KR20220013787A - 건설 기계용 can 통신 메시지의 데이터 프레임 구조 및 건설 기계용 can 통신 메시지 전송 방법 - Google Patents

건설 기계용 can 통신 메시지의 데이터 프레임 구조 및 건설 기계용 can 통신 메시지 전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 많은 수의 설정 항목들을 생성할 수 있는 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조 및 건설 기계용 CAN 통신 메시지 전송 방법에 관한 것으로, 목적지 주소를 갖는 파라미터 그룹 번호(PGN)를 포함하는 식별자; 및 상기 파라미터 그룹 번호(PGN)에 관련된 서스펙트 파라미터 번호(SPN) 및 상기 서스펙트 파라미터 번호(SPN)에 관련된 파라미터 데이터를 갖는 데이터 필드(400)를 포함한다.

Description

건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조 및 건설 기계용 CAN 통신 메시지 전송 방법{Data frame structure of CAN communication message for construction machinery AND CAN communication message transmission method for construction machinery}
본 발명은 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조에 관한 것으로, 특히 많은 수의 설정 항목들을 생성할 수 있는 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조 및 건설 기계용 CAN 통신 메시지 전송 방법에 관한 것이다.
건설 장비가 전자화 되면서 CAN 통신에 참여하는 노드(전자 부품 또는 전자 제어 유닛) 들이 증가하고 있고, 이에 따른 CAN 통신을 이용한 각 노드 간의 설정 항목이 급격하게 증가하고 있다.
CAN 통신에 관련된 한국공개특허 제10-2019-0006922호는 CAN 통신에서의 데이터 처리량을 늘리는 방법을 개시한다.
본 발명은 많은 수의 설정 항목들을 생성할 수 있는 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조 및 건설 기계용 CAN 통신 메시지 전송 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조는, 목적지 주소를 갖는 파라미터 그룹 번호(PGN)를 포함하는 식별자; 및 상기 파라미터 그룹 번호(PGN)에 관련된 서스펙트 파라미터 번호(SPN) 및 상기 서스펙트 파라미터 번호(SPN)에 관련된 파라미터 데이터를 갖는 데이터 필드(400)를 포함한다.
상기 데이터 필드(400)는 예약 비트를 더 포함한다.
상기 서스펙트 파라미터 번호(SPN)는 19비트의 크기를 갖는다.
상기 서스펙트 파라미터 번호(SPN)는 219개의 데이터들 중 사용 가능한 8192개의 데이터들에 의해 정의된다.
상기 사용 가능한 데이터들은 516096값의 데이터 내지 524287값의 데이터이다.
상기 파라미터 그룹 번호(PGN)는, 상기 목적지 주소를 정의하는 PDU 스펙 필드(PS); 및 상기 PDU 스펙 필드(PS)가 목적지 주소를 가질 수 있도록 미리 설정된 범위의 데이터 값을 갖는 PDU 포맷 필드(PF)를 포함한다.
상기 식별자는 상기 목적지 주소에 대응되는 송신지 주소를 더 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 전송 방법은, 특정 설정 항목에 대한 파라미터를 특정 값으로 설정하기 위한 설정 이벤트를 발생시키는 단계; 송신측 노드가 상기 설정 이벤트에 관련된 명령 메시지를 수신측 노드로 전송하는 단계; 및 상기 수신측 노드가 상기 설정 이벤트를 처리하는 단계를 포함하며, 상기 명령 메시지는, 상기 수신측 노드의 주소를 갖는 파라미터 그룹 번호(PGN)를 포함하는 식별자; 및 상기 파라미터 그룹 번호(PGN)에 관련된 서스펙트 파라미터 번호(SPN) 및 상기 서스펙트 파라미터 번호(SPN)에 관련된 파라미터 데이터를 갖는 데이터 필드(400)를 포함한다.
본 발명에 따른 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조 및 건설 기계용 CAN 통신 메시지 전송 방법은 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.
첫째, 단 1개의 파라미터 그룹 번호만으로도 많은 수의 설정 항목들을 설정할 수 있다.
둘째, 목적지 주소를 설정할 수 있으므로 다양한 노드들 간의 설정 항목을 설정하는 것이 가능한다.
셋째, 데이터의 설정 변경시 에러 발생 확률이 현저히 낮아질 수 있다
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 프레임 포맷 중 프로토콜 데이터 유닛의 한 실시예를 나타낸 도면이다.
도 3은 PDU 포맷 필드의 값에 따른 PDU 포맷 스펙 필드의 내용을 나타낸 도면이다.
도 4는 서스펙트 파라미터에 포함된 정보의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 서스펙트 파라미터 번호 및 파라미터 그룹 번호의 사용 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1의 프레임 포맷 중 프로토콜 데이터 유닛의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 데이터 필드에 포함된 데이터들을 나타낸다.
도 8은 도 6의 데이터 프레임 구조를 갖는 CAN 통신 메시지의 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조로 본 발명에 따른 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조 및 건설 기계용 CAN 통신 메시지 전송 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
CAN 통신은 다중통신망(Multi Master Network)이며 CSMA/CD+AMP(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection with Arbitration on Message Priority) 방식을 이용한다. CAN 통신 시스템은 노드(예를 들어, 전자 제어 유닛(Electric Control Unit: ECU))에 메시지를 송신하기에 앞서 버스 라인(예를 들어, CAN 버스 라인)이 사용 중인지를 파악하고, 또한 메시지 간 충돌 검출을 수행한다. 이때 어떠한 노드로부터 전송된 메시지는 송신측이나 수신측의 주소를 포함하지 않는다. 즉, CAN 통신은 주소지정방식으로 통신하지 않는다. 대신 메시지의 처음부분에 CAN 네트워크상에서 각각의 노드를 식별할 수 있도록 각 노드마다 유일한 식별자(ID-11bits 또는 29bits)를 갖는다.
네트워크 상에 연결된 모든 노드들은 그 네트워크 상에 있는 메시지를 수신한 후 자신이 필요로 하는 식별자의 메시지인 경우에만 받아들이고, 그렇지 않은 경우의 메시지는 무시한다. 네트워크(예를 들어, CAN 통신 라인) 상에 흘러 다니는 여러 노드의 데이터들이 동시에 사용자가 필요로 하는 노드로 유입되는 경우에, CAN 통신 시스템은 식별자의 숫자를 비교하여 먼저 받아들일 메시지의 우선순위를 정하는데, 식별자의 숫자가 낮을수록 우선순위가 높다. 우선순위가 높은 메시지가 버스 라인의 사용 권한을 보장받으며 이때 낮은 순위의 메시지는 자동적으로 다음 버스 사이클에 재전송된다. 각 메시지는 11비트의 식별자(CAN 2.0A), 또는 29비트의 식별자(CAN 2.0B)를 가지며, 메시지의 맨 처음 시작부분에 위치한다. 이러한 식별자는 메시지의 형태를 식별시켜주는 역할과 메시지에 우선순위를 부여하는 역할을 한다.
CAN 통신은 데이터 프레임(data frame), 리모트 프레임(remote frame), 에러 프레임(error frame), 오버로드 프레임(overload frame)의 4가지 프레임 타입을 정의한다.
데이터 프레임은 일반적으로 데이터 전송에 사용되며, 리모트 프레임은 수신할 노드에서 원하는 메시지를 전송할 수 있는 송신 노드에게 전송을 요청할 때 사용된다.
에러 프레임은 메시지의 에러가 감지되었을 때 시스템에 알릴 목적으로 사용됩니다.
오버로드 프레임은 메시지의 동기화를 목적으로 사용된다. CAN 통신에서 데이터 송수신은 메시지 프레임을 사용하여 이루어진다. CAN 통신 메시지의 프레임 포맷은 도 1에 도시된 바와 같은 구조를 가질 수 있다.
프레임 시작 필드(SOF)는 한 개의 우성(dominant) 비트로 구성되어 있으며, 메시지의 처음을 지시하고 모든 노드의 동기화를 위해 사용된다.
중재 필드(200)는 11비트의 크기를 갖는 기본 식별자(201), 1비트의 크기를 갖는 SRR(Substitute Remote Request) 비트(202), 1비트의 크기를 갖는 IDE(Identifier Extension) 비트(203), 18비트의 크기를 갖는 확장 식별자(204), 1비트의 크기를 갖는 RTR(Remote Transmission Request) 비트(205)를 포함할 수 있다. 이 중재 필드(200)는 둘 이상의 노드에서 메시지의 전송이 동시에 일어날 경우 발생하는 메시지 간의 충돌을 조정하는 데 사용된다. RTR 비트(205)의 값은 프레임이 데이터 프레임인지('d') 리모트 프레임인지('r')를 결정하는 데 사용된다. 여기서 IDE 비트(203)는 기본 식별자(201)와 확장 식별자(204) 사이에 배치되어 이 기본 식별자(201)와 확장 식별자(204)가 서로 구분될 수 있도록 한다.
제어 필드(300)는 1비트의 크기를 갖는 제 1 예약 비트(r1), 1비트의 크기를 갖는 제 2 예약 비트(r0) 및 4비트의 크기를 갖는 데이터 길이 코드(DLC, Data Length Code)로 구성된다.
데이터 필드(400)는 8바이트(bytes)까지 사용 가능하며, 데이터를 저장하는 데 사용된다(특정한 노드에서 다른 노드로 전송하는 데이터를 포함).
CRC 필드(500)는 프레임 시작 필드(SOF)에서부터 데이터 필드(400)까지의 비트열을 이용해 생성한 15비트의 CRC 시퀀스(501)와 하나의 'r'비트의 CRC 델리미터(delimiter; 502)로 구성되어 있다. 이것은 메시지 상의 에러 유무를 검사하는데 사용된다.
ACK 필드(600)는 한 비트의 ACK 슬롯(601)과 하나의 ACK 델리미터(602)로 구성되어 있다. 임의의 노드에서 올바른 메시지를 수신하게 되면 ACK 필드(600)를 받는 순간 ACK 슬롯(601)의 값을 'd'로 설정해 버스 상에서 계속 전송하게 된다.
프레임 종료 필드(700)는 7개의 'r'비트로 구성되어 메시지의 끝을 알리는 목적으로 사용된다.
한편, 프레임 종료 필드(700) 다음에 프레임 중단 필드(800)가 이어질 수 있다. 이 프레임 중단 필드(700) 이후 버스 라인은 자유 상태로 인식될 수 있다.
도 2는 도 1의 프레임 포맷 중 프로토콜 데이터 유닛(PDU; Protocol Data Unit)의 한 실시예를 나타낸 도면이고, 도 3은 PDU 포맷 필드(PF)의 값에 따른 PDU 포맷 스펙 필드의 내용을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 프로토콜 데이터 유닛(PDU)은 29비트의 크기를 갖는 식별자(ID)와 데이터 필드(400)를 포함할 수 있다. 다시 말하여, 프로토콜 데이터 유닛(PDU)은 29비트의 크기를 갖는 식별자(ID)와 데이터 필드(400)로 정의될 수 있다. 여기서, 식별자(ID)는 전술된 기본 식별자(201)와 확장 식별자(204)를 포함한다.
프로토콜 데이터 유닛(PDU)의 식별자(ID)는 3비트의 크기를 갖는 우선 순위 필드(P), 1비트의 크기를 갖는 예약 비트(R), 1비트의 크기를 갖는 데이터 페이지 필드(DP), 8비트의 크기를 갖는 PDU 포맷 필드(PF), 8비트의 크기를 갖는 PDU 스펙 필드(PS) 및 8비트의 크기를 갖는 소스 어드레스 필드(SA)를 포함한다.
우선 순위 필드(P)는 중재 처리 시에 메시지의 우선 순위를 판단하는데 사용된다. 이 우선 순위 필드(P)는 네트워크에서 메시지의 우선순위를 설정하고 중요도가 더 높은 메시지가 우선 순위가 낮은 메시지보다 먼저 송수신되도록 한다. 예를 들어, 우선 순위 필드(P)의 값이 작을수록 메시지는 더 높은 우선 순위를 갖는다. 구체적인 하나의 예로서, 우선 순위 필드(P)가 "000"의 값을 가질 때, 그러한 값의 우선 순위 필드(P)를 포함하는 메시지는 가장 먼저 처리된다. 반면, 우선 순위 필드(P)가 "111"의 값을 가질 때, 그러한 값의 우선 순위 필드(P)를 포함하는 메시지는 가장 늦게 처리된다.
예약 비트(R)는 향후 사용을 위해 예약되어 있다. 메시지가 전송될 때, 이 예약 비트(R)의 값은 항상 "0"으로 설정되어야 한다.
데이터 페이지 필드(DP)는 PDU 포맷 필드(PF)를 위한 페이지 선택기로서 기능한다. 데이터 페이지 필드(DP)의 값이 "0"일 때, 이는 0 페이지를 가리킨다. 한편, 1 페이지는 향후 사용을 위해 예약되어 있다.
PDU 포맷 필드(PF)는 0 내지 255(예를 들어, Ox00 내지 0xFF)의 값을 가질 수 있다.
PDU 스펙 필드(PS)는 PDU 포맷 필드(PF)의 값에 따라 정의된다. 예를 들어, PDU 포맷 필드(PF)가 0 내지 239(예를 들어, Ox00 내지 OxEF)의 값을 가질 때, 도 3에 도시된 바와 같이, PDU 스펙 필드(PS)는 메시지를 수신하는 노드(즉, 수신측 노드)의 목적지 주소(destination address)를 포함한다. 다시 말하여, PDU 포맷 필드(PF)가 0 내지 239(예를 들어, Ox00 내지 OxEF)의 값을 갖는 제 1 PDU 포맷 필드(PDU1 Format)로 정의될 때, PDU 스펙 필드(PS)는 메시지를 수신하는 노드(즉, 수신측 노드)의 목적지 주소(destination address)를 정의한다.
한편, PDU 포맷 필드(PF)가 240 내지 255(예를 들어, OxF0 내지 OxFF)의 값을 가질 때, 도 3에 도시된 바와 같이, PDU 스펙 필드(PS)는 그룹 확장(Group Extension)을 포함한다. 다시 말하여, PDU 포맷 필드(PF)가 240 내지 255(예를 들어, OxF0 내지 OxFF)의 값을 갖는 제 2 PDU 포맷 필드(PDU2 Format)로 정의될 때, PDU 스펙 필드(PS)는 그룹 확장(Group Extension)을 정의한다. 이 그룹 확장은, 네트워크 상의 모든 노드들로 브로드캐스트(broadcast)된 메시지들을 식별하기 위한 많은 수의 설정 값들을 제공한다.
소스 어드레스 필드(SA)는 메시지를 전송하는 노드(예를 들어, 송신측 노드)의 주소를 나타낸다.
한편, 전술된 식별자(ID)에 포함된 6개의 영역들 중 우선 순위 필드(P), 예약 비트(R), 데이터 페이지 필드(DP), PDU 포맷 필드(PF) 및 PDU 스펙 필드(PS)는 파라미터 그룹(Parameter Group; PG)의 번호(Parameter Group Number; PGN)로 정의될 수 있다. 이하, 설명의 편의상, 파라미터 그룹의 번호는 파라미터 그룹 번호(PGN) 로 고쳐 부른다. 수신된 메시지의 파라미터 그룹 번호(PGN)를 통해, 수신측 노드는 그 수신된 메시지에 포함된 데이터의 종류를 파악할 수 있다.
파라미터 그룹은, 예를 들어 엔진 냉각수 온도, 연료 온도, 오일 온도 등을 포함하는 엔진 온도일 수 있다. 파라미터 그룹(PG) 및 파라미터 그룹 번호(PGN)는 SAE J1939 (대략 300 페이지)에 나열되어 있으며 SAE J1939 / 71에 정의된다. SAE 1939은 파라미터 그룹 정의(parameter group definition)와 서스펙트 파라미터 번호(SPN)(Suspect Parameter Number; SPN)로 채워진 약 800 페이지 문서를 포함한다.
도 4는 서스펙트 파라미터에 포함된 정보의 예를 설명하기 위한 도면이다.
서스펙트 파라미터의 번호는 하나의 파라미터 그룹 내의 특정 파라미터에 할당된 숫자이다. 이하, 설명의 편의상, 서스펙트 파라미터의 번호는 서스펙트 파라미터 번호(SPN)로 고쳐 부른다.
서스펙트 파라미터는, 도 4에 도시된 예와 같이, 데이터 길이(바이트), 데이터 종류, 분해능(resolution), 오프셋(offset), 범위 및 참조 태그(또는 라벨)에 관한 정보를 포함할 수 있다.
공통적인 특징들을 공유하는 복수의 서스펙트 파라미터들은 하나의 파라미터 그룹으로 그룹화되며, 그 하나의 파라미터 그룹으로 그룹화된 복수의 서스펙트 파라미터들은 동일한 파라미터 그룹 번호(PGN)를 사용하는 네트워크를 통해 전송된다.
도 4의 파라미터 그룹 번호(PGN) 65262는 공통적인 특징(즉, 엔진 온도에 관련된 특징)들을 갖는 복수의 서스펙트 파라미터들을 포함할 수 있는 바, 이 복수의 서스펙트 파라미터들 중 110의 번호를 갖는 서스펙트 파라미터(즉, SPN 110)는 엔진 냉각수 온도에 관련된 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 서스펙트 파라미터 번호(SPN) 110은 엔진 냉각수 온도에 관련된 것으로, 이의 데이터 길이, 분해능, 오프셋, 데이터 범위, 데이터 종류 및 참조 태그는 도 4에 도시된 바와 같다.
도 5는 서스펙트 파라미터 번호(SPN) 및 파라미터 그룹 번호(PGN)의 사용 예를 설명하기 위한 도면이다.
예를 들어, 파라미터 그룹 번호(PGN) 65262는, 도 5에 도시된 예와 같이, 엔진 온도에 관련된 데이터를 나타낼 수 있다. 도 5의 모든 서스펙트 파라미터들은 엔진 온도에 관련된 파라미터 그룹에 맞도록 논리적으로 선택된다. 엔진 온도에 관련된 서스펙트 파라미터들은 파라미터 그룹 번호 65262에 할당될 수 있다. 다시 말하여, 파라미터 그룹 번호(PGN) 65262는 엔진 온도에 관련된 서스펙트 파라미터들을 포함할 수 있다.
파라미터 그룹 번호(PGN) 65262는, 예를 들어, 5개의 서스펙트 파라미터들을 포함할 수 있다. 구체적인 예로서, 파라미터 그룹 번호(PGN) 65262는 서스펙트 파라미터 번호(SPN) 110, 174, 175, 176, 52 및 1134에 대한 파라미터들을 포함할 수 있다. 여기서, 서스펙트 파라미터 번호(SPN) 110은 엔진 냉각수 온도(engine coolant temperature)에 관련된 파라미터를 포함하며, 서스펙트 파라미터 번호(SPN) 174는 연료 온도(fuel temperature)에 관련된 파라미터를 포함하며, 서스펙트 파라미터 번호(SPN) 175는 엔진 오일 온도(engine oil temperature)에 관련된 파라미터를 포함하며, 서스펙트 파라미터 번호(SPN) 176은 터보차저 오일 온도(turbocharger oil temperature)에 관련된 파라미터를 포함하며, 서스펙트 파라미터 번호(SPN) 52는 엔진 인터쿨러 온도(engine intercooler temperature)에 관련된 파라미터를 포함하며, 그리고 서스펙트 파라미터 번호(SPN) 1134는 엔진 인터쿨러 온도 조절기 개방(engine intercooler thermostat opening)에 관련된 파라미터를 포함할 수 있다.
전술된 파라미터 그룹 번호(PGN)는 CAN 통신 메시지의 식별자(ID)에 기재되며, 그 파라미터 그룹 번호(PGN)에 포함된 서스펙트 파라미터 번호(SPN)들에 각각 대응되는 파라미터 데이터들은 CAN 통신 메시지의 데이터 필드(400)에 기입될 수 있다.
한편, 노드(예를 들어, 송신측 노드)가 전술된 제 1 PDU 포맷 필드(PDU1 Format)를 포함하는 CAN 통신 메시지를 송신할 경우, 파라미터 그룹 번호(PGN) 내의 어느 하나의 특정 서스펙트 파라미터 번호(SPN)에 대응되는 데이터가 하나의 특정 노드(예를 들어, 수신측 노드)로 전송될 수 있다. 즉, 제 1 PDU 포맷 필드(PDU1 Format)를 갖는 CAN 통신 메시지는 그 데이터에 대한 목적지 주소를 포함하므로, 그 데이터는 그 목적지 주소에 해당하는 특정 노드(예를 들어, 수신측 노드)로 전송될 수 있다.
한편, 노드(예를 들어, 송신측 노드)가 전술된 제 2 PDU 포맷 필드(PDU2 Format)를 포함하는 CAN 통신 메시지를 송신할 경우, 파라미터 그룹 번호(PGN) 내의 모든 서스펙트 파라미터 번호(SPN)들에 대응되는 모든 데이터들이 네트워크(또는 버스 라인) 상에 브로드캐스트된다. 즉, 제 2 PDU 포맷 필드(PDU2 Format)를 포함하는 CAN 통신 메시지는 그 데이터들에 대한 목적지 주소를 포함하지 않으므로, 그 데이터들은 네트워크 상에 브로드캐스트된다.
제 1 PDU 포맷 필드(PDU1 Format)를 사용하여 데이터 프레임을 구성할 경우, PDU 포맷 필드(PF)의 240개의 데이터들(0값의 데이터 내지 239값의 데이터) 중 OEM(Original equipment manufacturer)에서 사용 가능한 데이터는 1개(예를 들어, 239값의 데이터)이다. 그리고 제 1 PDU 포맷 필드(PF)를 사용하여 데이터 프레임을 구성할 경우, PDU 스펙 필드(PS)는 목적지 주소로 사용될 뿐 파라미터 그룹 번호(PGN)로 사용되지 않는다. 따라서, 제 1 PDU 포맷 필드(PF)를 사용하여 데이터 프레임을 구성할 경우, 파라미터 그룹 번호(PGN)로 사용 가능한 데이터의 개수는 총 1개이다.
한편, 제 2 PDU 포맷 필드(PDU2 Format)를 사용하여 메시지 프레임을 구성할 경우, PDU 포맷 필드(PF)의 16개의 데이터들(240값의 데이터 내지 255값의 데이터) 중 OEM에서 사용 가능한 데이터는 1개(예를 들어, 255값의 데이터)이다. 그리고 제 2 PDU 포맷 필드(PF)를 사용하여 메시지 프레임을 구성할 경우, 8비트의 PDU 스펙 필드(PS)는 그룹 확장으로 사용되므로 이 PDU 스펙 필드(PS)에 의해 생성 가능한 데이터는 256(=28)개이다. 따라서, 제 2 PDU 포맷 필드(PDU2 Format)를 사용하여 데이터 프레임을 구성할 경우, PDU 포맷 필드(PF)에서 사용 가능한 데이터의 개수(1개)와 PDU 스펙 필드(PS)에서 사용 가능한 데이터의 개수(256개)의 조합(1*256)에 따라 산출되는 데이터의 개수는 256개이다.
따라서, 제 1 PDU 포맷 필드(PDU1 Format)를 사용하여 데이터 프레임을 구성할 경우에 사용 가능한 데이터의 개수(1개)와 제 2 PDU 포맷 필드(PDU2 Format)를 사용하여 메시지 프레임을 구성할 경우에 사용 가능한 데이터의 개수(256개)를 합하면 257개가 된다.
한편, 파라미터 그룹 번호(PGN)는 2비트의 데이터 페이지 필드(DP)를 포함하는 바, 이 데이터 페이지 필드(DP)에 의해 생성 가능한 데이터는 2(=21)개이다. 따라서, 파라미터 그룹 번호(PGN)로 사용될 수 있는 데이터의 총 개수는 514(257*2)개이다.
그러나, 최근 건설 차량에 구비된 노드(예를 들어, 전기 제어 유닛)들의 수가 증가함에 따라 각 노드의 설정 항목들이 급격하게 증가하므로, 전술된 514개의 파라미터 그룹 번호(PGN)들로 설정 항목들의 급격한 증가에 대응하기 어렵다. 따라서 설정 항목들을 위한 파라미터 그룹 번호(PGN)의 할당에 제약이 발생할 수 밖에 없다.
또한, 제 2 PDU 포맷 필드(PDU2 Format)를 사용하여 CAN 통신 메시지가 송신되는 경우, 하나의 파라미터 그룹 번호(PGN)는 복수의 서스펙트 파라미터 번호(SPN)들을 포함하기 때문에, 어느 하나의 설정 항목에 대응되는 하나의 서스펙트 파라미터를 보정(설정 변경)하는 경우에도 그 하나의 서스펙트 파라미터와 하나의 그룹(즉, 파라미터 그룹)을 이루는 다른 나머지 서스펙트 파라미터들도 기존 수치로 기입되어야 한다. 따라서, 특정 파라미터 그룹 내의 서스펙트 파라미터들 중 어느 하나의 특정 서스펙트 파라미터만을 보정하는 경우에도 그 특정 파라미터 그룹 내의 다른 서스펙트 파라미터들을 다시 기입해야 하므로 에러가 발생될 확률이 높다.
도 6은 도 1의 프레임 포맷 중 프로토콜 데이터 유닛(PDU)의 다른 실시예를 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 데이터 필드(400)에 포함된 데이터들을 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 프로토콜 데이터 유닛(PDU)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 PDU 포맷 필드(PDU1 Format)를 포함한다. 따라서, 도 6의 프로토콜 데이터 유닛(PDU)의 PDU 스펙 필드(PS)는 목적지 주소를 포함한다.
또한, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 프로토콜 데이터 유닛(PDU)의 데이터 필드(400)는 서스펙트 파라미터 번호(SPN), 예약 비트(RS) 및 파라미터 데이터(Data)를 포함한다.
하나의 파라미터 그룹 번호(PGN) 내의 서스펙트 파라미터 번호(SPN)는 19비트의 크기를 가질 수 있다. 따라서, 서스펙트 파라미터 번호(SPN)에 의해 생성 가능한 데이터들(0값의 데이터 내지 524287값의 데이터)의 수는 524288개이다. 단, 이 524288개의 데이터들 중 OEM에서 사용 가능한 데이터들(예를 들어, 516096값의 데이터 내지 524287값의 데이터)의 수는 8192개이다. 따라서, 8192개의 구분 가능한 서스펙트 파라미터 번호(SPN)들이 사용 가능하다. 다시 말하여, 8192개라는 상당히 많은 수의 서로 다른 서스펙트 파라미터 번호(SPN)들이 설정 항목에 할당(또는 부여)될 수 있다.
이때, 하나의 메시지 프레임의 데이터 필드(400)는 복수가 아닌 하나의 서스펙트 파라미터 번호(SPN)만을 포함한다.
한편, 파라미터 그룹 번호(PGN)는 그 데이터 필드(400)의 서스펙트 파라미터 번호(SPN)에 관련된 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 데이터 필드(400)의 서스펙트 파라미터 번호(SPN)가 110일 경우, 파라미터 그룹 번호(PGN)는 63256일 수 있다.
파라미터 데이터(Data)는 실제 데이터를 의미한다. 예를 들어, 데이터 필드(400)의 서스펙트 파라미터 번호(SPN)가 110일 경우, 그 파라미터 데이터(Data)는 엔진 냉각수 온도를 나타낼 수 있다.
예약 비트(RS)는 향후 사용을 위해 예약되어 있다.
도 6에 도시된 프로토콜 데이터 유닛(PDU)의 구조에 따르면, 데이터 필드(400)에 단 하나만의 서스펙트 파라미터 번호(SPN)가 기입되므로, 그 서스펙트 파라미터를 보정(설정 변경)하는 경우에도 그 하나의 서스펙트 파라미터와 하나의 그룹(즉, 파라미터 그룹)을 이루는 다른 나머지 서스펙트 파라미터들에 대한 기입이 요구되지 않는다. 따라서, 파라미터 데이터(Data)의 설정 변경시 에러 발생 확률이 현저히 낮아질 수 있다.
또한, PDU 포맷 필드(PF)가 제 1 PDU 포맷 필드(PDU1 Format) 방식으로 설정되므로 수신측 노드의 목적지 주소(destination address)의 지정이 가능하다.
한편, 도 6의 우선 순위 필드(P), 예약 비트(R) 및 소스 어드레스 필드(SA)는 전술된 도 2의 우선 순위 필드(P), 예약 비트(R) 및 소스 어드레스 필드(SA)와 동일하므로, 도 6의 우선 순위 필드(P), 예약 비트(R) 및 소스 어드레스 필드(SA)에 대한 설명은 도 2 및 관련 설명을 참조한다.
도 8은 도 6의 데이터 프레임 구조를 갖는 CAN 통신 메시지의 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
특정 설정 항목에 대한 파라미터를 특정 값으로 설정하기 위한 이벤트(즉, 설정 이벤트)가 발생되면, 송신측 노드(또는 originator node; N1)는 그러한 설정 이벤트에 관련된 명령 메시지(command message)를 수신측 노드(또는 responder node; N2)로 전송한다. 이때, 이 명령 메시지는 제 1 PDU 포맷 필드(PDU1 Format)를 포함한다.
전술된 설정 이벤트는, 예를 들어, 유량 설정에 관한 것일 수 있다. 구체적으로, 유량 설정 중 최소 유량의 크기를 50[lpm]으로 설정하고자 할 때, 전송하고자 하는 명령 메시지의 데이터 필드(400)에는 서스펙트 파라미터 번호(SPN) 521188, 예약 비트 및 파라미터 데이터 50이 기입될 수 있다.
한편, 명령 메시지의 식별자(ID)가 0x18EF2128의 값을 가질 경우, "0x18"은 이 메시지의 우선 순위를 나타낸다. 다시 말하여, "0x18"은 6의 값을 의미하는 것으로, 이는 이 메시지의 우선 순위가 6번째임을 의미한다. 또한, 이 메시지의 "EF"는 239의 값을 나타내는 바, 이는 이 메시지가 제 1 PDU 포맷 필드(PDU1 Format)를 포함함을 의미한다. 또한, 이 메시지의 "21"은 목적지 주소(즉, 수신측 노드(N2)의 주소; 0x21)를 나타내는 것으로, 이 "21"은 수신측 노드(N2)의 주소(0x21)와 일치한다. 또한, 이 메시지의"28"은 송신측 주소(즉, 송신측 노드(N1)의 주소; 0x28)를 나타내는 것으로, 이 "28"은 송신측 노드(N1)의 주소(0x28)와 일치한다.
수신측 노드(N2)는 수신한 명령 메시지의 데이터 필드(400)에 포함된 데이터를 근거로 이벤트를 처리한다.
한편, 수신측 노드(N2)는 설정 이벤트를 처리한 후 이와 관련된 응답 메시지를 송신측 노드(N1)로 전송하거나 또는 전송하지 않을 수 있다.
설정 이벤트가 처리된 후 그 처리된 설정 이벤트에 관련된 정보는 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
P: 우선 순위 필드 R: 예약 비트
DP: 데이터 페이지 필드 PF: PDU 포맷 필드
PS: PDU 스펙 필드 SA: 소스 어드레스 필드
400: 데이터 필드 SPN: 서스펙트 파라미터 번호
RS: 예약 비트 Data: 파라미터 데이터
PGN: 파라미터 그룹 번호 ID: 식별자
PDU: 프로토콜 데이터 유닛

Claims (8)

  1. 목적지 주소를 갖는 파라미터 그룹 번호(PGN)를 포함하는 식별자; 및
    상기 파라미터 그룹 번호(PGN)에 관련된 서스펙트 파라미터 번호(SPN) 및 상기 서스펙트 파라미터 번호(SPN)에 관련된 파라미터 데이터를 갖는 데이터 필드(400)를 포함하는 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 필드(400)는 예약 비트를 더 포함하는 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 서스펙트 파라미터 번호(SPN)는 19비트의 크기를 갖는 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 서스펙트 파라미터 번호(SPN)는 219개의 데이터들 중 사용 가능한 8192개의 데이터들에 의해 정의되는 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 사용 가능한 데이터들은 516096값의 데이터 내지 524287값의 데이터인 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 파라미터 그룹 번호(PGN)는,
    상기 목적지 주소를 정의하는 PDU 스펙 필드(PS); 및
    상기 PDU 스펙 필드(PS)가 목적지 주소를 가질 수 있도록 미리 설정된 범위의 데이터 값을 갖는 PDU 포맷 필드(PF)를 포함하는 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 식별자는 상기 목적지 주소에 대응되는 송신지 주소를 더 포함하는 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 구조.
  8. 특정 설정 항목에 대한 파라미터를 특정 값으로 설정하기 위한 설정 이벤트를 발생시키는 단계;
    송신측 노드가 상기 설정 이벤트에 관련된 명령 메시지를 수신측 노드로 전송하는 단계; 및
    상기 수신측 노드가 상기 설정 이벤트를 처리하는 단계를 포함하며,
    상기 명령 메시지는, 상기 수신측 노드의 주소를 갖는 파라미터 그룹 번호(PGN)를 포함하는 식별자; 및 상기 파라미터 그룹 번호(PGN)에 관련된 서스펙트 파라미터 번호(SPN) 및 상기 서스펙트 파라미터 번호(SPN)에 관련된 파라미터 데이터를 갖는 데이터 필드(400)를 포함하는 건설 기계용 CAN 통신 메시지의 데이터 프레임 전송 방법.
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