KR20020058688A - 캔 시스템에서 데이터 통신을 위한 메시지 구성방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 캔 시스템에서 데이터 통신을 위한 메시지 구성방법은, 캔 버스를 통하여 복수개의 제어기들간의 캔 통신이 이루어지는 캔 시스템에서 상기 제어기는 캔 메시지 객체의 메모리중 특정수의 바이트를 데이터 식별자 필드로 설정하여 상기 데이터 식별자 필드에 해당 메시지 객체의 식별자를 적재하는 단계와; 상기 메시지 객체의 식별자를 상기 데이터 식별자 필드에 적재한 후, 상기 제어기는 상기 데이터 필드를 포함하는 메시지 프레임을 생성하여 전송하고, 상기 전송된 메시지 프레임은 캔 버스상의 다른 제어기에 의해 수신되는 단계를 포함하여 이루어져, 캔 통신을 이용하여 전송될 수 있는 데이터량을 증대시킬 수 있다.
Description
본 발명은 캔 시스템(Controller Area Network System)의 메시지 객체(Message Object) 구성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메시지 객체의 구성 방식을 변경하여 캔 통신을 통하여 복잡한 데이터가 전송되고 처리될 수 있도록 하기 위한 캔 시스템에서 데이터 통신을 위한 메시지 구성방법에 관한 것이다.
일반적으로 캔 시스템은 차량의 전기/전자 응용 기술 적용의 가속화를 달성하고 기존의 와이어링 하네스 방식을 탈피하여 모듈러 방식의 설계 지향으로 통합제어를 구현하기 위한 시스템이다.
이러한 캔 시스템은 메시지의 우선 순위에 의한 버스 엑세스를 수행하는 것으로, CDMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) 기능을 수행한다. 그리고 bitwise 및 nondestructive 등의 버스중재 기능을 통하여 다수의 제어기에 의해 요청되는 버스 엑세스의 충돌 해결을 해결한다.
또한, 캔 시스템에는 고유의 노드 아이디가 부재하기 때문에 모든 노드는 모든 메시지를 수신하고 수신된 메시지를 사용할 것인지 여부를 결정하게 된다. 이를 위하여 캔 통신용 메시지 프레임에는 메시지 식별자가 적재된다. 그러면 각 노드는 상기 메시지 식별자를 검색하여 해당 메시지의 성격을 파악하여 메시지의 사용 여부를 결정하게 된다.
이외에도 캔 시스템은 확장된 에러 검출기법과 데이터 일관성 보장 등의 특징을 갖는다.
이러한 캔 시스템이 차량에 적용되는 경우, 자동차내에 구비된 각종 제어기들간의 데이터 교환을 위한 경로인 캔 버스를 제공하고, 상기 캔 버스를 통해 교환되는 데이터들의 우선 순위를 조정하게 된다.
도1에는 캔 통신을 수행하는 다수의 제어기들이 도시되어 있다.
도1에 따르면, 캔 버스를 통해 HCU(11), MCU(12), ECU(Electronic Control Unit)(13), ETC(Engine Timing Controller)(14), BMS(15), 및 TCU(TransaxleControl Unit)(16) 등의 제어기들이 상호 데이터를 교환할 수 있다.
이러한 캔 시스템의 기술적 구성 및 자동차에의 적용을 위한 제반의 기술 사항은 ISO 11898(고속 응용)과 ISO 11519-2(저속 응용) 등에 기술되어 있다.
그리고 캔 버전 2.0A의 표준안에 따라 구성되는 캔 시스템의 메시지 프레임에 있어서, 각 프레임은 7개의 상이한 비트 필드로 구성된다.
메시지 프레임내의 비트 필드는 각각 SOF(Start of Frame) 필드, 중재(Arbitration) 필드, 제어(Control) 필드, 데이터(Data) 필드, CRC(Cyclic Redundancy Check) 필드, ACK(Acknowledgement) 필드 및 EOF(End of Frame) 필드 등이다. 이때 각 필드에는 일정한 체계에 따라 비트수가 할당되어 있다. 예를 들어 각 제어기와 CAN 시스템간에 교환하고자 하는 데이터는 0~8바이트 크기의 데이터 필드에 적재되며, 순환 중복 검사(CRC check)를 위한 CRC 필드에는 15 비트가 할당되는 등의 체계이다.
더불어 캔 버스상에 접속된 각 캔 제어기의 내부 데이터 메모리의 구조는 8바이트로 구성되는 15개의 캔 데이터 메시지 객체가 존재하게 된다. 상기 각 메시지 객체들은 각기 다른 식별자를 갖는다.
도2에는 상기한 바와 같은 메시지 객체 메모리의 구성도가 도시되어 있다.
도2에 따르면, 각 메시지 객체는 8개의 비트로 구성되는 8개의 바이트를 포함하고 있다.
그러므로 현재 차량에서 캔 제어기가 제공하는 캔 메시지 객체(8바이트*15객체) 정도로는 충분한 크기를 갖고 있다.
그런데, 차량의 중량 및 소요비용 절감을 위한 노력으로 통신을 이용하게 되면서 메시지 객체의 중요성이 증대되고 있어, 많은 데이터를 처리할 수 있는 캔 통신을 이용하려는 노력이 진행되고 있다.
따라서 캔 통신으로 송수신 되어지는 데이터의 수는 시간의 경과와 함께 급증할 것으로 예상되는데, 종래기술에서 제시하는 캔 제어기의 15 메시지 객체로는 메모리 용량이 부족하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 메시지 객체의 구성 방식을 변경하여 캔 통신을 통하여 복잡한 데이터가 전송되고 처리될 수 있도록 하기 위한 캔 시스템에서 데이터 통신을 위한 메시지 구성방법을 제공하는 데 있다.
도1은 복수개의 제어기들간 캔 시스템의 구성도.
도2는 종래기술에 따른 캔 시스템의 메시지 객체 메모리의 구성도.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 캔 시스템에서 데이터 통신을 위한 메시지 구성방법의 순서도.
도4는 본 발명에 따른 메시지 객체 메모리의 구성도.
도5는 본 발명에 따른 메시지 프레임의 구성도.
도6a는 종래의 메시지 객체의 식별자 필드 구성 예시도.
도6b는 본 발명에 따른 메시지 객체의 식별자 필드 구성 예시도.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 캔 시스템에서 데이터 통신을 위한 메시지 구성방법은, 캔 버스를 통하여 복수개의 제어기들간의 캔 통신이 이루어지는 캔 시스템에서 상기 제어기는 캔 메시지 객체의 메모리중 특정수의 바이트를 데이터 식별자 필드로 설정하여 상기 데이터 식별자 필드에 해당 메시지 객체의 식별자를 적재하는 단계와; 상기 메시지 객체의 식별자를 상기 데이터 식별자 필드에 적재한 후, 상기 제어기는 상기 데이터 필드를 포함하는 메시지 프레임을 생성하여 전송하고, 상기 전송된 메시지 프레임은 캔 버스상의 다른 제어기에 의해 수신되는 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 캔 시스템에서 데이터 통신을 위한 메시지 구성방법의 순서도이고, 도4는 본 발명에 따른 메시지 객체 메모리의 구성도이며, 도5는 본 발명에 따른 메시지 프레임의 구성도이고, 도6a는 종래의 메시지 객체의 식별자 필드 구성 예시도이며, 도6b는 본 발명에 따른 메시지 객체의 식별자 필드 구성 예시도이다.
도3에 따르면, 캔 버스를 통한 캔 통신을 수행하게 되는 제어기들은 캔 메시지 객체중 1 바이트를 데이터 식별자 필드로 설정하게 된다(ST21).
현재 캔 통신을 수행하는 제어기에는 8바이트 크기의 객체가 15개 내장되어 있고, 상기 각 객체당 1개의 데이터 식별자 필드가 할당되도록 구성되어 있다.
상기 각각의 캔 메시지 객체에서 1개의 바이트를 내부 데이터 식별자로써 이용하고 나머지 7바이트를 데이터로 사용하게 되면, 1개의 캔 메시지 객체는 종래기술에 비해 증대된 통신 데이터를 적재할 수 있게 된다.
이러한 메시지 객체의 구성상의 특징을 이용하여 데이터 식별자 필드를 1개 할당하고, 나머지를 데이터 필드로 사용하는 체계를 형성하는 것이다.
도4에는 상기 체계에 따라 구성되는 메시지 객체의 메모리 구조가 도시되어 있다.
도4에 따르면, 메모리상의 8개의 바이트중에서 7개 바이트는 캔 메시지 프레임에 적재되어 전송될 데이터가 저장되는 데이터 필드로 할당하고, 나머지 1개의 바이트를 내부 데이터 식별을 위한 데이터 식별자 필드로 할당한다.
이때 데이터 식별자 필드내의 각 비트는 ID0내지 ID7과 같이 표기되어 있고, 데이터 필드내의 각 바이트마다 비트별로 d0내지 D7과 같이 표기되어 있다.
그래서 데이터 식별자 필드와 데이터 필드를 포함하는 메시지 객체가 구성되면, 상기 메시지 객체의 식별자를 상기 데이터 식별자 필드에 적재한다(ST22).
그러면 도5에 도시된 바와 같은 메시지 프레임이 구성된다.
통상 캔 통신용 메시지 프레임은 중재필드(Arbitration Field)와 데이터 필드를 포함한다.
상기 중재필드에는 12개의 비트수가 할당되는데, 그 중 11 비트는 식별자(identifier) 필드이고 1비트는 RTR 비트이다. 11비트로 이루어지는 식별자 필드는 CAN 통신시 전송되는 CAN 메시지 프레임의 처리 우선 순위를 지시하기 위한 것으로, 상기 우선 순위를 판단할 수 있도록 각 제어기 내부에서 발생하는 CAN 데이터마다 고유의 식별자 또는 식별번호가 할당된다.
따라서 본 발명은 이와 같은 11 비트의 캔 식별자 필드의 다음에 이어지는 데이터 필드의 구성체계를 변경하게 된다. 통상 데이터 필드에는 8바이트가 할당되는데, 본 발명은 상기 8바이트 중의 1개 바이트를 데이터 식별자 필드로 할당한 후, 메시지 객체의 식별을 위한 식별자를 상기 데이터 식별자 필드에 적재하게 되는 것이다.
상기 단계 ST22에서 데이터 식별자 필드에 메시지 객체의 식별자를 적재한 후, 해당 제어기는 상기 데이터 식별자 필드와 데이터 필드 및 캔 식별자 필드를 포함하는 메시지 프레임을 생성하여 캔 버스상으로 전송한다(ST23).
상기 구성되어 전송되는 캔 메시지 프레임내 메시지 객체의 식별자가 0x02인 경우를 예시하여 설명하기로 한다.
그러면 종래에는 도6a에 도시된 바와 같이, 8개의 각 바이트마다 1개씩 총 8개의 바이트 단위 데이터가 적재되며, 상기 각 바이트 단위 데이터는 모두 7비트를 갖는다.
이와는 달리 본 발명에서는 도6b에 도시된 바와 같이, (48*8바이트)의 여유 메모리를 확보할 수 있다.
더불어 캔 버스상으로 전송되는 캔 메시지는 데이터 일관성 보장 특성에 따라 모든 제어기에 의해 수신되거나 어떤 제어기에 의해서도 수신되지 않는다.
그러므로 캔 버스상으로 전송된 캔 메시지는 수신측 제어기에 의해 수신된다. 이때 수신측 제어기는 수신된 메시지 프레임을 순차적으로 해석하여 해당 메시지 프레임내 데이터를 사용할 것인지 여부를 판단하게 된다(ST24).
이때 수신측 제어기에 의해 메시지 프레임이 해석되는 순서는 캔 식별자 필드→데이터 식별자 필드→데이터 필드의 순이다. 즉, 임의의 제어기에서 캔 메시지 프레임을 수신하여 판단하여 본 결과, 캔 식별자가 해당 제어기를 지시하고 있지 않는 경우에는 해당 메시지 프레임의 다른 필드를 해석할 필요가 없다.
상기 체계는 데이터 식별자 필드에도 동일하게 적용된다. 즉, 캔 식별자 필드내 캔 식별자는 적합하지만 데이터 식별자 필드내 데이터 식별자가 부적합한 경우에는 해당 제어기는 더 이상 메시지 프레임을 해석할 필요가 없게 되는 것이다.
이상 설명한 본 발명의 캔 시스템에서 데이터 통신을 위한 메시지 구성방법에 따르면, 캔 통신을 이용하여 전송될 수 있는 데이터 메모리의 수를 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고 데이터량의 증가로 종래 2개의 캔 제어기가 필요한 곳에서, 본 발명을 적용하여 1개의 제어기만으로도 증가된 데이터량을 처리할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 제어기 동작 상태에서 모니터링할 수 있는 데이터량이 증가하게 되므로, 용이하게 제어로직을 분석할 수 있는 효과를 갖는다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위를 한정하는 것이 아니다.
Claims (3)
- (a) 캔 버스를 통하여 복수개의 제어기들간의 캔 통신이 이루어지는 캔 시스템에서 상기 제어기는 캔 메시지 객체의 메모리중 특정수의 바이트를 데이터 식별자 필드로 설정하여 상기 데이터 식별자 필드에 해당 메시지 객체의 식별자를 적재하는 단계와;(b) 상기 메시지 객체의 식별자를 상기 데이터 식별자 필드에 적재한 후, 상기 제어기는 상기 데이터 필드를 포함하는 메시지 프레임을 생성하여 전송하고, 상기 전송된 메시지 프레임은 캔 버스상의 다른 제어기에 의해 수신되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캔 시스템에서 데이터 통신을 위한 메시지 구성방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 단계 (a)에서 상기 식별자 필드는,상기 메시지 객체의 메모리중에서 1개의 바이트를 이용하여 구성되어 상기 캔 메시지 객체의 식별을 위하여 적용되며, 캔 메시지 프레임의 구성시 캔 식별자 필드와 데이터 필드의 사이에 적재되는 것을 특징으로 하는 캔 시스템에서 데이터 통신을 위한 메시지 구성방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 단계 (b)에서,상기 전송되는 메시지 프레임을 수신하는 수신측 제어기는, 수신된 메시지 프레임을 캔 식별자 필드-데이터 식별자 필드-데이터의 순으로 해석하여 해당 메시지 프레임에 적재된 데이터를 사용할 것인지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 캔 시스템에서 데이터 통신을 위한 메시지 구성방법.
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