KR20210013511A - 이종의 통신방식들의 노드들이 단일 버스를 공유하여 통신할 수 있게 하는 방법과 기기, 그리고 그 방법에 의해 구축된 네트워크 - Google Patents

이종의 통신방식들의 노드들이 단일 버스를 공유하여 통신할 수 있게 하는 방법과 기기, 그리고 그 방법에 의해 구축된 네트워크 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 기기는, 임의의 통신방식에 기반하여 데이터를 송수신하도록 의도된 통신모듈과 전기적으로 연결되어 그 통신모듈과 데이터를 송수신할 수 있도록 구성되고, 또한, 상기 통신모듈로부터 수신된 데이터 블록에 대해서, 기 지정된 특정 포맷의 데이터 프레임으로 구성하여 공유되는 버스로 송신하고, 상기 버스에서 검출하는 신호로부터 파악하는 일련의 상기 특정 포맷의 데이터 프레임들에서, 상기 임의의 통신방식에 따라 구성된 데이터 블록을 포함하는 데이터 프레임만을 선별적으로 수취하여 그 수취한 데이터 프레임 내의 데이터 블록을 상기 통신모듈로 전송할 수 있도록 구성된다. 그리고, 상기 선별적으로 수취되는 데이터 프레임은, 그 목적지 주소 필드에, 상기 컨트롤러부에 기 설정되어 있는 특정 주소와 일치하는 주소가 기입되어 있는 데이터 프레임이고, 상기 버스로 송신하는 상기 특정 포맷의 데이터 프레임은, 그 목적지 주소 필드에 상기 특정 주소를 포함하도록 구성된다.

Description

이종의 통신방식들의 노드들이 단일 버스를 공유하여 통신할 수 있게 하는 방법과 기기, 그리고 그 방법에 의해 구축된 네트워크 {Method and device for enabling nodes of hetero-geneous communication protocols to communicate through a single shared bus and a network built by said method}
본 발명은, 통신방식이 상이한, 보다 구체적으로는, 연결된 버스를 통해 데이터 프레임을 송수신할 때 적용하는 통신방식이 상이한 노드(node)들이 단일의 버스를 공유하여 통신할 수 있게 하는 방법과 기기, 그리고 그 방법에 의해 구축된 네트워크에 관한 것이다.
사람의 생활을 편리하게 하는 수많은 종류의 장치들 중에서 그 기능이 매우 다양하고 복잡한 장치, 특히 차량 등은 그 메커니즘이 각종의 전자 제어장치( ECU: Electronic Control Unit ) 간의 많은 정보의 실시간 통신에 기반하고 있다. 그리고, 차량 등에서의 이러한 정보 교환은 특정 방식의 통신망, 예를 들어 캔(CAN: Controller Area Network)을 통해서 주로 이루어져 왔다.
차량 등에 채택된 이 캔과 같은 특화된 통신망은, 차랑의 운행 상태나 진단 결과, 안전 및 편의 장치의 상태, 그리고 운행 제어를 위한 엔진 및 변속기 등의 제어신호의 통신을 위해 사용되고 있다.
그런데, 차량 등의 성능이나 기능의 개선을 위해 부품들 간에 정보 교환해야 하는 양이 방대해지고 또한 보다 신속한 교환이 요구되면서, 이러한 요구를 충족시키는 통신방식이 새로이 개발되어 차량 등에 적용되거나, 또는 기존에 범용적으로 사용되고 있는 고속 데이터 통신방식이 차량 등에도 적용되고 있는데, 이러한 통신 방식에는 CAN-FD (CAN Flexible Data), LIN (Local Interconnect Network), SENT (Single Edge Nibble Transmission), 이더넷 (Ethernet) 등이 있다.
이와 같이 다양한 통신방식이 차량 등에 이용할 수 있게 되면서, 차량 등의 제조사는, 통신해야 하는 데이터의 특성( 예를 들어, 시간당 발생량, 중요도, 또는 긴급성 등 )에 최적인 통신 방식을 차량에 부분적으로 채택하여 적용하고 있다. 이러한 상황에 따라, 서로 다른 통신방식으로 통신해야 하는 부품들이 단일의 차량에 혼재한다.
이와 같이, 서로 다른 통신방식으로 통신하는 부품들이 차량 등에 혼재하게 되면, 이들 부품들은 같은 통신선으로 직접 연결할 수가 없다. 즉, 동일한 통신방식으로 통신하는 부품들 끼리만 같은 통신선으로 직접 연결할 수가 있다.
이는, 부품들 간을 연결하는 통신 케이블들의 수가, 차량 등의 장치가 부품들 간의 통신을 위해 채택하고 있는 통신방식이 단일일 때에 비해서, 채택된 서로 다른 통신방식의 수만큼 증대된다는 것을 의미하고, 당연히, 통신 케이블의 확보 및 관리, 그리고 부품들 간의 연결 작업 등에 상대적으로 더 많은 시간과 비용의 투입을 요구하며, 그 결과로 차량 등의 장치를 생산, 제조하는 비용이 상대적으로 증가하게 된다.
본 발명은, 데이터 송수신에 적용되는 통신방식이 상이한 노드들이 단일의 버스를 공통적으로 이용할 수 있게 하는 방법과 기기, 그리고 그 기기들로써 구축되는 네트워크를 제공하는 데 일 목적이 있는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 데이터 송수신을 위한 통신방식이 상이한 부품들 중 특정의 통신방식의 부품들에 대해서는 공통적으로 이용하는 버스에의 직접 연결을 지원하는 버스 공용 방법과 그 방법에 의해 구축된 네트워크를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 명시적으로 서술된 목적에 국한되는 것은 아니며, 본 발명에 대한 구체적이고 예시적인 하기의 설명에서 도출될 수 있는 효과를 달성하는 것을 그 목적에 당연히 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른, 공유되는 버스를 통해 다른 기기들과 데이터를 송수신할 수 있는 기기는, 상기 버스에 실리는 신호를 검출하도록 구성되고, 또한 인가되는 데이터를 상기 버스에 적합한 신호 형태로 변환하여 송신하도록 구성된 트랜시버(transceiver)와, 임의의 통신방식에 기반하여 데이터를 송수신하도록 의도된 통신모듈과 전기적으로 연결되어 그 통신모듈과 데이터를 송수신할 수 있도록 구성되고, 또한, 상기 통신모듈로부터 수신된 데이터 블록에 대해서, 기 지정된 특정 포맷의 데이터 프레임으로 구성하여 상기 트랜시버를 통해 상기 버스로 송신하고, 상기 트랜시버가 상기 버스에서 검출하는 신호로부터 파악하는 일련의 상기 특정 포맷의 데이터 프레임들에서, 상기 임의의 통신방식에 따라 구성된 데이터 블록을 포함하는 데이터 프레임만을 선별적으로 수취하여 그 수취한 데이터 프레임 내의 데이터 블록을 상기 통신모듈로 전송할 수 있도록 구성된 컨트롤러부를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 선별적으로 수취되는 데이터 프레임은, 그 목적지 주소 필드에, 상기 컨트롤러부에 기 설정되어 있는 특정 주소와 일치하는 주소가 기입되어 있는 데이터 프레임이고, 상기 버스로 송신하는 상기 특정 포맷의 데이터 프레임은, 그 목적지 주소 필드에 상기 특정 주소를 포함하도록 구성된다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 컨트롤러부가, 상기 트랜시버와 비트열의 형태로 신호를 송수신할 수 있도록 구성된 제 1컨트롤러와, 상기 통신모듈과 전기적으로 연결되어 그 통신모듈과 데이터를 송수신할 수 있도록 구성된 제 2컨트롤러를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 제 1컨트롤러는, 상기 버스의 점유가 가능한 상태이면, 상기 제 2컨트롤러에 인가하는 특정 신호를 통해 버스사용 가능을 통지하고, 그 통지에 따라 상기 제 2컨트롤러로부터 상기 특정 포맷의 데이터 프레임이 수신되면 그 데이터 프레임을 이루는 비트열을 상기 트랜시버로 송신한다. 상기 제 2컨트롤러는, 상기 제 1컨트롤러가 상기 트랜시버로부터 비트열을 수신하여 전달하는 데이터로부터 상기 특정 포맷의 데이터 프레임을 구성한 후, 그 구성된 데이터 프레임 내의 데이터 블록을 추출하여 상기 통신모듈로 전송한다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 컨트롤러부가, 상기 제 2컨트롤러를 복수개 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 그 복수개의 제 2컨트롤러들은 서로 다른 통신방식에 기반하여 데이터 송수신을 수행하는 통신모듈과 각기 연결된다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 제 1컨트롤러가, 상기 특정 신호를 상기 복수개의 제 2컨트롤러들 각각에 인가하도록 구성되고, 상기 복수개의 제 2컨트롤러들 각각은, 자신과 연결된 상기 통신모듈로부터 수신한 데이터 블록으로써 구성한 상기 특정 포맷의 데이터 프레임이 있음을 알릴 수 있는 제 2특정 신호를 상기 제 1컨트롤러에 인가하도록 구성된다. 그리고, 상기 제 1컨트롤러는, 상기 버스의 점유가 가능한 상태일 때, 상기 복수개의 제 2컨트롤러들로부터 각기 인가되고 있는 상기 제 2특정 신호에서 2개 이상이 데이터 프레임이 있음을 알리는 준비 상태를 나타내고 있으면, 정해진 우선순위 부여 규칙에 따라, 상기 제 2특정 신호에 대해서 준비 상태를 나타내고 있는 하나의 제 2컨트롤러를 선택하고 그 선택한 제 2컨트롤러에 대해서만 상기 특정 신호를 통해 버스사용 가능을 통지하게 된다. 본 실시예에서는, 상기 정해진 우선순위 부여 규칙이, 상기 복수개의 제 2컨트롤러들에 대해서, 상기 특정 포맷의 데이터 프레임으로 구성하게 되는 데이터 블록의 크기가 상대적으로 더 작은 데이터 블록을 송신하는 통신모듈과 연결된 제 2컨트롤러에 더 높은 우선순위를 부여하는 규칙일 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 복수개의 제 2컨트롤러들에, 상기 특정 포맷의 데이터 프레임을 송수신하도록 의도된 특정 통신모듈과 연결되도록 구성된 특정의 제 2컨트롤러가 포함될 수 있다. 이 경우, 상기 특정의 제 2컨트롤러는, 상기 특정 통신모듈로부터 수신되는 상기 특정 포맷의 데이터 프레임을 상기 제 1컨트롤러로 그대로 전달할 수 있도록 구성되고, 상기 제 1컨트롤러는, 상기 일련의 상기 특정 포맷의 데이터 프레임들에 대해서 그 데이터 프레임 그대로 상기 특정 통신모듈로 직접 전송하게 된다. 본 실시예에서는, 상기 복수개의 제 2컨트롤러에, 데이터 프레임에 대한 선별적 수취와 데이터 프레임의 목적지 주소 필드에의 기입을 위한 상기 특정 주소가 개별적으로 설정될 수 있다. 만약, 상기 복수개의 제 2컨트롤러들에 상기 특정의 제 2컨트롤러가 포함되어 있는 경우에는, 상기 특정의 제 2컨트롤러에는 상기 특정 주소가 설정되지 않는다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 상기 제 1컨트롤러에, 데이터 프레임에 대한 선별적 수취와 데이터 프레임의 목적지 주소 필드에의 기입을 위한 상기 특정 주소가, 상기 복수개의 제 2컨트롤러와 일대일 대응하여 개별적으로 설정될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 제 1컨트롤러는, 상기 일련의 상기 특정 포맷의 데이터 프레임들에서, 상기 개별적으로 설정되어 있는 특정 주소 중 어느 하나와 일치하는 주소가 목적지 주소 필드에 기입되어 있는 데이터 프레임이 있으면, 그 데이터 프레임의 전부 또는 일부를, 그 일치하는 특정 주소가 대응되어 설정되어 있는 제 2컨트롤러로 전송하게 된다. 만약, 상기 복수개의 제 2컨트롤러들에 상기 특정의 제 2컨트롤러가 포함되어 있는 경우에는, 상기 제 1컨트롤러는, 상기 일련의 상기 특정 포맷의 데이터 프레임들을 모두 상기 특정 통신모듈로 그대로 전달하게 된다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 특정 주소가, 상기 버스에 개별적으로 연결되어 있는, 상기 기기와 동일한 동작을 수행하는 복수의 기기들에 각기 설정되어 있는 주소들 중에서 적어도 하나와 동일한 주소이다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 특정 주소가, 서로 다른 통신방식들에 대해 개별적으로 할당되어 있는 서로 다른 주소들의 세트에서 하나가 선정되어 설정된 것이다. 그리고, 상기 서로 다른 주소들의 세트는, 특정의 네트워크 표준에서 매체 제어접근(MAC: Media Access Control)을 위해 현재 할당되어 있는 주소들에 해당되지 않는 주소들의 일부로써 구성된다.
본 발명의 다른 일 측면에 따른, 공유되는 버스를 통해 다른 기기들로 데이터를 송신하고 그 다른 기기들로부터 데이터를 수신하는 일 방법은, 임의의 통신방식에 기반하여 데이터를 송수신하도록 의도된 통신모듈로부터 수신된 데이터 블록에 대해서, 기 지정된 특정 포맷의 데이터 프레임으로 구성하여 상기 버스로 송신하는 송신단계와, 상기 버스에서 검출하는 신호로부터 파악하는 일련의 상기 특정 포맷의 데이터 프레임들에서, 기 설정되어 있는 특정 주소와 동일한 주소가 목적지 주소 필드에 기입되어 있는 데이터 프레임만을 선별적으로 수취하고, 그 수취한 데이터 프레임 내의 데이터 블록을 상기 통신모듈로 전송하는 수신단계를 포함하여 이루어진다. 그리고, 상기 송신단계는, 상기 수신된 데이터 블록에 대해서 상기 특정 포맷의 데이터 프레임으로 구성함에 있어서, 상기 설정된 특정 주소를 그 구성하는 데이터 프레임의 목적지 주소 필드에 기입한다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따른 네트워크는, 공유되는 버스에 복수의 통신 기기들이 개별적으로 연결되어 구축되는데, 이 복수의 통신 기기들의 각각은, 기 지정된 특정 포맷의 데이터 프레임을 상기 버스를 통해 다른 통신 기기들로 전송할 때, 자신에게 설정되어 있는 특정 주소를 그 전송하는 데이터 프레임의 목적지 주소 필드에 기입하고, 또한, 상기 버스에서 검출하는 신호로부터 파악하는 일련의 상기 특정 포맷의 데이터 프레임들에서, 상기 특정 주소와 동일한 주소가 목적지 주소 필드에 기입되어 있는 데이터 프레임만을 선별적으로 수취하도록 구성되어 있다. 그리고, 상기 복수의 통신 기기들에 개별적으로 설정되어 있는 상기 특정 주소는, 적어도 2개의 서로 다른 값들 중 하나이고, 상기 서로 다른 값들의 각각은, 적어도 2개의 통신 기기들에 대해서 상기 특정 주소로서 동일하게 설정되어 있는 것이다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 복수의 통신 기기들 중에서, 상기 특정 주소로서 설정되어 있는 값이 서로 동일한 통신 기기들에는, 상기 특정 포맷과는 상이한 포맷으로 데이터 프레임을 송수신하도록 요구하는 통신방식이 서로 동일한 통신모듈들이 개별적으로 연결되고, 상기 네트워크는, 상기 특정 포맷의 데이터 프레임을 송수신하도록 의도된 특정의 통신모듈이 상기 복수의 통신 기기들 중 어느 하나에 연결되어, 또는 상기 버스에 직접 연결되어 구축되며, 상기 특정의 통신모듈에는 상기 서로 다른 값들 중 어느 값과도 일치하지 않는 주소가 설정된다.
전술한 본 발명 또는, 하기에서 첨부된 도면과 함께 상세히 설명되는 본 발명의 적어도 일 실시예에 따른, 이종의 통신방식들의 노드들이 단일 버스를 공유하여 통신할 수 있게 하는 방법과 기기, 그리고 그 방법에 의해 구축된 네트워크는, 그 통신용 부품인 통신모듈들이 채택하고 있는 통신방식이 모두 동일하지 않더라도 이들을 모두 단일의 버스를 통해 연결된 상태에서 동일한 통신방식의 통신모듈들끼리 통신이 될 수 있게 한다. 따라서, 본 발명에 의하면, 차량 등과 같은 장치에, 데이터 송수신을 위한 통신방식이 상이한 부품들이 공존하는 경우에, 이들에 대해서 반드시 통신방식별로 통신선을 구축해야 할 필요가 없다.
또한, 본 발명을 구현하는 실시예에서, 통신방식이 상이한 통신모듈들이 공유하게 되는 단일의 버스에 대해, 각 통신모듈이 기반하고 있는 통신방식이 제공할 수 있는 속도에 비해 보다 고속의 통신을 지원하는 통신방식을 채택하여 적용하게 되면, 개별적인 버스들로 분리되어 연결되어 있는 종래의 통신모듈들에 대하여, 통신속도를 저하시키지 않고 또는 보다 더 고속의 통신속도를 제공하면서 이들을 통합하여 하나의 고속 버스에 연결시킬 수 있게 되므로, 배선이나 조립의 과정 등이 보다 더 단순해 지고, 장치의 성능 또한 더 향상시킬 수 있다. 이는, 해당 통신모듈들을 부품으로 채택하고 있는 장치의 제조나 사후 관리에 투입되는 비용이나 시간을 감소시키게 되고, 장치의 시장 경쟁력 또한 향상시키게 된다.
그리고, 본 발명은, 통신방식이 상이한 통신모듈들이, 하나의 버스를 공유하여 통신할 수 있게 하는 어댑터를 통해서 연결되는 것을 그 전제로 하지만, 그 공유되는 버스에 적용된 통신방식을 기반으로 통신하는 통신모듈들에 대해서는 해당 버스에 직접 연결하는 것도 지원하므로, 기존에 그러한 통신모듈들로써만 구축되어 있는 네트워크를 그대로 두고서, 그 네트워크에 어댑터를 통해 이종 통신방식의 통신모듈들을 추가로 연결시킴으로써, 그 기존 네트워크의 버스를 동일한 통신방식의 통신모듈들끼리의 통신로로 공용할 수 있게 하는 잇점을 본 발명으로부터 얻을 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 통신방식이 모두 동일하지는 않은 통신모듈들이 하나의 버스에 어댑터를 통해 함께 연결되어 있는 네트워크를 예시한 것이고,
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 어댑터가, 시분할에 의해 자신에게 할당된 시구간이 되었을 때, 연결된 통신모듈로부터 수신된 데이터 프레임을 패킹하여 구성한 수송 프레임을, 내부 구성요소들 간의 데이터/신호 전달을 통해 버스로 송신하는 과정을 도시한 것이고,
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 동일한 통신방식의 통신모듈들끼리 공유된 버스를 통해 통신할 수 있게 하는 어댑터가, 연결된 통신모듈로부터 수신하는 데이터를 전송하기 위해 구성하는 수송 프레임의 포맷을 예시한 것이고,
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 동일한 통신방식에 기반하는 통신모듈로부터 전송된 수송 프레임의 데이터만을 목적지 주소에 기반하여 선별적으로 수취하는 과정을 도식적으로 나타낸 것이고,
도 5는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 서로 다른 통신방식에 기반하는 복수의 통신모듈들을 함께 연결하여 단일 버스에 연결될 수 있게 하는 멀티 어댑터에 대해 그 구성을, 전송 기회를 할당하는 내부의 관련 신호 등과 함께 예시한 것이고,
도 6은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 특정 통신방식의 통신모듈과의 연결을 위한 링크 컨트롤러가, 그 외 다른 통신방식의 통신모듈과의 연결을 위한 링크 컨트롤러와 함께 구비된 멀티 어댑터에 대해, 그와 연결된 특정 통신방식의 통신모듈과의 통신과 관련된 신호 등과 함께 그 구성을 부분적으로 도시한 것이고,
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 하나의 공유 버스에, 통신방식이 모두 동일하지는 않는 통신모듈들이 어댑터를 통해 간접적으로 연결되어 구성된 네트워크에서, 특정의 통신방식에 기반하는 임의의 통신모듈로부터의 수송 프레임이, 다른 통신방식의 통신모듈들에 의해서는 수취되지 않고 동일 통신방식의 다른 통신모듈에 의해서만 전송되는 것을 보여주는 것이고,
도 8은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 수취할 수송 프레임의 선별의 근거로 사용하는 하나 이상의 주소가, 버스로부터 검출되는 비트 스트림을 처리하는 버스 컨트롤러에 설정되는 어댑터의 구성을 부분적으로 예시한 것이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 다양한 실시예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하의 본 발명에 따른 실시예들의 설명과 첨부된 도면에 있어서, 부기된 동일 번호는 특별한 사정이 없는 한 동일한 구성요소를 지칭한다. 물론, 설명의 편의와 이해에의 도움을 위해, 필요에 따라서는 동일한 구성요소에 대해서도 서로 다른 번호로 부기될 수도 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 데이터 프레임과 같은 형식의 데이터 블록을 송수신하는 통신방식이 모두 동일하지는 않은 통신모듈들(3i,4i,5i, i=1,2,..)에 대하여, 정해진 특정 통신방식에 맞도록 적응(adapting)시키면서 동시에 하나의 공유 버스를 통해 동일 통신방식의 통신모듈들끼리 서로 통신할 수 있도록 하는 동작을 수행하는 기기(10,20i, i=1,2,..)( 본 명세서에서는 이 기기에 대해서, '어댑터'로 칭한다. )를 통해 하나의 버스에 간접적으로 연결함으로써 구축한 네트워크를 예시한 것으로서, 상기 어댑터들(10,20i, i=2,.,N)은, 데이터 송수신을 위한 물리적인 버스에 직접 연결되며, 상기 어댑터들(10,20i)의 각각은, 여러 다양한 통신방식들 중 적어도 어느 하나의 통신방식에 따른 데이터 송수신을, 연결된 버스 상에서의 데이터 통신을 위해 채택된 통신방식( 이하에서는, 이 채택된 통신방식을 '기저 통신방식'이라 칭한다. )에 적응시키는 동작을 수행한다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 어댑터들(10,20i)의 각각이 데이터 송수신을 적응시키게 되는 기저 통신방식에 대해서, 송수신하는 데이터 프레임에 대해서는 이더넷(Ethernet) 표준 또는 IEEE 802.3의 표준을, 복수의 노드들이 공유하는 버스에 대한 액세스 중재 방식은 시분할 방식을 적용한다. 물론, 이는 본 발명의 원리와 개념을 설명하기 위한 단지 하나의 예일 뿐, 이와는 다른 방식, 특히 데이터 프레임에 목적지 주소가 부여되는, 이하의 구체적인 설명과 부합하는 동신방식이라면 얼마든지 본 발명에 적용가능하다. 또한, 버스에 대한 다중 액세스의 중재 방식이 시분할 방식이 아닌, 예를 들어, 캐리어 감지 다중 액세스/충돌감지( CSMA/CD ) 방식 등도 기저 통신방식으로 적용하는 것이 가능하다.
따라서, 복수의 노드들이 공유하는 버스에 대해 어떤 통신방식을 기저 통신방식으로 채택하고 있는 지와는 무관하게, 이하에서 실시예로써 구체적으로 설명하고 있는, 데이터 프레임의 목적지 주소에 기반하여, 서로 다른 통신방식을 사용하는 통신모듈들이 하나의 버스를 공유하도록 구축한 네트워크에서 동일 통신방식의 통신모듈들끼리 서로 통신할 수 있게 하는 기술적 실시 형태는, 청구범위가 명시적으로 배척하지 않는 한 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
도 1에 도시된 네트워크를 구성하고 있는 각각의 어댑터에는 고유의 노드 식별자가 할당되어 있고, 특별한 번호, 예를 들어 1의 노드 식별자가 할당되어 있는 마스터(master) 노드인 어댑터(10)( 이하, '마스터 어댑터'라 약칭한다. )는, 버스를 서로 공유하는 자신을 포함한 모든 노드들을 디스커버리(discovery)하여 그에 따라 발견된 노드들, 즉 어댑터들이 서로 간에 충돌없이 버스를 시분할 다중접속( TDMA: Time Division Multiple Access ) 방식에 따라 독점적으로 점유할 수 있도록, 도 2에 예시된 바와 같이, 자신이 버스 상에 형성하는 데이터 사이클에서 진행되는 일련의 시구간( 이하, '채널'이라 칭한다. )들(200)에 대하여 각 어댑터의 점유 순서를 할당하는 동작을 수행한다. 상기 마스터 어댑터(10)는 버스 상에 형성하는 데이터 사이클에 대해서 매 사이클마다 헤더(201)를 전치시키는데, 이 헤더(201)에는, 비콘(beacon)과 같은 각 노드간의 클럭 동기와 같은 특정 패턴 외에도 데이터 사이클에 대해 각 노드가 알아야 할 필요가 있는 정보가 포함될 수도 있다.
도 1에서는, 도시된 네트워크의 버스가, 전기 신호선으로써 이루어진 유선의 버스를 나타내고 있지만, 본 발명은 유선의 버스 뿐만 아니라, 기 지정된 통신 방식에 의해 특정의 복수 노드들 간에만 상호 무선 통신할 수 있게 하는 무선의 버스에도 당연히 적용될 수 있다.
버스를 서로 공유하는, 즉, 유선 버스인 경우에 그 버스에 물리적으로 연결된 노드들을 발견하여, 각각의 노드들에 대하여 데이터 사이클 상에서 점유할 채널의 순서를 할당하는 방법은, 기 공지된 다양한 방법들 중 어느 하나의 방법이 선택되어 적용될 수 있다.
도 1의 네트워크는, 공유되는 버스를 통해 각기 다른 어댑터들과 데이터를 송수신할 수 있는 통신 기기인 N개의 어댑터들에 대하여, 1부터 N까지의 일련번호로써 노드 식별자가 할당되어 있는 것으로서, 본 명세서에서는, 도 2에 예시된 바와 같이, 그 노드 식별자의 오름차순으로 데이터 사이클 상에 일련의 채널들(200)이 할당되는 것을 전제한다. 하지만, 이러한 전제는, 본 발명의 원리와 기술적 사상에 대한 설명의 예시를 위해 필요한 하나의 예일 뿐이고, 비연속적인 노드 식별자를 할당하거나, 노드 식별자를 기준으로 비순차적인 방식으로 각 어댑터의 채널 순서를 할당하는 경우에도, 이하에서 실시예로써 구체적으로 설명하는 본 발명의 원리와 기술적 사상은 당연히 적용될 수 있다.
앞서 언급하였던 바와 같이, 다중 액세스 중재 방식으로 시분할 방식이 아닌 다른 방식, 예를 들어 CSMA/CD 방식이 기저 통신방식의 다중 액세스 중재 방식으로 적용될 수도 있는데, 이러한 실시예에서는, 상기 어댑터들(10,20i)의 컨트롤러부( 이 컨트롤러부는, 어댑터 내의 버스 컨트롤러와 링크 컨트롤러를 포함하는 구성을 지칭한다. )가 그 다중 액세스 중재 방식에 따라 버스를 점유하여 사용하는 동작을 수행하게 된다. 즉, 버스 상에서 캐리어(carrier)가 검출되지 않을 때 버스를 점유하여 사용하게 되고, 버스 충돌(collision)이 발생하면 임의적인 시간이 경과한 후에 다시 버스 점유를 시도하는 등의 동작을 수행한다. 당연히, 이러한 실시예에서는, 상기 마스터 어댑터(10)가, 이하에서 설명하는 버스 점유를 시분할함으로써 중재하기 위한 데이터 사이클을 버스 상에 형성하지 않는다.
하나의 버스에 공통적으로 접속되어 있는 상기 어댑터들(10,20i)에 각기 연결된 통신모듈들(3i,4i,5i)은, 도 1의 네트워크가 장착되는 장치, 예를 들어 차량에서, 특정의 기능을 수행하는 기기, 예를 들어, 전자 제어장치( ECU: Electronic Control Unit )에 통신을 위해 부속된 부품일 수 있으며, 상기 어댑터 또한 동일 기기에 부속되어 구비될 수도 있다. 물론, 동일 기기에 부속되지 않고 별도의 케이블로써 상호 연결되는 방식으로 해당 장치에 구비될 수도 있다.
한편, 본 발명에 대한 구체적이고 예시적인 설명을 위한, 기저 통신방식에 대해 시분할 방식의 버스 점유중재 방식을 채택한 실시예에 따라, 상기 마스터 어댑터(10)는, 앞서 언급한 바와 같이, 동일한 버스에 연결되어 있는 어댑터들 각각이 자신에게 할당된 순서에 따라 버스를 독점적으로 점유할 수 있게 하는 데이터 사이클(cycle)을 버스에 형성하는 버스 컨트롤러(11)를 컨트롤러부(100)의 하나의 구성으로서 포함하며, 또한, 연결된 통신모듈이 데이터 송수신을 위해 기반하고 있는 통신방식( 이하에서는, 통신방식에 대해서 '통신 프로토콜'로 칭하거나 또는 '프로토콜'로 약칭하기도 한다. )에 맞게 그 통신모듈과 데이터를 주고 받을 수 있는, 컨트롤러부(100)의 다른 하나의 구성인 링크 컨트롤러(12)와, 직접 연결된 공유 버스와의 신호 인터페이스를 위한 트랜시버(transceiver)(13)를 포함하여 구성된다.
상기 트랜시버(13)는, 채택된 기저 통신방식에서 요구하는, 버스와의 물리적인 신호 인터페이스를 위해, 데이터를 지정된 방식, 예를 들어 4B/5B 인코딩 방식에 따라 코딩과 디코딩을 수행하고( 적용하는 전송 방식에 따라서는 비트를 송신단에서 변조하여 송신할 수도 있다. 물론, 이 경우에는 수신단에서는 검출되는 신호를 복조하게 된다. ), 또한, 버스 상에 실리는 데이터로 인한 캐리어를 감지하여 버스 컨트롤러(11)에 인가하는 등의 동작을 수행한다.
상기 링크 컨트롤러(12)는, 자신과 연결된 통신모듈이 기반하고 있는 프로토콜에 따라 구성된 데이터 프레임 형식의 데이터 블록을 수신하여, 기저 통신방식에서 정하고 있는 형식의 데이터 프레임( 본 명세서에서는, 기저 통신방식에서 정하고 있는 형식에 따라 구성된 데이터 프레임을 '수송 프레임'이라 칭한다. )으로 패킹(packing)하여 상기 버스 컨트롤러(11)로 전달하고, 상기 버스 컨트롤러(11)로부터 전달되는 수송 프레임에 대해서는 언패킹(unpacking)하여 데이터 필드 내의 데이터 블록을, 연결되어 있는 통신모듈로 전달하는 동작을 수행한다.
그리고, 본 발명에 따른 일 실시예에서는, 컨트롤러부를 구성하는 상기 버스 컨트롤러(11)와 상기 링크 컨트롤러(12) 간에는, 버스 점유를 CSMA/CD 방식에 기반할 때 요구되는 데이터/신호 교환 방식, 예를 들어 기존의 MII (Medium Independent Interface) 규약에 의거하여 상호 통신하게 된다. 물론, 이는 구체적이고 예시적인 설명을 위한 하나의 예일 뿐, 본 발명에 따른 다른 실시예에서는, MII와는 다른 데이터/신호 교환 방식이 양 컨트롤러(11,12) 간에 적용될 수도 있고, 또는 MII 규약을 기반으로 하되 임의의 필요 신호가 추가된 데이터/신호 교환 방식이 적용될 수도 있다.
한편, 상기 마스터 어댑터(10)가 버스에 반복적으로 형성하는 데이터 사이클의 헤더(201) 내의 특정 신호, 예를 들어 비콘 신호와 각 채널에 실리는 데이터 비트들을 기준으로 클럭 동기되어 그 사이클에 수동적으로 참여하는 다른 어댑터(20i, i=2,..,N)( 이하, '슬레이브 어댑터'라 칭한다. )들도, 각기 상기 마스터 어댑터(10)와 물리적으로 동일한 구성을 갖는다.
각 슬레이브 어댑터(20i, i=2,..,N)의 버스 컨트롤러( 그리고, 상기 마스터 어댑터(10)의 버스 컨트롤러(11) )는, 버스 상에 형성되는 디스커버리 사이클에 참여하고 그 디스커버리 사이클이 종료되면, 그 디스커버리의 결과에 따라 자신에게 할당되는, 데이터 사이클에서의 채널에서 버스를 점유해, 동일 어댑터 내의 링크 컨트롤러로부터 전달되는 수송 프레임을 전송하게 되며, 각 어댑터의 트랜시버는, 전술한 바와 같이, 동일 어댑터내의 버스 컨트롤러가 전송하는 수송 프레임의 비트열을 버스에서 요구하는 물리적 신호로 변환하여 송신하고, 버스에 실리는 신호를 검출하여 일련의 비트들로 변환하여 버스 컨트롤러에 전달한다.
그리고, 각 슬레이브 어댑터(20i, i=2,..,N)의 링크 컨트롤러는, 앞서 마스터 어댑터(10)에 대한 구성에서 설명한 바와 마찬가지로, 자신과 연결되어 있는 통신모듈이 데이터 송수신을 위해 기반하고 있는 통신 프로토콜( 예를 들어, CAN, CAN-FD, LIN, SENT, Ethernet 등 )에 따른 물리적인 신호 교환 방식을 충족하면서, 동시에 그 프로토콜에 따른 데이터 프레임 형식의 데이터 블록을 주고 받을 수 있고, 또한, 동일 어댑터 내의 버스 컨트롤러와는, 앞서 설명한 바와 같이 지정된 데이터/신호 교환 방식에 의거하여 서로 간에 수송 프레임을 송수신할 수 있도록 구성된다.
한편, 도 1에 예시된 바와 같이, 버스에 직접 연결되는 각각의 어댑터(10,20i, i=2,..,N)에, 데이터 송수신을 위해 기반하는 통신 프로토콜이 모두 동일하지는 않는 통신모듈들(3i,4i,5i)을 개별적으로 연결하여 네트워크를 구성함에 있어서, 각 어댑터에는 주소(An, n=0,1,..)가 설정되는데, 이 설정되는 주소는, 해당 어댑터에 연결되는 통신모듈이 데이터 프레임을 송수신함에 있어서 준수하여야 하는 통신방식에 의거하여 결정된다. 달리 말하면, 해당 어댑터가 기저 통신방식에 적응시키는 다른 통신방식에 의거하여 결정된다.
이 주소 설정에 대해서 보다 구체적으로 설명하면, 어댑터에 연결할 수 있는 통신모듈의 통신방식들의 종류에 대해서 서로 다른 주소를 각각 할당해 두고, 해당 어댑터에 어떤 통신방식이 요구되는 통신모듈이 연결되는 지에 따라( 즉, 해당 어댑터가 어떤 통신방식의 통신모듈과의 연결을 위한 링크 컨트롤러를 구비하고 있는 지에 따라 ) 그 통신방식에 대해 할당된 주소를 그 어댑터에 설정하게 되는 것이다. 도 1에 예시된 네트워크에서는, CAN 통신방식에 대해서 주소 A0가, LIN 통신방식에 대해서 주소 A1이, 그리고 SENT 통신방식에 대해서 주소 A2가 할당됨으로써, 각 어댑터, 특히 해당 어댑터의 링크 컨트롤러에 설정되어 있는 것을 보여주고 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 각각의 어댑터에 설정하기 위한 주소들은, 특정의 네트워크 표준에서, 예를 들어 IEEE 802 네트워크 표준에서 정하고 있는 네트워크 주소, 예를 들어 매체 제어접근( MAC: Media Access Control ) 주소에 대해 현재 할당되어 있지 않은 주소( 본 명세서에서는, 이를 '공(空)주소'라 칭한다. )들에서 선정한다. MAC 주소는, 현재 3바이트의 OUI( Organizationally Unique Identifier ) 부분과 제조회사가 부여하는 임의적으로 부여하는 3바이트의 일련번호로 구성하게 되어 있다. 따라서, 3바이트의 OUI 부분에 대해서 현재 어떤 제조회사에도 할당되어 있지 않는 식별자, 예를 들어 CC:CC:CC 또는 DD:DD:DD 등을 선두에 사용하여 임의의 서로 다른 3바이트의 값과 함께 6바이트의 공주소의 세트(set)를 만들고, 이 공주소 세트에서 각 통신방식에 대해 공주소를 하나씩 할당하여, 각각의 어댑터에 전술한 바와 같이 설정되게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따라 어댑터(10,20i)에 설정할 주소를 공주소에서 선정하는 이유는, 본 발명에 따라 구성되어 동작하는 어댑터가, 이더넷 표준이나 IEEE 802.3 등의 표준에 따라 동작하도록 의도된 통신모듈( 이하, 이러한 통신모듈에 대해서 '이더넷 기반 통신모듈'이라 칭한다. )들의 연결을 수용할 수 있도록 하거나, 또는 그러한 통신모듈이 상기 어댑터들(10,20i)과 함께 주소 충돌없이 동일한 버스를 공유하여 사용할 수 있도록 하기 위함이다.
즉, 공주소의 세트에서 선정된 하나의 주소가 목적지 주소로서 실린 수송 프레임이 버스로 송신되었을 때, 그 버스를 공유하는 이더넷 기반 통신모듈들은 그 수송 프레임을 수신하지 않도록 하고, 그 역으로 임의의 이더넷 기반 통신모듈이 버스로 수송 프레임을 송신하였을 때, 이더넷 기반 통신모듈이 연결되어 있지 않은 어댑터는 그 수송 프레임을 수신하지 않도록 하기 위함이다. 이에 대해서는 이후의 구체적인 설명에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다.
한편, 어댑터에 설정할 공주소의 세트를 만들 때, 이더넷 기반 통신모듈이 자신을 지정하고 있지 않는 목적지 주소이어도 수신하게 되는 방송(broadcast)임을 지정하는 특별한 주소( 예를 들어, FF:FF:FF:FF:FF:FF )는 배제되도록 한다.
본 실시예에서는, 공주소 세트에서 선정하여 설정된 어댑터의 주소가, 공주소 세트 내의 다른 공주소로 변경될 수 있도록 한다. 예를 들어, 공주소의 OUI 부분에 해당하는 3 바이트 중 한 바이트에 대해서, 어댑터들로써 네트워크를 구축하는 작업자 등이 공주소 세트에 속하는 임의의 값으로 설정할 수 있게 하는 딥 스위치가 어댑터에 구비될 수도 있다. 그러면, 각 어댑터의 링크 컨트롤러는 초기화 시에 그 딥 스위치의 값을 읽어서 주소에 대해 정해진 위치의 한 바이트로 사용하게 된다. 이렇게, 설정된 주소가 변경될 수 있게 하면, 향후에 있을 수 있는 공주소의 다른 이더넷 기반 통신모듈에 할당된 주소와의 충돌에 대비할 수 있다.
이하에서는, 버스에 직접 연결된 상기 어댑터들(10,20i, i=2,..,N)이, 데이터 송수신을 위해 기반하는 통신 프로토콜이 모두 동일하지는 않은 통신모듈들(3i,4i,5i)로 하여금, 공유하는 하나의 버스를 통해, 서로 동일한 프로토콜이 채택된 통신모듈들( 이와 같이 동일한 통신 프로토콜에 기반하여 통신하는 통신모듈들을, 본 명세서에서는 '동종 통신모듈' 또는 '동종의 통신모듈'이라 칭한다. 이에 반하여, 서로 상이한 통신 프로토콜에 기반하여 통신하는 통신모듈에 대해서는 '이종 통신모듈' 또는 '이종의 통신모듈'이라 칭한다. )끼리만 데이터를 주고 받을 수 있게 하는 방법에 대해서, 상기 마스터 어댑터(10)의 구성을 기반으로 구체적으로 설명한다.
하지만, 이하의 구체적인 설명은, 당연히, 슬레이브 어댑터에 대해서도 그대로 적용될 수 있다. 즉, 상기 마스터 어댑터(10)의 컨트롤러부, 즉 버스 컨트롤러(11)와 링크 컨트롤러(12), 그리고 트랜시버(13)에 대해 설명되는 구체적인 동작은, 슬레이브 어댑터의 동일 구성요소에 의해 그대로 수행된다. 물론, 슬레이브 어댑터에 대한 이하에서의 부분적인 설명 또한 마스터 어댑터에도 그대로 적용될 수 있다. 그리고, 마스터 어댑터와 슬레이브 어댑터를 특별히 구분하여 칭할 필요가 없을 때는 이들에 대해서 어댑터로 통칭한다.
상기 마스터 어댑터(10)의 링크 컨트롤러(12)는, 연결되어 있는 통신모듈(31)로부터 해당 통신방식, 즉 CAN 방식에 따른 포맷의 데이터 프레임이 해당 프로토콜에 의한 신호 방식에 따라 수신되면, 도 3에 예시된 바와 같이, 그 수신되는 데이터 프레임(301)으로써, 공유하는 버스에 적용된 기저 통신방식에 따른 포맷의 수송 프레임(30)을 구성한다.
상기 링크 컨트롤러(12)에 의해 구성되는 수송 프레임(30)은, 연결된 통신모듈로부터 수신된 데이터 프레임(301)을 데이터 필드(32)의 데이터로 하고( 이때 필요하다면 적절한 길이의 0 패딩이 이루어질 수도 있다. ), 그 앞에는 헤더(31)를, 그리고 그 뒤에는 프레임 오류확인 시퀀스(FCS: Frame Check Sequence)를 부가된 형태를 갖는다. 상기 링크 컨트롤러(12)는, 목적지 주소와 소스(source) 주소, 그리고 타입/길이 필드로 구성되는 헤더(31)에는 필요한 정보를 기입하되, 자신에게 설정되어 있는 주소( 도 1에 예시된 네트워크에서 A0. 이 주소 A0는, 하나의 예로서, CAN 통신방식의 통신모듈이 연결된 각 어댑터의 링크 컨트롤러들에게 모두 동일하게 할당되어 있는 주소이다. )를, 일반적으로 소스 주소 필드에 기입하는 것과는 다르게, 목적지 주소 필드에 기입한다(p30).
통신에 있어 하나의 노드가 되는 개체(entity)에는 일반적으로 주소가 설정되며, 이 주소는 전송하는 데이터 프레임의 발신지를 나타내기 위해 사용된다. 즉, 임의 포맷의 데이터 프레임을 구성하여 송신할 때, 자신에게 할당되어 있는 주소를 소스 주소 필드에 기입하고, 그 데이터 프레임의 수신이 의도된 개체에 할당된 주소를 목적지 주소 필드에 기입한다. 하지만, 본 발명은, 주소를 사용하는 이러한 일반적인 방식과 다르게, 버스에 연결되는 개체, 즉 어댑터에 대해 할당된 주소를 수송 프레임의 목적지 주소 필드에 기입한다. 그리고, 이하에서 설명하겠지만, 자신에게 할당된 주소를, 버스로부터 수신되는 수송 프레임에 대해서 수취할 것인 지 여부를 결정하기 위해 그 수송 프레임의 목적지 주소 필드의 값과 비교하기 위해서도 사용된다. 즉, 본 발명에서는, 버스 상의 노드가 되는 개체, 즉, 어댑터가, 자신을 수신지로 하는 수송 프레임인 지를 확인하기 위해 그 수송 프레임의 목적지 주소 필드에 기입된 값과 비교하기 위해 사용하도록 설정된 주소를, 자신이 버스로 전송하는 수송 프레임의 목적지 주소 필드에 기입하는데, 이 점에서, 노드가 되는 개체가 할당된 주소를 사용하는 통상적인 방법과 상이하다.
상기 링크 컨트롤러(12)는 헤더(31)의 나머지 부분, 즉, 소스 주소에는 할당된 주소(A0)를 또 기입하거나 빈 상태로 두고, 타입/길이 필드에는 데이터 필드(32)에 채운 데이터 프레임(301)의 크기에 대한 값을 기록함으로써 최종적으로 수송 프레임을 완성하여 내부의 송신버퍼에 임시 저장한다.
실시예에 따라서는, 일반적으로 데이터 프레임의 데이터 동기를 위해 그 선단에 전치되는 특정 비트 시퀀스의 프리앰블(preamble)을 부가한 수송 프레임을 구성하여 상기 송신버퍼에 임시 저장할 수도 있지만, 이 프리앰블은 상기 링크 컨트롤러(12)로부터 수송 프레임을 전달받게 될 상기 버스 컨트롤러(11)가 부가할 수도 있다.
한편, 상기 버스 컨트롤러(11)는, 도 2에 예시된 바와 같이, 상기 링크 컨트롤러(12)에 인가하는 캐리어 감지신호(CRS)에 대해서, 자신에게 버스를 점유할 기회가 주어질 때까지 HIGH 상태를 유지한다. 이때의 HIGH 상태 유지는, 버스에 실제 데이터가 실리고 있는지와 무관하다. 캐리어 감지신호(CRS)의 HIGH 상태는, 상기 링크 컨트롤러(12)로 하여금, 현재 버스의 실제 사용 여부와는 무관하게, 버스가 타 노드에 의해 사용되고 있는 것으로 인식케 하여 데이터 전송을 하지 않게 하는 신호로서 작용한다.
상기 버스 컨트롤러(11)는, 이렇게 버스의 현재 사용가능 여부를 알리는 캐리어 감지신호(CRS)를 사용 불가를 알리는 HIGH 상태로 유지하다가, 버스의 점유 사용이 가능한 상태이면, 즉, 현재 진행되는 데이터 사이클에서 자신에게 할당된 순서의 채널이 시작되는 시점(tsTO)에 버스 사용가능을 알리는 LOW로 전환시킨다. 만약, 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 버스에 적용된 기저 통신방식이 다중 액세스의 중재를 위해 CSMA/CD 방식을 채택한 경우라면, 상기 버스 컨트롤러(11)는, 상기 트랜시버(13)가 버스 상에서 캐리어를 감지하지 않게 되는 시점에, 상기 링크 컨트롤러(12)에 인가하는 캐리어 감지신호를 LOW로 전환시키게 된다.
상기 링크 컨트롤러(12)는 캐리어 감지신호(CRS)의 LOW로의 천이로부터 버스 상에 캐리어가 없어진 것으로 인지( 즉, 타 노드의 버스 사용이 완료된 것으로 인지 )하고, 그 시점(tsTO)부터 시작하여 프레임간 갭(TIFG)( 예를 들어, 96비트에 해당하는 시간 )이 경과한 시점이 되었을 때(tsDTx), 타 노드로 전송할 수송 프레임이 자신의 송신버퍼에 저장되어 있으면, 송신라인(TXD)을 통해 바로 상기 버스 컨트롤러(11)로 전송하기 시작한다. 그러면, 상기 버스 컨트롤러(11)는, 송신라인(TXD)을 통해 수신되는 데이터를 바로 상기 트랜시버(13)로 전송하여 주어진 방식에 따라 비트 인코딩되어 버스로 송신되게 한다.
이때, 전술하였던 바와 같이, 상기 링크 컨트롤러(12)가, 전달할 수송 프레임에 대해서 그 선단에 프리앰블을 부가하지 않는 실시예라면, 도 2에 예시된 바와 같이, 상기 버스 컨트롤러(11)가 송신라인(TXD)를 통해 수신되는 수송 프레임에 대하여 프리앰블(211)을 먼저 송신한 후, 그 수신되는 수송 프레임(210)의 데이터를 차례대로 상기 트랜시버(13)로 전송할 수도 있다.
상기 버스 컨트롤러(11)가 상기 링크 컨트롤러(12)로부터 전달되는 수송 프레임의 데이터를 바로 또는 프리앰블을 먼저 버스로 전송함으로써 상기 트랜시버(13)가 버스에 실리는 데이터에 의해 캐리어 감지를 하게 되고, 이 감지 신호(cd*)에 따라 상기 버스 컨트롤러(11)는 상기 링크 컨트롤러(12)에 인가하는 캐리어 감지신호(CRS)를 HIGH로 전환시킨다(tsDTx). 그리고, 상기 링크 컨트롤러(12)로부터 전달받는 데이터를 모두 전송하고 나면, 그 즉시 수송 프레임의 끝임을 알리기 위한 특별한 비트 패턴을 갖는 종단 식별자(212)를 상기 트랜시버(13)로 전송하여 버스에 실리도록 한다. 이 종단 식별자(212)는, 버스에 연결된 모든 어댑터들이, 버스 상에서 그 종단 식별자를 검출하는 시점에 현재의 채널이 종료되고 다음 순서의 채널이 진행되는 것으로 인식하게 하는 기능을 한다.
만약, 캐리어 감지신호(CRS)를 LOW로 전환시킨 후, 채널에 대해 지정된 기본 시간폭(TAccTO)( 이하에서는, 이 기본 시간폭의 구간에 대해서 특별히 '포착 슬롯'이라고도 칭한다. )이 경과할 때까지 상기 링크 컨트롤러(12)로부터 데이터가 수신되지 않는다면, 상기 버스 컨트롤러(11)는 해당 포착 슬롯(TAccTO)이 종료되는 시점(teTO)에 캐리어 감지신호(CRS)를 HIGH로 구동하여 그 상태를 전환시켜(21), 상기 링크 컨트롤러(12)로부터의 데이터 전송을 자신의 다음번 채널이 될 때까지 차단시키게 된다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 상기 버스 컨트롤러(11)가 데이터 사이클에서 자신에게 할당된 순서의 포착 슬롯이 되기 이전에 캐리어 감지신호(CRS)를 미리 LOW로 전환시킬 수도 있다. 즉, 채널의 시작 시점(tsTO)으로부터, 상기 링크 컨트롤러(12)가 준수하는 프레임간 갭(TIFG) 만큼 앞선 시점에 캐리어 감지신호를 LOW로 미리 전환시킬 수도 있다. 이렇게 하면, 캐리어 감지신호가 LOW로 전환된 시점부터 프레임간 갭만큼 대기한 후 송신라인(TXD)으로 데이터를 전송하게 되는 상기 링크 컨트롤러(12)로부터 전달되는 데이터를 포착 슬롯의 시작과 함께 버스로 전송할 수가 있다.
만약, 도 1에 예시된 바와 같이 2이상의 서로 다른 통신방식에 근거하는 복수의 통신모듈들을 각기 어댑터에 연결함으로써 구축하는 네트워크가, 프레임간 갭(TIFG)을 준수하는 통신모듈, 예를 들어, 이더넷 기반 통신모듈은 그 공유 버스에 연결( 어댑터를 통한 간접적인 연결 또는 버스에의 직접 연결 )되지 않는 것이라면, 각 어댑터의 링크 컨트롤러는, 버스의 현재 사용가능 여부를 알리는 캐리어 감지신호와 같은 특정 신호의 상태에 따라 대기시간없이 즉시 반응하여 수송 프레임의 데이터를 동일 어댑터내의 버스 컨트롤러로 전송할 수도 있다. 당연히 이런 경우에는, 각 어댑터의 버스 컨트롤러가 상기 특정 신호에 대해서 해당 순서의 채널의 시작시점에 앞서 미리 상태를 전환시킬 필요는 없다.
연결된 통신모듈(31)로부터 수신되는 데이터 프레임들에 대하여, 상기 마스터 어댑터(10)가, 전술한 바와 같이 수송 프레임으로 패킹하고, 자신에게 할당된 주소(A0)를 해당 수송 프레임의 목적지 주소 필드에 기입하여 버스의 사용 가능 시점에 버스로 전송하는 등의 동작은, 다른 모든 어댑터들에서도, 연결된 통신모듈(3i,4i,5i)로부터 수신되는 해당 프로토콜에 따른 데이터 프레임에 대해서 동일하게 수행된다.
한편, 상기 마스터 어댑터(10)는 물론 버스에 연결된 다른 슬레이브 어댑터들(20i, i=2,..,N)의 각각은, 자신과 연결된 통신모듈(3i,4i,5i,)로부터 수신되는 해당 프로토콜에 따른 데이터 프레임을 전술한 바와 같이 버스로 전송하는 동작과 함께, 타 어댑터들이 할당받은 순서의 채널을 사용하여( 또는 CSMA/CD 방식이 기저 통신방식에 적용된 경우에는 캐리어가 감지되는 않는 시점에 ), 그들에 연결된 통신모듈(3i,4i,5i)로부터 수신되는 해당 프로토콜에 따른 데이터 프레임을 전술한 바와 동일한 방식으로 패킹하여 전송하는 수송 프레임들에 대해서, 자신과 연결된 통신모듈과 동종의 통신모듈로부터 생성된 데이터 프레임이 패킹된 것만을 선별하여 수취하는 동작을 수행한다. 도 4는, 각각의 어댑터(10,20i)가, 타 어댑터들이 공유된 버스로 전송하는 수송 프레임들에 대해 선별적으로 수취하는 동작을 개념적으로 도식화한 것으로서, 본 발명에 따른 일 실시예에서는, 도 4에 도식화된 수송 프레임의 선별적 수취를 각 어댑터 내의 링크 컨트롤러가 수행하게 된다.
먼저, 상기 마스터 어댑터(10)의 또는 상기 각각의 슬레이브 어댑터(20i)의 버스 컨트롤러는, 동일 어댑터 내의 트랜시버가 버스에서 검출하는 신호에 따라( 실시예에 따라서는 검출하여 복조하여 ) 전달하는 비트들로부터, 수송 프레임의 프리앰블에 해당하는 특정 비트 패턴이 검출되면, 그 프리앰블 이후의 비트 시퀀스에 대해서 종단 식별자가 검출될 때까지 일정 크기의 비트블록 단위로( 예를 들어, 4비트씩 ) 수신 라인(RXD)을 통해 동일 어댑터 내의 링크 컨트롤러에 전달한다. 그러면, 각 어댑터 내의 링크 컨트롤러는, 수신되는 데이터를, 도 3에 예시된 바와 같은 기 지정된 수송 프레임의 포맷에 맞게 구성하면서, 도 4에 도식적으로 예시된 바와 같이, 그 수송 프레임(400)의 목적지 주소 필드에 기입되어 있는 주소(Axn)를, 자신에게 설정된 주소와 비교한다(40k+i, i=0,1,2,3,4,..).
구성된 수송 프레임(400)에 대해서 주소를 비교하기 전에, 그 구성된 수송 프레임에 대한 프레임 오류 시퀀스의 비트열에 근거하여 그 구성된 수송 프레임에 대한 수신오류 여부를 먼저 판별하고, 수신오류가 없을 때에 한하여 목적지 주소 필드의 값과 할당되어 있는 주소를 비교하게 된다. 물론, 수신오류가 있는 것으로 확인되면, 해당 수송 프레임에 대해서는 버리게 된다.
주소의 비교결과, 목적지 주소 필드의 값(Axn)과 자신에게 할당되어 있는 주소가 일치하는 것으로 확인되면, 해당 링크 컨트롤러는 그 수송 프레임(400)을 언패킹하여 데이터 필드(410) 내의 데이터를, 연결되어 있는 통신모듈에 기반하는 통신방식에 따라 전송한다. 도 4의 도식적 예시에 한정하여서 보면, 버스에서 검출하여 구성한 수송 프레임(400)의 목적지 주소가 Axn이므로, 할당된 주소가 Axn으로 동일한 링크 컨트롤러들만이 그와 연결되어 있는 통신모듈들에 추출한 데이터( 즉, 연결된 통신모듈이 채택하고 있는 통신방식에 따른 형식의 데이터 프레임 )를 각기 전달하게 되고(P41k+i, i=0,1,4) 다른 링크 컨트롤러들은 주소의 비교과정(40k+i, i=2,3)에서 불일치하므로 해당 수송 프레임을 버리게 된다.
이와 같은 방식으로, 버스에서 검출하여 구성한 수송 프레임에 기입된 목적지 주소와 자신에게 할당된 주소가 일치하는 어댑터들은 모두, 해당 수송 프레임에 패킹된 데이터 프레임을 수취하여 연결된 통신모듈들로 각기 전달하고, 그 외 주소가 일치하지 않는 어댑터들은 해당 수송 프레임을 연결된 통신모듈로 전달하지 않고 버림으로써, 전술하였던 바와 같이, 공주소 세트에서 선정한 임의의 한 주소가 동일하게 할당된, 동종 통신모듈이 연결된 어댑터들만이 동종 통신모듈이 전송한 해당 프로토콜에 따른 데이터 프레임을 수신하게 된다.
따라서, 비록 동일한 버스를 서로 공유하지만, 동일한 주소가 할당된 어댑터들에 연결되어 있는 동일한 프로토콜에 기반하는 통신모듈들끼리만 서로 간에 해당 프로토콜에 따른 데이터 프레임을 송수신하게 되는 것이다.
한편, 동종의 통신모듈들 중 어느 하나의 통신모듈이 전송한 데이터 프레임을 패킹하고 있는 수송 프레임에 대한, 전술한 바와 같은 어댑터들의 할당된 주소를 목적지 주소 필드에 기입하여 하는 전송과 할당된 주소에 기반한 선별적 수취에 따라, 다른 동종의 통신모듈들이 해당 데이터 프레임을 모두 수신하게 되지만, 그 데이터 프레임이 다른 모든 동종 통신모듈들의 수신을 의도하여 전송된 것이 아니고, 동종의 특정 통신모듈만의 수신이 의도된 것일 수 있다. 이런 경우에는, 수송 프레임에서 언패킹하여 어댑터로부터 전달된 데이터 프레임내에 있는 목적지 주소 또는 식별자 등에 근거하여, 수신 의도되지 않는 다른 동종의 통신모듈들은 그 전달된 데이터 프레임을 무시하게 된다.
상기 어댑터들(10,20i)의 전술한 바와 같은, 할당된 주소를 목적지 주소로 하는 수송 프레임의 전송과 할당된 주소에 기반한 수송 프레임에 대한 선별적인 수취 동작에 의해, 하나의 버스를, 어댑터(10,20i)를 통해 통신로로서 공유하고 있는 통신모듈들이 모두 동일하지는 않는 통신방식을 채택하고 있더라도, 다른 통신방식과 충돌을 일으키지 않고 동종의 통신모듈들끼리만 상호 간에 데이터를 주고 받을 수 있게 된다. 이는, 통신모듈들 각각에 연결되어 있는 상기 어댑터들(10,20i)로 의하여, 물리적인 하나의 단일 버스가, 연결된 통신모듈들이 채택하고 있는 서로 다른 통신방식들의 수만큼 가상의 전용 통신로가 제공됨을 의미한다.
전술한 실시예에서는, 각 어댑터가 하나의 통신모듈과 연결되도록 구성된 것이었지만, 본 발명은 그러한 구성에 국한되지 않고, 이종 또는 동종의 복수의 통신모듈들이 함께 연결되도록 구성될 수도 있다. 즉, 본 실시예에서는, 어댑터의 컨트롤러부가 단일의 버스 컨트롤러와 복수개의 링크 컨트롤러로 구성되는 것이다. 도 5는, 본 실시예에 따른 어댑터에 대해서 이종의 통신모듈이 연결되도록 구성된 경우에 대해 그 구성과, 그 어댑터에 연결된 이종의 통신모듈들을, 컨트롤러부 내부에서 하나의 링크 컨트롤러에 버스 사용을 할당하는 과정에 따른 신호 등과 함께 예시한 것이다.
도 5에 예시된 실시예에서는, 어댑터(50)가 지정된 통신방식에 따른 신호 교환과 데이터 송수신을 수행하는 링크 컨트롤러를 서로 다른 통신방식에 대해 복수개(52) 구비하고 있다.
도 5와 같이 구성된 어댑터(50)( 이와 같이 복수의 통신모듈들이 연결될 수 있도록 구성된 어댑터를, 본 명세서에서는 '멀티 어댑터'라 칭한다. )내의 각 링크 컨트롤러(52)는, 기저 통신방식과는 상이한 통신방식을 기반으로 하는 통신모듈들(530i, i=1,2,..)로부터 수신되는 데이터 프레임 및 그 통신모듈들(530i)로 송신하는 데이터 프레임에 대해서, 도 3을 참조로 앞서 구체적으로 설명한 수송 프레임으로의 변환과 버스 컨트롤러(51)로의 전송, 그리고 그 버스 컨트롤러(51)가 버스로부터 검출하여 복수의 링크 컨트롤러들(52)에 동시에 전달하는 수송 프레임에 대한 목적지 주소에 기반한 선별적인 수취 동작을 전술한 바와 동일하게 수행한다.
그리고, 상기 멀티 어댑터(50)의 버스 컨트롤러(51)는, 단일의 링크 컨트롤러를 포함하여 구성된 어댑터(10)에 대한 실시예의 설명에서와 동일한 동작을 수행한다. 다만, 멀티 어댑터 내의 상기 버스 컨트롤러(51)는, 현재 자신이 버스를 점유하여 사용할 수 있을 때, 예를 들어 자신에게 할당된 포착 채널이 되었을 때( 실시예에 따라서는, 버스에 캐리어가 감지되지 않는 상태가 되었을 때 ) 복수의 링크 컨트롤러들(52) 중 하나의 링크 컨트롤러를 선택하여 버스 사용기회를 주게 된다. 이에 대해서, 이하에서 좀 더 구체적으로 설명한다.
상기 멀티 어댑터(50)에 포함되는 링크 컨트롤러들(52)의 각각은, 전술한 바와 같이, 연결되어 있는 통신모듈(530i, i=1,2,..)로부터 해당 프로토콜에 따라 데이터 프레임을 수신하여 수송 프레임으로 패킹하여 자신의 내부 송신버퍼에 저장하게 되는데, 이렇게 송신 버퍼에 저장된 수송 프레임이 하나 이상이 되면 그 순간에, 상기 버스 컨트롤러(51)에 인가하고 있는 준비 통지선(T_Rdyi, i=1,2,..)에 대해 '송신준비'를 알리는 상태를 전환시킨다.
그러면, 상기 버스 컨트롤러(51)는, 데이터 사이클에서 자신에게 할당된 순서에 해당하는 채널, 즉 포착 슬롯이 되는 시점( 또는 전술한 바와 같이, 그 보다 일정 비트 수에 해당하는 시간만큼 앞선 시점 )에, 준비 통지선들(T_Rdyi, i=1,2,..) 중에서 '송신준비' 상태를 알리고 있는 링크 컨트롤러에 대해서 캐리어 감지신호(CRSi, i=1,2,..)의 상태를 HIGH에서 LOW로 천이시킨다.
이렇게 되면, LOW로 전환된 캐리어 감지신호가 인가된 링크 컨트롤러만이 송신라인(TXD)를 통해, 자신의 송신버퍼에 저장되어 있는 수송 프레임을 읽어서 상기 버스 컨트롤러(51)로 전달하게 된다. 이 전달로 내부의 송신버퍼가 빈 상태가 되면, 상기 준비 통지선(T_Rdyi, i=1,2,..)에 대해 '송신준비' 상태를 해제시키는 신호로 전환한다.
한편, 도 5에 예시된 바와 같이, 데이터 사이클에서 자신에게 할당된 순서에 해당하는 채널이 된 시점(tCH_s)에, 상기 버스 컨트롤러(51)에 준비 통지선(T_Rdyi, i=1,2,..)을 통해 '송신준비' 상태를 알리고 있는 링크 컨트롤러가 복수개일 수가 있다(541,542). 이러한 경우가 발생하면, 상기 버스 컨트롤러(51)는 기 정해진 규칙에 따라 그 복수개의 링크 컨트롤러들 중 하나를 선택하고 그 선택된 링크 컨트롤러에 인가하는 캐리어 감지신호(CRS2)만을 LOW로 전환시키게 된다(55). 물론, 앞서 언급한 바와 같이 채널 시작 시점보다 일정 시간 앞선 시점에 해당 캐리어 감지신호(CRS2)를 LOW로 전환시킬 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서는, 상기 정해진 규칙이, 평균적인 데이터 크기가 상대적으로 짧은 수송 프레임( 즉, 패킹되는 데이터 프레임의 길이가 상대적으로 짧은 수송 프레임 )을 송신하는 링크 컨트롤러에 대해 먼저 우선권을 부여하는 것이 될 수 있다. 예를 들어, LIN 통신방식의 링크 컨트롤러에 대한 우선 순위를 CAN 통신방식의 링크 컨트롤러보다 더 높게 부여하는 것이다. 따라서, LIN 통신방식의 링크 컨트롤러와 CAN 통신방식의 링크 컨트롤러가 함께 준비 통지선에 대해 '송신준비' 상태를 알리고 있다면, 상기 버스 컨트롤러(51)는, 버스를 점유사용할 시점에 되었을 때, LIN 통신방식의 링크 컨트롤러에 인가하는 캐리어 감지신호(CRS2)를 LOW로 전환시키게 된다.
본 실시예에서는, 상기 버스 컨트롤러(51)가 초기화 시에, 연결되어 있는 링크 컨트롤러들(52)과 적절한 방식으로 제어/응답정보를 교환함으로써 각 링크 컨트롤러의 통신방식을 파악하고, 그 파악된 통신방식들에 대해, 지정되어 있는 우선권 부여 규칙에 따라 우선 순위를 할당할 수 있다. 다르게는, 각각의 링크 컨트롤러에 대해 통신방식을 설정할 수 있는 딥 스위치를 상기 멀티 어댑터(50)에 구비함으로써, 상기 버스 컨트롤러(51)가 구비된 딥 스위치들에 설정된 값을 개별적으로 읽어서 그에 대응하는 링크 컨트롤러에 대한 우선 순위를 부여할 수도 있다.
상기 정해진 규칙의 다른 일 실시예는, 준비 통지선들(T_Rdyi, i=1,2,..)이 '송신준비' 상태가 된 시점이 빠른 순서대로 우선 순위를 부여하는 것이다. 즉, 상기 버스 컨트롤러(51)는, 자신이 버스를 점유 사용할 수 없는 동안에, 제일 먼저 준비 통지선에 대해 '송신준비' 상태로 전환시킨 링크 컨트롤러에 대해, 버스 점유사용 시점이 되었을 때, HIGH 상태로 인가하는 캐리어 감지신호를 LOW로 전환시키게 된다.
상기 정해진 규칙에 대해서 이외에도 다양한 우선순위 부여 규칙이 적용되거나 또는 그러한 규칙들이 서로 결합되어 적용될 수 있다. 예를 들어, 수송 프레임의 전송 후 가장 오랜 시간이 경과된 링크 컨트롤러에 대해 가장 높은 우선순위를 부여하는 규칙이 적용될 수도 있고, 일정 시간 단위로 하여 전송한 총 데이터량이 가장 적은 링크 컨트롤러에 대해 가장 높은 우선순위를 부여하는 규칙이 적용될 수도 있다.
전술한 다양한 규칙들 중 적용된 어느 하나의 우선순위 경합에 의해, 캐리어 감지신호가 LOW로 전환된 통신모듈(5302)은 전송라인(TXD)을 통해 수송 프레임(56)을 버스 컨트롤러(51)에 전달하게 되고, 그 전달로 내부의 송신버퍼가 비게 되면 준비 신호선(T_Rdy2)의 송신준비 상태를 해제시키고(57), 그렇지 않으면 송신준비 상태를 그대로 유지시키게 된다.
도 5에 예시된 바와 같이, 상기 멀티 어댑터(50)는, 다양한 통신방식에 따른 데이터 프레임을 발생시키는 복수개의 통신모듈들(530i)을 연결시켜, 공유된 버스에 적용된 기저 통신방식에 따라 이들이 다른 동종의 통신모듈들과 통신할 수 있도록 한다. 그런데, 본 발명에 따른 일 실시예에서는, 멀티 어댑터가, 버스에 적용된 기저 통신방식에 부합하여( 버스에 대한 다중 액세스 중재방식은 부합하지 않을 수 있다. ) 통신하도록 의도된 통신모듈( 이를, '정합 통신모듈'이라 한다. )이 연결되도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 시분할 방식의 버스 중재를 기반으로 하는 이더넷 표준을 기저 통신방식으로서 채택한 경우에, 이더넷 기반 통신모듈이 복수개의 통신모듈들 중 하나로서 연결되도록 멀티 어댑터가 구성될 수도 있다.
도 6은, 멀티 어댑터에 대한 하나의 실시예로서, 다른 통신방식에 따른 데이터 프레임의 송수신을 위해 구비된 하나 이상의 링크 컨트롤러와 함께, 정합 통신모듈(61)과의 연결을 위한 링크 컨트롤러(601)가 컨트롤러부로서 구비된 멀티 어댑터(60)에 대해, 그와 연결된 정합 통신모듈(61)과의 통신과 관련된 신호 등과 함께 도시한 것이다.
상기 정합 통신모듈(61)은, 상기 멀티 어댑터(60) 내의 버스 컨트롤러( 도면 미도시 )와 다른 링크 컨트롤러와의 사이에 적용되고 있는 데이터/신호 교환 방식과 기본적으로 동일한 방식에 따라 통신을 수행하는 모듈이다. 따라서, 원칙적으로는, 상기 멀티 어댑터(60) 내의 버스 컨트롤러가 다른 링크 컨트롤러와 연결되는 데이터/신호 교환을 위한 신호선들( 예를 들어, MII 규약에 의해 정의된 신호선들 )이 상기 멀티 어댑터(60 내의 버스 컨트롤러로부터 직접 상기 정합 통신모듈(61)에 연결될 수가 있다.
하지만, 상기 멀티 어댑터(60)의 하나 이상의 다른 링크 컨트롤러에 대해서와 같이, 정합 모듈과 연결된 링크 컨트롤러(601)( 이하, 이 링크 컨트롤러를 '정합용 컨트롤러'로 별칭한다. )에 대해서도, 우선 순위에 따라 수송 프레임을 버스로 전송할 기회를 부여하는 전술한 방법이 적용되도록 하기 위해, 상기 멀티 어댑터(60) 내의 버스 컨트롤러가 다른 링크 컨트롤러와 연결되는 데이터/신호 교환을 위한 신호선들 중에서 수신라인(RXD)은 직접 상기 정합 통신모듈(61)에 연결되지만, 다른 데이터/신호 교환을 위한 신호선들에 대해서는, 상기 정합용 컨트롤러(601)가 버스 컨트롤러와 상기 정합 통신모듈(61) 간에 개입하여 해당 데이터/신호에 대해 중계 또는 처리하게 된다.
상기 정합용 컨트롤러(601)에는, 또한, 다른 링크 컨트롤러와 다르게, 주소가 할당되지 않는다. 이는, 상기 정합 통신모듈(61)에, 전술한 바와 같이 수송 프레임의 목적지 주소로 사용하기 위해 어댑터 내의 링크 컨트롤러에 할당하는 주소와 동일한 체계의 주소(61a)( 예를 들어, MAC 주소 )가 이미 할당되어 있어서, 이 주소(61a)를 근거로 상기 정합 통신모듈(61)이 수신되는 수송 프레임에 대해 선별적으로 취하거나 버리고( 이하에서는, 이를 '필터링'이라 한다. ) 또한 그 주소를 수송 프레임의 소스 주소로 사용하기 때문이다.
따라서, 상기 정합용 컨트롤러(601)는, 다른 통신방식에 따른 통신모듈과 연결되는 링크 컨트롤러와는 상이하게, 수송 프레임에 대한 패킹과 언패킹을 수행하지 않고, 단순히 상기 정합 통신모듈(61)로부터 상기 멀티 어댑터(60) 내의 버스 컨트롤러로의 수송 프레임의 중계를 수행하며, 이러한 중계가 다른 링크 컨트롤러와의 우선 순위에 따라 이루어질 수 있도록 하기 위해 특별히, 기존의 이더넷 기반 통신모듈은 일반적으로 지원하고 있지 않는 '송신준비' 상태를 알리기 위한 준비 통지선의 출력단을 구비한다. 이 출력단의 신호선(T_Rdyk)과 송신라인(TXD)은, 도 6에 예시된 바와 같이, 컨트롤러부 내의 다른 링크 컨트롤러와 동일한 방식으로 버스 컨트롤러와 연결된다.
도 6에 예시된 바와 같이 구성된 멀티 어댑터(60) 내의 버스 컨트롤러는, 다른 링크 컨트롤러와 그 동작이 다소 상이한 정합용 컨트롤러(601)가 연결되어 있지만, 그 동작은, 도 5에 예시된 구성에서의 버스 컨트롤러(51)와 완전히 동일하다. 즉, 상기 정합용 컨트롤러(601)가 인가하는 준비 통지선(T_Rdyk)이 '송신준비' 상태로의 전환되면, 버스 사용가능 시점이 되었을 때 그 컨트롤러(601)에 대해 캐리어 감지신호(CRSk)를 LOW로 전환시키거나, 또는 '송신준비' 상태가 다른 링크 컨트롤러와 경합하는 경우에는, 전술한 실시예들 중 어느 하나에 따른 우선순위 부여 규칙에 근거하여 하나의 링크 컨트롤러 또는 상기 정합용 컨트롤러(601)를 선택하여 해당 컨트롤러에 인가하는 캐리어 감지신호를 LOW로 전환시켜 그 컨트롤러가 수송 프레임을 자신에게 전달하도록 한다.
한편, 상기 정합용 컨트롤러(601)는, 연결되어 있는 상기 정합 통신모듈(61)이 전송할 수송 프레임이 있는 지를 확인하기 위해, 상기 정합 통신모듈(61)에 인가하는 캐리어 감지신호(CRSe)를 항상 LOW 상태로 유지한다(621). 이에 따라, 상기 정합 통신모듈(61)은, 동종의 타 통신모듈로 전송할 수송 프레임이 발생되면, 그 즉시 송신라인(TXDe)을 통해 상기 정합용 컨트롤러(601)로 전송한다(641). 상기 정합용 컨트롤러(601)는 송신라인(TXDe)을 통해 수송 프레임의 데이터가 수신되고 있는 동안에는 캐리어 감지신호(CRSe)를 HIGH로 전환시켜, 상기 정합 통신모듈(61)로 하여금, 자신이 전송한 수송 프레임에 의해 버스가 점유되고 있는 것으로 인식시킨다(622). 이러한 동작은, 상기 정합용 컨트롤러(601)가 수송 프레임을 수용할 수 있을 때까지 반복된다.
상기 정합 통신모듈(61)로부터 수신되는 데이터 프레임은, 공유되는 버스로 전송할 수송 프레임과 완전히 동일한 포맷이므로, 상기 정합용 컨트롤러(601)는, 그 데이터 프레임에 대해서 그대로 내부의 송신버퍼에 수송 프레임으로 저장하고, 그 송신버퍼에 하나 이상의 수송 프레임이 저장되어 있는 상태에서는, 버스 컨트롤러에 인가되어 있는 준비 통지선(T_Rdyk)에 대해서 '수신준비'를 알리는 상태로 만든다.
상기 정합용 컨트롤러(601)는, 이와 같이 상기 정합 통신모듈(61)로부터 전달되어 송신버퍼에 저장되어 있는 수송 프레임에 대해서, 버스 컨트롤러로부터 인가되는 캐리어 감지신호(CRSk)가 LOW로 전환될 때마다 하나씩 전송하게 될 것이다. 그런데, 동일 어댑터(60) 내의 다른 링크 컨트롤러와의 우선 순위에 따른 경쟁에서 뒤져 전송기회를 얻지 못함으로써, 송신버퍼가 지정된 한계치까지 수송 프레임으로 채워지면, 상기 정합용 컨트롤러(601)는, 상기 정합 통신모듈(61)에 인가하는 캐리어 감지신호(CRSe)를 HIGH로 전환시켜, 상기 정합 통신모듈(61)로부터의 수송 프레임의 전송을 차단시킨다.
이와 같은 송신버퍼의 풀(Full) 상태(631)에서, 상기 멀티 어댑터(60)에 대해 할당된 순서의 채널이 된 시점에, 버스 컨트롤러로부터의 캐리어 감지신호(CRSk)가 LOW 전환되어 버스사용 기회를 부여받아, 송신버퍼에 저장되어 있는 수송 프레임을 버스 컨트롤러를 통해 버스로 송신(651)함으로써 버퍼 풀 상태가 해제되면, 상기 정합용 컨트롤러(601)는 상기 정합 통신모듈(61)에 인가하는 캐리어 감지신호(CRSe)를 LOW로 전환시켜서(624) 전송차단 상태를 해제시키게 된다.
한편, 상기 정합 통신모듈(61)로서 예를 든 이더넷 기반 통신모듈에 할당되어 있는 주소, 즉 MAC 주소(61a)와, 그 통신모듈이 수송 프레임의 목적지 주소 필드에 삽입하는, 공유하는 버스에 어댑터를 통해( 또는 직접 연결되어 있는 ) 동종의 타 통신모듈에 할당된 주소는 모두, 해당 통신모듈의 제조사에 할당된 3바이트의 OUI 부분이 선행하는 주소이므로, 도 7에 예시된 바와 같이 구축된 네트워크에서, 기저 통신방식이 아닌 다른 다양한 통신방식에 따른 통신모듈과 연결되는 링크 컨트롤러에 할당된 공주소와는 일치하는 경우가 발생할 수 없다. 따라서, 상기 정합 통신모듈(61)에서 전송되는 임의의 목적지 주소(Ap)와 소스 주소(Aq)를 포함하는 수송 프레임(71)은, 다른 통신방식에 따른 통신모듈들과 연결되어 있는 어댑터 내의 링크 컨트롤러의 필터링에 의해 수취되지 않고, 공유된 버스에 어댑터를 통해( 또는 직접 ) 연결되어 있는 다른 정합 통신모듈들 중 그 수송 프레임에서 목적지로 지정하고 있는 주소(Ap)가 할당되어 있는 정합 통신모듈이 그 수송 프레임을 수취하게 된다(72).
현재, 이더넷 기반 통신모듈은, 신호 인터페이싱(interfacing)을 위해 적용되는 MII 표준에 의거하여, 외부로 전송할 데이터 프레임이 있을 때 이를 외부에 알리기 위한 신호( 전술한 바의 준비 통지선(T_Rdy) 신호 )를 제공하지 않는다. 이에 따라, 이더넷 기반 통신모듈의 연결을 수용하기 위해, 도 6에 예시된 바와 같이, 버스 컨트롤러와의 사이에서 전술한 바와 같이 동작하는 상기 정합용 컨트롤러(601)를 어댑터가 구비하게 된다.
하지만, 이더넷 기반 통신모듈에 대해, 외부로 전송할 데이터 프레임이 발생했을 때, 이를 알리는 신호를 제공하는 개량된 이더넷 기반 통신모듈이 개발된다면, 그 개량된 이더넷 기반 통신모듈은, 상기 정합용 컨트롤러(601) 없이, 어댑터 내의 다른 링크 컨트롤러와 동일한 방식으로 바로 버스 컨트롤러에 연결되어 사용될 수 있다.
지금까지 설명한 실시예들에서는, 어댑터 내의 컨트롤러부에서 통신모듈과 연결되는 링크 컨트롤러에 공주소가 할당됨으로써 그 링크 컨트롤러가 수송 프레임을 필터링하였다. 하지만, 컨트롤러부 내에서 버스로부터 데이터 비트열을 수신하는 버스 컨트롤러에 주소가 할당되어 수신되는 수송 프레임에 대한 필터링을 그 버스 컨트롤러가 할 수도 있다. 예를 들어, 하나의 또는 이종의 통신모듈이 N( N≥2 )개 연결되어 있는 어댑터에 대해서, 그 어댑터의 컨트롤러부 내의 버스 컨트롤러에는 그 연결된 하나의 통신모듈의 통신방식에 할당된 주소가 설정되거나, 또는 그 N개의 이종 통신모듈들의 각각의 통신방식에 할당된 N개의 주소가 연결되어 있는 N개의 링크 컨트롤러에 대응하여 설정된다.
이렇게 주소가 버스 컨트롤러에 설정되는 실시예에서는, 버스 컨트롤러가 동일 어댑터 내의 트랜시버가 버스에서 검출하여( 또는 검출된 신호를 복조하여 ) 전달하는 비트열에서 프리앰블 직후의 목적지 주소 필드의 비트열이 자신에게 설정되어 있는 하나 이상의 주소와 일치할 때에 한해서, 그 수송 프레임을 링크 컨트롤러에( 또는 N개의 링크 컨트롤러 중 일치된 주소에 대응되는 링크 컨트롤러에 ) 전달하게 된다. 그리고, 도 8에 예시된 바와 같이, 버스 컨트롤러(801)로부터 링크 컨트롤러들에 수송 프레임을 전달하기 위한 수신라인들(RXDi, i=..,N-2,N-1,N)은, 각 링크 컨트롤러에 대해서 서로 분리되어 개별적으로 구비된다.
그런데, 도 8에 구성이 부분적으로 도시된, 정합 통신모듈(81), 예를 들어 이더넷 기반 통신모듈이 연결되어 있는 멀티 어댑터(80)의 경우에는, 그 정합 통신모듈(81)이 수송 프레임의 선별적 수취를 위한 필터링을 하도록 되어 있으므로, 무조건 버스 컨트롤러(801)가 설정된 주소에 근거하여 필터링해서 수취해야할 수송 프레임으로 판별하여 그 정합 통신모듈(91)로 전달되게 한다면, 이중의 필터링이 진행되는 것은 물론이고, 버스 컨트롤러에서의 주소 필터링을 위해 그 목적지 주소 필드 길이만큼의 수송 프레임의 전달 지연이 발생하게 된다.
따라서, 버스 컨트롤러에 주소를 설정하는 실시예에서는, 멀티 어댑터(80) 내의 버스 컨트롤러(801)는, 도 8에 예시된 바와 같이, 정합 통신모듈(81)에 인가되어 있는 수신라인(RXDN)에 대해서는, 수송 프레임에 대한 필터링없이 그 수송 프레임의 데이터가 수신되는 즉시 바로 전달하고, 그외 다른 통신방식의 통신모듈과 연결되어 있는 링크 컨트롤러에 데이터를 전달하기 위한 수신라인(RXDi, i=..,N-2,N-1)에 대해서는, 각 링크 컨트롤러에 대응하여 설정된 주소에 기반하여 필터링하여(p80), 일치하는 경우에 그 수송 프레임을 해당 수신라인을 통해 전달하게 된다. 물론, 이 경우, 수송 프레임에서 데이터 필드가 시작될 때 그 데이터 필드의 데이터 만을 그 수신라인(RXDi, i=..,N-2,N-1)을 통해 전달할 수도 있다.
지금까지 구체적으로 설명한, 본 발명에 따른 이종의 통신방식들의 노드들이 단일 버스를 공유하여 통신할 수 있게 하는 방법과 기기, 그리고 그 방법에 의해 구축된 네트워크의 다양한 실시예들과, 그 실시예에서 설명된 구성 및 작용 등은 서로 양립할 수 없는 경우가 아니라면, 상호 다양한 방식으로 선택적으로 결합되어 실시 가능하다.
이상, 전술한 본 발명의 실시예들은, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
3i,4i,5i: 통신모듈 10,20i: 어댑터
11,51,801: 버스 컨트롤러 12,52,601: 링크 컨트롤러
13: 트랜시버 50,60,80: 멀티 어댑터
61,81: 특정 표준의 통신방식에 기반하여 통신하는 통신모듈
100: 컨트롤러부 530i: 통신모듈
601: 특정 표준의 통신방식에 기반하여 통신하는 통신모듈과 일부의 신호/데이터 라인이 연결되어 데이터 중계를 인터페이스하는 링크 컨트롤러

Claims (13)

  1. 공유되는 버스를 통해 다른 기기들과 데이터를 송수신할 수 있는 기기에 있어서,
    상기 버스에 실리는 신호를 검출하도록 구성되고, 또한 인가되는 데이터를 상기 버스에 적합한 신호 형태로 변환하여 송신하도록 구성된 트랜시버(transceiver)와,
    임의의 통신방식에 기반하여 데이터를 송수신하도록 의도된 통신모듈과 전기적으로 연결되어 그 통신모듈과 데이터를 송수신할 수 있도록 구성되고, 또한, 상기 통신모듈로부터 수신된 데이터 블록에 대해서, 기 지정된 특정 포맷의 데이터 프레임으로 구성하여 상기 트랜시버를 통해 상기 버스로 송신하고, 상기 트랜시버가 상기 버스에서 검출하는 신호로부터 파악하는 일련의 상기 특정 포맷의 데이터 프레임들에서, 상기 임의의 통신방식에 따라 구성된 데이터 블록을 포함하는 데이터 프레임만을 선별적으로 수취하여 그 수취한 데이터 프레임 내의 데이터 블록을 상기 통신모듈로 전송할 수 있도록 구성된 컨트롤러부를 포함하여 구성되되,
    상기 선별적으로 수취되는 데이터 프레임은, 그 목적지 주소 필드에, 상기 컨트롤러부에 기 설정되어 있는 특정 주소와 일치하는 주소가 기입되어 있는 데이터 프레임이고, 상기 버스로 송신하는 상기 특정 포맷의 데이터 프레임은, 그 목적지 주소 필드에 상기 특정 주소를 포함하도록 구성되는 것인 기기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤러부는, 상기 트랜시버와 비트열의 형태로 신호를 송수신할 수 있도록 구성된 제 1컨트롤러와, 상기 통신모듈과 전기적으로 연결되어 그 통신모듈과 데이터를 송수신할 수 있도록 구성된 제 2컨트롤러를 포함하여 구성되되,
    상기 제 1컨트롤러는, 상기 버스의 점유가 가능한 상태이면, 상기 제 2컨트롤러에 인가하는 특정 신호를 통해 버스사용 가능을 통지하고, 그 통지에 따라 상기 제 2컨트롤러로부터 상기 특정 포맷의 데이터 프레임이 수신되면 그 데이터 프레임을 이루는 비트열을 상기 트랜시버로 송신하도록 구성되고,
    상기 제 2컨트롤러는, 상기 제 1컨트롤러가 상기 트랜시버로부터 비트열을 수신하여 전달하는 데이터로부터 상기 특정 포맷의 데이터 프레임을 구성한 후, 그 구성된 데이터 프레임 내의 데이터 블록을 추출하여 상기 통신모듈로 전송하도록 구성된 것인 기기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 컨트롤러부는, 상기 제 2컨트롤러를 복수개 포함하여 구성되되, 그 복수개의 제 2컨트롤러들은 서로 다른 통신방식에 기반하여 데이터 송수신을 수행하는 통신모듈과 각기 연결되어 있는 것인 기기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1컨트롤러는, 상기 특정 신호를 상기 복수개의 제 2컨트롤러들 각각에 인가하도록 구성되고, 상기 복수개의 제 2컨트롤러들 각각은, 자신과 연결된 상기 통신모듈로부터 수신한 데이터 블록으로써 구성한 상기 특정 포맷의 데이터 프레임이 있음을 알릴 수 있는 제 2특정 신호를 상기 제 1컨트롤러에 인가하도록 구성되되,
    상기 제 1컨트롤러는, 상기 버스의 점유가 가능한 상태일 때, 상기 복수개의 제 2컨트롤러들로부터 각기 인가되고 있는 상기 제 2특정 신호에서 2개 이상이 데이터 프레임이 있음을 알리는 준비 상태를 나타내고 있으면, 정해진 우선순위 부여 규칙에 따라, 상기 제 2특정 신호에 대해서 준비 상태를 나타내고 있는 하나의 제 2컨트롤러를 선택하고 그 선택한 제 2컨트롤러에 대해서만 상기 특정 신호를 통해 버스사용 가능을 통지하도록 더 구성된 것인 기기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 정해진 우선순위 부여 규칙은, 상기 복수개의 제 2컨트롤러들에 대해서, 상기 특정 포맷의 데이터 프레임으로 구성하게 되는 데이터 블록의 크기가 상대적으로 더 작은 데이터 블록을 송신하는 통신모듈과 연결된 제 2컨트롤러에 더 높은 우선순위를 부여하는 규칙인 것인 기기.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 복수개의 제 2컨트롤러들에는, 상기 특정 포맷의 데이터 프레임을 송수신하도록 의도된 특정 통신모듈과 연결되도록 구성된 특정의 제 2컨트롤러가 포함되어 있되,
    상기 특정의 제 2컨트롤러는, 상기 특정 통신모듈로부터 수신되는 상기 특정 포맷의 데이터 프레임을 상기 제 1컨트롤러로 그대로 전달할 수 있도록 구성되고,
    상기 제 1컨트롤러는, 상기 일련의 상기 특정 포맷의 데이터 프레임들에 대해서 그 데이터 프레임 그대로 상기 특정 통신모듈로 직접 전송하도록 구성된 것인 기기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 복수개의 제 2컨트롤러에는, 데이터 프레임에 대한 선별적 수취와 데이터 프레임의 목적지 주소 필드에의 기입을 위한 상기 특정 주소가 개별적으로 설정되어 있되, 상기 복수개의 제 2컨트롤러들에 상기 특정의 제 2컨트롤러가 포함되어 있는 경우에는, 상기 특정의 제 2컨트롤러에는 상기 특정 주소가 설정되어 있지 않는 것인 기기.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1컨트롤러에는, 데이터 프레임에 대한 선별적 수취와 데이터 프레임의 목적지 주소 필드에의 기입을 위한 상기 특정 주소가, 상기 복수개의 제 2컨트롤러와 일대일 대응하여 개별적으로 설정되고, 상기 제 1컨트롤러는, 상기 일련의 상기 특정 포맷의 데이터 프레임들에서, 상기 개별적으로 설정되어 있는 특정 주소 중 어느 하나와 일치하는 주소가 목적지 주소 필드에 기입되어 있는 데이터 프레임이 있으면, 그 데이터 프레임의 전부 또는 일부를, 그 일치하는 특정 주소가 대응되어 설정되어 있는 제 2컨트롤러로 전송하도록 구성되되,
    상기 복수개의 제 2컨트롤러들에 상기 특정의 제 2컨트롤러가 포함되어 있는 경우에는, 상기 제 1컨트롤러는, 상기 일련의 상기 특정 포맷의 데이터 프레임들을 모두 상기 특정 통신모듈로 그대로 전달하도록 구성된 것인 기기.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 특정 주소는, 상기 버스에 개별적으로 연결되어 있는, 상기 기기와 동일한 동작을 수행하는 복수의 기기들에 각기 설정되어 있는 주소들 중에서 적어도 하나와 동일한 주소인 것인 기기.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 특정 주소는, 서로 다른 통신방식들에 대해 개별적으로 할당되어 있는 서로 다른 주소들의 세트에서 하나가 선정되어 설정된 것이되,
    상기 서로 다른 주소들의 세트는, 특정의 네트워크 표준에서 매체 제어접근(MAC: Media Access Control)을 위해 현재 할당되어 있는 주소들에 해당되지 않는 주소들의 일부로써 구성된 것인 기기.
  11. 공유되는 버스를 통해 다른 기기들로 데이터를 송신하고 그 다른 기기들로부터 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
    임의의 통신방식에 기반하여 데이터를 송수신하도록 의도된 통신모듈로부터 수신된 데이터 블록에 대해서, 기 지정된 특정 포맷의 데이터 프레임으로 구성하여 상기 버스로 송신하는 송신단계와,
    상기 버스에서 검출하는 신호로부터 파악하는 일련의 상기 특정 포맷의 데이터 프레임들에서, 기 설정되어 있는 특정 주소와 동일한 주소가 목적지 주소 필드에 기입되어 있는 데이터 프레임만을 선별적으로 수취하고, 그 수취한 데이터 프레임 내의 데이터 블록을 상기 통신모듈로 전송하는 수신단계를 포함하여 이루어지되,
    상기 송신단계는, 상기 수신된 데이터 블록에 대해서 상기 특정 포맷의 데이터 프레임으로 구성함에 있어서, 상기 설정된 특정 주소를 그 구성하는 데이터 프레임의 목적지 주소 필드에 기입하는 것인 방법.
  12. 공유되는 버스에 복수의 통신 기기들이 개별적으로 연결되어 구축된 네트워크에 있어서,
    상기 복수의 통신 기기들의 각각은, 기 지정된 특정 포맷의 데이터 프레임을 상기 버스를 통해 다른 통신 기기들로 전송할 때, 자신에게 설정되어 있는 특정 주소를 그 전송하는 데이터 프레임의 목적지 주소 필드에 기입하고, 또한, 상기 버스에서 검출하는 신호로부터 파악하는 일련의 상기 특정 포맷의 데이터 프레임들에서, 상기 특정 주소와 동일한 주소가 목적지 주소 필드에 기입되어 있는 데이터 프레임만을 선별적으로 수취하도록 구성되되,
    상기 복수의 통신 기기들에 개별적으로 설정되어 있는 상기 특정 주소는, 적어도 2개의 서로 다른 값들 중 하나이고, 상기 서로 다른 값들의 각각은, 적어도 2개의 통신 기기들에 대해서 상기 특정 주소로서 동일하게 설정되어 있는 것인 네트워크.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 복수의 통신 기기들 중에서, 상기 특정 주소로서 설정되어 있는 값이 서로 동일한 통신 기기들에는, 상기 특정 포맷과는 상이한 포맷으로 데이터 프레임을 송수신하도록 요구하는 통신방식이 서로 동일한 통신모듈들이 개별적으로 연결되어 있고,
    상기 네트워크는, 상기 특정 포맷의 데이터 프레임을 송수신하도록 의도된 특정의 통신모듈이 상기 복수의 통신 기기들 중 어느 하나에 연결되어, 또는 상기 버스에 직접 연결되어 구축되어 있으며,
    상기 특정의 통신모듈에는 상기 서로 다른 값들 중 어느 값과도 일치하지 않는 주소가 설정되어 있는 것인 네트워크.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20060109177A (ko) * 2005-04-15 2006-10-19 삼성전자주식회사 확장된 무선 랜에서 프레임을 전달하는 방법 및 장치
KR101715331B1 (ko) * 2016-01-19 2017-03-27 울산과학기술원 복수의 통신 방식을 선택적으로 이용하는 차량용 통신 송수신기

Patent Citations (2)

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