KR20170082023A - 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법 및 이를 수행하는 매체 접근 제어 장치 - Google Patents

캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법 및 이를 수행하는 매체 접근 제어 장치 Download PDF

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Abstract

캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법은 캔(CAN) 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치에서 수행되는 매체 접근 제어 방법에 있어서, (a) 동일 그룹에 포함된 복수의 노드들 각각으로부터 메시지를 수신하여 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자의 우선 순위를 기초로 상기 메시지를 처리하는 단계 및 (b) 기 설정된 주기마다 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 순환적 증가를 통해 다중 교환하여 상기 복수의 노드들 각각에 부여하는 단계를 포함한다. 따라서, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법은 동일 그룹에 포함된 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 순환적 증가를 통해 다중 교환하여 동일 수준의 매체 접근성을 부여할 수 있다.

Description

캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법 및 이를 수행하는 매체 접근 제어 장치{MEDIA ACCESS CONTROL METHOD USING CAN COMMUNICATION AND MEDIA ACCESS CONTROL APPARATUS PERFORMING THE SAME}
본 발명은 캔(CAN) 통신을 이용한 매체 접근 제어 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환하여 그룹 내 단말들에 동일 수준의 매체 접근성을 부여하는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
캔 프로토콜(CAN Protocol)은 하나의 버스 토폴로지(Bus Topology) 형태의 네트워크로서 하나의 버스에 복수의 단말들이 연결되어 경쟁 방식으로 매체에 접근하여 정보를 교환한다. CAN 메시지의 데이터는 전송 신호들로 구성되어 네트워크를 통하여 전달되고, 전송 신호는 센서나 구동기의 입/출력 또는 제어 입력 등과 같이 네트워크 상에서 의미를 가지는 최소한의 단위를 의미한다. CAN 네트워크는 이러한 전송 신호를 메시지를 이용하여 전송할 수 있고, 메시지란 신호의 송신자와 수신자, 신호의 길이, 전송 주기 및 마감 시간과 같은 시간에 대한 특성을 고려하여 CAN 버스에 제공할 수 있는 형태로 재구성한 것을 의미한다.
종래 기술에 따른 매체 접근 제어 기술은 동일 그룹 내의 복수의 단말들에 대한 메시지를 전송하는 과정에서, 우선 순위가 높은 단말의 순서대로 제공된 메시지를 우선적으로 처리한다. 즉, 종래 기술은 동일 그룹 내에서 우선 순위가 높은 단말부터 메시지를 우선 처리하고, 그 결과 우선 순위가 낮은 단말은 전송 지연 시간이 증가하는 문제점이 발생한다. 또한, 종래 기술은 복수의 단말들에 대하여 동일한 매체 접근 우선 순위를 제공하기 위하여 동일한 식별자를 부여하는 경우, 동일한 식별자를 가지는 복수의 단말들로부터 메시지를 수신하면 메시지가 충돌하여 깨지게 되는 문제점을 가지고 있다.
한국등록특허 제10-1384639호는 복수의 버스라인을 연계운용하는 캔 통신 시스템에 관한 것으로, 전자장치들을 복수의 그룹으로 나누고 양단에 종단저항을 연결한 버스라인을 각각의 그룹마다 마련하여 그룹에 속한 전자장치들 사이에 캔 통신을 하게 하되, 각각의 버스라인들을 서로 전기적으로 연결하여 통합 버스라인을 구성함과 동시에 통합 버스라인에 연결되는 종단저항을 2개만 남기고 나머지 종단저항을 통합 버스라인으로부터 전기적으로 분리하는 릴레이를 종단저항이 연결되는 버스라인의 단부에 구비하여, 동일 그룹에 속한 전자장치들 간에만 캔 통신하게 하는 동작 및 동일 그룹은 물론이고 서로 다른 그룹에 속한 전자장치들 간에도 캔 통신하게 하는 동작 중에서 어느 한 동작을 선택적으로 할 수 있는 캔 통신 기술을 개시한다.
한국등록특허 제10-1351285호는 CAN 네트워크와 이더넷 네트워크 사이의 데이터 전송을 위한 방법 및 게이트웨이 장치에 관한 것으로, 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 초기화 단계, CAN 채널로부터 CAN 네트워크 메시지가 전송되었는지를 확인하고 상기 CAN 네트워크 메시지를 상기 CAN 네트워크 메시지에 포함된 CAN ID에 따라 상기 필터링 조건에 근거하여 필터링 하고, 상기 CAN 네트워크 메시지가 필터링 된 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 데이터 전송 방법 및 장치를 개시한다.
한국등록특허 제10-1384639호 (2014.04.07 등록) 한국등록특허 제10-1351285호 (2014.01.08 등록)
본 발명의 일 실시예는 동일 그룹에 포함된 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 순환적 증가를 통해 다중 교환하여 동일 수준의 매체 접근성을 부여하는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 동일 그룹에 포함된 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 서로 다르게 설정하여 우선 순위 기반의 메시지 전송 과정에서 메시지들 간의 충돌을 방지하는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 기 설정된 주기마다 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 순환적 증가를 통해 다중 교환하여 복수의 노드들 각각에 대한 메시지 처리 속도를 제어하는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법은 캔(CAN) 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치에서 수행되는 매체 접근 제어 방법에 있어서, (a) 동일 그룹에 포함된 복수의 노드들 각각으로부터 메시지를 수신하여 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자의 우선 순위를 기초로 상기 메시지를 처리하는 단계 및 (b) 기 설정된 주기마다 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 순환적 증가를 통해 다중 교환하여 상기 복수의 노드들 각각에 부여하는 단계를 포함한다.
상기 (b) 단계는 복수의 노드들 각각의 로컬 식별자를 순환 증가시키고 상기 순환 증가된 로컬 식별자를 상기 그룹의 그룹 식별자와 결합하여 상기 CAN 식별자를 다중 교환하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 (b) 단계는 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환하여 상기 우선 순위를 가지는 CAN 식별자를 상기 복수의 노드들 각각에 순차적으로 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 (b) 단계는 외부의 컴퓨팅 장치에서 수행 가능한 응용 프로세스로부터 상기 로컬 식별자 및 상기 그룹 식별자가 결합된 CAN 식별자를 수신하여 상기 복수의 노드들 각각에 부여하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (b) 단계는 상기 복수의 노드들 각각으로부터 메시지를 수신하면 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 (b) 단계는 적어도 하나의 메시지로 구성되는 메시지 패킷을 수신하면 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 (b) 단계는 기 설정된 시간이 경과하면 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예들 중에서, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치는 동일 그룹에 포함된 복수의 노드들 각각으로부터 메시지를 수신하여 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자의 우선 순위를 기초로 상기 메시지를 처리하는 메시지 처리부 및 기 설정된 주기마다 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 순환적 증가를 통해 다중 교환하여 상기 복수의 노드들 각각에 부여하는 CAN 식별자 다중 교환부를 포함한다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법 및 장치는 동일 그룹에 포함된 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 순환적 증가를 통해 다중 교환하여 동일 수준의 매체 접근성을 부여할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법 및 장치는 동일 그룹에 포함된 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 서로 다르게 설정하여 우선 순위 기반의 메시지 전송 과정에서 메시지들 간의 충돌을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법 및 장치는 기 설정된 주기마다 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 순환적 증가를 통해 다중 교환하여 복수의 노드들 각각에 대한 메시지 처리 속도를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1에 있는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치에서 수행되는 CAN 식별자 다중 교환 과정을 설명하는 순서도이다.
도 4는 도 1에 있는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치에서 응용 프로세스를 통해 수행되는 CAN 식별자 다중 교환 과정을 설명하는 순서도이다.
도 5는 도 1에 있는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치에서 수행되는 메시지 처리 과정을 종래 기술과 비교하여 설명하는 흐름도이다.
도 6은 도 1에 있는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치의 메시지 처리 과정에서 발생하는 전송 지연 시간을 종래 기술과 비교하여 설명하는 그래프이다.
도 7은 도 1에 있는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치에서 사용되는 캔 메시지를 설명하는 구성도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한, 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 시스템은 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100) 및 복수의 그룹들(10, 20)을 포함한다. 여기에서, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100) 및 복수의 그룹들(10, 20)은 캔(CAN, Control Area Network) 네트워크(또는 캔 통신)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 캔 프로토콜은 하나의 버스 토폴로지(Bus Topology)의 형태로 구현될 수 있다. 버스 토폴로지 형태의 캔 네트워크는 방송(Broadcast) 형태로 메시지를 전달하기 때문에, 하나의 단말로부터 전송된 메시지는 캔 네트워크를 통해 다른 모든 단말들에 제공될 수 있다.
복수의 그룹들은 A 그룹(10) 및 B 그룹(20)을 포함할 수 있고, A 및 B 그룹들(10, 20) 각각은 적어도 하나의 노드(또는 단말)를 포함할 수 있다. 여기에서, 적어도 하나의 단말들은 하나의 캔 버스에 연결될 수 있고, 우선 순위 기반의 경쟁 방식을 통해 매체에 접근하여 정보를 교환할 수 있다. 하나의 단말은 게이트웨이 또는 다른 단말과 데이터를 교환할 수 있다. 단말은 캔 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있다. 예를 들어, 단말은 데스크톱(Desktop), 노트북(Laptop), 스마트 폰(Smart phone) 또는 태블릿 PC(Tablet Personal Computer)에 해당할 수 있다.
캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)는 동일 그룹 내의 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환하여 그룹 내 단말들에 동일 수준의 매체 접근성을 부여할 수 있다. 일 실시예에서, A 그룹(10) 및 B 그룹(20)은 서로 다른 우선 순위를 기반으로 캔 버스에 접근할 수 있다. 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)는 A 그룹(10) 내에서 복수의 노드들(11, 12, 13)의 CAN 식별자를 상호 교환할 수 있고, B 그룹(20) 내에서 복수의 노드들(21, 22, 23)의 CAN 식별자를 상호 교환할 수 있다. 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100) 캔 버스와 연결된 복수의 노드들 각각에 대한 CAN 식별자를 설정할 수 있다. 보다 구체적으로, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)는 동일 그룹에 포함된 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 순환적 증가를 통해 다중 교환하여 복수의 노드들 각각에 부여할 수 있다. 즉, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)는 동일 그룹 내의 복수의 노드들에 동일 수준의 매체 접근성을 부여하나, A 그룹(10) 및 B 그룹(20)은 여전히 다른 우선 순위를 기초로 캔 버스에 접근할 수 있다.
도 2는 도 1에 있는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)는 메시지 처리부(110), CAN 식별자 다중 교환부(120) 및 제어부(130)를 포함한다.
메시지 처리부(110)는 동일 그룹에 포함된 복수의 노드들 각각으로부터 메시지를 수신하여 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자의 우선 순위를 기초로 메시지를 처리할 수 있다. 보다 구체적으로, 메시지 처리부(110)는 캔 버스를 통해 복수의 노드들로부터 메시지를 수신할 수 있다. 여기에서, 메시지(또는 캔 메시지)는 적어도 CAN 식별자 정보, 데이터 정보, 매체 접근성에 대한 우선 순위 정보 및 전송 여부 확인 정보를 포함할 수 있다. 즉, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)는 복수의 노드들 각각에 대한 CAN 식별자를 설정 및 변경할 수 있고, 복수의 노드들 각각은 CAN 식별자 정보가 포함된 메시지를 전송할 수 있다.
CAN 식별자 다중 교환부(120)는 기 설정된 주기마다 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 순환적 증가를 통해 다중 교환하여 복수의 노드들 각각에 부여할 수 있다. 여기에서, 순환적 증가는 CAN 식별자의 계수가 최대이면 최소 계수로 복귀하여 다시 순차적으로 증가하는 것을 의미한다. CAN 식별자 다중 교환부(120)는 기 설정된 주기마다 CAN 식별자의 계수를 특정 계수만큼 증가시킬 수 있고, 해당 CAN 식별자의 계수가 최대 값에 해당하면 이를 최소 계수로 전환시킬 수 있다. 결과적으로, CAN 식별자 다중 교환부(120)는 CAN 식별자의 순환적 증가를 통해 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 연쇄 이동시키는 효과를 제공할 수 있다. CAN 식별자 다중 교환부(120)는 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환하여 복수의 노드들 각각에 부여할 수 있다.
보다 구체적으로, CAN 식별자 다중 교환부(120)는 복수의 노드들 각각의 로컬 식별자를 순환 증가시키고, 순환 증가된 로컬 식별자를 해당 노드가 포함된 그룹의 그룹 식별자와 결합할 수 있다. 여기에서, 로컬 식별자는 그룹 내의 복수의 노드들을 구분하기 위하여 사용되고 그룹 내의 복수의 노드들에 대한 우선 순위 정보를 포함할 수 있다. 또한, 그룹 식별자는 캔 버스와 연결된 복수의 그룹들을 구분하기 위하여 사용되고 복수의 그룹들에 대한 우선 순위 정보를 포함할 수 있다. CAN 식별자 다중 교환부(120)는 로컬 식별자와 그룹 식별자가 결합된 CAN 식별자를 생성하여 복수의 노드들 각각에 부여할 수 있다. 따라서, CAN 식별자 다중 교환부(120)는 로컬 식별자 및 그룹 식별자를 포함하는 CAN 식별자를 통해 동일 그룹 내의 복수의 노드들에 동일 수준의 매체 접근성을 부여하나, 서로 다른 그룹들은 여전히 다른 우선 순위를 기초로 캔 버스에 접근할 수 있다.
일 실시예에서, CAN 식별자는 로컬 식별자 및 그룹 식별자를 포함할 수 있다. 예를 들어, CAN 식별자는 상위 비트에 소속 그룹을 나타내는 그룹 식별자 정보를 저장하고, 하위 비트에 그룹 내 단말들을 구분하는 로컬 식별자 정보를 저장할 수 있다. CAN 식별자 다중 교환부(120)는 복수의 노드들 각각의 로컬 식별자를 순환 증가시킬 수 있고, 그룹 식별자는 해당 그룹의 우선 순위가 변경되기 전까지 유지될 수 있다.
일 실시예에서, CAN 식별자 다중 교환부(120)는 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환하여 우선 순위를 가지는 CAN 식별자를 복수의 노드들 각각에 순차적으로 제공할 수 있다. 복수의 노드들은 우선 순위를 가지는 CAN 식별자를 포함하는 메시지를 캔 버스를 통해 게이트웨이 또는 다른 노드에 제공할 수 있고, 메시지 처리부(110)는 다중 교환된 CAN 식별자의 우선 순위를 기초로 메시지를 처리할 수 있다. 즉, 하나의 단말의 매체 접근성에 대한 우선 순위는 기 설정된 주기마다 변경될 수 있다.
다른 일 실시예에서, CAN 식별자 다중 교환부(120)는 외부의 컴퓨팅 장치에서 수행 가능한 응용 프로세스로부터 로컬 식별자 및 그룹 식별자가 결합된 CAN 식별자를 수신하여 복수의 노드들 각각에 부여할 수 있다. 보다 구체적으로, 메시지 처리부(110)는 캔 버스를 통해 복수의 노드들로부터 메시지를 수신할 수 있다. 메시지 처리부(110)는 메시지를 수신하면 외부의 컴퓨팅 장치에서 수행 가능한 응용 프로세스에 CAN 식별자의 변경을 요청할 수 있다. 응용 프로세스는 그 내부에서 로컬 식별자 및 그룹 식별자를 결합하는 과정을 수행할 수 있고, CAN 식별자 다중 교환부(120)는 응용 프로세스로부터 변경된 CAN 식별자를 수신할 수 있다. CAN 식별자 다중 교환부(120)는 변경된 CAN 식별자를 복수의 노드들 각각에 부여할 수 있다.
CAN 식별자 다중 교환부(120)는 기 설정된 주기마다 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환할 수 있다. 일 실시예에서, CAN 식별자 다중 교환부(120)는 복수의 노드들 각각으로부터 메시지를 수신하면 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환할 수 있다. 메시지 처리부(110)가 적어도 하나의 노드로부터 메시지를 수신하면 CAN 식별자 다중 교환부(120)는 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 순환 증가시킬 수 있다. 따라서, 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자는 메시지 처리부(110)가 메시지를 수신할 때마다 변경될 수 있다. 즉, CAN 식별자 다중 교환부(120)는 CAN 식별자를 다중 교환하는 주기를 제어함으로써 동일 그룹 내의 복수의 노드들 각각으로부터 수신되는 메시지의 처리 속도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)는 주기를 짧게 지정할수록 복수의 노드들 각각으로부터 수신되는 메시지를 동일한 속도(또는 아주 유사한 속도)로 처리할 수 있고, 주기를 길게 지정할수록 복수의 노드들 각각으로부터 수신되는 메시지를 서로 다른 속도로 처리할 수 있다.
일 실시예에서, CAN 식별자 다중 교환부(120)는 적어도 하나의 메시지로 구성되는 메시지 패킷을 수신하면 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환할 수 있다. 보다 구체적으로, CAN 식별자 다중 교환의 주기에 해당하는 메시지 패킷의 개수는 사용자에 의하여 기 설정될 수 있고, CAN 식별자 다중 교환부(120)는 기 설정된 개수의 메시지 패킷을 수신하면 CAN 식별자를 순환 증가시킬 수 있다.
일 실시예에서, CAN 식별자 다중 교환부(120)는 기 설정된 시간이 경과하면 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환할 수 있다. 보다 구체적으로, CAN 식별자 다중 교환의 주기에 해당하는 특정 시간은 사용자에 의하여 기 설정될 수 있고, CAN 식별자 다중 교환부(120)는 기 설정된 특정 시간이 경과하면 CAN 식별자를 순환 증가시킬 수 있다.
제어부(130)는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)의 전체적인 동작을 제어하고, 메시지 처리부(110) 및 CAN 식별자 다중 교환부(120) 간의 제어 흐름 또는 데이터 흐름을 제어할 수 있다.
도 3은 도 1에 있는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치에서 수행되는 CAN 식별자 다중 교환 과정을 설명하는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 메시지 처리부(110)는 캔 네트워크로부터 메시지를 수신할 수 있다(단계 S310).
CAN 식별자 다중 교환부(120)는 복수의 노드들 각각의 로컬 식별자를 순환 증가시킬 수 있다(단계 S320).
CAN 식별자 다중 교환부(120)는 로컬 식별자를 그룹 식별자와 결합할 수 있다(단계 S330).
CAN 식별자 다중 교환부(120)는 변경된 CAN 식별자를 복수의 노드들 각각에 부여할 수 있다(단계 S340).
도 4는 도 1에 있는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치에서 응용 프로세스를 통해 수행되는 CAN 식별자 다중 교환 과정을 설명하는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 메시지 처리부(110)는 캔 네트워크로부터 메시지를 수신할 수 있다(단계 S410).
CAN 식별자 다중 교환부(120)는 캔 네트워크로부터 메시지를 수신하면 외부의 컴퓨팅 장치에서 수행 가능한 응용 프로세스(이하, 응용 프로세스)에 CAN 식별자의 변경을 요청할 수 있다(단계 S420). 응용 프로세스는 로컬 식별자 및 그룹 식별자를 결합하여 CAN 식별자를 생성 또는 변경할 수 있다. 응용 프로세스는 생성된 CAN 식별자를 CAN 식별자 다중 교환부(120)에 제공할 수 있다.
CAN 식별자 다중 교환부(120)는 응용 프로세스로부터 CAN 식별자를 수신할 수 있다(단계 S430).
CAN 식별자 다중 교환부(120)는 변경된 CAN 식별자를 복수의 노드들 각각에 부여할 수 있다(단계 S440).
도 5는 도 1에 있는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치에서 수행되는 메시지 처리 과정을 종래 기술과 비교하여 설명하는 흐름도이다. 보다 구체적으로, 도 5a는 종래 기술에 따른 매체 접근 제어 장치(이하, 종래 기술)에 의하여 수행되는 복수의 단말들에 대한 메시지 처리 과정을 나타내고, 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)에서 수행되는 메시지 처리 과정을 나타낸다.
도 5a에서, 종래 기술은 동일 그룹 내의 복수의 단말들에 대하여 매체 접근성에 대한 우선 순위를 기초로 메시지 처리 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 복수의 노드들 각각은 동일한 시각에 캔 버스에 메시지의 전송을 요청할 수 있고, 우선 순위가 높은 노드의 메시지가 우선적으로 전송될 수 있다. 처리되지 않은 메시지를 가진 노드는 다시 캔 버스에 전송 요청할 수 있고, 동시에 복수의 노드들로부터 메시지에 대한 전송이 요청되면 종래 기술은 다시 우선 순위를 기초로 메시지를 전송할 수 있다. 한편, 동일한 CAN 식별자를 가지는 복수의 단말들로부터 동시에 메시지 전송 요청을 수신하는 경우 메시지의 충돌이 발생하여 메시지가 손상될 수 있기 때문에, 동시에 전송되는 메시지의 CAN 식별자들 각각은 서로 다르게 설정될 수 있다.
예를 들어, 종래 기술은 동일 그룹 내의 A-1 노드, A-2 노드, A-3 노드로부터 동시에 메시지(m-1-1, m-2-1, m-3-1)의 전송 요청을 수신하는 경우, 매체 접근성에 대한 우선 순위가 가장 높은 A-1 노드의 메시지(m-1-1)를 우선적으로 전송할 수 있고, A-2 노드 및 A-3 노드의 메시지(m-2-1, m-3-1)의 전송을 보류할 수 있다. 이후, A-1 노드, A-2 노드, A-3 노드로부터 동시에 메시지(m-1-2, m-2-1, m-3-1)의 전송 요청을 수신하는 경우, 종래기술은 A-1 노드의 메시지(m-1-2)를 우선적으로 전송할 수 있고, A-2 노드 및 A-3 노드의 메시지(m-2-1, m-3-1)의 전송을 보류할 수 있다. 이와 같이, 종래 기술은 CAN 식별자가 변경되지 않기 때문에, 우선 순위가 가장 높은 노드의 메시지가 전부 전송되어야 다음 우선 순위를 가지는 노드의 메시지를 전송할 수 있다. 따라서, 종래 기술은 복수의 노드들 간의 전송 지연 시간의 격차를 발생시키고, 우선 순위가 낮은 단말의 전송 지연 시간을 증가시키는 문제점을 가지고 있다.
도 5b에서, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)는 동일 그룹 내의 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환하여 그룹 내 단말들에 동일 수준의 매체 접근성을 부여할 수 있다. 일 실시예에서, CAN 식별자 다중 교환부(120)는 기 설정된 주기마다 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 순환적 증가를 통해 다중 교환하여 복수의 노드들 각각에 부여할 수 있다. 예를 들어, CAN 식별자 다중 교환부(120)는 동일 그룹 내의 A-1 노드(11), A-2 노드(12), A-3 노드(13)로부터 동시에 메시지(m-1-1, m-2-1, m-3-1)의 전송 요청을 수신하는 경우, 매체 접근성에 대한 우선 순위가 가장 높은 A-1 노드(11)의 메시지(m-1-1)를 우선적으로 전송할 수 있고, A-2 노드 및 A-3 노드의 메시지(m-2-1, m-3-1)의 전송을 보류할 수 있다. CAN 식별자 다중 교환부(120)는 A-1 노드(11), A-2 노드(12), A-3 노드(13)들 각각의 CAN 식별자를 순환적 증가를 통해 다중 교환하여 해당 노드들에 부여할 수 있다. 즉, 메시지 처리부(11)를 통해 하나의 메시지가 처리되면, CAN 식별자 다중 교환부(120)는 A-1 노드(11)의 CAN 식별자를 [NODE A-2], A-2 노드(12)의 CAN 식별자를 [NODE A-3], A-3 노드(13)의 CAN 식별자를 [NODE A-1]으로 변경할 수 있다. 이후, A-1 노드(11), A-2 노드(12), A-3 노드(13)로부터 동시에 메시지(m-1-2, m-2-1, m-3-1)의 전송 요청을 수신하는 경우, 메시지 처리부(110)는 A-3 노드(13)의 메시지(m-3-1)를 우선적으로 전송할 수 있고, A-1 노드(11) 및 A-2 노드(12)의 메시지(m-1-2, m-2-1)의 전송을 보류할 수 있다. 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)는 상기 과정을 반복하여 복수의 노드들 각각에 대한 메시지를 골고루 전송할 수 있다. 따라서, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)는 동일 그룹 내의 복수의 노드들에 대한 CAN 식별자의 다중 교환을 통해 그룹 내 단말들에 동일 수준의 매체 접근성을 제공할 수 있다.
도 6은 도 1에 있는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치의 메시지 처리 과정에서 발생하는 전송 지연 시간을 종래 기술과 비교하여 설명하는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)는 그룹 내의 복수의 노드들에 대한 메시지 처리 과정에서 발생하는 전송 지연 시간을 최소화할 수 있다.
종래 기술은 CAN 식별자가 변경되지 않기 때문에, 우선 순위가 가장 높은 노드의 메시지가 전부 전송되어야 다음 우선 순위를 가지는 노드의 메시지를 전송할 수 있고, 우선 순위가 높은 노드와 우선 순위가 낮은 노드 간에 전송 지연 시간의 차이가 발생한다.
한편, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)는 동일 그룹 내의 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환하여 그룹 내 단말들에 동일 수준의 매체 접근성을 부여하여, 복수의 노드들 각각에 대한 메시지를 골고루 전송할 수 있다. 따라서, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)는 복수의 노드들 간의 전송 지연 시간의 차이를 최소화할 수 있다.
도 7은 도 1에 있는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치에서 사용되는 캔 메시지를 설명하는 구성도이다.
도 7을 참조하면, 캔 메시지는 적어도 CAN 식별자 정보, 데이터 정보, 매체 접근성에 대한 우선 순위 정보 및 전송 여부 확인 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 캔 프로토콜은 2.0A 버전의 표준 CAN 형태 또는 2.0B 버전의 확장 CAN 형태의 메시지 포맷을 통해 구현될 수 있다. 여기에서, 2.0A 버전의 표준 CAN 형태는 11비트의 식별자 길이를 가지고, 2.0B 버전의 확장 CAN 형태는 29비트의 식별자 길이를 가질 수 있다. 한편, 2.0A 버전 및 2.0B 버전은 0에서 8비트까지의 동일한 데이터 길이를 포함할 수 있다.
한편, 2.0B 버전의 식별자는 11비트의 기본 식별자 및 18비트의 확장 식별자를 포함할 수 있다. 2.0A 버전의 확장 메시지에 대한 데이터는 프레임의 시작을 나타내는 SOF(Start of Frame) 필드가 1 비트, 중재(Arbitration) 필드가 11+1(RTR) 비트, 제어(Control) 필드가 6 비트, 데이터(Data) 필드가 8 비트, CRC 필드가 15+1 비트, 전송여부확인을 위한 인식(Acknowledge) 필드가 2 비트, 프레임의 끝을 알리는 앤드 오프 프레임(End of Frame) 7 비트로 구성될 수 있다.
따라서, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)는 동일 그룹에 포함된 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 순환적 증가를 통해 다중 교환하여 동일 수준의 매체 접근성을 부여할 수 있다. 또한, 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치(100)는 동일 그룹에 포함된 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 서로 다르게 설정하여 우선 순위 기반의 메시지 전송 과정에서 메시지들 간의 충돌을 방지하고, 기 설정된 주기마다 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 순환적 증가를 통해 다중 교환하여 복수의 노드들 각각에 대한 메시지 처리 속도를 제어할 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치
110: 메시지 처리부
120: CAN 식별자 다중 교환부
130: 제어부

Claims (8)

  1. 캔(CAN) 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치에서 수행되는 매체 접근 제어 방법에 있어서,
    (a) 동일 그룹에 포함된 복수의 노드들 각각으로부터 메시지를 수신하여 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자의 우선 순위를 기초로 상기 메시지를 처리하는 단계; 및
    (b) 기 설정된 주기마다 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 순환적 증가를 통해 다중 교환하여 상기 복수의 노드들 각각에 부여하는 단계를 포함하는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    복수의 노드들 각각의 로컬 식별자를 순환 증가시키고 상기 순환 증가된 로컬 식별자를 상기 그룹의 그룹 식별자와 결합하여 상기 CAN 식별자를 다중 교환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환하여 상기 우선 순위를 가지는 CAN 식별자를 상기 복수의 노드들 각각에 순차적으로 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    외부의 컴퓨팅 장치에서 수행 가능한 응용 프로세스로부터 상기 로컬 식별자 및 상기 그룹 식별자가 결합된 CAN 식별자를 수신하여 상기 복수의 노드들 각각에 부여하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    상기 복수의 노드들 각각으로부터 메시지를 수신하면 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    적어도 하나의 메시지로 구성되는 메시지 패킷을 수신하면 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    기 설정된 시간이 경과하면 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 다중 교환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 방법.
  8. 동일 그룹에 포함된 복수의 노드들 각각으로부터 메시지를 수신하여 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자의 우선 순위를 기초로 상기 메시지를 처리하는 메시지 처리부; 및
    기 설정된 주기마다 상기 복수의 노드들 각각의 CAN 식별자를 순환적 증가를 통해 다중 교환하여 상기 복수의 노드들 각각에 부여하는 CAN 식별자 다중 교환부를 포함하는 캔 통신을 이용한 매체 접근 제어 장치.
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