KR20020056181A - 이중화 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중화 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 절체상황이 발생하면 적용되고 있는 절체 보드가 자체적으로 절체를 수행하여 하드웨어적으로 실시간 전환이 가능하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 액티브 상태와 스탠바이 상태로 이중화된 보드간 절체를 제어하는 이중화 제어장치에 있어서, 각기 개별보드로 존재하여, 상대방 절체제어보드에서 출력되는 보드절체 제어신호를 상대보드 절체 제어신호로 입력받아 그에 따라, 자신의 액티브/스탠바이 상태를 결정하기 위한 보드절체제어신호를 발생하고, 자신의 액티브/스탠바이 상태를 표시하기 위한 보드 액티브/스탠바이신호를 출력함과 아울러 상대방 절체 제어보드의 액티브/스탠바이 상태를 알기 위한 상대방 보드 액티브/스탠바이신호를 입력받는 제1,제2 절체제어보드를 구비한다.

Description

이중화 제어장치 및 방법{DUPLICATION CONTROL APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 이중화 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 절체상황이 발생하면 적용되고 있는 절체 보드가 자체적으로 절체를 수행하여 하드웨어적으로 실시간 전환이 가능하도록 한 이중화 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고속의 네트워크 장비는 동작중인 일부회로에 장애가 발생되는 경우에 대기중인 다른 회로부로 이중화 절체함으로써 시스템의 안전성을 확보하기 위한 이중화 제어장치를 구비하는데, 이와같은 종래 이중화 제어장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 종래 이중화 제어장치의 구성을 보인 블록도로서, 이중화제어장치 (1),(2)는 액티브 결정회로(11),(21), CPU(12),(22) 및 이중화 제어회로(13),(23)로 구성된다.

상기 이중화제어회로(13),(23)는 상대편 회로팩의 전원공급상태를 알리는 전원신호에 따라 상대편 회로팩으로부터 출력되는 이중화 입력신호를 입력으로 상대편 회로팩의 상태를 감시하여 인터럽트신호를 출력하고, 상대편 회로팩으로 자기편 회로팩의 상태를 나타내는 이중화 출력신호를 출력하며, 액티브 동작을 제어하는 액티브신호를 출력한다.

그리고, 상기 CPU(12),(22)는 이중화 제어회로(13),(23)로부터 인터럽트신호가 출력되면 이중화 제어회로(13),(23)가 액티브 제어신호를 출력하도록 이중화 제어회로(13),(23)를 제어한다.

그리고, 상기 액티브 결정회로(11),(21)는 상대편과 자기편 회로팩의 이중화 제어회로(13),(23)로부터 출력되는 액티브 제어신호와 회로팩이 실장된 위치를 나타내는 위치신호를 이용하여 액티브 및 스탠바이 상태로 천이하도록 하는 액티브 신호를 자기편 회로팩으로 출력한다.

여기서, 상기 액티브 결정회로(11),(21)는 상대편과 자기편 회로팩의 이중화 제어회로로부터 출력되는 액티브 제어신호와 회로팩이 실장된 위치를 나타내는 위치신호를 배타적 논리합하여 액티브신호를 출력하는 배타적 오아 게이트로 구성된다.

즉, 전원감시기능을 통해 입력된 정보에 대하여, 내장된 CPU(12),(22)에 인터럽트를 발생시키고, 그 CPU(12),(22)는 이중화 제어회로(13),(23)와 액티브 결정회로(11),(21)를 입력된 정보에 근거하여 이중화 절체 명령을 수행하며, 명령을 전달받은 이중화 제어회로(13),(23)와 액티브 결정회로(11),(21)는 이중화 절체를 수행한다.

도2는 종래 이중화 제어장치의 다른 실시예에 대한 구성을 보인 블록도로서,주제어회로부(50),(60)의 다수의 보조 제어회로부(70a~70n)를 구비하여 이루어진다.

상기 주제어회로부(50)와 주제어회로부(60)는 동일한 회로구성으로 이루어지는데, 두개의 주제어회로부(50),(60)중 하나가 동작하는 중에 다른 하나는 대기 상태로 있게 되고, 동작중인 것에 장애가 발생되면 대기중인 것이 이중화 절체되어동작을 계속 수행한다.

예를 들어, 주제어회로부(50)가 동작상태이고, 주제어회로부(60)가 대기상태인경우, 주제어회로부(50)가 동작중에 획득한 데이터를 시스템의 주메모리에 기록할 때 이를 동시에 VME버스를 통해 주제어회로부(60)로 전달하면 주제어회로부 (60)는 VME버스를 통해 공급되는 데이터를 자체의 듀얼 포트 메모리에 기록한다.

그후, 주제어회로부(50)에 장애가 발생되면 주제어회로부(60)는 동작상태로 전환되고 자체의 듀얼포트 메모리에 기록해 두었던 데이터를 이용하여 동작함으로써 주제어회로부(50)가 수행하던 동작을 계속 수행한다.

또한, 각각의 보조 제어회로부(70a~70n)는 동작상태인 주제어회로부(50) 또는 (60)으로부터 VME버스를 통해 공급된 데이타에 따라 외부 디바이스의 동작을 제어하고 외부 디바이스로부터 획득한 데이터를 VME버스를 통해 동작중인 주제어회로부(50),(60)측으로 출력한다.

즉, 대기중인 보드가 상대편으로부터 발생되어 자신의 메시지 메모리에 전달된 장애 발생 메시지를 받고 이 메시지를 분석하여 이중화 절체의 정보로 활용하며 이중화 절체의 필요성이 있을 시에 주 메모리에 정보를 기록하여 이중화 절체를 수행한다.

도3은 종래 이중화 제어장치의 다른 실시예의 구성을 보인 회로도로서, 이중화된 두개의 모듈(100),(102)은 각각 하나씩 구비된 서로 동일한 고유의 기능을 가지는 메인회로(104,120)과 별도로 서로 동일한 구성 및 기능을 가지는 2개의 스위칭제어회로(106,118)을 각각 하나씩 구비한다.

만일, 운용자가 액티브 모듈(100)을 탈장하고자 이젝터를 조작하여 탈장위치로 선택하면, 제1,제2 센서(110,112)중 적어도 하나에 의해 감지됨으로써 감지신호가 오아게이트(114)를 거쳐 스위칭제어부(108)에 인가된다.

이때, 통상적으로 운용자가 액티브 모듈(100)을 탈장하고자 시도하는 시점, 즉 이젝터를 탈장위치로 한때부터 탈장을 완료할 때까지 소요되는 시간은 대략 수십 ms내지 수초가 소요된다.

그러므로, 이젝터가 탈장위치로 될 때 빨리 대기 모듈(102)로 스위칭요구신호를 전송하는 것이 필요한데, 이를 위해 제1,제2 센서(110),(112)로서 동작속도가 빠른 광센서 스위치를 사용한다.

상기와 같이 액티브 모듈(100)의 이젝터가 탈장위치로 되는 것이 감지되면, 스위칭제어부(108)는 액티브 모듈(100)이 운용자에 의해 탈장되기전, 예를 들어 수 마이크로 세크 이내에 대기 모듈(102)의 스위칭제어부(122)로 스위칭요구신호와 함께 액티브모듈(100)의 메인회로(104)가 가지고 있던 정보를 전송한다.

따라서, 운용자가 액티브 모듈(100)에 대한 탈장을 시도할 때 액티브 모듈 (100)이 탈장되기 전에 액티브모듈(100)의 기능을 대기 모듈(102)로 스위칭시킴으로써 이중화 모듈간에 에러없이 스위칭시킬 수 있다.

또한, 대기모듈(102)이 액티브 모듈로 스위칭된 이후, 액티브 모듈(100)이 다시 장착된 상황에서 대기모듈(102)이 탈장될 경우에도 상기한 바와같은 액티브 모듈(100) 탈장시와 마찬가지로 대기모듈(102)의 스위칭제어회로(118)가 동작함으로써 에러없이 스위칭이 이루어진다.

즉, 이중화 요인중 하나인 보드의 탈장을 인식하기 위하여 액티브 모듈이 이젝터에 대응되게 센서를 설치하여 이젝터의 위치를 감지하고, 이젝터가 탈장위치로 될때 액티브 모듈이 탈장되기전에 액티브 모듈의 기능을 대기모듈로 스위칭시킨다.

도4는 종래 이중화 제어장치의 다른 실시예의 구성을 보인도로서, 마스터회로(40a,40b)와 슬레이브회로(50a~50n)를 구비하여, 마스터회로(40a,40b)간에 상대편의 클럭을 감시하여 정상적으로 공급되지 않는 경우, 신속히 이중화 절체함과 동시에 마스터회로(40a,40b) 상호간을 공통접속시키고, 슬레이브회로(50a~50n)와 마스터회로(40a,40b)간의 접속을 이중화함으로써 마스터 회로(40a,40b)와 슬레이브회로(50a~50n)간의 데이터 송수신을 안전하게 한다.

그러나, 상기와 같이 동작하는 종래 기술은 절체 제어의 과정이 절체 요구 사항 발생시에 실시간으로 처리하지 못하는 구조을 가지고 있어서 고신뢰성의 고속 이중화절체가 요구되는 초고속 네트워크 장비에서 다수의 데이터가 손실되는 문제점이 있다.

또한, 마이크로프로세서 형태의 제어기가 내장되지 않은 경우에, 독립형태의 제어기로서 빠른 절체가 이루어지지 않는 문제점이 있다.

또한, 장비의 기구와 센서를 연결시키는 경우에는 기구적 복잡성을 가지며 아울러 보드의 탈장이라는 정보 전달기능을 수행하기 위하여 센서를 이용하면 그 센서의 내구성에 탈장신호가 의존되므로 시스템이 불안정해지는 문제점이 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은, 고속의 네트워크장비에 유사시 이상동작이 유발되어 절체상황이 발생하면 적용 보드 자체적으로 절체를 수행하여 하드웨어적으로 실시간 전환이 가능하도록 한 이중화 제어장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 이중화 제어장치의 실시예에 대한 구성을 보인 블록도.

도2는 종래 이중화 제어장치의 다른 실시예에 대한 구성을 보인 블록도.

도3은 종래 이중화 제어장치의 다른 실시예에 대한 구성을 보인 블록도.

도4는 종래 이중화 제어장치의 다른 실시예에 대한 구성을 보인 블록도.

도5는 본 발명 이중화 제어장치의 구성을 보인 블록도.

도6은 도5에 있어서, 보드탈장신호생성회로의 구성을 보인 개략도.

도7은 본 발명 이중화 제어방법에 대한 동작흐름도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

100,200:절체제어보드300:백플레인

400:마이크로프로세서

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 액티브 상태와 스탠바이 상태로 이중화된 보드간 절체를 제어하는 이중화 제어장치에 있어서, 각기 개별보드로 존재하여, 상대방 절체제어보드에서 출력되는 보드절체 제어신호를 상대보드 절체 제어신호로 입력받아 그에 따라, 자신의 액티브/스탠바이 상태를 결정하기 위한 보드절체제어신호를 발생하고, 자신의 액티브/스탠바이 상태를 표시하기 위한 보드 액티브/스탠바이신호를 출력함과 아울러 상대방 절체 제어보드의 액티브/스탠바이 상태를 알기 위한 상대방 보드 액티브/스탠바이신호를 입력받는 제1,제2 절체제어보드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1,제2 절체제어보드는 각기 보드 탈장 또는 삽입시 온/오프되어 상대 보드의 존재 유무를 서로 알리기 위한 상대보드 탈장신호를 생성하는 보드 탈장 신호 생성회로와, 운용자에 의해 하드웨어적인 강제 리셋을 수행하는 리셋스위치와, 운용자에 의해 하드웨어적인 강제 스탠바이 절체 명령을 수행하는 절체스위치를 구비한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상대 보드가 존재하지 않으면 자신의 보드를 액티브시키고, 상대 보드가 존재하면 자신의 보드가 리셋 상태인지를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단결과, 자신의 보드가 리셋상태가 아니면 자신의 보드가 스탠바이 요구상태인지를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과, 자신의 보드가 스탠바이 요구상태이면 자신의 보드를 스탠바이 시키고 상대 보드에 절체제어신호를 전달하는 제3 단계로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 이중화제어장치 및 방법에 대한 작용과 효과를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도5는 본 발명 이중화제어장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와같이 각기 개별보드로 존재하여, 상대방 절체제어보드에서 출력되는 보드절체 제어신호를 상대보드 절체 제어신호로 입력받아 그에 따라, 자신의 액티브/스탠바이 상태를 결정하기 위한 보드절체 제어신호를 발생하고, 자신의 액티브/스탠바이 상태를 표시하기 위한 보드 액티브/스탠바이신호를 출력함과 아울러 상대방 절체 제어보드의 액티브/스탠바이 상태를 알기 위한 상대방 보드 액티브/스탠바이신호를 입력받는 제1,제2 절체제어보드(100),(200)와; 제1,제2 절체제어보드(100),(200)에 대하여 액티브/스탠바이 상태로의 전환을 위한 절체 명령을 발생하고, 그 제1,제2 절체제어보드(100),(200)에서 발생한 인터럽트신호에 의해 각 절체제어보드 (100) ,(200)의 내부에 구비되는 레지스터를 읽음으로써 절체정보를 얻는 마이크로프로세서(400)와; 제1,제2 절체제어보드(100),(200)에 각기 전원을 공급함과 아울러 그 제1,제2 절체제어보드(100),(200)를 연결하는 신호선을 제공하는 백플레인(300)으로 구성한다.

상기 제1,제2 절체제어보드(100),(200)는 각기 보드 탈장 또는 삽입시 온/오프되어 상대 보드의 존재 유무를 서로 알리기 위한 상대보드 탈장신호를 생성하는 보드 탈장 신호 생성회로와, 운용자에 의해 하드웨어적인 강제 리셋을 수행하는 리셋스위치와, 운용자에 의해 하드웨어적인 강제 스탠바이 절체 명령을 수행하는 절체스위치를 구비한다.

도6은 상기 보드탈장신호생성회로의 구성을 보인 개략도로서, 이에 도시한 바와같이 일측에 전원이 인가된 풀업저항과 일측이 접지된 풀다운저항 사이에 보드가 삽입 또는 탈장되도록 구성한다.

도7은 본 발명 이중화 제어방법에 대한 동작흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 상대 보드가 존재하지 않으면 자신의 보드를 액티브시키고 , 상대 보드가 존재하면 자신의 보드가 리셋 상태인지를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단결과, 자신의 보드가 리셋상태가 아니면 자신의 보드가 스탠바이 요구상태인지를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과, 자신의 보드가 스탠바이 요구상태이면 자신의 보드를 스탠바이 시키고 상대 보드에 절체제어신호를 전달하는 제3 단계로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 제1,제2 절체제어보드(100),(200)는 각기 개별보드로 존재하여, 상대방 절체제어보드(100),(200)에서 출력되는 보드절체 제어신호를 상대보드 절체 제어신호로 입력받아 그에 따라, 자신의 액티브/스탠바이 상태를 결정하기 위한 보드절체 제어신호를 발생하고, 자신의 액티브/스탠바이 상태를 표시하기 위한 보드 액티브/스탠바이신호를 출력함과 아울러 상대방 절체 제어보드의 액티브/스탠바이 상태를 알기 위한 상대방 보드 액티브/스탠바이신호를 입력받는다.

이때, 상기 상대방 보드 액티브/스탠바이신호는 상대보드로부터 자신의 액티브/스탠바이 결정을 내기 직전 제어와 관련된 신호를 전달받기 위한 신호로서, 이신호에 영향을 미치는 요인으로는 상대편 보드의 리셋,스탠바이 명령을 내리는 보드 스위치입력, 마이크로프로세서 절체명령, 보드 자체의 시스템 오류발생등이다.

여기서, 마이크로프로세서(400)는 제1,제2 절체제어보드(100),(200)에 대하여 액티브/스탠바이 상태로의 전환을 위한 절체 명령을 발생하고, 그 제1,제2 절체제어보드(100),(200)에서 발생한 인터럽트신호에 의해 각 절체제어보드(100),(200)의 내부에 구비되는 레지스터를 읽음으로써 절체정보를 얻는다.

이때, 백플레인(300)은 상기 제1,제2 절체제어보드(100),(200)에 각기 전원을 공급함과 아울러 그 제1,제2 절체제어보드(100),(200)를 연결하는 신호선을 제공하고, 또한 보드 아이디를 제공하기 위한 풀업저항과 풀다운 저항이 구비되어,'하이' 또는 '로우'를 제1,제2 절체제어보드(100),(200)의 보드 아이디로 인가하는데, 이 보드 아이드의 우선순위가 높으면 이중화보드가 모두 삽입되어 있는 경우에, 정상상태에서 우선순위가 높은 보드가 액티브 상태가 되고 그렇지 않은 보드는 스탠바이상태가 된다.

여기서, 상기 제1,제2 절체제어보드(100),(200)의 보드탈장신호생성회로는 각기 보드 탈장 또는 삽입시 온/오프되어 상대 보드의 존재 유무를 서로 알리기 위한 상대보드 탈장신호를 생성하는데, 즉 보드가 삽입되면 '로우'신호가 백플레인 (300)을 통하여 상대보드에 인가되고, 보드가 탈장되면 '하이'신호가 백플레인 (300)을 통하여 상대보드에 인가된다.

또한, 상기 제1,제2 절체제어보드(100),(200)의 리셋스위치는 운용자에 의해 하드웨어적인 강제 리셋을 수행하고, 절체스위치는 운용자에 의해 하드웨어적인 강제 스탠바이 절체 명령을 수행한다.

보다 상세하게, 이중화 제어방법을 설명하면, 상대 보드가 존재하지 않으면 자신의 보드를 액티브시키고 , 상대 보드가 존재하면 자신의 보드가 리셋 상태인지를 판단한다.

상기 판단결과, 자신의 보드가 리셋상태가 아니면 자신의 보드가 스탠바이 요구상태인지를 판단하여 자신의 보드가 스탠바이 요구상태이면 자신의 보드를 스탠바이 시키고 상대 보드에 절체제어신호를 전달한다.

만약, 자신의 보드가 스탠바이 요구상태가 아니면 보드 아이디가 우선순위인지를 판단하여, 보드 아이디가 우선순위이면 자신의 보드를 액티브시키고, 보드 아이디가 우선순위가 아니면 자신의 보드를 스탠바이 시키고, 상대 보드에 절체제어신호를 전달한다.

한편, 상기에서 자신의 보드가 리셋상태이면 자신의 보드를 스탠바이 시키고 상대보드에 절체제어신호를 전달한다.

즉, 본 발명은 최초 전원이 인가된후 제1,제2 절체제어보드(100),(200)가 동작하면 보드의 유무,리셋 및 절체에 영향을 미치는 제어신호들 그리고 보드 아이디등이 영향을 미치게 되고 제어의 흐름이 한곳에 머무르지 않고, 순환적으로 상황이 발생하면 즉시 이중화 절체가 반응한다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 고속의 네트워크가 장비가 유사시 이상동작을 유발하여 시스템이 정상 동작하지 않는 상황을 최소화하기 위해, 적용보드 스스로가 절체상황이 발생되면 절체를 수행하는 기능을 가지고 있어 하드웨어적으로 실시간 전환이 가능한 효과가 있다.

또한, 적용보드 외부의 마이크로프로세서나 보드 스위치에서 절체제어가 가능하므로 절체제어의 경로가 다양하고, 적용보드 자체가 모두 동일한 하드웨어 구조를 가지고 있어 구현이 용이한 효과가 있다.

Claims (9)

1. 액티브 상태와 스탠바이 상태로 이중화된 보드간 절체를 제어하는 이중화 제어장치에 있어서,

   각기 개별보드로 존재하여, 상대방 절체제어보드에서 출력되는 보드절체 제어신호를 상대보드 절체 제어신호로 입력받아 그에 따라, 자신의 액티브/스탠바이 상태를 결정하기 위한 보드절체 제어신호를 발생하고, 자신의 액티브/스탠바이 상태를 표시하기 위한 보드 액티브/스탠바이신호를 출력함과 아울러 상대방 절체 제어보드의 액티브/스탠바이 상태를 알기 위한 상대방 보드 액티브/스탠바이신호를 입력받는 제1,제2 절체제어보드를 구비하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 이중화제어장치.
2. 제1 항에 있어서, 제1,제2 절체제어보드에 대하여 액티브/스탠바이 상태로의 전환을 위한 절체 명령을 발생하고, 그 제1,제2 절체제어보드에서 발생한 인터럽트신호에 의해 각 절체제어보드의 내부에 구비되는 레지스터를 읽음으로써 절체정보를 얻는 마이크로프로세서가 포함되는 것을 특징으로 하는 이중화 제어장치.
3. 제1 항에 있어서, 제1,제2 절체제어보드는 각기 보드 아이디를 부여받아 그 보드 아이디의 우선순위에 따라 액티브/스탠바이 상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 이중화제어장치.
4. 제1 항에 있어서, 제1,제2 절체제어보드는 각기 보드 탈장 또는 삽입시 온/오프되어 상대 보드의 존재 유무를 서로 알리기 위한 상대보드 탈장신호를 생성하는 보드 탈장 신호 생성회로와, 운용자에 의해 하드웨어적인 강제 리셋을 수행하는 리셋스위치와, 운용자에 의해 하드웨어적인 강제 스탠바이 절체 명령을 수행하는 절체스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 이중화 제어장치.
5. 제1 항에 있어서, 제1,제2 절체제어보드에 각기 전원을 공급함과 아울러 그 제1,제2 절체제어보드를 연결하는 신호선을 제공하는 백플레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중화제어장치.
6. 제5 항에 있어서, 백플레인은 보드 아이디를 제공하기 위한 풀업저항과 풀다운 저항이 구비되어, '하이' 또는 '로우'를 제1,제2 절체제어보드의 보드 아이디로 인가하는 것을 특징으로 하는 이중화 제어장치.
7. 상대 보드가 존재하지 않으면 자신의 보드를 액티브시키고 , 상대 보드가 존재하면 자신의 보드가 리셋 상태인지를 판단하는 제1 단계와;

   상기 제1 단계의 판단결과, 자신의 보드가 리셋상태가 아니면 자신의 보드가 스탠바이 요구상태인지를 판단하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계의 판단결과, 자신의 보드가 스탠바이 요구상태이면 자신의 보드를 스탠바이 시키고 상대 보드에 절체제어신호를 전달하는 제3 단계로 수행함을 특징으로 하는 이중화 제어방법.
8. 제7 항에 있어서, 자신의 보드가 리셋상태이면 자신의 보드를 스탠바이 시키고 상대보드에 절체제어신호를 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중화 제어방법.
9. 제7 항에 있어서, 자신의 보드가 스탠바이 요구상태가 아니면 보드 아이디가 우선순위인지를 판단하는 단계와;

   상기 판단결과, 보드 아이디가 우선순위이면 자신의 보드를 액티브시키고, 보드 아이디가 우선순위가 아니면 자신의 보드를 스탠바이 시키고, 상대 보드에 절체제어신호를 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중화 제어방법.