KR20140098602A - 분산 시뮬레이션 수행 시스템 및 방법 - Google Patents

분산 시뮬레이션 수행 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 물리적인 요소와 계산적인 요소의 특성을 모두 갖는 가상-물리 시스템(CPS; Cyber Physical System)과 같은 하이브리드 시스템(Hybrid system)을 구성하는 서브시스템(Subsystem)들을 모델링한 서브시스템 모델들에 대해 다수의 분산 시뮬레이터들을 이용하여 분산 시뮬레이션을 수행함에 있어서, 실시간을 기반으로 동기화된 전역 시뮬레이션 시간을 다수의 분산 시뮬레이터들에게 제공하고, 다수의 분산 시뮬레이터들이 동기화된 전역 시뮬레이션 시간에 따라 지역 시뮬레이션 시간을 조정하여 자신에게 할당된 서브시스템 모델에 대한 시뮬레이션을 수행하도록 하는 분산 시뮬레이션 수행 시스템 및 방법을 개시한다.

Description

분산 시뮬레이션 수행 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PERFORMING DISTRIBUTED SIMULATION}
본 발명은 하이브리드 시스템의 신뢰성을 검증하기 위한 분산 시뮬레이션 수행 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물리적인 요소와 계산적인 요소의 특성을 모두 갖는 가상-물리 시스템(CPS; Cyber Physical System)과 같은 하이브리드 시스템(Hybrid system)을 구성하는 서브시스템(Subsystem)들을 모델링한 서브시스템 모델들에 대해 다수의 분산 시뮬레이터들을 이용하여 분산 시뮬레이션을 수행함에 있어서, 실시간을 기반으로 동기화된 전역 시뮬레이션 시간을 다수의 분산 시뮬레이터들에게 제공하고, 다수의 분산 시뮬레이터들이 동기화된 전역 시뮬레이션 시간에 따라 지역 시뮬레이션 시간을 조정하여 자신에게 할당된 서브시스템 모델에 대한 시뮬레이션을 수행하도록 하는 분산 시뮬레이션 수행 시스템 및 방법에 관한 것이다.
가상-물리 시스템(CPS; Cyber Physical System)이란, 실 세계 시스템과 컴퓨팅 시스템이 연계되어 그 복잡도가 가중됨에 따라, 예상치 못하는 오류와 상황 발생 등을 방지하기 위하여 소프트웨어 신뢰성, 실시간성 및 지능성 등이 보장되는 시스템을 말한다. CPS는 네트워크를 기반으로 다수의 임베디드 시스템들이 결합된 하이브리드 시스템(Hybrid system)으로써, 물리적인 요소와 계산적인 요소의 특성을 모두 갖는다.
고신뢰성을 요구하는 임베디드 시스템의 개발 과정에서 단일 시스템의 설계를 위한 보조 도구로써 시뮬레이션 기술이 폭넓게 활용되고 있다. 먼저 개발할 시스템을 추상화(Abstraction)된 모델로 표현하는 모델링을 수행하며, 시스템 모델을 가지고 시뮬레이션을 수행하여 시스템 모델을 검증 및 수정한다. 검증이 완료된 이후에는 모델을 기반으로 실제 하드웨어나 소프트웨어를 개발하게 된다. 이러한 시뮬레이션을 통한 검증은 실제 시스템을 개발하여 검증하는데 수반되는 비용이나 위험 등을 크게 줄이면서 신뢰성있는 시스템을 개발할 수 있는 장점이 있다.
이러한 임베디드 시스템 모델의 유효성을 확보하기 위한 종래의 시뮬레이션 기술들은 단일 시스템의 모델 중 일부 모듈을 실제 하드웨어나 소프트웨어로 대체하여 시뮬레이션을 수행할 수 있는 하드웨어-인-더-루프(Hardware-in-the-Loop) 기능이나 소프트웨어-인-더-루프(Software-in-the-Loop) 기술 등을 제공하고 있다. 이러한 기술을 제공하는 대표적인 제품들로는 매틀랩/시뮬링크(MATLAB/Simulink), 랩뷰(LabVIEW) 및 세이버(Saber)가 있다. 이러한 기술은 실제 시스템의 입력을 모델에 제공함으로써 시뮬레이션을 통한 검증의 유효성을 증가시킬 수 있다.
또한, 임베디드 시스템 모델에 대해 시뮬레이션을 수행하여 신뢰성을 검증하기 위해, 대한민국 공개특허 제2011-0079856호에서는 임베디드 시스템에 대해 컴퓨터의 지원을 받아 시뮬레이션을 수행함으로써, 복잡한 임베디드 시스템의 실시간 능력을 예측할 수 있도록 하는 시뮬레이션 기술을 개시하고 있다.
그러나, 상기 대한민국 공개특허 제2011-0079856호 등에서 제시하고 있는 종래의 임베디드 시스템 모델에 대한 시뮬레이션 기술들은 단일 임베디드 시스템의 개발을 위한 단일 시스템 시뮬레이션에 대한 것으로, 물리적인 요소 또는 계산적인 요소의 특성을 갖는 다양한 이종 서브시스템들로 구성되는 가상-물리 시스템과 같은 대규모 하이브리드 시스템에 대한 시뮬레이션을 위해서는 적합하지 않고, 하이브리드 시스템의 실시간 동작이 요구되는 상황에서 모델의 복잡성을 판단하기 어려운 문제가 있다.
본 발명은, 실시간을 기초로 실시간의 시간 간격에 비례하는 시간 간격을 갖는 전역 시뮬레이션 시간을 설정하여 하이브리드 시스템을 구성하는 서브시스템들을 모델링한 서브시스템 모델들 각각에 대하여 시뮬레이션을 수행하는 다수의 분산 시뮬레이터들로 배포함으로써, 분산 시뮬레이터들이 배포된 전역 시뮬레이션 시간을 동기화 시간으로 이용하여 자신에게 할당된 서브시스템 모델의 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하기 위한 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정할 수 있도록 하는 분산 시뮬레이션 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분산 시뮬레이션 수행 시스템을 구성하는 시뮬레이션 시간 제공 장치는, 실시간에 기초하여 상기 실시간과 동기화된 전역 시뮬레이션 시간을 설정하는 전역 시간 설정부; 및 하이브리드 시스템(Hybrid system)을 구성하는 서브시스템(Subsystem)들을 모델링한 서브시스템 모델들 각각에 대하여 시뮬레이션을 수행하는 복수의 분산 시뮬레이터들로 상기 전역 시뮬레이션 시간을 배포하는 전역 시간 배포부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 전역 시간 설정부는, 미리 결정된 비율에 따라 상기 실시간의 간격에 비례하는 일정한 시간 간격을 갖는 전역 시뮬레이션 시간을 설정할 수 있다.
이때, 상기 복수의 분산 시뮬레이터들은 상기 전역 시뮬레이션 시간에 기초하여 자신에게 할당된 서브시스템 모델의 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하기 위한 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분산 시뮬레이션 수행 시스템을 구성하는 분산 시뮬레이터는, 시뮬레이션 시간 제공 장치에 의해 실시간과 동기화되어 배포된 전역 시뮬레이션 시간에 기초하여, 하이브리드 시스템을 구성하는 서브시스템들을 모델링한 서브시스템 모델들 중에서 자신에게 할당된 서브시스템 모델에 대해 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하기 위한 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정하는 지역 시간 결정부; 및 상기 조정된 지역 시뮬레이션 시간의 간격에 해당하는 시간 동안 상기 서브시스템 모델의 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하는 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 수행부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 지역 시간 결정부는, 상기 시뮬레이션 시간 제공 장치로부터 배포된 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과, 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)에 시뮬레이션이 수행되는 것으로 스케쥴링된 연속 요소 또는 이산 요소의 해석을 시작하는 현재 지역 시뮬레이션 시간(LTi)을 비교하여, 상기 전역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정할 수 있다.
이때, 상기 지역 시간 결정부는, 상기 현재 지역 시뮬레이션 시간(LTi)이 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi) 보다 빠른 경우, 상기 전역 시뮬레이션 시간의 간격을 증가시킬 수 있다.
이때, 상기 지역 시간 결정부는, 상기 현재 지역 시뮬레이션 시간(LTi)이 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi) 보다 느리고, 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi) 다음에 배포되는 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1) 보다 빠른 경우, 상기 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 유지할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분산 시뮬레이션 수행 방법은, 시뮬레이션 시간 제공 장치가 실시간에 기초하여 상기 실시간과 동기화된 전역 시뮬레이션 시간을 설정하는 단계; 상기 시뮬레이션 시간 제공 장치가 상기 설정된 전역 시뮬레이션 시간을 분산 시뮬레이터로 배포하는 단계; 상기 분산 시뮬레이터가 상기 전역 시뮬레이션 시간에 기초하여 하이브리드 시스템을 구성하는 서브시스템들을 모델링한 서브시스템 모델들 중에서 자신에게 할당된 서브시스템 모델에 대해 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하기 위한 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정하는 단계; 및 상기 분산 시뮬레이터가 상기 조정된 지역 시뮬레이션 시간의 간격에 해당하는 시간 동안 상기 서브시스템 모델의 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하는 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 실시간과 동기화된 전역 시뮬레이션 시간을 설정하는 단계에서는, 미리 결정된 비율에 따라 상기 실시간의 간격에 비례하는 일정한 시간 간격을 갖는 전역 시뮬레이션 시간을 설정할 수 있다.
이때, 상기 설정된 전역 시뮬레이션 시간을 분산 시뮬레이터로 배포하는 단계에서는, 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 상기 전역 시뮬레이션 시간의 시간 간격에 대한 정보를 상기 분산 시뮬레이터로 배포할 수 있다.
이때, 상기 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정하는 단계에서는, 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과, 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)에 시뮬레이션이 수행되는 것으로 스케쥴링된 연속 요소 또는 이산 요소의 해석을 시작하는 현재 지역 시뮬레이션 시간(LTi)을 비교하여, 상기 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정할 수 있다.
이때, 상기 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정하는 단계에서는, 상기 현재 지역 시뮬레이션 시간(LTi)이 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi) 보다 빠른 경우, 상기 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 증가시킬 수 있다.
이때, 상기 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정하는 단계에서는, 상기 현재 지역 시뮬레이션 시간(LTi)이 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi) 보다 느리고, 상기 전역 시뮬레이션 시간의 시간 간격에 대한 정보에 기초하여 계산한 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi) 다음에 배포되는 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1) 보다 빠른 경우, 상기 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 유지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 개발자가 가상 물리 시스템과 같은 하이브리드 시스템을 설계하고자 할 때, 시스템의 신뢰성 확보를 위해 시스템 모델을 시뮬레이션함으로써, 설계된 하이브리드 시스템이 개발자의 의도대로 구성되었는지 여부를 용이하게 검증할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 하이브리드 시스템의 분산 시뮬레이션 환경에서 다수의 분산 시뮬레이터들에게 실시간 동기화 기능을 제공함으로써, 분산 시뮬레이터들이 실시간으로 분산 시뮬레이션을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 분산 시뮬레이션 수행 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 시뮬레이션 시간 제공 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 시뮬레이션 시간 제공 장치가 설정하는 전역 시뮬레이션 시간을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 분산 시뮬레이터들에서 각 분산 시뮬레이터의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 1에 도시된 분산 시뮬레이터의 전역 시뮬레이션 시간을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 분산 시뮬레이션 수행 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여, 시뮬레이션 시간 제공 장치와 복수의 분산 시뮬레이터들을 포함하는 분산 시뮬레이션 수행 시스템의 구성 및 동작에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 분산 시뮬레이션 수행 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 분산 시뮬레이션 수행 시스템은 하나의 시뮬레이션 시간 제공 장치(100)와 상기 시뮬레이션 시간 제공 장치로부터 제공받은 전역 시뮬레이션 시간에 기초하여 하이브리드 시스템(Hybrid system)을 구성하는 서브시스템(Subsystem)들을 모델링한 모델(이하, '서브시스템 모델'이라 한다.)들 각각에 대하여 시뮬레이션을 수행하는 복수의 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n)로 구성된다.
시뮬레이션 시간 제공 장치(100)는 실시간에 기초하여 실시간과 동기화된 전역 시뮬레이션 시간을 설정하고, 설정된 전역 시뮬레이션 시간을 이더넷(300)을 통해 원격지에 위치하는 복수의 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n) 각각으로 배포한다. 즉, 시뮬레이션 시간 제공 장치(100)는, 복수의 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n) 각각에 대해 동기화된 시뮬레이션 시간을 제공하기 위해, 실시간을 기초로 전역 시뮬레이션 시간을 정의하고, 정의된 전역 시뮬레이션 시간을 복수의 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n)로 배포함으로써, 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n) 각각이 전역 시뮬레이션 시간에 기초하여 자신에게 할당된 서브시스템 모델의 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하기 위한 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정하여 시뮬레이션을 수행하도록 한다. 이때, 시뮬레이션 시간 제공 장치(100)에 의해 설정되는 전역 시뮬레이션 시간과 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n)이 자신에게 할당된 서브시스템 모델에 대한 시뮬레이션을 수행하기 위한 지역 시뮬레이션 시간에 대한 단위(unit)는 임의의 시간과 그 다음 시간 사이의 간격으로 정의된다.
복수의 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n) 각각은, 이산과 연속 요소들이 혼합된 시스템들로 구성되는 가상-물리 시스템 가상-물리 시스템(CPS; Cyber Physical System)과 같은 하이브리드 시스템에 대하여, 하이브리드 시스템을 구성하는 서브시스템들을 모델링한 서브시스템 모델들 각각에 대하여 시뮬레이션을 수행한다. 하이브리드 시스템의 개발자는 시스템의 요구 사항을 분석하고 이에 기반하여 시스템을 설계함에 있어서, 설계된 시스템에서 발생할 수 있는 문제를 예측하고 이를 제거할 수 있도록 시뮬레이션을 통해 설계된 시스템을 검증한다. 설계 단계에서의 시스템에 대한 시뮬레이션을 위해 개발자는 통상의 시스템 모델러(Modeler)를 이용하여 하이브리드 시스템을 모델 기반으로 설계하게 되는데, 개발자에 의해 하이브리드 시스템을 구성하는 서브시스템들에 대해 모델링된 서브시스템 모델들은 복수의 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n) 각각에 탑재되고, 복수의 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n) 각각은 자신에게 할당된 서브시스템 모델에 대해 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하여 시뮬레이션을 수행한다. 이때, 복수의 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n) 각각은, 자신에게 할당된 서브시스템 모델의 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하기 위한 전역 시뮬레이션 시간의 간격을 시뮬레이션 시간 제공 장치(100)에 의해 설정되어 배포된 전역 시뮬레이션 시간에 따라 조정하고, 해당 서브시스템 모델에 대한 시뮬레이션을 수행하게 된다.
도 2는 도 1에 도시된 분산 시뮬레이션 수행 시스템을 구성하는 시뮬레이션 시간 제공 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 시뮬레이션 시간 제공 장치(100)는 전역 시간 설정부(120)와 전역 시간 배포부(140)로 구성된다.
전역 시간 설정부(120)는 실시간에 기초하여 실시간과 동기화된 전역 시뮬레이션 시간을 설정한다. 이때, 전역 시간 설정부(120)는 실시간에 대한 논리 시간의 비율을 외부의 시스템 또는 사용자로부터 입력받고, 입력된 논리 시간의 비율에 따라 실시간의 시간 간격에 비례하는 시간 간격을 갖도록 전역 시뮬레이션 시간을 설정한다. 즉, 전역 시간 설정부(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 실시간(이때, 실시간은 sec 단위를 갖는다.)의 시간 간격 d1에 대하여 일정한 비율로 증가된 시간 간격 d2를 갖는 전역 시뮬레이션 시간(GTi, GTi +1, GTi +2, GTi +3 등)을 설정한다. 비록, 도 3에서는 실시간의 시간 간격 d1에 대하여 2 배의 시간 간격을 갖도록 전역 시뮬레이션 시간의 시간 간격이 설정되는 것으로 도시되었으나, 이는 하나의 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 복수의 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n) 각각은 자신에게 할당된 서브시스템 모델의 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하는데 소요되는 전역 시뮬레이션 시간의 최소 시간 간격에 대한 정보를 전역 시간 설정부(120)로 전송하고, 전역 시간 설정부(120)는 복수의 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n)로부터 수신한 전역 시뮬레이션 시간의 최소 시간 간격에 대한 정보들에 기초하여 모든 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n)이 연속 요소 또는 이산 요소에 대한 해석을 완료할 수 있는 충분한 시간 간격 이상으로 전역 시뮬레이션 시간의 시간 간격 d2를 설정하는 것이 바람직하다.
전역 시간 배포부(140)는 전역 시간 설정부(120)에 의해 설정된 전역 시뮬레이션 시간을 복수의 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n)로 배포한다. 이때, 전역 시간 배포부(140)는 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)을 복수의 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n)로 배포하고, 시간 간격 d2에 따라 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)의 다음 전역 시뮬레이션 시간인 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1)을 복수의 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n)로 배포한다. 한편, 전역 시간 배포부(140)는 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 함께 전역 시뮬레이션 시간의 시간 간격 d2에 대한 정보를 복수의 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n)로 전송할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 분산 시뮬레이션 수행 시스템을 구성하는 복수의 분산 시뮬레이터들에서 각 분산 시뮬레이터의 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명에 따른 분산 시뮬레이션 수행 시스템을 구성하는 복수의 분산 시뮬레이터들(200a 내지 200n)은 모두 동일한 구성을 가지며 동일한 기능을 수행한다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 이해를 돕기 위해 하나의 분산 시뮬레이터(200)를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 분산 시뮬레이터(200)는 시뮬레이션 작업 스케쥴링부(220), 지역 시간 결정부(240) 및 시뮬레이션 수행부(260)로 구성된다.
시뮬레이션 작업 스케쥴링부(220)는 시뮬레이션 시간 제공 장치(100)로부터 배포된 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 전역 시뮬레이션 시간의 시간 간격 d2에 대한 정보에 기초하여 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)의 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1)을 산출하고, 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1) 사이의 시간 동안에 시뮬레이션을 수행하여야 하는 작업들(해당 분산 시뮬레이터에 할당된 서브시스템 모델의 연속 요소들 또는 이산 요소들을 해석하는 작업들)을 스케쥴링한다. 이때, 시뮬레이션 작업 스케쥴링부(220)에 의해 스케쥴링되는 작업들은 각각 분산 시뮬레이터(200)의 지역 시뮬레이션 시간들에 따라 수행된다. 분산 시뮬레이터(200)의 지역 시뮬레이션 시간들이 도 5에 도시된 바와 같이 표현될 때, 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1) 사이의 시간 간격 동안에 수행되어야 하는 작업들은 지역 시뮬레이션 시간들(LT1 내지 LTk)에 대한 각각의 시간 간격 내에서 수행될 수 있고, 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1)과 그 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +2) 사이의 시간 간격 동안에 수행되어야 하는 작업들은 지역 시뮬레이션 시간들(LTk +1 내지 LTn)에 대한 각각의 시간 간격 내에 수행될 수 있다.
지역 시간 결정부(240)는 시뮬레이션 시간 제공 장치(100)에 의해 실시간과 동기화되어 배포된 전역 시뮬레이션 시간에 기초하여, 하이브리드 시스템을 구성하는 서브시스템들을 모델링한 서브시스템 모델들 중에서 자신에게 할당된 서브시스템 모델에 대해 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하기 위한 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정한다. 즉, 지역 시간 결정부(240)는 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1)의 시간 간격 동안 수행하여야 하는 작업을 시작하는 현재 지역 시뮬레이션 시간(NTi)이 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1) 사이에 있는지를 판단하여, 해당 작업을 수행하는 전역 시뮬레이션 시간의 시간 간격을 조정한다. 이때, 지역 시간 결정부(240)는 시뮬레이션 작업 스케쥴링부(220)로부터 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1)을 제공받거나, 시뮬레이션 시간 제공 장치(100)로부터 배포된 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 전역 시뮬레이션 시간의 시간 간격 d2에 대한 정보에 기초하여 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1)을 산출할 수 있다. 여기서, 지역 시간 결정부(240)는 현재 지역 시뮬레이션 시간(NTi)이 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1) 사이에 있다면, 해당 작업을 수행하는 지역 시뮬레이션 시간의 시간 간격을 유지한다. 반면, 현재 전역 시뮬레이션 시간(NTi)이 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi) 보다 빠른 경우, 지역 시간 결정부(240)는 해당 작업을 수행하는 지역 시뮬레이션 시간의 시간 간격을 증가시킨다. 지역 시간 결정부(240)는 현재 지역 시뮬레이션 시간(NTi)을 시뮬레이션 수행부(260)로 전달하고, 조정된 지역 시뮬레이션 시간의 시간 간격에 따라 다음 지역 시뮬레이션 시간(NTi +1)을 시뮬레이션 수행부(260)로 전달한다.
시뮬레이션 수행부(260)는 해당 분산 시뮬레이터(200)에 할당된 서브시스템 모델에 대해 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하여 시뮬레이션을 수행한다. 시뮬레이션 수행부(260)는 지역 시간 결정부(240)로부터 현재 지역 시뮬레이션 시간(NTi)을 입력받고, 입력받은 현재 지역 시뮬레이션 시간(NTi)에 수행되어야 하는 연속 요소 또는 이산 요소의 해석 작업을 시작한다. 이때, 시뮬레이션 수행부(260)는 해당 작업을 지역 시간 결정부(240)에 의해 조정된 지역 시뮬레이션 시간의 시간 간격 동안 수행하게 된다.
이하에서는 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 분산 시뮬레이션 수행 방법에 대하여 설명하도록 한다. 앞서, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 본 발명에 따른 분산 시뮬레이션 수행 시스템을 구성하는 시뮬레이션 시간 제공 장치 및 분산 시뮬레이터의 동작과 일부 중복되는 부분은 생략하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 분산 시뮬레이션 수행 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 분산 시뮬레이션 수행 방법은 먼저, 분산 시뮬레이터(200)가 자신에게 할당된 서브시스템 모델을 시뮬레이션 수행부(260)에 적재하고, 해당 서브시스템 모델에 대한 시뮬레이션을 시작한다(S600).
그 다음으로, 시뮬레이션 시간 제공 장치(100)가 실시간에 기초하여 실시간과 동기화된 전역 시뮬레이션 시간을 설정한다(S610). 이때, 상기 S610 단계에서는 시뮬레이션 시간 제공 장치(100)의 전역 시간 결정부(120)가 외부 시스템 또는 사용자로부터 입력받은 미리 결정된 비율에 따라 실시간의 간격 d1에 비례하는 일정한 시간 간격 d2를 갖도록 전역 시뮬레이션 시간을 설정한다.
그리고, 시뮬레이션 시간 제공 장치(100)는 상기 S610 단계에서 설정된 전역 시뮬레이션 시간을 배포한다. 이때, 시뮬레이션 시간 제공 장치(100)는 상기 S610 단계에서 설정된 전역 시뮬레이션 시간에 따라 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)을 분산 시뮬레이터(200)로 배포한다(S620). 한편, 시뮬레이션 시간 제공 장치(100)는 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)을 배포한 다음, 시간 간격 d2 이후에 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1)을 분산 시뮬레이터(200)로 배포할 수 있다.
그 다음으로, 분산 시뮬레이터(200)는 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1) 사이의 시간 간격 동안에 수행하여야 하는 서브시스템의 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하기 위한 작업을 시작하는 현재 지역 시뮬레이션 시간(NTi)을 상기 S610 단계에서 시뮬레이션 시간 제공 장치(100)로부터 수신한 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 비교한다(S630).
그리고, 분산 시뮬레이터(200)는 현재 지역 시뮬레이션 시간(NTi)이 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1) 사이에 있는지 여부를 판단하고(S640), 상기 S640 단계에서의 판단 결과, 현재 지역 시뮬레이션 시간(NTi)이 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1) 사이에 있다면, 분산 시뮬레이터(200)는 지역 시뮬레이션 시간의 시간 간격을 유지한다(S650). 상기 S640 단계에서, 분산 시뮬레이터(200)는 시뮬레이션 시간 제공 장치(100)로부터 배포된 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 전역 시뮬레이션 시간의 시간 간격 d2에 대한 정보에 기초하여 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1)을 산출할 수 있다.
만약, 상기 S640 단계에서의 판단 결과, 현재 지역 시뮬레이션 시간(NTi)이 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1) 사이에 있지 않다면, 분산 시뮬레이터(200)는 지역 시뮬레이션 시간의 시간 간격을 조정한다(S660). 보다 구체적으로, 현재 지역 시뮬레이션 시간(NTi)이 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi) 보다 빠르다면, 분산 시뮬레이터(200)는 지역 시뮬레이션 시간의 시간 간격을 증가시킨다.
마지막으로, 시뮬레이션 수행부(260)는 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 다음 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1) 사이의 시간 간격 동안에 수행하여야 하는 서브시스템의 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하기 위한 작업을, 상기 S650 단계에서 유지되거나, 상기 S660 단계에서 조정된 지역 시뮬레이션 시간의 간격 동안 수행한다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 시뮬레이션 시간 제공 장치
120 : 전역 시간 설정부
140 : 전역 시간 배포부
200 : 분산 시뮬레이터
220 : 시뮬레이션 작업 스케쥴링부
240 : 지역 시간 설정부
260 : 시뮬레이션 수행부
300 : 이더넷

Claims (13)

  1. 실시간에 기초하여 상기 실시간과 동기화된 전역 시뮬레이션 시간을 설정하는 전역 시간 설정부; 및
    하이브리드 시스템(Hybrid system)을 구성하는 서브시스템(Subsystem)들을 모델링한 서브시스템 모델들 각각에 대하여 시뮬레이션을 수행하는 복수의 분산 시뮬레이터들로 상기 전역 시뮬레이션 시간을 배포하는 전역 시간 배포부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시뮬레이션 시간 제공 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전역 시간 설정부는,
    미리 결정된 비율에 따라 상기 실시간의 간격에 비례하는 일정한 시간 간격을 갖는 전역 시뮬레이션 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는, 시뮬레이션 시간 제공 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 분산 시뮬레이터들은 상기 전역 시뮬레이션 시간에 기초하여 자신에게 할당된 서브시스템 모델의 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하기 위한 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정하는 것을 특징으로 하는, 시뮬레이션 시간 제공 장치.
  4. 시뮬레이션 시간 제공 장치에 의해 실시간과 동기화되어 배포된 전역 시뮬레이션 시간에 기초하여, 하이브리드 시스템을 구성하는 서브시스템들을 모델링한 서브시스템 모델들 중에서 자신에게 할당된 서브시스템 모델에 대해 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하기 위한 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정하는 지역 시간 결정부; 및
    상기 조정된 지역 시뮬레이션 시간의 간격에 해당하는 시간 동안 상기 서브시스템 모델의 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하는 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 분산 시뮬레이터.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 지역 시간 결정부는,
    상기 시뮬레이션 시간 제공 장치로부터 배포된 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과, 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)에 시뮬레이션이 수행되는 것으로 스케쥴링된 연속 요소 또는 이산 요소의 해석을 시작하는 현재 지역 시뮬레이션 시간(LTi)을 비교하여, 상기 전역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정하는 것을 특징으로 하는, 분산 시뮬레이터.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 지역 시간 결정부는,
    상기 현재 지역 시뮬레이션 시간(LTi)이 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi) 보다 빠른 경우, 상기 전역 시뮬레이션 시간의 간격을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 분산 시뮬레이터.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 지역 시간 결정부는,
    상기 현재 지역 시뮬레이션 시간(LTi)이 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi) 보다 느리고, 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi) 다음에 배포되는 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1) 보다 빠른 경우, 상기 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 유지하는 것을 특징으로 하는, 분산 시뮬레이터.
  8. 시뮬레이션 시간 제공 장치가 실시간에 기초하여 상기 실시간과 동기화된 전역 시뮬레이션 시간을 설정하는 단계;
    상기 시뮬레이션 시간 제공 장치가 상기 설정된 전역 시뮬레이션 시간을 분산 시뮬레이터로 배포하는 단계;
    상기 분산 시뮬레이터가 상기 전역 시뮬레이션 시간에 기초하여 하이브리드 시스템을 구성하는 서브시스템들을 모델링한 서브시스템 모델들 중에서 자신에게 할당된 서브시스템 모델에 대해 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하기 위한 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정하는 단계; 및
    상기 분산 시뮬레이터가 상기 조정된 지역 시뮬레이션 시간의 간격에 해당하는 시간 동안 상기 서브시스템 모델의 연속 요소 또는 이산 요소를 해석하는 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 분산 시뮬레이션 수행 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 실시간과 동기화된 전역 시뮬레이션 시간을 설정하는 단계는,
    미리 결정된 비율에 따라 상기 실시간의 간격에 비례하는 일정한 시간 간격을 갖는 전역 시뮬레이션 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는, 분산 시뮬레이션 수행 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 설정된 전역 시뮬레이션 시간을 분산 시뮬레이터로 배포하는 단계는,
    현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과 상기 전역 시뮬레이션 시간의 시간 간격에 대한 정보를 상기 분산 시뮬레이터로 배포하는 것을 특징으로 하는, 분산 시뮬레이션 수행 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정하는 단계는,
    상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)과, 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi)에 시뮬레이션이 수행되는 것으로 스케쥴링된 연속 요소 또는 이산 요소의 해석을 시작하는 현재 지역 시뮬레이션 시간(LTi)을 비교하여, 상기 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정하는 것을 특징으로 하는, 분산 시뮬레이션 수행 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정하는 단계는,
    상기 현재 지역 시뮬레이션 시간(LTi)이 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi) 보다 빠른 경우, 상기 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 분산 시뮬레이션 수행 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 조정하는 단계는,
    상기 현재 지역 시뮬레이션 시간(LTi)이 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi) 보다 느리고, 상기 전역 시뮬레이션 시간의 시간 간격에 대한 정보에 기초하여 계산한 상기 현재 전역 시뮬레이션 시간(GTi) 다음에 배포되는 전역 시뮬레이션 시간(GTi +1) 보다 빠른 경우, 상기 지역 시뮬레이션 시간의 간격을 유지하는 것을 특징으로 하는, 분산 시뮬레이션 수행 방법.
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