KR101179431B1 - 이더캣 네트워크 시스템 및 이의 운용 방법 - Google Patents

이더캣 네트워크 시스템 및 이의 운용 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이더캣 네트워크 시스템 및 그의 운용 방법에 관한 것으로, 이더캣 네트워크를 사용하는 시스템에서 하나 이상의 이더캣 슬레이브 노드가 사고 또는 고장이 발생했을 경우 이를 검출함과 동시에 고장이 발생한 이더캣 슬레이브 노드를 정상적으로 이더캣 통신이 이루어지도록 지원하기 위한 것이다. 본 발명은 이더캣 마스터 노드와 복수의 이더캣 슬레이브 노드들이 이더캣 통신 라인을 기반으로 접속된 이더캣 네트워크 시스템의 운용 방법에 있어서, 적어도 하나의 이더캣 슬레이브 노드의 유선 이더캣 통신 인터페이스에 통신 이상 상태가 발생하는 단계 및 상기 통신 이상 상태가 발생한 이더캣 슬레이브 노드가 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 주변 노드와의 메시지 수신 기능 및 메시지 전파 기능 중 적어도 하나를 무선 통신 방식을 기반으로 수행하는 수행 단계를 포함하는 이더캣 네트워크 시스템의 운용 방법의 구성 및 이를 기반으로 운용되는 시스템을 개시한다.

Description

이더캣 네트워크 시스템 및 이의 운용 방법{Network Management System based on a EhterCAT And Managing Method thereof}
본 발명은 이더캣 네트워크에 관한 것으로, 특히 이더캣 기반의 네트워크 시스템에서 적어도 하나의 이더캣 슬레이브 노드의 고장 발생을 관리하고, 그에 따른 전체 네트워크의 통신 두절 상태를 관리하여 보다 안정적인 이더캣 네트워크 운용을 할 수 있도록 지원하는 이더캣 네트워크 시스템 및 이의 운용 방법에 관한 것이다.
자동차 산업이나 로봇 산업 등에 이용되는 산업용 네트워크 시스템은 산업현장에서 필요로 하는 다양한 요구사항을 만족하기 위하여 끊임없는 발전을 거듭하고 있다. 70년대 GM에 의해 개발되어 생산 자동화 네트워크의 발전을 이끌었던 MAP에서부터 PLC공정에 적합한 CC-Link, CAN 기반의 DeviceNet과 CANopen, 모션제어 어플리케이션을 위한 통신 인터페이스인 SERCOS 등 다양한 산업용 네트워크들이 개발 및 발전해 왔다. 그리고 최근 들어 생산기술이 급속도로 발전함에 따라 보다 효율적이고 신뢰성 높은 결과를 얻기 위한 산업용 네트워크의 요구사항은 계속해서 증가하고 있다. 또한, 산업용 네트워크를 이용한 공장자동화 시스템에서의 액추에이터 레벨, 센서 레벨이 점차 디지털 신호 전송형태로 교체됨에 따라 다양한 마이크로프로세서를 이용한 지능형 스마트 액추에이터로의 통합의 필요성이 증가하고 있다.
이와 같은 흐름에 발맞추어 최근 공장설비, 공정제어 설비, 빌딩자동화, 인프라 부문에서 사용되는 산업용 통신 네트워크에 Ethernet을 기반으로 하는 통신 프로토콜 시스템 적용이 주류로 부상하고 있다. 특히 자동화 영역의 필요에 의해 탄생한 산업용 Ethernet 기술 즉 이더캣 기술은 공정 자동화, 전력 IT, 모션 분야 등 전 산업 분야로 적용이 확산되고 있다. 이와 더불어 국외에서는 산업용 이더넷 시장의 선점을 위하여 Ethernet/IP, Profinet, 이더캣[1-2] 등의 표준화 작업이 IEC에서 진행 중에 있다. 이러한 이더캣 통신은 성능이 뛰어나고 시스템의 구축비용이 기존의 산업용 이더넷 통신 시스템보다 저렴하며, 사용자들의 접근성이 뛰어나기 때문에 향후 산업용 이더넷의 대표적인 통신방식으로 대두되고 있으며 그에 따른 산업용 이더넷 통신 시스템 구축에 필요한 하드웨어의 개발이 이루어지고 있는 실정이다.
한편 이더캣 네트워크 시스템에서는 일반적으로 마스터에서 LAN카드를 하나만 사용하기 때문에 단일 연결망을 이용한다. 이 경우 하나 이상의 이더캣 슬레이브 노드에서 사고 또는 고장이 발생할 경우 그 노드 이후부터는 통신이 활성화되지 않는 문제점이 있다. 이러한 문제를 극복하기 위한 방안으로 두 개의 LAN카드를 사용하여 이더캣 네트워크를 원형 토폴로지[ring topology] 형태의 네트워크로 구성하는 방안이 제시되고 있다. 이에 따라 특정 이더캣 슬레이브 노드에서 사고 또는 고장 발생으로 인하여 통신이 불가능하더라도 이더캣 네트워크는 고장 발생한 해당 이더캣 슬레이브 노드를 제외하고 다른 이더캣 슬레이브 노드를 통하여 마스터 노드와 통신할 수 있도록 지원한다. 그러나 원형 토폴로지 형태의 이더캣 네트워크를 구성한다 하더라도 2개 이상의 이더캣 슬레이브 노드가 통신 불가 상태가 되는 경우에는 2개 이상의 이더캣 슬레이브 노드 사이에 배치된 이더캣 슬레이브 노드들이 정상적으로 통신이 가능하다 하더라도 데이터를 송수신할 수 없게 된다. 일반적으로 이더캣 네트워크가 사용되는 분야는 산업 자동화, 로봇 시스템 등 고속 및 안전이 중요시 되는데 상술한 바와 같이 종래 이더캣 네트워크 시스템은 다수개의 이더캣 슬레이브 노드 사고 또는 고장 발생 시 정확히 어떠한 이더캣 슬레이브 노드에서 고장이 발생하였는지 즉시 검출이 불가능하며, 결과적으로 시스템의 안정성을 보장하지 못하는 문제점을 안고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 이더캣 네트워크를 사용하는 시스템에서 하나 이상의 이더캣 슬레이브 노드가 사고 또는 고장이 발생했을 경우 이를 검출함과 동시에 고장이 발생한 이더캣 슬레이브 노드를 정상적으로 이더캣 통신이 이루어지도록 지원하는 이더캣 네트워크 시스템 및 이의 운용 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템은 각 이더캣 슬레이브 노드의 동작 제어를 위한 메시지를 작성하고, 작성된 메시지를 해당 이더캣 슬레이브 노드에 전파하는 이더캣 마스터 노드, 유선 이더캣 통신 인터페이스를 기반으로 인접된 이더캣 슬레이브 노드 또는 상기 이더캣 마스터 노드로부터 메시지를 수신하고, 수신된 메시지에 따른 동작을 수행하는 복수의 이더캣 슬레이브 노드, 상기 이더캣 마스터 노드와 상기 이더캣 슬레이브 노드 및 상기 이더캣 슬레이브 노드들 간의 메시지 전달을 유선으로 지원하는 이더캣 통신 라인을 포함하고, 상기 이더캣 슬레이브 노드들은 상기 유선 이더캣 통신 인터페이스에 통신 이상 상태가 발생한 경우 무선 통신 모듈을 기반으로 메시지 수신 및 메시지 전파 중 적어도 하나를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 이더캣 슬레이브 노드는 상기 유선 이더캣 통신 방식을 기반으로 메시지를 송수신하는 입출력 포트, 상기 입력 포트를 통하여 수신된 메시지를 출력 포트를 통하여 전파하는 이더캣 슬레이브 모듈, 상기 이더캣 슬레이브 모듈로부터 메시지를 전달받고 수신된 메시지에 기반으로 특정 동작 수행을 제어하는 이더캣 슬레이브 코어, 상기 이더캣 슬레이브 코어와 연결되는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
상기 이더캣 슬레이브 코어는 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 이전 노드로부터 메시지를 무선으로 수신하며 상기 이더캣 슬레이브 모듈이 정상 동작하는 경우, 상기 수신된 메시지를 상기 입출력 포트 중 입력 포트가 접속된 이더캣 슬레이브 모듈의 입력단으로 전달하도록 제어할 수 있다.
이에 따라 상기 이더캣 슬레이브 모듈은 상기 이더캣 슬레이브 코어가 전달된 메시지를 상기 입력 포트로부터 전달된 것으로 인식하고, 이더캣 통신 라인이 연결된 다음 노드에 상기 메시지를 유선 이더캣 통신 방식의 출력 포트를 통하여 전파할 수 있다.
한편, 상기 이더캣 슬레이브 코어는 다음 노드로 전파한 메시지에 대한 응답 메시지를 일정 시간 이전에 수신하지 못한 경우, 다음 노드와 무선 통신 채널을 형성하고, 상기 메시지를 무선 통신 채널을 기반으로 전파하도록 제어할 수 있다.
또한 상기 이더캣 슬레이브 코어는 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 이전 노드로부터 메시지를 무선으로 수신하며 상기 이더캣 슬레이브 모듈이 정상 동작하지 못하는 경우, 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 다음 노드와 무선 통신 채널을 형성하고, 상기 무선 통신 채널을 기반으로 상기 메시지를 다음 노드에 전파하도록 제어할 수 있다.
상기 이더캣 슬레이브 코어는 상기 유선 이더캣 통신 인터페이스에 통신 이상 상태가 발생한 경우 이상 상태 발생을 지시하는 에러 메시지를 상기 이더캣 네트워크 시스템을 구성하는 노드 중 적어도 하나의 노드에 방송하도록 제어할 수 있으며, 여기서 상기 에러 메시지는 상기 유선 이더캣 통신 인터페이스에 통신 이상 상태가 발생한 노드의 고유 식별 번호, 상기 유선 이더캣 통신 인터페이스의 이상 발생의 종류 정보를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 이더캣 마스터 노드와 복수의 이더캣 슬레이브 노드들이 이더캣 통신 라인을 기반으로 접속된 이더캣 네트워크 시스템의 운용 방법에 있어서, 적어도 하나의 이더캣 슬레이브 노드의 유선 이더캣 통신 인터페이스에 통신 이상 상태가 발생하는 단계, 상기 통신 이상 상태가 발생한 이더캣 슬레이브 노드가 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 주변 노드와의 메시지 수신 기능 및 메시지 전파 기능 중 적어도 하나를 무선 통신 방식을 기반으로 수행하는 수행 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더캣 네트워크 시스템의 운용 방법의 구성을 개시한다.
여기서 상기 수행 단계는 수신된 메시지를 상기 이더캣 슬레이브 노드의 통신 기능을 지원하며 입력 포트와 직접 연결되는 이더캣 슬레이브 모듈의 입력단에 전달하고, 상기 이더캣 슬레이브 모듈이 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 다음 노드에 유선 이더캣 통신 방식으로 상기 메시지를 전파하는 단계 또는 상기 이더캣 슬레이브 노드의 통신 기능을 지원하는 이더캣 슬레이브 모듈이 정상 동작하지 못하는 경우, 상기 이더캣 슬레이브 노드의 이더캣 슬레이브 코어 제어에 따라 상기 메시지를 출력 포트를 통하여 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 다음 노드에 유선 이더캣 통신 방식에 따라 전파하는 단계 중 어느 하나의 단계를 포함할 수 있다.
그리고 상기 방법은 상기 다음 노드로부터 상기 메시지 전파에 대한 응답 메시지를 일정 시간 이내에 미수신하는 경우, 상기 다음 노드와 무선 통신 채널을 형성하는 단계 및 상기 무선 통신 채널을 기반으로 상기 메시지를 상기 다음 노드에 전파하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 방법은 상기 이더캣 슬레이브 노드가 자신의 고유 식별 정보 및 상기 유선 이더캣 통신 인터페이스의 이상 상태 종류를 지시하는 정보를 포함한 에러 메시지를 방송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템 및 이의 운용 방법은 이더캣 마스터 노드에 복수개의 LAN카드를 구비할 필요가 없고, 이더캣 슬레이브 노드의 이더캣 슬레이브 모듈만 손상되었을 경우에도 데이터가 정상적으로 송수신될 수 있도록 지원하며, 복수개의 이더캣 슬레이브 노드에서 고장이 발생하더라도 고장 발생이 없는 이더캣 슬레이브 노드는 정상적으로 동작할 수 있도록 지원한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이더캣 네트워크 시스템의 구성을 개략적으로 나태는 도면,
도 2는 도 1의 이더캣 슬레이브 노드의 구성을 보다 상세히 나타낸 블록도,
도 3은 부분적으로 또는 전반적으로 무선 통신 방식으로 운용되는 이더캣 네트워크 시스템 운용을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이더캣 네트워크 시스템의 운용 방법을 설명하기 위한 순서도.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이더캣 네트워크 시스템(10)의 전반적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)은 이더캣 마스터 노드(100)와 복수개의 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)을 포함하며, 이더캣 마스터 노드(100)와 특정 이더캣 슬레이브 노드 예를 들면 제1 이더캣 슬레이브 노드(210) 및 각 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250) 간을 연결하는 이더캣 통신 라인(50)을 포함할 수 있다. 상기 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)은 FPGA에 시스템 실장된 형태로 제작될 수 있다.
상기 이더캣 네트워크 시스템(10)은 로봇 통신용 시스템으로 적용될 수 있는 네트워크 시스템으로서, 매우 빠른 속도와 뛰어난 동기능력을 바탕으로 매우 신뢰도 높은 메시지 송수신 능력을 제공한다. 여기서 상기 메시지는 이더캣 프레임 형태로 생성될 수 있다. 상기 이더캣 네트워크 시스템(10)은 라인, 링, 드롭 라인, 스타 토폴로지 등을 지원할 수 있으며 이에 따라 매우 유연하게 통신망을 구성할 수 있다. 즉 이더캣 네트워크 시스템(10) 구성 및 설치가 간단하고 이더넷 토폴로지에 관계없이 1000여 개의 디지털 I/O를 30us, 200여개의 아날로그 I/O를 50us, 100여개의 서보 드라이브를 100us 이내로 업데이트 할 수 있는 성능을 제공한다. 또한 이더캣 네트워크 시스템(10)은 연결된 모든 서보 모터를 동기 구동할 수 있다.
이와 같은 이더캣 네트워크 시스템(10)은 전체 네트워크를 총괄하고 이더캣 네트워크 시스템(10)에 포함된 이더캣 슬레이브 노드(200)가 주고받는 데이터 정보 및 구성설정을 담당하는 이더캣 마스터 노드(100)와, 해당 이더캣 마스터 노드(100)에 접속하여 작동하는 이더캣 슬레이브 노드(200) 및 이더캣 마스터 노드(100)와 이더캣 슬레이브 노드(200)를 연결하는 이더캣 통신 라인(50)들로 구성된다. 이더캣 마스터 노드(100)는 NIC(Network Interface Card)를 사용하여 구성되며 NDIS(Network Driver Interface Specification) 인터페이스를 이용하여 하부계층과 통신할 수 있다. NDIS 아키텍처는 물리계층과 데이터링크계층, 그리고 응용계층만을 가지고 있어서 응용계층에서 생성된 메시지가 2계층에 해당하는 데이터링크 계층으로 직접 접근이 가능하고, 패킷단위의 데이터 송수신을 직접적으로 제어하는 것이 가능하다. 또한 이더캣 네트워크 시스템(10)에서 사용하는 NDIS 응용계층은 UDP와 같은 불필요한 오버헤드를 사용하지 않으며, 실제 총 전송지연에서 상대적으로 큰 부분을 차지하고 있는 프로세싱 타임(processing time)을 줄일 수 있다.
특히, 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)은 각각의 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)이 상호 통신이 가능한 무선 통신 모듈을 포함하여, 이더캣 통신을 위한 모듈 또는 이더캣 통신을 위한 인터페이스에 문제가 발생하더라도 상기 무선 통신 모듈을 기반으로 주변 이더캣 슬레이브 노드로부터 이더캣 프레임 형태의 메시지를 수신하거나 주변 이더캣 슬레이브 노드로 메시지를 전달할 수 있도록 지원한다.
이에 따라 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)은 유선으로 구성된 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)이 유선 상에 문제가 발생하더라도 정상적으로 구동이 가능하도록 지원할 수 있으며, 또한 통신 불가능한 이더캣 슬레이브 노드의 고장 발생을 주변 이더캣 슬레이브 노드 또는 이더캣 마스터 노드(100)에 전달하도록 함으로써, 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)은 고장에 대한 빠른 조치가 이루어질 수 있도록 지원할 수 있다.
상기 이더캣 마스터 노드(100)는 중앙 처리 장치, 메모리, NIC, OS 및 스택 등을 포함할 수 있다. 상기 이더캣 마스터 노드(100)는 PC(Personal Computer)의 NIC(Network Interface Card)카드를 기반으로 NDIS(Network Driver Interface Specification) 인터페이스를 통해 이더캣 슬레이브 노드들(200)들과 통신할 수 있다. 이 과정에서 상기 이더캣 마스터 노드(100)는 NDIS 인터페이스를 이용하여 프로토콜 드라이버(TCP/IP, IPX/SPX)로 수신되는 모든 원시 패킷에 접근할 수 있으며, 이를 통해서 OSI reference 7 layer의 2계층에서 네트워크 모니터링이나 패킷을 생성 및 송신 기능을 지원하게 된다.
특히 본 발명의 이더캣 마스터 노드(100)는 고장 발생으로 인하여 유선 기반의 이더캣 네트워크 통신을 수행할 수 없는 특정 이더캣 슬레이브 노드와 통신하기 위하여 무선 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 상기 무선 통신 모듈을 이용하여 특정 이더캣 슬레이브 노드와 메시지 송수신을 수행할 수 있다. 또한 이더캣 마스터 노드(100)는 별도의 무선 통신 모듈을 포함하지 않고 유선 기반의 이더캣 통신 모듈만을 포함할 수 도 있다.
이에 따라 이더캣 마스터 노드(100)는 유선 이더캣 통신 인터페이스를 기반으로 이더캣 슬레이브 노드 운용을 위한 메시지를 순차적으로 각 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)에 전달하며, 각 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250) 중 설정된 특정 이더캣 슬레이브 노드로부터 유선 이더캣 통신 인터페이스를 기반으로 한 응답 메시지를 수신할 수 있다. 그리고 이더캣 마스터 노드(100)는 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)가 고장 발생으로 인하여 유선 통신이 불가능한 경우 무선 통신 방식을 기반으로 슬레이브 노드 운용에 필요한 메시지 송수신을 지원할 수 있다.
상기 이더캣 마스터 노드(100)와 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)을 연결하는 이더캣 통신 라인(50)들은 도시된 바와 같이 라인 방식으로 토플로지를 구성할 수 있다. 또한 도시하지는 않았으나 앞서 언급한 바와 같이 이더캣 마스터 노드(100)와 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)을 연결하는 이더캣 통신 라인(50)들은 링 방식의 토플로지를 구성할 수 도 있다. 각각의 이더캣 통신 라인(50)들은 각 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)에 마련된 입출력 포트 예를 들면 RJ45 포트를 상호 연결할 수 있다. 즉 이더캣 통신 라인(50)들은 이더캣 마스터 노드(100)의 출력 포트와 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)의 입력 포트를 연결하며, 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)의 출력 포트와 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)의 입력 포트를 연결한다. 동일한 방식으로 상기 이더캣 통신 라인(50)들은 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)의 출력 포트와 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)의 입력 포트를, 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)의 출력 포트와 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)의 입력 포트를, 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)의 출력 포트와 제5 이더캣 슬레이브 노드(250)의 입력 포트를 연결할 수 있다. 이와 같은 방식으로 연결된 이더캣 통신 라인(50)들은 이더캣 마스터 노드(100)에서 전송되는 메시지를 각 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)에 순차적으로 전달하며, 각 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)의 응답 메시지를 이더캣 마스터 노드(100)에 전달하는 통로 역할을 수행할 수 있다.
상기 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)은 이더캣 마스터 노드(100)와 이더캣 통신 라인(50)을 통하여 통신할 수 있는 다양한 기기들이 될 수 있다. 각 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)은 이더캣 슬레이브 코어를 포함할 수 있다. 상기 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)은 이더캣 슬레이브 코어가 배치된 경우 별도의 주소 세팅 과정 없이 이더캣 마스터 노드(100)와 랜 케이블 등으로 연결될 수 있으며, 연결 즉시 필요한 기능 처리 수행을 이더캣 마스터 노드(100)가 전달하는 메시지에 따라 수행할 수 있다.
특히 본 발명의 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)은 각각 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 그리고 유선 이더캣 통신 인터페이스에 문제가 발생한 경우 각 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)은 상기 무선 통신 모듈을 기반으로 메시지 송수신을 수행할 수 있다. 이때 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)은 주변 이더캣 슬레이브 노드의 유선 통신 가능 여부에 따라 무선 통신 모듈을 수신 기능, 송신 기능 또는 송수신 기능 중 어느 하나의 방식으로 운용할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)은 시스템을 구성하는 이더캣 노드들 중 적어도 일부 즉 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250) 또는 이더캣 마스터 노드(100)와 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)이 무선 통신 모듈을 포함하도록 구성함으로써, 유선 이더캣 통신 인터페이스에 문제가 발생하여 메시지 전달을 정상적으로 수행하지 못할 경우에도 정상적인 메시지 전달을 수행할 수 있도록 지원할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)은 특정 이더캣 슬레이브 노드의 고장 발생을 빠르게 인지하여 고장 대처를 원활히 하면서도 유선 통신이 불가능한 이더캣 슬레이브 노드를 정상적으로 운행할 수 있도록 지원하여 산업 생산성을 보다 안정적으로 유지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 이더캣 슬레이브 노드(200)의 구성을 보다 상세히 나타낸 블록도이다. 설명에 앞서, 이하 설명에서는 이더캣 슬레이브 노드(200)가 무선 통신 모듈(207)을 포함하는 형태로만 설명하지만, 앞서 언급한 바와 같이 상기 무선 통신 모듈(207)은 이더캣 마스터 노드(100)에도 배치될 수 있다.
상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 이더캣 슬레이브 노드(200)는 입출력 포트(201), 이더캣 슬레이브 모듈(203), 이더캣 슬레이브 코어(205), 무선 통신 모듈(207)을 포함하며, 각 구성들을 연결하는 신호 라인들을 포함할 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 이더캣 슬레이브 노드(200)는 입출력 포트(201)를 기반으로 유선 이더캣 방식의 데이터 송수신을 지원한다. 그리고 상기 이더캣 슬레이브 노드(200)는 입출력 포트(201)에 고장이 발생하거나 문제가 발생하여 유선 이더캣 방식의 데이터 송수신이 불가능한 경우, 무선 통신 모듈(207)을 기반으로 메시지 송수신을 지원할 수 있다. 이때 송수신되는 메시지는 이더캣 프레임 형태로 작성될 수 있다. 특히 이더캣 슬레이브 노드(200)는 무선 통신 모듈(207)을 이용하여 메시지를 수신하는 기능, 주변 이더캣 슬레이브 노드 또는 이더캣 마스터 노드(100)에 메시지를 송신하는 기능, 주변 이더캣 슬레이브 노드 또는 이더캣 마스터 노드(100)와 메시지를 송수신하는 기능을 선택적으로 운용할 수 있다.
상기 입출력 포트(201)는 이더캣 통신 방식을 지원하는 입출력 포트로 RJ45 타입의 포트가 될 수 있다. 각 입출력 포트(201)는 이더캣 슬레이브 모듈(203) 제어에 따라 메시지 수신 기능과 메시지 송신 기능을 지원한다. 이를 위하여 상기 입출력 포트(201)에는 신호 라인들이 접속될 수 있다. 상기 입출력 포트(201) 중 입력 포트(202)는 주변 이더캣 슬레이브 노드의 출력 포트(204) 또는 이더캣 마스터 노드(100)와 연결된다. 그리고 상기 입출력 포트(201)의 출력 포트(204)는 주변 이더캣 슬레이브 노드의 입력 포트(202) 또는 이더캣 마스터 노드(100)와 연결된다. 상기 입출력 포트(201)는 메시지 전달 방향에 따라 입력 포트(202)로서 또는 출력 포트(204)로서의 기능을 수행할 수 있다. 이러한 입출력 포트(201)의 타 단은 상기 이더캣 슬레이브 모듈(203)에 각각 접속된다.
상기 이더캣 슬레이브 모듈(203)은 입출력 포트(201)와 이더캣 슬레이브 코어(205) 사이에 배치되어 입출력 포트(201) 중 입력 포트(202)로부터 전달되는 메시지를 확인하고, 이를 이더캣 슬레이브 코어(205)에 전달한다. 또한 상기 이더캣 슬레이브 모듈(203)은 입출력 포트(201) 중 입력 포트(202)로 전달된 메시지를 출력 포트(204)에 연결된 주변 이더캣 슬레이브 모드에 전달하도록 제어할 수 있다. 이러한 이더캣 슬레이브 모듈(203)은 입출력 포트(201)의 메시지 수신과 전달을 제어하는 구성으로서 실질적인 이더캣 슬레이브 노드(200)의 통신 기능을 담당한다.
상기 이더캣 슬레이브 코어(205)는 이더캣 슬레이브 모듈(203)과 연결되어 이더캣 슬레이브 모듈(203)이 전달한 메시지를 확인하고, 해당 메시지에 따른 동작 수행을 제어하는 구성이다. 예를 들면, 상기 이더캣 슬레이브 노드(200)가 로봇으로 구성된 경우 상기 메시지는 이더캣 슬레이브 노드(200)가 특정 동작을 수행하기 위한 정보를 포함하는 메시지가 될 수 있다. 이더캣 슬레이브 코어(205)는 이러한 메시지의 내용을 확인하고, 해당 메시지에 따른 기능을 수행할 수 있도록 다양한 기계 장치들을 제어할 수 있다.
특히 본 발명의 이더캣 슬레이브 코어(205)는 이더캣 슬레이브 모듈(203)이 정상 동작하지 않는 경우 즉 입출력 포트(201)에 랜선이 단락되거나 신호가 전송되지 않는 경우 상기 무선 통신 모듈(207)을 활성화하고, 무선 통신 모듈(207)을 기반으로 인접된 이더캣 슬레이브 모듈(203)에 자신의 입출력 포트(201)에 이상이 발생하였음을 방송할 수 있다. 이때 상기 이더캣 슬레이브 코어(205)는 자신과 연결된 이전 이더캣 슬레이브 노드 또는 이더캣 마스터 노드에 메시지를 무선 통신 방식 기반으로 전송하도록 요청할 수 있다. 무선 통신 방식 기반으로 메시지 요청을 수신한 이더캣 슬레이브 노드의 이더캣 슬레이브 코어(205) 또는 이더캣 마스터 노드는 자신의 무선 통신 모듈을 기반으로 해당 메시지를 입력 포트(202)에 이상이 발생한 이더캣 슬레이브 노드에 전송하도록 제어할 수 있다.
한편 주변 이더캣 슬레이브 노드로부터 또는 이더캣 마스터 노드로부터 메시지를 무선 통신 방식으로 수시하면, 이더캣 슬레이브 코어(205)는 해당 메시지를 이더캣 슬레이브 모듈(203)의 입력 단에 제공할 수 있다. 즉 이더캣 슬레이브 코어(205)는 수신된 메시지가 입력 포트(202)를 통하여 수신된 것처럼 해당 메시지를 이더캣 슬레이브 모듈(203)에 전달할 수 있다. 그러면 이더캣 슬레이브 모듈(203)은 수신된 메시지를 출력 포트(204)를 통하여 유선 통신 방식으로 다른 이더캣 슬레이브 노드에 전달할 수 있다.
여기서 이더캣 슬레이브 코어(205)는 출력 포트(204)를 통하여 다른 이더캣 슬레이브 노드 또는 이더캣 마스터 노드에 해당 메시지를 전파한 후 기 설정된 응답 메시지를 일정 시간 이내에 수신하지 못하면, 무선 통신 모듈(207)을 운용하여 해당 메시지를 주변 이더캣 슬레이브 노드에 전달할 수 있다. 여기서 주변 이더캣 슬레이브 노드는 메시지를 전파하는 이더캣 슬레이브 코어(205)와 유선 통신 방식으로 메시지를 전파하고 그에 따른 응답 메시지를 회신하도록 설계된 노드가 될 수 있다. 이에 따라 이더캣 슬레이브 코어(205)는 무선 통신 모듈(207)을 운용하되 기 설정된 주변 이더캣 슬레이브 노드의 고유 정보를 기반으로 해당 주변 이더캣 슬레이브 노드의 무선 통신 모듈과 통신 채널을 형성하고, 이를 기반으로 메시지를 전파할 수 있다.
한편 이더캣 슬레이브 코어(205)는 이더캣 슬레이브 노드(200)가 입력 포트(202) 및 출력 포트(204) 모두 이상이 있는 경우 즉 입출력 포트(201)를 통하여 메시지 송수신이 모두 수행되지 않는 경우, 무선 통신 모듈(207)을 운용하여 메시지 송신과 수신을 모두 제어할 수 있다. 이에 따라 이더캣 슬레이브 코어(205)는 이전 이더캣 슬레이브 노드의 무선 통신 모듈과 메시지 수신을 위한 채널을 형성하며, 다음 이더캣 슬레이브 노드의 무선 통신 모듈과 메시지 송신을 위한 채널을 형성하도록 무선 통신 모듈(207)을 제어할 수 있다. 여기서 이전 및 다음 이더캣 슬레이브 노드는 이더캣 슬레이브 노드와 유선 통신 방식으로 연이어 연결되도록 설계된 이더캣 네트워크 시스템(10)에서 메시지를 수신할 노드 및 메시지를 전파할 노드에 해당할 수 있다.
상술한 이더캣 슬레이브 코어(205)는 이더캣 슬레이브 모듈(203)을 거치지 않고 입출력 포트(201)와 직접적으로 연결되는 신호 라인을 가질 수 있다. 이에 따라 이더캣 슬레이브 코어(205)는 이더캣 슬레이브 모듈(203)에 이상이 발생한 경우 출력 포트(204) 기반의 유선 통신 방식을 이용하여 다음 이더캣 슬레이브 모듈(203)에 메시지를 전달하도록 제어할 수 있다.
상기 무선 통신 모듈(207)은 상기 이더캣 슬레이브 코어(205)와 연결되어 이더캣 슬레이브 코어(205)의 제어에 따라 주변 이더캣 슬레이브 노드와 통신 채널을 형성하는 구성이다. 이러한 무선 통신 모듈(207)은 이전 이더캣 슬레이브 노드로부터 메시지를 수신할 수 있는 통신 채널을 이더캣 슬레이브 코어(205)의 제어에 따라 생성할 수 있다. 또한 무선 통신 모듈(207)은 이더캣 슬레이브 코어(205)의 제어에 따라 다음 이더캣 슬레이브 노드에 메시지를 전파할 수 있는 통신 채널을 형성할 수 있다. 이러한 무선 통신 모듈(207)은 다양한 무선 통신 방식 중 어느 하나의 통신 방식을 지원할 수 있다. 예를 들면 상기 무선 통신 모듈(207)은 802.11 표준에 따르는 무선 통신 모듈로 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 이더캣 슬레이브 노드(200)는 입출력 포트(201)에 연결되는 랜선의 접속 상태에 이상이 발생한 경우 및 슬레이브 노드의 통신을 지원하는 이더캣 슬레이브 모듈(203)에 이상이 발생한 경우 등에 따라 각각 적응적으로 무선 통신 모듈(207)을 기반으로 한 메시지 송수신을 제어할 수 있다. 이때 본 발명의 이더캣 슬레이브 노드(200)는 유선 통신 방식을 이용할 수 있는 상황에서는 유선 통신 방식을 우선적으로 운용할 수 있는 신호 패스를 구성함으로써 구동 동기율이 높고 보다 안정적인 메시지 송수신을 지원할 수 있다.
상술한 무선 통신 모듈(207)을 포함하는 이더캣 슬레이브 노드(200)를 기반으로 통신 이상 발생에 따른 네트워크 관리에 대하여 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이더캣 네트워크 시스템(10)에서 복수개의 이더캣 슬레이브 노드가 통신 이상 상태에 놓인 경우 메시지 처리를 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)은 이더캣 마스터 노드(100)와 복수개의 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)을 포함하며, 여기서 복수개의 이더캣 슬레이브 노드들(210,220,230,240,250)은 앞서 설명한 바와 같이 무선 통신 모듈(207)을 포함할 수 있다. 여기서 이더캣 슬레이브 노드(200)들의 작업 환경이나 기타 다양한 이유로 인하여 제3 이더캣 슬레이브 노드(230), 제4 이더캣 슬레이브 노드(240), 제5 이더캣 슬레이브 노드(250)들은 통신 이상 상태에 놓인 것으로 가정하기로 한다.
상기 이더캣 마스터 노드(100)는 일정 주기 또는 기 설정된 스케줄링 프로그램 또는 특정 이벤트 발생에 따라 특정 메시지를 작성하고, 작성된 메시지를 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)에 전송하도록 제어할 수 있다. 이때 이더캣 마스터 노드(100)는 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)에 유선 통신 방식인 이더캣 네트워크를 기반으로 해당 메시지를 전송할 수 있다. 즉 이더캣 마스터 노드(100)는 해당 메시지를 랜선을 통하여 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)의 입력 포트에 전송할 수 있다. 이더캣 마스터 노드(100)로부터 메시지를 수신한 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)는 메시지 수신에 따른 응답 메시지를 이더캣 마스터 노드(100)에 피드백할 수 있다.
상기 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)의 입력 포트는 이더캣 마스터 노드(100)로부터 수신한 메시지를 이더캣 슬레이브 모듈에 전달한다. 그러면 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)의 이더캣 슬레이브 모듈은 해당 메시지를 이더캣 슬레이브 코어에 전달하는 한편, 해당 메시지를 다음 노드인 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)의 입력 포트로 전파하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 즉 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)의 이더캣 슬레이브 모듈은 출력 포트를 통하여 제2 이더캣 슬레이브 노드에 해당 메시지가 전파되도록 제어할 수 있다. 한편 상기 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)의 이더캣 슬레이브 코어는 전달된 메시지의 내용을 확인하고, 메시지에 따른 동작을 수행하도록 각 장치나 각 유닛들을 제어할 수 있다. 한편 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)는 메시지를 수신하면, 메시지 수신에 대한 응답 메시지를 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)에 전달할 수 있다.
제2 이더캣 슬레이브 노드(220) 또한 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)와 유사하게 수신된 메시지의 내용을 확인하고, 해당 메시지 내용에 따른 동작을 수행하도록 노드의 각 장치 또는 유닛들을 동작시킬 수 있다. 그리고 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)의 이더캣 슬레이브 모듈은 수신된 메시지를 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)의 입력 포트에 전파하도록 제어할 수 있다.
제3 이더캣 슬레이브 노드(230)는 입력 포트에 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)가 전송한 메시지를 수신하면, 메시지 수신에 대한 응답 메시지를 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)에 피드백할 수 있다. 그리고 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)는 해당 메시지를 자신의 이더캣 슬레이브 모듈을 거쳐 이더캣 슬레이브 코어에 전달할 수 있다. 이더캣 슬레이브 모듈은 수신된 메시지를 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)에 전달하기 위하여, 해당 메시지를 출력 포트를 통하여 전파한다. 그리고 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)는 제4 이더캣 슬레이브 노드(200)로부터 해당 메시지 수신에 대한 응답 메시지 수신을 대기할 수 있다. 여기서 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)와 제4 이더캣 슬레이브 노드(240) 사이의 신호 라인 예를 들면 랜선에 이상이 발생하였기 때문에, 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)는 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)로부터 메시지 수신을 수행할 수 없으며, 결과적으로 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)는 기 설정된 시간 이내에 메시지 전송에 대한 응답 메시지를 정상적으로 수신할 수 없다.
그러면 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)는 무선 통신 모듈을 활성화하여 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)에 포함된 무선 통신 모듈과 통신 채널을 형성하도록 제어할 수 있다. 무선 통신 채널이 형성되면, 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)는 무선 통신 채널을 기반으로 메시지를 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)에 전송할 수 있다. 이와 함께 상기 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)는 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)와의 신호 라인에 이상이 발생하였음을 지시하는 에러 메시지를 생성하고, 생성된 메시지를 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)에 전송할 수 있다. 제2 이더캣 슬레이브 노드(220)는 에러 메시지 수신 시 해당 에러 메시지를 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)에 다시 전달하고, 제1 이더캣 슬레이브 노드(210)는 에러 메시지를 이더캣 마스터 노드(100)에 전달할 수 있다. 그러면 이더캣 마스터 노드(100)를 관리하는 관리자는 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)와 제4 이더캣 슬레이브 노드(240) 사이의 신호 라인에 이상이 발생하였음을 인지하고, 그에 따른 조치를 취할 수 있다. 여기서 상기 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)의 무선 통신 모듈이 이더캣 마스터 노드(100)의 무선 통신 모듈과 직접 통신이 가능하도록 구성된 경우, 상기 에러 메시지는 다단 전달 방식이 아닌 직접 전달 방식에 따라 이더캣 마스터 노드(100)에 직접 전송될 수 있다.
한편 상기 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)는 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)로부터 무선 통신 모듈을 통하여 메시지를 수신하면, 수신된 메시지를 자신의 이더캣 슬레이브 모듈에 전달하되 입력 포트가 연결되는 이더캣 슬레이브 모듈의 입력단에 전달할 수 있다. 그러면 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)의 이더캣 슬레이브 모듈은 이더캣 슬레이브 코어가 전달한 메시지를 입력 포트를 통하여 전달된 것으로 인식하고, 유선 이더캣 통신 인터페이스를 기반으로 제5 이더캣 슬레이브 노드(250)에 해당 메시지를 전달하기 위한 과정을 수행할 수 있다. 이러한 메시지 전달 방식을 통하여 이더캣 슬레이브 모듈의 통신 인터페이스의 설정 변환없이 이더캣 네트워크 시스템 기반의 메시지 송수신을 지원할 수 있다.
상기 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)의 이더캣 슬레이브 모듈은 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)의 이더캣 슬레이브 모듈과 유사하게 수신된 메시지를 제5 이더캣 슬레이브 노드(250)에 전달하도록 시도할 수 있으며, 가정에서와 같이 통신 신호 라인에 이상이 발생한 경우 무선 통신 모듈을 기반으로 하는 무선 통신 채널 형성을 제어할 수 있다. 무선 통신 채널이 제5 이더캣 슬레이브 노드(250)와 형성되면, 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)의 이더캣 슬레이브 코어는 수신 메시지를 해당 무선 통신 채널을 기반으로 제5 이더캣 슬레이브 노드(250)에 전달할 수 있다.
상기 제5 이더캣 슬레이브 노드(250)는 마지막으로 배치되는 노드로서 별도의 출력 포트가 비활성화되거나 출력 포트가 제거된 상태로 세팅될 수 있다. 결과적으로 제5 이더캣 슬레이브 노드(250)의 이더캣 슬레이브 코어(205)는 수신된 메시지를 자신의 이더캣 슬레이브 모듈의 입력 단에 전달하지 않고, 해당 메시지에 따른 동작 수행만을 제어할 수 있다.
여기서 상기 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)와 제4 이더캣 슬레이브 노드(240) 사이의 신호 라인 이상 발생에 따른 에러 메시지를 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)가 작성하고 이를 이더캣 마스터 노드(100)에 전달하기 위한 절차를 수행하는 것으로 설명하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 상기 에러 메시지는 상기 제4 이더캣 슬레이브 노드(240)가 작성하고, 자신의 무선 통신 모듈을 이용하여 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)에 전달하면, 제3 이더캣 슬레이브 노드(230)가 수신된 에러 메시지를 이더캣 네트워크의 유선 통신 방식 기반으로 이더캣 마스터 노드(100)에 전달하는 방식으로 전달될 수 도 있다.
한편 상술한 설명에서는 각 노드의 이더캣 슬레이브 모듈이 정상적으로 동작하는 경우를 가정하여 설명한 것이다. 상기 각 노드의 이더캣 슬레이브 모듈에 이상이 있는 경우, 각 노드의 이더캣 슬레이브 코어는 무선 통신 모듈을 통하여 수신된 메시지를 입력 포트와 이더캣 슬레이브 모듈 사이로 연결된 신호 라인을 통하여 이더캣 슬레이브 모듈에 전달하는 동작을 수행하지 않을 수 있다. 그리고 이더캣 슬레이브 코어는 무선 통신 모듈을 통하여 수신된 메시지를 이더캣 슬레이브 모듈을 거치지 않고 출력 포트와 연결된 신호 라인을 통하여 다음 이더캣 슬레이브 노드에 전달하도록 제어할 수 있다.
요약하면, 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)의 각 노드는 입력 포트(202), 출력 포트(204), 이더캣 슬레이브 모듈(203) 중 적어도 하나에 이상이 발생하여 정상적인 메시지 전파가 수행되지 않는 경우, 무선 통신 모듈을 기반으로 메시지 수신을 수행하도록 제어할 수 있다. 그리고 인접된 이더캣 슬레이브 노드들 모두가 이상 발생으로 인하여 정상적인 메시지 전파가 수행되지 않는 경우 무선 통신 모듈을 기반으로 메시지 송수신을 수행하도록 제어할 수 있다.
즉 이더캣 네트워크 시스템(10)의 각 노드는 자신의 입력 포트에 이상이 발생한 경우 무선 통신 모듈을 통하여 메시지를 수신하고, 수신된 메시지를 유선 통신 방식으로 다음 노드에 전달하도록 제어할 수 있다. 이때 각 노드는 무선 통신 방식으로 수신된 메시지를 이더캣 슬레이브 모듈의 입력단으로 전달하여 유선 통신 방식으로 다음 노드에 전달되도록 제어할 수 있다. 여기서 출력 포트가 없는 노드는 수신된 메시지를 이더캣 슬레이브 모듈의 입력단에 전달하지 않고, 해당 메시지에 따른 동작 제어만을 수행할 수 있다. 유선 통신 방식을 지원하는 상기 이더캣 슬레이브 모듈에 이상이 있는 경우에 각 노드의 이더캣 슬레이브 코어가 출력 포트와 연결된 신호 라인을 기반으로 해당 메시지를 유선 방식으로 다음 노드에 전달하도록 제어할 수 도 있다. 또한 각 노드는 자신의 출력 포트에 이상이 발생한 경우, 무선 통신 모듈을 통하여 메시지를 다음 노드에 전파할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 이더캣 네트워크 시스템(10)은 이더캣 슬레이브 노드들의 통신 인터페이스에 이상이 발생한 경우, 무선 통신 모듈을 이용하여 메시지 전파를 지원하되, 이상 상태에 따라 유선 통신 방식을 부분적으로 운용하거나 무선 통신 방식을 운용하여 메시지가 전파될 수 있도록 지원한다. 이에 따라 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)은 보다 안정적인 이더캣 토폴로지 운용을 지원할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이더캣 네트워크 시스템(10) 중 특정 이더캣 슬레이브 노드(200)의 운용 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 이더캣 슬레이브 노드(200)는 401 단계에서 통신 이상 상태 발생 여부를 확인할 수 있다. 여기서 이더캣 슬레이브 노드(200)는 통신 이상 상태 발생 여부를 확인하기 위하여 일정 주기로 인접된 이더캣 슬레이브 노드(200)와 유선 이더캣 방식의 메시지를 송수신할 수 있다. 또는 이더캣 슬레이브 노드(200)는 일정 주기로 수신되어야 하는 메시지가 일정 시간 이내에 수신되지 않거나 특정 이벤트 발생에 따라 주변 이더캣 슬레이브 노드에 전송한 메시지에 대한 회신이 일정 시간 이내 수신되지 않는 경우 자신의 유선 통신 인터페이스에 이상 상태가 발생한 것으로 결정할 수 있다.
상기 이더캣 슬레이브 노드(200)는 현재 유선 이더캣 방의 통신 인터페이스가 별도의 통신 이상 상태 발생이 없는 것으로 판단되면, 403 단계로 분기하여 유선 이더캣 방식 기반으로 메시지를 전송하도록 제어할 수 있다. 즉 이더캣 슬레이브 노드(200)는 입력 포트를 통하여 메시지를 수신하고, 출력 포트를 통하여 다음 이더캣 슬레이브 노드에 메시지를 전파할 수 있다.
한편 상기 이더캣 슬레이브 노드(200)는 401 단계에서 통신 이상 상태 발생이 있는 것으로 판단되면, 405 단계로 분기하여 무선 통신 모듈(207)을 활성화하고, 에러 메시지를 모든 이더캣 슬레이브 노드 및 이더캣 마스터 노드에 방송할 수 있다. 여기서 에러 메시지는 통신 이상 상태가 발생한 노드의 고유 식별 번호와 에러 발생의 종류 예를 들면 입출력 포트 이상을 지시하는 정보, 이더캣 슬레이브 모듈(203) 이상을 지시하는 정보 등을 포함할 수 있다. 상기 에러 메시지를 수신한 주변 이더캣 슬레이브 노드는 해당 에러 메시지가 이더캣 마스터 노드(100)에 전달될 수 있도록 다른 이더캣 슬레이브 노드에 전파할 수 있다. 또한 에러 메시지를 수신한 주변 이더캣 슬레이브 노드는 에러 메시지 확인을 통하여 상기 이더캣 슬레이브 노드(200)의 유선 통신 방식이 불가능한 것을 인식하고, 해당 이더캣 슬레이브 노드(200)에 메시지를 전달할 경우, 무선 통신 방식을 기반으로 메시지를 전달하도록 제어할 수 있다. 이를 위하여 주변 이더캣 슬레이브 노드는 상기 이더캣 슬레이브 노드(200)의 무선 통신 모듈(207)과 무선 통신 채널을 형성하고, 해당 메시지를 전송할 수 있다.
상기 이더캣 슬레이브 노드(200)는 405 단계에서 에러 메시지를 방송한 후, 407 단계에서 무선 방식 기반의 메시지 송수신을 제어할 수 있다. 특히 이더캣 슬레이브 노드(200)는 입력 포트(202)에 이상이 발생한 경우, 이전 이더캣 슬레이브 노드(200) 또는 이더캣 마스터 노드(100)로부터 무선 통신 모듈 기반으로 형성된 무선 통신 채널을 이용하여 메시지를 수신할 수 있다. 수신된 메시지는 이더캣 슬레이브 코어(205)의 제어에 따라 이더캣 슬레이브 모듈(203)이 정상동작하는 경우 입력 포트(202)가 연결되는 이더캣 슬레이브 모듈(203)의 입력단에 전달될 수 있다. 그러면 이더캣 슬레이브 모듈(203)은 수신된 메시지를 유선 통신 방식의 출력 포트(204)를 통하여 다음 이더캣 슬레이브 노드에 전파하도록 제어할 수 있다. 이더캣 슬레이브 모듈(203)이 정상 동작하지 못하는 경우 이더캣 슬레이브 코어(205)는 수신된 메시지를 유선 이더캣 통신 인터페이스의 출력 포트(204)를 통하여 다음 이더캣 슬레이브 노드에 전파될 수 있도록 제어할 수 있다. 또한 이더캣 슬레이브 노드(200)는 출력 포트(204)에 이상이 발생한 경우, 다음 이더캣 슬레이브 노드(200)와 무선 통신 채널을 형성하고 무선 통신 방식을 기반으로 메시지를 전파할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 이더캣 네트워크 시스템(10)의 이더캣 슬레이브 노드 운용 방법은 유선 이더캣 통신 인터페이스를 지원하되, 유선 통신 인터페이스에 이상이 발생하면, 무선 통신 모듈(207)을 송신 또는 수신에 이용하거나 송수신 모두에 이용하여 메시지가 정상적으로 전파될 수 있도록 지원함으로써 시스템의 안정성을 개선할 수 있다. 또한 본 발명의 이더캣 슬레이브 노드 운용 방법은 자신의 고유 식별 번호와 통신 인터페이스 이상 상태 종류 정보를 이더캣 마스터 노드(100)에 전달함으로써 어떠한 노드가 어떠한 이상 상태에 있는지를 보다 쉽게 확인할 수 있도록 지원한다. 또한 무선 통신 모듈(207)의 운용을 유선 통신 인터페이스에 이상이 있는 경우에만 운용하도록 제어함으로써, 무선 통신 모듈(207) 운용에 소요되는 에너지 소모를 최소화할 수 있다.
여기서 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10 : 이더캣 네트워크 시스템
100 : 이더캣 마스터 노드
200, 210, 220, 230, 240, 250 : 이더캣 슬레이브 노드
201, 202, 204 : 입출력 포트
203 : 이더캣 슬레이브 모듈
205 : 이더캣 슬레이브 코어
207 : 무선 통신 모듈

Claims (8)

  1. 각 이더캣 슬레이브 노드의 동작 제어를 위한 메시지를 작성하고, 작성된 메시지를 해당 이더캣 슬레이브 노드에 전파하는 이더캣 마스터 노드;
    유선 이더캣 통신 인터페이스를 기반으로 인접된 이더캣 슬레이브 노드 또는 상기 이더캣 마스터 노드로부터 메시지를 수신하고, 수신된 메시지에 따른 동작을 수행하는 복수의 이더캣 슬레이브 노드;
    상기 이더캣 마스터 노드와 상기 이더캣 슬레이브 노드 및 상기 이더캣 슬레이브 노드들 간의 메시지 전달을 유선으로 지원하는 이더캣 통신 라인;을 포함하고,
    상기 이더캣 슬레이브 노드들은
    상기 유선 이더캣 통신 인터페이스에 통신 이상 상태가 발생한 경우 무선 통신 모듈을 기반으로 메시지 수신 및 메시지 전파 중 적어도 하나를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이더캣 네트워크 시스템.
  2. 제1항에 있어서
    상기 이더캣 슬레이브 노드는
    상기 유선 이더캣 통신 방식을 기반으로 메시지를 송수신하는 입출력 포트;
    상기 입력 포트를 통하여 수신된 메시지를 출력 포트를 통하여 전파하는 이더캣 슬레이브 모듈;
    상기 이더캣 슬레이브 모듈로부터 메시지를 전달받고 수신된 메시지에 기반으로 특정 동작 수행을 제어하는 이더캣 슬레이브 코어;
    상기 이더캣 슬레이브 코어에 연결되어 상기 이더캣 슬레이브 코어 제어에 따라 무선 통신 채널을 형성하는 무선 통신 모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이더캣 네트워크 시스템.
  3. 제2항에 있어서
    상기 이더캣 슬레이브 코어는
    상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 이전 노드로부터 메시지를 무선으로 수신하며 상기 이더캣 슬레이브 모듈이 정상 동작하는 경우, 상기 수신된 메시지를 상기 입출력 포트 중 입력 포트가 접속된 이더캣 슬레이브 모듈의 입력단으로 전달하도록 제어하며,
    상기 이더캣 슬레이브 모듈은
    상기 이더캣 슬레이브 코어가 전달된 메시지를 상기 입력 포트로부터 전달된 것으로 인식하고, 이더캣 통신 라인이 연결된 다음 노드에 상기 메시지를 유선 이더캣 통신 방식의 출력 포트를 통하여 전파하는 것을 특징으로 하는 이더캣 네트워크 시스템.
  4. 제3항에 있어서
    상기 이더캣 슬레이브 코어는
    다음 노드로 전파한 메시지에 대한 응답 메시지를 일정 시간 이전에 수신하지 못한 경우, 다음 노드와 무선 통신 채널을 형성하고, 상기 메시지를 무선 통신 채널을 기반으로 전파하도록 제어하며,
    상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 이전 노드로부터 메시지를 무선으로 수신하며 상기 이더캣 슬레이브 모듈이 정상 동작하지 못하는 경우, 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 다음 노드와 무선 통신 채널을 형성하고, 상기 무선 통신 채널을 기반으로 상기 메시지를 다음 노드에 전파하는 것을 특징으로 하는 이더캣 네트워크 시스템.
  5. 제2항에 있어서
    상기 유선 이더캣 통신 인터페이스에 통신 이상 상태가 발생한 경우 상기 유선 이더캣 통신 인터페이스에 통신 이상 상태가 발생한 노드의 고유 식별 번호, 상기 유선 이더캣 통신 인터페이스의 이상 발생의 종류 정보를 포함하는 에러 메시지를 상기 이더캣 네트워크 시스템을 구성하는 노드 중 적어도 하나의 노드에 방송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이더캣 네트워크 시스템.
  6. 이더캣 마스터 노드와 복수의 이더캣 슬레이브 노드들이 이더캣 통신 라인을 기반으로 접속된 이더캣 네트워크 시스템의 운용 방법에 있어서,
    적어도 하나의 이더캣 슬레이브 노드의 유선 이더캣 통신 인터페이스에 통신 이상 상태가 발생하는 단계;
    상기 통신 이상 상태가 발생한 이더캣 슬레이브 노드가 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 주변 노드와의 메시지 수신 기능 및 메시지 전파 기능 중 적어도 하나를 무선 통신 방식을 기반으로 수행하는 수행 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더캣 네트워크 시스템의 운용 방법.
  7. 제6항에 있어서
    상기 수행 단계는
    수신된 메시지를 상기 이더캣 슬레이브 노드의 통신 기능을 지원하며 입력 포트와 직접 연결되는 이더캣 슬레이브 모듈의 입력단에 전달하고, 상기 이더캣 슬레이브 모듈이 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 다음 노드에 유선 이더캣 통신 방식으로 상기 메시지를 전파하는 단계; 또는
    상기 이더캣 슬레이브 노드의 통신 기능을 지원하는 이더캣 슬레이브 모듈이 정상 동작하지 못하는 경우, 상기 이더캣 슬레이브 노드의 이더캣 슬레이브 코어 제어에 따라 상기 메시지를 출력 포트를 통하여 상기 이더캣 통신 라인으로 연결된 다음 노드에 유선 이더캣 통신 방식에 따라 전파하는 단계;
    중 어느 하나의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더캣 네트워크 시스템의 운용 방법.
  8. 제7항에 있어서
    상기 다음 노드로부터 상기 메시지 전파에 대한 응답 메시지를 일정 시간 이내에 미수신하는 경우, 상기 다음 노드와 무선 통신 채널을 형성하고, 상기 무선 통신 채널을 기반으로 상기 메시지를 상기 다음 노드에 전파하는 단계; 및
    상기 이더캣 슬레이브 노드가 자신의 고유 식별 정보 및 상기 유선 이더캣 통신 인터페이스의 이상 상태 종류를 지시하는 정보를 포함한 에러 메시지를 방송하는 단계;
    중 적어도 하나의 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이더캣 네트워크 시스템의 운용 방법.
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