KR20230108499A - 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법 및 장치 - Google Patents

운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법이 개시된다. 상기 방법은 제어기에 의하여, 상태값을 포함하는 데이터를 검출하는 단계; 제어기에 의하여, 이전까지 누적된 상태값의 개수와 설정 상태값의 개수를 비교하는 단계; 이전까지 누적된 상태값의 개수가 설정 상태값의 개수보다 작다는 판단에 반응하여, 제어기에 의하여, 데이터베이스를 구축하는 단계; 그리고 이전까지 누적된 상태값의 개수가 설정 상태값의 개수 이상이라는 판단에 반응하여, 제어기에 의하여, 중앙 처리 장치(CPU)의 상태를 진단하는 단계를 포함한다.
상기 방법을 실행하도록 된 제어기를 포함하는 시스템이 더 개시된다.

Description

운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법 및 장치{METHOD AND SYSTEM OF MONITORING CONDITION AND CALCULATING REMAINING LIFE OF CENTRAL PROCESSING UNIT FOR UNIT}
본 발명은 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 운송 장치용 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU)의 입력값 및/또는 출력값을 분석하여 CPU의 상태를 분석하고 남은 수명을 계산하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
자동차나 철도 차량 등과 같은 운송 장치 등에서 시스템의 안전성과 가용성을 높이고 유지보수비용을 절감하기 위해 전세계적으로 상태기반 유지보수(Condition Based Maintenance; CBM) 기술이 확대 적용되고 있다. 현재 일정 주기로 실시되는 신뢰성기반 정비방식은 고장이 없어도 정비를 하는 등 과잉 정비를 할 수 있거나 품질 산포에 의해 조기에 발생하는 고장에 대해서는 대처가 어려울 수 있다.
이에 반해 상태기반 유지보수 기술은 주요 시스템에 센서를 장착하고 주요 시스템의 상태를 모니터링함으로써 결함을 조기에 진단하고 잔류수명을 예측할 수 있다. 이러한 예지 정비기술을 통해서 동작기기의 사고를 방지하고 예기치 못한 고장에 의한 손실비용을 절감할 수 있다.
최근 운송 장치 내에 전장 장치의 비중이 급격히 증가하면서 전장 장치의 작동을 제어하는 제어기, 특히 CPU의 사용도 급격히 증가하고 있다. 전장 장치는 제동, 견인과 같이 안전과 관련된 전장 장치와, 냉방, 난방, 도어와 같이 승객의 편의를 위한 전장 장치가 있을 수 있다. 안전과 관련된 전장 장치 각각에는 두 개의 CPU가 사용되어 하나의 CPU가 고장나면 다른 하나의 CPU가 작동되도록 함으로써 안전 사고에 대비하고 있다. 또한, 승객의 편의를 위한 전장 장치 각각에도 적어도 하나의 CPU가 사용된다.
이와 같이, 늘어나는 전장 장치의 작동을 제어하기 위한 CPU의 사용이 늘어나고 있으나, CPU의 상태를 모니터링하여 열화에 의한 수명을 예측하고 고장이 발생하기 전에 선제적으로 보수할 수 있는 예지 기술은 아직까지 개발되어 있지 않다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 운송 장치에 사용되는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU)의 입력값 및/또는 출력값을 주기적으로 모니터링함으로써 CPU의 상태를 분석하고 남은 수명을 계산하는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법은 제어기에 의하여, 상태값을 포함하는 데이터를 검출하는 단계; 제어기에 의하여, 이전까지 누적된 상태값의 개수와 설정 상태값의 개수를 비교하는 단계; 이전까지 누적된 상태값의 개수가 설정 상태값의 개수보다 작다는 판단에 반응하여, 제어기에 의하여, 데이터베이스를 구축하는 단계; 그리고 이전까지 누적된 상태값의 개수가 설정 상태값의 개수 이상이라는 판단에 반응하여, 제어기에 의하여, 중앙 처리 장치(CPU)의 상태를 진단하는 단계를 포함한다.
데이터베이스를 구축하는 단계는 현재 측정한 상태값을 누적하는 단계, 현재 측정한 상태값을 가공하여 인덱스를 계산하는 단계, 그리고 상기 인덱스를 가공하여 제1, 2기준 인덱스를 계산하는 단계를 포함한다.
상기 상태값은 CPU의 입력 전압, 코어 프로세서 입력 전압, 통신 클록 신호, 또는 디지털 클록 신호이며, CPU의 입력 전압, 코어 프로세서 입력 전압, 통신 클록 신호는 통신 포트를 통해 출력되고, 디지털 클록 신호는 디지털 I/O 포트를 통해 출력되며, CPU의 상태는 이용 가능한 상태값들 중 우선순위가 높은 상태값을 기초로 진단되고, 디지털 I/O 포트를 통해 출력되는 디지털 클록 신호는 가장 높은 우선순위를 가질 수 있다.
하나의 예에서, CPU의 입력 전압과 코어 프로세서 입력 전압은 동일한 우선순위를 가지고, 통신 클록 신호는 CPU의 입력 전압 및 코어 프로세서 입력 전압보다 높은 우선순위를 가질 수 있다.
다른 하나의 예에서, CPU의 입력 전압, 코어 프로세서 입력 전압, 그리고 통신 클록 신호는 동일한 우선순위를 가질 수 있다.
상기 인덱스는 현재 검출된 상태값에서 설정된 상태값을 뺀 값으로 정의되고, 제1기준 인덱스는 누적된 인덱스의 최대값에 제1설정값을 더해 계산되며, 제2기준 인덱스는 누적된 인덱스의 최소값에서 제2설정값을 빼서 계산되고, 제1, 2기준 인덱스는 각각 주의 단계용 제1, 2기준 인덱스, 경고 단계용 제1, 2기준 인덱스, 그리고 경보 단계용 제1, 2기준 인덱스를 포함하고, 주의 단계용 제1기준 인덱스는 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 작고, 경고 단계용 제1기준 인덱스는 경보 단계용 제1기준 인덱스보다 작으며, 주의 단계용 제2기준 인덱스는 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 크고, 경고 단계용 제2기준 인덱스는 경보 단계용 제2기준 인덱스보다 클 수 있다.
중앙 처리 장치(CPU)의 상태를 진단하는 단계는 현재 측정한 상태값에 따른 인덱스를 주의 단계용 제1, 2기준 인덱스와 비교하는 단계; 상기 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 주의 단계용 제2기준 인덱스보다 작다는 판단에 반응하여, 상기 인덱스를 경고 단계용 제1, 2기준 인덱스와 비교하는 단계; 상기 인덱스가 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 작다는 판단에 반응하여, 상기 인덱스를 경보 단계용 제1, 2기준 인덱스와 비교하는 단계; 상기 인덱스가 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 작다는 판단에 반응하여, CPU의 상태가 경보 단계라고 판단하고 상기 CPU의 상태를 출력 장치에 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
중앙 처리 장치(CPU)의 상태를 진단하는 단계는 상기 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스와 주의 단계용 제2기준 인덱스 사이라는 판단에 반응하여, CPU의 상태가 정상 단계라고 판단하고 상기 CPU의 상태를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
중앙 처리 장치(CPU)의 상태를 진단하는 단계는 상기 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 주의 단계용 제2기준 인덱스보다 작고, 경고 단계용 제1기준 인덱스와 경고 단계용 제2기준 인덱스 사이라는 판단에 반응하여, CPU의 상태가 주의 단계라고 판단하고 상기 CPU의 상태를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
중앙 처리 장치(CPU)의 상태를 진단하는 단계는 상기 인덱스가 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 작고, 경보 단계용 제1기준 인덱스와 경보 단계용 제2기준 인덱스 사이라는 판단에 반응하여, CPU의 상태가 경고 단계라고 판단하고 상기 CPU의 상태를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
중앙 처리 장치(CPU)의 상태를 진단하는 단계는 상기 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 주의 단계용 제2기준 인덱스보다 작다는 판단에 반응하여, CPU의 남은 수명을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
인덱스의 부호가 양인 경우 CPU의 남은 수명은 경보 단계용 제1인덱스에서 인덱스를 뺀 값에 시간에 따른 인덱스 변화율의 절대값을 곱하여 계산될 수 있다.
인덱스의 부호가 음인 경우 CPU의 남은 수명은 인덱스에서 경보 단계용 제2인덱스를 뺀 값에 시간에 따른 인덱스 변화율의 절대값을 곱하여 계산될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 시스템은 입력 전압을 받아 작동하며, 상기 입력 전압을 코어 프로세서 입력 전압으로 변환하는 내부 레귤레이터, 내부 레귤레이터로부터 코어 프로세서 입력 전압을 받고 설정된 듀티의 클록 신호를 출력하는 코어 프로세서, 코어 프로세서 입력 전압이 기록되는 레지스터, 코어 프로세서에서 출력된 클록 신호를 통신 클록 신호로 샘플링하는 샘플러, 입력 전압을 디지털 변환하는 아날로그 디지털 변환기(ADC), ADC로부터 입력 전압을 수신하고 레지스터로부터 코어 프로세서 입력 전압을 수신하며 샘플러로부터 통신 클록 신호를 수신하고 입력 전압, 코어 프로세서 입력 전압 및/또는 통신 클록 신호를 통신으로 출력하는 통신 포트, 그리고 코어 프로세서로부터 출력된 클록 신호를 디지털 클록 신호로 출력하는 디지털 I/O 포트를 포함하는 중앙 처리 장치(CPU); 상기 통신 포트로부터 입력 전압, 코어 프로세서 입력 전압 및/또는 통신 클록 신호를 상태값으로 수신하고, 상기 디지털 I/O 포트로부터 디지털 클록 신호를 상태값으로 수신하며, 상기 상태값을 인덱스로 가공하여 CPU의 상태 및/또는 남은 수명을 계산하도록 된 제어기; 그리고 상기 제어기로부터 CPU의 상태 및/또는 남은 수명을 전송받아 출력하는 출력 장치를 포함한다.
상기 제어기는 이용 가능한 상태값들 중 우선순위가 높은 상태값을 기초로 CPU의 상태를 진단하고, 디지털 I/O 포트를 통해 출력되는 디지털 클록 신호는 가장 높은 우선순위를 가질 수 있다.
하나의 예에서, CPU의 입력 전압과 코어 프로세서 입력 전압은 동일한 우선순위를 가지고, 통신 클록 신호는 CPU의 입력 전압 및 코어 프로세서 입력 전압보다 높은 우선순위를 가질 수 잇다.
다른 하나의 예에서, CPU의 입력 전압, 코어 프로세서 입력 전압, 그리고 통신 클록 신호는 동일한 우선순위를 가질 수 있다.
상기 제어기는 현재 검출된 상태값에서 설정된 상태값을 빼어 인덱스를 계산하고, 누적된 인덱스의 최대값에 제1설정값을 더해 제1기준 인덱스를 계산하며, 누적된 인덱스의 최소값에서 제2설정값을 빼서 제2기준 인덱스를 계산하고, 제1, 2기준 인덱스는 각각 주의 단계용 제1, 2기준 인덱스, 경고 단계용 제1, 2기준 인덱스, 그리고 경보 단계용 제1, 2기준 인덱스를 포함하고, 주의 단계용 제1기준 인덱스는 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 작고, 경고 단계용 제1기준 인덱스는 경보 단계용 제1기준 인덱스보다 작으며, 주의 단계용 제2기준 인덱스는 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 크고, 경고 단계용 제2기준 인덱스는 경보 단계용 제2기준 인덱스보다 클 수 있다.
상기 제어기는 현재 측정한 상태값에 따른 인덱스를 주의 단계용 제1, 2기준 인덱스와 비교하고, 상기 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 주의 단계용 제2기준 인덱스보다 작으면 상기 인덱스를 경고 단계용 제1, 2기준 인덱스와 비교하며, 상기 인덱스가 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 작으면 상기 인덱스를 경보 단계용 제1, 2기준 인덱스와 비교하고, 상기 인덱스가 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 작으면 CPU의 상태가 경보 단계라고 판단하도록 되어 있다.
상기 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스와 주의 단계용 제2기준 인덱스 사이이면, 상기 제어기는 CPU의 상태가 정상 단계라고 판단할 수 있다.
상기 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 주의 단계용 제2기준 인덱스보다 작고, 경고 단계용 제1기준 인덱스와 경고 단계용 제2기준 인덱스 사이이면, 상기 제어기는 CPU의 상태가 주의 단계라고 판단할 수 있다.
상기 인덱스가 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 작고, 경보 단계용 제1기준 인덱스와 경보 단계용 제2기준 인덱스 사이이면, 상기 제어기는 CPU의 상태가 경고 단계라고 판단할 수 있다.
상기 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 주의 단계용 제2기준 인덱스보다 작으면, 상기 제어기는 상기 인덱스, 경보 단계용 제1, 2인덱스 및 시간에 따른 인덱스 변화율을 기초로 CPU의 남은 수명을 계산할 수 있다.
본 발명에 따르면, 운송 장치에 사용되는 중앙 처리 장치에서 전송하는 클록, CPU의 입력 전압, 및/또는 CPU의 코어 프로세서의 입력 전압을 이용하여 CPU의 상태를 모니터링하고 남은 수명을 예측함으로써 시스템의 안정성과 가용성을 향상시킬 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
본 명세서의 실시 예들은 유사한 참조 부호들이 동일하거나 또는 기능적으로 유사한 요소를 지칭하는 첨부한 도면들과 연계한 이하의 설명을 참조하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 시스템에 사용될 수 있는 중앙 처리 장치(CPU)의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 시스템의 블록도이다.
도 3은 일반적인 클록 신호를 보여준다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법의 흐름도이다.
도 5는 주행 위치 및 주행 횟수에 따른 인덱스의 예를 도시한 그래프이다.
도 6은 도 5의 인덱스를 하루 동안 누적한 누적 인덱스를 도시한 그래프이다.
도 7은 도 5의 인덱스를 한달 동안 누적한 누적 인덱스를 도시한 그래프이다.
위에서 참조된 도면들은 반드시 축적에 맞추어 도시된 것은 아니고, 본 개시의 기본 원리를 예시하는 다양한 선호되는 특징들의 다소 간략한 표현을 제시하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 특정 치수, 방향, 위치, 및 형상을 포함하는 본 개시의 특정 설계 특징들이 특정 의도된 응용과 사용 환경에 의해 일부 결정될 것이다.
여기에서 사용되는 용어는 오직 특정 실시 예들을 설명하기 위한 목적이고, 본 개시를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들은, 문맥상 명시적으로 달리 표시되지 않는 한, 복수 형태들을 또한 포함하는 것으로 의도된다. "포함하다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 본 명세서에서 사용되는 경우, 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 구성요소들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만, 다른 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 구성요소들, 컴포넌트들 및/또는 이들의 그룹들 중 하나 이상의 존재 또는 추가를 배제하지는 않음을 또한 이해될 것이다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"은, 연관되어 나열된 항목들 중 임의의 하나 또는 모든 조합들을 포함한다.
운송 장치는 차량을 포함한다. 여기에서 사용되는 바와 같은 "차량" 또는 "차량의"와 같은 용어 또는 다른 유사한 용어는 철도 차량뿐만 아니라 스포츠 유틸리티 차량(sports utility vehicles; SUVs)를 포함하는 승용차들, 버스들, 트럭들, 다양한 상업용 차량들을 포함하는 승용차, 다양한 보트 및 배를 포함하는 선박, 항공기, 드론 등을 포함하는 것으로 이해된다.
추가적으로, 아래의 방법들 또는 이들의 양상들 중 하나 이상은 적어도 하나 이상의 제어 유닛(예를 들어, 전자 제어 유닛(electronic control unit; ECU) 등), 제어기 또는 제어 서버에 의해 실행될 수 있음이 이해된다. "제어 유닛", "제어기", 또는 "제어 서버"라는 용어는 메모리 및 프로세서를 포함하는 하드웨어 장치를 지칭할 수 있다. 메모리는 프로그램 명령들을 저장하도록 구성되고, 프로세서는 아래에서 더욱 자세히 설명되는 하나 이상의 프로세스들을 수행하기 위해 프로그램 명령들을 실행하도록 특별히 프로그래밍된다. 제어 유닛, 제어기, 또는 제어 서버는, 여기에서 기재된 바와 같이, 유닛들, 모듈들, 부품들, 장치들, 또는 이와 유사한 것의 작동을 제어할 수 있다. 또한, 아래의 방법들은, 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 하나 이상의 다른 컴포넌트들과 함께 제어 유닛 또는 제어기를 포함하는 장치에 의해 실행될 수 있음이 이해된다.
또한, 본 개시의 제어 유닛, 제어기, 또는 제어 서버는 프로세서에 의해 실행되는 실행 가능한 프로그램 명령들을 포함하는 비일시적인 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체로서 구현될 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체들의 예들은 롬(ROM), 램(RAM), 컴팩트 디스크(CD) 롬, 자기 테이프들, 플로피 디스크들, 플래시 드라이브들, 스마트 카드들 및 광학 데이터 저장 장치들을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 컴퓨터 판독가능 기록 매체는 또한 컴퓨터 네트워크 전반에 걸쳐 분산되어 프로그램 명령들이, 예를 들어, 텔레매틱스 서버(telematics server) 또는 제어기 영역 네트워크(Controller Area Network; CAN)와 같은 분산 방식으로 저장 및 실행될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 운송 장치용 중앙 처리 장치(CPU)의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법 및 시스템은 CPU의 입력값 및/또는 출력값을 주기적으로 모니터링하여 CPU의 상태를 분석하고 남은 수명을 계산할 수 있다. 또한, 모니터링 대상인 CPU의 입력값 및/또는 출력값에 우선 순위를 부여하여 CPU의 상태 및 남은 수명을 항시 정확히 진단할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예들을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 시스템에 사용될 수 있는 중앙 처리 장치(CPU)의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 중앙 처리 장치(CPU)(20)는 운송 장치에 포함된 복수의 유닛, 모듈, 장치, 부품 각각의 동작을 제어하도록 되어 있다. 본 명세서에서는 본 발명의 실시 예가 운송 장치용 CPU에 적용되는 것을 예시하나, 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 대상은 운송 장치용 CPU에 제한되지 아니하며, 당업자라면 적절한 변경을 통해 본 발명의 사상이 다양한 CPU에 적용될 수 있음을 이해할 수 있다.
상기 CPU(20)는 그 외부의 전원(10)으로부터 입력 전압(V1)을 받아 작동한다. 상기 CPU(20)는 내부 레귤레이터(22), 코어 프로세서(24), 레지스터(26), 그리고 샘플러(28)를 포함한다.
내부 레귤레이터(22)는 CPU(20)에 입력된 입력 전압(V1)을 코어 프로세서(24)의 작동을 위한 코어 프로세서 입력 전압(V2)으로 변환하여 코어 프로세서(24)에 인가한다.
코어 프로세서(24)는 코어 프로세서 입력 전압(V2)을 사용 전압으로 하여 입력된 신호를 처리하고, 처리된 신호를 제어 신호로 출력한다. 상기 코어 프로세서(24)는 코어 프로세서 입력 전압(V2)을 레지스터(26)에 기록한다. 또한, 상기 코어 프로세서(24)는 설정된 듀티(S)의 클록 신호를 출력한다. 예를 들어, 듀티(S)는 한 주기 동안 '1'이 출력되는 기간의 비율을 의미한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 한 주기가 100이라고 가정하면, 듀티(S)는 'S' 동안 1이 출력되고, '100-S' 동안 0이 출력된다. 이 경우, 듀티는 0 내지 100 사이의 값이다. 일반적으로, 상기 클록 신호는 고주파여서 통신으로 전송하기 부적당하므로, 샘플러(28)는 통신에 적절한 샘플링 주파수로 상기 클록 신호를 샘플링한다.
상기 CPU(20)의 상태를 모니터링하기 위해서는 CPU(20)는 상태값을 출력하도록 구성된다. 여기서, 상태값은 CPU(20)의 입력 전압(V1), 코어 프로세서 입력 전압(V2), 그리고 설정된 듀티(S)의 클록 신호일 수 있다. 이를 위해, CPU(20)는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(30), 통신포트(40), 그리고 디지털 I/O 포트(50)를 더 포함한다.
ADC(30)는 CPU(20)의 입력 전압(V1)을 디지털 변환하여 통신포트(40)로 전송한다.
통신포트(40)는 CPU(20)의 입력 전압(V1)을 ADC(30)로부터 수신하고, 코어 프로세서 입력 전압(V2)을 레지스터(26)로부터 수신하며, 설정된 듀티(S)의 클록 신호를 샘플러(28)로부터 수신한다. 통신포트(40)는 통신선(42)을 통해 CPU(20)의 입력 전압(V1), 코어 프로세서 입력 전압(V2) 및/또는 설정된 듀티(S)의 클록 신호를 통신으로 전송한다.
디지털 I/O 포트(50)는 코어 프로세서(24)로부터 설정된 듀티(S)의 클록 신호를 직접 수신하고, 상기 설정된 듀티(S)의 클록 신호를 디지털 신호선(52)을 통해 전송하도록 되어 있다. 또한, 디지털 I/O 포트(50)와 코어 프로세서(24) 사이에는 추가 샘플러(도시하지 않음)가 구비되어 샘플러(28)의 샘플링 주파수보다 높은 샘플링 주파수로 클록 신호를 샘플링하여 디지털 I/O 포트(50)로 전송할 수도 있다. 여기서, 통신선(42)을 통해 출력되는 설정된 듀티(S)의 클록 신호와 디지털 신호선(52)을 통해 출력되는 설정된 듀티(S)의 클록 신호를 서로 구분하기 위하여, 통신선(42)을 통해 출력되는 설정된 듀티(S)의 클록 신호는 '통신 클록 신호'로 나타내고, 디지털 신호선(52)을 통해 출력되는 설정된 듀티(S)의 클록 신호는 '디지털 클록 신호'로 나타낸다. 디지털 클록 신호의 주파수는 통신 클록 신호의 주파수보다 높다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 시스템의 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 시스템은 복수의 CPU들(CPU1, CPU2, CPU3, …, CPUn)을 동시에 모니터링하도록 구성된다. 상기 시스템은 모니터링 대상인 복수의 CPU들(CPU1, CPU2, CPU3, …, CPUn), 센서(80), 제어기(60), 그리고 출력 장치(70)를 포함한다.
복수의 CPU들(CPU1, CPU2, CPU3, …, CPUn) 각각은 디지털 신호선(52)을 통해 설정된 듀티(S)의 클록 신호(즉, 디지털 클록 신호)를 제어기(60)에 직접 전송하고, 통신선(42)을 통해 CPU(20)의 입력 전압(V1), 코어 프로세서 입력 전압(V2) 및/또는 설정된 듀티(S)의 클록 신호(즉, 통신 클록 신호)를 통신으로 전송한다. 앞에서 설명한 바와 같이, CPU(20)의 입력 전압(V1), 코어 프로세서 입력 전압(V2), 통신 클록 신호 및/또는 디지털 클록 신호는 상태값의 예들이다.
센서(80)는 상태 변수를 검출하여 제어기(60)에 전송한다. 여기서, 상태 변수는 상태값에 영향을 끼칠 수 있는 변수를 의미한다. CPU(20)의 상태값들은 설정된 상태값들을 유지해야 하나, 상태 변수의 영향을 받아 그 값들이 변동될 수 있다. 따라서, 상태값에 대한 상태 변수의 영향을 한 눈에 볼 수 있도록 상태 변수에 따른 상태값(보다 정확하게는, 상태 변수에 따른 인덱스)은 적절히 그래픽화된다(예를 들어, 도 5 내지 도 7 참고). 예를 들어, 상기 상태 변수는 주행 위치, 주행 속도, 주행 횟수 등일 수 있다. 또한, 설정된 구간을 설정된 스케쥴로 반복 운행하는 철도 차량, 항공기, 버스 등의 차량의 경우, 상기 상태 변수는 주행 위치와 주행 횟수 등일 수 있다.
제어기(60)는 복수의 CPU들(20) 각각으로부터 디지털 신호선(52)을 통해 디지털 클록 신호를 상태값으로 수신하고, 통신선(42)을 통해 CPU(20)의 입력 전압(V1), 코어 프로세서 입력 전압(V2) 및/또는 통신 클록 신호를 상태값으로 수신하며, 센서(80)로부터 주행 위치 및 주행 횟수 등의 상태 변수를 수신한다. 제어기(60)는 상기 상태값을 기초로 각 CPU(20)의 상태 및/또는 남은 수명을 계산하고, 이를 출력장치(70)로 전송하도록 되어 있다. 이러한 목적을 위하여, 제어기(60)는 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시 예에 따른 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍된 것일 수 있다.
제어기(60)는 설정된 기준에 맞추어 각 CPU(20)의 상태를 정상 단계, 주의 단계, 경고 단계 및 경보 단계 중 하나로 판단할 수 있다. 여기서, 경보 단계는 해당 CPU(20)가 완전히 고장난 상태를 나타낸다. 또한, 제어기(60)는 CPU(20)의 상태가 정상 단계가 아니면, 경보 단계에 진입하기까지 남은 수명을 계산할 수 있다. 상기 제어기(60)는 상기 CPU(20)의 상태 및/또는 남은 수명을 나타내는 데이터를 출력 장치(70)에 전송한다.
출력 장치(70)는 제어기(60)로부터 상기 CPU(20)의 상태 및/또는 남은 수명을 나타내는 데이터를 수신하고, 상기 CPU(20)의 상태 및/또는 남은 수명을 출력한다. 예를 들어, 상기 출력 장치(70)는 디스플레이, 스피커 등일 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법의 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법은 S100 단계에서 시작한다. S100 단계에서, 센서(80)는 상태 변수를 검출하여 제어기(60)에 전송하고, 제어기(60)는 통신선(42) 및/또는 디지털 신호선(52)을 통하여 상태값을 수신한다. 앞에서 설명한 바와 같이, 상태값은 디지털 클록 신호, CPU(20)의 입력 전압(V1), 코어 프로세서 입력 전압(V2) 및/또는 통신 클록 신호일 수 있다. 또한, 상태 진단의 정확성을 위하여, 상태값은 우선순위가 부여될 수 있다. 하나의 예에서, 디지털 클록 신호는 가장 높은 우선순위를 가지고, 통신 클록 신호는 중간 우선순위를 가지며, CPU(20)의 입력 전압(V1)과 코어 프로세서 입력 전압(V2)은 서로 동일하며 가장 낮은 우선순위를 가지고 있다. 다른 하나의 예에서, 디지털 클록 신호는 가장 높은 우선순위를 가지고, 통신 클록 신호와 CPU(20)의 입력 전압(V1)과 코어 프로세서 입력 전압(V2)은 서로 동일하며 가장 낮은 우선순위를 가지고 있다. 제어기(60)는 이용 가능한 상태값들 중 우선순위가 상대적으로 높은 상태값을 이용하여 해당 CPU(20)의 상태를 모니터링하고 남은 수명을 계산할 수 있다. 이에 따라, 상태 진단 및 남은 수명 계산의 정확성을 높일 수 있다.
상태 변수와 상태값을 포함하는 데이터가 검출되면, 제어기(60)는 이전까지 누적된 상태값의 개수가 설정 상태값의 개수 이상인지를 판단한다(S110). 누적된 상태값의 개수가 적은 상태에서 해당 CPU(20)의 상태를 진단하면, 에러가 발생할 수 있다. 따라서, 이전까지 누적된 상태값의 개수가 설정 상태값의 개수보다 작으면, 해당 CPU(20)의 상태를 진단하지 않고 상태 진단을 위한 데이터베이스를 구축한다.
보다 구체적으로, 이전까지 누적된 상태값의 개수가 설정 상태값의 개수보다 작으면, 제어기(60)는 현재 검출된 상태값을 누적한다(S170). 또한, 제어기(60)는 현재 검출된 상태값을 가공하여 인덱스를 계산한다(S180). 더 나아가, 제어기(60)는 상기 인덱스를 가공하여 제1, 2기준 인덱스를 계산한다(S190).
상기 인덱스는 현재 검출된 상태값에서 설정된 상태값을 뺀 값으로 정의된다.
예를 들어, 상태값이 디지털 클록 신호 또는 통신 클록 신호이면, 인덱스는 다음의 식에 의하여 계산된다.
Id = Smes - S
여기서, Id는 인덱스를 의미하며, Smes는 현재 검출된 듀티이고, S는 설정된 듀티이다.
다른 예를 들어, 상태값이 CPU(20)의 입력 전압(V1)이면, 인덱스는 다음의 식에 의하여 계산된다.
Id = V1mes - V1
여기서, V1mes는 현재 검출된 CPU의 입력 전압이고, V1은 설정된 CPU의 입력 전압이다.
또 다른 예를 들어, 상태값이 코어 프로세서 입력 전압(V2)이면, 인덱스는 다음의 식에 의하여 계산된다.
Id = V2mes - V2
여기서, V2mes는 현재 검출된 코어 프로세서 입력 전압이고, V2는 설정된 코어 프로세서 입력 전압이다.
인덱스가 계산되면, 제어기(60)는 계산된 인덱스를 누적하고 누적된 인덱스의 최대값(Idmax)과 최소값(Idmin)을 계산한다. 또한, 인덱스의 최대값(Idmax)에 제1설정값을 더해 제1기준 인덱스를 계산하고, 인덱스의 최소값(Idmin)에서 제2설정값을 빼서 제2기준 인덱스를 계산한다. 여기서, 제1, 2기준 인덱스는 각각 주의 단계용 제1, 2인덱스, 경고 단계용 제1, 2인덱스, 경보 단계용 제1, 2인덱스를 포함한다. 보다 구체적으로, 인덱스의 최대값(Idmax)에 주의 단계용 제1설정값을 더해 주의 단계용 제1기준 인덱스를 계산하고, 인덱스의 최대값(Idmax)에 경고 단계용 제1설정값을 더해 경고 단계용 제1기준 인덱스를 계산하며, 인덱스의 최대값(Idmax)에 경보 단계용 제1설정값을 더해 경보 단계용 제1기준 인덱스를 계산한다. 또한, 인덱스의 최소값(Idmin)에서 주의 단계용 제2설정값을 빼서 주의 단계용 제2기준 인덱스를 계산하고, 인덱스의 최소값(Idmin)에서 경고 단계용 제2설정값을 빼서 경고 단계용 제2기준 인덱스를 계산하며, 인덱스의 최소값(Idmin)에서 경보 단계용 제2설정값을 빼서 경보 단계용 제2기준 인덱스를 계산한다. 여기서, 주의 단계용 제1, 2설정값, 경고 단계용 제1, 2설정값, 경보 단계용 제1, 2설정값은 양의 정수이고, 경보 단계용 제1, 2설정값은 경고 단계용 제1, 2설정값보다 크고, 경고 단계용 제1, 2설정값은 주의 단계용 제1, 2설정값보다 크다. 다시 말하면, 주의 단계용 제1인덱스는 경고 단계용 제1인덱스보다 작고, 경고 단계용 제1인덱스는 경보 단계용 제1인덱스보다 작다. 또한, 주의 단계용 제2인덱스는 경고 단계용 제2인덱스보다 크고, 경고 단계용 제2인덱스는 경보 단계용 제2인덱스보다 크다.
인덱스와 제1, 2기준 인덱스가 계산되면, 본 발명의 실시 예에 따른 방법을 종료한다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 방법을 종료하기 전에, 제어기(60)는, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상태 변수에 따른 인덱스를 그래프로 표시하여 인덱스에 대한 상태 변수의 영향력을 사용자가 한 눈에 파악하도록 할 수 있다. 도 5 내지 도 7은 설정된 구간을 반복 운행하는 철도 차량에서 주행 위치에 따른 인덱스를 예시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 주행 위치 및 주행 횟수에 따른 인덱스를 표시하면, 주행 위치에 따른 인덱스의 변화를 파악하기 힘들다. 그러나, 도 6에 도시된 바와 같이 도 5의 인덱스를 하루 동안 누적하거나 도 7에 도시된 바와 같이 도 5의 인덱스를 한달 동안 누적하면, 주행 위치에 따른 인덱스의 변화를 한 눈에 파악할 수 있다.
한편, 상태값의 개수가 작아 데이터베이스를 구축하는 경우와는 달리, CPU(20)의 사용이 증가할수록 CPU(20)는 열화되고, 열화된 CPU(20)의 상태값은 초기 CPU(20)의 상태값으로부터 벗어날 수 있다. 따라서, 상당한 정도로 열화된 CPU(20)의 상태값을 이용하여 해당 CPU(20)의 상태 진단을 하면, 에러가 발생할 수 있다. S110 단계에서 이전까지 누적된 상태값의 개수가 설정 상태값의 개수 이상이면, 현재 검출된 상태값을 데이터베이스 구축에는 사용하지 않고 상태 진단에만 사용한다. 이를 위하여, 제어기(60)는 상태값을 가공하여 인덱스를 계산한다(S120). S120 단계는 S180 단계와 동일한 방식으로 수행되므로, 더 이상의 설명은 생략한다.
S120 단계에서 현재 검출된 상태값을 가공하여 인덱스를 계산하면, 제어기(60)는 S170 단계 내지 S190 단계를 통해 구축된 데이터베이스로부터 제1, 2기준 인덱스를 불러온다(S130). 데이터베이스로부터 불러오는 제1, 2기준 인덱스는 주의 단계용 제1, 2기준 인덱스, 경고 단계용 제1, 2기준 인덱스, 그리고 경보 단계용 제1, 2기준 인덱스를 포함한다.
제어기(60)는 계산된 인덱스를 불러온 제1, 2인덱스와 비교한다(S140).
보다 구체적으로, 제어기(60)는 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 주의 단계용 제2기준 인덱스보다 작은지를 판단한다. 만일 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스와 주의 단계용 제2기준 인덱스 사이이면, 제어기(60)는 해당 CPU(20)가 정상 단계라고 판단하고, 출력 장치(70)를 통해 CPU(20)의 상태를 출력한다(S160).
만일 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 주의 단계용 제2기준 인덱스보다 작으면, 제어기(60)는 인덱스가 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 작은지를 판단한다. 만일 인덱스가 경고 단계용 제1기준 인덱스와 경고 단계용 제2기준 인덱스 사이이면, 제어기(60)는 해당 CPU(20)가 주의 단계라고 판단한다.
만일 인덱스가 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 작으면, 제어기(60)는 인덱스가 경보 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 경보 단계용 제2기준 인덱스보다 작은지를 판단한다. 만일 인덱스가 경보 단계용 제1기준 인덱스와 경보 단계용 제2기준 인덱스 사이이면, 제어기(60)는 해당 CPU(20)가 경고 단계라고 판단한다.
만일 인덱스가 경보 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 경보 단계용 제2기준 인덱스보다 작으면, 제어기(60)는 해당 CPU(20)가 경보 단계라고 판단한다. 앞에서 설명한 바와 같이, CPU(20)가 경보 단계이면 해당 CPU(20)는 완전히 고장난 상태이며, 이 경우 남은 수명은 0이다.
S140 단계에서 인덱스와 제1, 2기준 인덱스의 비교를 통해 해당 CPU(20)가 주의 단계, 경고 단계 또는 경보 단계에 있으면, 제어기(60)는 상기 인덱스를 기초로 해당 CPU(20)의 남은 수명을 계산한다(S150). 해당 CPU(20)의 남은 수명은 다음의 식으로부터 계산될 수 있다.
남은 수명=(경보 단계용 제1인덱스-인덱스)*abs(시간에 따른 인덱스 변화율)
남은 수명=(인덱스-경보 단계용 제2인덱스)*abs(시간에 따른 인덱스 변화율)
여기서, abs()는 절대값을 의미하며, 시간에 따른 인덱스 변화율은 이동 평균법(moving average method), 파티클 필터법(particle filter method), 하이퍼 함수 회기법(hyper function regression method) 등을 사용하여 계산될 수 있다. 또한, 인덱스의 부호에 따라 남은 수명을 계산할 때 경보 단계용 제1인덱스 또는 경보 단계용 제2인덱스를 사용한다. 즉, 인덱스의 부호가 양수이면, 경보 단계용 제1인덱스를 사용하여 해당 CPU(20)의 남은 수명을 계산한다. 이와는 달리, 인덱스의 부호가 음수이면, 경보 단계용 제2인덱스를 사용하여 해당 CPU(20)의 남은 수명을 계산한다.
S150 단계에서 CPU(20)의 남은 수명이 계산되면, 제어기(60)는 출력 장치(70)를 통해 해당 CPU(20)의 상태 및 남은 수명을 출력한다(S160).
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims (20)

  1. 제어기에 의하여, 상태값을 포함하는 데이터를 검출하는 단계;
    제어기에 의하여, 이전까지 누적된 상태값의 개수와 설정 상태값의 개수를 비교하는 단계;
    이전까지 누적된 상태값의 개수가 설정 상태값의 개수보다 작다는 판단에 반응하여, 제어기에 의하여, 데이터베이스를 구축하는 단계; 그리고
    이전까지 누적된 상태값의 개수가 설정 상태값의 개수 이상이라는 판단에 반응하여, 제어기에 의하여, 중앙 처리 장치(CPU)의 상태를 진단하는 단계;
    를 포함하며,
    데이터베이스를 구축하는 단계는
    현재 측정한 상태값을 누적하는 단계,
    현재 측정한 상태값을 가공하여 인덱스를 계산하는 단계, 그리고
    상기 인덱스를 가공하여 제1, 2기준 인덱스를 계산하는 단계
    를 포함하고,
    상기 상태값은 CPU의 입력 전압, 코어 프로세서 입력 전압, 통신 클록 신호, 또는 디지털 클록 신호이며,
    CPU의 입력 전압, 코어 프로세서 입력 전압, 통신 클록 신호는 통신 포트를 통해 출력되고, 디지털 클록 신호는 디지털 I/O 포트를 통해 출력되며,
    CPU의 상태는 이용 가능한 상태값들 중 우선순위가 높은 상태값을 기초로 진단되고,
    디지털 I/O 포트를 통해 출력되는 디지털 클록 신호는 가장 높은 우선순위를 가진 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    CPU의 입력 전압과 코어 프로세서 입력 전압은 동일한 우선순위를 가지고,
    통신 클록 신호는 CPU의 입력 전압 및 코어 프로세서 입력 전압보다 높은 우선순위를 가지는 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    CPU의 입력 전압, 코어 프로세서 입력 전압, 그리고 통신 클록 신호는 동일한 우선순위를 가지는 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인덱스는 현재 검출된 상태값에서 설정된 상태값을 뺀 값으로 정의되고,
    제1기준 인덱스는 누적된 인덱스의 최대값에 제1설정값을 더해 계산되며,
    제2기준 인덱스는 누적된 인덱스의 최소값에서 제2설정값을 빼서 계산되고,
    제1, 2기준 인덱스는 각각 주의 단계용 제1, 2기준 인덱스, 경고 단계용 제1, 2기준 인덱스, 그리고 경보 단계용 제1, 2기준 인덱스를 포함하고,
    주의 단계용 제1기준 인덱스는 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 작고, 경고 단계용 제1기준 인덱스는 경보 단계용 제1기준 인덱스보다 작으며,
    주의 단계용 제2기준 인덱스는 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 크고, 경고 단계용 제2기준 인덱스는 경보 단계용 제2기준 인덱스보다 큰 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    중앙 처리 장치(CPU)의 상태를 진단하는 단계는
    현재 측정한 상태값에 따른 인덱스를 주의 단계용 제1, 2기준 인덱스와 비교하는 단계;
    상기 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 주의 단계용 제2기준 인덱스보다 작다는 판단에 반응하여, 상기 인덱스를 경고 단계용 제1, 2기준 인덱스와 비교하는 단계;
    상기 인덱스가 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 작다는 판단에 반응하여, 상기 인덱스를 경보 단계용 제1, 2기준 인덱스와 비교하는 단계;
    상기 인덱스가 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 작다는 판단에 반응하여, CPU의 상태가 경보 단계라고 판단하고 상기 CPU의 상태를 출력 장치에 출력하는 단계;
    를 포함하는 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    중앙 처리 장치(CPU)의 상태를 진단하는 단계는 상기 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스와 주의 단계용 제2기준 인덱스 사이라는 판단에 반응하여, CPU의 상태가 정상 단계라고 판단하고 상기 CPU의 상태를 출력하는 단계를 더 포함하는 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    중앙 처리 장치(CPU)의 상태를 진단하는 단계는 상기 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 주의 단계용 제2기준 인덱스보다 작고, 경고 단계용 제1기준 인덱스와 경고 단계용 제2기준 인덱스 사이라는 판단에 반응하여, CPU의 상태가 주의 단계라고 판단하고 상기 CPU의 상태를 출력하는 단계를 더 포함하는 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    중앙 처리 장치(CPU)의 상태를 진단하는 단계는 상기 인덱스가 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 작고, 경보 단계용 제1기준 인덱스와 경보 단계용 제2기준 인덱스 사이라는 판단에 반응하여, CPU의 상태가 경고 단계라고 판단하고 상기 CPU의 상태를 출력하는 단계를 더 포함하는 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    중앙 처리 장치(CPU)의 상태를 진단하는 단계는 상기 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 주의 단계용 제2기준 인덱스보다 작다는 판단에 반응하여, CPU의 남은 수명을 계산하는 단계를 더 포함하는 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    인덱스의 부호가 양인 경우 CPU의 남은 수명은 경보 단계용 제1인덱스에서 인덱스를 뺀 값에 시간에 따른 인덱스 변화율의 절대값을 곱하여 계산되는 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    인덱스의 부호가 음인 경우 CPU의 남은 수명은 인덱스에서 경보 단계용 제2인덱스를 뺀 값에 시간에 따른 인덱스 변화율의 절대값을 곱하여 계산되는 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법.
  12. 입력 전압을 받아 작동하며, 상기 입력 전압을 코어 프로세서 입력 전압으로 변환하는 내부 레귤레이터, 내부 레귤레이터로부터 코어 프로세서 입력 전압을 받고 설정된 듀티의 클록 신호를 출력하는 코어 프로세서, 코어 프로세서 입력 전압이 기록되는 레지스터, 코어 프로세서에서 출력된 클록 신호를 통신 클록 신호로 샘플링하는 샘플러, 입력 전압을 디지털 변환하는 아날로그 디지털 변환기(ADC), ADC로부터 입력 전압을 수신하고 레지스터로부터 코어 프로세서 입력 전압을 수신하며 샘플러로부터 통신 클록 신호를 수신하고 입력 전압, 코어 프로세서 입력 전압 및/또는 통신 클록 신호를 통신으로 출력하는 통신 포트, 그리고 코어 프로세서로부터 출력된 클록 신호를 디지털 클록 신호로 출력하는 디지털 I/O 포트를 포함하는 중앙 처리 장치(CPU);
    상기 통신 포트로부터 입력 전압, 코어 프로세서 입력 전압 및/또는 통신 클록 신호를 상태값으로 수신하고, 상기 디지털 I/O 포트로부터 디지털 클록 신호를 상태값으로 수신하며, 상기 상태값을 인덱스로 가공하여 CPU의 상태 및/또는 남은 수명을 계산하도록 된 제어기; 그리고
    상기 제어기로부터 CPU의 상태 및/또는 남은 수명을 전송받아 출력하는 출력 장치;
    를 포함하며,
    상기 제어기는 이용 가능한 상태값들 중 우선순위가 높은 상태값을 기초로 CPU의 상태를 진단하고,
    디지털 I/O 포트를 통해 출력되는 디지털 클록 신호는 가장 높은 우선순위를 가진 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    CPU의 입력 전압과 코어 프로세서 입력 전압은 동일한 우선순위를 가지고,
    통신 클록 신호는 CPU의 입력 전압 및 코어 프로세서 입력 전압보다 높은 우선순위를 가지는 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    CPU의 입력 전압, 코어 프로세서 입력 전압, 그리고 통신 클록 신호는 동일한 우선순위를 가지는 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제어기는 현재 검출된 상태값에서 설정된 상태값을 빼어 인덱스를 계산하고, 누적된 인덱스의 최대값에 제1설정값을 더해 제1기준 인덱스를 계산하며, 누적된 인덱스의 최소값에서 제2설정값을 빼서 제2기준 인덱스를 계산하고,
    제1, 2기준 인덱스는 각각 주의 단계용 제1, 2기준 인덱스, 경고 단계용 제1, 2기준 인덱스, 그리고 경보 단계용 제1, 2기준 인덱스를 포함하고,
    주의 단계용 제1기준 인덱스는 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 작고, 경고 단계용 제1기준 인덱스는 경보 단계용 제1기준 인덱스보다 작으며,
    주의 단계용 제2기준 인덱스는 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 크고, 경고 단계용 제2기준 인덱스는 경보 단계용 제2기준 인덱스보다 큰 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어기는 현재 측정한 상태값에 따른 인덱스를 주의 단계용 제1, 2기준 인덱스와 비교하고, 상기 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 주의 단계용 제2기준 인덱스보다 작으면 상기 인덱스를 경고 단계용 제1, 2기준 인덱스와 비교하며, 상기 인덱스가 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 작으면 상기 인덱스를 경보 단계용 제1, 2기준 인덱스와 비교하고, 상기 인덱스가 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 작으면 CPU의 상태가 경보 단계라고 판단하도록 된 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스와 주의 단계용 제2기준 인덱스 사이이면, 상기 제어기는 CPU의 상태가 정상 단계라고 판단하는 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 시스템.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 주의 단계용 제2기준 인덱스보다 작고, 경고 단계용 제1기준 인덱스와 경고 단계용 제2기준 인덱스 사이이면, 상기 제어기는 CPU의 상태가 주의 단계라고 판단하는 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 시스템.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 인덱스가 경고 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 경고 단계용 제2기준 인덱스보다 작고, 경보 단계용 제1기준 인덱스와 경보 단계용 제2기준 인덱스 사이이면, 상기 제어기는 CPU의 상태가 경고 단계라고 판단하는 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 인덱스가 주의 단계용 제1기준 인덱스보다 크거나 주의 단계용 제2기준 인덱스보다 작으면, 상기 제어기는 상기 인덱스, 경보 단계용 제1, 2인덱스 및 시간에 따른 인덱스 변화율을 기초로 CPU의 남은 수명을 계산하는 운송 장치용 중앙 처리 장치의 상태를 진단하고 남은 수명을 계산하는 방법.
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