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일반 전동차량 네트워크의 노드간 MASTER 전환 알고리즘 구현
Implementation of Master Changing Algorithm between Nodes in a General Electric Vehicle Network 원문보기

반도체디스플레이기술학회지 = Journal of the semiconductor & display technology, v.16 no.3, 2017년, pp.65 - 70  

연준상 (청주대학교 전자공학과) ,  양오 (청주대학교 반도체공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents the implementation for the master changing algorithm between nodes in a general electric vehicle. The packet processing method based on the unique network method of an electric vehicle is that the method of processing a communication packet has the priority from the node of a veh...

주제어

#Master   #Slave   #Electric vehicle   #Changing algorithm   #Operation key   #FPGA  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 즉 요청데이터를 선발적으로 전송하여 각각의 노드에 전달하여 이에 해당하는 동작을 하도록 명령어를 전달하거나 각종 상태값을 요청하여 각 차량의 상태나 서비스 장치들의 모니터를 하도록 모든 스케줄관리를 진행하도록 되어있다. 하지만 키가 놓인 선두카의 모니터장치가 고장이 발생하였거나 차량용 네트워크의 이상이 발생하였을 경우차량의 네트워크의 전반적인 동작이 멈추도록 되어있어 이를 해결하고 선두영역권이 후미차로 이동되어 키가 놓인 선두차량이 아닌 후미차량이 선두기능을 대신하여 네트워크를 관리할 수 있도록 하는 알고리즘을 제시하도록 한다.

가설 설정

  • 6에서는 KEY가 투입 후 양단의 노드 중 어느 장치가 MASTER또는 SLAVE가 될 것인가를 결정하는 흐름도 이다. 여기서는 KEY가 투입되지 않고 전원만 투입되었을 경우도 가정하였으며 KEY가 투입되지 않았을 경우 양단의 노드 중에서 특정 노드가 우선적으로 MASTER권한을 갖도록 하였다. 처음 기동시 KEY가 투입된 차량의 노드가 MASTER로 동작하다가 KEY의 위치가 변경되거나 MASTER 노드의 장치가 문제가 발생하여 본 기능을 발휘할 수 없을 때 즉각적으로 SLAVE 노드가 MASTER의 제어권을 요청하거나 강제로 전환하여 정상적인 동작을 계속하도록 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
멀티드롭(multi-drop)방식의 네트워크란? 일반적인 사무용이나 산업용으로 사용하는 스타형식이나 원형 그리고 분산형 등의 네트워크는 전동차 구성 모양으로 인해 구성하기가 쉽지 않다[3]. 일반형 전동차량과 고속전철인 경우네트워크의 7계층 중 물리 층에서의 기준으로 살펴보면 네트워크를 구성하기 위한 통신라인에 통신하고자 하는 모든 장치의 노드(node)들이 연결되어 있는 멀티드롭(multi-drop)방식의 네트워크가 있는데 MASTER에서 패킷을 전송하게 되면 모든 노드들이 한번에 패킷을 수신하게 된다[4]. 따라서 수신된 노드들은 OSI 7층 중에서 네트워크 층이나 또는 그 이상 층에서 자신의 노드인 것만 처리하게 된다[5].
기존 전동차들의 운행키의 특징은? 기존 전동차들은 대부분 양쪽 차량에서 선두를 지정하여 상/하행선 또는 좌/우측으로 전동차를 운행 하도록 되어 있다. 그래서 차량의 운행키(KEY)를 투입한 방향에서만 운전이 가능하며 이 KEY를 넣은 부분에 방향이 선두가 되어 동작하게 된다[1]. 만약 양쪽 차량 모두 운행키가 꼽혀있다면 각 차량의 기관사에게 메시지를 전달하는 모니터를 통해 고장을 지시하고 동작을 멈추게된다.
전동차에서 SLAVE노드에 KEY를 투입하면 권한은 어떻게 바뀌는가? 일반형 전동차 차량에 사용하는 모니터장치인 TGIS에제시한 알고리즘을 적용하여 실험한 결과 KEY를 투입한 노드에 따라 MASTER가 전환되는 것을 확인하였으며 SLAVE노드에서 KEY가 투입되면 제시된 알고리즘에 맞게 동작하여 MASTER의 권한을 가져오며 MASTER는 다시 SLAVE로 변환되었다. 그 결과 양단 두 개의 노드가 동시에 MASTER되거나 SLAVE가 되지 않는 것을 확인하였다.
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참고문헌 (13)

  1. Woojin, "TGIS report for repair manual of gwacheon line", pp. 1.3-1.20, 2005. 

  2. Dong-kyu lee, "Implementation of network management protocol for railway cars and master fault tolerance algorithm", Master thesis, pp. 8-9,45-49, Inha university, 2000. 

  3. Jae-chul Lee, "A Study on Implementation of PC based Distributed Industrial Network", Doctoral thesis, pp.16-33, Mokwon University, 2009. 

  4. International Electro technical Commission (IEC), "Chapter 4(Train Communication Network for WTB (Wire Train Bus))", IEC 61375, first edition, pp. 298-327,2003.4. 

  5. J.DE AZEVEDO, "The World FIP Protocol Standard and Specifications", World FIP EN50170, pp. 5-7, 1998.10. 

  6. Jonathan, "Token Ring Solutions", IBM Redbooks, pp. 9-18, 2000. 

  7. Rhonda Alexis Dirvin and Arthur R. Miller, Motorola, Inc. "MC68824 Token Bus Controller", IEEE 802.4, pp. 15-25, 1986. 

  8. Jae-sun Han, "A Study on Efficient Gateway Message Transmission Technique between CAN (Controller Area Network) Communication Networks", "CAN (Controller Area Network)", Yonsei University, Master thesis, pp. 719-722, 2007. 

  9. ZILOG, "Z80C30/Z85C30 CMOS SCC Serial Communications Controller Product Specification", pp1-14, pp. 27-39, 2002. 

  10. SIEMENS, "SAF/SAB82532 Datasheet Enhanced Serial Communication Controller for HDLC", pp. 88-108, 2007. 

  11. Sung-Gyu Ok, Oh Yang, "IC design for Multi-Channel Asynchronous Communications using a FPGA", Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea, pp. 28-37, 2010. 1. 

  12. Sung-Gyu Ok, Oh Yang, "IC design for Multi-Channel Synchronous Communications using a FPGA", Journal of the Semiconductor & Display Technology, pp. 1-6, 2011. 9. 

  13. XILINX, "Spartan-3 FPGA Family: Complete Data Sheet", pp. 47-55, pp. 107-108, pp. 128-270, 2013. 

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