KR20120022194A

KR20120022194A - 이종 프로토콜 메시지 중개 방법

Info

Publication number: KR20120022194A
Application number: KR1020100085476A
Authority: KR
Inventors: 김우섭; 배현철; 권형근
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2012-03-12
Also published as: KR101601303B1

Abstract

본 발명은 이종 프로토콜 메시지 중개 방법에 관한 것으로, 다수의 CAN 장비를 수용하는 CAN 제어기로부터 수신되는 CAN 메시지의 전송주기를 파악한 후 이를 기반으로 다수의 플렉스레이 장비를 수용하는 플렉스레이 제어기와 동기화함으로써, 플렉스레이 제어기로 전송되는 CAN 메시지의 전송지연을 방지하는 이종 프로토콜 메시지 중개 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 CAN(Controller Area Network) 제어기와 플렉스레이 제어기 사이의 메시지를 중개하는 게이트웨이에서의 이종 프로토콜 메시지 중개 방법에 있어서, 상기 CAN 제어기로부터 전송되는 CAN 메시지를 수신하여 CAN 메시지의 전송주기를 파악하는 단계; 및 상기 파악된 전송주기를 기반으로 CAN 메시지를 수신한 다음에 상기 CAN 메시지에 할당된 플렉스레이 슬롯이 도래하도록 동기화하는 단계를 포함한다.

Description

이종 프로토콜 메시지 중개 방법{METHOD FOR MEDIATING MESSAGE WITH DIFFERED TYPED PROTOCOL}

본 발명은 이종 프로토콜 메시지 중개 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 CAN 장비를 수용하는 CAN 제어기로부터 수신되는 CAN 메시지의 전송주기를 파악한 후 이를 기반으로 다수의 플렉스레이 장비를 수용하는 플렉스레이 제어기와의 메시지를 중개함으로써, 플렉스레이 제어기로 전송되는 CAN 메시지의 전송지연을 방지하는 이종 프로토콜 메시지 중개 방법에 관한 것이다.

자동차에 구비되는 ECU(Engine Control Unit) 등이 다양한 전자 장치들을 제어할 수 있도록 하는 차량 통신 네트워크로는, 차량용 근거리 통신망(LAN)의 표준 인터페이스(Interface) 규격으로 가장 많이 보급되어 있는 CAN(Controller Area Network)과, 가격대 성능비가 뛰어난 단선의 차량 LAN 통신 표준인 상호연결망(LIN)과, 최근 차세대 차량용 통신으로 주목받고 있는 차세대 엑스 바이 와이어(Anything by Wire; 'X-by-Wire') 시스템용 통신 표준인 플렉스레이(Flexray)가 있다.

이 중에서 CAN 통신은 최대 8바이트의 크기를 가지는 데이터를 장비 ID의 우선순위에 기반하여 네트워크에 전송하는 방식이다. 이때 네트워크 토폴로지(topology)는 버스 형태를 가지며, 한 네트워크에 존재하는 여러 노드가 오류 없이 통신하기 위해 충돌 감지 기능을 동작시켜 우선순위가 가장 높은 한 노드만 송신할 수 있도록 조정된다.

최근 차세대 차량용 통신 프로토콜로 주목받고 있는 플렉스레이는 정적 세그먼트에 대한 TDMA(Time Division Multiple Access) 방식 및 동적 세그먼트에 대한 FTDMA(Flexible Time-Division Multiple-Access) 배열을 사용하는 것으로 규정된다.

이러한 플렉스레이는 최대 254 바이트의 크기를 가지는 데이터를 특정 노드가 자신에게 할당된 시간에만 보내도록 하는 고정슬롯(static slot) 방식 및 우선순위에 기반한 가변슬롯(dynamic slot) 방식을 이용한다.

따라서 플렉스레이는 시분할 및 우선순위 기반 다중접속 방식을 동시에 지원하여 유연한 네트워크 구성이 가능하고, 네트워크 토폴러지는 버스 및 스타 형태를 갖는다. 또한, 전송속도는 최대 10Mbps이고, 백업채널을 설정하여 통신의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이를 요약해 보면, CAN 통신 방식과 플렉스레이 통신 방식은 하기의 [표 1]과 같은 특징이 있다.

이러한 통신 방식의 차이를 가지는 CAN 장비와 플렉스레이 장비 간의 메시지를 중계하는 게이트웨이가 현재 상당수 개발되어 있으나, 각 CAN 장비의 ID별로 플렉스레이 슬롯이 할당된 상태에서, 임의 CAN 장비로부터의 메시지가 해당 플렉스레이 슬롯이 지난 이후에 수신되어 다음 주기의 해당 플렉스레이 슬롯을 통해 전송되는 경우가 빈번하게 발생하여 메시지의 전송지연을 유발하는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위한 종래의 기술로, 각 CAN 장비의 ID별로 다수의 플렉스레이 슬롯을 할당하여 메시지의 전송지연을 방지하는 방법이 제안되었으나, 이는 CAN 장비의 수를 한정하는 문제점이 있다.

즉, 한 주기에 할당 가능한 플렉스레이 슬롯이 10개인 경우 하나의 CAN 장비당 하나의 플렉스레이 슬롯을 할당하면 총 10대의 CAN 장비를 수용할 수 있지만, 하나의 CAN 장비당 2개의 플렉스레이 슬롯을 할당하면 총 5대의 CAN 장비만을 수용할 수 있다. 이때 총 10대의 CAN 장비를 수용하기 위해 주기를 증가시키면 이는 결국 전체 메시지의 전송지연을 유발하는 원인으로 작용한다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 다수의 CAN 장비를 수용하는 CAN 제어기로부터 수신되는 CAN 메시지의 전송주기를 파악한 후 이를 기반으로 다수의 플렉스레이 장비를 수용하는 플렉스레이 제어기와 동기화함으로써, 플렉스레이 제어기로 전송되는 CAN 메시지의 전송지연을 방지하는 이종 프로토콜 메시지 중개 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, CAN(Controller Area Network) 제어기와 플렉스레이 제어기 사이의 메시지를 중개하는 게이트웨이에서의 이종 프로토콜 메시지 중개 방법에 있어서, 상기 CAN 제어기로부터 전송되는 CAN 메시지를 수신하여 CAN 메시지의 전송주기를 파악하는 단계; 및 상기 파악된 전송주기를 기반으로 CAN 메시지를 수신한 다음에 상기 CAN 메시지에 할당된 플렉스레이 슬롯이 도래하도록 동기화하는 단계를 포함한다.

상기와 같은 본 발명은, 다수의 CAN 장비를 수용하는 CAN 제어기로부터 수신되는 CAN 메시지의 전송주기를 파악한 후 이를 기반으로 다수의 플렉스레이 장비를 수용하는 플렉스레이 제어기와 동기화함으로써, 플렉스레이 제어기로 전송되는 CAN 메시지의 전송지연을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 이용되는 CAN 메시지의 일예시도,
도 2 는 본 발명에 이용되는 플렉스레이 메시지의 일예시도,
도 3 은 본 발명이 적용되는 이종 프로토콜 메시지 중개 시스템의 일실시예 구성도,
도 4 는 본 발명에 이용되는 CAN 메시지의 전송 패턴을 나타내는 일예시도,
도 5 는 본 발명에 이용되는 플렉스레이 슬롯에 대한 일예시도,
도 6 은 본 발명에 따른 이종 프로토콜 메시지 중개 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 이용되는 CAN 메시지의 일예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 이용되는 CAN 메시지(10)는, SoF(Start of Frame) 필드(11), 중재(Arbitration) 필드(12), 제어 필드(13), 데이터 필드(14), CRC(Cyclic Redundancy Check) 필드(15), ACK(Acknowledgement) 필드(16) 및 EOF(End of Frame) 필드(17)을 포함한다. 이때 각 필드에는 일정한 체계에 따라 비트 수가 할당된다.

예를 들어, 게이트웨이와 각 CAN 장비 간의 데이터는 0~8바이트 크기의 데이터 필드(14)에 적재되며, 순환 중복 검사(CRC)를 위한 CRC 필드(15)에는 16비트가 할당된다.

아울러, CAN 버스 상에 접속된 각 CAN 제어기의 내부 데이터 메모리의 구조는 8바이트로 구성되는 15개의 CAN 데이터 메시지 객체가 존재하고, 각 메시지 객체들은 데이터를 우선순위에 따라 분류하기 위한 각기 다른 식별자(ID)를 갖는다.

도 2 는 본 발명에 이용되는 플렉스레이 메시지의 일예시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 이용되는 플렉스레이 메시지는, 헤더(Header) 세그먼트(20a), 페이로드(Payload) 세그먼트(20b), 트레일러(Trailer) 세그먼트(20c)로 구성된다.

여기서, 헤더 세그먼트(20a)는 인디케이터(21), 프레임 ID 필드(22), 페이로드 길이 필드(23), 헤더 CRC 필드(24), 사이클 카운트 필드(25)를 포함하고, 페이로드 세그먼트(20b)는 다수의 데이터 필드(26a,26b,…,26n)를 포함하며, 트레일러 세그먼트(20c)는 3개의 CRC 필드(27a,27b,27c)를 포함하되, 각 필드에는 일정한 체계에 따라 비트수가 할당된다.

도 3 은 본 발명이 적용되는 이종 프로토콜 메시지 중개 시스템의 일실시예 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 이종 프로토콜 메시지 중개 시스템은 하나의 버스를 구성하며 적어도 하나 이상의 CAN 장비를 수용하는 CAN 제어기(30), 게이트웨이(40), 하나의 버스를 구성하며 적어도 하나 이상의 플렉스레이 장비를 수용하는 플렉스레이 제어기(50)를 포함한다.

상기 각 구성요소들에 대해 좀 더 상세히 살펴보면, CAN 제어기(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 일정한 시간 간격으로 CAN 메시지를 전송한다. 이때 CAN 제어기(30)는 일예로 3대의 CAN 장비(제 1 CAN 장비, 제 2 CAN 장비, 제 3 CAN 장비)를 수용하는 경우로서 제 1 CAN 장비는 제 1 메시지의 발신지이고, 제 2 CAN 장비는 제 2 메시지의 발신지이며, 제 3 CAN 장비는 제 3 메시지의 발신지이다.

실제 측정한 메시지 전송 시간은 하기의 [표 2]와 같다.

상기 [표 2]를 통해 아주 미세한 차이는 있으나, CAN 제어기(30)로부터 주기적으로 CAN 메시지가 수신되는 것을 알 수 있다.

게이트웨이(40)는 CAN 제어기(30)로부터 전송되는 CAN 메시지를 수신하여 CAN 메시지의 전송주기를 파악한 후, 이를 기반으로 CAN 메시지의 수신 시점 이후에 상기 CAN 메시지에 할당된 플렉스레이 슬롯이 도래하도록 동기화한다. 이때 CAN 제어기(30)로부터의 CAN 메시지별로 플렉스레이 슬롯이 할당되어 있다.

즉, 게이트웨이(40)는 도 5에 도시된 바와 같이 CAN 메시지가 수신된 시점(51) 이후에 상기 수신된 CAN 메시지에 할당된 플렉스레이 슬롯(52)이 도래하도록 CAN 제어기(30)로부터의 CAN 메시지 주기와 플렉스레이 제어기(50)로의 플렉스레이 슬롯을 동기화한다.

이러한 방식으로 게이트웨이(40)는 한 주기 동안 수신되는 CAN 메시지를 다음 주기에 플렉스레이 제어기(50)로 전송하지 않고, 해당 주기 내에서 플렉스레이 제어기(50)로 전송하여 CAN 메시지의 전송 지연을 방지한다.

부가적으로, 게이트웨이(40)는 CAN 메시지의 전송주기를 파악한 후 이를 기반으로 플렉스레이 슬롯을 재할당할 수도 있다. 즉, CAN 메시지가 수신되는 시점에 바로 이어서(변환 시간을 감안) CAN 메시지를 변환한 플렉스레이 메시지를 전송할 수 있는 플렉스레이 슬롯을 할당한다.

아울러 게이트웨이(40)는 CAN 메시지 변환부와 플렉스레이 메시지 변환부 및 맵 메모리를 포함한다.

CAN 메시지 변환부는 수신된 플렉스레이 메시지를 저장하고, 송신하기로 설정된 CAN 메시지 ID 및 CAN 버스를 결정하는 플렉스레이 수신 메시지 처리부와, 상기 플렉스레이 메시지를 CAN 메시지로 만드는 CAN 메시지 생성부를 포함한다.

플렉스레이 메시지 변환부는 수신된 CAN 메시지를 저장하고, 송신하기로 설정된 플렉스레이 버스를 결정하는 CAN 수신 메시지 처리부와, 상기 플렉스레이 버스의 전역시간을 점검하는 전역시간 점검부와, 사용 가능한 레지스터를 저장한 슬롯 할당 레지스터부와, 이들 3가지 정보로부터 플렉스레이 슬롯을 할당하는 플렉스레이 슬롯 할당부 그리고 상기 CAN 메시지를 플렉스레이 메시지로 생성하는 플렉스레이 메시지 생성부를 포함한다.

맵 메모리부는 수신된 CAN, 플렉스레이 메시지의 상대 변환 버스 및 수신된 플렉스레이 메시지를 위한 CAN ID 맵을 저장하며, 메모리 인터페이스를 통해 플렉스레이 수신 메시지 처리부와 CAN 수신 메시지 처리부에 연결된다.

도 6 은 본 발명에 따른 이종 프로토콜 메시지 중개 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

먼저, 게이트웨이(40)는 CAN 제어기(30)로부터 전송되는 CAN 메시지를 수신하여 CAN 메시지의 전송주기를 파악한다(601). 이때 주기를 파악하는 동안은 동기화가되지 않은 경우이므로 전송지연이 발생할 수 있다.

이후, 게이트웨이(40)는 CAN 메시지를 수신한 다음에 상기 CAN 메시지에 할당된 플렉스레이 슬롯이 도래하도록 동기화한다(602).

이렇게 CAN 제어기(30)로부터의 CAN 메시지 주기와 플렉스레이 제어기(50)로의 플렉스레이 슬롯을 동기화되면 게이트웨이(40)는 해당 주기에 받은 CAN 메시지를 다음 주기로 넘기지 않고 바로 플렉스레이 제어기(50)로 전송할 수 있어 CAN 메시지의 전송지연을 방지할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

30 : CAN 제어기 40 : 게이트웨이
50 : 플렉스레이 제어기

Claims

CAN(Controller Area Network) 제어기와 플렉스레이 제어기 사이의 메시지를 중개하는 게이트웨이에서의 이종 프로토콜 메시지 중개 방법에 있어서,
상기 CAN 제어기로부터 전송되는 CAN 메시지를 수신하여 CAN 메시지의 전송주기를 파악하는 단계; 및
상기 파악된 전송주기를 기반으로 CAN 메시지를 수신한 다음에 상기 CAN 메시지에 할당된 플렉스레이 슬롯이 도래하도록 동기화하는 단계
를 포함하는 이종 프로토콜 메시지 중개 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 CAN 메시지를 플렉스레이 메시지로 변환하는 단계
를 더 포함하는 이종 프로토콜 메시지 중개 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 CAN 제어기는,
하나의 버스에 적어도 하나 이상의 CAN 장비를 수용하는 것을 특징으로 하는 이종 프로토콜 메시지 중개 방법.