KR101958477B1

KR101958477B1 - 차량용 ｌｉｎ 통신 시스템 및 이 시스템에서 슬레이브 모듈의 동작 방법

Info

Publication number: KR101958477B1
Application number: KR1020120128173A
Authority: KR
Inventors: 이태호
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2012-11-13
Filing date: 2012-11-13
Publication date: 2019-03-14
Also published as: CN103809552A; KR20140061043A; CN103809552B

Abstract

본 발명에서는 마스터 모듈에서 슬레이브 모듈의 특정 동작을 요청할 때 사용하는 기존의 마스터 코멘드를 삭제하고 대신 슬레이브 모듈 1개당 1개씩 부여되는 ID를 여러 개 부여하여, 각 ID 호출시 해당 슬레이브 모듈은 미리 정의된 해당 기능을 동작한다. 이렇게 함으로써, 마스터 코맨드 송신에 소요되는 통신 시간이 줄어들어, 전체 통신 시간을 줄일 수 있다.

Description

차량용 ＬＩＮ 통신 시스템 및 이 시스템에서 슬레이브 모듈의 동작 방법{LIN COMMUNICATION SYSTEM FOR VEHICLE AND METHOD FOR DRIVING SLAVE MODULE IN THE SYSTEM}

본 발명은 차량용 LIN(Local Interconnect Network) 통신 시스템 및 이 시스템을 이용한 슬레이브 모듈의 동작 방법에 관한 것으로서, LIN 통신 시간을 줄여 마스터 모듈(master module)이 슬레이브 모듈(slave module)로부터 응답 신호를 빠르게 전송받을 수 있는 차량용 LIN 통신 시스템 및 이 시스템에서 슬레이브 모듈의 동작 방법에 관한 것이다.

차량용 네트워크 통신에서는, 분산 네트워크 상에서 주차 보조 센서, 구동기 및 기타 모듈과 같은 메카트로닉 노드를 효율적으로 제어하기 위해 시리얼 통신 방식의 일종인 LIN 네트워크 통신 방식이 널리 이용되고 있다.

LIN 통신에서는, 데이터를 요청하는 마스터 모듈과 마스터 모듈로부터의 데이터 요청에 응답하여 데이터를 처리하고, 응답하는 다수의 슬레이브 모듈이 존재한다.

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 슬레이브가 마스트 클럭과 동기를 맞추는 데 사용되는 필드이다. 식별자 필드(Protected Identifier field)는 메시지의 내용과 길이에 대한 정보를 제공한다.

이러한 메시지 프레임 구성에 따르면, 마스터 모듈과 슬레이브 모듈들은 각각 ID를 가지며, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 마스터 모듈이 "마스터ID + 슬레이브에 요청할 코맨드" 형식으로 마스터 코맨드(Master Command)를 구성하여 데이터를 송신하고, 해당 슬레이브 모듈의 ID를 호출하면 도 1의 (c) 에 도시된 바와 같이, "해당 슬레이브 ID + 응답 데이터" 형식으로 슬레이브 코맨드(Slave Response)를 구성하여 마스터 모듈에게 회신하는 방식으로 통신을 한다.

그런데, 마스터 모듈이 슬레이브 모듈에게 어떠한 요청을 하는 경우 통신에 많은 시간이 소요된다. 8 Byte 송신시, 약 15ms의 통신시간이 소요된다. 즉, 센서 어플리케이션 등에서는 마스터 코맨드(a) 통신에 많은 통신 시간을 낭비하여 전체 스케쥴 시간이 증가하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 LIN 통신에서 마스터 코맨드의 통신 시간을 줄여, 슬레이브 모듈로부터의 응답을 빠르게 수신할 수 있는 차량용 LIN(Local Interconnect Network) 통신 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 시스템에서 슬레이브 모듈의 동작 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 차량용 LIN 통신 시스템은, 차량 내에서 LIN 통신 방식에 따라 통신하는 마스터 모듈과 슬레이브 모듈을 포함하고, 상기 마스터 모듈은 상기 슬레이브 모듈의 특정 동작을 요청하기 위해 상기 특정 동작과 연계된 식별자를 동작 요청 명령어로서 상기 슬레이브 모듈로 송신하고, 상기 슬레이브 모듈은 상기 동작 요청 명령어를 수신하여 상기 식별자에 연계된 상기 특정 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일면에 따른 차량 내에서 LIN 통신 방식에 따라 통신하는 마스터 모듈과 슬레이브 모듈로 구성된 차량용 LIN 통신 시스템에서 슬레이브 모듈의 구동 방법은, 상기 마스터 모듈이 상기 슬레이브 모듈이 수행하는 다수의 특정 동작과 각각 연계된 다수의 식별자를 상기 슬레이브 모듈에 부여하는 단계와, 상기 마스터 모듈이 상기 다수의 특정 동작 중 임의의 특정 동작을 요청하기 위해 상기 임의의 특정 동작과 연계된 식별자를 동작 요청 명령어로서 상기 슬레이브 모듈로 송신하는 단계 및 상기 슬레이브 모듈이 상기 동작 요청 명령어를 수신하여 상기 식별자에 연계된 상기 임의의 특정 동작을 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 마스터 모듈에서 슬레이브 모듈의 동작 요청시에 사용하는 마스터 코맨드를 삭제하는 대신, 슬레이브 모듈의 다수의 특정 동작과 연계된 다수의 식별자를 부여하여, 다수의 특정 동작과 연계된 다수의 식별자가 상기 마스터 코맨드의 역할을 대신한다. 이로 인해, 슬레이브 모듈의 동작 시간을 줄이고, 동시에 성능 향상을 도모할 수 있고, 슬레이브 모듈 구동시 복잡한 마스터 코맨드를 사용하지 않아도 되므로, 소프트웨어 개발이 용이해지고, 마스터 코맨드 삭제로 인한 소프트웨어(s/w) 및 하드웨어(h/w) 모듈의 수가 최소화되어 제품경량화가 가능하다.

도 1은 일반적인 LIN 통신에서 사용되는 메시지 프레임 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 LIN 통신 시스템의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 각 슬레이브 모듈의 내부 구성과 종래의 슬레이브 모듈의 내부 구성을 함께 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 LIN 통신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 LIN 통신 방법과 종래의 LIN 통신 방법을 함께 보여주는 순서도들

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 LIN 통신 시스템의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 LIN 통신 시스템(300)은 마스터 모듈(100)과 상기 마스터 모듈(100)과 LIN 통신 규약에 따라 통신하는 다수의 슬레이브 모듈(200)을 포함한다. 본 실시예에서는, 다수의 슬레이브 모듈이 4개의 슬레이브 모듈들(Sensor#1, Sensor#2, Sensor#3, Sensor#4)로 구성된다.

마스터 모듈(100)은 각 슬레이브 모듈(Sensor#1, Sensor#2, Sensor#3, Sensor#4)의 동작을 지시하고, 이에 따른 데이터를 요청하는 구성으로서 차량 내의 전자 제어 유닛(ECU)일 수 있다. 각 슬레이브 모듈(2)은 데이터를 처리하고, 응답하는 구성으로서, 차량 내의 주차 보조 센서, 구동기일 수 있으며, 본 실시예에서는 주차 보조 센서로 가정하고, 이하에서는 용어 "슬레이브 모듈"을 용어 "센서 모듈"이라 지칭한다.

본 발명의 일실시예에 따른 마스터 모듈(100)은 각 센서 모듈의 특정 동작을 요청할 때 사용하는 마스터 코맨드를 전송하는 기존과는 달리 마스터 코맨드를 전송하지 않고, 각 센서 모듈의 특정 동작과 연계된 식별자(PID: Protected Identifier)가 포함된 동작 요청 명령만을 전송한다. 여기서, 본 발명에 따른 PID는 LIN 통신에서 사용되는 센서 ID의 개념으로서, 0~59까지의 60개 ID로 구성될 수 있다. 본 실시예에서의 PID는 8bit로 구성될 수 있으며, 상위 6 bit는 0~59까지 숫자를 의미하고, 하위 2bit는 상위 6 bit의 반전을 취한 값 즉, 체크 섬(Check SUM)값으로 설정될 수 있다.

각 센서 모듈(Sensor#1, Sensor#2, Sensor#3, Sensor#4)은 상기 동작 요청 명령어를 수신하여 상기 식별자에 연계된 상기 특정 동작을 수행한다. 이를 위해, 각 센서 모듈은 도 3에 도시된 바와 같이, PID 저장부(210) 및 PID 인식 로직(230)을 포함한다. PID 저장부(210)는 상기 다수의 PID와 상기 다수의 PID와 각각 연계된 다수의 특정 동작 정보가 저장되어 있으며, PID 인식 로직(230)은 상기 PID 저장부(210)를 참조하여, 상기 마스터 모듈(100)로부터 송신된 PID와 상기 PID에 연계된 상기 특정 동작을 인식하여 상기 PID에 미리 정의된 특정 동작을 실행한다.

이렇게 함으로써, 해당 센서 모듈의 호출만으로도 마스터 코맨드를 송신하는 종래와 동일한 기능을 수행할 수 있게 된다.

이하, 도 4를 참조하여 종래의 마스터 코맨드 전송 방법과의 비교를 통해 도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 LIN 통신 시스템에서의 통신 방법에 대해 상세히 기술하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 LIN 통신 방법을 설명하기 위한 도면으로서, (a), (b), (c)는 종래의 마스터 코맨드 전송방법을 설명하기 위한 도면들이고,(d)는 본 발명의 통신 방식에 따른 프레임 구성을 보여주는 도면이다.

도 4의 (a), (b), (c)를 참조하면, 먼저, 마스터 모듈의 센서의 ID를 "0x08"라 하고, 센서 모듈들(Sensor#1, Sensor#2, Sensor#3, Sensor#4)의 ID를 각각 "0x01", "0x02", "0x03", "0x04"라 가정한다.

센서 모듈(Sensor#1)이 초음파 신호를 송신하고, 동시에 초음파 신호를 수신하는 직접 송수신하는 경우, 종래 기술에 따른 마스터 코맨드는 (b)와 같은 메시지 프레임을 구성해야 한다.즉, (b)의 경우, 19.2kbps의 전송률로 통신하면, data byte 3개로 구성된 마스터 코맨드 송신에 약 10ms정도가 소요된다. (b)와 같은 마스터 코맨드에 대한 센서 응답의 프레임 구성은 (c)와 같이 구성된다.

이에 반해, 본 발명의 일실시예에서는, 센서 모듈 하나당 다수의 PID를 미리 지정한다. 즉, 센서모듈(Sensor#1)에 대해서 직접 송수신("자기가 송신하고 자기가 수신하는")하고, 물체감지는 PID(1) = 0x00 라고 정의하고, 직접 노이즈 감지는 PID(2)=0x01라 정의하고, 주파수 측정은 PID(3)=0x02 라고 정의를 한다면 센서모듈(Sensor#1)은 총 3개의 ID가 부여될 수 있다. 이때, 위와 같이 센서모듈(Sensor#1)이 초음파 센서를 송,수신하고, 노이즈 측정을 한다면 마스터 코맨드 없이, 도 4의 (d)와 같은 프레임으로 구성될 수 있다.

기존 LIN 통신 방법과 비교하면, 본 발명은 마스터 코맨드 자체가 사라지고 센서 모듈에 대한 동작 요청(Slave Request 또는 Response) 명령어만으로 통신 가능하다. 즉, 3 Byte 길이의 마스터 코맨드를 가정한 경우, 3 Byte를 전송하는데 약 10ms 정도 소요가 되므로 센서 모듈 1회 측정에 10ms 정도의 시간을 절약할 수 있다. 예컨대, 센서 모듈이 물체를 1회 측정하는데 소요되는 시간은 기존의 통신 방법에서는 "마스터 코멘드(10ms) + 슬레이브 응답 요청(15ms) = 25ms이라면, 본 발명의 통신 방법에서는 "마스터 코멘드(0ms) + 슬레이브 응답 요청(15ms) = 15ms"가 되어 센서 모듈 1회 측정에 10ms 정도의 시간을 절약할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 LIN 통신 방법과 종래의 LIN 통신 방법을 함께 보여주는 순서도들로서, (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 LIN 통신 방법을 나타내는 순서도이고, (b)는 종래의 LIN 통신 방법을 보여주는 순서도이다.

도 5의 (a)를 참조하면, 먼저, 마스터 모듈의 PID 명령어를 통해 각 슬레이브 모듈에 다수의 PID가 부여되면, 마스터 모듈(예컨대, ECU)이 해당 슬레이브 모듈의 특정 동작을 요청하기 위해 상기 특정 동작과 연계된 PID를 동작 요청 명령어로서 상기 슬레이브 모듈로 송신하는 단계가 수행된다(S510).

이어, 슬레이브 모듈은, 동작 요청 명령어로서 수신된 상기 PID를 내부 PID 인식 로직을 통해 자기 명령 여부를 판단하고(S520), 판단결과, 자기 명령이 아닌 경우, 상기 단계(S510)가 재수행된다.

판단결과 자기 명령인 경우, 상기 PID에 연계되어 사전에 설정된 특정 동작을 실행하고(S530), 실행한 센서 실행 결과를 응답 메시지로서 상기 마스터 모듈로 전송하는 단계가 수행(S540)되는 것으로 모든 단계가 종료된다.

이와 같이, 본 발명의 LIN 통신 방법은 마스터 모듈이 마스터 코맨드를 송신하는 과정에 대신 PID를 송신하는 과정으로 대체함으로써, 마스터 코맨드를 송신하는 데 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 즉, 도 5의 (b)의 마스터 코맨드를 송신하는 단계(S51)가 생략됨으로써, 센서 모듈을 동작시키기 위한 통신 시간을 줄일 수 있다. 이로 인해, 도 5의 (b)와 같이 센서 동작에 따른 결과를 요청하는 단계(S54) 및 이에 따른 자기 명령 여부를 판단하는 단계(S55)없이 센서 실행 결과에 대해 응답하는 단계로 모든 단계가 종료되므로, 슬레이브 모듈로부터의 응답 수신에 소요되는 통신 시간을 줄일 수 있다. 결과적으로, 마스터 모듈에서 센서 모듈의 동작 요청시에 사용하는 마스터 코맨드를 송신하는 과정을 각 센서 모듈의 특정 동작과 연계된 PID를 송신하는 과정으로 대체함으로써, 마스터 코맨드 송신에 소요되는 시간을 줄여, 해당 센서 모듈의 동작 및 응답을 위한 전체 통신 시간을 줄일 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 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.

Claims

차량 내에서 LIN 통신 방식에 따라 통신하는 마스터 모듈과 슬레이브 모듈로 구성된 차량용 LIN 통신 시스템에 있어서,
상기 마스터 모듈은,
상기 슬레이브 모듈의 특정 동작을 요청하기 위해 상기 특정 동작과 연계된 식별자를 동작 요청 명령어로서 상기 슬레이브 모듈로 송신하고,
상기 슬레이브 모듈은,
상기 동작 요청 명령어를 수신하여 상기 식별자에 연계된 상기 특정 동작을 수행하는 것인 차량용 LIN 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 슬레이브 모듈에는,
다수의 특정 동작과 각각 연계된 다수의 식별자가 부여된 것인 차량용 LIN 통신 시스템.
제2항에 있어서, 상기 슬레이브 모듈은,
상기 다수의 식별자와 상기 다수의 식별자와 각각 연계된 다수의 특정 동작 정보가 저장된 저장부; 및
상기 저장부를 참조하여, 상기 마스터 모듈로부터 송신된 식별자와 상기 식별자에 연계된 상기 특정 동작을 인식하는 식별자 인식부
를 포함하는 차량용 LIN 통신 시스템.
제2항에 있어서, 상기 다수의 식별자는 상기 마스터 모듈에 의해 부여되고,
상기 마스터 모듈은,
'Assign PID(Protected Identifier)' 명령어를 통해 상기 슬레이브 모듈의 식별자를 부여하는 것인 차량용 LIN 통신 시스템.
차량 내에서 LIN 통신 방식에 따라 통신하는 마스터 모듈과 슬레이브 모듈로 구성된 차량용 LIN 통신 시스템에서 슬레이브 모듈의 구동 방법에 있어서,
상기 마스터 모듈이 상기 슬레이브 모듈이 수행하는 다수의 특정 동작과 각각 연계된 다수의 식별자를 상기 슬레이브 모듈에 부여하는 단계;
상기 마스터 모듈이 상기 다수의 특정 동작 중 임의의 특정 동작을 요청하기 위해 상기 임의의 특정 동작과 연계된 식별자를 동작 요청 명령어로서 상기 슬레이브 모듈로 송신하는 단계; 및
상기 슬레이브 모듈이 상기 동작 요청 명령어를 수신하여 상기 식별자에 연계된 상기 임의의 특정 동작을 수행하는 단계
를 포함하는 것인 차량용 LIN 통신 시스템에서 슬레이브 모듈의 동작 방법.
제5항에 있어서, 상기 다수의 식별자를 상기 슬레이브 모듈에 부여하는 단계는,
상기 마스터 모듈이 'Assign PID(Protected Identifier)' 명령어를 통해 부여되는 것인 차량용 LIN 통신 시스템에서 슬레이브 모듈의 동작 방법.
제5항에 있어서, 상기 마스터 모듈은,
LIN 통신 표준에서 정의된 마스터 코맨드(Master Command)를 송신하지 않는 것인 차량용 LIN 통신 시스템에서 슬레이브 모듈의 동작 방법.
제5항에 있어서, 상기 임의의 특정 동작을 수행하는 단계는,
상기 다수의 식별자와 상기 다수의 식별자와 각각 연계된 다수의 특정 동작 정보가 저장된 저장부를 참조하여, 상기 마스터 모듈로부터 송신된 식별자를 인식하는 단계; 및
인식된 상기 식별자와 연계된 특정 동작을 수행하는 단계;
를 포함하는 차량용 LIN 통신 시스템에서 슬레이브 모듈의 동작 방법.