KR20130064500A - 캔통신 시스템에서 메시지 송수신 시의 오류 복구 방법 - Google Patents

캔통신 시스템에서 메시지 송수신 시의 오류 복구 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CAN(Controller Area Network) 통신에 관한 것으로, 전송 디바이스가 CanIf 모듈을 통하여 먼저 FF 프레임 및 복수의 CF 프레임을 수신 디바이스로 전송하고, 수신 디바이스는, CanIf 모듈을 통하여, 하나의 블록에 해당하는 프레임들을 모두 수신하면, CanIf 모듈을 통하여 FTF 프레임을 전송 디바이스에 전송하고, FTF 프레임을 받은 전송 디바이스는, 상기 FTF 프레임의 SN 파라미터 값에 해당하는 CF 프레임들을 모두 재전송하고, 상기 수신 디바이스는, 수신된 CF 프레임을 재조립하여 메시지를 생성함으로써 전송 오류를 복구하여, 차량 전자기기간 통신에서 CAN 통신 단말 사이의 전송 오류가 발생하여 메시지가 손실되는 경우, 상기 손실된 메시지를 효율적으로 재전송할 수 있도록 하는 메시지 송수신 시의 오류 복구 방법에 관한 것이다.

Description

캔통신 시스템에서 메시지 송수신 시의 오류 복구 방법{METHOD OF ERROR RECOVERY WHILE TRANSMITTING MESSAGE IN CAN COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 CAN(Controller Area Network) 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 전자기기간 통신에서 CAN 통신 단말 사이의 전송 오류가 발생하여 메시지가 손실되는 경우, 상기 손실된 메시지를 효율적으로 재전송할 수 있도록 하는 메시지 송수신 시의 오류 복구 방법에 관한 것이다.
차량을 구성함에 있어서, 차량 내부의 전자제어장치 및 멀티미디어 장비는 점차 증가되었고, 이러한 다양한 장비들을 하나의 공통 네트워크 버스를 통하여 연결하고 제어할 수 있도록 하는 CAN통신이 널리 사용되고 있다.
또한, CAN 통신은 차량 분야뿐만 아니라 산업 전 분야에 널리 적용되는 1Mbps의 최대 신호 속도(ISO 11898 규격)로 규정된 다중(Multi-Master) 메시지 방식의 시리얼 네트워크 통신 방식을 포함한다.
차량 내부의 서로 다른 전자장치 간의 통신을 지원하는 CAN은 두 가닥의 꼬임선(Twisted-Pair Cable)으로 연결되어 반이중 통신(Half Duplex) 방식과 CSMA/CD+AMP (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection with Arbitration on Message Priority) 방식을 지원하며, 높은 잡음 면역성, 에러 검출 및 에러 보정 기능 등의 높은 신뢰성을 보장한다.
또한, CAN 노드는 메시지를 송신하기 전에 CAN 버스가 사용 중인지를 파악하고, 메시지간의 충돌 검사를 수행한다. 메시지 프레임에는 송신 노드와 수신 노드의 주소를 포함되어 있지 않고, 대신에 CAN 네트워크에서 각각의 노드가 메시지를 식별할 수 있는 식별자(Identifier)를 가진다. CAN은 메시지에 있는 식별자(Identifier)에 따라 두 가지 모드로 나뉘어진다. 즉, 11 비트 식별자의 길이를 가지는 표준 CAN (버전 2.0A)과 29 비트 식별자를 가지는 확장 CAN (버전 2.0B)으로 나누어진다. 수신 노드는 메시지를 수신한 후에 자신에게 필요한 메시지인지를 식별자를 통하여 평가한 후, 필요 없는 메시지는 무시한다. 만약 수신 노드에서 필요로 되는 여러 개의 메시지가 동시에 도착하는 경우에는 식별자의 숫자를 우선순위로 사용하여 우선순위가 높은 메시지가 선택이 되며, 낮은 우선순위의 메시지는 높은 우선순위의 메시지가 처리된 후까지 대기한 후에 재전송이 이루어진다. 즉 식별자는 메시지의 식별 및 우선순위를 나타낸다.
또한, 차량 응용 SW의 재사용성, 확장성, 신뢰성을 제공하는 차량 전장용 임베디드 소프트웨어 플랫폼의 공개 표준을 제정하기 위하여, 2003년 BMW Group, DaimlerChrysler, Volkswagen, Bosch 등의 차량업체들이 모여 AUTOSAR(Automotive Open System Architecture)를 결성하였다.
AUTOSAR SW 플랫폼은 5계층(응용 계층, RTE, 서비스 계층, EAL, MCAL)으로 구분된다. 응용 계층은 차량 응용 SW가 위치하는 계층으로 AUTOSAR SW-C(Software Component)들로 구성된다. SW-C는 차량의 응용 기능 단위로써 포트를 이용하여 다른 컴포넌트들과 상호 데이터를 교환할 수 있다.
RTE(Run-Time Environment)는 AUTOSAR SW-C들간의 통신을 지원하고, RTE 하위 계층과 AUTOSAR SW-C간의 브리지 역할을 한다. 또한, 서비스 계층, EAL(ECU 추상화 계층), MCAL(Microcontroller 추상화 계층), 그리고 CDD(Complex Device Drivers)을 합하여 BSW(Basic Software) 계층이라 한다.
AUTOSAR 표준 규격에 적용된 CAN 통신 기술은 CanDriver, CanIf, CanTp, CanSm, CanNm 모듈들로 구성되어 있다. CanTp는 AUTOSAR SW 플랫폼의 모듈인 PDU Router와 CanIf의 중간에 위치하여, 크기가 8 바이트보다 큰 메시지들의 분할 및 재조립하는 기능을 주된 목적으로 한다. 또한 CanTp 규격은 ISO 15765 를 기준으로 하며, 차량의 진단 시스템에 주로 사용된다.
또한, 차량 전장용 임베디드 소프트웨어 플랫폼의 공개 표준인 AUTOSAR SW 플랫폼에서의 CAN에서는 송신 단말에서 전달하려는 메시지가 큰 경우에는 메시지를 여러 개의 프레임들로 쪼개어 전송을 하고, 수신 단말은 쪼개진 프레임들을 하나의 메시지로 재조립한다. 다만, 전송 오류가 발생하여 수신 단말에 프레임이 전송되지 못할 수 있으며, AUTOSAR SW 플랫폼에서 규정하고 있는 기존의 CAN 모듈과 관련한 종래기술(미국 등록특허: US7307994, 'Controller Area Network (CAN) based communication system with multiple bus connected nodes')은 이와 같은 전송 오류를 처리할 수 있는 기술인 재전송 기술이 규정되어 있지 않아, 오류 발생시, 효율적인 처리가 불가능한 문제점이 있다.
이에 따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, AUTOSAR SW 플랫폼 기반의 CAN 통신에서 발생할 수 있는 메시지 전송 오류 시에 메시지를 재전송할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 특히, 전송오류가 발생한 프레임만을 다시 전송하여, 재전송이 효율적으로 이루어지도록 하는 CAN통신 시스템에서 메시지 송수신 시의 오류 복구 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 CAN통신 시스템에서 메시지 송수신 시의 오류 복구 방법은, 메시지 전송 프로세스 개시 정보를 포함하는 제1 프레임을 수신 디바이스로 전송하는 단계, CanTp 모듈 통신의 흐름 제어 정보, 연속 프레임의 개수 정보, 및 연속 프레임 전송시간 간격 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 제2 프레임을 수신 디바이스로부터 수신하는 단계, 상기 CanTp 모듈을 이용하여 생성된 연속 프레임에 해당하는 복수개의 제3 프레임을 상기 수신 디바이스로 연속하여 전송하는 단계, 상기 복수개의 전송된 제3 프레임 중, 분할전송 오류가 발생한 제3 프레임의 개수 정보, 및 상기 분할전송 오류가 발생한 제3 프레임의 식별 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제4 프레임을 수신하는 단계, 상기 제4 프레임에 포함된 상기 분할전송 오류가 발생한 제3 프레임의 개수 정보에 기초하여, 분할전송 오류가 발생하였는지 여부를 판단하는 단계, 및 상기 분할전송 오류가 발생한 것으로 판단되는 경우, 상기 제4 프레임에 포함된 상기 분할전송 오류가 발생한 제3 프레임의 식별 정보에 기초하여, 상기 식별 정보에 대응하는 제3 프레임을 상기 수신 디바이스로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 구성에 따르면, 크기가 큰 메시지가 분할된 CF 프레임들의 전송 오류가 발생하는 경우, 오류 처리 방법으로써 CF 프레임의 재전송을 지원할 수 있으므로, CAN 통신을 이용한 신뢰성 있는 메시지 전송이 가능하다. 또한 전송오류가 발생한 CF 프레임만을 재전송함으로 효율적으로 메시지의 재전송을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 정상 상태의 메시지 전송과정을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 오류 발생시 메시지 전송 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고장감내 프레임을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 오류 복구 방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 오류 복구 장치의 구성을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 가지 실시 예들을 보다 상세히 설명하도록 하겠다. 나아가, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "장치", “디바이스” 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함을 고려하여 부여되는 것으로서, 상기 "장치", “디바이스” 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수 있으며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 설계 가능하다.
나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 정상 상태의 프레임 전송과정을 도시한 도면이다.
실시 예에 따라, CAN 통신 디바이스에 구비된 CanTp 모듈은, 전송 대상 메시지를 분할하여 전송하는 기능과 함께 분할하지 않고 전송하는 기능도 함께 지원할 수 있다.
따라서, 분할되지 않는 메시지의 전송에는 SF 프레임이 이용되며, 메시지는 SF 프레임의 페이로드 영역의 크기를 초과하지 않는다.
도 1은 AUTOSAR SW 플랫폼에서 규정하는 CanTp 통신의 예로써, PDU 라우터(Router)로부터 받는 메시지가 커서, 메시지가 여러 개의 CF 프레임으로 분할되어 전송되고, 블록 크기는 3인 경우이다.
따라서, 분할된 메시지의 전송은 전송 디바이스인 제1 디바이스(101)는, FF 프레임을 수신 디바이스인 제2 디바이스(102)에 전송(103)하는 것으로 시작하며, 수신 디바이스는 FF 프레임을 받고 FC 프레임을 송신 디바이스에 전송하게 된다(104). 이 때에 FC 프레임에는 FS, BS, STMIN라는 3가지 파라미터가 포함될 수 있다. 또한, FC 프레임을 받은 송신 측은 복수개의 CF 프레임을 수신 디바이스에 전송한다(105, 106, 107). 상기 분할될 각 CF 프레임의 페이로드 영역에는 분할된 메시지의 데이터가 포함될 수 있다.
FS 파라미터에는 CanTp 통신의 흐름을 제어하기 위한 정보가 포함될 수 있고, BS 파라미터는 블록 크기로써 두 개의 FC 프레임 사이에 존재하는 CF 프레임의 개수에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, STMIN 파라미터는 두 개의 CF 프레임 사이의 최소 시간 간격에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 블록 크기가 3이기에 3개의 CF 프레임이 연속적으로 수신 디바이스에 전송되고, 수신 디바이스는 하나의 블록을 모두 받게 되면, FC 프레임을 전송한다(108). 또한, 송신 디바이스는 다음 순서의 CF 프레임들을 수신 디바이스에 전송할 수 있다(109, 110). 다음으로, CF 프레임을 받은 수신 디바이스는 수신된 CF 프레임들을 재조립하여 메시지를 생성함으로써 메시지 전송과정이 완료될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 오류 발생시 프레임 전송 과정을 도시한 도면이다.
실시 예에 따라, 송신 디바이스인 제1 디바이스(201)에서 전송하는 프레임은 전송 오류로 인하여 수신 디바이스인 제2 디바이스(202)에서 프레임을 수신하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 그러나 AUTOSAR SW 플랫폼에서의 CanTp 모듈의 규정에서는 전송 오류에 대한 처리 방법을 규정하고 있지 않다. 즉, 전송 오류가 발생하였을 경우에, 수신 디바이스는 CF 프레임들을 이용하여 제대로 된 메시지를 재조립할 수 없게 된다.
따라서, 본 발명의 실시 예와 관련하여, 도 2는 본 발명에서의 CanTp의 메시지 통신 방법으로써, 상기 도 1의 경우와 마찬가지로, PDU 라우터(Router)로부터 받는 메시지가 커서, 메시지는 여러 개의 CF 프레임으로 분할되어 전송되고, 블록 크기는 3인 경우를 도시한다.
다만, 도 2의 경우에는, 전송 오류가 발생하여, FTF(고장감내) 프레임과 CF 프레임의 재전송이 이루어질 수 있다.
따라서, 송신 디바이스는 가장 먼저 FF 프레임을 전송(203)하는 것으로 시작하며, 수신 디바이스로부터 FC 프레임을 받아(204) CF 프레임 전송을 시작한다. 블록 크기가 3이기에 3개의 CF 프레임을 연속적으로 수신 디바이스에 전송한다(205, 206, 207). CF 프레임에는 SN이라는 순서 번호를 가지고 있으며, CF #N은 순서번호가 N인 CF 프레임을 의미한다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 연속적으로 전달된 CF #0 프레임, CF #1 프레임, CF #2 프레임 중에서 CF #1 프레임은 전송 오류로 인하여 수신 디바이스에 전송되지 못한(206) 경우가 발생할 수 있다.
또한, 수신 디바이스는 하나의 블록을 모두 받으면, 이하 도 3에 도시된 바와 같은 FTF 프레임을 송신 디바이스에 전달할 수 있다(208). 상기 FTF프레임에 관하여는 이하 도 3에서 상세히 설명한다.
따라서, FTF 프레임을 받은 송신 디바이스는 상기 FTF 프레임의 SN 파라미터 값에 해당하는 CF 프레임들을 모두 재전송하게 된다. 즉, CF #1프레임에 전송오류가 발생하였으므로, FTF 프레임의 SN 파라미터 값이 1 값 하나이므로 CF #1 프레임만을 재전송한다(209). 전송 오류가 발생하였던 CF 프레임을 받은 수신 디바이스는 하나의 블록을 모두 받았기에 FC 프레임을 전송할 수 있고, 송신 디바이스는 다음 순서의 CF 프레임들을 수신 디바이스에 전송할 수 있다. 모든 CF 프레임을 받은 수신 디바이스는 수신된 CF 프레임들을 재조립하여 메시지를 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고장감내 프레임을 도시한 도면이다.
실시 예에 따라, 수신 디바이스는, 도 3에 도시된 바와 같은 FTF 프레임을 상기 송신 디바이스에 전송할 수 있다.
즉, 메시지가 전송되는 경우, 하나의 메시지가 여러 개의 CF 프레임으로 분할되어 전송되는 경우, 상기 FTF 프레임은, FN 파라미터(301), 및 SN 파라미터(302)를 포함할 수 있고, 상기 FN 파라미터(301)는 전송 오류가 발생한 CF 프레임들의 전체 개수를 의미하고, FN 파라미터(301) 다음에 나오는 SN 파라미터(302)는 전송오류가 발생한 CF 프레임의 SN을 의미한다.
따라서, 예를 들어, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, CF #1 프레임 하나에서 전송 오류가 발생한 경우, 수신 디바이스는, FN 파라미터는 '1'의 값을 가지고, SN 파라미터는 '1'의 값을 가지는 FTF 프레임을 송신 디바이스에 전송할 수 있다.
또한, 상기 FTF 프레임을 받은 송신 디바이스는 SN 파라미터 값에 해당하는 CF 프레임들을 모두 재전송한다. 즉, SN 파라미터 값이 '1' 값 하나이므로 CF #1 프레임만을 재전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 오류 복구 방법을 도시한 순서도이다.
실시 예에 따라, 먼저 송신 디바이스는 메시지 전송 프로세스 개시 정보를 포함하는 프레임을 전송하기 위해, FF 프레임을 전송한다(S401).
다음으로, 송신 디바이스는 FC 프레임을 수신한다(S402). 상기 FC 프레임은, CanTp 통신의 흐름 제어 정보, 연속 프레임의 개수 정보, 연속 프레임 최소 전송 시간 간격 중 적어도 하나를 포함하는 플로우 컨트롤 프레임에 해당한다.
다음으로, 송신 디바이스는 CF 프레임을 전송한다(S403). 즉, 복수개의 분할된 연속 프레임을 전송한다.
다음으로, 송신 디바이스는 FTF 프레임을 수신한다(S404).
즉, 분할전송 오류가 발생한 프레임의 개수 정보, 및 상기 분할전송 오류가 발생한 연속 프레임의 식별 정보 중 적어도 하나를 포함하는 오류 정보 프레임을 수신할 수 있다.
다음으로, 송신 디바이스는 상기 수신된 FTF 프레임에 기초하여, 전송 오류가 발생하였는지 여부를 판단한다(S405).
즉, 송신 디바이스는, 상기 오류 정보 프레임에 포함된 정보를 검색하여, 분할전송 오류가 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다.
다음으로, 상기 판단(S405)결과, 전송 오류가 발생한 경우, 누락된 CF프레임을 재전송한다(S406).
즉, 상기 오류 정보 프레임에 포함된 상기 분할전송 오류가 발생한 연속 프레임의 식별 정보에 대응하는 연속 프레임을 상기 수신 디바이스로 전송하여, 오류 복구 과정을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 오류 복구 장치의 구성을 도시한 도면이다.
실시 예에 따라, 소정의 메시지를 전송하는 전송 디바이스(501)는 메시지 분할에 필요한 동작을 수행하는 CanTp 모듈(504)을, PDU 라우터(Router) 모듈(503)과, CAN 통신을 통한 인터페이스 동작을 수행하는 CanIf 모듈(505)의 중간에 위치할 수 있다.
또한, 상기 PDU 라우터 모듈(503)이 하위 모듈로 전달하는 메시지의 크기가 큰 경우에는, 바로 CanIf 모듈(505)로 전송하지 않고, 먼저 CanTp 모듈(504)로 상기 메시지를 전송하고, CanTp 모듈(504)은 상기 전송 받은 상기 큰 메시지를 분할하여 여러 프레임들을 생성할 수 있고, 상기 CanTp 모듈(504)은 상기 분할된 프레임들을 CanIf 모듈(505)로 전송할 수 있다.
또한, 상기 소정의 메시지를 수신하는 수신 디바이스(502)의 CanTp 모듈(507)도, PDU 라우터 모듈(508)과, CanIf 모듈(505)의 중간에 위치할 수 있다.
따라서, 상기 분할되어 전송되는 프레임들은, CanTp 모듈(507)을 통하여 재조립되어 PDU 라우터(508) 모듈로 전달됨으로써, 메시지 분할을 통한 전송이 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예와 관련하여, 상기 구성을 통하여 FTF(고장감내) 프레임을 통한 오류 복구가 수행될 수 있다.
즉, 전송 디바이스(501)은, CanIf 모듈(505)를 통하여 먼저 FF 프레임 및 복수의 CF 프레임을 수신 디바이스(502)로 전송한다.
또한, 수신 디바이스(502)는, CanIf 모듈(506)을 통하여, 하나의 블록에 해당하는 프레임들을 모두 수신하면, CanIf 모듈(506)을 통하여 FTF 프레임을 전송 디바이스(501)에 전송한다.
또한, FTF 프레임을 받은 전송 디바이스(501)는, 상기 FTF 프레임의 SN 파라미터 값에 해당하는 CF 프레임들을 모두 재전송하고, 상기 수신 디바이스(502)는, 수신된 CF 프레임을 재조립하여 메시지를 생성함으로써 전송 오류를 복구할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
501: 송신 디바이스
502: 수신 디바이스
503: 송신 디바이스 PDU 라우터 모듈
504: 송신 디바이스 CanTp 모듈
505: 송신 디바이스 CanIf 모듈
506: 수신 디바이스 CanIf 모듈
507: 수신 디바이스 CanTp 모듈
508: 수신 디바이스 PDU 라우터 모듈

Claims (1)

  1. CAN 통신이 가능한 송신 디바이스의 메시지 전송 오류 복구 방법에 있어서,
    메시지 전송 프로세스 개시 정보를 포함하는 제1 프레임을 수신 디바이스로 전송하는 단계;
    CanTp 모듈 통신의 흐름 제어 정보, 연속 프레임의 개수 정보, 및 연속 프레임 전송시간 간격 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 제2 프레임을 수신 디바이스로부터 수신하는 단계;
    상기 CanTp 모듈을 이용하여 생성된 연속 프레임에 해당하는 복수개의 제3 프레임을 상기 수신 디바이스로 연속하여 전송하는 단계;
    상기 복수개의 전송된 제3 프레임 중, 분할전송 오류가 발생한 제3 프레임의 개수 정보, 및 상기 분할전송 오류가 발생한 제3 프레임의 식별 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제4 프레임을 수신하는 단계;
    상기 제4 프레임에 포함된 상기 분할전송 오류가 발생한 제3 프레임의 개수 정보에 기초하여, 분할전송 오류가 발생하였는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 분할전송 오류가 발생한 것으로 판단되는 경우, 상기 제4 프레임에 포함된 상기 분할전송 오류가 발생한 제3 프레임의 식별 정보에 기초하여, 상기 식별 정보에 대응하는 제3 프레임을 상기 수신 디바이스로 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 전송 오류 복구 방법.
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