KR20180053838A - 인버터에서 인터럽트 제어방법 - Google Patents

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Abstract

인버터에서 인터럽트 제어방법이 개시된다. 본 발명의 방법은, 인버터 동작중 제어부가 인터럽트 발생을 확인하는 경우, 메인 소프트웨어에서 발생한 인터럽트의 종류를 분석하여, 상기 인터럽트를 기능별 인터럽트 아이디(ID)로 변환하고, 상기 인터럽트 ID가 기등록된 인터럽트 ID인 경우, 상기 기등록된 인터럽트 ID에 대응하는 인터럽트 함수를 수행한다.

Description

인버터에서 인터럽트 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING INTERRUPT IN INVERTER}
본 발명은 인버터에서 인터럽트 제어방법에 대한 것이다.
일반적으로, 인버터는 상용 교류전원을 입력으로 하여 이를 직류전원으로 변환한 후, 다시 전동기에 적합한 교류전원으로 변환하여 전동기에 공급하는 전력변환장치이다. 이러한 인버터는 전동기를 효율적으로 제어함으로써 전동기의 소모전력을 감소시켜 에너지 효율을 높인다. 현재 전 세계 전기의 50% 이상을 전동기가 소모하므로, 이러한 인버터를 사용하여 에너지 효율을 높임으로써 전기 사용량을 줄일 필요가 있다. 전동기는 용도와 크기에 따라 여러 용량으로 나뉘어지며, 따라서 이에 따라 인버터도 여러 용량으로 개발되어 왔다.
한편, 임베디드(embedded) 시스템이란, 어떤 제품이나 솔루션에 추가로 탑재되어 그 제품 안에서 특정한 작업을 수행하도록 프로그래밍되어 동작하는 솔루션을 말한다. 현재 사물인터넷(internet of things, IoT)과 스마트 팩토리(smart factory) 등과 관련된 이슈로 이러한 임베디드 시장은 점차 커지고 있다. 이에 반도체 회사들은 임베디드용 자사의 마이크로제어유닛(micro controller unit, MCU)를 앞다투어 출시하고 있다.
인터럽트(interrupt)는 임베디드 소프트웨어(embedded software)에서 가장 중요한 기능 중 하나이다. 임베디드 소프트웨어에서 인터럽트란, MCU가 프로그램을 실행하고 있을 때 입출력 하드웨어 등의 장치에 처리가 필요하거나, 또는 예외상황이 발생하여 처리가 필요한 경우 MCU에게 알려 자동으로 메인 프로그램의 수행을 정지하고 인터럽트 프로그램을 수행하는 것을 말한다.
그러나, 이러한 인터럽트는 제작사의 코어나 MCU 시리즈에 따라 종류 및 이름이 다르므로, MCU에 따라 인터럽트 소프트웨어의 변경이 필요하고 다른 MCU를 사용하는 개발자간 소통이 어려운 문제점이 있다. 이를 도면을 참조로 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 임베디드 소프트웨어의 인터럽트를 설명하기 위한 예시도로서, 같은 인버터의 임베디드 소프트웨어에서 발생하는 인터럽트에 따라 함수들의 이름과 구성이 다른 것을 설명하기 위한 것이다.
도 1a와 같이, 메인 소프트웨어(100)는, 펄스폭 변조(pulse width modulation, PWM) 캐리어에 따라 발생하는 인터럽트(QEP 인터럽트)에 의해 PWM 출력을 연산하는 인터럽트 함수[PWM_ISR()]를 처리하게 하며, 이에 의해 PWM 출력을 연산하는 인터럽트 함수[PWM_ISR()]는 PWM 출력연산을 수행한다. 또한, 메인 소프트웨어(100)는 타이머 카운트에 따라 발생하는 인터럽트(타이머 인터럽트)에 의해 1msec마다 수행하는 인터럽트 함수(SWT_1MS_ISR()]를 처리하게 하며, 이에 의해 인버터 출력주파수 연산, 오토튜닝 연산, 인버터 출력전압 연산, 인버터 시간 연산 등을 수행하게 된다. 또, 메인 소프트웨어(100)는 PWM 외부차단신호(PDP 인터럽트)에 의해 PWM PDP를 수행하는 인터럽트 함수[PDPINTA_ISR()]을 처리하게 하며, 이에 의해 과전류 검출, 암쇼트(arm short) 검출, 과전류 억제 등을 수행하게 된다.
한편, 도 1b와 같이, 메인 소프트웨어(100)는, PWM 업로드 인터럽트(PWM 인터럽트)에 의해 PWM 출력을 연산하는 인터럽트 함수[ISR_pwmb()]를 처리하게 하며, 이에 의해 PWM 출력을 연산하는 인터럽트 함수[ISR_pwmb()]는 PWM 출력연산을 수행한다. 또, 메인 소프트웨어(100)는 타이머 카운트 인터럽트(타이머 인터럽트)에 의해 1msec마다 수행하는 인터럽트 함수[ISR_SW1msec()]를 처리하게 하며, 이에 의해 1msec마다 수행하는 인터럽트 함수[ISR_SW1msec()]는 인버터 출력주파수 연산, 오토튜닝 연산, 인버터 출력전압 연산, 인버터 시간 연산 등을 수행하게 된다. 또, 메인 소프트웨어(100)는 제1트립존 인터럽트(PWM 트립1 인터럽트)에 의해 암쇼트 검출 인터럽트 함수[ISR_PwmTrip1()]를 처리하게 하며, 이에 의해 암쇼트를 검출할 수 있다. 또, 또, 메인 소프트웨어(100)는 제2트립존 인터럽트(PWM 트립2 인터럽트)에 의해 과전류 검출 인터럽트 함수[ISR_PwmTrip2()]를 처리하게 하며, 이에 의해 과전류를 검출할 수 있다. 또, 메인 소프트웨어(100)는 제3트립존 인터럽트(PWM 트립3 인터럽트)에 의해 과전류 억제검출 인터럽트 함수[ISR_PwmTrip3()]를 처리하게 하며, 이에 의해 암쇼트를 검출할 수 있다.
이와 같이, 종래에는 MCU에 정의되어 있는 인터럽트에 함수를 등록하여 직접 프로그램을 실행하였다. 따라서 인버터의 중앙처리장치(Central Processor Unit, CPU)가 달라질 때마다 인터럽트 함수를 합치거나 분리하거나 또는 다시 정의하였으며, 인터럽트 함수의 변경으로 인해 어플리케이션 프로그램도 수정하여야 하였다.
특히, 어떤 메인 프로그램에서는 PWM의 탑(top) 또는 바텀(bottom)의 구분없이 인터럽트가 발생하고, 또 다른 메인 프로그램에서는 구분되어 발생하는 경우도 있으므로, 프로그램의 재활용성이 저하되며, 인버터 종류에 따라 인터럽트가 달라지는 경우가 발생하는 문제점이 있다.
또한, 도 1a 및 도 1b와 같이 동일한 기능의 인터럽트 함수가 인버터에 따라 이름과 구성이 달라지므로, 인터럽트 함수만으로는 무슨 기능을 수행하는지 알기 어려워 소프트웨어 분석이 어려워지는 문제점이 있다.
또, 하나의 인터럽트 함수에서 여러 기능을 수행하여야 하는 경우 코드 복잡도가 상승하여 소프트웨어의 품질이 떨어지고, 기능을 추가 또는 삭제하는 경우 코드 참조도가 복잡하게 되는 문제점이 있다.
결국, 이는 인버터의 품질저하를 야기하며, 인버터 소프트웨어의 개발기간이 늘어나게 되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 인버터의 임베디드 소프트웨어에서 인터럽트를 기능별로 추상화하여 MCU에 관계없이 소프트웨어 구현이 가능하게 하고 소프트웨어의 재활용성을 높여 개발기간을 단축하고 코드품질을 향상하는, 인버터에서 인터럽트 제어방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 기능의 사용여부에 따라 기능별 인터럽트 함수의 수행여부가 결정되도록 하여 소프트웨어 수행 효율성을 높이는 인버터에서 인터럽트 제어방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 인버터에서 인터럽트 제어방법은, 인버터 동작중 제어부가 인터럽트 발생을 확인하는 단계; 상기 제어부가 메인 소프트웨어에서 발생한 인터럽트의 종류를 분석하는 단계; 상기 제어부가 상기 인터럽트를 기능별 인터럽트 아이디(ID)로 변환하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 인터럽트 ID가 기등록된 인터럽트 ID인 경우, 상기 기등록된 인터럽트 ID에 대응하는 인터럽트 함수를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 인터럽트의 종류를 분석하는 단계는, 상기 인터럽트가 메인 소프트웨어가 어떤 상태에서 발생하였는지 함께 분석할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 인터럽트 제어방법은, 상기 인터럽트 ID가 등록되지 않은 인터럽트 ID인 경우 메인 소프트웨어의 수행으로 리턴하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 인터럽트 제어방법은, 상기 인터럽트 ID의 기능이 인에이블인지 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 인터럽트 ID의 기능이 디스에이블인 경우 메인 소프트웨어의 수행으로 리턴하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 인터럽트 제어방법은, 기능별로 분류된 인터럽트 ID와 이에 대응하는 인터럽트 함수를 각각 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 보통 MCU별 각각 정의되는 인터럽트를 기능별 인터럽트 ID로 변환함으로써 MCU와 관계없이 소프트웨어를 구현할 수 있으므로, 소프트웨어 개발기간을 단축하게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 동일한 MCU의 인터럽트에 여러가지 기능이 한 함수에서 실행되는 경우에도 기능별로 함수를 분리하여, 소프트웨어 품질을 향상하게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 기능의 사용(인에이블) 여부에 따라 종속되어 있는 인터럽트 합수의 수행여부를 결정함으로써, 소프트웨어 수행 효율성을 향상하게 하는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 임베디드 소프트웨어의 인터럽트를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 인버터 임베디드 소프트웨어의 기능별 인터럽트 관리 장치를 설명하기 위한 일예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예의 인버터 임베디드 소프트웨어의 기능별 인터럽트 관리방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 본 발명의 적용예를 설명하기 위한 일예시도이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성요소는 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '상에' 있다거나 '접하여' 있다고 기재된 경우, 다른 구성요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '바로 위에' 있다거나 '직접 접하여' 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해될 수 있다. 구성요소간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, '～사이에'와 '직접 ～사이에' 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. '포함한다' 또는 '가진다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 인버터 임베디드 소프트웨어의 기능별 인터럽트 관리 장치를 설명하기 위한 일예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 장치는, 제어부(10) 및 저장부(20)를 포함할 수 있다. 또한, 저장부(20)는, 인터럽트 아이디(ID) 저장부(21) 및 인터럽트 함수 저장부(23)를 포함할 수 있다. 인터럽트 ID 저장부(21)에는 태스크별로 사용하는 기능의 인터럽트 ID가 저장될 수 있으며, 인터럽트 함수 저장부(23)에는 기능별 인터럽트 함수가 저장될 수 있다. 이때 각 기능의 인터럽트 ID와 인터럽트 함수는 기능별로 대응되도록 저장될 수 있다. 즉, 인터럽트 ID 저장부(21)와 인터럽트 함수 저장부(23)는 별개의 구성요소로 도시되어 있으나, 각 기능별로 대응되도록 하나의 구성요소로 이루어질 수도 있을 것이다.
제어부(10)는 본 발명의 기능별 인터럽트 관리방법을 수행하는 것으로서, 예를 들어 마이크로 제어유닛(MCU) 또는 중앙처리유닛(CPU) 일 수 있다. 이하, 도면을 참조로 제어부(10)의 동작을 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예의 인버터 임베디드 소프트웨어의 기능별 인터럽트 관리방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 도 2의 제어부(10)의 동작을 중심으로 나타낸 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 제어부(10)는 사용자의 입력에 따라, 인버터에서 태스크(task)별로 사용하는 기능의 인터럽트 ID와 인터럽트 함수를 각각 인터럽트 ID 저장부(21) 및 인터럽트 함수 저장부(23)에 저장할 수 있다(S31).
이후 제어부(10)는 인버터 동작시 메인 소프트웨어를 수행하다가(S32), 인터럽트가 발생한 것을 확인하면(S33), 인터럽트의 종류 및 현재 소프트웨어의 상태를 분석할 수 있다(S34). 즉, 제어부(10)는 인터럽트가 발생한 경우, 어떠한 인터럽트가 발생하였으며, 이 인터럽트가 메인 소프트웨어가 어떤 상태인 경우에 발생하였는지 분석하여 어떤 인터럽트를 발생시킬지 판단할 수 있다.
이때, 인터럽트의 종류는, 예를 들어 펄스폭변조(PWM) 캐리어에 따라 발생하는 인터럽트일 수도 있고, 타이머 카운트에 따라 발생하는 인터럽트일 수도 있고, PWM 외부차단신호인 PDP 인터럽트일 수도 있고, PWM 업로드 인터럽트일 수도 있고, 암쇼트 검출 인터럽트일 수도 있고, 과전류 검출 인터럽트일 수도 있고, 과전류 억제검출 인터럽트일 수도 있다. 이와 같이 제어부(10)가 분석할 수 있는 인터럽트의 종류는 다양하며, 이러한 인터럽트의 종류를 분석하기 위해 카운터(도시되지 않음)로부터 신호를 수신하거나, 또는 제어부(10) 스스로 인터럽트를 검출할 수 있을 것이다.
이후, 제어부(10)는 해당 인터럽트를 기능별 인터럽트 ID로 변환하고(S35), 변환한 인터럽트 ID가 인터럽트 ID 저장부(21)에 기능별로 저장되어 있는지 여부를 확인할 수 있다(S36). 이때, 인터럽트 ID 저장부(21)에 미등록된 인터럽트 ID인 경우 사용하지 않는 기능의 인터럽트이므로 이를 무시하고 다시 메인 소프트웨어를 수행하는 S32로 리턴할 수 있다. 만약 인터럽트 ID 저장부(21)에 등록된 인터럽트 ID인 경우 해당 기능이 인에이블(enable)한지 판단할 수 있다(S37). 인터럽트 인에이블(interrupt enable)이란, 메인 소프트웨어의 실행 중에 중단되어서는 안되는 중요한 처리를 위하여 잠정적으로 디세이블(disable)된 인터럽트를 다시 가능하게 하는 것으로서, 이와 같이 중요한 처리가 이루어진 다음에 다시 정상상태로 되돌려져 인터럽트가 접수되는 상태를 인터럽트 인에이블이라 한다. 제어부(10)는 외부 신호 또는 사용자의 선택에 의해 메인 소프트웨어 수행중 인터럽트 인에이블을 수신할 수 있는데, 이때 인터럽트 디세이블인 경우 다시 메인 소프트웨어를 수행하는 S32로 리턴할 수 있다. 만약 인터럽트 인에이블인 경우에는 인터럽트 함수 저장부(23)에 저장된 기능별 인터럽트 함수를 실행할 수 있다(S38).
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 본 발명의 적용예를 설명하기 위한 일예시도이다.
제어부(10)는 메인 소프트웨어(41)의 실행중에, PWM 업로드 인터럽트(42a), 타이머 인터럽트(42b), PWM 블럭 인터럽트(42c) 등 각종 인터럽트(42)가 발생하면, 본 발명의 기능별 인터럽트 관리(43)를 시작하게 된다. 즉, 제어부(10)가 인터럽트를 분석하여, 각종 인터럽트를 기능별 인터럽트 ID(44)로 변환하게 된다.
이와 같이 변환된 인터럽트 ID를 이용하여, 제어부(10)는 해당 인터럽트 ID에 대응하는 인터럽트 함수(45)를 수행할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 예를 들어, PWM 업로드 인터럽트가 발생한 경우(42a), 제어부(10)는 해당 PWM의 상부(TOP)에서 인터럽트가 발생한 것을 확인하고 인터럽트 ID 'IRQ_PWM_TOP'(44a)으로 해당 인터럽트를 변환할 수 있으며, 이에 대응하는 [PwmTopIrq()] 함수(45a)를 수행할 수 있게 된다. 즉, 인터럽트 ID에 대응하는 인터럽트 함수를 쉽게 수행할 수 있게 된다.
본 발명의 일실시예에서 인터럽트 ID와 이에 대응하는 인터럽트 함수가 다양하게 제시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로서 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
이와 같이, 본 발명은 보통 MCU별 각각 정의되는 인터럽트를 기능별 인터럽트 ID로 변환함으로써 MCU와 관계없이 소프트웨어를 구현할 수 있으므로, 소프트웨어 개발기간이 단축될 수 있다.
또한, 본 발명은 동일한 MCU의 인터럽트에 여러가지 기능이 한 함수에서 실행되는 경우에도 기능별로 함수를 분리하여, 소프트웨어 품질을 향상할 수 있다.
또한, 본 발명은, 기능의 사용(인에이블) 여부에 따라 종속되어 있는 인터럽트 합수의 수행여부를 결정함으로써, 소프트웨어 수행 효율성을 향상할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 제어부 20: 저장부
21: 인터럽트 ID 저장부 23: 인터럽트 함수 저장부

Claims (6)

  1. 인버터 동작중 제어부가 인터럽트 발생을 확인하는 단계;
    상기 제어부가 메인 소프트웨어에서 발생한 인터럽트의 종류를 분석하는 단계;
    상기 제어부가 상기 인터럽트를 기능별 인터럽트 아이디(ID)로 변환하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 인터럽트 ID가 기등록된 인터럽트 ID인 경우, 상기 기등록된 인터럽트 ID에 대응하는 인터럽트 함수를 수행하는 단계를 포함하는 인버터에서 인터럽트 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인터럽트의 종류를 분석하는 단계는,
    상기 인터럽트가 메인 소프트웨어가 어떤 상태에서 발생하였는지 함께 분석하는 것을 특징으로 하는 인터럽트 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인터럽트 ID가 등록되지 않은 인터럽트 ID인 경우 메인 소프트웨어의 수행으로 리턴하는 단계를 더 포함하는 인터럽트 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인터럽트 ID의 기능이 인에이블인지 판단하는 단계를 더 포함하는 인터럽트 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인터럽트 ID의 기능이 디스에이블인 경우 메인 소프트웨어의 수행으로 리턴하는 단계를 더 포함하는 인터럽트 제어방법.
  6. 제1항에 있어서,
    기능별로 분류된 인터럽트 ID와 이에 대응하는 인터럽트 함수를 각각 저장하는 단계를 더 포함하는 인터럽트 제어방법.
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