[논문]GAL을 이용한 신호등 제어기 설계

GAL을 이용한 신호등 제어기 설계
A Design of the Traffic Light Controller using by GAL Devices 원문보기

구용우 (충주대학교 산업대학원 컴퓨터공학과) , 박재문 (충주대학교 산업대학원 컴퓨터공학과) , 원충상 (충주대학교 산업대학원 컴퓨터공학과)

기존 신호등 체계의 문제점을 보완하기 위해 센서를 이용하여 각 차로에 진행하려고 하는 차량을 감지하고, 대기 차량이 없을 경우 다음방향으로 신호를 주어 소통에 효율성을 높였으며 특히 GAL소자 하나로 설계함으로써 개발비용을 줄이도록 하였다.

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GAL을 이용해 다양한 디지털 회로의 구현이 가능하다. 본 논문에서는 교차로인 네 거 리의 소통효율을 높이기 위해 각 차로마다 차량 감지 센서를 설치하여 대기 차량이 있는 차로와 대기 차량이 없는 차로를 구분하여 통행할 차량이 없는 차로에 통행 신호를 불필요하게 주어 차량 소통에 지장을 주는 불합리한 신호 체계를 개선하고자 개선된 교통신호 제어기를 설계하였다.
디지털 시스템 설계 방법은 여러 가지가 있다. 본 논문에서는 교통신호 제어기의 설계를 개선된 기법과 GAL 소자에 의한 설계로 시스템을 구현하였다.

교통신호 제어기를 현재 상태와 다음 상태를 고려한 상태표를 만들고 상태표에서 부울식 을 유도하여 GAL 소자 22V10을 사용하여 설계 하였다.
일반적인 네거리의 교통신호등은 정해진 순서와 시간 간격으로 계속 반복하여 작동을 한다. 다만 본 논문에서는 남북방향, 동서 방 향이 같은 신호체계를 가진 두 가지 패턴의 신호체계를 모델로 삼았다.
이러한 신호체계를 위하여 Fig 1-1과 같은 차량 감지 센서를 부착하여 동서 방향으로 주행하는 차량이 감지되기 전까지는 남북방향의 신호등을 녹색으로, 동서 방향의 신호등을 적색으로 고정시킨 다음, 동서 방향 차로에 차량이 대기하고 있는 경우에만 남북방향의 신호를 차단시키는 제어를 한다. 다시 남북방향으로 주행하려는 차량이 감지되면 동 서방향의 신호는 일정 기간 녹색 신호가 유지된 후 적색으로 점등되고 남북방향은 녹색으로 점등된다.

개발된 회로의 대량 생산을 위하여 ASIC (Application Specific Integrated Circuit)으 로 구현하므로 비용이나 규모를 최소화 할 수도 있고 또 비교적 큰 규모의 회로 설계는 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 이용한 설계가 효과적이다.
예상한 대로 기존의 방법보다 본 논문에서 제시한 대로 하나의 GAL 소자로 제어기 시스템을 설계할 수 있었으며 회로 설계의 규모, 비용, 설계시간 등 많은 이점이 있었다. 향후 연구과제로는 네 방향 센서를 포함한 별도의 신호체제를 고려한 시스템을 설계한다면 더욱 .

예상한 대로 기존의 방법보다 본 논문에서 제시한 대로 하나의 GAL 소자로 제어기 시스템을 설계할 수 있었으며 회로 설계의 규모, 비용, 설계시간 등 많은 이점이 있었다. 향후 연구과제로는 네 방향 센서를 포함한 별도의 신호체제를 고려한 시스템을 설계한다면 더욱 . 효율적인 신호체계를 구현할 수 있을 것으로 생각된다.

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