KR20010105369A - 제어영역 네트웍 프로토콜의 양레벨 노드 확인자 - Google Patents

Abstract

표준 CAN 프로토콜 메시지 포맷의 29비트 확인자 필드는 메시지 함수부와; 시스템내의 대다수의 다른 노드와 마찬가지로 서로 통신할 수 있어야만 하는 클래스 1노드 확인자를 확인하기 위한 클래스 1노드 확인부와; 그 대부분이 2노드 확인자를 위해 사용되고, 그 일부는 클래스 2노드가 서로 통화하는 경우 클래스 1노드 확인자를 위해 사용되며, 서로 통화되서는 안될 클래스 2노드를 확인할 뿐만 아니라 클래스 1노드와 통화하기 위한 선택가능한 노드 확인자부분으로 분할된다. 선택가능부의 현저하지 않은 8비트는 선택가능부의 가장 현저한 8비트가 모두 제로일 때 그리고 선택가능부의 가장 현저한 8비트의 그 어느 것이라도 1을 나타고 가장 낮은 차수의 8비트가 클래스 2 확인자일 때 클래스 1 확인자를 나타낸다. 따라서, 상기 선택가능부는 예를 들어 256클래스 1노드와 65,280클래스 2노드를 확인할 수 있다.

Description

제어영역 네트웍 프로토콜의 양레벨 노드 확인자{BILEVEL NODE IDENTIFIERS IN CONTROL AREA NETWORK PROTOCOL}

다수의 엘리베이터를 갖는 엘리베이터 시스템은 집단으로 배치된 다수의 엘리베이터를 갖는 것으로 알려져 있으며, 빌딩내에는 여러개의 집단이 있다. 각각의 엘리베이터 카(elevator car)상에서의 노드와 집단 제어기에서의 노드 및 빌딩내의 노드를 포함하여 모든 노드중에서의 통신은 송신기와 수신기가 구비된 통신 코프로세서에 의해 단일의 통신 프로토콜로 이루어진다.

이러한 시스템은 상당한 양의 통신 하드웨어를 필요로 한다. 따라서, 이미 사용되고 있는 산업표준에 따라 저렴한 하드웨어가 요망되고 있다.

최근 구내통신망(LAN)에서의 혁명은 제어영역 네트웍(CAN) 표준을 들 수 있으며, 그 기본적인 레벨은 ISO 11898 및 ISO 11519-1에 기준하고 있다. 상기 CAN 표준은 본래 차량용에 사용시 분포된 실시간 제어를 만족시키기 위해 개발되었다. 그 결과, 일부 제조업자들은 프로토콜에 일치하는 저렴한 CAN칩을 제공하고 있다.

CAN 프로토콜에서는 주어진 메시지에서 그 관심사항(interest)를 결정하기 위하여 각각의 노드를 수용하므로써, 동일한 확인자 필드(identifier field)가 여과된다. 필터를 통과하는 메시지는 수신되고, 그렇지 않은 메시지는 무시된다. 이러한 CAN 프로토콜은 방송형 시스템으로서; 메시지는 단순히 버스에 놓이고, 주어진 메시지를 수용해야 할 노드를 수용한 메시지는 조정된 필터링을 갖게 된다. 따라서, CAN 프로토콜에 의해 차별화될 수 있는 수용노드의 수는 확인자 필드에 나타난 수로 한정된다. CAN 프로토콜 확인자 필드는 하나의 포맷에서 11비트로 한정되며, 다른 포맷에서는 29비트로 한정된다. 차별화된 메시지의 최대수를 약 2,000으로 한정하는 11비트는 전형적으로 수만개의 노드를 갖는 엘리베이터용으로는 부적합하다. 엘리베이터 제어시스템에서 사용할 수 있는 프로토콜은 소스와 수신지 식별부(destination identification)를 가져야만 하는데, 이것은 CAN 프로토콜의 29비트 확인자내에 2개의 분리된 확인자가 수용되어야만 할 것을 의미한다. 또한, 엘리베이터 제어시스템에 사용할 수 있는 프로토콜은 확인자 필드에 의해 수용되는 네트웍 서비스 형태와 몇개의 프라이어리티(priority)를 포함해야만 한다. 만일 이들이 예를 들어 5비트의 함수 필드(function field)로 수용되었다면, 소스 노드 식별부와 수신지 노드 식별부를 위해 24비트를 남길 것이며, 여러 노드를 차별화하기 위해서는 12비트를 남겨서 시스템을 약 4,000 노드로 한정하게 되므로써 상당히 부적합하게 된다.

구내통신 제어망(local area control network)을 사용하는 엘리베이터 시스템의 실시예는 미국 특허 5,387,769호와 5,202,540호에 개시되어 있으며, 이러한시스템에 사용하기 위한 연장된 CAN 프로토콜 메시시 포맷의 실시예는 미국 특허 5,854,454호에 개시되어 있다.

본 발명은 최대 수천 노드를 갖는 엘리베이터 제어통신 네트웍에서 메시지의 루팅을 제공하기 위한 제어영역 네트웍(control area network: CAN)의 연장에 관한 것이다.

도1은 공지된 표준 CAN 2.0 프로토콜 메시지 포맷의 다이아그램.

도2는 클래스 1노드와 클래스 2노드 사이에 통신이 이루어졌을 때 본 발명에 따라 변형된 CAN 2.0 프로토콜 메시지 포맷의 다이아그램.

도3은 2클래스 1노드 사이에 통신이 이루어졌을 때 본 발명에 따라 변형된 CAN 2.0 프로토콜 메시지 포맷의 다이아그램.

본 발명의 목적은 기능이 다른 메시지를 갖는 수만개의 노드 사이에서 통신을 지원할 CAN 프로토콜을 제공하고, 엘리베이터 시스템에 사용하기 위한 CAN 프로토콜을 개선하기 위한 것이다.

본 발명에 따르면, 엘리베이터 제어시스템은 시스템에 남아있는 수많은 모든 노드와의 통신과 마찬가지로 서로 통신할 수 있어야만 하는 매우 적은 수의 노드를 갖고 있으며, 그 각각은 그 클래스(class)에서 다른 노드와 통신해서는 안될 뿐만 아니라 제1클래스의 노드와 통신해야만 한다. 따라서, 노드의 제2클래스의 아이덴티티(identity)는 소스 노드 및 수신지 노드 식별부와 동일한 메시지에 나타날 필요는 없다.

본 발명에 따르면, 표준 CAN 하드웨어에 사용하기에 적합한 메시지 프로토콜은 시스템의 다른 모든 노드와 통화할 필요가 있는 노드의 제1클래스를 확인하기 위해 확인자 필드의 일부와, 제2클래스의 다른 노드와는 통화할 필요가 없지만 상기 제1클래스의 노드와는 통화할 필요가 있는 노드의 제2클래스를 확인하기 위해 확인자 필드의 제2부분을 사용하며; 상기 제2부분은 제2부분의 나머지가 2진값과 동일한 2진비트를 가졌을 때 상기 제1클래스의 노드를 확인하는 서브부와, 각각의 노드 확인자가 노드를 소스 또는 수신지로 확인하는지의 여부를 식별하는 상기 확인자 필드의 메시지 기능부를 포함한다. 본 발명은 여러가지 특징을 포함하고 있다. 첫째로는 노드를 2개의 클래스로 분류한다는 점으로서; 이들중 제1클래스는 단일의 메시지에서 소스 노드와 수신지 노드로서 동일한 클래스의 노드를 확인할 수 있으며, 제2클래스는 결코 서로 통화하지 않으므로써 동일한 메시지에서 소스 노드와 수신지 노드로 나타나지 않는 확인자와 통화하지 않는다. 이에 의해 상기 제2클래스의 다수의 노스를 확인하기 위해 확인자 필드의 대부분을 사용할 수 있게 된다. 둘째로, 본 발명은 소스 노드 확인자 및 수신지 노드 확인자로서 확인자 필드의 할당부를 제거하며, 그 대신에 소스 노드나 수신지 노드를 확인하는 노드 확인부의 어느 한쪽을 확인하기 위해 보다 적은 비트 용량을 이용한다. 셋째로, 본 발명은 제1클래스의 2개의 노드 사이에 통신이 이루어졌을 때 제1클래스의 노드를 확인하기 위해 제2클래스 노드 확인부의 일부를 사용한다. 본 발명은 서로 통신되지 않는 수만개의 노드가 있는 엘리베이터 제어시스템 등의 제어시스템에서 표준 CAN 하드웨어를 사용한다.

본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도1에 있어서, 표준 CAN 2.0 프로토콜 메시지 포맷은 11비트 확인자 필드와 18비트 확인자 필드를 포함하며, 이들은 서로 조합하여 29비트 확인자 필드를 형성한다. 도2에 있어서, CAN 2.0 프로토콜 메시지 포맷은 엘리베이터 제어시스템에 사용하기 위하여 상기 29비트 확인자 필드를 3개의 부분 즉, 메시지 함수 필드로서의 x비트로 분할하며, 이러한 x비트는 29비트 확인자 필드의 나머지 2개의 부분의 수신지를 포함한며, 이러한 부분은 수신지 노드 확인자를 나타낸다. 일실시예에서 상기 함수부분은 5개의 비트를 포함할 수도 있다. n비트의 제2부분은 서로 통화해서는 아니되는 시스템 노드의 대부분중 하나를 확인하는 2클래스 노드 확인자부분이다. 일실시예에 따르면, 2클래스 확인자부분은 16비트를 포함한다. m비트의 제3부분은 클래스 1노드 확인자부분으로서, 클래스 2노드와 마찬가지로 서로 통신하는 다수의 클래스 1노드중 하나를 확인한다. 일실시예에서, 클래스 1노드 확인자부분은 8비트를 포함하고 있다. 도2에서, 클래스 2노드 확인자는 모두 클래스 2노드를 확인하는데 사용되는 것은 아니며, 그 필드의 가장 적은 8비트는 2클래스 1노드가 서로 통신하게 될 때 클래스 1노드중 하나를 확인한다. 도3에 도시된 바와 같이, 클래스 2노드 확인자부분의 최대 8비트가 모두 제로가 될 때(일실시예에서), 클래스 2노드 확인자부분의 가장 적은 8비트는 클래스 1노드를 확인한다. 이러한 이유로 인해, 클래스 2노드 확인자를 포함하고 있는 29비트 확인자 필드의 부분은 선택가능부로 언급된다. 클래스 1노드를 확인하기 위해 상기 선택가능부의 가장 적은 비트를 사용하는 것은 클래스 2노드를 확인하기 위해 상당한 수가 사용될 수있게 한다. 예를 들어, 상기 선택가능부로부터 256클래스 1노드를 제거하면 65,280클래스 2노드 확인자가 남는다.

도3에서처럼 모두 제로로 하는 대신에, 선택가능한 확인자부분의 높은 차수부분(high order portion)은 모두 가장 적은 8비트가 클래스 1확인자를 포함하는 것을 표시하기 위한 것으로 세팅된다. 이 경우, 클래스 1확인자는 선택가능부의 가장 높은 차수(즉, 65,280 내지 65,535 사이)가 된다. 본 발명은 필요에 따라 어느 쪽으로도 사용될 수 있다. 따라서, 도3에서 "n-m"으로 표시된 선택가능부의 고차수 서브부는 모두 제로를 대신하는 것이 된다. 서술한 바와 같이, 일실시예에 따르면 x는 5이고, n은 16이고, m은 8이다. 엘리베이터를 위한 다른 실시예에 따르면 x는 4이고, n은 15이며, m은 10이다. 이것은 16함수 타입에서 1,000클래스 1노드 이상, 그리고 31,000클래스 2노드 이상을 갖도록 허용한다. 물론 필요에 따라 본 발명의 실시에 적합하도록 다른 수가 설정될 수도 있다.

29비트 확인자 비트의 함수부(function portion)는 확인자 필드에서 하나이상의 가장 현저한 비트를 사용하여 메시지의 프라리어리티 레벨(priority level)을 설정할 수 있도록 가장 현저한 차수의 확인자 필드로 표시되며, 이에 따라 상기 프라이어리티는 표준 CAN 충돌 프로토콜에 의해 순서대로 실시되며; 상기 충돌 프로토콜은 가장 현저한 것으로부터 가장 현저하지 않은 것을 하나의 값에서 없은 제로값과의 비트 비교를 실행한다. 클래스 1노드 및 클래스 2노드를 확인하는 선택부와 클래스 1확인자부분의 차수는 관련이 없다.

상술한 특허명세서는 본 발명에 참조인용되었다.

본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims (7)

1. 다수의 클래스 1노드와 다수의 클래스 2노드를 구비한 다중처리기 제어시스템의 여러 노드 사이에서 통신하기 위한 방법에서; 상기 각각의 클래스 1노드는 클래스 1노드의 다른 노드와 상기 클래스 1노드 이외의 제어시스템 노드와 통신해야만 하며; 상기 각각의 클래스 2노드는 표준 CAN(control area network: CAN) 메시지 포맷에 응답하는 제어영역 네트웍을 사용하여, 적어도 하나의 클래스 1노드와 통신하지만 클래스 2노드의 다른 노드와는 통신하지 않으며; 상기 표준 CAN 메시지 포맷에서 가장 현저한 비트는 프레임 비트의 시작부이고, 그 다음으로 가장 현저한 31비트는 29비트 확인자 필드를 포함하고, 그 다음의 비트는 원격전송 리퀘스트 비트를 포함하며, 그 다음의 6비트는 제어 비트의 필드를 포함하고, 0 내지 64 비트의 그 다음 필드는 데이터 필드를 포함하며, 그 다음의 16비트는 주기적인 중복 체크 필드를 포함하며, 그 다음의 2비트는 인식 필드를 포함하고, 가장 현저하지 않은 7비트는 프레임 필드의 단부를 포함하는 통신방법에 있어서,

   확인자 필드의 다른 비트를 수신지 코드 확인자 또는 소스 노드 확인자로 확인하기 위해, 상기 확인자 필드의 가장 현저한 비트를 포함하는 상기 CAN 확인자 필드의 연속한 부분으로 구성된 메시지 함수 형태부를 제공하는 단계와;

   다수의 클래스 1노드중 하나를 확인하는 클래스 1노드 확인자를 포함하기 위해, 상기 CAN 확인자 필드의 연속한 부분으로 구성된 클래스 1노드 확인자부분을 제공하는 단계와;

   상기 클래스 1노드중 하나와 상기 클래스 2노드중 하나 사이에 통신이 이루어졌을 때 상기 다수의 클래스 2노드중 하나를 확인하는 클래스 2노드 확인자를, 또는 상기 클래스 노드의 두 노드 사이에 통신이 이루어졌을 때 클래스 1노드중 하나를 포함하기 위해, 상기 메시지 함수 형태부와 클래스 1노드 확인자부분을 제외한 상기 CAN 확인자 필드의 연속한 부분으로 구성된 선택가능한 노드 확인자부분을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드 사이의 통신방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 클래스 2노드 확인자에서의 비트수는 클래스 1노드 확인자에서의 비트수 보다 높은 것을 특징으로 하는 노드 사이의 통신방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 클래스 2노드 확인자에서의 비트수는 클래스 1노드 확인자에서의 비트수의 2배인 것을 특징으로 하는 노드 사이의 통신방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 선택가능한 노드 확인자부분은 클래스 1노드의 두 노드 사이에 통신이 이루어졌을 때 모두 동일한 2진값을 값는 2진 비트의 연속한 서브부와 클래스 1노드 확인자 서브부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드 사이의 통신방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 동일한 2진값은 제로인 것을 특징으로 하는 노드 사이의 통신방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 선택가능한 노드 확인자부분의 클래스 1노드 확인자 서브부는 상기 선택가능한 노드 확인자부분의 가장 현저하지 않은 비트를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드 사이의 통신방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 클래스 1노드 확인자부분은 CAN 확인자 필드의 가장 현저하지 않은 비트를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드 사이의 통신방법.