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KR102836599B1 - 차량의 제어기 부하 분산 방법 및 장치 - Google Patents

차량의 제어기 부하 분산 방법 및 장치

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KR102836599B1
KR102836599B1 KR1020190104896A KR20190104896A KR102836599B1 KR 102836599 B1 KR102836599 B1 KR 102836599B1 KR 1020190104896 A KR1020190104896 A KR 1020190104896A KR 20190104896 A KR20190104896 A KR 20190104896A KR 102836599 B1 KR102836599 B1 KR 102836599B1
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KR
South Korea
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controller
service
controllers
vehicle
transfer
Prior art date
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KR1020190104896A
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이상택
김수련
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명에 따른 차량의 제어기 부하 분산 방법은 다수의 제1 제어기의 리소스를 모니터링하는 단계; 상기 다수의 제1 제어기의 리소스 부하율이 일정기간 동안 기준값 이상인지를 판단하는 단계; 상기 리소스 부하율 판단 결과, 상기 다수의 제1 제어기의 리소스 부하율이 기준값 이상이면 상기 다수의 제1 제어기들 중 가장 낮은 리소스 부하율을 갖는 제1 제어기를 선정하는 단계; 상기 선정된 제1 제어기에 설치된 다수의 프로그램들 중 상기 선정된 제어기로 이관할 서비스를 선정하는 단계; 상기 이관할 서비스가 연결된 제2 제어기의 CAN 신호 변환 여부를 판단하는 단계; 상기 CAN 신호 변환 여부에 기초하여 상기 선정된 서비스를 상기 선정된 제1 제어기로 이관하는 단계; 상기 이관된 서비스의 사용 여부를 판단하는 단계; 및 상기 이관 서비스의 사용 여부에 기초하여 서비스 레지스트리 업데이트 또는 서비스 복원을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

차량의 제어기 부하 분산 방법 및 장치{Method and apparatus for distributing a controller load of a vehicle}
본 발명은 차량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동적 및 정적 네트워크가 동시에 구성되어 있는 차량 내에서 서비스 지향 아키텍처(Service Oriented Architecture) 방식을 이용하여 프로그램 자동 이동을 통해 차량 제어기의 부하를 최적화시킬 수 있는 차량 내 제어기 부하 분산 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 기능이 향상됨에 따라, 차량 내부에는 많은 제어기들이 장착되고 있으며, 차량 내부의 많은 제어기들은, 각각의 기능에 상응하는 프로그램들이 설치될 수 있다.
또한, 차량의 제어기는, 사용자가 원하는 신규 프로그램을 설치하고 사용할 수 있지만, 이더넷 스위치와 통신 연결되는 제어기에만 프로그램을 설치할 수 밖에 없었다.
이처럼, 외부 통신과 연결되는 제어기에만 신규 프로그램을 설치하고 사용할 경우, 설치된 신규 프로그램이 차지하는 공간으로 인하여, 해당 제어기의 리소스가 부족해질 수 있었다.
이처럼, 외부 통신과 연결되는 제어기의 리소스가 부족해질 경우, 차량의 고유 기능을 수행하지 못하여 안전상 위험이 발생할 수 있었고, 차량 내의 다른 제어기들의 리소스를 활용하여 위하여 다른 제어기의 리소스를 공개할 경우, 보안에 취약해질 우려도 있었다.
도 1은 종래의 발명에 따른 서비스 제공 방안을 도시한 도면이다.
종래의 기술에 따른 차량은 CAN 통신, LIN 통신 등의 정적 네트워크와 이더넷 등의 동적 네트워크가 함께 적용될 수 있다. 이러한 종래의 차량 내에서 정적 네트워크가 연결되어 있는 제어기는 임베디드 소프트웨어(Embedded SW)로 동적 스케쥴링(Dynamic Scheduling)이나 실시간 환경설정(Configuration)을 지원하지 않는다.
도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 차량은 모뎀을 통해 차량 외부로부터 신규 서비스를 수신할 수 있다. 이때, 상기 신규 서비스는 서비스 인터페이스 및 서비스 구현부에 대응하는 정보를 포함할 수 있다.
상기 차량이 내의 고성능 제어기가 차량 내의 차량의 시스템 제어기를 제어하며, 고성능 제어기는 신규 서비스의 서비스 인터페이스만을 시스템 제어기로 제공하게 되고, 시스템 제어기는 서비스 구현부만을 수행할 수 있다.
이러한, 종래의 기술은 고성능 제어기와 시스템 제어기의 연결이 동적 네트워크만을 고려하게 되어, 정적 네트워크에 따른 기능 재분배가 이루어지지 않는 문제점이 있다.
본 발명은 서비스 지향 아키텍처(Service Oriented Architecture) 방식을 이용하여 동적 및 정적 네트워크가 같이 구성되어 있는 차량에서 제어기의 리소스를 효율적으로 사용하기 위해 동적으로 기능 이동이 가능하도록 프로그램을 분산하여 설치함으로써, 제어기의 부하를 최적화할 수 있는 차량 내 제어기 부하 분산 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제어기 부하 분산 방법은, 다수의 제1 제어기의 리소스를 모니터링하는 단계; 상기 다수의 제1 제어기의 리소스 부하율이 기준값 이상인지를 판단하는 단계; 상기 리소스 부하율 판단 결과, 상기 다수의 제1 제어기의 리소스 부하율이 기준값 이상이면 상기 다수의 제1 제어기들 중 가장 낮은 리소스 부하율을 갖는 제1 제어기를 선정하는 단계; 상기 선정된 제1 제어기에 설치된 다수의 프로그램들 중 상기 선정된 제어기로 이관할 서비스를 선정하는 단계; 상기 이관할 서비스가 연결된 제2 제어기의 CAN 신호 변환 여부를 판단하는 단계; 상기 CAN 신호 변환 여부에 기초하여 상기 선정된 서비스를 상기 선정된 제1 제어기로 이관하는 단계; 상기 이관된 서비스의 사용 여부를 판단하는 단계; 및 상기 이관 서비스의 사용 여부에 기초하여 서비스 레지스트리 업데이트 또는 서비스 복원을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제어기 부하 분산 장치는, 외부로부터 수신되는 다수의 프로그램을 설치하는 다수의 제1 제어기; 상기 다수의 제1 제어기에 CAN 통신을 통해 연결되는 다수의 제2 제어기; 상기 다수의 제1 제어기와 이더넷 통신을 통해 연결되는 이더넷 스위치를 포함하고, 상기 다수의 제1 제어기 간에는 적어도 하나 이상의 CAN 채널이 연결되고, 상기 이더넷 스위치는 상기 다수의 제1 제어기의 리소스를 모니터링하여, 리소스 부하율이 기준값 이상이면, 상기 다수의 제1 제어기들 중 가장 낮은 리소스 부하율을 갖는 제1 제어기를 선정하고, 상기 설치된 다수의 프로그램들 중 이관할 서비스를 선정하고, 상기 이관할 서비스가 연결된 제2 제어기의 CAN 신호 변환 여부를 판단하고, 상기 CAN 신호 변환 여부에 기초하여 상기 선정된 서비스를 상기 선정된 제1 제어기로 이관하고, 상기 이관된 서비스의 사용 여부를 판단하고, 상기 이관 서비스의 사용 여부에 기초하여 서비스 레지스트리 업데이트 또는 서비스 복원을 수행할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 차량 내 제어기 부하 분산 방법은, 서비스 지향 아키텍처 방식을 이용하여 차량 제어기의 동적 네트워크에 걸리는 부하를 정적 네트워크를 활용해 분산하고, 이를 이용해 동적 네트워크 및 SOA의 장점을 활용하고, 차량 내 정적 네트워크 및 임베디드 기반 시스템 제어기의 변경 제약 사항으로 인한 고성능 제어기 내 기능을 재분배할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 종래의 발명에 따른 서비스 제공 방안을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제어기 부하 분산 장치를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 3 내지 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제어기 부하 분산 장치를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리저브 메시지를 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제어기 부하 분산 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및"전(앞) 또는 후(뒤)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 도 2 내지 도 8를 참조하여 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 차량 내 제어기 부하 분산 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제어기 부하 분산 장치를 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제어기 부하 분산 장치는 이더넷 스위치(100), 다수의 고성능 제어기(200), 다수의 시스템 제어기(300)들을 포함할 수 있다. 이때, 고성능 제어기(200)는 차량의 제어기 부하 분산 장치의 제1 제어기일 수 있으며, 시스템 제어기(300)는 차량의 제어기 부하 분산 장치의 제2 제어기일 수 있다.
이더넷 스위치(100)는 차량 외부로부터 신호를 수신하는 모뎀(400)과 동적 네트워크를 통해 연결 될 수 있다. 이후, 이더넷 스위치(100)는 모뎀(400)으로부터 수신한 다수의 프로그램을 다수의 고성능 제어기(200)로 전달할 수 있다. 이때, 이더넷 스위치(100)와 고성능 제어기(200) 간의 동적 네트워크 및 이더넷 스위치(100)와 모뎀과의 동적 네트워크는 이더넷 통신일 수 있다.
이더넷 스위치(100)는 다수의 고성능 제어기(200)의 리소스를 모니터링할 수 있다. 이더넷 스위치(100)는, 고성능 제어기(200)의 리소스를 모니터링할 때, 다수의 고성능 제어기(200) 내의 중앙 처리 장치, 메모리, 네트워크를 포함하는 리소스의 부하율을 확인할 수 있다.
여기서, 이더넷 스위치(100)는 고성능 제어기(200)의 리소스 부하율이 일정기간 동안 기준값 이상이면, 상기 다수의 고성능 제어기(200)들 중 가장 낮은 리소스 부하율을 갖는 고성능 제어기(200)를 선정할 수 있다.
이어, 이더넷 스위치(100)는, 고성능 제어기(200)에 설치된 다수의 프로그램들 중 이관할 서비스를 선정할 수 있다.
다음, 이더넷 스위치(100)는, 이관할 서비스가 연결된 시스템 제어기(300)의 CAN 신호 변환 여부를 판단할 수 있다.
이더넷 스위치(100)는 상기 CAN 신호 변환 여부에 기초하여 상기 선정된 서비스를 상기 선정된 고성능 제어기(200)로 이관할 수 있다.
이후, 이더넷 스위치(100)는 상기 CAN 신호를 변환하지 않는 경우, 상기 서비스 이관 이후 서비스 사용 여부를 판단할 수 있다.
다음. 이더넷 스위치(100)는 상기 서비스 사용에 문제가 없는 경우, 서비스 레지스트리 업데이트할 수 있다. 또한, 이더넷 스위치(100)는 상기 서비스 사용에 문제가 있는 경우, 서비스를 이관 이전으로 복원할 수 있다.
한편, 이더넷 스위치(100)는, 이관할 서비스가 연결된 시스템 제어기(300)의 CAN 신호를 변환하는 경우, 선정된 고성능 제어기(200)와 연결된 시스템 제어기(300)가 같은 CAN 채널에 있는지 판단할 수 있다.
이어, 이더넷 스위치(100)는, 고성능 제어기(200)와 시스템 제어기(300)가 같은 CAN 채널인 경우, 상기 이관할 서비스가 상기 시스템 제어기(300)의 송신 신호를 보내는 기능만 하는지 판단할 수 있다.
이에 따라, 이더넷 스위치(100)는, 시스템 제어기(300)가 송신 신호만을 보내는 경우, 선정된 서비스를 선정된 고성능 제어기(200)로 이관할 수 있다.
한편, 이더넷 스위치(100)는, 시스템 제어기(300)가 송신 신호만을 보내지 않는 경우, 이관할 서비스가 시스템 제어기(300)로 통신 신호를 송신하는지 판단할 수 있다.
이때, 이더넷 스위치(100)는, 이관할 서비스가 시스템 제어기(300)로 통신 신호를 송신하지 않는 경우, 선정된 서비스를 상기 선정된 고성능 제어기(200)로 이관할 수 있다. 또한, 이더넷 스위치(100)는 선정된 서비스가 시스템 제어기(300)로 상기 통신 신호를 송신하는 경우, 다수의 고성능 제어기(200) 간에 사용 가능한 리저브 메시지가 있는지 판단할 수 있다.
한편, 이더넷 스위치(100)는, 선정된 고성능 제어기(200)와 시스템 제어기(300)가 같은 CAN 채널이 아닌 경우, 선정된 고성능 제어기(200)와 시스템 제어기(300) 간의 고성능 제어기 리스트를 업데이트하고, 다수의 고성능 제어기(200) 간에 사용 가능한 리저브 메시지가 있는지 판단할 수 있다. 상기 리저브 메시지 및 리저브 메시지 사용 여부 테이블은 이하 도6에서 자세히 설명하도록 한다.
여기서, 이더넷 스위치(100)는 다수의 고성능 제어기(200) 간에 사용 가능한 리저브 메시지가 있는 경우, 상기 리저브 메시지의 수신처 및 송신처를 정의하고, 상기 통신 신호와 동일한 신호를 복제하고, 상기 리저브 메시지 사용 여부 테이블을 공유할 수 있다. 이때, 이더넷 스위치(100)는 다수의 고성능 제어기(200) 간의 이더넷 통신이 변경되는 경우, 리저브 메시지 사용 여부 테이블을 공유를 단일 수행할 수 있다.
이어, 이더넷 스위치(100)는, 서비스를 제공하던 고성능 제어기(200)를 최종 수신처로 선정할 수 있다. 이를 통해, 이더넷 스위치(100)는, 고성능 제어기(200)와 시스템 제어기(300) 간의 송수신 관계를 유지할 수 있다.
그리고 이더넷 스위치(100)는, 선정된 서비스를 선정된 고성능 제어기(200)로 이관할 수 있다.
한편, 이더넷 스위치(100)는 다수의 고성능 제어기(200) 간에 사용 가능한 리저브 메시지가 없는 경우, 선정된 서비스 이관 대상인 고성능 제어기(200)를 재선정할 수 있다.
상기 이더넷 스위치(100)는 서비스 이관을 검토하지 않은 고성능 제어기(200)가 있는지 판단하고, 상기 서비스 이관을 검토하지 않은 고성능 제어기(200)가 없는 경우, 상기 서비스를 이관 전으로 복원할 수 있다.
고성능 제어기(200)는 이더넷 스위치(100)로부터 수신한 외부 신호에 기초하여 신규 프로그램을 설치하고 사용할 수 있다. 이를 위해, 고성능 제어기(200)는 서비스 지향 아키텍처 (SOA: Service Oriented Architecture) 기반 차량 구성을 위하여 SOME/IP (Service Oriented MiddlewarE over IP)와 같은 통신 기술, SOA를 지원하는 소프트웨어 플랫폼 (SWP), 그리고 이를 적용한 제어기일 수 있다. 이때, 서비스 지향 아키텍처(SOA)는 서비스 소비자 (Consumer)는 신규 프로그램이 어느 제어기에 할당되어 있는지 몰라도 서비스 검색 (Find)을 통해 필요한 서비스를 찾고, 해당 서비스 제공자 (Provider)와 연결 (Bind)하여 활용할 수 있다. 또한, 신규 프로그램은, 다른 프로그램 (로직)에 서비스 제공이 필요할 때 공개 (Publish)하여 다른 프로그램에서 검색 (Find)될 수 있도록 한다.
고성능 제어기(200)는 서비스 지향 아키텍처 지원 통신 네트워크(이더넷 - SOME/IP) 등의 동적 통신(Dynamic Communication)이 가능한 통신 프로토콜이 적용됨에 따라 차량에 서비스 지향 아키텍처 적용할 수 있다. 즉, 고성능 제어기(200)는 이더넷 스위치(100)와 동적 네트워크를 통해 통신 연결될 수 있다.
한편, 고성능 제어기(200)는 다수의 시스템 제어기(300)와 정적 네트워크를 통해 통신 연결될 수 있다. 이때, 상기 정적 네트워크는 CAN 통신일 수 있다.
이를 통해, 고성능 제어기(200)는 정적 네트워크를 통해 시스템 제어기(300)와 데이터를 송수신할 수 있다.
또한, 다수의 고성능 제어기(200) 간의 통신은 동적 네트워크 및 정적 네트워크를 통해 이루어 질 수 있다. 이때, 다수의 고성능 제어기(200) 간의 동적 네트워크는 이더넷 통신으로 이루어질 수 있고, 다수의 고성능 제어기(200) 간의 정적 네트워크는 CAN 통신으로 이루어질 수 있다. 이때, 정적 네트워크는 적어도 하나 이상의 CAN 채널로 구성될 수 있다.
한편, 고성능 제어기(200)는 시스템 제어기(300)가 활용 및 구동할 수 있도록 표준화된 서비스 인터페이스만을 제공할 수 있다. 이를 위해, 고성능 제어기(200)는 정적 네트워크의 신호를 수신하여 동적 네트워크로 변환할 수 있다.
한편, 고성능 제어기(200)는 정적 네트워크와 동적 네트워크가 함께 적용되고, 고성능 제어기(200)에서 제공하는 서비스가 실제로는 정적 네트워크로 연결된 시스템 제어기(300)의 기능을 제공할 수도 있다. 이를 통해, 고성능 제어기(200)는 CAN 통신을 통해 수신한 신호를 이더넷 통신으로 변환하여 송신할 수 있다. 이때, 고성능 제어기(200)의 서비스만 이동뿐만 아니라, 고성능 제어기(200)와 상기 시스템 제어기(300)의 관계를 포함하는 통신 정보도 같이 송신할 수 있다.
시스템 제어기(300)는 고성능 제어기(200)와 정적 네트워크를 통해 연결될 수 있다. 또한, 시스템 제어기(300)간의 통신은 정적 네트워크를 통해 이루어질 수 있다. 이때, 다수의 시스템 제어기(300) 간의 정적 네트워크는 CAN 통신으로 이루어질 수 있다.
한편, 시스템 제어기(300)는 고성능 제어기(200)로부터 수신한 데이터에 기초하여, 설치된 프로그램을 수행할 수 있다.
실시예에 따라, 시스템 제어기(300)는 고성능 제어기(200)로부터 표준화된 서비스 인터페이스를 수신하여, 차량의 센서, 액추에이터 등을 제어할 수 있다.
도 3 내지 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제어기 부하 분산 장치를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 차량에 고객이 원하는 프로그램 설치 등에 따른 고성능 제어기(200) 부하가 집중될 수 있다. 이때, 하나의 고성능 제어기(200)로 서비스 요청이나 데이터 송수신이 집중될 경우, 핀투핀(Pin to Pin)구조에서는 병목 현상(Bottle-Neck)이 발생할 수 있다.
도 4를 참조하면, 이더넷이 고성능 제어기(200)의 리소스 모니터링을 통해 제1 고성능 제어기(ECU A)에 부하가 집중될 시, 해당 서비스(서비스A)를 제2 고성능 제어기(ECU C)로 이관할 수 있다. 이를 통해, 모뎀(400)은 제2 고성능 제어기(ECU C)와 통신하게 되고, 제1 고성능 제어기(ECU A)의 이더넷 채널 부하를 줄일 수 있다.
실시예에 따라, 서비스를 이관받는 제2 고성능 제어기(ECU C)와 서비스를 구현하는 시스템 제어기(ECU 가)는 같은 CAN 채널에 있을 수 있다.
다른 실시예에 따라, 서비스를 이관받는 제2 고성능 제어기(ECU C)와 서비스를 구현하는 시스템 제어기(ECU 가)는 같은 CAN 채널에 없을 수 있다. 이러한 경우, 시스템 제어기에서 서비스를 구현하고 고성능 제어기에서 서비스 인터페이스를 제공하는 경우에도 동적으로 서비스 이관을 하고 싶으나 정적 네트워크 (CAN)에 의해 서비스 이관이 자유롭지 않은 문제점이 발생하게 된다.
도 5는 서비스를 이관받는 제2 고성능 제어기(ECU C)와 서비스를 구현하는 시스템 제어기(ECU 가)가 같은 CAN 채널에 없는 경우를 도시하고 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 이관되는 서비스(서비스A)가 제1 고성능 제어기(ECU A)의 제1 시스템 제어기(시스템 ECU 가)에서 서비스를 구현하고, 제1 고성능 제어기(ECU A)에서 서비스 인터페이스를 제공하는 경우, 제1 고성능 제어기(ECU A)는 제2 고성능 제어기(ECU C)로 제1 시스템 제어기(시스템 ECU 가)는 송수신하고 있는 CAN 신호도 함께 전달할 수 있다.
이때, 제1 시스템 제어기(시스템 ECU 가)는 서비스 동작에 따른 센서 정보, 기능의 상태 등을 송신처 일 수도 있고, 서비스 요청에 따른 액츄에이터 동작, 설정 값 저장 등을 하는 수신처일 수도 있다.
따라서, 도 5에 도시된 차량의 제어기 부하 분산 장치는 각 채널의 동적 기능 이관용 리저브 메시지를 운용하여, 이더넷 특정 채널에 걸리는 부하를 CAN 네트워크를 활용해 동적으로 분산할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리저브 메시지를 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, CAN 통신을 위한 리저브 메시지는 각 CAN 채널 별로 리저브 메시지를 포함하고, 각 리저브 메시지는 기간(Period) 정보를 포함할 수 있다.
이러한 리저브 메시지에 의해 각 고성능 제어기(200) 내에 포함된 리저브 메시지 사용 여부 테이블이 공유될 수 있다. 이때, 리저브 메시지 사용 여부 테이블은 CAN 채널, 메시지, 사용 여부, 송신처, 수신처, 및 메시지 데이터를 포함할 수 있다.
따라서, 서비스 이관가 이관되는 경우, 고성능 제어기(200) 간의 이더넷을 통해 리저브 메시지 사용 여부 테이블이 공유되고, 송신처 및 수신처는 리저브 메시지 사용 여부 테이블에 따라 CAN 통신 소프트웨어(S/W)를 실시간 자동 업데이트 할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제어기 부하 분산 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량은, 외부로부터 수신되는 다수의 프로그램을 설치하는 고성능 제어기(200)와 고성능 제어기(200)에 통신 연결되는 다수의 시스템 제어기(300)들을 포함할 수 있는데, 차량의 제어기 부하 분산 방법은 다음과 같다.
본 발명의 이더넷 스위치(100)는 고성능 제어기(200)의 리소스의 부하율을 모니터링할 수 있다(S10). 즉, 이더넷 스위치(100)는 다수의 고성능 제어기(200) 의 리소스 부하율을 모니터링할 수 있다. 실시예에 따라, 모니터링된 리소스의 부하율은, 중앙 처리 장치의 부하율, 메모리의 사용량, 네트워크의 점유율일 수 있는데, 이에 제한되지는 않는다.
상기 S10 단계 이후, 이더넷 스위치(100)는 고성능 제어기(200)의 리소스 부하율이 일정 기간 기준값 이상인지를 판단할 수 있다(S20).
상기 S20 단계 이후, 판단 결과, 고성능 제어기(200)의 리소스 부하율이 기준값 이상이면(S10의 YES), 이더넷 스위치(100)는 다수의 고성능 제어기(200)들 중 가장 낮은 리소스 부하율을 갖는 고성능 제어기(200)가 있는지 판단할 수 있다(S30).
여기서, 이더넷 스위치(100)는 다수의 고성능 제어기(200)들 중 가장 낮은 리소스 부하율을 갖는 고성능 제어기(200)를 판단할 때, 이더넷 스위치(100)는 다수의 고성능 제어기(200)들로부터 각 고성능 제어기(200)의 리소스 부하율을 추출하고, 추출된 각 고성능 제어기(200)의 리소스 부하율에 기초하여 가장 낮은 리소스 부하율을 갖는 고성능 제어기(200)를 판단할 수 있다.
상기 S30 단계 이후, 이더넷 스위치(100)는 가장 낮은 리소스 부하율을 갖는 고성능 제어기(200)를 선정할 수 있다(S40).
상기 S40 단계 이후, 이더넷 스위치(100)는 이관 서비스를 선정할 수 있다(S50). 이때, 이더넷 스위치(100)는 고성능 제어기(200)에 설치된 다수의 프로그램들 중 선정된 제어기로 이관할 서비스를 선정할 수 있다. 이때, 이더넷 스위치(100)는 제어기 외부로부터의 가입(Subscribe) 요청 빈도 및 송신 데이터 주기 고려할 수 있다.
상기 S50 단계 이후, 이더넷 스위치(100)는 이관할 서비스가 시스템 제어기(300)의 CAN 신호를 변환하는 서비스인지 판단할 수 있다(S60).
상기 S60 단계 이후, CAN 신호를 변환하는 서비스가 아닌 경우(S60의 NO), 이더넷 스위치(100)는 이관할 서비스를 선정된 고성능 제어기(200)로 이관할 수 있다(S70).
상기 S70 단계 이후, 이더넷 스위치(100)는 이관 후 서비스 사용이 가능한지 판단할 수 있다(S80).
상기 S80 단계 이후, 서비스 사용이 가능한 경우(S80의 YES), 이더넷 스위치(100)는 서비스 공개 및 서비스 레지스트리 업데이트 할 수 있다(S90).
한편, 상기 S80 단계 이후, 서비스 사용이 가능한 경우(S80의 NO), 이더넷 스위치(100)는 서비스를 이관 전으로 복원 할 수 있다(S100).
한편, 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명 일 실시예에 따라 이관할 서비스가 시스템 제어기(300)의 CAN 신호를 변환하는 서비스인 경우, 이관할 서비스를 선정하는 단계는 다음과 같은 상세 과정이 진행될 수 있다.
상기 S60 단계 이후, 이관할 서비스가 시스템 제어기(300)의 CAN 신호를 변환하는 서비스인 경우(S60의 YES), 이더넷 스위치(100)는 상기 선정된 고성능 제어기(200)와 상기 시스템 제어기(300)가 같은 CAN 채널에 있는지 판단할 수 있다(S110).
상기 S110 단계 이후, 상기 선정된 고성능 제어기(200)와 상기 시스템 제어기(300)가 같은 CAN 채널에 없는 경우(S110의 NO), 이더넷 스위치(100)는 상기 선정된 고성능 제어기(200)와 상기 시스템 제어기(300) 간의 고성능 제어기 리스트를 업데이트 할 수 있다(S120).
상기 S120 단계 이후, 이더넷 스위치(100)는 고성능 제어기(200)간 사용 가능한 리저브 메시지가 있는지 판단할 수 있다(S130).
상기 S130 단계 이후, 고성능 제어기(200)간 사용 가능한 리저브 메시지가 있는 경우(S130의 YES), 이더넷 스위치(100)는 리저브 메시지의 수신처 및 송신처를 정의하고, 원본 통신 신호와 동일한 신호로 복제하고, 리저브 메시지 사용 여부 테이블을 공유할 수 있다.
상기 S140 단계 이후, 이더넷 스위치(100)는 이전에 서비스를 제공하던 고성능 제어기(200)로 최종 수신처를 선정할 수 있다(S150).
상기 S150 단계 이후, 이더넷 스위치(100)는 서비스 이관하고, 이관 후 서비스 사용이 가능한지 판단하는 단계(S80)를 수행할 수 있다.
한편, 상기 S130 단계 이후, 고성능 제어기(200)간 사용 가능한 리저브 메시지가 없는 경우(S130의 NO), 서비스 이관 대상 제어기 재선정할 수 있다(S170).
상기 S170 단계 이후, 서비스 이관을 검토하지 않은 고성능 제어기(200)가 있는지 판단할 수 있다(S180).
상기 S180 단계 이후, 서비스 이관을 검토하지 않은 고성능 제어기(200)가 있는 경우(S180의 NO), 이더넷 스위치(100)는 상기 선정된 고성능 제어기(200)와 상기 시스템 제어기(300)가 같은 CAN 채널에 있는지 판단하는 단계(100)를 수행할 수 있다.
한편, 상기 S180 단계 이후, 서비스 이관을 검토하지 않은 고성능 제어기(200)가 있는 경우(S180의 YES), 서비스 이관 대상 제어기를 재선정할 수 있다(S190). 이후 이더넷 스위치(100)는 이관할 서비스가 시스템 제어기(300)의 CAN 신호를 변환하는 서비스인지 판단하는 단계(S60)를 수행할 수 있다.
한편, 상기 S110 단계 이후, 상기 선정된 고성능 제어기(200)와 상기 시스템 제어기(300)가 같은 CAN 채널에 있는 경우(S110의 YES), 서비스가 시스템 제어기(300)의 송신 신호를 보내는 기능만 하는지 판단할 수 있다(S111).
상기 S111 단계 이후, 서비스가 시스템 제어기(300)의 송신 신호를 보내는 기능만 하는 경우(S111의 YES), 이더넷 스위치(100)는 서비스 이관하고, 상기 이더넷 스위치(100)는 이관 후 서비스 사용이 가능한지 판단하는 단계(S80)를 수행할 수 있다.
상기 S111 단계 이후, 서비스가 시스템 제어기(300)의 송신 신호를 보내는 기능만 하지 않는 경우(S111의 NO), 서비스가 시스템 제어기(300)로 통신 신호를 송신하는지 판단할 수 있다(S112).
상기 S112 단계 이후, 서비스가 시스템 제어기(300)로 통신 신호를 송신하는 경우(S112의 YES), 이더넷 스위치(100)는 고성능 제어기(200)간 사용 가능한 리저브 메시지가 있는지 판단하는 단계(S130)를 수행할 수 있다.
상기 S112 단계 이후, 서비스가 시스템 제어기(300)로 통신 신호를 송신하지 않는 경우(S112의 NO), 이더넷 스위치(100)는 서비스 이관하고, 이관 후 서비스 사용이 가능한지 판단하는 단계(S80)를 수행할 수 있다.
상술한 일 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function)프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 이더넷 스위치.
200: 고성능 제어기.
300: 시스템 제어기.
400: 모뎀.

Claims (20)

  1. 다수의 제1 제어기의 리소스를 모니터링하는 단계;
    상기 다수의 제1 제어기의 리소스 부하율이 일정기간 동안 기준값 이상인지를 판단하는 단계;
    상기 리소스 부하율 판단 결과, 상기 다수의 제1 제어기의 리소스 부하율이 기준값 이상이면 상기 다수의 제1 제어기들 중 가장 낮은 리소스 부하율을 갖는 제1 제어기를 선정하는 단계;
    상기 선정된 제1 제어기에 설치된 다수의 프로그램들 중 상기 선정된 제어기로 이관할 서비스를 선정하는 단계;
    상기 이관할 서비스가 연결된 제2 제어기의 CAN 신호 변환 여부를 판단하는 단계;
    상기 CAN 신호 변환 여부에 기초하여 상기 선정된 서비스를 상기 선정된 제1 제어기로 이관하는 단계;
    상기 이관된 서비스의 사용 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 이관 서비스의 사용 여부에 기초하여 서비스 레지스트리 업데이트 또는 서비스 복원을 수행하는 단계를 포함하는 차량의 제어기 부하 분산 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이관할 서비스가 상기 CAN 신호를 변환하는 경우, 상기 선정된 제1 제어기와 상기 제2 제어기가 같은 CAN 채널에 있는지 판단하는 단계를 더 포함하는 차량의 제어기 부하 분산 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 제어기와 상기 제2 제어기가 같은 CAN 채널인 경우,
    상기 이관할 서비스가 상기 제2 제어기의 송신 신호를 보내는 기능만 하는지 판단하는 단계를 더 포함하는 차량의 제어기 부하 분산 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제2 제어기가 상기 송신 신호 만을 보내는 경우, 상기 선정된 서비스를 상기 선정된 제1 제어기로 이관하는 단계; 및
    상기 제2 제어기가 상기 송신 신호 만을 보내지 않는 경우, 상기 이관할 서비스가 상기 제2 제어기로 통신 신호를 송신하는지 판단하는 단계를 더 포함하는 차량의 제어기 부하 분산 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 이관할 서비스가 상기 제2 제어기로 상기 통신 신호를 송신하지 않는 경우, 상기 선정된 서비스를 상기 선정된 제1 제어기로 이관하는 단계; 및
    상기 서비스가 상기 제2 제어기로 상기 통신 신호를 송신하는 경우, 상기 다수의 제1 제어기 간에 사용 가능한 리저브 메시지가 있는지 판단하는 단계를 더 포함하는 차량의 제어기 부하 분산 방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 선정된 제1 제어기와 상기 제2 제어기가 같은 CAN 채널이 아닌 경우, 상기 선정된 제1 제어기와 상기 제2 제어기 간의 제1 제어기 리스트를 업데이트하는 단계; 및
    상기 다수의 제1 제어기 간에 사용 가능한 리저브 메시지가 있는지 판단하는 단계를 더 포함하는 차량의 제어기 부하 분산 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 다수의 제1 제어기 간에 사용 가능한 리저브 메시지가 있는 경우, 상기 리저브 메시지의 수신처 및 송신처를 정의하는 단계;
    상기 리저브 메시지 사용 여부 테이블을 공유하는 단계;
    상기 서비스를 제공하던 제1 제어기를 최종 수신처로 선정하는 단계; 및
    상기 선정된 서비스를 상기 선정된 제1 제어기로 이관하는 단계를 더 포함하는 차량의 제어기 부하 분산 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 리저브 메시지 사용 여부 테이블을 공유하는 단계는
    상기 서비스를 제공하던 제1 제어기의 이더넷 통신이 변경되는 경우, 상기 리저브 메시지 사용 여부 테이블을 공유를 단일 수행하는 차량의 제어기 부하 분산 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 서비스를 제공하던 제1 제어기를 최종 수신처로 선정하는 단계는
    상기 선정된 제1 제어기와 해당 제2 제어기의 송수신 관계를 유지하는 차량의 제어기 부하 분산 방법.
  10. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 다수의 제1 제어기 간에 사용 가능한 리저브 메시지가 없는 경우,
    상기 선정된 서비스 이관 대상인 제1 제어기를 재선정하는 단계;
    서비스 이관을 검토하지 않은 제1 제어기가 있는지 판단하는 단계; 및
    상기 서비스 이관을 검토하지 않은 제1 제어기가 없는 경우, 상기 서비스를 이관 전으로 복원하는 단계를 더 포함하는 차량의 제어기 부하 분산 방법.
  11. 외부로부터 수신되는 다수의 프로그램을 설치하는 다수의 제1 제어기;
    상기 다수의 고성능 제어기에 CAN 통신을 통해 연결되는 다수의 제2 제어기;
    상기 다수의 고성능 제어기와 이더넷 통신을 통해 연결되는 이더넷 스위치를 포함하고,
    상기 다수의 고성능 제어기 간에는 적어도 하나 이상의 CAN 채널이 연결되고,
    상기 이더넷 스위치는
    상기 다수의 제1 제어기의 리소스를 모니터링하여, 리소스 부하율이 일정기간 동안 기준값 이상이면, 상기 다수의 제1 제어기들 중 가장 낮은 리소스 부하율을 갖는 제1 제어기를 선정하고,
    상기 설치된 다수의 프로그램들 중 이관할 서비스를 선정하고,
    상기 이관할 서비스가 연결된 제2 제어기의 CAN 신호 변환 여부를 판단하고,
    상기 CAN 신호 변환 여부에 기초하여 상기 선정된 서비스를 상기 선정된 제1 제어기로 이관하고,
    상기 이관된 서비스의 사용 여부를 판단하고,
    상기 이관 서비스의 사용 여부에 기초하여 서비스 레지스트리 업데이트 또는 서비스 복원을 수행하는 차량의 제어기 부하 분산 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 이더넷 스위치는
    상기 이관할 서비스가 상기 CAN 신호를 변환하는 경우, 상기 선정된 제1 제어기와 상기 제2 제어기가 같은 CAN 채널에 있는지 판단하는 차량의 제어기 부하 분산 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 이더넷 스위치는
    상기 제1 제어기와 상기 제2 제어기가 같은 CAN 채널인 경우,
    상기 이관할 서비스가 상기 제2 제어기의 송신 신호를 보내는 기능만 하는지 판단하는 차량의 제어기 부하 분산 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 이더넷 스위치는
    상기 제2 제어기가 상기 송신 신호 만을 보내는 경우, 상기 선정된 서비스를 상기 선정된 제1 제어기로 이관하거나
    상기 제2 제어기가 상기 송신 신호 만을 보내지 않는 경우, 상기 이관할 서비스가 상기 제2 제어기로 통신 신호를 송신하는지 판단하는 차량의 제어기 부하 분산 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 이더넷 스위치는
    상기 이관할 서비스가 상기 제2 제어기로 상기 통신 신호를 송신하지 않는 경우, 상기 선정된 서비스를 상기 선정된 제1 제어기로 이관하거나,
    상기 서비스가 상기 제2 제어기로 상기 통신 신호를 송신하는 경우, 상기 다수의 제1 제어기 간에 사용 가능한 리저브 메시지가 있는지 판단하는 차량의 제어기 부하 분산 장치.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 이더넷 스위치는
    상기 선정된 제1 제어기와 상기 제2 제어기가 같은 CAN 채널이 아닌 경우, 상기 선정된 제1 제어기와 상기 제2 제어기 간의 제1 제어기 리스트를 업데이트하고,
    상기 다수의 제1 제어기 간에 사용 가능한 리저브 메시지가 있는지 판단하는 차량의 제어기 부하 분산 장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 이더넷 스위치는
    상기 다수의 제1 제어기 간에 사용 가능한 리저브 메시지가 있는 경우, 상기 리저브 메시지의 수신처 및 송신처를 정의하고,
    상기 리저브 메시지 사용 여부 테이블을 공유하고,
    상기 서비스를 제공하던 제1 제어기를 최종 수신처로 선정하고,
    상기 선정된 서비스를 상기 선정된 제1 제어기로 이관하는 차량의 제어기 부하 분산 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 이더넷 스위치는
    상기 서비스를 제공하던 제1 제어기의 이더넷 통신이 변경되는 경우, 상기 리저브 메시지 사용 여부 테이블의 공유를 단일 수행하는 차량의 제어기 부하 분산 장치.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 이더넷 스위치는
    상기 서비스를 제공하던 제1 제어기를 최종 수신처로 선정하는 경우, 상기 선정된 제1 제어기와 해당 제2 제어기의 송수신 관계를 유지하는 차량의 제어기 부하 분산 장치.
  20. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 이더넷 스위치는
    상기 다수의 제1 제어기 간에 사용 가능한 리저브 메시지가 없는 경우,
    상기 선정된 서비스 이관 대상인 제1 제어기를 재선정하고,
    서비스 이관을 검토하지 않은 제1 제어기가 있는지 판단하여, 상기 서비스 이관을 검토하지 않은 제1 제어기가 없는 경우, 상기 서비스를 이관 전으로 복원하는 차량의 제어기 부하 분산 장치.
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