 프로토콜을 이용하는 통신장치로부터 수신된 메시지를 소켓 어댑터(140)로부터 전달받아 전술한 것과 같은 각 모듈의 동작 후, 게이트웨이(도 1의 101)의 경우 차량 부품 제어기(도 1의 103)로 메시지를 전달하거나 차량 부품 제어기(103)의 경우 PDU로 메시지를 전달할 수 있다.
도 4는 전술한 것과 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 이더넷 제어기를 이용한 CAN 통신 프로토콜과의 통신 방법을 도시한 흐름도이다. 특히, 도 4는 도 1의 차량 이더넷 네트워크에서 개별 부품의 제어기(103)에서 이루어지는 통신 방법을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 먼저 제어기(103)가 메시지를 수신하면(S10), 제어기(103) 내의 프레임 타입 판단 모듈(13)이 수신된 메시지가 CAN 통신 프로토콜 메시지의 포맷을 변환한 메시지인지 판단한다(S11).
프레임 타입 판단 모듈(13)이, 수신한 메시지를 CAN 통신 프로토콜 메시지의 포맷을 변환한 메시지인 것으로 판단한 경우, 이어 프레임 타입 판단 모듈(13)은 해당 메시지의 프레임이 싱글 타입인지 멀티 타입(대용량 메시지)인지 판단한다(S12).
프레임 타입 판단 모듈(13)이, 수신한 메시지가 싱글 타입 프레임인 것으로 판단한 경우에는 데이터 누적 모듈(17)에 수신한 메시지를 저장한 후 메시지 수신을 완료하고 데이터 누적 모듈(17)은 저장된 싱글 타입 프레임의 메시지를 PDU로 전송한다(S18).
프레임 타입 판단 모듈(13)이, 수신한 메시지가 멀티 타입 프레임인 것으로 판단한 경우, 프레임 순서 판단 모듈(15)이 수신한 메시지가 첫번째 프레임인 지 판단한다(S13).
프레임 순서 판단 모듈(15)이, 수신한 메시지가 멀티 타입 프레임의 첫번째 프레임인 것으로 판단한 경우, 첫번째 프레임에 포함된 메시지의 전체 길이를 참조하여 메시지 전체를 수신하기 위한 연속 프레임 개수와 연속된 프레임 사이의 전송 시간 간격을 설정한 플로우 컨트롤 메시지를 생성하고(S14), 생성된 플로우 컨트롤 메시지를 통신 중인 CAN 통신 프로토콜을 이용하는 통신 장치(도 1의 201)로 송신한다(S15).
이어, 데이터 누적 모듈(17)은 프레임 순서 판단 모듈(15)에 의해 판단된 순서대로 수신한 메시지를 누적 저장하고(S16) 프레임 순서 판단 모듈(15)에 의해 마지막 프레임으로 판단된 메시지까지 누적되면(S17) 누적된 전체 메시지를 PDU로 전송하고 메시지 수신을 완료한다(S18).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 상기 차량용 이더넷 제어기, 이를 포함하는 차량용 이더넷 네트워크 및 이를 이용한 CAN 통신 프로토콜과의 통신 방법은, CAN 통신 프로토콜의 통신 장치로부터 차량 내 이더넷 네트워크에 연결된 제어기로 대용량 메시지의 전송을 가능하게 할 수 있다.
특히, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 상기 차량용 이더넷 제어기, 이를 포함하는 차량용 이더넷 네트워크 및 이를 이용한 CAN 통신 프로토콜과의 통신 방법은, 네트워크 토폴로지 변경이나 통신사양 변경없이 기존의 네트워크를 구성하는 제어기들 내 메시지 전송을 위한 모듈만 추가하여 CAN 통신 프로토콜과 이더넷 프로토콜 사이의 통신이 가능하게 함으로써, 유연한 네트워크 설계가 가능하며 향후 네트워크 토폴로지 구성에 제약을 감소시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
11: 프로토콜 변환모듈 13: 프레임 타입 판단 모듈
15: 프레임 순서 판단 모듈 17: 데이터 누적 모듈
19: 플로우 컨트롤 메시지 전송 모듈

Claims (9)

  1. CAN 통신 프로토콜의 메시지를 이더넷 프로토콜의 메시지로 포맷을 변환하는 프로토콜 변환모듈;
    수신한 메시지의 포맷 변환 여부 및 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 싱글 타입인지 멀티 타입인지 판단하는 프레임 타입 판단 모듈;
    상기 프레임 타입 판단 모듈에 의해 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 멀티 타입 프레임으로 판단된 경우, 멀티 타입 프레임의 수신 순서를 판단하는 프레임 순서 판단 모듈;
    상기 프레임 순서 판단 모듈에 의해 기설정된 순서대로 메시지가 수신된 것으로 판단된 경우, 메시지를 누적 저장하고 마지막 순서의 프레임에 해당하는 메시지가 저장된 경우 메시지 수신을 종료하는 데이터 누적 모듈; 및
    상기 프레임 순서 판단 모듈에 의해 멀티 타입 프레임의 첫번째 프레임에 해당하는 메시지가 전달된 경우 플로우 컨트롤 메시지를 작성하여 통신 대상 CAN 통신 프로토콜 통신 장치로 전송하는 플로우 컨트롤 메시지 전송 모듈;
    을 포함하는 차량용 이더넷 제어기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로토콜 변환 모듈은 차량 내 이더넷 네트워크의 게이트웨이에서 동작하는 것을 특징으로 하는 차량용 이더넷 제어기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임 타입 판단 모듈은, 수신한 메시지가 CAN 통신 프로토콜의 메시지를 포맷 변환한 메시지인 경우, 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 싱글 타입인지 멀티 타입인지 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 이더넷 제어기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임 타입 판단 모듈이, 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 싱글 타입인 것으로 판단한 경우, 상기 데이터 누적 모듈은 싱글 타입 프레임의 메시지를 저장하고 메시지 수신을 종료하는 것을 특징으로 하는 차량용 이더넷 제어기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터 누적 모듈은, 메시지 수신을 종료한 후 누적 저장된 메시지 전체를 PDU(Protocol Data Unit)로 전달하는 것을 특징으로 하는 차량용 이더넷 제어기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임 순서 판단 모듈이 수신한 메시지가 첫번째 프레임에 해당하는 메시지인 것으로 판단한 경우, 상기 플로우 컨트롤 메시지 전송 모듈은 상기 첫번째 프레임에 해당하는 메시지에 저장된 전체 메시지의 길이에 대한 정보를 기반으로 전체 메시지를 전송하기 위한 연속 프레임의 개수 및 상기 연속 프레임 사이의 전송 시간 간격을 설정한 플로우 컨트롤 메시지를 상기 통신 대상 CAN 통신 프로토콜 통신 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량용 이더넷 제어기.
  7. 청구항 1의 이더넷 제어기를 포함하는 차량용 게이트웨이; 및
    청구항 1의 이더넷 제어기를 포함하는 차량용 부품 제어기를 포함하며,
    상기 차량용 게이트웨이 제어기 내 프로토콜 변환모듈은, 외부의 CAN 통신 프로토콜 통신 장치로부터 메시지를 전송 받는 경우 내부에 포함된 전송 받은 CAN 통신 프로토콜의 메시지를 이더넷 프로토콜의 메시지로 포맷을 변환하여 상기 차량용 부품 제어기로 제공하며,
    상기 차량용 부품 제어기 내 플로우 컨트롤 메시지 전송 모듈은 차량용 게이트 웨이로부터 전송 받은 메시지에 해당하는 프레임이 멀티 타입 프레임의 첫번째 프레임인 경우 플로우 컨트롤 메시지를 작성하여 상기 외부의 CAN 통신 프로토콜 통신 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량용 이더넷 네트워크.
  8. 이더넷 프로토콜을 이용하여 통신하는 차량용 제어기가 CAN 통신 프로토콜 통신 장치와 통신하는 방법에 있어서,
    상기 차량용 제어기가 수신한 메시지가 CAN 통신 프로토콜 메시지의 포맷을 이더넷 프로토콜의 메시지로 포맷 변환한 것인지의 여부를 판단하는 단계;
    상기 수신한 메시지가 포맷 변환한 것인 경우, 상기 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 싱글 타입인지 멀티 타입인지 판단하는 단계;
    상기 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 멀티 타입 프레임으로 판단된 경우, 상기 수신한 메시지가 멀티 타입 프레임의 첫번째 프레임에 해당하는지 판단하는 단계;
    상기 수신한 메시지가 멀티 타입 프레임의 첫번째 프레임에 해당하는 경우, 플로우 컨트롤 메시지를 생성하고 생성된 플로우 컨트롤 메시지를 CAN 통신 프로토콜 메시지를 전송한 통신 대상 CAN 통신 프로토콜 통신 장치로 전송하는 단계;
    를 포함하는 CAN 통신 프로토콜과의 통신 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 멀티 타입 프레임으로 판단된 경우, 수신된 메시지를 누적 저장하는 단계;
    상기 수신한 메시지에 해당하는 프레임이 멀티 타입 프레임으로 판단된 경우, 상기 수신한 메시지가 멀티 타입 프레임의 마지막 프레임에 해당하는지 판단하는 단계; 및
    상기 수신한 메시지가 멀티 타입 프레임의 마지막 프레임인 경우, 메시지 수신을 완료하고 상기 누적 저장하는 단계에 의해 누적 저장된 메시지 전체를 PDU(Protocol Data Unit)로 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CAN 통신 프로토콜과의 통신 방법.
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