KR20080022053A - 이더넷 체이닝 네트워크 및 방법 - Google Patents

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근거리 통신망 데이지 체인 아키텍처를 이용하여 모듈을 상호 접속하는 방법이 개시된다. 아키텍처는 체인 내의 이러한 모듈에 선행하는 2개의 모듈 및/또는 모듈에 후속하는 2개의 모듈 사이의 포인트 투 포인트 접속을 포함한다. 이러한 아키텍처는 체인이 연장되도록 하고 다른 모듈에 대한 서비스를 인터럽트하지 않고 모듈이 체인으로부터 제거되도록 한다. 마이크로프로세서 및 추가적인 이더넷 포트는 외부 디바이스에 대한 접속을 위한 추가적인 게이트웨이를 제공한다.

Description

이더넷 체이닝 네트워크 및 방법{ETHERNET CHAINING NETWORK AND METHOD}
본 발명은 모듈 간에 포인트 투 포인트(point to point) 접속을 갖는 모니터 모듈이 체인으로부터 제거되고, 체인의 동작에 영향을 주지 않고 (일시에) 교체되도록 하는 스케일 가능한 데이지 체인 이더넷 아키텍처에 관한 것이다. 체인은 단지 소수의 모듈로부터 필요로 하는 만큼 다수의 모듈로 스케일링할 수 있다.
모니터링/제어 시스템은 단지 소수의 모듈 또는 다수의 모듈을 필요로 하기 위해, 필요로 하는 점의 수에 따라 확장 가능해야 한다. 하나의 모듈의 고장은 다른 모듈의 동작에 영향을 주지 않아야 하며 다른 모듈에 영향을 주지 않고 교환할 수 있어야 한다. 모듈 간에는 고속 통신이 요구된다. 이러한 관점에서, 직렬 통신은 핀 카운트를 낮게 유지하고 대역폭을 높게 유지하나, (이더넷과 같은) 고속 직렬 링크는 전형적으로 포인트 투 포인트이며 브리지 또는 스위치 회로를 필요로 한다. 이러한 스위치 회로는 오동작하여 전체 시스템을 취할 수 있는 단일 포인트 고장 원인이 된다.
현재의 모니터링/제어 시스템 설계에 있어서, 단일 포인트 고장 문제는 리던던트 네트워크를 이용하여 해결하여 왔다. 표준 PICMG 2.16의 경우, 2개의 개별적인 스위치 카드는 모니터 카드를 보유하는 랙(rack)으로 인스톨되어, 각각의 모니터 카드에 개별적인 이더넷 링크를 제공한다. 그러나, 이러한 접근법에 의한 어려움이 존재한다. 먼저, 스위치 카드는 전체 랙을 서비스하기 위해 충분한 포트를 가져야 한다. 소수의 채널에 대해, 사용자는 2개의 스위치 카드를 여전히 구입해야 하므로, 랙의 구매 비용을 크게 증가시킨다. 두 번째로, 랙의 사이즈는 스위치 카드 상에 지지된 채널의 수로 제한된다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 근거리 통신망은, 다수의 모듈로서, 각각의 모듈은 네트워크 내의 상기 모듈에 선행하는 다수의 모듈 중 적어도 2개 및/또는 네트워크 내의 상기 모듈에 후속하는 다수의 모듈 중 적어도 2개의 모듈을 갖는 상기 모듈과, 상기 다수의 모듈 간에 연장되는 다수의 링크로서, 각각의 포인트 투 포인트 링크는 상기 다수의 모듈을 데이지 체인(daisy chain) 방식으로 접속하기 위해 2개의 모듈 간에 연장되는 상기 링크를 포함하며, 상기 다수의 모듈의 각각은 상기 모듈에 선행하는 2개의 모듈의 각각에 및/또는 상기 모듈에 후속하는 2개의 모듈의 각각에 포인트 투 포인트 링크에 의해 접속되어, 모듈의 데이지 체인이 연 장되고/되거나 상기 다수의 모듈이 네트워크로부터 일시에 제거될 수 있으며, 네트워크의 동작에 영향을 주지 않고 교체된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 이더넷은 데이지 체인 방식으로 함께 접속된 다수의 모듈로서, 각각의 모듈은 이더넷 내의 상기 모듈에 선행하는 적어도 2개의 모듈 및/또는 이더넷 내의 상기 모듈에 후속하는 적어도 2개의 모듈을 갖는 상기 모듈과, 상기 데이지 체인 방식으로 상기 다수의 모듈을 접속하기 위해 상기 다수의 모듈 간에 연장되는 다수의 포인트 투 포인트 링크로서, 각각의 포인트 투 포인트 링크는 상기 다수의 모듈 중 2개의 모듈 간에 연장되는 상기 링크를 포함하며, 상기 다수의 모듈의 각각은 이더넷 내의 상기 모듈에 선행하는 2개의 모듈의 각각 및/또는 이더넷 내의 상기 모듈에 후속하는 2개의 모듈의 각각에 포인트 투 포인트 링크에 의해 접속되어, 모듈의 데이지 체인이 연장되고/되거나 상기 다수의 모듈이 이더넷으로부터 일시에 제거될 수 있으며, 이더넷의 동작에 영향을 주지 않고 교체된다.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에서, 다수의 모듈과, 모듈을 데이지 체인 방식으로 접속하기 위해 상기 다수의 모듈 간에 연장되는 포인트 투 포인트 링크를 구비하는 근거리 통신망을 형성하기 위한 모듈을 상호 접속하는 방법은, 데이지 체인 네트워크 내의 상기 모듈에 선행하는 2개의 모니터 모듈의 각각에 포인트 투 포인트 링크를 통해 상기 다수의 모듈의 각각을 접속하는 단계와, 데이지 체인 네트워크 내의 상기 모듈에 후속하는 2개의 모듈 사이에 포인트 투 포인트 링크를 통해 상기 다수의 모듈의 각각을 접속하는 단계를 포함한다.
본 발명은 이더넷과 같은 데이지 체인 근거리 통신망, 및 이더넷과 같은 데이지 체인 근거리 통신망 아키텍처를 이용하여 모듈을 상호 접속하는 방법에 관한 것이다. 아키텍처는 체인 내의 이러한 모듈에 선행하는 2개의 모듈 및/또는 모듈에 후속하는 2개의 모듈 사이의 포인트 투 포인트 접속을 포함한다. 이러한 아키텍처는 체인이 연장되도록 하고 다른 모듈에 대한 서비스를 인터럽트하지 않고 모듈이 체인으로부터 제거되도록 한다. 마이크로프로세서 및 추가적인 이더넷 포트는 외부 디바이스에 대한 접속을 위한 추가적인 게이트웨이를 제공한다.
근거리 통신망 또는 "LAN"은 지리적으로 제한되는 데이터 통신 네트워크이다. 전형적으로, LAN은 인접하는 빌딩 내에서 컴퓨터, 모니터, 터미널, 프린터 등의 용이한 상호 접속을 가능하게 한다. 이더넷은 데이터가 패킷으로 분해되는 LAN의 일례이며, 각각의 패킷은 임의의 다른 패킷과 충돌하지 않고 그 목적지에 도달할 때까지 CSMA/CD 알고리즘을 이용하여 송신된다. 따라서, 동작 시에, LAN 내의 각각의 노드는 임의의 동작 순간에서 데이터 패킷을 송신하거나 수신한다.
본 발명은 도 1에 도시된 데이지 체인 이더넷 아키텍처(10)를 이용하며 도 1에서 다수의 모니터 모듈(12)은, 모듈(12) 간에 연장되는 다수의 포인트 투 포인트 링크(14)를 이용하여 함께 데이지 체이닝된다. 도 1에 도시된 데이지 체인 이더넷 아키텍처(10)에서, 각각의 모니터 모듈(12)은 이더넷 내의 모듈에 선행하는 2 개의 모듈에 각각에, 및 이더넷 내의 모듈에 후속하는 2개의 모듈에 각각에 링크된다.
도 1을 참조하면, 1 내지 5로 참조 번호가 부여된 5개의 모니터(12)가 본 발명의 데이지 체인 이더넷 아키텍처(10)를 이용하여 함께 링크되는 이더넷이 도시되어 있다. 본 발명의 데이지 체인 이더넷 아키텍처에서, 모니터(3)는 전형적으로 이더넷 케이블인 다수의 포인트 투 포인트 링크(14)에 의해, 예를 들면, 모니터(1, 5) 및 모니터(2, 4)에 데이지 체인 링크된다. 모니터(1, 2)는 이더넷 데이지 체인 내에서 모니터(3)에 선행하는 한편 모니터(4, 5)는 이더넷 데이지 체인 내에서 모니터(3)에 후속한다. 이러한 배치에서, 모니터(3)는 제 1 링크(14a)를 통해 선행하는 모니터(1)에 접속되고, 제 2 링크(14b)를 통해 선행하는 모니터(5)에 접속된다. 마찬가지로, 모니터(3)는 제 3 링크(14c)를 통해 후속하는 모니터(5)에 접속되고, 제 4 링크(14d)를 통해 후속하는 모니터(4)에 접속된다.
구체적으로 도시된 이더넷 데이지 체인(10) 내에 포함된 다른 모니터에 모니터(1, 2, 4 및 5)를 접속하도록 마찬가지의 접속 배치가 사용된다. 따라서, 예를 들어, 이더넷 내에서 단지 하나의 모니터, 즉 모니터(1)가 모니터(2)에 선행하는 한편, 이더넷 내에서 2개의 모니터, 즉, 모니터(3, 4)가 제 2 모니터(2)에 후속하며, 모니터(2)는 제 5 링크(14e)를 통해 모니터(1)에 접속되고, 제 2 링크(14b)를 통해 모니터(3)에 접속되며, 제 6 링크(14f)를 통해 모니터(4)에 접속된다. 마찬가지로, 이더넷 내에서, 모니터가, 예를 들면, 모니터(1, 5)에 선행하거나 후속하지 않는 경우, 이러한 모니터는 이더넷 내에서 그에 선행하거나 후속하는 2개의 모 니터에만 접속될 것이다. 따라서, 예를 들어, 모니터(1)는 제 1 링크(14a)를 통해 모니터(2)에만 접속되고 제 2 링크(14b)를 통해 모니터(3)에 접속된다.
본 발명의 데이지 체인 이더넷 배치에서, 모듈(12) 중 임의의 한 모듈은 다른 모듈 간의 통신 경로를 차단하지 않고 제거될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 모니터(3)가 이더넷으로부터 제거되면, 모니터(5)는, 모니터(4, 2), 모니터(5)와 모니터(4)를 접속하는 링크(14g), 모니터(4)와 모니터(2)를 접속하는 링크(14f), 모니터(2)와 모니터(1)를 접속하는 링크(14e)를 통해 모니터(1)와 여전히 통신할 수 있을 것이다.
이는 도 1에 도시된 데이지 체인 이더넷(10)이, 도 1에 도시된 모니터(1 내지 5)와 같은 단지 소수의 모듈(12)로부터 필요로 하는 만큼의 다수의 모듈(12)로 스케일링될 수 있음이 상술한 설명으로부터 명확하다. 그러나, 데이지 체인 이더넷(10)이 확장되는 경우, 데이지 체인 이더넷(10)의 아키텍처는 각각의 추가적인 모듈 간의 포인트 투 포인트 접속, 및 모듈에 선행하는 체인 내의 2개의 모듈, 이러한 모듈에 후속하는 체인 내의 2개의 모듈을 포함할 것이다.
이제 도 2를 참조하면, 각각의 모니터(12)는 마이크로프로세서(16), 및 마이크로프로세서(16)에 버스(20)를 통해 접속된 이더넷 IC(18)를 또한 포함하여, 이더넷 IC(18)에 접속된 이더넷 링크(22)를 통해, 제어 시스템 또는 HML과 같은 체인 외부의 외부 디바이스에 접속한다. 마이크로프로세서(16)는 내부 랙 메시지를 여과하거나 또는 내부 및 외부 프로토콜 사이를 변경하는 게이트웨이를 포함한다. 다중 포트 스위치 집적 회로(26)는 다른 버스(24)를 통해 마이크로프로세서(16)에 또한 접속되며, 이는 하나의 모듈로부터 다른 모듈로의 데이터 패킷의 수신 및 송신을 제어한다. 따라서, 모니터(3)의 예에서, 다중 포트 스위치(26)는 포인트 투 포인트 링크(14a 내지 14d)에 접속되어 모듈(1 및/또는 2)로부터 모니터(3)를 통해 모니터(4 및/또는 5)로 데이터 패킷을 전달하며, 또한 그 반대로 모니터(4 및/또는 5)로부터 모니터(3)를 통해 모듈(1 및/또는 2)로 데이터 패킷을 전달한다. 리던던트 이더넷 네트워크를 통해 루핑(looping)하는 데이터를 방지하기 위해, 스위치 히프(hip)는 IEEE 802.1d 스패닝 트리 프로토콜(Spanning Tree Protocol) 또는 그 등가물을 이용한다.
본 발명은 현재 가장 실용적이고 바람직한 실시예로 간주되는 것과 관련하여 기술되었으나, 본 발명은 개시된 실시예로 제한되지는 않음이 이해될 것이며, 오히려, 첨부하는 청구 범위의 정신 및 범위 내에 포함되는 각종 변형예 및 등둥한 구성을 포함하는 것으로 의도된다.
도 1은 이더넷의 부분인 모니터를 위한 본 발명의 체이닝 아키텍처를 도시한 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 체인 아키텍처에 사용된 각 모니터의 내부 전기 부품을 도시한 블록도.

Claims (20)

  1. 다수의 모듈-각각의 모듈은 네트워크 내의 상기 모듈에 선행하는 다수의 모듈 중 적어도 2개 및/또는 네트워크 내의 상기 모듈에 후속하는 다수의 모듈 중 적어도 2개의 모듈을 가짐-과,
    상기 다수의 모듈 간에 연장되는 다수의 링크-각각의 포인트 투 포인트 링크는 상기 다수의 모듈을 데이지 체인(daisy chain) 방식으로 접속하기 위해 2개의 모듈 간에 연장됨-를 포함하며,
    상기 다수의 모듈의 각각은 상기 모듈에 선행하는 2개의 모듈의 각각에 및/또는 상기 모듈에 후속하는 2개의 모듈의 각각에 포인트 투 포인트 링크에 의해 접속되어, 모듈의 데이지 체인이 연장되고/되거나 상기 다수의 모듈이 네트워크로부터 일시에 제거될 수 있으며, 네트워크의 동작에 영향을 주지 않고 교체되는
    근거리 통신망.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 모듈은 상기 모듈에 선행하는 2개의 모듈로부터 데이터를 수신하고/하거나 상기 모듈에 후속하는 2개의 모듈에 데이터를 송신하는 다중 포트 스위치를 포함하는 근거리 통신망.
  3. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 추가적인 모듈을 더 포함하며, 각각의 추가적인 모듈은 상기 추가적인 모듈에 선행하는 네트워크 내의 2개의 모듈 및/또는 상기 모듈에 후속하는 체인 내의 2개의 모듈 사이의 포인트 투 포인트 접속을 포함하는 근거리 통신망.
  4. 제 1 항에 있어서,
    각각의 모듈은 머신을 회전시키는 모니터링 디바이스, 머신을 회전시키는 제어 디바이스, 및 머신을 회전시키는 데이터 획득 디바이스로 구성되는 그룹으로부터 선택된 디바이스인 근거리 통신망.
  5. 제 1 항에 있어서,
    각각의 모듈은 컴퓨터, 모니터 및 터미널로 구성되는 그룹으로부터 선택된 디바이스인 근거리 통신망.
  6. 제 1 항에 있어서,
    각각의 모듈은 네트워크 외측의 외부 디바이스에 대한 접속을 위한 링크 및 콘트롤러를 포함하는 근거리 통신망.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 마이크로프로세서, 네트워크 프로세서, FPGA(field programmable gate array), 디지털 신호 프로세서, 이더넷 라우터 및 추가적인 스위치 칩으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 디바이스인 근거리 통신망.
  8. 데이지 체인 방식으로 함께 접속된 다수의 모듈-각각의 모듈은 이더넷 내의 상기 모듈에 선행하는 적어도 2개의 모듈 및/또는 이더넷 내의 상기 모듈에 후속하는 적어도 2개의 모듈을 가짐-과,
    상기 데이지 체인 방식으로 상기 다수의 모듈을 접속하기 위해 상기 다수의 모듈 간에 연장되는 다수의 포인트 투 포인트 링크-각각의 포인트 투 포인트 링크는 상기 다수의 모듈 중 2개의 모듈 간에 연장됨-를 포함하며,
    상기 다수의 모듈의 각각은 이더넷 내의 상기 모듈에 선행하는 2개의 모듈의 각각에 및/또는 이더넷 내의 상기 모듈에 후속하는 2개의 모듈의 각각에 포인트 투 포인트 링크에 의해 접속되어, 모듈의 데이지 체인이 연장되고/되거나 상기 다수의 모듈이 이더넷으로부터 일시에 제거될 수 있으며, 이더넷의 동작에 영향을 주지 않 고 교체되는
    이더넷.
  9. 제 8 항에 있어서,
    각각의 모듈은 이더넷 내의 상기 모듈에 선행하는 2개의 모듈에 데이터를 링크하고/하거나 이더넷 내의 상기 모듈에 후속하는 2개의 모듈에 데이터를 링크하는 다중 포트 스위치를 포함하는 이더넷.
  10. 제 8 항에 있어서,
    적어도 하나의 추가적인 모듈을 더 포함하며, 각각의 추가적인 모듈은 상기 추가적인 모듈에 선행하는 네트워크 내의 2개의 모듈 및/또는 상기 모듈에 후속하는 체인 내의 2개의 모듈 사이의 포인트 투 포인트 접속을 포함하는 이더넷.
  11. 제 8 항에 있어서,
    각각의 모듈은 머신을 회전시키는 모니터링 디바이스, 머신을 회전시키는 제어 디바이스, 및 머신을 회전시키는 데이터 획득 디바이스로 구성되는 그룹으로부터 선택된 디바이스인 이더넷.
  12. 제 8 항에 있어서,
    각각의 모듈은 컴퓨터, 모니터 및 터미널로 구성되는 그룹으로부터 선택된 디바이스인 이더넷.
  13. 제 8 항에 있어서,
    각각의 모듈은 네트워크 외측의 외부 디바이스에 대한 접속을 위한 링크 및 콘트롤러를 포함하는 이더넷.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 마이크로프로세서, 네트워크 프로세서, FPGA(field programmable gate array), 디지털 신호 프로세서, 이더넷 라우터 및 추가적인 스위치 칩으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 디바이스인 이더넷.
  15. 다수의 모듈과, 모듈을 데이지 체인 방식으로 접속하기 위해 상기 다수의 모듈 간에 연장되는 포인트 투 포인트 링크를 구비하는 근거리 통신망을 형성하기 위한 모듈을 상호 접속하는 방법으로서,
    데이지 체인 네트워크 내의 상기 모듈에 선행하는 2개의 모니터 모듈의 각각에 포인트 투 포인트 링크를 통해 상기 다수의 모듈의 각각을 접속하는 단계와,
    데이지 체인 네트워크 내의 상기 모듈에 후속하는 2개의 모듈 사이에 포인트 투 포인트 링크를 통해 상기 다수의 모듈의 각각을 접속하는 단계를 포함하는
    모듈 상호 접속 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    네트워크 내에 적어도 하나의 추가적인 모듈을 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 추가적인 모듈에 선행하는 네트워크 내의 2개의 모듈 및/또는 상기 추가적인 모듈에 후속하는 체인 내의 2개의 모듈 사이의 포인트 투 포인트 접속을 통해 각각의 추가적인 모듈을 접속하는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    각각의 모듈은 머신을 회전시키는 모니터링 디바이스, 머신을 회전시키는 제어 디바이스, 및 머신을 회전시키는 데이터 획득 디바이스로 구성되는 그룹으로부터 선택된 디바이스인 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    각각의 모듈은 컴퓨터, 모니터 및 터미널로 구성되는 그룹으로부터 선택된 디바이스인 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    각각의 모듈에 네트워크 외측의 외부 디바이스에 대한 접속을 위한 링크 및 콘트롤러를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 마이크로프로세서, 네트워크 프로세서, FPGA(field programmable gate array), 디지털 신호 프로세서, 이더넷 라우터 및 추가적인 스위치 칩으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 디바이스인 방법.
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KR101465499B1 (ko) * 2013-08-13 2014-11-26 (주)시스윈일렉트로닉스 반도체 센서 모듈 및 데이지 체인 연결에 의한 패킷 전송 장치

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