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KR101836671B1 - Lin 통신 시스템의 동적 스케쥴링 방법 - Google Patents

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본 발명의 실시예에 따른 LIN 통신 시스템의 동적 스케쥴링 방법은 슬림 모드인지를 판단하는 단계; 슬립 모드인 경우 마스터 노드가 웨이크 업 신호의 수신 여부를 판단하는 단계; 및 상기 웨이크 업 신호를 수신한 경우 우선순위 노드를 선택하는 동적 스케쥴링을 선택하는 단계를 포함한다.

Description

LIN 통신 시스템의 동적 스케쥴링 방법{Method for dynamic scheduling in local interconnection network communication system}
본 발명은 LIN 통신 시스템의 동적 스케쥴링 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 마스터 노드(master)에서 정의된 프레임 송신 스케쥴에서 웨이크업 요청을 보낸 노드가 가장 먼저 데이터를 송신할 수 있도록 하여 동작 지연을 개선하는 LIN 통신 시스템의 동적 스케쥴링 방법에 관한 것이다.
차량-예를 들어, 자동차, 트럭, 버스, 농용차량, 항공기 등을 포함함-은 차량 통신 네트워크를 포함한다. 차량 통신 네트워크의 복잡도는 차량 내의 전기 기기들의 종류 및 그 수가 증가함에 따라 급속도로 증가하게 된다.
예를 들어, 많은 더 향상된 차량들은 엔진 제어, 변속기 제어, 앤티록 브레이크(antilock braking), 몸체(body) 제어, 배기 가스 제어(emissions control), 자동 실내 온차량 내 네트워크 통신 방식의 하나인 LIN(Local Interconnection Network) 통신은 주로 ECU와 능동 센서 및 능동 액추에이터 간의 데이터 전송에 사용된다.
LIN 통신은 데이터를 요청하거나 제어 명령을 전송하는 마스터 노드와 마스터 노드로부터의 데이터 요청에 상응하는 데이터를 수집하여 응답하거나 마스터 노드로부터 수신된 제어 명령에 상응하는 동작을 수행하는 슬레이브 노드들로 구성될 수 있다.
도 1은 일반적인 LIN 통신에서 사용되는 메시지 프레임 구성을 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, LIN 통신에서 메시지 프레임(a)의 구성은 크게 헤더(Header) 부분과 응답(Response) 부분으로 구성된다. 헤더 부분은 브레이크 필드(Break field), 동기 필드(Sync field) 및 식별자 필드(Protected Identifier field)로 구성되며, 응답 부분은 데이터 필드(Data field: Data1, Data2, ..., DataN)와 체크섬 필드(Checksum field)로 구성된다. 브레이크 필드(Break field)는 메시지 프레임의 시작을 정의하는 필드이다. 동기 필드(Sync field)는 슬레이브 노드가 마스터 클럭과 동기를 맞추는 데 사용되는 필드이다. 식별자 필드(Protected Identifier field)는 메시지의 내용과 길이에 대한 정보를 제공한다.
이러한 메시지 프레임 구성에 따르면, 마스터 노드 모듈과 슬레이브 노드 모듈들은 각각 ID를 가지며, 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 마스터 노드 모듈이
노드 ID가 포함된 프레임의 헤더를 버스로 송신하고, 송신된 ID에 해당하는 해당 슬레이브 노드 모듈이 프레임의 응답(response) 영역에 데이터를 실어서 버스로 송신한다.
LIN BUS를 구성하는 모든 노드는 웨이크 업(Wake-up) 신호를 전송해서 BUS 웨이크 업을 요청할 수 있다. 웨이크 업 요청에 의해 모든 노드들은 웨이크 업되고 초기화 동작을 완료하여 마스터 노드(Master)가 스케쥴링(Scheduling)을 시작할 때까지 기다려야 한다.
이때, 마스터 노드는 미리 정해진 스케쥴에 따라 프레임을 송신하기 때문에 다수의 노드가 연결되어 있는 시스템에서는 프레임 순서에 따라 동작에 지연이 발생할 수 있다. 예를 들어 N개의 노드가 LIN BUS로 연결되어 있는 시스템에서 A 노드에서 송신하는 신호에 따라 움직이는 B 노드가 있고, 슬립(Sleep) 상태에서 A 노드가 사용자의 입력을 감지하여 웨이크 업 신호를 전송하고 모든 노드가 웨이크 업 된 후 마스터 노드가 스케쥴을 시작하는데 A 노드가 응답하는 프레임이 정해진 스케쥴 순서에서 후순위에 있다면 사용자 입력 후 일정한 시간이 지난 후에 B 노드는 A 노드로부터 신호를 수신받게 되어 동작 지연이 발생할 수 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1185649호 (2012.09.18. 등록)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로 상위 레이어(Layer)로부터 로컬 웨이크 업(Local Wake-up)요청에 의해 깨어나는 경우 마스터 노드에서 정의된 프레임 송신 스케쥴에서 웨이크 업 요청을 송신한 노드에게 가장 먼저 데이터를 송신할 수 있도록 송신 순서를 변경하는 동적 스케쥴(Dynamic Schedule)을 적용하여 기존 시스템에서 발생할 수 있는 동작 지연을 개선하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 LIN 통신 시스템의 동적 스케쥴링 방법은 슬림 모드인지를 판단하는 단계; 슬립 모드인 경우 마스터 노드가 웨이크 업 신호의 수신 여부를 판단하는 단계; 및 상기 웨이크 업 신호를 수신한 경우 우선순위 노드를 선택하는 동적 스케쥴링을 선택하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 LIN 통신 시스템의 동적 스케쥴링 방법은 복수의 슬레이브 노드가 하나의 마스터 노드에 연결된 경우 발생하는 동작 지연을 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 LIN 통신에서 사용되는 메시지 프레임 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 일반적인 LIN 통신에서 슬립 모드에서 웨이크 업 요청 신호를 수신하여 초기화 후 사전에 정의된 스케쥴 테이블대로 스케쥴링하는 스케줄링 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 발명의 실시예에 따른 스케줄링 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 일반적인 웨이크 업 신호 사양을 나타내는 도면이다.
도 5는 발명의 실시예에 따라 마스터 노드가 웨이크 업 신호를 송신한 슬레이브 노드를 인지하여 스케쥴링을 조절하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 발명의 실시예에 따라 슬립 모드에서 웨이크 업 신호 수신 여부에 따라 스케쥴링을 선택하는 흐름을 나타내는 도면이다.
도 7은 발명의 실시예에 따라 수신된 웨이크 업 신호의 도미넌트 길이에 따라 마스터 노드에서 가장 먼저 송신해야 할 슬레이브 노드를 선택하는 흐름을 나타내는 도면이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 2는 일반적인 LIN 통신에서 슬립 모드에서 웨이크 업 요청 신호를 수신하여 초기화 후 사전에 정의된 스케쥴 테이블대로 스케쥴링하는 스케줄링 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일반 스케쥴 테이블에서는 마스터 노드(100)가 제1 슬레이브 노드(210), 제2 슬레이브 노드(220) 및 제3 슬레이브 노드(230) 순으로 보내는 FID 및 이에 응답하는 순서가 정해져 있다.
마스터 노드(100)는 상기의 순으로 슬레이브 노드(210, 220, 230)로부터 데이터를 수신한다. 마스터 노드(100)는 LIN 스케줄링 테이블을 기반으로 메시지 스케줄링을 수행하기 때문에, 제3 슬레이브 노드(230)에서 송신을 희망하여도 이는 제1 및 제2 슬레이브 노드(210, 220) 이후가 되고, 따라서 지연이 발생하게 된다.
도 3은 발명의 실시예에 따른 스케줄링 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 마스터 노드(100)가 슬립 모드에서 제3 슬레이브 노드(230)로부터 웨이크 업 신호를 수신하면 마스터 노드(100)는 웨이크 업 신호를 송신한 제3 슬레이브 노드(230)가 먼저 데이터를 송신할 수 있도록 스케쥴링을 변경한다.
마스터 노드(100)는, 다수의 슬레이브 노드(210, 220, 230)로부터 송신되는 로컬 신호에 각각 순차적으로 1:1로 대응하여 응답한다. 상기 다수의 슬레이브 노드(210, 220, 230)들도 상기 마스터 노드(100)에 순차적으로 1:1로 로컬 신호를 송신하여 그 응답에 따라 제어 권한을 받아 동작한다.
웨이크 업 신호를 송신하지 않은 제1 및 제2 슬레이브 노드(210, 220)는 미리 정해진 우선순위대로 스케쥴링하고, 마스터 노드(100)는 순서대로 슬레이브 노드를 호출하여 통신한다.
도 4는 일반적인 웨이크 업 신호 사양을 나타내는 도면이고, 도 5는 발명의 실시예에 따라 마스터 노드가 웨이크 업 신호를 송신한 슬레이브 노드를 인지하여 스케쥴링을 조절하는 방법을 나타내는 도면이다.
LIN 통신 국제 규격에서 정해 놓은 웨이크 업 신호 사양으로 버스(BUS)를 250us 내지 5ms 사이의 시간동안 강제로 도미넌트(Dominant) 상태로 설정한다. 본 발명의 실시예에서는 웨이크 업 신호 송신시 각 슬레이브 노드마다 정해진 사양에 따라 LIN BUS의 도미넌트 레벨(Dominant Level)의 시간 길이를 다르게 전송해서 마스터 노드(100)는 어떤 슬레이브 노드가 웨이크 업 신호를 송신했는지를 인지하여 웨이크 업 신호를 보낸 노드가 가장 먼저 데이터를 전송할 수 있도록 스케쥴링을 조정한다.
도 6은 발명의 실시예에 따라 슬립 모드에서 웨이크 업 신호 수신 여부에 따라 스케쥴링을 선택하는 흐름을 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이, 슬립 모드인지를 판단하여(S100), 슬립 모드가 아닌 경우 미리 정해진 우선순위대로 슬레이브 노드의 스케쥴링을 선택한다(S300).
또한, S100의 단계에서 슬립 모드인 경우, 슬레이브 노드로부터 웨이크 업 신호를 수신하였는지를 판단하여(S200), 수신하지 않은 경우는 슬립 모드를 유지하여 종료하고, 수신한 경우에는 어떤 슬레이브 노드가 웨이크 업 신호를 송신하였는지를 파악하고, 이를 반영하여 우선 순위를 변경하는 동적 스케쥴링을 선택한다(S400).
도 7은 발명의 실시예에 따라 수신된 웨이크 업 신호의 도미넌트 길이에 따라 마스터 노드에서 가장 먼저 송신해야 할 슬레이브 노드를 선택하는 흐름을 나타내는 도면이다. 즉, 동적 스케줄링 방법을 나타내는 도면이다.
도 7에 도시된 도미넌트의 시간 길이는 일 예를 든 것이며, 설정에 따라 다르게 변경될 수 있다. 또한, 시간 값 또는 시간 범위가 판단 기준이 될 수 있다.
처음으로, 마스터 노드에서 수신한 도미넌트 길이가 제1 시간(예를 들어, 300us) 인지를 판단하여(S410), 300us인 경우 제1 슬레이브 노드를 제1 우선순위 노드로 스케쥴링한다(S430).
다음으로, S410의 단계에서 마스터 노드에서 수신한 도미넌트 길이가 제1 시간이 아닌 경우 제2 시간인지를 판단하여(S420), 제2 시간이 아닌 경우는 제3 슬레이브 노드를 제1 우선순위 노드로 스케쥴링한다(S440).
또한, S420의 단계에서 마스터 노드에서 수신한 도미넌트 길이가 제2 시간인 경우 제2 슬레이브 노드를 제1 우선순위 노드로 스케쥴링한다(S450). 다음으로, 상기의 과정에서 선택된 제1 우선순위 노드를 제외한 슬레이브 노드에 대해서는 미리 정해진 우선순위에 따라 스케쥴링을 선택한다(S460).
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다.
따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 마스터 노드
200: 슬레이브 노드
210: 제1 슬레이브 노드
220: 제2 슬레이브 노드
230: 제3 슬레이브 노드

Claims (4)

  1. LIN 통신에 있어서,
    슬립 모드인지를 판단하는 단계;
    슬립 모드인 경우 마스터 노드가 웨이크 업 신호의 수신 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 웨이크 업 신호를 수신한 경우 우선순위 노드를 선택하는 동적 스케쥴링을 선택하는 단계를 포함하고,
    상기 동적 스케쥴링을 선택하는 단계는,
    상기 마스터 노드에서 수신한 슬레이브 노드로 부터의 도미넌트 길이가 제1 범위인 경우, 상기 슬레이브 노드 중 제1 슬레이브 노드를 제1 우선순위 노드로 선택하고, 제2 범위인 경우, 상기 슬레이브 노드 중 제2 슬레이브 노드를 제1 우선순위 노드로 선택하는 것을 특징으로 하는 LIN 통신 시스템의 동적 스케쥴링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도미넌트 길이는,
    도미넌트의 시간 길이, 시간 값 및 시간 범위들 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 LIN 통신 시스템의 동적 스케쥴링 방법.


  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 동적 스케쥴링을 선택하는 단계 이후,
    상기 선택된 우선순위 노드를 제외한 슬레이브 노드에 대해서는 미리 정해진 우선순위에 따라 스케쥴링을 선택하는 것을 특징으로 하는 LIN 통신 시스템의 동적 스케쥴링 방법.
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