KR20130114892A - Ｃａｎ 네트워크와 이더넷 네트워크 사이의 데이터 전송을 위한 방법 및 게이트웨이 장치 - Google Patents

Ｃａｎ 네트워크와 이더넷 네트워크 사이의 데이터 전송을 위한 방법 및 게이트웨이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, CAN-이더넷 통신을 하고자 하는 이더넷 클라이언트로부터 연결설정 요청을 수신하고 상기 이더넷 클라이언트와 데이터교환을 필요로 하는 CAN 네트워크 구성요소에 대한 필터링 조건을 수신하여 게이트웨이 설정 초기화를 수행하는 게이트웨이 설정 초기화단계; CAN 채널로부터 CAN 네트워크 메시지가 전송되었는지를 확인하고 상기 CAN 네트워크 메시지를 상기 CAN 네트워크 메시지에 포함된 CAN ID에 따라 상기 필터링 조건에 근거하여 필터링하고, 상기 CAN 네트워크 메시지가 필터링된 제1 메시지를 상기 CAN ID별로 설정되는 제1 메시지 저장소에 저장하는 제1 메시지 확인단계; 및 상기 제1 메시지 저장소에 제1 메시지가 저장되면 상기 제1 메시지를 확인하여 상기 제1 메시지에 저장된 정보 및 상기 이더넷 클라이언트를 식별하는 목적 주소를 이더넷 데이터에 포함시켜 이더넷 채널로 전송하는 제1 메시지 전송단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법 및 장치를 제공한다.

Description

ＣＡＮ 네트워크와 이더넷 네트워크 사이의 데이터 전송을 위한 방법 및 게이트웨이 장치{Method and Apparatus for Transmission of Data between CAN Network and Ethernet Network}
본 발명의 실시예는 ＣＡＮ 네트워크와 이더넷 네트워크 사이의 데이터 전송을 위한 방법 및 게이트웨이 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, CAN 네트워크와 Ethernet 네트워크의 주소 및 송수신 개념의 차이를 극복하고 상호 메세지 송수신이 가능하도록 하는 방법 및 게이트웨이 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
차량용 네트워크인 CAN(Controller Area Network)은 현재 자동차에서 널리 사용되는 차량용 네트워크이다. CAN 데이터의 전송은 브로드캐스팅 방식을 사용하여 네트워크에 연결된 전체 노드에 동시에 전송하게 되며, 데이터의 수신은 수신 노드에 의해 결정이 된다. 최고 속도 125Kbps까지의 활용을 위해 ISO 11519로, 그리고 1Mbps까지의 활용을 위해 ISO 19898로 각각 표준화되었다.
Ethernet은 LAN(Local Area Network)을 위해 개발된 네트워크로 각 기기들이 고유의 주소를 가지고, 이 주소를 이용해 데이터를 송수신할 수 있도록 되어 있으며 최대 전송 속도는 1Gbps이다.
다양한 컨텐츠를 자동차에 적용하기 위해 추가적인 네트워크 방식이 사용되어야 하는데, 여기서 다른 형식의 네트워크간 프로토콜 체계를 변환하여 주는 게이트웨이 역할의 장치가 필요하다.
CAN-Ethernet 게이트웨이의 개발 방법의 하나로 하드웨어로 개발되는 경우에는 특정 하드웨어에 종속적이며, 소프트웨어 또한 하드웨어에 종속적이며 범용성이 없는 문제가 있다. 따라서 하드웨어에 비종속적인 소프트웨어를 개발함으로써 범용성을 확보할 필요가 있다.
본 발명의 실시예는 CAN 네트워크와 Ethernet 네트워크의 주소 및 송수신 개념의 차이를 극복하고 상호 메세지 송수신하고자 하는 데 주된 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, CAN 네트워크와 이더넷(Ethernet) 네트워크 사이의 데이터 전송을 위한 게이트웨이 장치에 있어서, CAN-이더넷 통신을 하고자 하는 이더넷 클라이언트로부터 연결설정 요청을 수신하고 상기 이더넷 클라이언트와 데이터교환을 필요로 하는 CAN 네트워크 구성요소에 대한 필터링 조건을 수신하여 게이트웨이 설정 초기화를 수행하는 게이트웨이 초기화부; CAN 채널로부터 CAN 네트워크 메시지가 전송되었는지를 확인하고 상기 CAN 네트워크 메시지를 상기 CAN 네트워크 메시지에 포함된 CAN ID에 따라 상기 필터링 조건에 근거하여 필터링하고, 상기 CAN 네트워크 메시지가 필터링된 제1 메시지를 상기 CAN ID별로 설정되는 제1 메시지 저장소에 저장하는 제1 메시지 확인부; 및 상기 제1 메시지 저장소에 제1 메시지가 저장되면 상기 제1 메시지를 확인하여 상기 제1 메시지에 저장된 정보 및 상기 이더넷 클라이언트를 식별하는 목적 주소를 이더넷 데이터에 포함시켜 이더넷 채널로 전송하는 제1 메시지 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치를 제공한다.
상기 게이트웨이 장치는, 상기 이더넷 채널로부터 이더넷 네트워크 메시지가 전송되었는지를 확인하고 상기 이더넷 네트워크 메시지를 전송한 클라이언트에 대응되는 제2 메시지 저장소에 상기 이더넷 네트워크 메시지를 저장하는 제2 메시지 확인부; 및 상기 제2 메시지 저장소에 제2 메시지가 저장되면 상기 제2 메시지를 전송한 클라이언트에 대응되는 CAN ID를 CAN 채널로 전송할 CAN 메시지에 삽입하고 상기 제2 메시지에 포함된 데이터를 상기 CAN 메시지에 포함하여 상기 CAN 채널로 전송하는 제2 메시지 전송부를 더 포함할 수 있다.
상기 게이트웨이 초기화부는, 상기 이더넷 클라이언트에 대응되는 CAN ID를 설정하고 상기 필터링 조건을 수신하여 상기 이더넷 클라이언트에서 CAN 네트워크로부터 데이터를 전송받고자 하는 하나 이상의 CAN 네트워크 구성요소의 ID마다 각각 대응되는 메시지를 위한 메시지 큐 리스트 공간을 생성할 수 있다.
상기 게이트웨이 초기화부는, 상기 이더넷 클라이언트로부터 상기 이더넷 클라이언트의 CAN ID에 대한 정보를 수신하여 상기 이더넷 클라이언트의 CAN ID로 설정할 수 있다.
상기 게이트웨이 장치는, 상기 제1 메시지 확인부 및 상기 제1 메시지 전송부의 기능을 포함하는 미들웨어로 구성되고, 상기 제1 메시지 확인부는 시간조건에 의해 주기적으로 동작하는 기능을 갖는 객체의 메소드를 포함하는 제1스레드로 구성되고, 상기 제1 메시지 전송부는 상기 제1스레드로부터 상기 미들웨어에서 제공하는 스레드간 메시지인 IPC에 의한 웨이크업 메시지를 수신하는 경우 동작이 시작되는 기능을 갖는 객체의 메소드를 포함하는 스레드로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, CAN 네트워크와 이더넷(Ethernet) 네트워크 사이의 데이터 전송을 위한 게이트웨이 장치에 있어서, CAN-이더넷 통신을 하고자 하는 이더넷 클라이언트로부터 연결설정 요청을 수신하고 상기 이더넷 클라이언트에 CAN ID를 설정하는 게이트웨이 초기화부; 이더넷 채널로부터 이더넷 네트워크 메시지가 전송되었는지를 확인하고 상기 이더넷 네트워크 메시지를 전송한 이더넷 클라이언트에 대응되는 제2 메시지 저장소에 상기 이더넷 네트워크 메시지에 근거한 제2메시지를 저장하는 제2 메시지 확인부; 및 상기 제2 메시지 저장소에 상기 제2 메시지가 저장되면 상기 제2 메시지를 전송한 클라이언트에 대응되는 CAN ID를 CAN 채널로 전송할 CAN 메시지에 삽입하고 상기 제2 메시지에 포함된 데이터를 상기 CAN 메시지에 포함하여 상기 CAN 채널로 전송하는 제2 메시지 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치를 제공한다.
상기 게이트웨이 초기화부는, 상기 이더넷 클라이언트로부터 상기 이더넷 클라이언트의 CAN ID를 수신하여 상기 이더넷 클라이언트에 CAN ID로 설정하고, 상기 이더넷 클라이언트로부터 데이터를 CAN 채널로 전송하기 위하여 상기 이더넷 클라이언트가 발생하는 메시지를 위한 메시지 큐 리스트 공간을 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 게이트웨이 장치가 CAN 네트워크와 이더넷(Ethernet) 네트워크 사이의 데이터 전송을 수행하는 방법에 있어서, CAN-이더넷 통신을 하고자 하는 이더넷 클라이언트로부터 연결설정 요청을 수신하고 상기 이더넷 클라이언트와 데이터교환을 필요로 하는 CAN 네트워크 구성요소에 대한 필터링 조건을 수신하여 게이트웨이 설정 초기화를 수행하는 게이트웨이 설정 초기화단계; CAN 채널로부터 CAN 네트워크 메시지가 전송되었는지를 확인하고 상기 CAN 네트워크 메시지를 상기 CAN 네트워크 메시지에 포함된 CAN ID에 따라 상기 필터링 조건에 근거하여 필터링하고, 상기 CAN 네트워크 메시지가 필터링된 제1 메시지를 상기 CAN ID별로 설정되는 제1 메시지 저장소에 저장하는 제1 메시지 확인단계; 및 상기 제1 메시지 저장소에 제1 메시지가 저장되면 상기 제1 메시지를 확인하여 상기 제1 메시지에 저장된 정보 및 상기 이더넷 클라이언트를 식별하는 목적 주소를 이더넷 데이터에 포함시켜 이더넷 채널로 전송하는 제1 메시지 전송단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법을 제공한다.
상기 게이트웨이 방법은, 상기 이더넷 채널로부터 이더넷 네트워크 메시지가 전송되었는지를 확인하고 상기 이더넷 네트워크 메시지를 전송한 클라이언트에 대응되는 제2 메시지 저장소에 상기 이더넷 네트워크 메시지인 제2 메시지를 저장하는 제2 메시지 확인단계; 및 상기 제2 메시지 저장소에 상기 제2 메시지가 저장되면 상기 제2 메시지를 전송한 클라이언트에 대응되는 CAN ID를 CAN 채널로 전송할 CAN 메시지에 삽입하고 상기 제2 메시지에 포함된 데이터를 상기 CAN 메시지에 포함하여 상기 CAN 채널로 전송하는 제2 메시지 전송단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 게이트웨이 장치가 CAN 네트워크와 이더넷(Ethernet) 네트워크 사이의 데이터 전송을 위한 방법에 있어서, CAN-이더넷 통신을 하고자 하는 이더넷 클라이언트로부터 연결설정 요청을 수신하고 상기 이더넷 클라이언트에 CAN ID를 설정하는 게이트웨이 초기화단계; 이더넷 채널로부터 이더넷 네트워크 메시지가 전송되었는지를 확인하고 상기 이더넷 네트워크 메시지를 전송한 이더넷 클라이언트에 대응되는 제2 메시지 저장소에 상기 이더넷 네트워크 메시지에 근거한 제2메시지를 저장하는 제2 메시지 확인단계; 및 상기 제2 메시지 저장소에 상기 제2 메시지가 저장되면 상기 제2 메시지를 전송한 클라이언트에 대응되는 CAN ID를 CAN 채널로 전송할 CAN 메시지에 삽입하고 상기 제2 메시지에 포함된 데이터를 상기 CAN 메시지에 포함하여 상기 CAN 채널로 전송하는 제2 메시지 전송단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법을 제공한다.
상기 게이트웨이 초기화단계는, 상기 이더넷 클라이언트로부터 상기 이더넷 클라이언트의 CAN ID를 수신하여 상기 이더넷 클라이언트에 CAN ID로 설정하고, 상기 이더넷 클라이언트로부터 데이터를 CAN 채널로 전송하기 위하여 상기 이더넷 클라이언트가 발생하는 메시지를 위한 메시지 큐 리스트 공간을 설정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, CAN-이더넷 게이트웨이를 하드웨어로 구성하는 경우 하드웨어 의존적인 환경에서 벗어나 범용적으로 CAN-이더넷 통신을 적용할 수 있는 효과가 있다.
또한, CAN 네트워크를 통한 차량 정보를 이더넷을 통해 외부로 전달할 수 있게 되어 차량 상태 정보를 토대로 한 다양한 형태의 서비스와 응용제품개발이 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 2는 CAN 네트워크로부터 발생한 메시지를 이더넷 네트워크로 전송하기 위한 제1 메시지 큐(Queue) 저장소(210)를 예시한 도면이다.
도 3은 이더넷 네트워크로부터 발생한 메시지를 CAN 채널로 전송하기 위한 제2 메시지 큐(Queue) 구조(310)를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 장치의 소프트웨어 구성을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 5는 게이트웨이 장치의 CAN-이더넷(8) 전송을 위한 제1 메시지 큐(210)의 리스트를 예시한 도면이다.
도 6은 본 실시예의 분류된 테이블을 관리하고 저장하는 융합기(250)의 구조를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 1에 도시하듯이 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 장치(100)는 게이트웨이 초기화부(110), 제1 메지시 확인부(120), 제1 메시지 전송부(130), 제2 메시지 확인부(140) 및 제2 메시지 전송부(150)를 포함한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 자료검색 장치에 포함되는 구성 요소에 대하여 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
본 발명의 실시예는 게이트웨이 장치(100)에서 CAN 네트워크의 데이터를 송수신하기 위해 리눅스의 CAN 디바이스 드라이버를 사용한다. 또한 CAN에서 이더넷으로의 송수신을 위해 게이트웨이 장치를 서버로 만들고 이더넷에 연결되는 이더넷 디바이스를 클라이언트로 설정한다.
게이트웨이 초기화부(110)는 CAN-이더넷 통신을 하고자 하는 이더넷 클라이언트로부터 연결설정 요청을 수신하고 연결요청한 이더넷 클라이언트와 데이터교환을 필요로 하는 CAN 네트워크 구성요소 데이터에 대한 필터링 조건을 수신하여 게이트웨이 설정 초기화를 수행한다. 여기서 필터링 조건이란 해당 이더넷 클라이언트가 관심이 있는 CAN ID의 메시지를 수신할 수 있도록 해당 CAN ID의 메시지를 위한 저장소(예컨대, 제1 메시지 큐(Queue))를 구성하는 것을 의미한다.
게이트웨이 장치(100)에 이더넷 클라이언트가 연결되는 경우 이더넷 클라이언트에서는 초기화에 필요한 정보를 게이트웨이 초기화부(110)에 제공한다.
도 2는 CAN 네트워크로부터 발생한 메시지를 이더넷 네트워크로 전송하기 위한 제1 메시지 큐(Queue) 저장소(210)를 예시한 도면이다.
게이트웨이 장치(100)로 연결된 이더넷 클라이언트에는 CAN 네트워크에서 자신을 식별하는 CAN ID가 부여된다. 이더넷 클라이언트에 부여되는 CAN ID는 이더넷 클라이언트 자체에서 CAN 네트워크와의 연결 요청을 하면서 자신의 CAN ID를 게이트웨이 장치(100)로 제공할 수 있으며 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 이와 같이 결정된 이더넷 클라이언트의 CAN ID를 8이라고 가정하면 도 2는 CAN 네트워크로부터 이더넷 클라이언트(CAN ID 8)(이하, 이더넷 클라이언트(8)이라 약칭함)로의 데이터 전송을 위한 메시지 큐 구조가 된다. 또한, 이더넷 클라이언트(8)는 자신이 데이터교환을 필요로 하는 CAN 네트워크 구성요소에 대한 필터링 조건을 제공한다. 즉, 자신이 CAN 네트워크로부터 데이터를 수신하고자 하는 대상의 CAN ID를 게이트웨이 초기화부(110)로 제공한다.
만일, 이더넷 클라이언트(8)가 필요로 하는 CAN 구성요소의 ID가 1과 3이라면(예컨대, 1은 브레이크의 CAN ID, 3은 엑셀에 대한 CAN ID), 도 2와 같이 각 CAN ID로부터의 메시지를 위한 제1 메시지 큐 리스트 공간을 설정한다. 여기서 게이트웨이 초기화부(110)에 의해 초기화된 직후에는 각 CAN ID를 위한 메시지 큐에는 메시지가 하나도 없어 제1 메시지 큐가 비어 있는 상태가 된다.
도 3은 이더넷 네트워크로부터 발생한 메시지를 CAN 채널로 전송하기 위한 제2 메시지 큐(Queue) 구조(310)를 예시한 도면이다.
도 3과 같이 게이트웨이 초기화부(110)는 CAN으로 연결을 요청하는 이더넷 클라이언트(8)에 CAN ID가 설정된 후 이더넷 클라이언트(8)가 CAN 네트워크로 전송하는 메시지를 위한 제2 메시지 큐 공간(310)을 설정한다. 여기서 게이트웨이 초기화부(110)에 의해 초기화된 직후에는 이더넷 클라이언트(8)를 위한 제2 메시지 큐에는 전송할 메시지가 하나도 없어 제2 메시지 큐가 비어 있는 상태가 된다.
이때, 다른 이더넷 클라이언트(즉, CAN ID 9)에 대해서는 반드시 메시지 큐가 비어 있지는 않으며, 이더넷 클라이언트(8)의 연결요청에 따른 초기화 진행 중에 이더넷 클라이언트(9)가 필요로 하는 CAN 구성요소(즉, CAN ID 1, 3, n)로부터의 CAN 네트워크 메시지가 도착해 있는 경우에는 이더넷 클라이언트(9)에 대응되는 제2 메시지 큐에는 메시지가 저장되어 있을 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 장치의 소프트웨어 구성을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 4에 도시하듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 장치(100)에서 게이트웨이 초기화부(110)는 초기화 프로토콜(410)로 구현되고, 제1 메시지 확인부(120)는 제1 SPM 스레드(420)로 구현되고, 제1 메시지 전송부(130)는 제1 SVM 스레드(430)로 구현되고, 제2 메시지 확인부(140)는 제2 SPM 스레드(440)로 구현되고, 제2 메시지 확인부(150)는 제2 SVM 스레드(450)로 구현될 수 있다. 여기서 모든 스레드(제1 SPM 스레드, 제1 SVM 스레드, 제2 SPM 스레드 및 제1 SVM 스레드)의 기능은 리눅스 기반의 미들웨어로 구현가능하다.
여기서 제1 SPM 스레드(420)는 시간조건에 의해 주기적으로 동작하는 기능을 갖는 객체의 메소드를 포함하는 스레드인 제1스레드로 구성되고, 제1 SVM 스레드(430)는 상기의 미들웨어로부터 제공되는 제1스레드로부터 스레드간 메시지 전송 프로토콜인 IPC(Inter Process Communication)에 의한 웨이크업 메시지를 수신하는 경우 동작이 시작되는 기능을 갖는 객체의 메소드를 포함하는 스레드인 제2스레드로 구성될 수 있다.
제1 SPM 스레드(420)는 CAN 채널로부터 CAN 네트워크 메시지가 전송되었는지를 CAN 스택을 확인하고 CAN 스택에 수신된 CAN 네트워크 메시지를 CAN 네트워크 메시지에 포함된 CAN ID에 따라 필터링 조건에 근거하여 필터링한다. 즉, 해당 CAN 네트워크의 메시지가 이더넷 클라이언트(8)가 필요로 하는 메시지인지를 해당 메시지에 포함된 CAN ID를 확인함으로써 결정할 수 있다.
만일, 해당 메시지가 이더넷 클라이언트(8)가 수신해야 하는 메시지라면(즉, CAN ID가 1 또는 3이라면) 이 메시지를 이더넷 클라이언트(8)를 위한 제1 메시지 큐(210, C-E Queue)의 리스트로 저장하며, 이러한 과정이 필터링에 포함된다.
도 5는 게이트웨이 장치의 CAN-이더넷(8) 전송을 위한 제1 메시지 큐(210)의 리스트를 예시한 도면이다.
도 5에 도시하듯이, CAN-이더넷(8) 전송을 위한 제1 메시지 큐 리스트에는 CAN ID 1 및 3을 위한 메시지 리스트를 저장한다. 도 5에는 이더넷 클라이언트(8)가 필요로 하는 CAN ID 1으로부터의 메시지 및 CAN ID 3으로부터의 메시지가 저장된다. 저장되는 방식은 FIFO(First-In First-Out)형식의 큐로 저장될 수 있으나 저장형식이 본 발명을 한정하지는 않는다.
제1 메시지 큐(210)로 저장되는 리스트에는 다양한 이더넷 클라이언트가 필요로 하는 메시지들이 저장될 수 있다. 즉, 이더넷 클라이언트(9)를 위한 메시지 큐도 존재할 수 있다.
제1 SPM 스레드(420)에 의해 제 1메시지 큐(210)에 데이터가 저장되면 제1 SPM 스레드(420)는 웨이크업 시그널(Wakeup Signal)을 보내어 제1 SPM 스레드(420)를 기동시킨다.
제1 SPM 스레드(420)는 제1 메시지 큐(210)에 제1 메시지가 저장되면 저장된 제1 메시지를 확인하여 제1 메시지에 저장된 정보(즉, 전송하고자 하는 데이터) 및 해당 이더넷 클라이언트(8)를 식별하는 목적 주소를 이더넷 데이터에 포함시켜 이더넷 채널로 전송한다. 여기서 목적 주소는 각 이더넷 클라이언트마다 할당되는 이더넷 네트워크 상의 고유의 TCP/IP 주소를 의미한다.
한편, 도 5에서 CAN 채널에서 메시지가 수신되는 경우 제1 메시지 큐(210)에는 메시지가 다이나믹하게 저장공간이 새로 할당되어 저장되고, 만일 저장된 제1 메시지 큐(210)의 메시지를 이더넷 채널로 전송 완료된 경우에는 해당 메시지는 제1 메시지 큐(210)로부터 삭제되어 해당 메시지를 위하여 사용된 버퍼는 비워진다. 따라서 이더넷 클라이언트(8)에 해당하는 모든 메시지(msg11, msg12, msg31)가 이더넷 채널로 전송된 이후에는 해당 메시지가 CAN 채널로부터 수신되어 제1 메시지 큐(210)에 할당되었던 버퍼공간은 삭제되고, 도 2와 같이 이더넷 클라이언트(8)를 위한 제1 메시지 큐(210)의 리스트가 비어 있는 상태가 된다.
전술하였듯이, 다른 이더넷 클라이언트(예컨대, CAN ID 9의 경우)에 대해서는 반드시 메시지 큐가 비어 있지는 않으며, 이더넷 클라이언트(8)에 할당된 버퍼공간 삭제에 따라 이더넷 클라이언트(8)에 해당하는 메시지가 없는 경우에도 이더넷 클라이언트(9)가 필요로 하는 CAN 구성요소(즉, CAN ID 1, 3, n)로부터 CAN 네트워크 메시지가 도착해 있는 경우에는 이더넷 클라이언트(9)에 대응되는 제2 메시지 큐에는 메시지가 저장되어 있을 수 있다.
한편, 여기서 제2 SPM 스레드(440)는 시간조건에 의해 주기적으로 동작하는 기능을 갖는 객체의 메소드를 포함하는 스레드인 제3스레드로 구성되고, 제2 SVM 스레드(450)는 상기의 미들웨어로부터 제공되는 제3스레드로부터 스레드간 메시지 전송 프로토콜인 IPC에 의한 웨이크업 메시지를 수신하는 경우 동작이 시작되는 기능을 갖는 객체의 메소드를 포함하는 스레드인 제4스레드로 구성될 수 있다.
도 6은 게이트웨이 장치의 이더넷(8)-CAN 전송을 위한 제2 메시지 큐(310)의 리스트를 예시한 도면이다.
제2 SPM 스레드(440)는 이더넷 채널로부터 이더넷 네트워크 메시지가 전송되었는지를 이더넷 스택을 확인하여 이더넷 네트워크 메시지를 전송한 이더넷 클라이언트에 대응되는 제2 메시지 저장소(즉, 제2 메시지 큐(310), 또는 도 4의 E-C Queue)에 이더넷 네트워크 메시지를 저장한다. 만일 이더넷 클라이언트(8)로부터 메시지가 수신된 경우에는 도 6과 같이 이더넷 클라이언트(8)에 대응되는 제2 메시지 큐(310)에 이더넷 네트워크 메시지를 저장한다. 이와 같이 각 이더넷 클라이언트에 대응되는 제2 메시지 큐에는 다양한 이더넷 클라이언트를 위한 메시지 큐가 저장될 수 있다. 즉, 도 6의 경우와 같이 CAN-ID 8 및 9를 갖는 이더넷 클라이언트를 위한 메시지 큐를 저장할 수 있다.
도 6에 도시하듯이, 이더넷 클라이언트(8)에 대응되는 CAN ID별로 제2 메시지 큐가 저장될 수 있다. 여기서, 메시지가 저장되는 방식을 FIFO(First-In First-Out)형식의 큐로 한정하였으나 본 발명이 이에 한정되지 않고 다양한 방법의 메시지 저장방법을 사용할 수 있다.
제2 SVM 스레드(450)는 제2 메시지 큐(310)에 메시지가 저장되면 해당 메시지를 전송한 이더넷 클라이언트에 대응되는 CAN ID를 CAN 채널로 전송할 CAN 메시지에 삽입하고 해당 이더넷 클라이언트의 메시지에 포함된 데이터를 CAN 메시지에 포함하여 CAN 채널로 브로드캐스팅 방식으로 전송한다.
한편, 도 6에서 이더넷 채널에서 메시지가 수신되는 경우 제2 메시지 큐(310)에는 메시지가 다이나믹하게 저장공간이 새로 할당되어 저장되고, 만일 저장된 제2 메시지 큐(310)의 메시지를 CAN 채널로 전송 완료한 경우에는 해당 메시지는 제2 메시지 큐(310)로부터 삭제되어 해당 메시지를 위하여 사용된 버퍼는 비워진다. 따라서 이더넷 클라이언트(8)에 해당하는 모든 메시지(msg81, msg82)가 CAN 채널로 전송된 이후에는 해당 메시지가 이더넷 채널로부터 수신되어 제2 메시지 큐(310)에 할당되었던 버퍼공간은 삭제되고, 도 3과 같이 이더넷 클라이언트(8)을 위한 제2 메시지 큐(310)의 리스트가 비어 있는 상태가 된다.
도 6에서도, 이더넷 클라이언트(8)에 할당된 메시지가 모두 삭제되어 메시지 큐가 비어있는 경우에 다른 이더넷 클라이언트(즉, CAN ID 9)에 대해서는 반드시 메시지 큐가 비어 있지는 않으며, 이더넷 클라이언트(9)가 필요로 하는 CAN 구성요소(즉, CAN ID 1, 3, n)로부터의 의 CAN 네트워크 메시지가 도착한 경우에는 이더넷 클라이언트(9)에 대응되는 제2 메시지 큐에는 메시지가 저장되어 있을 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 게이트웨이 장치에서 데이터를 전송하는 방법으로서, CAN-이더넷 통신을 하고자 하는 이더넷 클라이언트로부터 연결설정 요청을 수신하고 상기 이더넷 클라이언트와 데이터교환을 필요로 하는 CAN 네트워크 구성요소에 대한 필터링 조건을 수신하여 게이트웨이 설정 초기화를 수행하는 게이트웨이 설정 초기화단계(S710), CAN 채널로부터 CAN 네트워크 메시지가 전송되었는지를 확인하고 상기 CAN 네트워크 메시지를 상기 CAN 네트워크 메시지에 포함된 CAN ID에 따라 상기 필터링 조건에 근거하여 필터링하고, 상기 CAN 네트워크 메시지가 필터링된 제1 메시지를 상기 CAN ID별로 설정되는 제1 메시지 저장소에 저장하는 제1 메시지 확인단계(S720), 상기 제1 메시지 저장소에 제1 메시지가 저장되면 상기 제1 메시지를 확인하여 상기 제1 메시지에 저장된 정보 및 상기 이더넷 클라이언트를 식별하는 목적 주소를 이더넷 데이터에 포함시켜 이더넷 채널로 전송하는 제1 메시지 전송단계(S730), 상기 이더넷 채널로부터 이더넷 네트워크 메시지가 전송되었는지를 확인하고 상기 이더넷 네트워크 메시지를 전송한 클라이언트에 대응되는 제2 메시지 저장소에 상기 이더넷 네트워크 메시지를 저장하는 제2 메시지 확인단계(S740), 상기 제2 메시지 저장소에 제2 메시지가 저장되면 상기 제2 메시지를 전송한 클라이언트에 대응되는 CAN ID를 CAN 채널로 전송할 CAN 메시지에 삽입하고 상기 제2 메시지에 포함된 데이터를 CAN 메시지에 포함하여 상기 CAN 채널로 전송하는 제2 메시지 전송단계(S750)을 포함할 수 있다.
여기서, 게이트웨이 설정 초기화단계(S710), 제1 메시지 확인단계(S720), 제1 메시지 전송단계(S730), 제2 메시지 확인단계(S740) 및 제2 메시지 전송단계(S750)는 각각 게이트웨이 장치(100)의 게이트웨이 초기화부(110), 제1 메지시 확인부(120), 제1 메시지 전송부(130), 제2 메시지 확인부(140) 및 제2 메시지 전송부(150)의 기능에 대응되므로 상세한 성명은 생략한다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 CAN-이더넷 게이트웨이를 하드웨어로 구성하는 경우 하드웨어 의존적인 환경에서 벗어나 범용적으로 CAN-Ethernet 통신을 적용할 수 있는 효과가 있어 유용한 발명이다.

Claims (11)

  1. CAN 네트워크와 이더넷(Ethernet) 네트워크 사이의 데이터 전송을 위한 게이트웨이 장치에 있어서,
    CAN-이더넷 통신을 하고자 하는 이더넷 클라이언트로부터 연결설정 요청을 수신하고 상기 이더넷 클라이언트와 데이터교환을 필요로 하는 CAN 네트워크 구성요소에 대한 필터링 조건을 수신하여 게이트웨이 설정 초기화를 수행하는 게이트웨이 초기화부;
    CAN 채널로부터 CAN 네트워크 메시지가 전송되었는지를 확인하고 상기 CAN 네트워크 메시지를 상기 CAN 네트워크 메시지에 포함된 CAN ID에 따라 상기 필터링 조건에 근거하여 필터링하고, 상기 CAN 네트워크 메시지가 필터링된 제1 메시지를 상기 CAN ID별로 설정되는 제1 메시지 저장소에 저장하는 제1 메시지 확인부; 및
    상기 제1 메시지 저장소에 제1 메시지가 저장되면 상기 제1 메시지를 확인하여 상기 제1 메시지에 저장된 정보 및 상기 이더넷 클라이언트를 식별하는 목적 주소를 이더넷 데이터에 포함시켜 이더넷 채널로 전송하는 제1 메시지 전송부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 게이트웨이 장치는,
    상기 이더넷 채널로부터 이더넷 네트워크 메시지가 전송되었는지를 확인하고 상기 이더넷 네트워크 메시지를 전송한 클라이언트에 대응되는 제2 메시지 저장소에 상기 이더넷 네트워크 메시지를 저장하는 제2 메시지 확인부; 및
    상기 제2 메시지 저장소에 제2 메시지가 저장되면 상기 제2 메시지를 전송한 클라이언트에 대응되는 CAN ID를 CAN 채널로 전송할 CAN 메시지에 삽입하고 상기 제2 메시지에 포함된 데이터를 상기 CAN 메시지에 포함하여 상기 CAN 채널로 전송하는 제2 메시지 전송부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 게이트웨이 초기화부는,
    상기 이더넷 클라이언트에 대응되는 CAN ID를 설정하고 상기 필터링 조건을 수신하여 상기 이더넷 클라이언트에서 CAN 네트워크로부터 데이터를 전송받고자 하는 하나 이상의 CAN 네트워크 구성요소의 ID마다 각각 대응되는 메시지를 위한 메시지 큐 리스트 공간을 생성하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 게이트웨이 초기화부는,
    상기 이더넷 클라이언트로부터 상기 이더넷 클라이언트의 CAN ID에 대한 정보를 수신하여 상기 이더넷 클라이언트의 CAN ID로 설정하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 게이트웨이 장치는, 상기 제1 메시지 확인부 및 상기 제1 메시지 전송부의 기능을 포함하는 미들웨어로 구성되고,
    상기 제1 메시지 확인부는 시간조건에 의해 주기적으로 동작하는 기능을 갖는 객체의 메소드를 포함하는 제1스레드로 구성되고,
    상기 제1 메시지 전송부는 상기 제1스레드로부터 상기 미들웨어에서 제공하는 스레드간 메시지인 IPC에 의한 웨이크업 메시지를 수신하는 경우 동작이 시작되는 기능을 갖는 객체의 메소드를 포함하는 스레드로 구성되는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  6. CAN 네트워크와 이더넷(Ethernet) 네트워크 사이의 데이터 전송을 위한 게이트웨이 장치에 있어서,
    CAN-이더넷 통신을 하고자 하는 이더넷 클라이언트로부터 연결설정 요청을 수신하고 상기 이더넷 클라이언트에 CAN ID를 설정하는 게이트웨이 초기화부;
    이더넷 채널로부터 이더넷 네트워크 메시지가 전송되었는지를 확인하고 상기 이더넷 네트워크 메시지를 전송한 이더넷 클라이언트에 대응되는 제2 메시지 저장소에 상기 이더넷 네트워크 메시지에 근거한 제2메시지를 저장하는 제2 메시지 확인부; 및
    상기 제2 메시지 저장소에 상기 제2 메시지가 저장되면 상기 제2 메시지를 전송한 클라이언트에 대응되는 CAN ID를 CAN 채널로 전송할 CAN 메시지에 삽입하고 상기 제2 메시지에 포함된 데이터를 상기 CAN 메시지에 포함하여 상기 CAN 채널로 전송하는 제2 메시지 전송부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 게이트웨이 초기화부는,
    상기 이더넷 클라이언트로부터 상기 이더넷 클라이언트의 CAN ID를 수신하여 상기 이더넷 클라이언트에 CAN ID로 설정하고, 상기 이더넷 클라이언트로부터 데이터를 CAN 채널로 전송하기 위하여 상기 이더넷 클라이언트가 발생하는 메시지를 위한 메시지 큐 리스트 공간을 설정하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  8. 게이트웨이 장치가 CAN 네트워크와 이더넷(Ethernet) 네트워크 사이의 데이터 전송을 수행하는 방법에 있어서,
    CAN-이더넷 통신을 하고자 하는 이더넷 클라이언트로부터 연결설정 요청을 수신하고 상기 이더넷 클라이언트와 데이터교환을 필요로 하는 CAN 네트워크 구성요소에 대한 필터링 조건을 수신하여 게이트웨이 설정 초기화를 수행하는 게이트웨이 설정 초기화단계;
    CAN 채널로부터 CAN 네트워크 메시지가 전송되었는지를 확인하고 상기 CAN 네트워크 메시지를 상기 CAN 네트워크 메시지에 포함된 CAN ID에 따라 상기 필터링 조건에 근거하여 필터링하고, 상기 CAN 네트워크 메시지가 필터링된 제1 메시지를 상기 CAN ID별로 설정되는 제1 메시지 저장소에 저장하는 제1 메시지 확인단계; 및
    상기 제1 메시지 저장소에 제1 메시지가 저장되면 상기 제1 메시지를 확인하여 상기 제1 메시지에 저장된 정보 및 상기 이더넷 클라이언트를 식별하는 목적 주소를 이더넷 데이터에 포함시켜 이더넷 채널로 전송하는 제1 메시지 전송단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 게이트웨이 방법은,
    상기 이더넷 채널로부터 이더넷 네트워크 메시지가 전송되었는지를 확인하고 상기 이더넷 네트워크 메시지를 전송한 클라이언트에 대응되는 제2 메시지 저장소에 상기 이더넷 네트워크 메시지인 제2 메시지를 저장하는 제2 메시지 확인단계; 및
    상기 제2 메시지 저장소에 상기 제2 메시지가 저장되면 상기 제2 메시지를 전송한 클라이언트에 대응되는 CAN ID를 CAN 채널로 전송할 CAN 메시지에 삽입하고 상기 제2 메시지에 포함된 데이터를 상기 CAN 메시지에 포함하여 상기 CAN 채널로 전송하는 제2 메시지 전송단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  10. 게이트웨이 장치가 CAN 네트워크와 이더넷(Ethernet) 네트워크 사이의 데이터 전송을 위한 방법에 있어서,
    CAN-이더넷 통신을 하고자 하는 이더넷 클라이언트로부터 연결설정 요청을 수신하고 상기 이더넷 클라이언트에 CAN ID를 설정하는 게이트웨이 초기화단계;
    이더넷 채널로부터 이더넷 네트워크 메시지가 전송되었는지를 확인하고 상기 이더넷 네트워크 메시지를 전송한 이더넷 클라이언트에 대응되는 제2 메시지 저장소에 상기 이더넷 네트워크 메시지에 근거한 제2메시지를 저장하는 제2 메시지 확인단계; 및
    상기 제2 메시지 저장소에 상기 제2 메시지가 저장되면 상기 제2 메시지를 전송한 클라이언트에 대응되는 CAN ID를 CAN 채널로 전송할 CAN 메시지에 삽입하고 상기 제2 메시지에 포함된 데이터를 상기 CAN 메시지에 포함하여 상기 CAN 채널로 전송하는 제2 메시지 전송단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 게이트웨이 초기화단계는,
    상기 이더넷 클라이언트로부터 상기 이더넷 클라이언트의 CAN ID를 수신하여 상기 이더넷 클라이언트에 CAN ID로 설정하고, 상기 이더넷 클라이언트로부터 데이터를 CAN 채널로 전송하기 위하여 상기 이더넷 클라이언트가 발생하는 메시지를 위한 메시지 큐 리스트 공간을 설정하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
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