KR20200048932A - 이중화 보드 및 이중화 보드의 마스터/슬레이브 설정방법 - Google Patents

이중화 보드 및 이중화 보드의 마스터/슬레이브 설정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중화된 보드의 초기부팅시 마스터/슬레이브 보드를 설정하기 위한 방법 및 그 보드에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 이중화 보드는 각각, 초기 부팅에 의한 AC 전압이 인가되는 전원입력부와, 상기 인가된 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 전압변환부와, 상기 변환된 DC 전압에 대응하는 DC 전압값을 상대보드로 송신하고 상기 상대보드로부터 상기 상대보드의 DC 전압값을 수신하는 통신부와, 외부로부터 초기 부팅 신호 및 AC 전압이 인가되면 상기 전압변환부를 초기화하고 상기 전압변환부에서 변환된 DC 전압을 상기 DC 전압값으로 변환하며 상기 통신부를 통해 송수신되는 각 보드의 DC전압값을 비교하여 마스터 보드 또는 슬레이브 보드로 설정하는 제어부를 포함한다.

Description

이중화 보드 및 이중화 보드의 마스터/슬레이브 설정방법{Duplicated board and method for setting a mater/slave thereof}
본 발명은 이중화 보드에 관한 것으로서, 특히 이중화 보드의 초기 부팅 시 각각 마스터 및 슬레이브 보드로 설정하기 위한 방법 및 그 이중화 보드에 관한 것이다.
통상적으로 중요한 설비를 제어하는 제어기의 경우 갑작스런 고장 발생에도 끊김없는 제어가 이루어지도록 이중화로 구현된다. 최근에는 제어기 내에서 연산보드, 제어보드 등 중요한 기능들을 수행하는 보드도 이중화로 구현하는 사례가 증가하고 있다.
한국 공개특허공보 제2000-0055954호 및 한국 등록특허공보 제0320149호에는 이중화 보드에서 마스터 보드가 동작중 고장발생 시 슬레이브 보드가 통신을 통해 마스터 보드의 고장을 감지하여 자신이 마스터로 절체되어 마스터 보드로서 운영되도록 하는 기술에 대해 개시하고 있다.
하지만, 이러한 선행문헌은 이중화 보드의 동작중에 마스터/슬레이브 보드의 절체에 관한 기술로서 이중화 보드의 초기 부팅시 마스터와 슬레이브 보드를 각각 설정하는 기술에 대해 제시하는 것이 아니다.
또한, 종래에 이중화 보드의 초기 부팅시 마스터 보드와 슬레이브 보드를 설정하기 위해 이중화 보드 간에 상대보드의 레지스터 값을 읽어들여서 마스터로 동작할지를 판단하거나 외부의 딥스위치(dip switch)의 정보를 읽어서 마스터/슬레이브를 결정하도록 하는 기술이 제시되어 있다.
이러한 종래기술에서는 상대보드의 정보를 서로 간에 읽어들여야 하므로 마스터/슬레이브 결정에 일정한 시간이 필요하고, 또한 딥스위치의 동작시 작업자의 설정 오류가 발생할 수 있으며 딥스위치의 정보를 읽는데도 일정시간이 소요된다는 문제점이 있다. 이러한 시간의 소요는 빠른 제어를 필요로 하는 보드에서 동작의 시간지연으로 이어진다는 문제점으로 나타난다.
또한, 다른 방법으로 이중화 보드의 초기 부팅 시 두 보드 간에 클럭을 기반으로 마스터/슬레이브 보드를 결정하는 방법이 제시되어 있으나, 최근에 많이 사용되고 있는 FGPA(field programmable gate array)와 같은 CPU 보드 간에서는 클럭을 기반으로 결정할 때 어려움이 있을 수 있다.
한국 공개특허공보 제2000-0055954호 한국 등록특허공보 제0320149호
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 이중화로 구현된 보드의 초기부팅시 각 보드로 인가되는 전압의 크기를 이용하여 마스터 및 슬레이브 보드를 설정하도록 하는 이중화 보드 및 그 이중화 보드의 마스터/슬레이브 설정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 이중화 보드에서 간단한 통신을 통해 마스터/슬레이브 보드를 빠르게 설정할 수 있는 이중화 보드의 마스터/슬레이브 설정방법 및 그 보드를 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이중화 보드는, 이중화로 구성된 제1 및 제2 보드에 있어서, 상기 제1 및 제2 보드 각각은, 초기 부팅에 의한 AC 전압이 인가되는 전원입력부; 상기 인가된 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 전압변환부; 상기 변환된 DC 전압에 대응하는 DC 전압값을 상대보드로 송신하고 상기 상대보드로부터 상기 상대보드의 DC 전압값을 수신하는 통신부; 및 외부로부터 초기 부팅 신호 및 AC 전압이 인가되면 상기 전압변환부를 초기화하고 상기 전압변환부에서 변환된 DC 전압을 상기 DC 전압값으로 변환하며 상기 통신부를 통해 송수신되는 각 보드의 DC전압값을 비교하여 마스터 보드 또는 슬레이브 보드로 설정하는 제어부를 포함한다.
본 발명에서, 상기 제어부는 상기 각 보드의 DC전압값 중 상대적으로 더 큰 DC전압값의 보드를 상기 마스터 보드로 설정한다.
본 발명에서, 상기 제어부는 상기 각 보드의 DC전압값이 같으면 기설정된 보드를 마스터 보드로 설정한다.
본 발명에서, 상기 DC전압값은 1과 0으로 구성된 디지털 값을 갖고 상기 통신부는 상기 DC전압값의 디지털 값을 송수신시 상기 상대보드와 서로 1비트씩 송수신한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이중화 보드의 마스터/슬레이브 보드 설정방법은, 이중화로 구성된 제1,2 보드의 마스터/슬레이브 보드 설정방법에 있어서, 상기 제1,2보드에 부팅신호 및 AC 전압이 입력되는 입력단계; 상기 AC 전압이 입력되면 상기 제1,2보드는 내부의 전압변환부를 초기화하는 초기화단계; 상기 제1,2보드가 상기 입력된 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 변환단계; 상기 제1,2보드가 상기 변환된 DC 전압에 대응하는 자신의 DC전압값을 각각 상대보드로 전송하고 상대보드로부터 상기 상대보드의 DC전압값을 각각 수신하는 송수신단계; 및 상기 제1,2보드가 상기 각각 송수신된 제1,2보드의 DC전압값을 비교하여 상기 제1,2보드를 마스터 또는 슬레이브 보드로 설정한다.
본 발명에서, 상기 제어부는 상기 각 보드의 DC전압값 중 상대적으로 더 큰 DC전압값의 보드를 상기 마스터 보드로 설정한다.
본 발명에서, 상기 제어부는 상기 각 보드의 DC전압값이 같으면 기설정된 보드를 마스터 보드로 설정한다.
본 발명에서, 상기 DC전압값은 1과 0으로 구성된 디지털 값을 갖고 상기 통신부는 상기 DC전압값의 디지털 값을 송수신시 상기 상대보드와 서로 1비트씩 송수신한다.
본 발명에 의하면 제어기 내의 이중화 보드에서 각각 인가되는 전압의 크기를 이용하여 마스터/슬레이브 보드를 설정하므로 간단하고 빠른 설정이 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면 이중화 보드에 각각 동일한 소프트웨어를 탑재하고 추가적인 구성없이 마스터/슬레이브 보드를 설정할 수 있으므로 제품의 생산성이 높아지고 오작동 가능성이 낮아진다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이중화 보드가 적용된 장치의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이중화 보드의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이중화 보드의 마스터/슬레이브 설정방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 예들을 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 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이중화 보드가 적용된 장치의 예시도이다. 도 1을 참조하면 본 발명의 실시 예에 따른 이중화 보드(20)가 적용된 장치(10)는 이중화로 구성된 제1보드(21) 및 제2보드(22)를 포함하여 구성된다. 제1보드(21) 및 제2보드(20)는 이중화로 구성되므로 서로 동일한 구성(하드웨어) 및 동일한 기능(소프트웨어 및 프로그램)이 탑재된다. 이러한 장치(10)는 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예컨대 설비나 장치 등을 제어하는 제어장치가 될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서 제1보드(21) 및 제2보드(22)는 일반적인 제어기 내에 구비되는 보드(board)로서, 예컨대 연산보드, 제어보드 등과 같이 각종 기능을 수행하는 보드를 통칭한다. 뿐만 아니라 본 발명에서 이러한 보드(21,22)는 제어기 또는 제어모듈 등의 장치를 포함하는 개념으로 사용된다.
나아가, 본 발명의 실시 예에서는 일례로 2개의 보드(21,22)로 이중화된 보드를 도시하고 있으나, 본 발명은 이러한 실시 예에 한정되지 않고 2개 이상의 보드들로 다중화로 구성될 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 마스터/슬레이브 보드의 설정방법은 다중화 보드에도 동일하게 적용될 수 있다. 이에 본 발명에서는 설명의 편의상 일례로 이중화된 보드에 대하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이중화 보드의 구성도이다. 상기한 바와 같이 이중화된 보드(21,22)는 각각 동일한 구성 및 기능을 가지므로, 이하에서는 제1보드(21)에 대해서만 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에서 제1보드(21)는 전압입력부(211), 전압변환부(212), 통신부(213) 및 제어부(214)를 포함하여 구성된다.
전압입력부(211)는 보드(21)의 초기 부팅시 전압이 인가된다. 이러한 전압은 보드(21)의 전원이 꺼진 상태, 구체적으로 해당 보드(21)를 포함하는 장치의 전원이 꺼진 상태에서 장치를 부팅할 때 별도의 전원공급장치(예:SMPS)로부터 공급되는 기동전압이 될 수 있다. 이처럼 장치를 부팅하기 위해 전원을 공급하면 보드(21)로도 전원이 공급된다. 전압입력부(211)로 입력되는 전압은 바람직하게는 교류(AC)전압이 될 수 있다.
전압변환부(212)는 전압입력부(211)로 입력된 전압을 직류(DC)전압으로 변환한다. 이러한 전압변환부(212)는 예컨대 ADC 변환소자를 사용할 수 있다. 이와 같이 전압변환부(212)에서 변환된 DC전압은 제어부(214)로 입력되며, 제어부(214)는 DC전압에 대한 디지털 값(DC전압값)을 내부 메모리(미도시)에 저장한다.
통신부(213)는 상기와 같이 저장된 DC전압값을 상대보드(22)로 송신하고 상대보드(22)로부터 전송되는 상대보드(22)의 DC전압값을 수신한다. 이러한 DC전압값의 송수신은 두 보드(21,22) 모두에게 동일하게 적용된다. 즉, 제2보드(22)도 자신의 DC전압값을 제1보드(21)로 전송하고, 반대로 제1보드(21)로부터 제1보드(21)의 DC전압값을 수신하도록 하는 것이다.
또한, 통신부(213)는 제1,2보드(21,22) 간에 연결된 차동통신선(30)을 통해 디지털 값을 전송한다. 이러한 차동통신선(30)은 제1보드(21)와 제2보드(22)가 서로 디지털 값을 1비트씩 전송하도록 지원한다.
제어부(214)는 통신부(213)를 통해 송수신된 두 DC전압값을 서로 비교하여 마스터/슬레이브 보드를 설정하는데, 그 비교결과 두 DC전압값 중 상대적으로 더 큰 DC전압값의 보드를 마스터 보드로 설정하고 상대적으로 더 작은 DC전압값의 보드를 슬레이브 보드로 설정하도록 한다. 이와 같이 마스터/슬레이브 보드의 설정은 이중화된 제1,2보드(21,22) 중에서 초기 부팅시 인가되는 전압의 크기에 따라 더 큰 전압이 인가되는 보드를 마스터 보드로 설정하는 것이다.
이를 위해 제어부(214)는 외부의 CPU로부터 초기부팅 신호를 수신하고 초기부팅 신호가 수신되면 전압변환부(212)를 초기화시킨다. 이러한 초기화는 제1,2보드(21,22)가 동일하게 수행한다. 즉, 외부의 CPU로부터 제1,2보드(21,22)로 초기부팅 신호가 입력되면 각각의 제어부(214,224)는 자신의 전압변환부(212.222)를 초기화시키는 것이다. 이는 초기화된 상태에서 각각 수신된 DC전압값을 서로 비교하기 위한 것이다. 이때, 두 보드(21.22)의 각 제어부(214,224)는 자신의 DC전압값과 상대보드의 DC전압값을 모두 확인할 수 있으므로 자신을 마스터 보드로 설정할지 슬레이브 보드로 설정할 각각 판달할 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 이중화된 두 보드(21,22)는 실질적으로 동일한 보드이다. 즉, 동일한 구성 및 기능을 가지며 실질적으로 동일하게 동작하는 같은 보드이다. 하지만 이와 같이 두 보드(21,22)가 동일하다고 하더라도 오랜 기간 사용하게 되면 두 보드(21,22)의 성능이 조금씩 달라질 수 있다. 이때, 본 발명에서는 두 개의 제1,2보드(21,22)에 동시에 전원이 인가된 후 그 인가된 전압의 크기를 서로 확인함으로써 더 큰 전압의 보드를 마스터 보드로 설정하는 것이다. 이로써 성능이 우수한 보드를 빠르게 마스터 보드로 설정할 수 있는 것이다.
만약, 제1,2보드(21.22)의 DC전압값이 같다면 두 보드 중 기설정된 보드가 마스터 보드로 설정되고 다른 보드가 슬레이브 보드로 설정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이중화 보드의 마스터/슬레이브 설정방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면 본 발명에 따른 이중화 보드의 마스터/슬레이브 설정방법에서는 이중화로 구성된 제1보드(21) 및 제2보드(22)에 외부로부터 부팅신호와 함께 전압이 인가되면(S101), 각각의 제어부(214,224)가 자신의 전압변환부(212,222)를 초기화한다(S103).
이어, 제1,2보드(21,22)는 각각에 입력된 전압을 그에 대응하는 디지털 값인 DC전압값으로 변환하고(S105), 자신의 DC전압값을 상대보드로 전송한다(S107). 즉, 제1,2보드(21,22)는 각각 자신의 DC전압값을 상대보드로 전송하고 상대보드로부터 상대보드의 DC전압값을 수신하는 것이다.
이어, 제1,2보드(21,22)는 각각 송수신된 두 DC전압값을 비교한다(S109). 이러한 비교에서 자신의 DC전압값이 상대보드의 DC전압값보다 더 크면(S111) 자신을 마스터 보드로 설정하고(S113), 반대로 더 작으면(S115) 자신을 슬레이브 보드로 설정한다(S117).
만약, 상기 비교(S109)에서 두 DC전압값이 동일하면(S119), 두 보드 중에서 기설정된 보드를 마스터 보드로 설정하고(S121), 다른 보드를 슬레이브 보드로 설정한다(S123).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 동일한 구성 및 기능을 갖는 이중화 보드의 각 DC전압값을 비교하여 더 큰 DC전압값을 갖는 보드를 마스터 보드로 설정하고 상대보드를 슬레이브 보드로 설정하도록 한다. 이러한 방법에서는 보드 간의 통신으로 통해 간단한 방법으로 빠르게 마스터 보드를 설정할 수 있다는 장점이 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.
10 : 제어장치 20 : 이중화 보드
21 : 제1보드 22 : 제2보드
30 : 차동통신선 31 : 제1통신선
32 : 제2통신선 211,221 : 전압입력부
212,222 : 전압변환부 213,223 : 통신부
214,224 : 제어부

Claims (8)

  1. 이중화로 구성된 제1 및 제2 보드에 있어서,
    상기 제1 및 제2 보드 각각은,
    초기 부팅에 의한 AC 전압이 인가되는 전원입력부;
    상기 인가된 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 전압변환부;
    상기 변환된 DC 전압에 대응하는 DC 전압값을 상대보드로 송신하고 상기 상대보드로부터 상기 상대보드의 DC 전압값을 수신하는 통신부; 및
    외부로부터 초기 부팅 신호 및 AC 전압이 인가되면 상기 전압변환부를 초기화하고 상기 전압변환부에서 변환된 DC 전압을 상기 DC 전압값으로 변환하며 상기 통신부를 통해 송수신되는 각 보드의 DC전압값을 비교하여 마스터 보드 또는 슬레이브 보드로 설정하는 제어부를 포함하는 보드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 각 보드의 DC전압값 중 상대적으로 더 큰 DC전압값의 보드를 상기 마스터 보드로 설정하는 보드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 각 보드의 DC전압값이 같으면 기설정된 보드를 마스터 보드로 설정하는 보드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 DC전압값은 1과 0으로 구성된 디지털 값을 갖고 상기 통신부는 상기 DC전압값의 디지털 값을 송수신시 상기 상대보드와 서로 1비트씩 송수신하는 보드.
  5. 이중화로 구성된 제1,2 보드의 마스터/슬레이브 설정방법에 있어서,
    상기 제1,2보드에 부팅신호 및 AC 전압이 입력되는 입력단계;
    상기 AC 전압이 입력되면 상기 제1,2보드는 내부의 전압변환부를 초기화하는 초기화단계;
    상기 제1,2보드가 상기 입력된 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 변환단계;
    상기 제1,2보드가 상기 변환된 DC 전압에 대응하는 자신의 DC전압값을 각각 상대보드로 전송하고 상대보드로부터 상기 상대보드의 DC전압값을 각각 수신하는 송수신단계; 및
    상기 제1,2보드가 상기 각각 송수신된 제1,2보드의 DC전압값을 비교하여 상기 제1,2보드를 마스터 또는 슬레이브 보드로 설정하는 이중화 보드의 마스터/슬레이브 설정방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는 상기 각 보드의 DC전압값 중 상대적으로 더 큰 DC전압값의 보드를 상기 마스터 보드로 설정하는 이중화 보드의 마스터/슬레이브 설정방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제어부는 상기 각 보드의 DC전압값이 같으면 기설정된 보드를 마스터 보드로 설정하는 이중화 보드의 마스터/슬레이브 설정방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 DC전압값은 1과 0으로 구성된 디지털 값을 갖고 상기 통신부는 상기 DC전압값의 디지털 값을 송수신시 상기 상대보드와 서로 1비트씩 송수신하는 이중화 보드의 마스터/슬레이브 설정방법.
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