KR20180122779A - 차량 네트워크의 통신 노드 및 통신 노드의 동작 방법 - Google Patents

차량 네트워크의 통신 노드 및 통신 노드의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

차량 네트워크에의 통신 노드가 개시된다. 통신 노드는 MAC 계층 유닛; PHY 계층 유닛; 상기 PHY 계층 유닛에 연결된 제1 포트; 상기 PHY 계층 유닛에 연결된 제2 포트; 및 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 연결을 제어하는 스위칭 유닛을 포함하며, 상기 스위칭 유닛은 상기 MAC 계층 유닛의 제어에 따라 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 연결을 온(ON) 또는 오프(OFF) 시킨다.

Description

차량 네트워크의 통신 노드 및 통신 노드의 동작 방법 {COMMUNICATION NODE OF VEHICLE NETWORK AND OPERATING METHOD OF THE COMMUNICATION NODE}
본 발명은 차량 네트워크 기술에 관한 것으로, 차량 네트워크에서 스위칭 기능을 지원하는 통신 노드의 동작 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 transpO) 기반의 네트워크 등을 의미할 수 있다. 멀티미디어 시스템은 항법 장치 시스템, 텔레메틱스(telematics) 시스템, 인포테이먼트(infotainment) 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.
앞서 설명된 차량 네트워크는 복수의 통신 노드들(예를 들어, 전자 장치들)을 포함할 수 있고, 제1 통신 노드는 특정 이벤트(event)가 감지된 경우에 웨이크업 신호(wake-up signal)를 제2 통신 노드에 전송할 수 있다. 웨이크업 신호가 수신된 경우, 제2 통신 노드의 동작 모드(mode)는 슬립(sleep) 모드에서 노멀(normal) 모드로 천이될 수 있다. 그 후에, 제2 통신 노드는 웨이크업 이유(reason)를 알고 있는 경우에 웨이크업 이유에 따른 동작들을 수행할 수 있다. 그러나 제2 통신 노드는 웨이크업 된 경우에도 웨이크업 이유를 알지 못할 수 있으므로, 웨이크업 이유에 따른 동작들이 수행되지 않을 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 차량 네트워크에서 스위칭 기능을 지원하는 통신 노드의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량 네트워크의 통신 노드는, MAC 계층 유닛; PHY 계층 유닛; 상기 PHY 계층 유닛에 연결된 제1 포트; 상기 PHY 계층 유닛에 연결된 제2 포트; 및 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 연결을 제어하는 스위칭 유닛을 포함하며, 상기 스위칭 유닛은 상기 MAC 계층 유닛의 제어에 따라 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 연결을 온(ON) 또는 오프(OFF) 시킨다.
상기 통신 노드의 코어 부팅이 완료되면, 상기 PHY 계층 유닛은 상기 스위칭 유닛의 온/오프 상태를 변경하는 신호를 상기 스위칭 유닛에게 인가할 수 있다.
상기 스위칭 유닛은, 상기 통신 노드가 슬립 모드인 경우, 상기 제1 포트 및 상기 제2 포트 사이의 연결을 온 시키고, 상기 통신 노드가 웨이크업 되어 노멀 모드인 경우, 상기 제1 포트 및 상기 제2 포트 사이의 연결을 오프 시킬 수 있다.
상기 통신 노드가 슬립 모드인 경우, 상기 스위칭 유닛은 상기 제1 포트를 통해 수신된 신호를 상기 제2 포트로 전달하고, 상기 제1 포트를 통해 수신된 신호는 상기 제2 포트를 통해 다른 통신 노드로 전달될 수 있다.
상기 스위칭 유닛은, 상기 PHY 계층 유닛으로부터 신호를 인가 받는 제1 스위칭 유닛; 및 상기 제1 스위칭 유닛의 온/오프 상태에 따라 제1 포트와 제2 포트 사이의 연결 상태를 조절하는 적어도 하나의 제2 스위칭 유닛을 포함할 수 있다.
상기 제1 스위칭 유닛은 N channel MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect transistor)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제2 스위칭 유닛은 P channel MOSFET을 포함할 수 있다.
상기 스위칭 유닛은, 상기 PHY 계층 유닛으로부터 신호를 인가 받는 게이트와, 소스 및 드레인을 포함하는 제1 트랜지스터; 상기 제1 트랜지스터의 소스에 연결되는 게이트와, 상기 제1 포트에 연결되는 소스 및 상기 제2 포트에 연결되는 드레인을 포함하는 제2 트랜지스터; 및 상기 제1 트랜지스터의 소스와 그라운드 전극 사이에 마련된 저항;을 포함할 수 있다.
상기 제1 트랜지스터는 N channel MOSFET이고, 상기 제2 트랜지스터는 P channel MOSFET일 수 있다.
상기 스위칭 유닛은, 상기 제1 트랜지스터의 소스에 연결되는 게이트와, 상기 제2 포트에 연결되는 소스와 상기 제1 포트에 연결되는 소스를 포함하는 제3 트랜지스터;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 트랜지스터는 N channel MOSFET이고, 상기 제2 트랜지스터 및 상기 제3 트랜지스터는 P channel MOSFET일 수 있다.
상기 제1 포트는 이벤트 발생을 감지한 다른 통신 노드로부터 웨이크업 이유를 지시하는 메시지를 수신할 수 있다.
상기 통신 노드가 슬립 모드인 경우, 상기 스위칭 유닛은 상기 제1 포트를 통해 수신된 상기 메시지를 상기 제2 포트로 전달하고, 상기 제1 포트를 통해 수신된 상기 메시지는 상기 제2 포트를 통해 다른 통신 노드로 전달될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른, MAC 계층 유닛, PHY 계층 유닛, 상기 PHY 계층 유닛에 연결된 제1 포트, 상기 PHY 계층 유닛에 연결된 제2 포트를 포함하는 제1 통신 노드의 동작 방법은
상기 제1 포트가 제2 통신 노드로부터 신호를 수신하는 단계;
상기 제1 통신 노드가 슬립 모드인 경우, 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 연결을 제어하는 스위칭 유닛이 상기 제1 포트와 상기 제2 포트를 전기적으로 연결함으로써, 상기 제1 포트가 수신한 신호를 상기 제2 포트에게 전달하는 단계;
상기 제2 포트가, 상기 제1 포트로부터 전달 받은 신호를 상기 제2 포트와 연결된 제3 통신 노드에게 전달하는 단계;를 포함한다.
상기 스위칭 유닛은, 상기 제1 통신 노드가 슬립 모드인 경우, 상기 제1 포트 및 상기 제2 포트 사이의 연결을 온 시키고, 상기 제1 통신 노드가 웨이크업 되어 노멀 모드인 경우, 상기 제1 포트 및 상기 제2 포트 사이의 연결을 오프 시킬 수 있다.
상기 제1 통신 노드의 동작 방법은, 상기 제1 포트가 상기 제2 웨이크업 이유를 지시하는 메시지를 더 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 통신 노드가 슬립 모드인 경우, 상기 스위칭 유닛은 상기 제1 포트를 통해 수신된 상기 메시지를 상기 제2 포트로 전달하고, 상기 제2 포트는 상기 메시지를 상기 제3 통신 노드로 전달할 수 있다.
상기 스위칭 유닛은,
상기 PHY 계층 유닛으로부터 신호를 인가 받는 제1 스위칭 유닛; 및
상기 제1 스위칭 유닛의 온/오프 상태에 따라 제1 포트와 제2 포트 사이의 연결 상태를 조절하는 적어도 하나의 제2 스위칭 유닛을 포함할 수 있다.
상기 스위칭 유닛은, 상기 PHY 계층 유닛으로부터 신호를 인가 받는 게이트와, 소스 및 드레인을 포함하는 제1 트랜지스터; 상기 제1 트랜지스터의 소스에 연결되는 게이트와, 상기 제1 포트에 연결되는 소스 및 상기 제2 포트에 연결되는 드레인을 포함하는 제2 트랜지스터; 및 상기 제1 트랜지스터의 소스와 그라운드 전극 사이에 마련된 저항;을 포함하고,
상기 제1 통신 노드의 동작 방법은, 상기 제1 통신 노드가 웨이크업 되어 노멀 모드 상태인 경우, 상기 PHY 계층 유닛이 상기 제1 트랜지스터의 게이트에 신호를 인가하여 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 연결을 오프 시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 스위칭 유닛은, 상기 제1 트랜지스터의 소스에 연결되는 게이트와, 상기 제2 PHY 계층 유닛에 연결되는 소스와 제1 PHY 계층 유닛에 연결되는 소스를 포함하는 제3 트랜지스터;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 트랜지스터는 N channel MOSFET이고, 상기 제2 트랜지스터 및 상기 제3 트랜지스터는 P channel MOSFET일 수 있다.
본 발명에 의하면, 스위칭 유닛을 이용하여 스위치의 PHY 계층 유닛들 사이의 연결을 관리할 수 있다. 스위치가 슬립 모드일 때, 스위칭 유닛을 통해, PHY 계층 유닛들 사이에서 신호가 전달되도록 함으로써, 엔드 노드들이 웨이크업 되는데 필요한 시간을 단축할 수 있다. 또한, 웨이크업 이유를 지시하는 메시지가 누락되지 않고 엔드 노드들에게 전달될 수 있다.
도 1은 차량 네트워크의 토폴로지(network topology)의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드의 제2 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4는 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드의 프로토콜 구조의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 5는 차량 네트워크의 토폴로지의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6은 통신 노드에서 수행되는 시스템 부팅 절차의 제1 실시예를 도시한 타이밍(timing)도이다.
도 7은 도 5에서 도시한 차량 네트워크에서 웨이크업 신호가 전달되는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량 네트워크의 토폴로지를 도시한 개념도이다.
도 9는 도 6에서 나타낸 시스템 부팅 절차와 스위칭 유닛의 상태를 비교하여 나타낸 타이밍 도이다.
도 10은 스위칭 유닛의 제1 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 11은 스위칭 유닛의 제2 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 12는 스위칭 유닛의 제3 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 13은 스위칭 유닛의 제4 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 14는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 차량 네트워크에서 웨이크업 신호가 전달되는 과정을 나타낸 순서도이다.
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 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
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 transpO), 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(infOainment) 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 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 포트(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 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 유닛(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(222)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.
한편, 통신 노드(200)는 컨트롤러 유닛(220)만을 포함할 수 있고, PHY 계층 유닛(210)은 통신 노드(200)의 외부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 통신 노드(200)는 다음과 같이 구성될 수 있다.
도 3은 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드의 제2 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 통신 노드(200)는 컨트롤러 유닛(220)을 포함할 수 있고, 파워를 공급하는 레귤레이터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 컨트롤러 유닛(220)은 통신 노드(200)의 외부에 위치한 PHY 계층 유닛(210)과 연결될 수 있고, PHY 계층 유닛(210)을 제어할 수 있다. 도 3에 도시된 PHY 계층 유닛(210)과 컨트롤러 유닛(220) 각각의 기능은 도 2에 도시된 PHY 계층 유닛(210)과 컨트롤러 유닛(220)의 기능과 동일 또는 유사할 수 있다.
PHY 계층 유닛(210)은 매체 독립 인터페이스(230)를 통해 컨트롤러 유닛(220)과 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, GMII, RGMII, SGMII, XGMII 중 하나의 인터페이스가 사용될 수 있다. 데이터 인터페이스는 전송 채널 및 수신 채널을 포함할 수 있으며, 채널들 각각은 독립적인 클럭, 데이터 및 신호를 가질 수 있다. 관리 인터페이스는 2-신호 인터페이스로 구성될 수 있으며, 하나는 클럭을 위한 신호이고 다른 하나는 데이터를 위한 신호일 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 통신 노드의 프로토콜 구조는 다음과 같을 수 있다.
도 4는 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드의 프로토콜 구조의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 통신 노드는 계층1 내지 계층7을 포함할 수 있다. 통신 노드의 계층1은 PHY 기능을 지원할 수 있고, 100Mbps(megabit per second)의 전송 속도를 지원할 수 있다. 통신 노드의 계층2는 IEEE 802.1Q 프로토콜, IEEE 802.1p 프로토콜, IEEE 802.3 프로토콜, AVB(audio video bridging) 프로토콜(예를 들어, IEEE 802.1Qav 프로토콜, IEEE 802.1Qat 프로토콜) 등을 지원할 수 있다. 통신 노드의 계층3은 IPv4(internet protocol version 4), ARP(address resolution protocol), ICMPv4(internet control message protocol version 4), IEEE 802.1AS, IEEE 1722 등을 지원할 수 있다. 통신 노드의 계층4는 TCP(transfer control protocol), UDP(user datagram protocol), IEEE 802.1AS, IEEE 1722 등을 지원할 수 있다. 통신 노드의 계층5 내지 계층7은 DoIP(diagnostics over internet protocol), EthCC 프로토콜, DHCP(dynamic host configuration protocol), SD 프로토콜, NM(network management) 프로토콜, IEEE 802.1AS, IEEE 1722 등을 지원할 수 있다.
앞서 설명된 통신 노드는 슬립 모드(sleep mode) 또는 노멀(normal) 모드로 동작할 수 있다. 슬립 모드에서 통신 노드의 PHY 계층 유닛은 인에이블 상태(enabled state)일 수 있고, 통신 노드의 컨트롤러 유닛은 디스에이블 상태(disabled state)일 수 있다. 또는, 슬립 모드에서 통신 노드의 PHY 계층 유닛 및 컨트롤러 유닛은 디스에이블 상태일 수 있다. 노멀 모드에서 통신 노드의 PHY 계층 유닛 및 컨트롤러 유닛은 인에이블 상태일 수 있다. 즉, 노멀 모드는 통신 노드가 웨이크업(wake-up) 된 상태를 지시할 수 있다. 웨이크업 신호가 수신된 경우 또는 특정 이벤트(event)가 감지된 경우, 통신 노드의 동작 모드는 슬립 모드에서 노멀 모드로 천이될 수 있다. 이 경우, 통신 노드의 시스템 부팅 절차(system booting procedure)가 수행될 수 있다. 통신 노드의 시스템 부팅 절차는 다음과 같이 수행될 수 있다.
도 5는 차량 네트워크의 토폴로지의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5를 참조하면, 차량 네트워크는 스위치#1(510), 스위치#2(520), 스위치#3(530), 엔드 노드#1(511), 엔드 노드#2(512), 엔드 노드#3(521), 엔드 노드#4(531) 등을 포함할 수 있다. 스위치들(510, 620, 630)은 도 1에 도시된 스위치와 동일 또는 유사한 기능들을 수행할 수 있고, 엔드 노드들(511, 612, 621, 631)은 도 1에 도시된 엔드 노드와 동일 또는 유사한 기능을 수행할 수 있다. 스위치들(510, 620, 630) 및 엔드 노드들(511, 612, 621, 631) 각각은 도 2 내지 4에 도시된 통신 노드와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.
스위치#1(510)은 포트(P11)를 통해 엔드 노드#1(511)과 연결될 수 있고, 포트(P12)를 통해 엔드 노드#2(512)와 연결될 수 있고, 포트(P31)를 통해 스위치#2(520)와 연결될 수 있다. 스위치#1(510)과 스위치#2(520) 간의 통신은 MII, RMII, GMII, RGMII, SGMII 및 XGMII 중에서 하나의 인터페이스를 사용하여 수행될 수 있다. 스위치#2(520)는 포트(P21)를 통해 스위치#1(510)과 연결될 수 있고, 포트(P22)를 통해 엔드 노드#3(521)과 연결될 수 있고, 포트(P23)를 통해 스위치#3(530)과 연결될 수 있다. 스위치#2(520)와 스위치#3(530) 간의 통신은 MII, RMII, GMII, RGMII, SGMII 및 XGMII 중에서 하나의 인터페이스를 사용하여 수행될 수 있다. 스위치#3(530)은 포트(P31)를 통해 스위치#2(520)와 연결될 수 있고, 포트(P32)를 통해 엔드 노드#4(531)와 연결될 수 있다.
한편, 엔드 노드#1(511)은 슬립 모드로 동작할 수 있고, 이벤트(예를 들어, 로컬(local) 이벤트)를 감지할 수 있다. 이벤트가 감지된 경우, 엔드 노드#1(511)은 시스템 부팅 절차를 수행할 수 있다. 따라서 엔드 노드#1(511)의 동작 모드는 슬립 모드에서 노멀 모드로 천이될 수 있다. 즉, 엔드 노드#1(511)은 웨이크업 될 수 있다. 그 후에, 엔드 노드#1(511)은 웨이크업 신호를 전송할 수 있다. 엔드 노드#1(511)이 전송하는 웨이크업 신호는 포트(P11)에 입력될 수 있다.
포트(P11)이 웨이크업 신호를 입력 받으면, 스위치#1(510)은 시스템 부팅 절차를 수행할 수 있다.
도 6은 통신 노드에서 수행되는 시스템 부팅 절차의 제1 실시예를 도시한 타이밍(timing)도이다.
도 6을 참조하면, 시스템 부팅 절차는 스위치(또는, 엔드 노드, 게이트웨이)에서 수행될 수 있으며, 신호 감지 단계(S510), 파워 공급 단계(S520), 파워 안정화 단계(S530), PLL(phase locked loop) 단계(S540), 프로세서 코어 부팅 단계(S550), PHY 코딩(coding) 단계(S560), 스위치 설정 코딩 단계(S570), 신호 전송 단계(S580) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 단계 S510에서 다른 통신 노드(예를 들어, 엔드 노드)로부터 웨이크업 신호가 수신된 경우 또는 특정 이벤트가 감지된 경우, 스위치에 파워가 공급될 수 있고, 공급된 파워에 기초하여 스위치의 컨트롤러 유닛(예를 들어, 코어)이 인에이블될 수 있다. 그 후에, 스위치는 코딩 절차(예를 들어, S550, S560, S570)를 수행한 후에 PHY 링크를 통해 신호를 전송할 수 있다.
앞서 설명된 시스템 부팅 절차는 스위치(또는, 엔드 노드, 게이트웨이)가 도 2에 도시된 통신 노드인 경우(즉, 스위치의 내부에 PHY 계층 유닛이 위치하는 경우)에 최대 150ms(millisecond) 내에 완료될 수 있다. 또는, 스위치(또는, 엔드 노드, 게이트웨이)가 도 3에 도시된 통신 노드인 경우(즉, 스위치의 외부에 PHY 계층 유닛이 위치하는 경우)에 시스템 부팅 절차는 최대 200ms 내에 완료될 수 있다.
상술한 바와 같이, 통신 노드의 시스템 부팅에 시간이 소요되기 때문에, 엔드 노드#1(511)이 웨이크업 된 이후, 다른 엔드 노드들(512, 621, 631)이 웨이크업 되기까지 시간이 소모될 수 있다.
도 7은 도 5에서 도시한 차량 네트워크에서 웨이크업 신호가 전달되는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 7을 참조하면, S700 단계에서, 엔드 노드#1(511)은 이벤트(예를 들어, 로컬(local) 이벤트)를 감지할 수 있다(S700). 이벤트가 감지된 경우, 엔드 노드#1(511)은 시스템 부팅 절차를 수행할 수 있다. 엔드 노드#1(511)은 웨이크업이 된 후에, 웨이크업 신호를 전송할 수 있다. 엔드 노드#1(511)이 전송하는 웨이크업 신호는 포트(P11)에 입력될 수 있다.
스위치#1(510)은 엔드 노드#1(511)으로부터 웨이크업 신호를 수신하고 시스템 부팅 절차를 수행할 수 있다. 상술한 바와 같이, 스위치#1(510)의 시스템 부팅에는 150ms 혹은 200ms 정도의 시간이 소요될 수 있다.
S720 단계에서, 스위치#1(510)은 웨이크업 신호를 전송할 수 있다. 웨이크업 신호는 브로드캐스팅 방식으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 웨이크업 신호는 스위치#1(510)의 포트(P12) 및 포트(P13)를 통해 전송될 수 있다.
엔드 노드#2(512)는 스위치#1(510)로부터 웨이크업 신호를 수신할 수 있고, 웨이크업 신호에 기초하여 시스템 부팅 절차(즉, 도 5에 도시된 시스템 부팅 절차)를 수행함으로써 노멀 모드로 동작할 수 있다. 상술한 바와 같이, 스위치#1(510)의 시스템 부팅에 시간이 소모되기 때문에, 엔드 노드#2(512)의 시스템 부팅이 지연될 수 있다.
스위치#2(520)는 포트(P21)를 통해 스위치#1(510)로부터 웨이크업 신호를 수신할 수 있고, 웨이크업 신호에 기초하여 시스템 부팅 절차(즉, 도 5에 도시된 시스템 부팅 절차)를 수행함으로써 노멀 모드로 동작할 수 있다. 상술한 바와 같이, 스위치#1(510)의 시스템 부팅에 시간이 소모되기 때문에, 스위치#2(520)의 시스템 부팅이 지연될 수 있다.
시스템 부팅 절차의 수행을 위해 최대 150ms 또는 200ms가 필요할 수 있다. 시스템 부팅 후에, S730 단계에서, 스위치#2(520)는 웨이크업 신호를 전송할 수 있다. 웨이크업 신호는 브로드캐스팅 방식으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 웨이크업 신호는 스위치#2(520)의 포트(P22) 및 포트(P23)를 통해 전송될 수 있다.
엔드 노드#3(521)은 스위치#2(520)로부터 웨이크업 신호를 수신할 수 있고, 웨이크업 신호에 기초하여 시스템 부팅 절차(즉, 도 5에 도시된 시스템 부팅 절차)를 수행함으로써 노멀 모드로 동작할 수 있다. 스위치#1(510) 및 스위치#2(520)의 시스템 부팅에 시간이 소모되기 때문에, 엔드 노드#3(521)의 시스템 부팅은 엔드 노드#1 및 엔드 노드#2보다 더 지연될 수 있다.
스위치#3(530)은 포트(P31)를 통해 스위치#2(520)로부터 웨이크업 신호를 수신할 수 있고, 웨이크업 신호에 기초하여 시스템 부팅 절차(즉, 도 5에 도시된 시스템 부팅 절차)를 수행함으로써 노멀 모드로 동작할 수 있다. 시스템 부팅 절차의 수행을 위해 최대 150ms 또는 200ms가 필요할 수 있다.
S740 단계에서, 스위치#3(530)은 웨이크업 신호를 전송할 수 있다. 웨이크업 신호는 브로드캐스팅 방식으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 웨이크업 신호는 스위치#3(530)의 포트(P32)를 통해 전송될 수 있다. 엔드 노드#4(531)는 스위치#3(530)으로부터 웨이크업 신호를 수신할 수 있고, 웨이크업 신호에 기초하여 시스템 부팅 절차(즉, 도 5에 도시된 시스템 부팅 절차)를 수행함으로써 노멀 모드로 동작할 수 있다. 스위치#1(510), 스위치#2(520) 및 스위치#3(530)의 시스템 부팅에 시간이 소모되기 때문에, 엔드 노드#3(521)의 시스템 부팅은 엔드 노드#1, 엔드 노드#2 및 엔드 노드 #4보다 더 지연될 수 있다.
S750 단계에서, 웨이크업 된 엔드 노드#1(511)은 메시지를 생성할 수 있고, 브로드캐스팅 방식으로 메시지를 전송할 수 있다(S750). 메시지가 지시하는 웨이크업 이유에는 예시적으로 다음과 같은 것들이 포함될 수 있다.
- 문 동작(예를 들어, 문 열림, 문 닫힘)
- 텔레매틱스(telematics) 동작(예를 들어, 원격 시동)
- 미디어(media) 동작
- 전원 변동(예를 들어, ACC, IGN)
- 도난 감지
차량 네트워크에 포함된 다른 통신 노드(예를 들어, 스위치#1(510), 스위치#2(520), 스위치#3(530), 엔드 노드#2(512), 엔드 노드#3(521), 엔드 노드#4(531) 등)가 웨이크업 되기 전에 웨이크업 이유를 지시하는 메시지가 전송되는 경우, 웨이크업 이유를 지시하는 메시지는 다른 통신 노드에서 수신되지 못할 수 있다. 이로 인해, 다른 통신 노드는 자신이 웨이크업 된 이유를 알지 못할 수 있다. 따라서 웨이크업 이유를 지시하는 메시지는 차량 네트워크를 구성하는 모든 통신 노드들이 웨이크업 된 후에 전송될 수 있다. 그런데, 차량 네트워크를 구성하는 통신 노드들이 웨이크업 되는데 걸리는 시간은 차량 네트워크의 구성에 따라 다를 수 있다. 따라서, 경우에 따라 웨이크업 이유를 지시하는 메시지가 일부 통신 노드들에 전송되지 못할 수 있다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량 네트워크의 토폴로지를 도시한 개념도이다. 도 8에서 나타낸 통신 노드들은 도 5에서 나타낸 스위치#1(510), 스위치#2(520), 스위치#3(530) 중 어느 하나의 기능을 수행하는 통신 노드일 수 있다. 도 8의 실시예를 설명함에 있어서, 도 5와 중복되는 내용은 생략한다.
도 8을 참조하면, 통신 노드는 MAC 계층 유닛, PHY 계층 유닛 및 PHY 계층 유닛에 연결된 복수의 포트들과, 포트들 사이의 연결을 관리하는 스위칭 유닛을 포함할 수 있다.예를 들어, 스위치#1(810)은 MAC 계층 유닛(MC1), PHY 계층 유닛(PH1), 포트들(P11, P12, P13), 스위칭 유닛(SW11) 및 스위칭 유닛(SW12)를 포함할 수 있다. PHY 계층 유닛(PH1)은 포트들(P11, P12, P13)로부터 수신한 신호를 처리하고, 처리 결과를 MAC 계층 유닛(MC1)에게 전송할 수 있다. 또한, PHY 계층 유닛(PH1)은 MAC 계층 유닛(MC1)의 제어에 따라 동작할 수 있다. PHY 계층 유닛(PH1)은 포트(P11) 및 포트(P12)를 통해 엔드 노드#1(811) 및 엔드 노드#2(812)로부터 신호를 수신할 수 있다. PHY 계층 유닛(PH1)은 포트(P13)을 통해 스위치#2(820)에게 신호를 전송할 수 있다. PHY 계층 유닛(PH1)은 스위칭 유닛(SW11) 및 스위칭 유닛(SW12)에게 신호를 인가할 수 있다. PHY 계층 유닛(PH1)의 신호 인가 여부에 따라 스위칭 유닛(SW11) 및 스위칭 유닛(SW12)의 온/오프 상태가 변경될 수 있다.
스위칭 유닛(SW11)은 포트(P11) 및 포트(P12)사이의 연결을 온/오프(ON/OFF) 시킬 수 있다. 스위칭 유닛(SW12)는 포트(P12) 및 포트(P13) 사이의 연결을 온/오프 시킬 수 있다. 스위치#1(810)의 PHY 계층 유닛(PH1)는 스위칭 유닛(SW11) 및 스위칭 유닛(SW12)에 신호를 인가하여 스위칭 유닛(SW11) 및 스위칭 유닛(SW12)의 온/오프 상태를 변경할 수 있다.
스위치#2(820)는 스위칭 유닛(SW21) 및 스위칭 유닛(SW22)를 포함할 수 있다. 스위칭 유닛(SW21)는 포트(P21) 및 포트(P22)사이의 연결을 온/오프(ON/OFF) 시킬 수 있다. 스위칭 유닛(SW22)는 포트(P22) 및 포트(P23) 사이의 연결을 온/오프 시킬 수 있다. 스위치#2(820)의 PHY 계층 유닛(PH2)은 스위칭 유닛(SW21) 및 스위칭 유닛(SW22)에 신호를 인가하여 스위칭 유닛(SW21) 및 스위칭 유닛(SW22)의 온/오프 상태를 변경할 수 있다.
스위치#3(830)은 스위칭 유닛(SW31)를 포함할 수 있다. 스위칭 유닛(SW31)는 포트(P31) 및 포트(P32)사이의 연결을 온/오프(ON/OFF) 시킬 수 있다. 스위치#3(830)의 PHY 계층 유닛(PH3)는 스위칭 유닛(SW31)에 신호를 인가하여 스위칭 유닛(SW31)의 온/오프 상태를 변경할 수 있다.
스위치들(810, 820, 830)이 슬립 모드일 때, 스위치들(810, 820, 830)의 스위칭 유닛들은 온 상태일 수 있다. 따라서, 스위치들(810, 820, 830)의 PHY 계층 유닛들이 전기적으로 서로 연결되어 있을 수 있다. 엔드 노드#1(811)이 웨이크업 신호를 전송하면, 스위치#1(810)의 포트(P11)에 웨이크업 신호가 입력될 수 있다. 이때, 스위치들(810, 820, 830)의 포트들(SW11, SW12, SW21, SW22, SW31)이 온 상태일 수 있다. 스위치들(810, 820, 830)의 시스템 부팅이 이루어지기 전에 웨이크업 신호가 다른 포트들(P12, P13, P21, P22, P23, P31, P32)에게 전달될 수 있다. 따라서, 스위치#1의 포트(P11)에 입력된 웨이크업 신호가 스위치#2 및 스위치#3에도 전달될 수 있다.
웨이크업 신호는 포트들(P12, P22, P32)을 통해, 포트들(P12, P22, P32) 각각에 연결된 엔드 노드들(812, 821, 832)로 전달될 수 있다. 따라서, 엔드 노드#2(812), 엔드 노드#3(821), 엔드 노드#4(831)는 스위치#1(810), 스위치#2(820), 스위치#3(830)의 시스템 부팅이 이루어지기 전에 웨이크업 신호를 전달 받을 수 있다. 그리고, 엔드 노드#2(812), 엔드 노드#3(821) 및 엔드 노드#4(831)는 거의 동시에 시스템 부팅 절차를 수행할 수 있다.
스위치들(810, 820, 830) 각각의 스위칭 유닛은 스위치들(810, 820, 830)의 시스템 부팅 후에 오프 상태로 변환될 수 있다. 예를 들어, 스위치#1(810)의 PHY 계층 유닛(PH1)는 스위치#1(810)의 코어 부팅이 완료된 후, 스위칭 유닛(SW11) 및 스위칭 유닛(SW12)에 신호를 인가하여 스위칭 유닛(SW11) 및 스위칭 유닛(SW12)를 오프 상태로 변경할 수 있다. 또한, 스위치#2(820)의 PHY 계층 유닛(PH2)는 스위치#2(820)의 코어 부팅이 완료된 후, 스위칭 유닛(SW21) 및 스위칭 유닛(SW22)에 신호를 인가하여 스위칭 유닛(SW21) 및 스위칭 유닛(SW22)를 오프 상태로 변경할 수 있다. 스위치#3(830)의 PHY 계층 유닛(PH3)는 스위치#3(830)의 코어 부팅이 완료된 후, 스위칭 유닛(SW31)에 신호를 인가하여 스위칭 유닛(SW31)를 오프 상태로 변경할 수 있다.
스위칭 유닛(SW11) 및 스위칭 유닛(SW12)가 오프 상태가 되면, 스위치#1(810)의 포트들(P11, P12, P13)이 전기적으로 분리될 수 있다. 따라서, 스위치#1(810)은 포트들(P11, P12, P13)에 독립적으로 신호를 인가할 수 있다. 또한, 스위치#1(810)은 엔드 노드#1(811) 및 엔드 노드#2(812) 각각에 대해 독립적으로 신호를 전송할 수 있다.
스위칭 유닛(SW21) 및 스위칭 유닛(SW22)가 오프 상태가 되면, 스위치#2(820)의 포트들(P21, P22, P23)이 전기적으로 분리될 수 있다. 따라서, 스위치#2(820)는 포트들(P21, P22, P23)에 독립적으로 신호를 인가할 수 있다.
스위칭 유닛(SW31)이 오프 상태가 되면, 스위치#3(830)의 포트들(P31, P32)이 전기적으로 분리될 수 있다. 따라서, 스위치#3(830)은 포트들(P31, P32)에 독립적으로 신호를 인가할 수 있다.
도 9는 도 6에서 나타낸 시스템 부팅 절차와 스위칭 유닛의 상태를 비교하여 나타낸 타이밍 도이다. 도 9의 실시예를 설명함에 있어서, 도 6과 관련된 설명은 생략한다. 또한, 아래에서는 스위치#1(810)의 경우를 예시적으로 설명한다.
도 9를 참조하면, 스위치#1(810)은 엔드 노드#1(811)으로부터 웨이크업 신호를 수신하고 시스템 부팅 절차를 수행할 수 있다. 스위치#1(810)의 코어 부팅 절차가 완료되면, PHY 계층 유닛(PH1)는 포트들(P11, P12, P13)을 통해 전송하는 신호를 코딩할 수 있다(S560). 또한, 코어 부팅 절차가 완료되면, PHY 계층 유닛(PH1)은, MAC 계층 유닛(MC1)의 제어에 따라 스위칭 유닛들(SW11, SW12)에 신호를 인가할 수 있다. 스위칭 유닛들(SW11, SW12)에 신호가 인가되면, 스위칭 유닛들(SW11, SW12)이 오프 상태로 변경될 수 있다. 따라서, 스위치#1(810)이 웨이크업 되어 노멀 모드가 된 경우, 스위칭 유닛들(SW11, SW12)은 포트들(P11, P12, P13) 사이의 연결을 오프시킬 수 있다. 스위치#1(810)은 포트들(P11, P12, P13)을 통해 독립적으로 신호를 전송할 수 있다.
이하에서는, 스위칭 유닛들(SW11, SW12, SW21, SW22, SW31)의 회로 구성에 관하여 설명한다. 이하의 설명에서는 편의 상 예시적으로 포트(P11) 및 포트(P12) 사이의 스위칭 유닛(SW11)를 예로 들어 설명한다. 이하에서 설명하는 실시예들은 다른 스위칭 유닛들(SW12, SW21, SW22, SW31)에도 적용될 수 있다.
도 10은 스위칭 유닛(SW11)의 제1 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 10을 참조하면, 스위칭 유닛(SW11)는 포트(SW11)과 포트(SW12) 사이를 연결하는 트랜지스터(TR00)를 포함할 수 있다. 트랜지스터(TR00)는 P channel MOSFET(Metal Oxide Silic온 Field Transistor)일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 트랜지스터(TR00)는 다른 종류의 트랜지스터일 수도 있다.
트랜지스터(TR00)의 드레인은 포트(P12)와 연결될 수 있다. 트랜지스터(TR00)의 소스는 포트(P11)과 연결될 수 있다. 트랜지스터(TR00)의 게이트와 그라운드 전극 사이에는 저항(R)이 마련될 수 있다. 따라서, 트랜지스터(TR00)의 게이트에 다른 신호가 입력되지 않는 경우, 트랜지스터(TR00)의 게이트 전위는 그라운드 전위와 같을 수 있다. 예를 들어, 엔드 노드#1(811)으로부터 포트(P11)에 웨이크업 신호가 입력되는 경우, 소스의 전위가 높아질 수 있다. 게이트와 소스 사이의 전위 차가 음의 값을 가지게 되면서, 트랜지스터(TR00)의 소스로부터 드레인 방향으로 전류가 흐를 수 있다. 따라서, 포트(P11)으로부터 포트(P12)로 웨이크업 신호가 전달될 수 있다.
스위치#1(810)의 코어 부팅이 완료되면, PHY 계층 유닛(PH1)는 트랜지스터(TR00)의 게이트에 신호를 인가할 수 있다. 저항(R)에 전류가 인가되면, 저항(R) 양단에 전위차가 발생할 수 있다. 따라서, 트랜지스터(TR00)의 게이트에 양 전위가 인가될 수 있다. 이 경우, 포트(P11)에 신호가 인가되더라도, 게이트와 소스 사이의 전위차가 기준 전위차 보다 작아지지 못할 수 있다. 따라서, 트랜지스터(TR00)은 포트(P11)과 포트(P12) 사이의 연결을 오프 시킬 수 있다.
도 11은 스위칭 유닛(SW11)의 제2 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 11을 참조하면, 스위칭 유닛(SW11)는 포트(SW11)과 포트(SW12) 사이를 연결하는 제1 트랜지스터(TR01) 및 제2 트랜지스터(TR02)를 포함할 수 있다. 제1 트랜지스터(TR01) 및 제2 트랜지스터(TR02)는 P channel MOSFET(Metal Oxide Silic온 Field Transistor)일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 트랜지스터(TR01) 및 제2 트랜지스터(TR02)는 다른 종류의 트랜지스터일 수도 있다.
제1 트랜지스터(TR01)의 드레인은 포트(P12)와 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(TR01)의 소스는 포트(P11)과 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(TR01)이 P channel MOSFET인 겨우, 제1 트랜지스터(TR01)에서 소스로부터 드레인 방향으로 전류가 흐를 수 있다. 따라서, 제1 트랜지스터(TR01)는 포트(P11)에 입력된 신호를 포트(P12)에 전달할 수 있다.
반면, 제2 트랜지스터(TR02)의 드레인은 포트(P11)과 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(TR02)의 소스는 포트(P12)과 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(TR02)이 P channel MOSFET인 겨우, 제2 트랜지스터(TR02)에서 소스로부터 드레인 방향으로 전류가 흐를 수 있다. 따라서, 제2 트랜지스터(TR02)는 포트(P12)에 입력된 신호를 포트(P11)에 전달할 수 있다. 즉, 스위칭 유닛(SW11)가 제1 트랜지스터(TR01) 및 제2 트랜지스터(TR02)를 포함함으로써, 포트들(P11, P12) 사이에서 양방향으로 신호 전달이 가능할 수 있다.
스위치#1(810)의 코어 부팅이 완료되면, PHY 계층 유닛(PH1)은 제1 트랜지스터(TR01)의 게이트 및 제2 트랜지스터(TR02)의 게이트에 신호를 인가할 수 있다. 저항(R)에 전류가 인가되면, 저항(R) 양단에 전위차가 발생할 수 있다. 따라서, 제1 트랜지스터(TR01)의 게이트 및 제2 트랜지스터(TR02)의 게이트에 양(+) 전위가 인가될 수 있다. 이 경우, 포트(P11) 또는 포트(P12)에 신호가 인가되더라도, 제1 트랜지스터(TR01) 및 제2 트랜지스터(TR02)는 전류를 통과시키지 못할 수 있다. 따라서, 제1 트랜지스터(TR01) 및 제2 트랜지스터(TR02)는 포트(P11)과 포트(P12) 사이의 연결을 오프 시킬 수 있다.
도 12는 스위칭 유닛(SW11)의 제3 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 12를 참조하면, 스위칭 유닛(SW11)는 PHY 계층 유닛(PH1)로부터 신호를 수신하는 제1 스위칭 유닛과 제1 스위칭 유닛의 온/오프 상태에 따라 포트(P11)과 포트(PHY12) 사이의 연결을 조절하는 제2 스위칭 유닛을 포함할 수 있다. 제1 스위칭 유닛은 제1 트랜지스터(TR1)일 수 있다. 제2 스위칭 유닛은 제2 트랜지스터(TR2)일 수 있다. 제1 트랜지스터(TR1)는 N channel MOSFET일 수 있다. 제2 트랜지스터(TR2)는 P channel MOSFET일 수 있다.
제1 트랜지스터(TR1)의 게이트에는 PHY 계층 유닛(PH1)의 신호가 인가될 수 있다. 제1 트랜지스터(TR1)의 드레인은 드레인 전위(Vdd)를 인가하는 전원과 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(TR1)의 소스는 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트와 연결될 수 있다. 또한, 제1 트랜지스터(TR1)의 소스와 그라운드 전극 사이에는 저항(R)이 마련될 수 있다. 저항(R)은 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트와 그라운드 전극 사이에 위치할 수 있다. 제2 트랜지스터(TR2)의 소스는 포트(P11)과 연결될 수 있다. 또한, 제2 트랜지스터(TR2)의 드레인은 포트(P12)과 연결될 수 있다.
제1 트랜지스터(TR1)가 N channel MOSFET인 경우, 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트에 신호가 인가되지 않으면, 제1 트랜지스터(TR1)를 통해 전류가 흐르지 않을 수 있다. 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트 전위는 그라운드 전위와 같을 수 있다. 제2 트랜지스터(TR2)가 P channel MOSFET인 경우, 포트(P11)에 신호가 인가되면, 제2 트랜지스터(TR2)의 소스로부터 드레인 방향으로 전류가 흐를 수 있다. 따라서, 제2 트랜지스터(TR2)는 포트(P11)에 입력된 신호를 포트(P12)으로 전달할 수 있다.
반면, 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트에 신호가 인가되면, 제1 트랜지스터(TR1)의 드레인으로부터 소스 방향으로 전류가 흐를 수 있다. 이로 인해, 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트에 양 전위가 인가될 수 있다. 제2 트랜지스터(TR2)가 P channel MOSFET이면, 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트에 양 전위가 인가됨에 따라 제2 트랜지스터(TR2)를 통해 전류가 흐르지 않을 수 있다. 따라서, 제2 트랜지스터(TR2)는 포트(P11)과 포트(P12) 사이의 연결을 오프 시킬 수 있다.
도 12에서 나타낸 바와 같이, 제1 트랜지스터(TR1)를 통해 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트 전위를 조절할 경우, 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트에 작은 세기의 신호만 입력해도 제1 트랜지스터(TR1)의 전류 증폭 효과에 의해, 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트 전위를 용이하게 조절할 수 있다.
도 13은 스위칭 유닛(SW11)의 제4 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 13을 참조하면, 스위칭 유닛(SW11)는 제1 스위칭 유닛과 제1 스위칭 유닛의 온/오프 상태에 따라 포트(P11)과 포트(PHY12) 사이의 연결을 조절하는 제2 스위칭 유닛들을 포함할 수 있다. 제1 스위칭 유닛은 제1 트랜지스터(TR1)일 수 있다. 제2 스위칭 유닛들은 제2 트랜지스터(TR2) 및 제3 트랜지스터(TR3)일 수 있다. 제1 트랜지스터(TR1)는 N channel MOSFET일 수 있다. 제2 트랜지스터(TR2) 및 제3 트랜지스터(TR3)는 P channel MOSFET일 수 있다.
제1 트랜지스터(TR1)의 게이트에는 PHY 계층 유닛(PH1)의 신호가 인가될 수 있다. 제1 트랜지스터(TR1)의 드레인은 드레인 전위(Vdd)를 인가하는 전원과 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(TR1)의 소스는 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트 및 제3 트랜지스터(TR3)의 게이트와 연결될 수 있다. 또한, 제1 트랜지스터(TR1)의 소스와 그라운드 전극 사이에는 저항(R)이 마련될 수 있다. 저항(R)은 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트와 그라운드 전극 사이에 위치할 수 있다. 또한, 저항(R)은 제3 트랜지스터(TR3)의 게이트와 그라운드 전극 사이에 위치할 수 있다. 제2 트랜지스터(TR2)의 소스는 포트(P11)과 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(TR2)의 드레인은 포트(P12)과 연결될 수 있다. 제3 트랜지스터(TR3)의 소스는 포트(P12)과 연결될 수 있다. 제3 트랜지스터(TR3)의 드레인은 포트(P11)과 연결될 수 있다.
제1 트랜지스터(TR1)가 N channel MOSFET인 경우, 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트에 신호가 인가되지 않으면, 제1 트랜지스터(TR1)를 통해 전류가 흐르지 않을 수 있다. 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트 전위 및 제3 트랜지스터(TR3)의 게이트 전위는 그라운드 전위와 같을 수 있다. 제2 트랜지스터(TR2)가 P channel MOSFET인 경우, 포트(P11)에 신호가 인가되면, 제2 트랜지스터(TR2)의 소스로부터 드레인 방향으로 전류가 흐를 수 있다. 따라서, 제2 트랜지스터(TR2)는 포트(P11)에 입력된 신호를 포트(P12)으로 전달할 수 있다. 제3 트랜지스터(TR3)가 P channel MOSFET인 경우, 포트(P12)에 신호가 인가되면, 제3 트랜지스터(TR3)의 소스로부터 드레인 방향으로 전류가 흐를 수 있다. 따라서, 제3 트랜지스터(TR3)는 포트(P12)에 입력된 신호를 포트(P11)으로 전달할 수 있다. 즉, 스위칭 유닛(SW11)가 제2 트랜지스터(TR2) 및 제3 트랜지스터(TR3)를 포함함으로써, 포트들(P11, P12) 사이에서 양방향으로 신호 전달이 가능할 수 있다.
반면, 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트에 신호가 인가되면, 제1 트랜지스터(TR1)의 드레인으로부터 소스 방향으로 전류가 흐를 수 있다. 이로 인해, 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트 및 제3 트랜지스터(TR3)의 게이트에 양 전위가 인가될 수 있다. 제2 트랜지스터(TR2)가 P channel MOSFET이면, 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트에 양 전위가 인가됨에 따라 제2 트랜지스터(TR2)를 통해 전류가 흐르지 않을 수 있다. 마찬가지로, 제3 트랜지스터(TR3)가 P channel MOSFET이면, 제3 트랜지스터(TR3)의 게이트에 양 전위가 인가됨에 따라 제3 트랜지스터(TR3)를 통해 전류가 흐르지 않을 수 있다.
따라서, 제2 트랜지스터(TR2) 및 제3 트랜지스터(TR3)는 포트(P11)과 포트(P12) 사이의 연결을 오프 시킬 수 있다.
도 13에서 나타낸 바와 같이, 제1 트랜지스터(TR1)를 통해 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트 전위 및 제3 트랜지스터(TR3)의 게이트 전위를 조절할 경우, 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트에 작은 세기의 신호만 입력해도 제1 트랜지스터(TR1)의 전류 증폭 효과에 의해, 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트 전위 및 제3 트랜지스터(TR3)의 게이트 전위를 용이하게 조절할 수 있다.
도 14는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 차량 네트워크에서 웨이크업 신호가 전달되는 과정을 나타낸 순서도이다.
S810 단계에서, 엔드 노드#1(811)은 이벤트를 감지할 수 있다. 엔드 노드#1(811)은 이벤트를 감지하고, 시스템 부팅 절차를 수행할 수 있다.
S820 단계에서, 엔드 노드#1(811)은 웨이크업 신호를 전송할 수 있다. 엔드 노드#1(811)이 전송하는 웨이크업 신호는 스위치#1(810)의 포트(P11)에 입력될 수 있다. 엔드 노드#1(811)이 웨이크업 신호를 전송할 때, 스위치들(810, 820, 830)의 스위칭 유닛들(SW11, SW12, SW21, SW22, SW31)이 온 상태일 수 있다. 따라서, 엔드 노드#1(811)이 전송하는 웨이크업 신호는 스위치들(810, 820, 830)의 포트들(P11, P12, P13, P21, P22, P23, P31, P32)을 통해 전달될 수 있다. 엔드 노드#2(812), 엔드 노드#3(821) 및 엔드 노드#4(831)은 웨이크업 신호를 수신할 수 있다. 스위치들(810, 820, 830)의 포트들(P11, P12, P13, P21, P22, P23, P31, P32)이 스위칭 유닛들(SW11, SW12, SW21, SW22, SW31)을 통해 전기적으로 연결되어 있기 때문에 엔드 노드#1(811), 엔드 노드#2(812), 엔드 노드#3(821) 및 엔드 노드#4(831)는 거의 동시에 웨이크업 신호를 수신할 수 있다. 엔드 노드#1(811), 엔드 노드#2(812), 엔드 노드#3(821) 및 엔드 노드#4(831)는 거의 동시에 시스템 부팅 절차를 수행할 수 있다.
S830 단계에서, 엔드 노드#1(811)은 메시지를 전송할 수 있다. 메시지는 웨이크업 이유를 지시하는 메시지일 수 있다. 엔드 노드#1(811)이 메시지를 전송할 때, 스위치들(810, 820, 830)의 스위칭 유닛들(SW11, SW12, SW21, SW22, SW31)이 온 상태일 수 있다. 따라서, 엔드 노드#1(811)이 전송하는 메시지는 스위치들(810, 820, 830)의 포트들(P11, P12, P13, P21, P22, P23, P31, P32)을 통해 전달될 수 있다. 엔드 노드#2(812), 엔드 노드#3(821) 및 엔드 노드#4(831)은 메시지를 수신할 수 있다. 스위치들(810, 820, 830)의 포트들(P11, P12, P13, P21, P22, P23, P31, P32)이 스위칭 유닛들(SW11, SW12, SW21, SW22, SW31)을 통해 전기적으로 연결되어 있기 때문에 엔드 노드#1(811), 엔드 노드#2(812), 엔드 노드#3(821) 및 엔드 노드#4(831)는 거의 동시에 메시지를 수신할 수 있다. 또한, 스위치들(810, 820, 830)의 시스템 부팅 없이도 메시지가 전달되기 때문에, 엔드 노드#1(811)이 전송하는 메시지가 누락되지 않고, 다른 엔드 노드들(812, 821, 831)에게 전달될 수 있다. 엔드 노드들(812, 821, 831)은 수신한 메시지로부터 웨이크업 이유를 파악할 수 있다.
S840 단계에서, 스위치들(810, 820, 830)은 스위칭 유닛들을 오프 상태로 변경할 수 있다. 스위치#1(810)은 스위칭 유닛(SW11) 및 스위칭 유닛(SW12)를 오프 상태로 변경할 수 있다. 스위칭 유닛(SW11) 및 스위칭 유닛(SW12)가 오프 상태가 되면, 포트(P11), 포트(P12) 및 포트(P13)이 전기적으로 서로 분리될 수 있다. 스위치#2(820)는 스위칭 유닛(SW21) 및 스위칭 유닛(SW22)를 오프 상태로 변경할 수 있다. 스위칭 유닛(SW21) 및 스위칭 유닛(SW22)가 오프 상태가 되면, 포트(P21), 포트(P22) 및 포트(P23)이 전기적으로 서로 분리될 수 있다. 스위치#3(830)은 스위칭 유닛(SW31를 오프 상태로 변경할 수 있다. 스위칭 유닛(SW31)가 오프 상태가 되면, 포트(P31) 및 포트(P32)이 전기적으로 서로 분리될 수 있다.
S850 단계 및 S860 단계에서, 스위치들의 스위칭 유닛들이 오프 상태가 된 후, 엔드 노드#1(811)은 추가적으로 웨이크업 신호 및 메시지를 전송할 수 있다. 엔드 노드#1(811)이 추가적으로 웨이크업 신호 및 메시지를 전송하는 이유는, 스위칭 유닛들과 연결되지 않은 PHY 계층 유닛을 이용하는 채널을 위해서이다. 예를 들어, 도 8에서 나타낸 바와 같이, 스위치들(810, 820, 830)의 스위칭 유닛들을 통해 연결되지 않은 외장 PHY 계층 유닛은 스위치들(810, 820, 830)의 시스템 부팅이 완료되기 전에는 웨이크업 신호와 메시지를 전달받지 못할 수도 있다. 엔드 노드#1(811)은 스위치들(810, 820, 830)의 시스템 부팅이 완료된 후, 추가적으로 웨이크업 신호 및 메시지를 전송함으로써, 외장 PHY 계층 유닛을 이용하는 채널들을 통해 웨이크업 신호 및 메시지가 전달되도록 할 수 있다. 엔드 노드#1(811)은 웨이크업 신호 및 메시지를 복수 회에 걸쳐 추가 전송할 수도 있다.
이상에서 도 1 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 통신 노드 및 통신 노드의 동작 방법에 관하여 설명하였다. 상술한 실시예들에 따르면, 스위칭 유닛을 이용하여 스위치의 PHY 계층 유닛들 사이의 연결을 관리할 수 있다. 스위치가 슬립 모드일 때, 스위칭 유닛을 통해, PHY 계층 유닛들 사이에서 신호가 전달되도록 함으로써, 엔드 노드들이 웨이크업 되는데 필요한 시간을 단축할 수 있다. 또한, 웨이크업 이유를 지시하는 메시지가 누락되지 않고 엔드 노드들에게 전달될 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 (20)

  1. 차량 네트워크의 통신 노드로서,
    MAC 계층 유닛;
    PHY 계층 유닛;
    상기 PHY 계층 유닛에 연결된 제1 포트;
    상기 PHY 계층 유닛에 연결된 제2 포트; 및
    상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 연결을 제어하는 스위칭 유닛을 포함하며,
    상기 스위칭 유닛은 상기 MAC 계층 유닛의 제어에 따라 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 연결을 온(ON) 또는 오프(OFF) 시키는 통신 노드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신 노드의 코어 부팅이 완료되면, 상기 PHY 계층 유닛은 상기 스위칭 유닛의 온/오프 상태를 변경하는 신호를 상기 스위칭 유닛에게 인가하는 통신 노드.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 스위칭 유닛은, 상기 통신 노드가 슬립 모드인 경우, 상기 제1 포트 및 상기 제2 포트 사이의 연결을 온 시키고, 상기 통신 노드가 웨이크업 되어 노멀 모드인 경우, 상기 제1 포트 및 상기 제2 포트 사이의 연결을 오프 시키는 통신 노드.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신 노드가 슬립 모드인 경우, 상기 스위칭 유닛은 상기 제1 포트를 통해 수신된 신호를 상기 제2 포트로 전달하고, 상기 제1 포트를 통해 수신된 신호는 상기 제2 포트를 통해 다른 통신 노드로 전달되는 통신 노드.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위칭 유닛은,
    상기 PHY 계층 유닛으로부터 신호를 인가 받는 제1 스위칭 유닛; 및
    상기 제1 스위칭 유닛의 온/오프 상태에 따라 제1 포트와 제2 포트 사이의 연결 상태를 조절하는 적어도 하나의 제2 스위칭 유닛을 포함하는 통신 노드.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 스위칭 유닛은 N channel MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect transistor)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제2 스위칭 유닛은 P channel MOSFET을 포함하는 통신 노드.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위칭 유닛은,
    상기 PHY 계층 유닛으로부터 신호를 인가 받는 게이트와, 소스 및 드레인을 포함하는 제1 트랜지스터;
    상기 제1 트랜지스터의 소스에 연결되는 게이트와, 상기 제1 포트에 연결되는 소스 및 상기 제2 포트에 연결되는 드레인을 포함하는 제2 트랜지스터; 및
    상기 제1 트랜지스터의 소스와 그라운드 전극 사이에 마련된 저항;을 포함하는 통신 노드.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터는 N channel MOSFET이고, 상기 제2 트랜지스터는 P channel MOSFET인 통신 노드.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 스위칭 유닛은,
    상기 제1 트랜지스터의 소스에 연결되는 게이트와, 상기 제2 포트에 연결되는 소스와 상기 제1 포트에 연결되는 소스를 포함하는 제3 트랜지스터;를 더 포함하는 통신 노드.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터는 N channel MOSFET이고, 상기 제2 트랜지스터 및 상기 제3 트랜지스터는 P channel MOSFET인 통신 노드.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 포트는 이벤트 발생을 감지한 다른 통신 노드로부터 웨이크업 이유를 지시하는 메시지를 수신하는 통신 노드.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 통신 노드가 슬립 모드인 경우, 상기 스위칭 유닛은 상기 제1 포트를 통해 수신된 상기 메시지를 상기 제2 포트로 전달하고, 상기 제1 포트를 통해 수신된 상기 메시지는 상기 제2 포트를 통해 다른 통신 노드로 전달되는 통신 노드.
  13. MAC 계층 유닛, PHY 계층 유닛, 상기 PHY 계층 유닛에 연결된 제1 포트, 상기 PHY 계층 유닛에 연결된 제2 포트를 포함하는 제1 통신 노드의 동작 방법으로서,
    상기 제1 포트가 제2 통신 노드로부터 신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 통신 노드가 슬립 모드인 경우, 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 연결을 제어하는 스위칭 유닛이 상기 제1 포트와 상기 제2 포트를 전기적으로 연결함으로써, 상기 제1 포트가 수신한 신호를 상기 제2 포트에게 전달하는 단계;
    상기 제2 포트가, 상기 제1 포트로부터 전달 받은 신호를 상기 제2 포트와 연결된 제3 통신 노드에게 전달하는 단계;를 포함하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 스위칭 유닛은, 상기 제1 통신 노드가 슬립 모드인 경우, 상기 제1 포트 및 상기 제2 포트 사이의 연결을 온 시키고, 상기 제1 통신 노드가 웨이크업 되어 노멀 모드인 경우, 상기 제1 포트 및 상기 제2 포트 사이의 연결을 오프 시키는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 포트가 상기 제2 웨이크업 이유를 지시하는 메시지를 더 수신하는 단계를 더 포함하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1 통신 노드가 슬립 모드인 경우, 상기 스위칭 유닛은 상기 제1 포트를 통해 수신된 상기 메시지를 상기 제2 포트로 전달하고, 상기 제2 포트는 상기 메시지를 상기 제3 통신 노드로 전달하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 스위칭 유닛은,
    상기 PHY 계층 유닛으로부터 신호를 인가 받는 제1 스위칭 유닛; 및
    상기 제1 스위칭 유닛의 온/오프 상태에 따라 제1 포트와 제2 포트 사이의 연결 상태를 조절하는 적어도 하나의 제2 스위칭 유닛을 포함하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 스위칭 유닛은, 상기 PHY 계층 유닛으로부터 신호를 인가 받는 게이트와, 소스 및 드레인을 포함하는 제1 트랜지스터; 상기 제1 트랜지스터의 소스에 연결되는 게이트와, 상기 제1 포트에 연결되는 소스 및 상기 제2 포트에 연결되는 드레인을 포함하는 제2 트랜지스터; 및 상기 제1 트랜지스터의 소스와 그라운드 전극 사이에 마련된 저항;을 포함하고,
    상기 제1 통신 노드가 웨이크업 되어 노멀 모드 상태인 경우, 상기 PHY 계층 유닛이 상기 제1 트랜지스터의 게이트에 신호를 인가하여 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 연결을 오프 시키는 단계;를 더 포함하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 스위칭 유닛은, 상기 제1 트랜지스터의 소스에 연결되는 게이트와, 상기 제2 PHY 계층 유닛에 연결되는 소스와 제1 PHY 계층 유닛에 연결되는 소스를 포함하는 제3 트랜지스터;를 더 포함하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터는 N channel MOSFET이고, 상기 제2 트랜지스터 및 상기 제3 트랜지스터는 P channel MOSFET인 제1 통신 노드의 동작 방법.
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