KR101481133B1 - 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템 및 그 방법 - Google Patents

이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템 및 그 방법 Download PDF

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정재우
김승범
이상헌
최규진
정재구
박수연
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Abstract

본 발명에 의한 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템 및 그 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템은 다수의 ECU들 사이에서 주 링크인 제1 전송 링크를 형성하고, 상기 제1 전송 링크에 대한 오류 또는 혼잡 발생을 감지하여 그 감지한 결과를 통보하는 제1 이더넷 스위치; 및 상기 제1 전송 링크의 보조 링크인 상기 제2 전송 링크를 형성하고, 상기 제1 이더넷 스위치의 통보에 따라 해당 ECU에 상기 제2 전송 링크로 데이터 트래픽을 전송할 것을 요청하는 제2 이더넷 스위치를 포함하되, 상기 제1 이더넷 스위치와 상기 제2 이더넷 스위치는 다수의 ECU들 사이에서 이중화되도록 배치되어 상기 제1 전송 링크와 상기 제2 전송 링크를 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템 및 그 방법{VEHICLE COMMUNICATION SYSTEM FOR TRANSMITTING DATA BASED ON ETHERNET AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량용 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히, 이더넷(Ethernet)을 기반으로 하여 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
차량용 백본 네트워크로 이더넷을 사용하는 시도가 활발히 진행 중에 있다. 이더넷을 이용한 차량용 통신 시스템은 ECU(Electronic Control Unit)간의 통신을 CAN(Controller Area Network)이나 다른 느린 속도의 방식을 사용하던 기존방법을 사용하지 않고 상용으로 많이 사용되고 있는 이더넷을 사용하는 방식이다.
상용의 이더넷을 사용함으로서 차량의 구성부품들도 상용의 저가 부품을 사용할 수 있게 되어 시스템 구성비용도 낮출 수 있고, ECU들을 하나의 메인 시스템 버스에 연결함으로서 배선 및 연결구조를 간결히 유지할 수 있는 장점이 있다.
차량의 경우, 가속 제어, 브레이크 제어 등 운전자 안전에 관련된 데이터뿐 아니라 다양한 멀티미디어 데이터가 생성되고 있으며 매우 빠른 속도로 그 데이터 량이 증가할 것으로 예상되고 있다. 따라서 차량에서 발생되는 다양한 종류의 데이터를 효율적으로 전송할 수 있는 차량용 통신 시스템의 개발이 필요한 실정이다.
특히, 이더넷이 갖는 기술적 제한들 중 ECU 간에 연결된 스위치에 집중되는 부하로 인한 전송 지연이나 링크 에러로 인한 데이터 손실이 가장 큰 문제가 될 전망이다.
공개특허공보 제10-2011-0038197호, 2011.04.14. 공개
따라서 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 ECU 간에 구비되는 이더넷 스위치를 이중화하여 오류나 혼잡 발생을 감지한 제1 이더넷 스위치가 제2 이더넷 스위치에 새로운 전송 링크를 요청하고 제2 이더넷 스위치가 해당 ECU에 전송 링크를 형성하도록 하는 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 혼잡 발생을 감지한 이더넷 스위치가 해당 ECU에 전송 속도 또는 프레임 길이를 조절할 것을 요청하여 해당 ECU가 조절된 전송 속도 또는 프레임 길이에 따라 데이터 트래픽을 전송하도록 하는 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 관점에 따른 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템은 다수의 ECU들 사이에서 주 링크인 제1 전송 링크를 형성하고, 상기 제1 전송 링크에 대한 오류 또는 혼잡 발생을 감지하여 그 감지한 결과를 통보하는 제1 이더넷 스위치; 및 상기 제1 전송 링크의 보조 링크인 상기 제2 전송 링크를 형성하고, 상기 제1 이더넷 스위치의 통보에 따라 해당 ECU에 상기 제2 전송 링크로 데이터 트래픽을 전송할 것을 요청하는 제2 이더넷 스위치를 포함하되, 상기 제1 이더넷 스위치와 상기 제2 이더넷 스위치는 다수의 ECU들 사이에서 이중화되도록 배치되어 상기 제1 전송 링크와 상기 제2 전송 링크를 형성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1 이더넷 스위치는 상기 제1 전송 링크의 상태를 주기적으로 모니터링하여 그 모니터링한 결과로 상기 제1 전송 링크의 오류를 확인하고, 버퍼의 상태를 주기적으로 모니터링하여 그 모니터링한 결과로 혼잡 발생을 확인하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1 이더넷 스위치는 상기 제1 전송 링크의 오류가 확인되면, 상기 제1 전송 링크에 대한 제1 링크 필수 정보를 수집하고, 수집된 상기 제1 링크 필수 정보를 포함하는 제1 복구 요청 메시지를 생성하여 생성된 상기 제1 복구 요청 메시지를 상기 제2 이더넷 스위치에 제공하며, 여기서 상기 제1 링크 필수 정보는 상기 오류가 검출된 전송 링크에서 현재 진행 중인 연결 리스트, 서비스 종류 리스트, 및 최종 성공 프레임 ID 리스트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제2 이더넷 스위치는 상기 제1 복구 요청 메시지를 수신하면, 수신된 상기 제1 복구 요청 메시지를 기반으로 링크 핸드오버 가능 여부를 판단하고, 그 판단한 결과로 상기 링크 핸드오버가 가능하면, 상기 제1 전송 링크의 보조 링크인 제2 전송 링크를 이용하여 데이터 전송할 것을 요청하는 제2 복구 요청 메시지를 생성하고, 생성된 상기 제2 복구 요청 메시지를 해당 ECU에 전송하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1 이더넷 스위치는 상기 혼잡 발생이 확인되면, 혼잡을 유발한 데이터 트래픽에 대한 트래픽 필수 정보를 수집하고 수집된 상기 트래픽 필수 정보를 기반으로 링크 핸드오버 가능 여부를 확인하며, 상기 링크 핸드오버가 가능하면, 상기 트래픽 필수 정보를 포함하는 제1 복구 요청 메시지를 생성하여 생성된 상기 제1 복구 요청 메시지를 제2 이더넷 스위치에 제공하며, 여기서 상기 트래픽 필수 정보는 스위치에서의 상기 혼잡 발생을 유발하고 있는 연결 리스트, 서비스 종류 리스트, 및 최종 성공 프레임 ID 리스트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제2 이더넷 스위치는 상기 제1 복구 요청 메시지를 수신하면, 상기 제1 복구 요청 메시지에 포함된 상기 트래픽 필수 정보를 확인하고, 그 확인한 결과로 상기 트래픽 필수 정보를 기반으로 상기 제1 전송 링크의 보조 링크인 제2 전송 링크를 이용하여 데이터 전송할 것을 요청하는 제2 복구 요청 메시지를 생성하여, 생성된 상기 제2 복구 요청 메시지를 해당 ECU에 전송하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1 이더넷 스위치는 상기 혼잡 발생이 확인되면, 혼잡 발생을 유발하는 데이터 트래픽을 송신하는 ECU의 최적의 전송 속도를 계산하여 그 계산된 전송 속도를 포함하는 전송속도 조절요청 메시지를 생성하고 생성된 상기 전송속도 조절요청 메시지를 해당 ECU에 제공하여 전송 속도를 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1 이더넷 스위치는 상기 혼잡 발생이 확인되면, 혼잡 발생을 유발하는 데이터 트래픽을 송신하는 ECU의 최적의 프레임 길이를 계산하여 그 계산된 프레임 길이를 포함하는 프레임길이 조절요청 메시지를 생성하고, 상기 프레임길이 조절요청 메시지를 해당 ECU에 제공하여 프레임 길이를 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 한 관점에 따른 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 방법은 다수의 ECU들 사이에서 주 링크인 제1 전송 링크를 형성하는 제1 이더넷 스위치가 상기 제1 전송 링크에 대한 오류 또는 혼잡 발생을 감지하여 그 감지한 결과를 통보하는 단계; 및 상기 제1 전송 링크의 보조 링크인 상기 제2 전송 링크를 형성하는 제2 이더넷 스위치가 상기 제1 이더넷 스위치의 통보에 따라 해당 ECU에 상기 제2 전송 링크로 데이터 트래픽을 전송할 것을 요청하는 단계; 를 포함하되, 상기 제1 이더넷 스위치와 상기 제2 이더넷 스위치는 다수의 ECU들 사이에서 이중화되도록 배치되어 상기 제1 전송 링크와 상기 제2 전송 링크를 형성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 통보하는 단계는 제1 이더넷 스위치가 상기 제1 전송 링크의 오류가 확인되면, 상기 제1 전송 링크에 대한 제1 링크 필수 정보를 수집하고, 수집된 상기 제1 링크 필수 정보를 포함하는 제1 복구 요청 메시지를 생성하여 생성된 상기 제1 복구 요청 메시지를 상기 제2 이더넷 스위치에 제공하며, 여기서 상기 제1 링크 필수 정보는 상기 오류가 검출된 전송 링크에서 현재 진행 중인 연결 리스트, 서비스 종류 리스트, 및 최종 성공 프레임 ID 리스트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 요청하는 단계는 상기 제2 이더넷 스위치가 상기 제1 복구 요청 메시지를 수신하면, 수신된 상기 제1 복구 요청 메시지를 기반으로 링크 핸드오버 가능 여부를 판단하고, 그 판단한 결과로 상기 링크 핸드오버가 가능하면, 상기 제1 전송 링크의 보조 링크인 제2 전송 링크를 이용하여 데이터 전송할 것을 요청하는 제2 복구 요청 메시지를 생성하고, 생성된 상기 제2 복구 요청 메시지를 해당 ECU에 전송하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 통보하는 단계는 상기 제1 이더넷 스위치가 상기 혼잡 발생이 확인되면, 혼잡을 유발한 데이터 트래픽에 대한 트래픽 필수 정보를 수집하고 수집된 상기 트래픽 필수 정보를 기반으로 링크 핸드오버 가능 여부를 확인하며, 상기 링크 핸드오버가 가능하면, 상기 트래픽 필수 정보를 포함하는 제1 복구 요청 메시지를 생성하여 생성된 상기 제1 복구 요청 메시지를 제2 이더넷 스위치에 제공하며, 여기서 상기 트래픽 필수 정보는 스위치에서의 상기 혼잡 발생을 유발하고 있는 연결 리스트, 서비스 종류 리스트, 및 최종 성공 프레임 ID 리스트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 요청하는 단계는 상기 제2 이더넷 스위치가 상기 제1 복구 요청 메시지를 수신하면, 상기 제1 복구 요청 메시지에 포함된 상기 트래픽 필수 정보를 확인하고, 그 확인한 결과로 상기 트래픽 필수 정보를 기반으로 상기 제1 전송 링크의 보조 링크인 제2 전송 링크를 이용하여 데이터 전송할 것을 요청하는 제2 복구 요청 메시지를 생성하여, 생성된 상기 제2 복구 요청 메시지를 해당 ECU에 전송하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 통보하는 단계는 상기 제1 이더넷 스위치가 상기 혼잡 발생이 확인되면, 혼잡 발생을 유발하는 데이터 트래픽을 송신하는 ECU의 최적의 전송 속도를 계산하여 그 계산된 전송 속도를 포함하는 전송속도 조절요청 메시지를 생성하고 생성된 상기 전송속도 조절요청 메시지를 해당 ECU에 제공하여 전송 속도를 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 통보하는 단계는 상기 제1 이더넷 스위치가 상기 혼잡 발생이 확인되면, 혼잡 발생을 유발하는 데이터 트래픽을 송신하는 ECU의 최적의 프레임 길이를 계산하여 그 계산된 프레임 길이를 포함하는 프레임길이 조절요청 메시지를 생성하고, 상기 프레임길이 조절요청 메시지를 해당 ECU에 제공하여 프레임 길이를 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
이를 통해, 본 발명은 ECU 간에 구비되는 이더넷 스위치를 이중화하여 오류나 혼잡 발생을 감지한 제1 이더넷 스위치가 제2 이더넷 스위치에 새로운 전송 링크를 요청하고 제2 이더넷 스위치가 해당 ECU에 전송 링크를 형성하도록 함으로써, 스위치에 집중되는 부하로 인한 전송 지연과 전송 링크의 에러로 인한 데이터 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 스위치에 집중되는 부하로 인한 전송 지연과 전송 링크의 에러로 인한 데이터 손실을 방지하여 전송 품질의 저하를 신속히 복구할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통신 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터를 전송하는 방법을 나타내는 제1 흐름도이다.
도 3a 내지 도 3d는 전송 링크 상의 오류가 발생한 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터를 전송하는 방법을 나타내는 제2 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5d는 스위치 내에 혼잡이 발생하는 경우를 설명하기 위한 제1 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터를 전송하는 방법을 나타내는 제3 흐름도이다.
도 7a 내지 도 7c는 스위치 내에 혼잡이 발생하는 경우를 설명하기 위한 제2 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터를 전송하는 방법을 나타내는 제4 흐름도이다.
도 9a 내지 도 9c는 스위치 내에 혼잡이 발생하는 경우를 설명하기 위한 제3 도면이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템 및 그 방법을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 불구하고 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나, 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.
특히, 본 발명에서는 ECU 간에 구비되는 이더넷 스위치를 이중화하여 오류나 혼잡 발생을 감지한 제1 이더넷 스위치가 제2 이더넷 스위치에 새로운 전송 링크를 요청하고 제2 이더넷 스위치가 해당 ECU에 전송 링크를 형성하도록 하는 새로운 방안을 제안한다.
본 발명은 혼잡 발생을 감지하는 경우, 혼잡 발생을 감지한 이더넷 스위치가 해당 ECU에 전송 속도 또는 프레임 길이를 조절할 것을 요청하여 해당 ECU가 조절된 전송 속도 또는 프레임 길이에 따라 데이터 트래픽을 전송하도록 할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통신 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 통신 시스템은 다수의 ECU(Electronic Control Unit)(100), 및 다수의 ECU 사이에 이중화되어 연결되는 이더넷 스위치(200) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
ECU(100)는 자동변속기 제어를 비롯해 구동계통, 제동계통, 조향계통 등 차량의 모든 부분을 제어할 수 있다.
이더넷 스위치(200)는 모든 ECU(100)들 사이에 연결되되 오류나 혼잡이 발생할 경우 데이터 흐름을 제어하기 위하여 이중화되어 연결될 수 있지만, 반드시 이에 한정되지 않고 필요에 따라 일부의 ECU들 사이에만 이중화되어 연결될 수 있다.
예컨대, 제1 ECU ECU-1(110)와 제2 ECU ECU-2(120) 사이에 제1 이더넷 스위치 SW-1(210)와 제2 이더넷 스위치 SW-2(220)가 이중화되어 연결되어 데이터 흐름을 제어하는 경우를 보여주고 있다. 즉, 제1 ECU(110)와 제2 ECU(120)는 제1 이더넷 스위치(210)를 통해 데이터를 전송하거나 제2 이더넷 스위치(220)를 통해 데이터를 전송할 수도 있다.
예컨대, 제1 ECU(110)와 제2 ECU(120)는 디폴트로 설정된 제1 이더넷 스위치(210)를 이용하여 데이터를 전송하다가 전송 링크 상의 오류나 과도한 부하로 인한 혼잡이 발생하는 경우 제2 이더넷 스위치(220)를 통해 데이터를 전송하게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터를 전송하는 방법을 나타내는 제1 흐름도이고, 도 3a 내지 도 3d는 전송 링크 상의 오류가 발생한 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 이더넷 스위치는 디폴트로 설정된 주 링크인 제1 전송 링크를 통해 제1 ECU와 데이터 프레임을 전송할 수 있다(S210, S211). 예컨대, 도 3a를 참조하면, 제1 이더넷 스위치는 제1 전송 링크를 통해 데이터 트래픽을 제1 ECU에 송신하거나 제1 ECU로부터 데이터 트래픽을 수신하게 된다.
다음으로, 도 3b를 참조하면 제1 이더넷 스위치는 제1 전송 링크의 상태를 주기적으로 모니터링하여 그 모니터링한 결과로 제1 전송 링크의 오류를 확인할 수 있다(S212).
다음으로, 제1 이더넷 스위치는 제1 전송 링크의 오류가 확인되면, 제1 전송 링크에 대한 제1 링크 필수 정보를 수집하고(S213) 수집된 제1 링크 필수 정보를 포함하는 제1 복구 요청 메시지를 생성하여(S214) 생성된 제1 복구 요청 메시지를 제2 이더넷 스위치에 제공하여 제1 전송 링크에 오류가 검출되었음을 통보할 수 있다(S215).
이때, 제1 링크 필수 정보는 오류가 검출된 전송 링크에서 현재 진행 중인 연결 리스트, 서비스 종류 리스트, 최종 성공 프레임 ID 리스트 등을 포함할 수 있다. 여기서, 연결 리스트는 보조 링크로 천이 시켜야 할 연결에 대한 정보를 제공하고, 서비스 종류 리스트는 프레임별 복구 전송 우선 순위 결정에 반영하기 위하여 각 연결의 서비스 종류 예컨대, 영상, 도어 시그널, 초음파 센서 시그널 등을 명시하며, 최종 성공 프레임 ID 리스트는 최종적으로 전송에 성공한 프레임 ID로서, 전송 링크의 오류 복구 후에 전송을 시작할 프레임을 확인하기 위해 필요하다.
다음으로, 제2 이더넷 스위치는 제1 복구 요청 메시지를 수신하면, 수신된 복구 요청 메시지를 기반으로 제1 링크 필수 정보를 확인하여(S216) 확인된 제1 링크 필수 정보를 기반으로 링크 핸드오버 가능 여부 즉, 현재 서비스 중인 적어도 하나의 전송 링크에 제2 전송 링크를 추가할 수 있을지를 판단할 수 있다(S217).
다음으로, 제2 이더넷 스위치는 판단한 결과로 링크 핸드오버가 가능하면, 제1 전송 링크의 보조 링크인 제2 전송 링크를 이용하여 데이터 전송할 것을 요청하는 제2 복구 요청 메시지를 생성하여(S218) 생성된 제2 복구 요청 메시지를 제1 ECU에 전송할 수 있다(S219).
이처럼 도 3c를 참조하면, 제2 이더넷 스위치는 제1 전송 링크의 오류 확인에 따라 복구 요청 메시지를 제2 전송 링크를 통해 제1 ECU에 전송하게 된다.
다음으로, 제1 ECU는 복구 요청 메시지를 수신하면, 기 저장된 전송 링크 테이블을 제1 전송 링크에서 제2 전송 링크로 갱신 또는 업데이트(update)할 수 있다(S220).
다음으로, 제1 ECU는 전송 링크 정보의 갱신이 완료되면, 제1 전송 링크를 통한 데이터 프레임의 전송을 중지하고, 제2 전송 링크를 통해 데이터 프레임을 전송할 수 있다(S220, S221).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터를 전송하는 방법을 나타내는 제2 흐름도이고, 도 5a 내지 도 5d는 스위치 내에 혼잡이 발생하는 경우를 설명하기 위한 제1 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 이더넷 스위치는 디폴트로 설정된 주 링크인 제1 전송 링크를 통해 제1 ECU와 제2 ECU 사이에 데이터 트래픽을 전송할 수 있다(S410, S411).
다음으로, 제1 이더넷 스위치는 내부 버퍼의 상태를 주기적으로 모니터링하여 그 모니터링한 결과로 혼잡 발생 여부를 확인할 수 있다(S412). 이러한 스위치에서의 혼잡 발생은 데이터 트래픽의 전송 품질을 저하시키게 된다.
다음으로, 제1 이더넷 스위치는 혼잡 발생이 확인되면, 혼잡을 유발한 데이터 트래픽에 대한 트래픽 필수 정보를 수집하고(S413) 수집된 트래픽 필수 정보를 기반으로 링크 핸드오버 가능 여부 즉, 데이터 트래픽을 대신 전송할 수 있는지를 확인할 수 있다(S414).
즉, 제1 이더넷 스위치는 링크 핸드오버 가능 여부를 제2 이더넷 스위치에 요청하고 제2 이더넷 스위치로부터 링크 핸드오버 가능 여부를 응답 받을 수 있다.
이때, 트래픽 필수 정보는 혼잡을 유발하고 있는 연결 리스트, 서비스 종류 리스트, 최종 성공 프레임 ID 리스트 등을 포함할 수 있다. 여기서, 연결 리스트는 보조 링크로 천이 시켜야 할 연결 또는 트래픽에 대한 정보를 제공하고, 서비스 종류 리스트는 프레임별 복구 전송 우선 순위 결정에 반영하기 위하여 각 연결의 서비스 종류 예컨대, 영상, 도어 시그널, 초음파 센서 시그널 등을 명시하며, 최종 성공 프레임 ID 리스트는 최종적으로 전송에 성공한 프레임 ID로서, 전송 링크의 오류 복구 후에 전송을 시작할 프레임을 확인하기 위해 필요하다.
다음으로, 제1 이더넷 스위치는 판단한 결과로 링크 핸드오버가 가능하면, 트래픽 필수 정보를 포함하는 제1 복구 요청 메시지를 생성하여(S415) 생성된 제1 복구 요청 메시지를 제2 이더넷 스위치에 제공하여 스위치에서 혼잡이 발생하였음을 통보할 수 있다(S416).
다음으로, 제2 이더넷 스위치는 제1 복구 요청 메시지를 수신하면, 트래픽 필수 정보를 확인하여 확인된 트래픽 필수 정보를 포함하는 제2 복구 요청 메시지를 생성하여(S417) 생성된 제2 복구 요청 메시지를 제1 ECU에 전송할 수 있다(S418).
다음으로, 제1 ECU는 복구 요청 메시지를 수신하면, 기 저장된 전송 링크 테이블을 제1 전송 링크에서 제2 전송 링크로 갱신 또는 업데이트(update)할 수 있다(S419).
다음으로, 제1 ECU는 전송 링크 정보의 갱신이 완료되면, 제1 전송 링크를 통한 데이터 트래픽의 전송을 중지하고, 제2 전송 링크를 통해 데이터 트래픽을 전송할 수 있다(S420, S421).
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터를 전송하는 방법을 나타내는 제3 흐름도이고, 도 7a 내지 도 7c는 스위치 내에 혼잡이 발생하는 경우를 설명하기 위한 제2 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 이더넷 스위치는 디폴트로 설정된 주 링크인 제1 전송 링크를 통해 제1 ECU와 제2 ECU 사이에 데이터 트래픽을 전송할 수 있다(S610, S611).
이때, 제1 ECU는 기 설정된 제1 전송 속도로 데이터 트래픽을 전송할 수 있다.
다음으로, 제1 이더넷 스위치는 내부 버퍼의 상태를 주기적으로 모니터링하여 그 모니터링한 결과로 혼잡 발생 여부를 확인할 수 있다(S612). 즉, 제1 이더넷 스위치는 내부의 버퍼에 저장된 데이터 트래픽의 양이 기 설정된 임계치를 초과하는지를 확인하여 그 확인한 결과로 초과하게 되면 혼잡이 발생되었음을 판단하게 된다.
다음으로, 제1 이더넷 스위치는 그 확인한 결과로 혼잡 발생이 확인되면 제1 ECU의 최적의 전송 속도를 계산하여(S613) 계산된 전송 속도를 포함하는 전송속도 조절요청 메시지를 생성하고(S614) 생성된 전송속도 조절요청 메시지를 제1 ECU에 제공할 수 있다(S615). 즉, 제1 이더넷 스위치는 혼잡 발생을 유발한 데이터 트래픽을 송신하는 제1 ECU의 데이터 트래픽의 전송 속도를 작게 낮추도록 제어하게 된다.
이때, 전송속도 조절요청 메시지에는 연결되어 있는 각 ECU별 현재 전송속도, 혼잡을 유발할 수 있는 ECU별 최적의 전송속도, 전송속도에 관련된 다음 재협상 시기 등을 포함할 수 있다.
다음으로, 제1 ECU는 전송속도 조절요청 메시지를 제공 받으면, 제공 받은 전송속도 조절요청 메시지를 기반으로 속도 테이블을 갱신할 수 있다(S616).
다음으로, 제1 ECU는 갱신된 속도 테이블에 따라 제1 전송 속도보다 일정 크기만큼 낮아진 2 전송 속도로 제1 전송 링크를 통해 데이터 트래픽을 전송할 수 있다(S617, S618).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터를 전송하는 방법을 나타내는 제4 흐름도이고, 도 9a 내지 도 9c는 스위치 내에 혼잡이 발생하는 경우를 설명하기 위한 제3 도면이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 이더넷 스위치는 디폴트로 설정된 주 링크인 제1 전송 링크를 통해 제1 ECU와 제2 ECU 사이에 기 설정된 제1 길이를 갖는 제1 데이터 프레임을 전송할 수 있다(S810, S811).
다음으로, 제1 이더넷 스위치는 내부 버퍼의 상태를 주기적으로 모니터링하여 그 모니터링한 결과로 혼잡 발생 여부를 확인할 수 있다(S812). 즉, 제1 이더넷 스위치는 제1 전송 링크에 연결된 모든 ECU의 최대 지연 가능 시간이 기 설정된 임계치를 초과하는지를 확인하여 그 확인한 결과로 초과하게 되면 혼잡이 발생되었음을 판단하게 된다.
다음으로, 제1 이더넷 스위치는 혼잡 발생이 확인되면 제1 ECU의 최적의 프레임 길이를 계산하여(S813) 계산된 프레임 길이를 포함하는 프레임길이 조절요청 메시지를 생성하고(S814) 생성된 프레임길이 조절요청 메시지를 제1 ECU에 제공할 수 있다(S815). 즉, 제1 이더넷 스위치는 혼잡 발생을 유발한 데이터 프레임을 송신하는 제1 ECU의 데이터 프레임의 길이를 작게 줄이도록 제어하게 된다.
이때, 프레임길이 조절요청 메시지에는 연결되어 있는 각 ECU별 현재 프레임 길이, 혼잡을 유발할 수 있는 ECU별 최적의 프레임 길이, 프레임 길이에 관련된 다음 재협상 시기 등을 포함할 수 있다.
다음으로, 제1 ECU는 프레임길이 조절요청 메시지를 제공 받으면, 제공 받은 프레임길이 조절요청 메시지를 기반으로 길이 테이블을 갱신할 수 있다(S816).
다음으로, 제1 ECU는 갱신된 길이 테이블에 따라 기 설정된 제2 길이를 갖는 제2 데이터 프레임을 생성하여 생성된 제2 데이터 프레임을 제1 전송 링크를 통해 전송할 수 있다(S817, S818).
한편, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: ECU
110: 제1 ECU
120: 제2 ECU
200: 이더넷 스위치
210: 제1 이더넷 스위치
220: 제2 이더넷 스위치

Claims (15)

  1. 다수의 ECU들 사이에서 주 링크인 제1 전송 링크를 형성하고, 상기 제1 전송 링크에 대한 오류 또는 혼잡 발생을 감지하여 그 감지한 결과를 통보하는 제1 이더넷 스위치; 및
    상기 제1 전송 링크의 보조 링크인 제2 전송 링크를 형성하고, 상기 제1 이더넷 스위치의 통보에 따라 해당 ECU에 상기 제2 전송 링크로 데이터 트래픽을 전송할 것을 요청하는 제2 이더넷 스위치;
    를 포함하되, 상기 제1 이더넷 스위치와 상기 제2 이더넷 스위치는 다수의 ECU들 사이에서 이중화되도록 배치되어 상기 제1 전송 링크와 상기 제2 전송 링크를 형성하고,
    상기 제1 이더넷 스위치는 상기 제1 전송 링크의 상태를 주기적으로 모니터링하여 그 모니터링한 결과로 상기 제1 전송 링크의 오류를 확인하고,
    버퍼의 상태를 주기적으로 모니터링하여 그 모니터링한 결과로 혼잡 발생을 확인하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 이더넷 스위치는,
    상기 제1 전송 링크의 오류가 확인되면, 상기 제1 전송 링크에 대한 제1 링크 필수 정보를 수집하고, 수집된 상기 제1 링크 필수 정보를 포함하는 제1 복구 요청 메시지를 생성하여 생성된 상기 제1 복구 요청 메시지를 상기 제2 이더넷 스위치에 제공하며,
    여기서 상기 제1 링크 필수 정보는 상기 오류가 검출된 전송 링크에서 현재 진행 중인 연결 리스트, 서비스 종류 리스트, 및 최종 성공 프레임 ID 리스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 이더넷 스위치는,
    상기 제1 복구 요청 메시지를 수신하면, 수신된 상기 제1 복구 요청 메시지를 기반으로 링크 핸드오버 가능 여부를 판단하고,
    그 판단한 결과로 상기 링크 핸드오버가 가능하면, 상기 제1 전송 링크의 보조 링크인 제2 전송 링크를 이용하여 데이터 전송할 것을 요청하는 제2 복구 요청 메시지를 생성하고, 생성된 상기 제2 복구 요청 메시지를 해당 ECU에 전송하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 이더넷 스위치는,
    상기 혼잡 발생이 확인되면, 혼잡을 유발한 데이터 트래픽에 대한 트래픽 필수 정보를 수집하고 수집된 상기 트래픽 필수 정보를 기반으로 링크 핸드오버 가능 여부를 확인하며,
    상기 링크 핸드오버가 가능하면, 상기 트래픽 필수 정보를 포함하는 제1 복구 요청 메시지를 생성하여 생성된 상기 제1 복구 요청 메시지를 제2 이더넷 스위치에 제공하며,
    여기서 상기 트래픽 필수 정보는 스위치에서의 상기 혼잡 발생을 유발하고 있는 연결 리스트, 서비스 종류 리스트, 및 최종 성공 프레임 ID 리스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 이더넷 스위치는,
    상기 제1 복구 요청 메시지를 수신하면, 상기 제1 복구 요청 메시지에 포함된 상기 트래픽 필수 정보를 확인하고,
    그 확인한 결과로 상기 트래픽 필수 정보를 기반으로 상기 제1 전송 링크의 보조 링크인 제2 전송 링크를 이용하여 데이터 전송할 것을 요청하는 제2 복구 요청 메시지를 생성하여, 생성된 상기 제2 복구 요청 메시지를 해당 ECU에 전송하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 이더넷 스위치는,
    상기 혼잡 발생이 확인되면, 혼잡 발생을 유발하는 데이터 트래픽을 송신하는 ECU의 전송 속도를 계산하여 그 계산된 전송 속도를 포함하는 전송속도 조절요청 메시지를 생성하고
    생성된 상기 전송속도 조절요청 메시지를 해당 ECU에 제공하여 전송 속도를 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 이더넷 스위치는,
    상기 혼잡 발생이 확인되면, 혼잡 발생을 유발하는 데이터 트래픽을 송신하는 ECU의 프레임 길이를 계산하여 그 계산된 프레임 길이를 포함하는 프레임길이 조절요청 메시지를 생성하고,
    상기 프레임길이 조절요청 메시지를 해당 ECU에 제공하여 프레임 길이를 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 차량용 통신 시스템.
  9. 다수의 ECU들 사이에서 주 링크인 제1 전송 링크를 형성하는 제1 이더넷 스위치가 상기 제1 전송 링크에 대한 오류 또는 혼잡 발생을 감지하여 그 감지한 결과를 통보하는 단계; 및
    상기 제1 전송 링크의 보조 링크인 제2 전송 링크를 형성하는 제2 이더넷 스위치가 상기 제1 이더넷 스위치의 통보에 따라 해당 ECU에 상기 제2 전송 링크로 데이터 트래픽을 전송할 것을 요청하는 단계;
    를 포함하되, 상기 제1 이더넷 스위치와 상기 제2 이더넷 스위치는 다수의 ECU들 사이에서 이중화되도록 배치되어 상기 제1 전송 링크와 상기 제2 전송 링크를 형성하고,
    상기 통보하는 단계는 제1 이더넷 스위치가 상기 제1 전송 링크의 상태를 주기적으로 모니터링하여 그 모니터링한 결과로 상기 제1 전송 링크의 오류를 확인하고,
    버퍼의 상태를 주기적으로 모니터링하여 그 모니터링한 결과로 혼잡 발생을 확인하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 통보하는 단계는,
    제1 이더넷 스위치가 상기 제1 전송 링크의 오류가 확인되면, 상기 제1 전송 링크에 대한 제1 링크 필수 정보를 수집하고, 수집된 상기 제1 링크 필수 정보를 포함하는 제1 복구 요청 메시지를 생성하여 생성된 상기 제1 복구 요청 메시지를 상기 제2 이더넷 스위치에 제공하며,
    여기서 상기 제1 링크 필수 정보는 상기 오류가 검출된 전송 링크에서 현재 진행 중인 연결 리스트, 서비스 종류 리스트, 및 최종 성공 프레임 ID 리스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 요청하는 단계는,
    상기 제2 이더넷 스위치가 상기 제1 복구 요청 메시지를 수신하면, 수신된 상기 제1 복구 요청 메시지를 기반으로 링크 핸드오버 가능 여부를 판단하고,
    그 판단한 결과로 상기 링크 핸드오버가 가능하면, 상기 제1 전송 링크의 보조 링크인 제2 전송 링크를 이용하여 데이터 전송할 것을 요청하는 제2 복구 요청 메시지를 생성하고, 생성된 상기 제2 복구 요청 메시지를 해당 ECU에 전송하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 방법.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 통보하는 단계는,
    상기 제1 이더넷 스위치가 상기 혼잡 발생이 확인되면, 혼잡을 유발한 데이터 트래픽에 대한 트래픽 필수 정보를 수집하고 수집된 상기 트래픽 필수 정보를 기반으로 링크 핸드오버 가능 여부를 확인하며,
    상기 링크 핸드오버가 가능하면, 상기 트래픽 필수 정보를 포함하는 제1 복구 요청 메시지를 생성하여 생성된 상기 제1 복구 요청 메시지를 제2 이더넷 스위치에 제공하며,
    여기서 상기 트래픽 필수 정보는 스위치에서의 상기 혼잡 발생을 유발하고 있는 연결 리스트, 서비스 종류 리스트, 및 최종 성공 프레임 ID 리스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 요청하는 단계는,
    상기 제2 이더넷 스위치가 상기 제1 복구 요청 메시지를 수신하면, 상기 제1 복구 요청 메시지에 포함된 상기 트래픽 필수 정보를 확인하고,
    그 확인한 결과로 상기 트래픽 필수 정보를 기반으로 상기 제1 전송 링크의 보조 링크인 제2 전송 링크를 이용하여 데이터 전송할 것을 요청하는 제2 복구 요청 메시지를 생성하여, 생성된 상기 제2 복구 요청 메시지를 해당 ECU에 전송하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 방법.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 통보하는 단계는,
    상기 제1 이더넷 스위치가 상기 혼잡 발생이 확인되면, 혼잡 발생을 유발하는 데이터 트래픽을 송신하는 ECU의 전송 속도를 계산하여 그 계산된 전송 속도를 포함하는 전송속도 조절요청 메시지를 생성하고
    생성된 상기 전송속도 조절요청 메시지를 해당 ECU에 제공하여 전송 속도를 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 방법.
  15. 제9 항에 있어서,
    상기 통보하는 단계는,
    상기 제1 이더넷 스위치가 상기 혼잡 발생이 확인되면, 혼잡 발생을 유발하는 데이터 트래픽을 송신하는 ECU의 프레임 길이를 계산하여 그 계산된 프레임 길이를 포함하는 프레임길이 조절요청 메시지를 생성하고,
    상기 프레임길이 조절요청 메시지를 해당 ECU에 제공하여 프레임 길이를 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이더넷 기반으로 데이터를 전송하기 위한 방법.
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