KR20170101049A - 네트워크에서 링크 상태의 진단 방법 - Google Patents

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Abstract

네트워크에서 링크 상태의 진단 방법이 개시된다. 링크 상태의 진단 방법은 통신 노드와 연결된 링크의 폴트 타입을 확인하는 단계, 폴트 타입을 지시하는 지시자를 포함하는 신호를 생성하는 단계, 및 신호를 전송하는 단계를 포함한다. 따라서, 차량 네트워크의 성능이 향상될 수 있다.

Description

네트워크에서 링크 상태의 진단 방법{METHOD FOR DIAGNOSING LINK STATUS IN NETWORK}
본 발명은 링크 상태의 진단 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 네트워크에서 통신 노드들 간의 링크 상태를 진단하는 방법에 관한 것이다.
차량용 부품의 전자화가 급속도로 진행됨에 따라 차량에 탑재되는 전자 장치(예를 들어, ECU(electronic control unit))의 종류와 수가 크게 증가되고 있다. 전자 장치는 크게 파워트레인(power train) 제어 시스템, 바디(body) 제어 시스템, 새시(chassis) 제어 시스템, 차량 네트워크(network), 멀티미디어(multimedia) 시스템 등에서 사용될 수 있다. 파워트레인 제어 시스템은 엔진 제어 시스템, 자동 변속 제어 시스템 등을 의미할 수 있다. 바디 제어 시스템은 바디 전장품 제어 시스템, 편의 장치 제어 시스템, 램프(lamp) 제어 시스템 등을 의미할 수 있다. 새시 제어 시스템은 조향 장치 제어 시스템, 브레이크(brake) 제어 시스템, 서스팬션(suspension) 제어 시스템 등을 의미할 수 있다. 차량 네트워크는 CAN(controller area network), 플렉스레이(FlexRay) 기반의 네트워크, MOST(media oriented system transport) 기반의 네트워크 등을 의미할 수 있다. 멀티미디어 시스템은 항법 장치 시스템, 텔레메틱스(telematics) 시스템, 인포테이먼트(infortainment) 시스템 등을 의미할 수 있다.
이러한 시스템들 및 시스템들 각각을 구성하는 전자 장치들은 차량 네트워크를 통해 연결되어 있으며, 전자 장치들 각각의 기능을 지원하기 위한 차량 네트워크가 요구되고 있다. CAN은 최대 1Mbps의 전송 속도를 지원할 수 있으며, 충돌된 프레임의 자동 재전송, CRC(cycle redundancy check) 기반의 오류 검출 등을 지원할 수 있다. 플렉스레이 기반의 네트워크는 최대 10Mbps의 전송 속도를 지원할 수 있으며, 2채널을 통한 데이터의 동시 전송, 동기 방식의 데이터 전송 등을 지원할 수 있다. MOST 기반의 네트워크는 고품질의 멀티미디어를 위한 통신 네트워크로, 최대 150Mbps의 전송 속도를 지원할 수 있다.
한편, 차량의 텔레메틱스 시스템, 인포테이먼트 시스템, 향상된 안전 시스템 등은 높은 전송 속도, 시스템 확장성 등을 요구하며, CAN, 플렉스레이 기반의 네트워크 등은 이를 충분히 지원하지 못한다. MOST 기반의 네트워크는 CAN 및 플렉스레이 기반의 네트워크에 비해 높은 전송 속도를 지원할 수 있으나, 차량의 모든 네트워크에 MOST 기반의 네트워크가 적용되기 위해서는 많은 비용이 소모된다. 이러한 문제들에 의해, 차량 네트워크로 이더넷(ethernet) 기반의 네트워크가 고려될 수 있다. 이더넷 기반의 네트워크는 한 쌍의 권선을 통한 양방향 통신을 지원할 수 있으며, 최대 10Gbps의 전송 속도를 지원할 수 있다.
차량 네트워크에서 전자 장치-1이 전자 장치-2와 연결된 경우, 전자 장치-1의 포트(port) 폴트(fault), 전자 장치-2의 포트 폴트, 전자 장치-1과 전자 장치-2 간의 링크(short) 단선, 알려지지 않은(unknown) 폴트 등으로 인해 전자 장치-1과 전자 장치-2 간의 통신이 수행되지 않을 수 있다. 이러한 링크 상태를 확인하고, 링크 상태를 다른 전자 장치에 공지하기 위한 방법이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 자동 협상(auto negotiation) 프로토콜에 기초한 링크 상태의 진단 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 네트워크의 통신 노드에서 수행되는 링크 상태의 진단 방법은, 상기 통신 노드와 연결된 링크의 폴트 타입을 확인하는 단계, 상기 폴트 타입을 지시하는 지시자를 포함하는 신호를 생성하는 단계, 및 상기 신호를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 신호는 자동 협상 프로토콜에 기초하여 생성 및 전송된다.
여기서, 상기 폴트 타입은 알려지지 않은 폴트, 로컬 통신 노드의 포트 폴트, 리모트 통신 노드의 포트 폴트 및 링크 단선 중에서 하나일 수 있다.
여기서, 상기 신호는 베이스 페이지를 포함할 수 있으며, 상기 지시자는 상기 베이스 페이지에 포함될 수 있다.
여기서, 상기 신호는 폴트 상태인 링크와 연결된 통신 노드의 식별자를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 식별자는 통신 노드의 PHY 주소 및 MAC 주소 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 신호는 상기 통신 노드의 캐퍼빌러티 정보를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 신호는 브로드캐스트 방식으로 전송될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 네트워크의 통신 노드에서 수행되는 링크 상태의 진단 방법은, 상기 통신 노드와 연결된 링크의 폴트 타입을 확인하는 단계, 폴트 상태인 링크의 존재를 지시하는 제1 지시자를 포함하는 제1 신호를 전송하는 단계, 및 상기 폴트 타입을 지시하는 제2 지시자를 포함하는 제2 신호를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호는 자동 협상 프로토콜에 기초하여 전송된다.
여기서, 상기 제1 신호는 베이스 페이지를 포함할 수 있으며, 상기 제1 지시자는 상기 베이스 페이지에 포함될 수 있다.
여기서, 상기 제1 신호는 넥스트 페이지를 포함하는 상기 제2 신호의 전송을 지시하는 제3 지시자를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 폴트 타입은 알려지지 않은 폴트, 로컬 통신 노드의 포트 폴트, 리모트 통신 노드의 포트 폴트 및 링크 단선 중에서 하나일 수 있다.
여기서, 상기 제2 신호는 넥스트 페이지를 포함할 수 있으며, 상기 제2 지시자는 상기 넥스트 페이지에 포함될 수 있다.
여기서, 상기 제2 신호는 폴트 상태인 링크와 연결된 통신 노드의 식별자를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 네트워크의 통신 노드에서 수행되는 링크 상태의 진단 방법은, 자동 협상 프로토콜에 기초한 자동 협상 과정에서 상기 통신 노드와 연결된 링크의 폴트 타입을 확인하는 단계, 상기 폴트 타입을 지시하는 제1 지시자를 포함하는 MAC 프레임을 생성하는 단계, 및 상기 MAC 프레임을 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 폴트 타입은 알려지지 않은 폴트, 로컬 통신 노드의 포트 폴트, 리모트 통신 노드의 포트 폴트 및 링크 단선 중에서 하나일 수 있다.
여기서, 상기 MAC 프레임은 폴트 상태인 링크와 연결된 통신 노드의 식별자를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 MAC 프레임은 자동 협상의 결과를 지시하는 제2 지시자를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 MAC 프레임은 브로드캐스트 방식으로 전송될 수 있다.
본 발명에 의하면, 자동 협상 단계에서 링크의 폴트 타입이 확인될 수 있고, 링크의 폴트 타입을 지시하는 정보는 펄스 신호 또는 MAC 프레임에 의해 다른 통신 노드에 공지될 수 있다. 통신 노드는 폴트 타입 별로 적절한 조치를 수행함으로써 해당 문제를 해결할 수 있다. 한편, 차량 네트워크에서 계층 2 기능을 지원하는 통신 노드(예를 들어, L2(layer 2) 스위치)가 사용되는 경우, 계층 2 기능을 지원하는 통신 노드는 소프트웨어적으로 링크(예를 들어, 물리적 연결) 상태를 진단하는 것이 어려울 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 자동 협상 방법에 의하면 링크 상태가 용이하게 진단될 수 있다. 따라서, 차량 네트워크의 안정성이 향상될 수 있고, 결국 차량 네트워크의 성능도 향상될 수 있다.
도 1은 차량 네트워크의 토폴로지에 대한 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2는 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 차량 네트워크의 토폴로지에 대한 다른 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4는 차량 네트워크에서 자동 협상 방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 자동 협상 프로토콜에 기초한 링크 상태의 진단 방법에 대한 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 6은 자동 협상 프로토콜에 기초한 링크 상태의 진단 방법에 대한 제2 실시예를 도시한 순서도이다.
도 7은 자동 협상 프로토콜에 기초한 통신 상태의 진단 방법에 대한 제3 실시예를 도시한 순서도이다.
도 8은 공지 프레임의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 차량 네트워크의 토폴로지(network topology)의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드(communication node)는 게이트웨이(gateway), 스위치(switch)(또는, 브릿지(bridge)) 또는 엔드 노드(end node) 등을 의미할 수 있다. 게이트웨이(100)는 적어도 하나의 스위치(110, 110-1, 110-2, 120, 130)와 연결될 수 있으며, 서로 다른 네트워크를 연결할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(100)는 CAN(controller area network)(또는, 플렉스레이(FlexRay), MOST(media oriented system transport), LIN(local interconnect network) 등) 프로토콜을 지원하는 통신 노드와 이더넷(ethernet) 프로토콜을 지원하는 스위치 간을 연결할 수 있다. 스위치들(110, 110-1, 110-2, 120, 130) 각각은 적어도 하나의 엔드 노드(111, 112, 113, 121, 122, 123, 131, 132, 133)와 연결될 수 있다. 스위치들(110, 110-1, 110-2, 120, 130) 각각은 엔드 노드(111, 112, 113, 121, 122, 123, 131, 132, 133)를 상호 연결할 수 있고, 자신과 연결된 엔드 노드(111, 112, 113, 121, 122, 123, 131, 132, 133)를 제어할 수 있다.
엔드 노드(111, 112, 113, 121, 122, 123, 131, 132, 133)는 차량에 포함된 각종 장치를 제어하는 ECU(electronic control unit)를 의미할 수 있다. 예를 들어, 엔드 노드(111, 112, 113, 121, 122, 123, 131, 132, 133)는 인포테인먼트(infortainment) 장치(예를 들어, 디스플레이(display) 장치, 내비게이션(navigation) 장치, 어라운드 뷰 모니터링(around view monitoring) 장치) 등을 구성하는 ECU를 의미할 수 있다.
한편, 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드들(즉, 게이트웨이, 스위치, 엔드 노드 등)은 스타(star) 토폴로지, 버스(bus) 토폴로지, 링(ring) 토폴로지, 트리(tree) 토폴로지, 메쉬(mesh) 토폴로지 등으로 연결될 수 있다. 또한, 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드들 각각은 CAN 프로토콜, 플렉스레이 프로토콜, MOST 프로토콜, LIN 프로토콜, 이더넷 프로토콜 등을 지원할 수 있다. 본 발명에 따른 실시예들은 앞서 설명된 네트워크 토폴로지에 적용될 수 있으며, 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 네트워크 토폴로지는 이에 한정되지 않고 다양하게 구성될 수 있다.
도 2는 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 네트워크를 구성하는 통신 노드(200)는 PHY 계층 유닛(physical layer unit)(210) 및 컨트롤러(controller) 유닛(220)을 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 파워(power)를 공급하는 레귤레이터(regulator)(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때, 컨트롤러 유닛(220)은 MAC(medium access control) 계층을 포함하여 구현될 수 있다. PHY 계층 유닛(210)은 다른 통신 노드로부터 신호를 수신할 수 있거나, 다른 통신 노드로 신호를 전송할 수 있다. 컨트롤러 유닛(220)은 PHY 계층 유닛(210)을 제어할 수 있고, 다양한 기능들(예를 들어, 인포테인먼트 기능 등)을 수행할 수 있다. PHY 계층 유닛(210)과 컨트롤러 유닛(220)은 하나의 SoC(System on Chip)로 구현될 수도 있고, 별도의 칩으로 구성될 수도 있다.
PHY 계층 유닛(210)과 컨트롤러 유닛(220)은 매체 독립 인터페이스(media independent interface, MII)(230)를 통해 연결될 수 있다. MII(230)는 IEEE 802.3에 규정된 인터페이스를 의미할 수 있으며, PHY 계층 유닛(210)과 컨트롤러 유닛(220) 간의 데이터 인터페이스 및 관리 인터페이스로 구성될 수 있다. MII(230) 대신에 RMII(reduced MII), GMII(gigabit MII), RGMII(reduced GMII), SGMII(serial GMII), XGMII(10 GMII) 중 하나의 인터페이스가 사용될 수 있다. 데이터 인터페이스는 전송 채널(channel) 및 수신 채널을 포함할 수 있으며, 채널들 각각은 독립적인 클럭(clock), 데이터 및 제어 신호를 가질 수 있다. 관리 인터페이스는 2-신호 인터페이스로 구성될 수 있으며, 하나는 클럭을 위한 신호이고 다른 하나는 데이터를 위한 신호일 수 있다.
PHY 계층 유닛(210)은 PHY 계층 인터페이스 유닛(211), PHY 계층 프로세서(processor)(212) 및 PHY 계층 메모리(memory)(213) 등을 포함할 수 있다. PHY 계층 유닛(210)의 구성은 이에 한정되지 않으며, PHY 계층 유닛(210)은 다양하게 구성될 수 있다. PHY 계층 인터페이스 유닛(211)은 컨트롤러 유닛(220)으로부터 수신된 신호를 PHY 계층 프로세서(212)로 전송할 수 있고, PHY 계층 프로세서(212)로부터 수신된 신호를 컨트롤러 유닛(220)에 전송할 수 있다. PHY 계층 프로세서(212)는 PHY 계층 인터페이스 유닛(211) 및 PHY 계층 메모리(213) 각각의 동작을 제어할 수 있다. PHY 계층 프로세서(212)는 전송할 신호의 변조 또는 수신된 신호의 복조를 수행할 수 있다. PHY 계층 프로세서(212)는 신호를 입력 또는 출력하도록 PHY 계층 메모리(213)를 제어할 수 있다. PHY 계층 메모리(213)는 수신된 신호를 저장할 수 있고, PHY 계층 프로세서(212)의 요청에 따라 저장된 신호를 출력할 수 있다.
컨트롤러 유닛(220)은 MII(230)를 통해 PHY 계층 유닛(210)에 대한 모니터링 및 제어를 수행할 수 있다. 컨트롤러 유닛(220)은 컨트롤러 인터페이스 유닛(221), 컨트롤러 프로세서(222), 주 메모리(223) 및 보조 메모리(224) 등을 포함할 수 있다. 컨트롤러 유닛(220)의 구성은 이에 한정되지 않으며, 컨트롤러 유닛(220)은 다양하게 구성될 수 있다. 컨트롤러 인터페이스 유닛(221)은 PHY 계층 유닛(210)(즉, PHY 계층 인터페이스 유닛(211)) 또는 상위 계층(미도시)으로부터 신호를 수신할 수 있고, 수신된 신호를 컨트롤러 프로세서(222)에 전송할 수 있고, 컨트롤러 프로세서(222)로부터 수신된 신호를 PHY 계층 유닛(210) 또는 상위 계층에 전송할 수 있다. 컨트롤러 프로세서(222)는 컨트롤러 인터페이스 유닛(221), 주 메모리(223) 및 보조 메모리(224)를 제어하기 위한 독립된 메모리 컨트롤 로직(control logic) 또는 통합 메모리 컨트롤 로직을 더 포함할 수 있다. 메모리 컨트롤 로직은 주 메모리(223) 및 보조 메모리(224)에 포함되어 구현될 수도 있으며, 또는 컨트롤러 프로세서(222)에 포함되어 구현될 수도 있다.
주 메모리(223) 및 보조 메모리(224) 각각은 컨트롤러 프로세서(222)에 의해 처리된 신호를 저장할 수 있고, 컨트롤러 프로세서(222)의 요청에 따라 저장된 신호를 출력할 수 있다. 주 메모리(223)는 컨트롤러 프로세서(222)의 동작을 위해 필요한 데이터를 일시 저장하는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM(random access memory) 등)를 의미할 수 있다. 보조 메모리(224)는 운영체제 코드(operating system code)(예를 들어, 커널(kernel) 및 디바이스 드라이버(device driver))와 컨트롤러 프로세서(220)의 기능을 수행하기 위한 응용 프로그램(application program) 코드 등이 저장되는 비휘발성 메모리를 의미할 수 있다. 비휘발성 메모리로 빠른 처리 속도를 가지는 플래쉬 메모리(flash memory)가 사용될 수 있고, 또는 대용량의 데이터 저장을 위한 하드 디스크 드라이브(hard disc drive, HDD), CD-ROM(compact disc-read only memory) 등이 사용될 수 있다. 컨트롤러 프로세서(222)는 통상적으로 적어도 하나의 프로세싱 코어(core)를 포함하는 로직 회로로 구성될 수 있다. 컨트롤러 프로세서(222)로 ARM(Advanced RISC Machines Ltd.) 계열의 코어, 아톰(atom) 계열의 코어 등이 사용될 수 있다.
아래에서는, 차량 네트워크에 속하는 통신 노드와 이에 대응하는 상대(counterpart) 통신 노드에서 수행되는 방법이 설명될 것이다. 이하에서, 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, 제1 통신 노드의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 제2 통신 노드의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 제1 통신 노드는 스위치의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.
도 3은 차량 네트워크의 토폴로지에 대한 다른 실시예를 도시한 블록도이고, 도 4는 차량 네트워크에서 자동 협상(auto negotiation) 방법을 도시한 순서도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 스위치들(310, 320) 및 엔드 노드들(311, 312, 313, 321)은 차량 네트워크를 구성할 수 있다. 스위치들(310, 320) 및 엔드 노드들(311, 312, 313, 321) 각각은 도 2를 참조하여 설명된 통신 노드(200)와 동일 또는 유사할 수 있다. 스위치들(310, 320) 및 엔드 노드들(311, 312, 313, 321)은 IEEE 802.3bp 표준을 지원할 수 있다. 따라서, 스위치들(310, 320) 및 엔드 노드들(311, 312, 313, 321)은 자동 협상 프로토콜을 지원할 수 있다. 이 경우, 스위치들(310, 320) 및 엔드 노드들(311, 312, 313, 321) 각각의 PHY 계층 유닛(210)은 자동 협상 서브계층(sublayer)을 포함할 수 있으며, 자동 협상 방법은 PHY 계층 유닛(210)에 의해 수행될 수 있다.
스위치-1(310)은 엔드 노드-1(311)과 연결될 수 있으며, 이 경우 포트11(P11)과 포트31(P31) 간에 링크가 형성될 수 있다. 스위치-1(310)은 엔드 노드-2(312)와 연결될 수 있으며, 이 경우 포트12(P12)와 포트41(P41) 간에 링크가 형성될 수 있다. 스위치-1(310)은 엔드 노드-3(313)과 연결될 수 있으며, 이 경우 포트13(P13)과 포트51(P51) 간에 링크가 형성될 수 있다. 스위치-1(310)은 스위치-2(320)와 연결될 수 있으며, 이 경우 포트14(P14)와 포트21(P21) 간에 링크가 형성될 수 있다. 스위치-2(320)는 엔드 노드-4(314)와 연결될 수 있으며, 이 경우 포트22(P22)와 포트61(P61) 간에 링크가 형성될 수 있다.
이와 같은 차량 네트워크가 형성된 경우(예를 들어, 차량 네트워크에 전원이 인가된 경우(즉, 배터리(battery)가 장착된 경우)), 통신 노드는 자동 협상 프로토콜에 기초하여 상대 통신 노드와 자동 협상 동작을 수행할 수 있다. 또는, 통신 노드는 주기적으로 자동 협상 프로토콜에 기초하여 상대 통신 노드와 자동 협상 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 스위치-1(310)과 엔드 노드-1(311) 간의 자동 협상 동작, 스위치-1(310)과 엔드 노드-2(312) 간의 자동 협상 동작, 스위치-1(310)과 엔드 노드-3(313) 간의 자동 협상 동작, 스위치-1(310)과 스위치-2(320) 간의 자동 협상 동작, 스위치-2(320)와 엔드 노드-4(321) 간의 자동 협상 동작이 수행될 수 있다. 자동 협상 동작에 의해 통신 노드들 간의 공통(common) 전송 파라미터들(parameters)이 결정될 수 있다. 공통 전송 파라미터들은 통신 노드들 간의 통신에 사용될 수 있다. 공통 전송 파라미터들은 속도(speed)(예를 들어, 전송 속도), 듀플렉스 모드(duplex mode)(예를 들어, 하프(half) 듀플렉스 모드, 풀(full) 듀플렉스 모드 등) 등을 포함할 수 있다.
아래에서, 스위치-1(310)과 엔드 노드-1(311) 간의 자동 협상 동작이 설명될 것이며, 다른 통신 노드들 간의 자동 협상 동작은 아래 설명과 동일 또는 유사하게 수행될 수 있다.
스위치-1(310)은 먼저 펄스(pulse) 신호를 생성할 수 있다. 펄스 신호는 차분 인코딩(예를 들어, DME(differential manchester encoding)) 방식으로 인코딩될 수 있다. 펄스 신호는 LIT(link integrity test) 펄스 신호, NLP(normal link pulse) 신호, FLP(fast link pulse) 신호 등일 수 있다. 펄스 신호는 데이터 워드(data word)를 포함할 수 있다. 데이터 워드는 링크 코드 워드(link code word; LCW)로 지칭될 수 있고, 첫 번째 링크 코드 워드(LCW)는 베이스(base) 링크 코드 워드(LCW)로 지칭될 수 있다. 또한, 링크 코드 워드(LCW)는 페이지(page)로 지칭될 수 있으며, 이에 따라 베이스 링크 코드 워드(LCW)는 베이스 페이지로 지칭될 수 있다.
펄스 신호(예를 들어, 펄스 신호의 페이지)는 스위치-1(310)의 캐퍼빌러티 정보를 포함할 수 있다. 캐퍼빌러티 정보는 스위치-1(310)에 의해 지원되는 전송 속도(예를 들어, 최대 전송 속도), 듀플렉스 모드 등일 수 있다. 또한, 펄스 신호(예를 들어, 펄스 신호의 페이지)는 리모트 폴트(remote fault) 정보를 포함할 수 있다. 리모트 폴트 정보는 1비트로 표현될 수 있다. 리모트 폴트 정보의 비트 값이 "0"으로 설정된 경우 이는 리모트 폴트가 감지되지 않은 것을 지시할 수 있고, 리모트 폴트 정보의 비트 값이 "1"로 설정된 경우 이는 리모트 폴트가 감지된 것을 지시할 수 있다. 예를 들어, 스위치-1(310)은 미리 설정된 시간 동안 프레임 또는 펄스 신호를 수신한 경우 리모트 폴트가 발생되지 않은 것으로 판단할 수 있고, 리모트 폴트 정보의 비트 값을 "0"으로 설정할 수 있다. 반면, 스위치-1(310)은 미리 설정된 시간 동안 프레임 또는 펄스 신호를 수신하지 못한 경우 리모트 폴트가 발생된 것으로 판단할 수 있고, 리모트 폴트 정보의 비트 값을 "1"로 설정할 수 있다.
스위치-1(310)은 캐퍼빌러티 정보, 리모트 폴트 정보 등을 포함하는 펄스 신호를 전송할 수 있다(S400). 펄스 신호는 포트11(P11)을 통해 엔드 노드-1(311)로 전송될 수 있다. 또한, 복수의 펄스 신호들은 하나의 버스트(burst) 신호를 구성할 수 있고, 버스트 신호는 주기적 또는 비주기적으로 전송될 수 있다.
엔드 노드-1(311)은 포트31(P31)을 통해 스위치-1(310)의 펄스 신호를 수신할 수 있다. 엔드 노드-1(311)은 펄스 신호로부터 스위치-1(310)의 캐퍼빌러티 정보를 획득할 수 있고, 획득된 캐퍼빌러티 정보에 기초하여 스위치-1(310)에 의해 지원되는 전송 속도, 듀플렉스 모드 등을 확인할 수 있다. 또한, 엔드 노드-1(311)은 자신의 캐퍼빌러티 정보 등을 포함하는 펄스 신호를 생성할 수 있다. 캐퍼빌러티 정보는 엔드 노드-1(311)에 지원되는 전송 속도(예를 들어, 최대 전송 속도), 듀플렉스 모드 등일 수 있다. 또한, 펄스 신호(예를 들어, 펄스 신호의 페이지)는 리모트 폴트 정보를 포함할 수 있다.
엔드 노드-1(311)은 캐퍼빌러티 정보, 리모트 폴트 정보 등을 포함하는 펄스 신호를 전송할 수 있다(S410). 펄스 신호는 포트31(P31)을 통해 스위치-1(310)로 전송될 수 있다. 또한, 복수의 펄스 신호들은 하나의 버스트 신호를 구성할 수 있고, 버스트 신호는 주기적 또는 비주기적으로 전송될 수 있다. 여기서, 단계 S410은 단계 S400 이후에 수행되는 것으로 설명되었으나, 수행 순서는 이에 한정되지 않을 수 있다. 예를 들어, 단계 S410은 단계 S400 이전에 수행되거나 단계 S400과 동시에 수행될 수 있다.
스위치-1(310)은 포트11(P11)을 통해 엔드 노드-1(311)의 펄스 신호를 수신할 수 있다. 스위치-1(310)은 펄스 신호로부터 엔드 노드-1(311)의 캐퍼빌러티 정보를 획득할 수 있고, 획득된 캐퍼빌러티 정보에 기초하여 엔드 노드-1(311)에 의해 지원되는 전송 속도, 듀플렉스 모드 등을 확인할 수 있다.
스위치-1(310) 및 엔드 노드-1(311)은 캐퍼빌러티 정보에 기초하여 공통 전송 파라미터들을 결정할 수 있다(S420). 스위치-1(310)과 엔드 노드-1(311) 간에 공통된 캐퍼빌러티 중에서 가장 높은 우선순위를 가지는 캐퍼빌러티가 공통 전송 파라미터로 결정될 수 있다. 예를 들어, 스위치-1(310)에 의해 지원되는 전송 속도와 엔드 노드-1(311)에 의해 지원되는 전송 속도 중에서 공통된 최대 전송 속도가 공통 전송 파라미터로 결정될 수 있다. 또한, 스위치-1(310)과 엔드 노드-1(311)이 풀 듀플렉스 모드 및 하프 듀플렉스 모드를 모두 지원하는 경우, 풀 듀플렉스 모드가 공통 전송 파라미터로 결정될 수 있다. 또는, 스위치-1(310)이 풀 듀플렉스 모드 및 하프 듀플렉스 모드를 모두 지원하고 엔드 노드-1(311)이 하프 듀플렉스 모드를 지원하는 경우, 하프 듀플렉스 모드가 공통 전송 파라미터로 결정될 수 있다.
다음으로, 자동 협상 프로토콜에 기초한 링크 상태의 진단 방법들이 설명될 것이다.
도 5는 자동 협상 프로토콜에 기초한 링크 상태의 진단 방법에 대한 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 스위치-1(310) 및 통신 노드는 도 3을 참조하여 설명된 차량 네트워크를 구성할 수 있다. 스위치-1(310)은 도 3에 도시된 스위치-1(310)과 동일 또는 유사할 수 있다. 통신 노드는 도 3에 도시된 스위치-1(310)과 연결된 엔드 노드-1(311), 엔드 노드-2(312), 엔드 노드-3(313) 또는 스위치-2(320)일 수 있다. 스위치-1(310) 및 통신 노드는 IEEE 802.3bp 표준을 지원할 수 있다. 따라서, 스위치-1(310) 및 통신 노드는 자동 협상 프로토콜을 지원할 수 있다.
차량 네트워크가 형성된 경우(예를 들어, 차량 네트워크에 전원이 인가된 경우(즉, 배터리가 장착된 경우)), 스위치-1(310)(예를 들어, 스위치-1(310)에 포함된 PHY 계층 유닛)은 자신과 연결된 통신 노드와 자동 협상 프로토콜에 기초한 자동 협상 동작을 수행할 수 있다. 또는, 스위치-1(310)은 주기적으로 자동 협상 프로토콜에 기초한 자동 협상 동작을 수행할 수 있다. 이 경우, 스위치-1(310)(예를 들어, 스위치-1(310)에 포함된 PHY 계층 유닛)은 통신 노드로부터 전송되는 프레임 또는 펄스 신호를 모니터링함으로써 링크의 폴트 타입을 확인할 수 있다(S500). 예를 들어, 스위치-1(310)은 포트11(P11)과 포트31(P31) 간의 링크, 포트12(P12)와 포트41(P41) 간의 링크, 포트13(P13)과 포트51(P51) 간의 링크, 포트14(P14)와 포트21(P21) 간의 링크 등의 폴트 타입을 확인할 수 있다.
링크의 폴트 타입은 "알려지지 않은(unknown) 폴트", "로컬(local) 통신 노드의 포트 폴트", "리모트 통신 노드의 포트 폴트", "링크(또는, 케이블(cable))의 단선" 등으로 분류될 수 있다. 스위치-1(310)을 기준으로, 로컬 통신 노드는 스위치-1(310)일 수 있고, 리모트 통신 노드는 스위치-1(310)과 연결된 엔드 노드-1(311), 엔드 노드-2(312), 엔드 노드-3(313), 스위치-2(320) 등일 수 있다. 링크의 폴트 타입은 프레임 또는 펄스 신호의 수신 여부, 프레임 또는 펄스 신호의 전송 여부 등에 기초하여 확인될 수 있다. 링크의 폴트 타입을 확인하는 방법은 이에 한정되지 않으며, 링크의 폴트 타입은 다양한 방법으로 확인될 수 있다.
로컬 통신 노드의 포트 폴트가 확인된 경우, 스위치-1(310)은 해당 포트(예를 들어, 포트11(P11), 포트12(P12), 포트13(P13), 포트14(P14))를 리셋(reset)할 수 있다. 리모트 통신 노드의 포트 폴트가 확인된 경우, 스위치-1(310)은 폴트 상태인 리모트 통신 노드의 포트와 연결된 자신의 포트를 닫을(close) 수 있다. 그리고 스위치-1(310)은 폴트 상태인 포트를 가지는 리모트 통신 노드의 식별자(예를 들어, PHY 주소, MAC 주소 등)를 확인할 수 있다. 예를 들어, 스위치-1(310)은 차량 네트워크 형성시에 상위 통신 노드로부터 차량 네트워크의 토폴로지 정보를 수신할 수 있으며, 차량 네트워크의 토폴로지 정보는 통신 노드들 간의 연결 관계, 통신 노드의 식별자 등을 포함할 수 있다. 따라서, 스위치-1(310)은 차량 네트워크의 토폴로지 정보에 기초하여 폴트 상태인 포트를 가지는 통신 노드(예를 들어, 리모트 통신 노드)의 식별자를 확인할 수 있다. 링크의 단선이 확인된 경우, 스위치-1(310)은 단선된 링크와 연결된 포트를 닫을 수 있다.
한편, 스위치-1(310)과 연결된 통신 노드는 앞서 설명된 방법과 동일 또는 유사하게 링크의 폴트 타입을 확인할 수 있다. 또한, 통신 노드는 로컬 통신 노드의 포트 폴트가 확인된 경우 해당 포트를 리셋할 수 있고, 리모트 통신 노드의 포트 폴트가 확인된 경우 폴트 상태인 포트와 연결된 자신의 포트를 닫을 수 있고, 링크의 단선이 확인된 경우 단선된 링크와 연결된 포트를 닫을 수 있다.
스위치-1(310)(예를 들어, 스위치-1(310)에 포함된 PHY 계층 유닛)은 베이스 페이지를 포함하는 펄스 신호를 생성할 수 있다(S510). 펄스 신호는 LIT 펄스 신호, NLP 신호, FLP 신호 등일 수 있으며, 차분 인코딩 방식에 기초하여 인코딩될 수 있다. 베이스 페이지는 스위치-1(310)의 캐퍼빌러티 정보(예를 들어, 스위치-1(310)에 의해 지원되는 전송 속도, 듀플렉스 모드 등)를 포함할 수 있다. 또한, 베이스 페이지는 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자를 포함할 수 있다. 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자는 베이스 페이지 중에서 예비(reserved) 비트를 사용하여 표현될 수 있다. 예를 들어, 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자는 2비트로 표현될 수 있으며, 아래 표 1과 같이 설정될 수 있다.
Figure pat00001
링크의 폴트 타입이 리모트 통신 노드의 포트 폴트인 경우, 베이스 페이지는 폴트 상태인 포트를 가지는 통신 노드(즉, 폴트 상태인 통신 노드)의 식별자를 더 포함할 수 있다. 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자는 폴트 상태인 통신 노드의 식별자와 매핑될 수 있다. 베이스 페이지는 복수의 링크들 각각의 폴트 타입을 지시하는 지시자, 지시자에 매핑되는 식별자를 포함할 수 있다.
스위치-1(310)(예를 들어, 스위치-1(310)에 포함된 PHY 계층 유닛)은 펄스 신호를 통신 노드에 전송할 수 있다(S520). 펄스 신호는 브로드캐스트(broadcast) 방식 또는 멀티캐스트(multicast) 방식으로 전송될 수 있다. 따라서, 펄스 신호는 차량 네트워크를 형성하는 모든 통신 노드들에 전송될 수 있고, 모든 통신 노드들은 펄스 신호에 포함된 정보를 확인할 수 있다.
통신 노드(예를 들어, 통신 노드에 포함된 PHY 계층 유닛)는 스위치-1(310)로부터 펄스 신호를 수신할 수 있다. 통신 노드는 펄스 신호에 포함된 캐퍼빌러티 정보에 기초하여 스위치-1(310)에 의해 지원되는 전송 속도, 듀플렉스 모드 등을 확인할 수 있고, 전송 속도, 듀플렉스 모드 등을 기초로 공통 전송 파라미터들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하여 설명된 단계 S420과 동일 또는 유사하게, 통신 노드에 의해 지원되는 전송 속도와 스위치-1(310)에 의해 지원되는 전송 속도 중에서 공통된 최대 전송 속도가 공통 전송 파라미터로 결정될 수 있다. 또한, 통신 노드와 스위치-1(310)이 풀 듀플렉스 모드 및 하프 듀플렉스 모드를 모두 지원하는 경우, 풀 듀플렉스 모드가 공통 전송 파라미터로 결정될 수 있다. 또는, 통신 노드가 하프 듀플렉스 모드를 지원하고 스위치-1(310)이 풀 듀플렉스 모드 및 하프 듀플렉스 모드를 모두 지원하는 경우, 하프 듀플렉스 모드가 공통 전송 파라미터로 결정될 수 있다.
또한, 통신 노드는 펄스 신호로부터 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자를 획득할 수 있다. 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자가 "00"으로 설정된 경우, 통신 노드는 알려지지 않은 폴트가 발생된 것을 알 수 있다. 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자가 "01"로 설정된 경우, 통신 노드는 로컬 통신 노드(예를 들어, 스위치-1(310))의 포트 폴트가 발생된 것을 알 수 있다. 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자가 "10"로 설정된 경우, 통신 노드는 리모트 통신 노드(예를 들어, 엔드 노드-1(311), 엔드 노드-2(312), 엔드 노드-3(313), 스위치-2(320) 등)의 포트 폴트가 발생된 것을 알 수 있다. 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자가 "11"로 설정된 경우, 통신 노드는 해당 링크가 단선된 것을 알 수 있다. 또한, 통신 노드는 펄스 신호로부터 폴트 상태인 통신 노드의 식별자를 획득할 수 있다. 통신 노드는 식별자에 기초하여 어떤 통신 노드가 폴트 상태인지를 확인할 수 있다.
통신 노드는 단계 S510과 동일 또는 유사하게 펄스 신호를 생성할 수 있다. 펄스 신호의 베이스 페이지는 통신 노드의 캐퍼빌러티 정보(예를 들어, 통신 노드에 의해 지원되는 전송 속도, 듀플렉스 모드 등)를 포함할 수 있다. 또한, 펄스 신호는 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자, 폴트 상태인 통신 노드의 식별자 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드는 브로드캐스트 방식 또는 멀티캐스트 방식으로 펄스 신호를 전송할 수 있다.
도 5를 참조하여 설명된 링크 상태 진단 방법에서 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자는 베이스 페이지를 포함하는 펄스 신호를 사용하여 공지되었다. 아래 링크 상태 진단 방법에서 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자는 베이스 페이지를 포함하는 펄스 신호 및 넥스트 페이지를 포함하는 펄스 신호를 사용하여 공지될 수 있다.
도 6은 자동 협상 프로토콜에 기초한 링크 상태의 진단 방법에 대한 제2 실시예를 도시한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 스위치-1(310) 및 통신 노드는 도 3을 참조하여 설명된 차량 네트워크를 구성할 수 있다. 스위치-1(310)은 도 3에 도시된 스위치-1(310)과 동일 또는 유사할 수 있다. 통신 노드는 도 3에 도시된 스위치-1(310)과 연결된 엔드 노드-1(311), 엔드 노드-2(312), 엔드 노드-3(313) 또는 스위치-2(320)일 수 있다. 스위치-1(310) 및 통신 노드는 IEEE 802.3bp 표준을 지원할 수 있다. 따라서, 스위치-1(310) 및 통신 노드는 자동 협상 프로토콜을 지원할 수 있다.
차량 네트워크가 형성된 경우(예를 들어, 차량 네트워크에 전원이 인가된 경우(즉, 배터리가 장착된 경우)), 스위치-1(310)(예를 들어, 스위치-1(310)에 포함된 PHY 계층 유닛)은 자신과 연결된 통신 노드와 자동 협상 프로토콜에 기초한 자동 협상 동작을 수행할 수 있다. 또한, 스위치-1(310)은 주기적으로 자동 협상 프로토콜에 기초한 자동 협상 동작을 수행할 수 있다. 이 경우, 스위치-1(310)(예를 들어, 스위치-1(310)에 포함된 PHY 계층 유닛)은 통신 노드로부터 전송되는 프레임 또는 펄스 신호를 모니터링함으로써 링크의 폴트 타입을 확인할 수 있다(S600). 예를 들어, 스위치-1(310)은 포트11(P11)과 포트31(P31) 간의 링크, 포트12(P12)와 포트41(P41) 간의 링크, 포트13(P13)과 포트51(P51) 간의 링크, 포트14(P14)와 포트21(P21) 간의 링크 등의 폴트 타입을 확인할 수 있다.
링크의 폴트 타입은 "알려지지 않은 폴트", "로컬 통신 노드의 포트 폴트", "리모트 통신 노드의 포트 폴트", "링크의 단선" 등으로 분류될 수 있다. 로컬 통신 노드의 포트 폴트가 확인된 경우, 스위치-1(310)은 해당 포트(예를 들어, 포트11(P11), 포트12(P12), 포트13(P13), 포트14(P14))를 리셋할 수 있다. 리모트 통신 노드의 포트 폴트가 확인된 경우, 스위치-1(310)은 폴트 상태인 리모트 통신 노드의 포트와 연결된 자신의 포트를 닫을 수 있다. 그리고 스위치-1(310)은 폴트 상태인 포트를 가지는 리모트 통신 노드의 식별자(예를 들어, PHY 주소, MAC 주소 등)를 확인할 수 있다. 링크의 단선이 확인된 경우, 스위치-1(310)은 단선된 링크와 연결된 포트를 닫을 수 있다.
한편, 스위치-1(310)과 연결된 통신 노드는 앞서 설명된 방법과 동일 또는 유사하게 링크의 폴트 타입을 확인할 수 있다. 또한, 통신 노드는 로컬 통신 노드의 포트 폴트가 확인된 경우 해당 포트를 리셋할 수 있고, 리모트 통신 노드의 포트 폴트가 확인된 경우 폴트 상태인 포트와 연결된 자신의 포트를 닫을 수 있고, 링크의 단선이 확인된 경우 단선된 링크와 연결된 포트를 닫을 수 있다.
스위치-1(310)(예를 들어, 스위치-1(310)에 포함된 PHY 계층 유닛)은 베이스 페이지를 포함하는 펄스 신호를 생성할 수 있다(S610). 펄스 신호는 LIT 펄스 신호, NLP 신호, FLP 신호 등일 수 있으며, 차분 인코딩 방식에 기초하여 인코딩될 수 있다. 베이스 페이지는 스위치-1(310)의 캐퍼빌러티 정보(예를 들어, 스위치-1(310)에 의해 지원되는 전송 속도, 듀플렉스 모드 등)를 포함할 수 있다. 링크의 폴트가 감지된 경우, 베이스 페이지의 리모트 폴트 필드는 링크의 폴트가 감지된 것을 지시할 수 있고, 베이스 페이지의 넥스트(next) 페이지 필드는 넥스트 페이지가 존재(예를 들어, 넥스트 페이지가 포함된 펄스 신호의 전송)를 지시할 수 있다. 스위치-1(310)은 이와 같이 리모트 폴트 필드 및 넥스트 페이지 필드를 설정함으로써 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자를 포함하는 넥스트 페이지가 포함된 펄스 신호가 전송될 것임을 알릴 수 있다.
여기서, 리모트 폴트 필드가 "0"으로 설정된 경우 이는 링크의 폴트가 감지되지 않은 것을 지시할 수 있고, 리모트 폴트 필드가 "1"로 설정된 경우 이는 링크의 폴트가 감지된 것을 지시할 수 있다. 넥스트 페이지 필드가 "0"으로 설정된 경우 이는 넥스트 페이지가 존재하지 않는 것을 지시할 수 있고, 넥스트 페이지 필드가 "1"로 설정된 경우 이는 넥스트 페이지가 존재하는 것을 지시할 수 있다.
스위치-1(310)(예를 들어, 스위치-1(310)에 포함된 PHY 계층 유닛)은 베이스 페이지를 포함하는 펄스 신호를 통신 노드에 전송할 수 있다(S620). 펄스 신호는 브로드캐스트 방식 또는 멀티캐스트 방식으로 전송될 수 있다. 따라서, 펄스 신호는 차량 네트워크를 형성하는 모든 통신 노드들에 전송될 수 있다. 통신 노드(예를 들어, 통신 노드에 포함된 PHY 계층 유닛)는 스위치-1(310)로부터 펄스 신호를 수신할 수 있다. 통신 노드는 펄스 신호에 포함된 캐퍼빌러티 정보에 기초하여 스위치-1(310)에 의해 지원되는 전송 속도, 듀플렉스 모드 등을 확인할 수 있고, 확인된 전송 속도, 듀플렉스 모드 등을 기초로 공통 전송 파라미터들을 결정할 수 있다. 또한, 펄스 신호에 포함된 베이스 페이지의 리모트 폴트 필드가 링크의 폴트가 감지된 것을 지시하고 넥스트 페이지 필드가 넥스트 페이지가 존재하는 것을 지시하므로, 통신 노드는 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자를 포함하는 넥스트 페이지가 포함된 펄스 신호가 전송될 것임을 알 수 있다.
한편, 스위치-1(310)(예를 들어, 스위치-1(310)에 포함된 PHY 계층 유닛)은 넥스트 페이지를 포함하는 펄스 신호를 생성할 수 있다(S630). 펄스 신호는 LIT 펄스 신호, NLP 신호, FLP 신호 등일 수 있으며, 차분 인코딩 방식에 기초하여 인코딩될 수 있다. 넥스트 페이지는 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자를 포함할 수 있다. 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자는 상기 표 1과 같이 설정될 수 있다. 링크의 폴트 타입이 리모트 통신 노드의 포트 폴트인 경우, 넥스트 페이지는 폴트 상태인 포트를 가지는 통신 노드(예를 들어, 리모트 통신 노드)의 식별자를 더 포함할 수 있다. 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자는 폴트 상태인 통신 노드의 식별자와 매핑될 수 있다. 베이스 페이지는 복수의 링크들 각각의 폴트 타입을 지시하는 지시자, 지시자에 매핑되는 식별자를 포함할 수 있다.
스위치-1(310)(예를 들어, 스위치-1(310)에 포함된 PHY 계층 유닛)은 넥스트 페이지를 포함하는 펄스 신호를 통신 노드에 전송할 수 있다(S640). 펄스 신호는 브로드캐스트 방식 또는 멀티캐스트 방식으로 전송될 수 있다. 따라서, 펄스 신호는 차량 네트워크를 형성하는 모든 통신 노드들에 전송될 수 있다. 통신 노드(예를 들어, 통신 노드에 포함된 PHY 계층 유닛)는 스위치-1(310)로부터 넥스트 페이지를 포함하는 펄스 신호를 수신할 수 있다. 통신 노드는 펄스 신호로부터 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자를 획득할 수 있다. 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자가 "00"으로 설정된 경우, 통신 노드는 알려지지 않은 폴트가 발생된 것을 알 수 있다. 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자가 "01"로 설정된 경우, 통신 노드는 로컬 통신 노드의 포트 폴트가 발생된 것을 알 수 있다. 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자가 "10"로 설정된 경우, 통신 노드는 리모트 통신 노드의 포트 폴트가 발생된 것을 알 수 있다. 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자가 "11"로 설정된 경우, 통신 노드는 해당 링크가 단선된 것을 알 수 있다.
통신 노드(예를 들어, 통신 노드에 포함된 PHY 계층 유닛)는 단계 S610과 동일 또는 유사하게 베이스 페이지를 포함하는 펄스 신호를 생성할 수 있고, 단계 S620과 동일 또는 유사하게 펄스 신호를 전송할 수 있다. 펄스 신호의 베이스 페이지는 통신 노드의 캐퍼빌러티 정보, 리모트 폴트 필드, 넥스트 페이지 필드 등을 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(예를 들어, 통신 노드에 포함된 PHY 계층 유닛)는 단계 S630과 동일 또는 유사하게 넥스트 페이지를 포함하는 펄스 신호를 생성할 수 있고, 단계 S640과 동일 또는 유사하게 펄스 신호를 전송할 수 있다. 펄스 신호의 넥스트 페이지는 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자, 폴트 상태인 링크와 연결된 통신 노드의 식별자 등을 포함할 수 있다.
앞서 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자, 폴트 상태인 통신 노드의 식별자는 넥스트 페이지에 포함되는 것으로 설명되었다. 그러나 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자는 베이스 페이지에 포함될 수 있고, 폴트 상태인 통신 노드의 식별자는 넥스트 페이지에 포함될 수 있다. 또는, 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자는 넥스트 페이지에 포함될 수 있고, 폴트 상태인 통신 노드의 식별자는 베이스 페이지에 포함될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 링크 상태 진단 방법들에서 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자는 펄스 신호를 사용하여 공지되었다. 아래 링크 상태 진단 방법에서 링크의 폴트 상태 정보는 MAC 프레임을 통해 공지될 수 있다.
도 7은 자동 협상 프로토콜에 기초한 통신 상태의 진단 방법에 대한 제3 실시예를 도시한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 스위치-1(310) 및 통신 노드는 도 3을 참조하여 설명된 차량 네트워크를 구성할 수 있다. 스위치-1(310)은 도 3에 도시된 스위치-1(310)과 동일 또는 유사할 수 있다. 통신 노드는 도 3에 도시된 스위치-1(310)과 연결된 엔드 노드-1(311), 엔드 노드-2(312), 엔드 노드-3(313) 또는 스위치-2(320)일 수 있다. 스위치-1(310) 및 통신 노드는 IEEE 802.3bp 표준을 지원할 수 있다. 따라서, 스위치-1(310) 및 통신 노드는 자동 협상 프로토콜을 지원할 수 있다. 이 경우, 스위치-1(310) 및 통신 노드 각각의 PHY 계층 유닛(210)은 자동 협상 서브계층을 포함할 수 있다.
차량 네트워크가 형성된 경우(예를 들어, 차량 네트워크에 전원이 인가된 경우(즉, 배터리가 장착된 경우)), 스위치-1(310)(예를 들어, 스위치-1(310)에 포함된 PHY 계층 유닛)은 자신과 연결된 통신 노드와 자동 협상 프로토콜에 기초한 자동 협상 동작을 수행할 수 있다(S700). 또는, 스위치-1(310)은 주기적으로 자동 협상 프로토콜에 기초한 자동 협상 동작을 수행할 수 있다. 자동 협상 동작은 도 4를 참조하여 설명된 단계 S400 내지 단계 S420과 동일 또는 유사할 수 있다. 자동 협상 동작에서, 스위치-1(310)은 통신 노드로부터 전송되는 프레임 또는 펄스 신호를 모니터링함으로써 링크의 폴트 타입을 확인할 수 있다. 예를 들어, 스위치-1(310)은 포트11(P11)과 포트31(P31) 간의 링크, 포트12(P12)와 포트41(P41) 간의 링크, 포트13(P13)과 포트51(P51) 간의 링크, 포트14(P14)와 포트21(P21) 간의 링크 등의 폴트 타입을 확인할 수 있다.
링크의 폴트 타입은 "알려지지 않은 폴트", "로컬 통신 노드의 포트 폴트", "리모트 통신 노드의 포트 폴트", "링크의 단선" 등으로 분류될 수 있다. 로컬 통신 노드의 포트 폴트가 확인된 경우, 스위치-1(310)은 해당 포트(예를 들어, 포트11(P11), 포트12(P12), 포트13(P13), 포트14(P14))를 리셋할 수 있다. 리모트 통신 노드의 포트 폴트가 확인된 경우, 스위치-1(310)은 폴트 상태인 리모트 통신 노드의 포트와 연결된 자신의 포트를 닫을 수 있다. 그리고 스위치-1(310)은 폴트 상태인 포트를 가지는 리모트 통신 노드의 식별자(예를 들어, PHY 주소, MAC 주소 등)를 확인할 수 있다. 링크의 단선이 확인된 경우, 스위치-1(310)은 단선된 링크와 연결된 포트를 닫을 수 있다. 스위치-1(310)(예를 들어, 스위치-1(310)에 포함된 MAC 계층 유닛)은 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자를 포함하는 공지 프레임을 생성할 수 있다(S710). 공지 프레임은 MAC 프레임일 수 있으며, 다음과 같이 구성될 수 있다.
도 8은 공지 프레임의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 8을 참조하면, 공지 프레임(800)은 목적지 주소 필드(810), 출발지 주소 필드(820), 데이터 필드(830) 및 FCS(frame check sequence) 필드(840)를 포함할 수 있다. 목적지 주소 필드(810)는 브로드캐스트 방식 또는 멀티캐스트 방식의 전송을 위해 설정될 수 있다. 출발지 주소 필드(820)는 스위치-1(310)의 식별자(예를 들어, PHY 주소, MAC 주소)로 설정될 수 있다. 데이터 필드(830)는 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자를 포함할 수 있다. 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자는 2비트로 표현될 수 있다. 예를 들어, 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자는 상기 표 1과 같이 설정될 수 있다.
또한, 데이터 필드(830)는 폴트 상태인 링크와 연결된 통신 노드의 식별자(예를 들어, PHY 주소, MAC 주소 등)를 더 포함할 수 있다. 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자는 폴트 상태인 통신 노드의 식별자와 매핑될 수 있다. 데이터 필드(830)는 복수의 링크들 각각의 폴트 타입을 지시하는 지시자, 지시자에 매핑되는 식별자를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 필드(830)는 자동 협상의 결과를 지시하는 지시자를 더 포함할 수 있다. 자동 협상의 결과를 지시하는 지시자는 링크 별 자동 협상의 결과를 지시할 수 있다. 예를 들어, 자동 협상의 결과를 지시하는 지시자가 "0"으로 설정된 경우 이는 자동 협상이 완료된 것을 지시할 수 있고, 자동 협상의 결과를 지시하는 지시자가 "1"로 설정된 경우 이는 자동 협상이 실패된 것을 지시할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 스위치-1(310)은 공지 프레임을 브로드캐스트 방식 또는 멀티캐스트 방식으로 전송할 수 있다(S720). 따라서, 공지 프레임은 차량 네트워크를 형성하는 모든 통신 노드들에 전송될 수 있다. 통신 노드(예를 들어, 통신 노드에 포함된 MAC 계층 유닛)는 스위치-1(310)로부터 공지 프레임을 수신할 수 있다. 통신 노드는 공지 프레임에 포함된 링크의 폴트 타입을 지시하는 지시자 기초하여 링크의 폴트 타입을 확인할 수 있고, 공지 프레임에 포함된 통신 노드의 식별자에 기초하여 폴트 상태인 통신 노드를 확인할 수 있다. 또한, 통신 노드는 공지 프레임에 포함된 자동 협상의 결과를 지시하는 지시자에 기초하여 자동 협상의 결과(예를 들어, 자동 협상의 완료, 실패 등)를 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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.

Claims (18)

  1. 차량 네트워크(network)의 통신 노드(node)에서 수행되는 링크(link) 상태의 진단 방법으로서,
    상기 통신 노드와 연결된 링크의 폴트(fault) 타입(type)을 확인하는 단계;
    상기 폴트 타입을 지시하는 지시자를 포함하는 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 신호를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 신호는 자동 협상 프로토콜(auto negotiation protocol)에 기초하여 생성 및 전송되는, 링크 상태의 진단 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴트 타입은 알려지지 않은(unknown) 폴트, 로컬(local) 통신 노드의 포트(port) 폴트, 리모트(remote) 통신 노드의 포트 폴트 및 링크 단선 중에서 하나인, 링크 상태의 진단 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호는 베이스 페이지(base page)를 포함하며, 상기 지시자는 상기 베이스 페이지에 포함되는, 링크 상태의 진단 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호는 폴트 상태인 링크와 연결된 통신 노드의 식별자를 더 포함하는, 링크 상태의 진단 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 식별자는 통신 노드의 PHY(physical) 주소 및 MAC(medium access control) 주소 중에서 적어도 하나를 포함하는, 링크 상태의 진단 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호는 상기 통신 노드의 캐퍼빌러티(capability) 정보를 더 포함하는, 링크 상태의 진단 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호는 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 전송되는, 링크 상태의 진단 방법.
  8. 차량 네트워크(network)의 통신 노드(node)에서 수행되는 링크(link) 상태의 진단 방법으로서,
    상기 통신 노드와 연결된 링크의 폴트(fault) 타입(type)을 확인하는 단계;
    폴트 상태인 링크의 존재를 지시하는 제1 지시자를 포함하는 제1 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 폴트 타입을 지시하는 제2 지시자를 포함하는 제2 신호를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호는 자동 협상 프로토콜(auto negotiation protocol)에 기초하여 전송되는, 링크 상태의 진단 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 신호는 베이스 페이지(base page)를 포함하며, 상기 제1 지시자는 상기 베이스 페이지에 포함되는, 링크 상태의 진단 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 신호는 넥스트(next) 페이지를 포함하는 상기 제2 신호의 전송을 지시하는 제3 지시자를 더 포함하는, 링크 상태의 진단 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 폴트 타입은 알려지지 않은(unknown) 폴트, 로컬(local) 통신 노드의 포트(port) 폴트, 리모트(remote) 통신 노드의 포트 폴트 및 링크 단선 중에서 하나인, 링크 상태의 진단 방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 신호는 넥스트 페이지를 포함하며, 상기 제2 지시자는 상기 넥스트 페이지에 포함되는, 링크 상태의 진단 방법.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 신호는 폴트 상태인 링크와 연결된 통신 노드의 식별자를 더 포함하는, 링크 상태의 진단 방법.
  14. 차량 네트워크(network)의 통신 노드(node)에서 수행되는 링크(link) 상태의 진단 방법으로서,
    자동 협상 프로토콜(auto negotiation protocol)에 기초한 자동 협상 과정에서 상기 통신 노드와 연결된 링크의 폴트(fault) 타입(type)을 확인하는 단계;
    상기 폴트 타입을 지시하는 제1 지시자를 포함하는 MAC(medium access control) 프레임(frame)을 생성하는 단계; 및
    상기 MAC 프레임을 전송하는 단계를 포함하는, 링크 상태의 진단 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 폴트 타입은 알려지지 않은(unknown) 폴트, 로컬(local) 통신 노드의 포트(port) 폴트, 리모트(remote) 통신 노드의 포트 폴트 및 링크 단선 중에서 하나인, 링크 상태의 진단 방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 MAC 프레임은 폴트 상태인 링크와 연결된 통신 노드의 식별자를 더 포함하는, 링크 상태의 진단 방법.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 MAC 프레임은 자동 협상의 결과를 지시하는 제2 지시자를 더 포함하는, 링크 상태의 진단 방법.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 MAC 프레임은 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 전송되는, 링크 상태의 진단 방법.
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