KR20180112379A

KR20180112379A - 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치 및 그의 신호 중첩 방지 방법

Info

Publication number: KR20180112379A
Application number: KR1020170043220A
Authority: KR
Inventors: 최우영; 김형규
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2017-04-03
Filing date: 2017-04-03
Publication date: 2018-10-12
Also published as: KR102301633B1

Abstract

본 발명은 이중화된 제1,제2메인보드를 갖는 통신 단말장치에 있어서, 서로의 상태를 통지할 수 있는 전달 경로가 형성된 제1,제2메인보드; 상기 제1,제2메인보드에 각각 연결되어 제1,제2메인보드로부터 채널 선택값을 입력받아 채널선택신호를 출력하는 제1,제2다중화기; 및 상기 제1,제2다중화기에서 출력된 채널선택신호에 따라 채널을 할당하여 외부의 배전 자동화 계통기기와 통신을 수행하는 통신 보드;를 포함하며, 상기 제1,제2메인보드는 전달 경로를 통해 입력되는 상대 보드의 상태 신호에 근거하여 통신을 개시하는 것을 특징으로 한다.

Description

이중화 구조를 갖는 통신 단말장치 및 그의 신호 중첩 방지 방법{COMMUNICATION TERMINAL APPARATUS HAVING DUAL STRUCTURE AND METHOD FOR PREVENTING COMMUNICATION SIGNAL OVERLAPPING THEREOF}

본 발명은 배전 자동화 시스템에 관한 것으로, 특히 이중화 구조를 갖는 통신 단말 장치에서 제어보드들간의 통신신호 중첩을 방지할 수 있는 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치 및 그의 신호 중첩 방지 방법에 관한 것이다.

일반적으로 배전 자동화 시스템은 배전 선로에 설치되는 각종 배전 자동화 계통기기, 즉 각종 차단기, 개폐기 및 계전기 등을 보호하기 위한 단말 장치를 원격제어, 감시 및 운용하는 시스템이다.

상기 단말 장치는 배전 자동화 계통기기의 아날로그 데이터(전압, 전류)를 계측하여, 각종 계통기기들의 상태를 감시하고 이들을 제어하는 기능을 수행한다. 단말 장치는 배전 자동화 시스템의 안정적인 운용을 위하여 계통 기기들을 감시, 제어하는 제어보드를 이중화하여 사용하고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 배전 자동화 시스템에서 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와같이, 종래의 배전 자동화 시스템의 단말 장치는 통신신호를 발생하는 제1,제2메인보드(1, 2)와, 제1,제2다중화기(3, 4) 및 통신 보드(5)로 구성된다.

상기 제1메인보드(1)는 메인 컨트롤러로서 MCU(Micro controller unit)로 구성되고, 제2메인보드(2)는 보조 컨트롤러로서 역시 MCU로 구성된다. 상기 제1,제2메인보드(1, 2)는 이중화 구조로 통신 보드(5)에 물리적으로 동일하게 연결되어 있다.

상기 제1,제2다중화기(3, 4)는 제1,제2메인보드(1, 2)와 어드레스 버스를 통해 연결되어, 상기 제1,제2메인보드(1, 2)에서 출력된 어드레스 신호(값)에 따라 칩 선택신호(CS)를 출력한다.

상기 통신 보드(5)는 다채널 칩 즉, 복수의 채널에 대응되는 복수의 칩 선택핀(CS1~CS4)을 구비하여, 상기 제1 또는 제2다중화기(3,4)에서 출력된 칩 선택신호(CS)에 해당되는 채널을 통해 자동화 계통기기(e.g., 각종 차단기, 개폐기 및 계전기)로 통신신호(TX1~TX4)를 전송하고, 상기 배전 자동화 계통기기로부터 수신된 계측신호(RX1~RX4)를 제1,제2다중화기(3, 4)측으로 전송한다.

이와 같이 구성된 종래의 종래 기술에 따른 배전 자동화 시스템에서 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

노말 모드에서 제1메인 보드(1)는 어드레스 버스를 통해 제1다중화기(3)으로 어드레스신호를 출력하고, 제1다중화기(3)는 어드레스 신호에 따라 통신 보드(5)로 칩 선택신호(CS)를 출력한다.

상기 통신 보드(5)는 제1다중화기(3)에서 출력된 칩 선택신호(CS)가 복수의 칩 선택핀(CS1~CS4) 중에서 어느 칩 선택핀으로 입력되는지 확인하여, 상기 확인된 칩 선택핀에 해당하는 채널을 통해 배전 자동화 계통기기(e.g., 각종 차단기, 개폐기 및 계전기)로 통신신호를 전송한다. 예를들어, 제1메인 보드(1)가 어드레스 버스로 "00"의 어드레스 신호를 출력하면 제1다중화기 (3)는 칩 선택신호를 칩 선택핀(CS1)으로 출력함으로써 통신 보드(5)는 1번 채널을 통하여 자동화 계통기기(e.g., 각종 차단기, 개폐기 및 계전기)와 통신을 수행하게 된다.

한편 종래의 통신 단말장치에서는 서로 다른 보드(메인 보드)의 통신을 위하여 VME버스를 이용하는 표준 통신방식을 구성한다. 상기 VME버스를 통한 통신에서는 스케쥴링 방식을 사용하여 통신 신호의 중첩을 예방할 수 있다.

그런데, 서로 다른 보드(메인 보드)의 통신을 직렬 통신으로 구성할 경우에는 통신 신호의 중첩을 방지할 수 있는 마땅한 방법이 존재하지 않는 실정이다. 예를들어, 도 1에서와 같은 이중화 구조에서 제2메인 보드(2)는 노말 모드에서는 대기상태로 있으나, 고장 시 절체될 때 또는 데이터를 공유하는 공유 모드에서는 동작될 수 있기 때문에, 제1,제2메인 보드(1,2)로부터 통신 보드(5)로 전송되는 통신신호가 중첩될 수 있다. 상기 중첩되는 통신신호는 통신 보드에 혼선을 주게 되어 통신보드가 원활한 통신을 수행하지 못하는 경우가 발생될 수 있다.

본 발명의 목적은 이중화 구조에서 제어 보드들에서 발생되는 통신 신호간 중첩을 방지할 수 있는 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치 및 그의 신호 중첩 방지 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 두 제어보드가 동시에 데이터 전송을 수행할 경우 모든 제어 보드가 대기상태로 진입하는 것을 방지할 수 있는 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치 및 그의 신호 중첩 방지 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치는, 이중화된 제1,제2메인보드를 갖는 통신 단말장치에 있어서, 서로의 상태를 통지할 수 있는 전달 경로가 형성된 제1,제2메인보드; 상기 제1,제2메인보드에 각각 연결되어 제1,제2메인보드로부터 채널 선택값을 입력받아 채널선택신호를 출력하는 제1,제2다중화기; 및 상기 제1,제2다중화기에서 출력된 채널선택신호에 따라 채널을 할당하여 외부의 배전 자동화 계통기기와 통신을 수행하는 통신 보드;를 포함하며, 상기 제1,제2메인보드는 전달 경로를 통해 입력되는 상대 보드의 상태 신호에 근거하여 통신을 개시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 제1,제2메인보드에는 상대 보드의 상태 신호를 확인하기 위한 서로 다른 타임아웃 시간이 설정될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 제1,제2메인보드는 각각 메인 및 보조 컨트롤러이며, 상기 배전 자동화 계통기기는 차단기, 개폐기 및 계전기를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 전달 경로는 제1메인 보드의 입력핀과 제2메인보드의 출력핀이 연결되어 형성된 제1전달경로와 와 제1메인 보드의 출력핀과 제2메인보드의 입력핀이 연결되어 형성된 제2전달경로로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 제1,제2메인보드는 제1전달 경로를 통해 입력된 상태 신호를 근거로 상대 보드가 대기상태임이 인지되면 데이터 전송을 위한 통신을 개시하고, 제2전달경로를 통해 통신을 개시함을 통지하는 상태신호를 상대 보드로 전송하며, 상기 제1,제2전달경로를 통해 전송되는 상태신호는 서로 다른 논리레벨을 갖을 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치는, 이중화된 제1,제2메인보드를 갖는 통신 단말장치에 있어서, 서로의 상태를 통지할 수 있는 전달 경로가 형성된 제1,제2메인보드; 상기 전달 경로를 통해 전송되는 상태신호를 논리 연산하여 제1, 제2메인보드의 동작을 중재하는 중재부; 상기 제1,제2메인보드에 각각 연결되어 제1,제2메인보드로부터 채널 선택값을 입력받아 채널선택신호를 출력하는 제1,제2다중화기; 및 상기 제1,제2다중화기에서 출력된 채널선택신호에 따라 채널을 할당하여 외부의 배전 자동화 계통기기와 통신을 수행하는 통신 보드;를 포함하며, 상기 제1,제2메인보드는 전달 경로를 통해 입력되는 상대 보드의 상태 신호와 상기 중재부에서 출력된 중재신호에 근거하여 통신을 개시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 제1,제2메인보드는 메인 및 보조 컨트롤러로서, 상대 보드의 상태 신호를 확인하기 위한 서로 다른 타임아웃 시간을 갖으며, 상기 배전 자동화 계통기기는 차단기, 개폐기 및 계전기를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 중재부는 제1,제2전달경로를 통해 전달되는 상태신호를 연산하여 제1메인보드의 제어핀으로 제1중재신호를 출력하는 앤드게이트; 및 제1,제2전달경로로 전달되는 상태신호를 연산하여 제2메인보드의 제어핀으로 제2중재신호를 출력하는 낸드게이트로 구성되며, 상기 제1,제2중재신호는 서로 다른 논리 레벨을 갖을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 중재부는 제1,제2전달경로를 통해 전달되는 상태신호를 연산하여 제1메인보드의 제어핀으로 제1중재신호를 출력하는 앤드게이트; 및 상기 앤드게이트의 출력을 반전시켜 제2메인보드의 제어핀으로 제2중재신호를 출력하는 인버터를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 제1,제2메인보드는 제1,제2전달경로를 통해 전달된 상태신호를 근거로 자신과 상대 보드가 모두 데이터 전송을 위한 통신을 시도하려고 함을 인지한 경우 중재부에서 출력된 제1,제2중재신호에 따라 데이터 전송을 위한 통신을 개시하며, 상기 제1메인보드는 중재부에서 출력된 제1중재신호에 의해 동작작태가 되고, 제2메인보드는 중재부에서 출력된 제2중재신호에 따라 대기상태가 되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치의 싱호 중첩 방지방법은, 이중화된 구조를 갖는 통신 단말장치에서 제1,제2메인보드에서 출력되는 통신신호의 중첩을 방지하는 방법에 있어서, 데이터 전송을 위한 통신 수행시 제1,제2메인보드가, 두 쌍의 핀이 서로 연결되어 형성된 제1, 제2전달경로를 통해, 상태 신호를 서로 통지하는 단계; 전달경로를 통해 상대 메인보드로부터 입력된 상태신호의 논리레벨을 체크하여 상대 메인보드가 동작상태인지 대기상태인지 확인하는 단계; 및 상기 입력된 상태신호의 논리레벨이 상대 메인보드가 대기상태임을 나타내는 제1논리레벨이면 통신 보드와 통신을 개시함과 함께 다른 전달경로를 통해 상대 메인보드로 현재 자신이 동작 상태임을 나타내는 제2논리레벨의 제2상태신호를 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 제1,제2메인보드는 상대 메인보드의 상태 신호를 확인하기 위한 서로 다른 타임아웃 시간을 갖을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 입력된 상태신호의 논리레벨이 상대 메인보드가 동작상태임을 나타내는 제2논리레벨이면 자신이 상대 메인보드로 전송한 제2상태신호의 논리레벨을 확인하는 단계; 및 상기 상대 메인보드로 전송한 제2상태신호의 논리레벨이 제2논리레벨이면 중재부로부터 제어핀을 통해 입력된 중재신호의 논리레벨에 따라 동작상태 또는 대기상태를 결정하는 단계;를 더 포함하며, 상기 제1메인보드는 상기 중재신호의 논리레벨에 따라 동작상태가 되고, 상기 제2메인보드는 상기 중재신호의 논리레벨에 따라 대기상태가 되는 것을 특징으로 하는 이중화 구조를 갖을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 중재신호는 제1,제2메인보드간에 서로 통지되는 상태신호를 논리 연산한 신호이며, 상기 제1,제2메인보드의 각 제어핀에는 서로 다른 논리레벨의 중재신호가 인가될 수 있다.

본 발명은 이중화된 제1,제2메인보드를 이용하여 통신 단말장치에서 자동화 계통기기(e.g., 각종 차단기, 개폐기 및 계전기)로 통신신호를 전송할 때(통신 명령 전송시) 제1,제2메인보드가 서로 자신의 상태를 상대방에게 통지함으로써 메인 보드(제어 보드)들간에서 발생되는 통신 신호의 중첩을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 제1,제2메인보드가 서로 자신의 상태를 상대방에게 통지할 때 제1,제2메인보드가 모드 동시에 상대방으로 데이터 전송을 위한 상태신호를 전송한 경우에는 메인 제어보드인 제1메인보드가 우선적으로 동작되어 데이터를 전송할 수 있도록 중재함으로써 제1,제2메인보드의 동작 불능 상태를 효과적으로 해소할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 배전 자동화 시스템에서 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치에서 통신신호의 중첩을 방지하는 방법을 도시한 순서도.
도 4는 이중화된 메인보드간 상태신호 전송을 나타낸 파형도.
도 5는 중재부를 구비한 본 발명의 제2실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치의 구성도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치의 동작을 나타낸 순서도.
도 7은 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치가 동작될 때 상태신호와 중재신호의 신호 레벨을 나타낸 논리표.

이하, 본 발명에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치 및 그의 신호 중첩 방지 방법을 첨부된 도면에 개시된 실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예와 도면 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 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. 또한, "일", "하나" 및 "그" 등의 관사는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

본 발명은 통신 단말장치의 이중화 구조에서 메인(제어) 보드들에서 발생되는 통신 신호간 중첩을 방지하기 위하여 제어 보드의 각 MCU는 서로의 동작 상태를 상대방 MCU로 통지하는 방법을 제안한다.

이를 위하여 본 발명은 이중화 구조를 갖는 제1,제2제어보드에서 각각 두 개의 핀(pin)을 선택한 후 상기 선택된 각 핀을 서로의 입력과 출력으로 연결함으로써 상태 신호를 전송할 수 있는 경로를 형성한다.

또한, 본 발명은 통신 단말장치의 이중화 구조에서 메인(제어) 보드들이 데이터 전송 등과 같은 동작을 수행하기 위하여 동시에 동작 상태가 될 경우 두 메인 보드가 모두 동작 불능 상태(대기상태)에 진입하는 것을 방지할 수 있는 방안을 제안한다.

이를 위하여 본 발명은 이중화 구조를 갖는 제1,제2제어보드에서 각각 별도의 추가핀(pin)을 하나 더 구비하여 후 상기 선택된 두개의 핀을 통해 전송되는 2개의 상태 신호를 논리 연산하여 상기 제어핀으로 인가하여 동작 불능 상태를 해소할 수 있는 제어경로를 형성한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치의 구성도이다.

도 2에 도시된 바와같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치는 제1,제2메인보드(10, 20), 제1,제2다중화기(30, 40), 통신 보드(50) 및 상기 제1,제2메인보드(10, 20)사이에서 상태신호를 전달하기 위한 경로(a, b)를 포함한다.

상기 제1메인보드(10)는 메인 컨트롤러로서 MCU(Micro controller unit)로 구성되고, 제2메인보드(20)는 보조 컨트롤러로서 역시 MCU로 구성된다. 상기 제1,제2메인보드(10, 20)는 이중화 구조로 통신 보드(5)에 물리적으로 동일하게 연결되어 있다.

제1,제2메인 보드(10,20)는 동작모드에 따라 개별적으로 동작되거나 또는 동시에 동작될 수 있다. 즉, 노말 모드에서 제1메인 보드(10)는 동작 상태, 제2메인보드(20)는 대기상태로 운용되며, 제1메인보드(10)에서 고장이 발생되면 제2메인보드(20)는 동작 상태로 자동 전환된다. 또한, 각종 계통기기들의 계측 데이터를 공유하는 공유모드에서 제1,제2메인 보드(10,20)는 모두 동작 상태가 되어 통신신호를 전송할 수 있다. 상기 노말 모드와 공유모드에 따른 제1, 제2메인보드(10,20)의 동작은 사전에 설정되어 있다.

상기 제1,제2다중화기(30, 40)는 제1,제2메인보드(10, 20)와 어드레스 버스를 통해 연결되어, 상기 제1, 제2메인보드(10,20)에서 출력된 어드레스 신호(값)에 따라 칩 선택신호(CS)를 출력한다.

상기 통신 보드(50)는 다채널 칩 즉, 복수의 채널에 대응되는 복수의 칩 선택핀(CS1~CS4)을 구비하여, 상기 제1 또는 제2다중화기(30,40)에서 출력된 칩 선택신호(CS)에 해당되는 채널을 통해 자동화 계통기기(e.g., 각종 차단기, 개폐기 및 계전기)로 통신신호(TX1~TX4)를 전송한다. 또한, 상기 통신 보드(50)는 배전 자동화 계통기기로부터 수신된 계측신호(RX1~RX4)를 수신하여 제1,제2다중화기(30, 40)측으로 전송할 수 있다.

상기 상태신호의 전달 경로(a, b)는 제1,제2메인보드(10, 2)의 복수의 핀을 서로 연결하여 구성할 수 있는데, 일 예로 제1메인보드(10)의 입력핀 (In1)과 제2메인보드(20)의 출력핀이 연결되어 형성된 제1경로(a)와, 제1메인보드(10)의 출력핀(Out 1)과 제2메인보드(20)의 입력핀(In2)이 연결되어 형성된 제1경로(b)로 구성될 수 있다. 상기 제1경로(a)는 제2메인보드(20)의 상태신호가 제1메인보드(10)로 전달되는 경로이고, 상기 제2경로(b)는 제1메인보드(10)의 상태신호가 제2메인보드(10)로 전달되는 경로이다.

따라서, 제1메인보드(10)은 입력핀(In1)에 인가되는 상태신호의 레벨(e.g., 로우레벨)을 체크하여 제2메인보드(20)가 대기상태인지 동작상태인지 확인할 수 있다. 반대로, 제2메인보드(20)은 입력핀(In2)에 인가되는 상태신호의 레벨을 확인하여 제1메인보드(10)가 대기상태인지 동작상태인지 확인할 수 있다. 이때 본 발명은 제1, 제2메인보드(10, 20)가 입력핀에 인가되는 상태신호의 레벨을 확인할 때 타임 아웃주기를 서로 다르게 설정함으로써 제1,제2메인보드들에서 발생되는 통신 신호간 중첩을 최소화할 수 있다. 즉, 상태신호의 레벨을 체크하는 동안에는 출력핀을 통해 상대 메인보드로 로우레벨의 상태신호를 출력하기 때문에, 상태신호의 확인(체크) 주기가 다르다면 그 만큼 동시에 동작될 가능성도 낮아지기 때문에 통신 신호간 중첩을 최소화할 수 있다.

이하 발명의 제1실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치에서 통신신호의 중첩을 방지하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치에서 통신신호의 중첩을 방지하는 방법을 도시한 순서도이도, 도 4는 이중화된 메인보드간 상태신호 전송을 나타낸 파형도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와같이, 데이터 전송 등의 동작을 수행하려는 제1메인보드(10)는 동작 수행 전에 먼저 자신의 입력핀(In1)의 상태, 더 상세하게는 제1경로(a)를 통해 자신의 입력핀(In1)으로 인가되는 제2메인보드(20)의 상태신호가 로우레벨인지 체크한다(S10, S11).

확인결과 입력핀(In1)으로 인가되는 상태신호가 하이레벨이면 단계 (S10)로 복귀하여 타임 아웃 시간동안 단계(S10, S11)를 반복하여 수행하고, 도 4의 (a)와 같이 타임 아웃 시간 경과 이전(t1)에 입력핀(In1)으로 인가되는 상태신호가 로우레벨되면 즉, 제2 메인보드(20)가 대기상태인 경우, 도 4의 (b)와 같이 제1메인보드(10)는 출력핀(Oout1)을 통해 제2경로(b)로 하이레벨의 상태신호 ①을 출력하여, 제2메인보드(20)에게 현재 자신이 통신 보드(50)를 제어하여 데이터 전송을 수행하려고 함을 알린다(S12). 상기 제2메인보드(20)는 제2입력핀(In2)를 통해 하이레벨의 상태신호를 인식하고 대기상태를 유지한다.

따라서, 제1메인 보드(10)는 어드레스 버스를 통해 제1다중화기(30)으로 어드레스신호 즉 채널 선택값을 출력하고(S13), 제1다중화기(30)는 어드레스 신호에 따라 통신 보드(50)로 칩 선택신호(CS)를 출력한다.

상기 통신 보드(50)는 제1다중화기(30)에서 출력된 칩 선택신호(CS)가 복수의 칩 선택핀(CS1~CS4) 중에서 어느 칩 선택핀으로 입력되는지 확인하여, 상기 확인된 칩 선택핀에 해당하는 채널을 통해 배전 자동화 계통기기(e.g., 각종 차단기, 개폐기 및 계전기)로 통신신호를 전송한다. 예를들어, 제1메인 보드(10)가 어드레스 버스로 "00"의 어드레스 신호를 출력하면 제1다중화기(30)는 칩 선택신호를 칩 선택핀(CS1)으로 출력함으로써 통신 보드(50)는 1번 채널을 통하여 자동화 계통기기(e.g., 각종 차단기, 개폐기 및 계전기)와 통신을 수행하여 데이터를 전송하게 된다.

데이터 전송이 종료되면(t1) 제1메인 보드(10)는 출력핀 (Oout1)을 통해 제2경로(b)로 로우레벨의 상태신호 ②를 출력하여, 제2메인보드(20)에게 데이터 전송이 종료되었음을 알린다.

이후 전술한 동일한 단계(S10~S13)를 수행하여, 제2메인보드(20)는 제2경로(b)를 통해 자신의 입력핀(In2)으로 인가되는 제1메인보드(10)의 상태신호가 로우레벨인지 체크하여, 도 4의 (c)와 같이 입력핀(In2)으로 인가되는 상태신호가 로우레벨일 때 즉, 제1 메인보드(10)가 대기상태일 때 도 4의 (d)와 같이 출력핀(Out2)을 통해 제1경로(a)로 하이레벨의 상태신호 ③를 출력하여, 제1메인보드(10)에게 현재 자신이 통신 보드(50)를 제어하여 데이터 전송을 수행하려고 함을 알린 후 데이터 전송을 수행한다.

따라서, 본 발명은 2개의 메인보드가 이중화 구조를 갖는다 하더라도 각 메인보드는 자신의 상태(대기상태 또는 동작상태)를 상대 메인보드로 알리고, 상대 메인 보드의 상태에 근거하여 통신 보드의 채널을 선택하여 통신을 수행하기 때문에, 두 메인 보드에서 출력되는 통신호의 중첩 문제를 해결할 수 있어 배전 자동화 시스템을 안정적으로 운용할 수 있다.

한편 본 발명은 제1,제2메인보드의 타임아웃시간을 다르게 설정하고, 서로의 상태정보를 통지하더라도 제1,제2메인보드가 통신 보드의 채널을 선택하기 위하여 동시에 동작 상태 즉, 하이레벨의 상태신호를 전송하는 경우가 있다. 이러한 경우 제1, 제2메인보드(10, 20)는 각각의 입력핀으로 하이레벨의 신호가 입력되기 때문에 모두 대기상태를 유지함으로 인하여 두 메인 보드가 모두 동작 불능 상태에 진입하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 제1,제2메인보드(10, 20)사이에 중재부를 추가로 구비하여, 어느 경우에도 제1, 제2메인보드(10, 20) 중 하나는 동작상태를 유지할 수 있도록 한다.

도 5는 중재부를 구비한 본 발명의 제2실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치의 구성도이다

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치의 구성도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치는 도 2에 도시된 본 발명의 제1실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치에 중재부(60)를 추가로 구성하여, 제1,제2메인보드(10, 20)의 각 입력핀(In1, In2)에 동일한 상태신호가 입력될 때, 제1,제2메인보드(10, 20)가 동시에 동작상태가 되거나 아무런 동작을 수행하지 않는 상태(대기상태)가 되는 것을 방지하여, 메인 컨트롤러인 제1메인보드(10)가 우선적으로 동작할 수 있도록 중재하는 역할을 수행할 수 있도록 한다.

상기 중재부(60)는 제1,제2전달경로(a, b)를 통해 전달되는 상태신호를 연산하여 제1메인보드(10)의 제어핀으로 제1중재신호(c1)를 출력하는 앤드게이트 (11)와 제1,제2전달경로(a, b)로 전달되는 상태신호를 연산하여 제2메인보드(10)의 별도의 핀(이하 제어핀으로 창함)으로 제2중재신호(c2)를 출력하는 낸드게이트 (12)로 구성된다. 상기 제1,제2중재신호(c1, c2)는 서로 다른 신호 레벨을 갖는다.

이에 한정되지 않고, 본 발명은 중재부(60)를 앤드게이트(11)와 상기 앤드게이트의 출력을 반전시키는 인버터를 구비하여, 상기 인버터의 출력이 제2메인보드(20)의 핀(제어핀)으로 입력되도록 할 수도 있다.

이하 본 발명의 제2실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치의 동작을 나타낸 순서도이고, 도 7은 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치가 동작될 때 상태신호와 중재신호의 신호 레벨을 나타낸 논리표이다.

먼저, 제1, 제2메인보드(10, 20)은 각각 입력핀과 출력핀의 논리상태를 확인하여 상기 확인된 입력핀의 논리상태가 하이레벨인지 체크한다(S20, S21). 특히, 입력핀의 논리상태가 하이레벨일 때만 출력핀의 상태를 체크한다. 체크결과, 입력핀의 논리상태가 로우레벨이면 제1 또는 제2메인보드(10, 20)는 자신의 출력핀과 제어핀의 논리상태에 관계없이, 도 3의 단계(S12, S13)를 수행하여 출력핀 및 전달경로를 통해 상대 메인보드에게 현재 자신이 통신 보드(50)를 제어하여 데이터 전송을 수행하려고 함을 알린 후 데이터 전송을 수행한다. 예를들어, 도 7에 도시된 바와같이, 입?핀(In1)이 로우레벨이면, 제1메인보드(10)는 출력핀(Out1)으로 하이레벨의 상태신호를 출력하여 동작상태가 되고, 상기 하이레벨의 상태신호는 경로(b)를 통해 제2메인보드(20)의 입력핀(In2)으로 입력되기 때문에 제2메인보드(20)는 대기상태가 된다. 반대로, 입?핀(In2)이 로우레벨이면, 제2메인보드(20)는 출력핀(Out2)으로 하이레벨의 상태신호를 출력하여 동작상태가 되고, 상기 하이레벨의 상태신호는 경로(a)를 통해 제1메인보드 (10)의 입력핀(In1)으로 입력되기 때문에 제1메인보드(20)는 대기상태가 된다.

상기 단계(S21)의 체크결과, 제1, 제2메인보드(10, 20)의 입력핀(In1, In2)의 상태가 모두 하이레벨이면, 제1, 제2메인보드(10, 20)는 자신의 출력핀(Out1, Out2)의 논리상태가 하이레벨인지 확인한다(S22). 여기서, 상기 입력핀(In1, In2)의 상태가 모두 하이레벨이라는 것은 데이터 공유시와 같이 제1, 제2메인보드(10, 20)가 모두 동작상태가 되어 자신의 출력핀(Out1, Out2)를 통해 하이레벨의 상태신호를 출력하여 데이터 전송을 수행함을 상대방에게 통지한 상태를 의미한다.

그 결과, 현재 각 출력핀(Out1, Out2)의 논리상태는 하이레벨이기 때문에, 제1, 제2메인보드(10, 20)는 추가로 자신의 제어핀의 논리상태를 확인한다(S23). 이때, 중재부(60)는 제1,제2전달경로(a,b)를 통해 전송되는 2개의 상태신호를 논리 연산하여, 제1, 제2메인보드(10, 20)로 각각 제1,제2중재신호(c1, c2)를 출력하는데, 상기 2개의 상태신호가 모두 하이레벨인 경우 앤드게이트(11)을 통 제1메인보드(10)로는 하이레벨의 중재신호를 출력하고, 낸드게이트(12)를 통해 제2메인보드(20)로는 로우레벨의 중재신호를 출력한다.

상기 단계(S23)에서 제어핀으로 인가되는 제1,제2중재신호(c1, c2)의 논리레벨을 확인한 결과, 도 7에 도시된 바와같이, 제1메인보드(10)의 제어핀에는 하이레벨의 제1중재신호(c1)가 입력되고, 제2메인보드(20)의 제어핀에 로우레벨의 제2중재신호(c2)가 입력되면, 제1메인보드(10)만 동작상태가 되어 어드레스버스를 통해 통신보드(50)로 채널 선택값을 출력한다(S24, S25).

따라서, 본 발명은 제1, 제2메인보드(10, 20)가 동시에 데이터 전송을 수행하기 위하여 상대방에게 하이레벨의 상태신호를 전송한 경우 메인 컨트롤러인 제1메인보드(10)가 우선적으로 동작되어 데이터 전송을 수행한다. 그 결과 제1, 제2메인보드(10, 20)가 동시에 데이터 전송을 수행하여 상대방에게 하이레벨의 상태신호를 전송한 경우 제1, 제2메인보드(10, 20)가 모두 동작하지 않게 되는 동작 불능 상태를 해소할 수 있다.

상술한 바와같이 본 발명은 이중화된 제1,제2메인보드를 이용하여 통신 단말장치에서 자동화 계통기기(e.g., 각종 차단기, 개폐기 및 계전기)로 통신신호를 전송할 때(통신 명령 전송시) 제1,제2메인보드가 서로 자신의 상태를 상대방에게 통지함으로써 메인 보드(제어 보드)들간에서 발생되는 통신 신호의 중첩을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 제1,제2메인보드가 서로 자신의 상태를 상대방에게 통지할 때 제1,제2메인보드가 모드 동시에 상대방으로 데이터 전송을 위한 상태신호를 전송한 경우에는 메인 제어보드인 제1메인보드가 우선적으로 동작되어 데이터를 전송할 수 있도록 중재함으로써 제1,제2메인보드의 동작 불능 상태를 효과적으로 해소할 수 있다.

따라서, 본 발명은 이중화된 2개의 메인보드(제어보드)를 이용하여 통신 단말장치에서 자동화 계통기기(e.g., 각종 차단기, 개폐기 및 계전기)로 통신신호를 전송할 때 통신 신호의 중첩을 방지함과 함께 동작 불능 상태를 효과적으로 해소함으로써 배전 자동화 시스템에서 통신보드를 통한 원활한 통신을 수행할 수 있게 된다.

상기와 같이 설명된 본 발명에 따른 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치 및 그의 신호 중첩 방지 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

10, 20 : 메인보드 30, 40 : 다중화기
50 : 통신보드 60 : 중재부
CS1~CS4 : 칩 선택신호 c1, c2 : 중재신호

Claims

이중화된 제1,제2메인보드를 갖는 통신 단말장치에 있어서,
서로의 상태를 통지할 수 있는 전달 경로가 형성된 제1,제2메인보드;
상기 제1,제2메인보드에 각각 연결되어 제1,제2메인보드로부터 채널 선택값을 입력받아 채널선택신호를 출력하는 제1,제2다중화기; 및
상기 제1,제2다중화기에서 출력된 채널선택신호에 따라 채널을 할당하여 외부의 배전 자동화 계통기기와 통신을 수행하는 통신 보드;를 포함하며,
상기 제1,제2메인보드는
상기 전달 경로를 통해 입력되는 상대 보드의 상태 신호에 근거하여 통신을 개시하는 것을 특징으로 하는 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치.
제1항에 있어서, 상기 제1,제2메인보드는
상대 보드의 상태 신호를 확인하기 위한 서로 다른 타임아웃 시간을 갖는 것을 특징으로 하는 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치.
제1항에 있어서, 상기 제1,제2메인보드는
각각 메인 및 보조 컨트롤러이며, 상기 배전 자동화 계통기기는 차단기, 개폐기 및 계전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치.
제1항에 있어서, 상기 전달 경로는
제1메인 보드의 입력핀과 제2메인보드의 출력핀이 연결되어 형성된 제1전달경로와 와 제1메인 보드의 출력핀과 제2메인보드의 입력핀이 연결되어 형성된 제2전달경로로 구성되는 것을 특징으로 하는 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치.
제1항에 있어서, 상기 제1,제2메인보드는
제1전달 경로를 통해 입력된 상태 신호를 근거로 상대 보드가 대기상태임이 인지되면 데이터 전송을 위한 통신을 개시하고, 제2전달경로를 통해 통신을 개시함을 통지하는 상태신호를 상대 보드로 전송하며,
상기 제1,제2전달경로를 통해 전송되는 상태신호는 서로 다른 논리레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치.
제1항에 있어서, 상기 제1,제2메인보드는
메인 및 보조 컨트롤러로서, 상대 보드의 상태 신호를 확인하기 위한 서로 다른 타임아웃 시간을 갖으며, 상기 배전 자동화 계통기기는 차단기, 개폐기 및 계전기를 포함하는 것을 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치.
제1항에 있어서, 상기 전달 경로는
제1메인 보드의 입력핀과 제2메인보드의 출력핀이 연결되어 형성된 제1전달경로와 와 제1메인 보드의 출력핀과 제2메인보드의 입력핀이 연결되어 형성된 제2전달경로로 구성되는 것을 특징으로 하는 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치.
제1항에 있어서, 상기 전달 경로를 통해 전송되는 상태신호를 논리 연산하여 제1, 제2메인보드의 동작을 중재하는 중재부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치.
제8항에 있어서, 상기 중재부는
제1,제2전달경로를 통해 전달되는 상태신호를 연산하여 제1메인보드의 제어핀으로 제1중재신호를 출력하는 앤드게이트; 및
제1,제2전달경로로 전달되는 상태신호를 연산하여 제2메인보드의 제어핀으로 제2중재신호를 출력하는 낸드게이트로 구성되며,
상기 제1,제2중재신호는 서로 다른 논리 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치.
제8항에 있어서, 상기 중재부는
제1,제2전달경로를 통해 전달되는 상태신호를 연산하여 제1메인보드의 제어핀으로 제1중재신호를 출력하는 앤드게이트; 및
상기 앤드게이트의 출력을 반전시켜 제2메인보드의 제어핀으로 제2중재신호를 출력하는 인버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치.
제9항에 있어서, 상기 제1,제2메인보드는
제1전달경로를 통해 수신되는 상태신호를 근거로 상대 보드가 대기 상태임을 인지한 경우에는 중재신호에 관계없이 데이터 전송을 위한 통신을 개시하고, 제2전달경로를 통해 통신을 개시함을 통지하는 상태신호를 상대 보드로 전송하며,
상기 제1,제2전달경로로 출력되는 상태신호는 서로 다른 논리레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치.
제11항에 있어서, 상기 제1,제2메인보드는
제1,제2전달경로를 통해 전달된 상태신호를 근거로 자신과 상대 보드가 모두 데이터 전송을 위한 통신을 시도하려고 함을 인지한 경우 중재부에서 출력된 제1,제2중재신호에 따라 데이터 전송을 위한 통신을 개시하며,
상기 제1메인보드는 중재부에서 출력된 제1중재신호에 의해 동작작태가 되고, 제2메인보드는 중재부에서 출력된 제2중재신호에 따라 대기상태가 되는 것을 특징으로 하는 이중화 구조를 갖는 통신 단말장치.