KR20130093811A - Real-time ethernet network and vehicle - Google Patents
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Abstract
차량용 실시간 이더넷 네트워크는 각각이 스위치와 적어도 두 개의 전자 제어부(electronic control unit; ECU)들을 구비하는 복수의 로컬 네트워크들; 및 상기 로컬 네트워크로부터의 전역 패킷을 중계하는 스마트 이더넷 스위치를 포함하되, 상기 스마트 이더넷 스위치는 상기 복수의 로컬 네트워크들로부터의 전역 패킷들을 저장하는 프레임 버퍼를 포함하고, 상기 전역 패킷들이 모두 전송된 후에 하나의 통신 주기가 완료되었음을 알리는 사이클 경계 패킷을 상기 복수의 로컬 네트워크들 모두에게 전송한다. A vehicular real-time Ethernet network includes a plurality of local networks, each having a switch and at least two electronic control units (ECUs); And a smart ethernet switch for relaying global packets from the local network, wherein the smart ethernet switch comprises a frame buffer for storing global packets from the plurality of local networks, after all of the global packets have been transmitted. A cycle boundary packet indicating that one communication period is completed is transmitted to all of the plurality of local networks.
Description
본 발명은 차량에서의 통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 차량용 실시간 이더넷 네트워크 및 차량에 관한 것이다. The present invention relates to communications in a vehicle, and more particularly, to a real-time Ethernet network for a vehicle and a vehicle.
2000년대 들어 차량 내에 다수의 첨단 전자 장비들이 포함되기 시작하였다. 이러한 전자 장비들은 사용자의 편의나 안전을 도모하기 위해서 포함되기도 하지만, electric power steering (EPS), electronic brake system (EBS) 등의 주행에 핵심적인 각종 제어를 전자적으로 해결 (X-by-Wire) 하기 위해서 사용되기도 한다. X-by-Wire를 구현함으로써 각종 기계적인 연결을 가벼운 wire로 대체하여, 전체적인 차량의 무게를 크게 감소시킬 수 있다. 또한 각종 차량 제어를 전자적으로 수행하여 사용자의 조작에만 의지하지 않고 미리 구현된 알고리즘에 따라 차량 제어를 빠르게 변화시킬 수 있으므로 효율성과 안정성이 크게 향상된다.In the 2000s, many advanced electronic equipment began to be included in vehicles. These electronic devices are included for the convenience and safety of the user. However, the electronic control system (X-by-Wire), which is essential for driving, such as electric power steering (EPS) and electronic brake system (EBS), is provided. It is also used for. By implementing X-by-Wire, various mechanical connections can be replaced by lightweight wires, greatly reducing the overall vehicle weight. In addition, since various vehicle controls are performed electronically, the vehicle control can be changed quickly according to a pre-implemented algorithm instead of relying only on user's operation, thereby greatly improving efficiency and stability.
이러한 다양한 장점들 때문에 차량용 X-by-Wire system에 대한 연구와 개발이 많이 이루어져 왔다. 특히, X-by-Wire system에서 가장 중요한 요소가 바로 모든 전자 장비들을 통합할 수 있는 효율적인 network 구조이다. 지금까지 차량용 network는 산업계에서 활발히 개발되었으며 그 결과로 Local Interconnect Network (LIN), Controller Area Network (CAN), FlexRay 등의 차량용 network standard가 정의되고 제품화 되었다. 하지만 기존의 차량용 network는 각각 고유한 단점을 갖고 있을 뿐만 아니라 공통적으로, 차량 내의 모든 네트워크를 하나로 통합할 수 있을 만큼 충분한 속도를 제공하지 못한다. 그 결과로 차량 내에 다량의 통신용 배선이 복잡하게 배치되어 성능과 안전성을 저하시킨다. 또한 기존의 network는 차량이나 산업용 기계 외의 분야에서 전혀 사용되지 않아 해당 기술과 관련된 장비들이 소수에 의해 독점적으로 제공되는 단점이 있다. 그 결과로 이러한 network와 관련된 기술과 장비들은 가격이 비싸고 응용이 어렵다. Due to these various advantages, much research and development on the X-by-Wire system for vehicles has been made. In particular, the most important element in the X-by-Wire system is an efficient network structure that can integrate all electronic devices. Until now, vehicle networks have been actively developed in the industry, and as a result, vehicle network standards such as Local Interconnect Network (LIN), Controller Area Network (CAN), and FlexRay have been defined and commercialized. However, each vehicle network has its own disadvantages, and in common, does not provide enough speed to integrate all the networks in the vehicle into one. As a result, a large amount of communication wiring is complicatedly arranged in the vehicle, which degrades performance and safety. In addition, the existing network is not used in any fields other than the vehicle or industrial machinery, there is a disadvantage that the equipment related to the technology is provided exclusively by a small number. As a result, the technologies and equipment associated with these networks are expensive and difficult to apply.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 실시간으로 이더넷 통신을 적용할 수 있는 차량용 실시간 이더넷 네트워크를 제공한다.One object of the present invention for solving the above problems is to provide a real-time Ethernet network for a vehicle that can apply Ethernet communication in real time.
본 발명의 일 목적은 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량을 제공한다.One object of the present invention is to provide a vehicle in which a real-time Ethernet network is supported.
본 발명의 일 목적은 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 스마트 이더넷 스위치의 동작 방법을 제공한다. One object of the present invention is to provide a method of operating a smart Ethernet switch of a vehicle supported by a real-time Ethernet network.
본 발명의 일 목적은 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 이더넷 통신 방법을 제공한다. An object of the present invention to provide an Ethernet communication method of a vehicle supported by a real-time Ethernet network.
상기한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 실시간 이더넷 네트워크는 각각이 스위치와 적어도 두 개의 전자 제어부(electronic control unit; ECU)들을 구비하는 복수의 로컬 네트워크들; 및 상기 로컬 네트워크로부터의 전역 패킷을 중계하는 스마트 이더넷 스위치를 포함하되, 상기 스마트 이더넷 스위치는 상기 복수의 로컬 네트워크들로부터의 전역 패킷들을 저장하는 프레임 버퍼를 포함하고, 상기 전역 패킷들이 모두 전송된 후에 하나의 통신 주기가 완료되었음을 알리는 사이클 경계 패킷을 상기 복수의 로컬 네트워크들 모두에게 전송한다. In order to achieve the above object of the present invention, a vehicle real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention comprises: a plurality of local networks each having a switch and at least two electronic control units (ECUs); And a smart ethernet switch for relaying global packets from the local network, wherein the smart ethernet switch comprises a frame buffer for storing global packets from the plurality of local networks, after all of the global packets have been transmitted. A cycle boundary packet indicating that one communication period is completed is transmitted to all of the plurality of local networks.
실시예에 있어서, 상기 차량용 실시간 이더넷 네트워크는 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들 중 하나가 지역 패킷을 상기 해당하는 스위치에 전송하고, 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들 중 다른 하나는 전역 패킷을 상기 해당하는 스위치에 전송하고, 상기 해당하는 스위치가 상기 전역 패킷을 상기 스마트 이더넷 스위치에 전송하는 하나의 내부 통신 페이즈 및 상기 스마트 이더넷 스위치가 상기 전역 패킷을 다른 로컬 네트워크에 포함되는 전자 제어부에 전송하는 적어도 하나 이상의 외부 통신 페이즈로 구성되는 상기 하나의 통신 주기로 동작할 수 있다.In an embodiment, the vehicular real-time Ethernet network may include one of the at least two electronic controllers transmitting a local packet to the corresponding switch, and another of the at least two electronic controllers transmits a global packet to the corresponding switch. At least one external communication phase in which the corresponding switch transmits the global packet to the smart ethernet switch, and at least one external signal in which the smart ethernet switch transmits the global packet to another local network. It can operate in the one communication period consisting of a communication phase.
실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 외부 통신 페이즈는 상기 하나의 통신 주기 내에서 최대 상기 복수의 로컬 네트워크의 수-1 만큼 반복될 수 있다.In an embodiment, the at least one external communication phase can be repeated up to the number -1 of the plurality of local networks within the one communication period.
실시예에 있어서, 상기 하나의 로컬 네트워크에 포함되는 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들은 각각은 상기 하나의 통신 주기와 연속하는 다음 통신 주기에서 서로 다른 패킷을 전송할 수 있다.In an embodiment, each of the at least two electronic controllers included in the one local network may transmit different packets in a subsequent communication period that is continuous with the one communication period.
실시예에 있어서, 상기 스마트 이더넷 스위치는 상기 적어도 하나의 외부 통신 페이즈가 끝나는 시점에 상기 사이클 경계 패킷을 상기 복수의 로컬 네트워크들에 전송할 수 있다.The smart Ethernet switch may transmit the cycle boundary packet to the plurality of local networks at the end of the at least one external communication phase.
실시예에 있어서, 상기 복수의 로컬 네트워크들 각각에 포함되는 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들 각각은 상기 사이클 경계 패킷을 카운팅하는 카운터를 포함할 수 있다.In example embodiments, each of the at least two electronic controllers included in each of the plurality of local networks may include a counter for counting the cycle boundary packet.
상기한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량은 본체; 상기 본체에 분산되어 분포되며, 각각이 스위치와 적어도 두 개의 전자 제어부(electoric control unit; ECU)들을 구비하는 복수의 로컬 네트워크들; 및 상기 로컬 네트워크로부터의 전역 패킷을 중계하는 스마트 이더넷 스위치를 포함하되, 상기 스마트 이더넷 스위치는 상기 복수의 로컬 네트워크들로부터의 전역 패킷들을 저장하는 프레임 버퍼를 포함하고, 상기 전역 패킷들이 모두 전송된 후에 하나의 사이클이 완료되었음을 알리는 사이클 경계 패킷을 상기 복수의 로컬 네트워크들 모두에게 전송한다.A vehicle supporting a real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention for achieving the above object of the present invention includes a main body; A plurality of local networks distributed and distributed over the body, each having a switch and at least two electronic control units (ECUs); And a smart ethernet switch for relaying global packets from the local network, wherein the smart ethernet switch comprises a frame buffer for storing global packets from the plurality of local networks, after all of the global packets have been transmitted. A cycle boundary packet is sent to all of the plurality of local networks informing that one cycle is complete.
상기한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 스마트 이더넷 스위치의 동작 방법은 각각이 스위치와 적어도 두 개의 전자 제어부(electronic control unit; ECU)들을 구비하는 복수의 로컬 네트워크들로부터 수신된 전역 패킷을 스마트 이더넷 스위치의 프레임 버퍼에 수신하는 단계; 상기 수신된 전역 패킷들 중 복수의 로컬 네트워크들에 전송할 전역 패킷의 수들이 0인지 여부를 판단하는 단계; 상기 전송할 전역 패킷의 수가 0인 경우 상기 스마트 이더넷 스위치에서 상기 복수의 로컬 네트워크들로 하나의 통신 주기가 완료되었음을 알리는 사이클 경계 패킷을 전송하는 단계; 및 상기 전송할 전역 패킷의 수가 0이 아닌 경우 해당하는 로컬 네트워크들에 상기 전역 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object of the present invention, a method of operating a smart Ethernet switch of a vehicle supported by a real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention includes a switch and at least two electronic control units (ECUs), respectively. Receiving a global packet received from a plurality of local networks having a network in a frame buffer of a smart Ethernet switch; Determining whether the number of global packets to be transmitted to a plurality of local networks among the received global packets is zero; When the number of global packets to be transmitted is zero, transmitting, by the smart Ethernet switch, a cycle boundary packet indicating that one communication period is completed to the plurality of local networks; And if the number of global packets to be transmitted is not zero, transmitting the global packets to corresponding local networks.
실시예에 있어서, 상기 하나의 통신 주기는 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들 중 하나가 지역 패킷을 상기 해당하는 스위치에 전송하고, 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들 중 다른 하나는 전역 패킷을 상기 해당하는 스위치에 전송하고, 상기 해당하는 패킷이 상기 전역 패킷을 상기 스마트 이더넷 스위치에 전송하는 하나의 내부 통신 페이즈 및 상기 스마트 이더넷 스위치가 상기 전역 패킷을 다른 로컬 네트워크에 포함되는 전자 제어부에 전송하는 적어도 하나 이상의 외부 통신 페이즈로 구성될 수 있다.In an embodiment, said one communication period is such that one of said at least two electronic controls sends a local packet to said corresponding switch, and another one of said at least two electronic controls controls a global packet on said corresponding switch. At least one external communication phase in which the corresponding packet transmits the global packet to the smart ethernet switch and the smart ethernet switch transmits the global packet to an electronic controller included in another local network. It may consist of a communication phase.
실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 외부 통신 페이즈는 상기 하나의 통신 주기 내에서 최대 상기 복수의 로컬 네트워크의 수-1 만큼 반복될 수 있다. In an embodiment, the at least one external communication phase can be repeated up to the number -1 of the plurality of local networks within the one communication period.
실시예에 있어서, 상기 하나의 로컬 네트워크에 포함되는 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들은 각각은 상기 하나의 통신 주기와 연속하는 다음 통신 주기에서 서로 다른 패킷을 전송할 수 있다.In an embodiment, each of the at least two electronic controllers included in the one local network may transmit different packets in a subsequent communication period that is continuous with the one communication period.
상기한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 이더넷 통신 방법은 각각이 스위치와 적어도 두 개의 전자 제어부(electronic control unit; ECU)들을 구비하는 복수의 로컬 네트워크들 각각에서 상기 각각의 스위치가 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들로부터 전송된 패킷의 종류를 판단하는 단계; 상기 각각의 스위치가 판단된 패킷의 종류에 따라 지역 패킷은 각각의 로컬 네트워크 내에서 전역 패킷은 상기 복수의 로컬 네트워크들을 서로 연결하는 스마트 이더넷 스위치로 전송하는 단계; 상기 스마트 이더넷 스위치에서 상기 전역 패킷의 전송이 완료되었는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 전역 패킷의 전송이 완료된 경우 하나의 통신 주기가 완료되었음을 나타내는 사이클 경계 패킷을 상기 복수의 로컬 네트워크들에 전송하는 단계를 포함한다. Ethernet communication method of a vehicle supported by a real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention for achieving the above object of the present invention comprises a switch and at least two electronic control unit (ECU) Determining, by each switch, a type of packet transmitted from the at least two electronic controllers in each of a plurality of local networks; Transmitting a local packet to a smart Ethernet switch connecting the plurality of local networks within each local network according to the type of the packet determined by each switch; Determining whether the transmission of the global packet is completed in the smart Ethernet switch; And when the transmission of the global packet is completed, transmitting a cycle boundary packet to the plurality of local networks indicating that one communication period is completed.
실시예에 있어서, 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 이더넷 통신 방법은 상기 복수의 로컬 네트워크들 각각에 포함되는 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들 각각에서 상기 사이클 경계 패킷을 카운팅하는 단계를 더 포함할 수 있다. In an embodiment, the Ethernet communication method of a vehicle supported by a real-time Ethernet network may further include counting the cycle boundary packet in each of the at least two electronic controllers included in each of the plurality of local networks. .
따라서 본 발명의 실시예들에 따르면 스마트 이더넷 스위치를 도입하여 차량내의 모든 전자 제어부들을 이더넷을 통하여 실시간으로 고속으로 관리할 수 있고, 이더넷을 사용하기 때문에 차량의 복잡하고 무거운 배선 문제를 해결할 수 있다. Therefore, according to embodiments of the present invention, by introducing a smart Ethernet switch, all the electronic controllers in the vehicle can be managed at high speed in real time through the Ethernet, and the use of Ethernet can solve the complex and heavy wiring problem of the vehicle.
도 1은 기존의 세 가지 차량용 네트워크의 특징을 나타내는 표이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 실시간 이더넷 네트워크를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 차량용 실시간 이더넷 네트워크의 통신 주기를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 이더넷 스위치를 나타내는 블록도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 실시간 이더넷 네트워크의 동작을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 스마트 이더넷 스위치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 이더넷 통신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량을 나타내는 블록도이다. 1 is a table showing the characteristics of three conventional vehicle networks.
2 is a block diagram illustrating a vehicle real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention.
3 shows a communication cycle of the vehicular real-time Ethernet network of FIG.
4 is a block diagram illustrating an electronic controller according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating a smart Ethernet switch according to an embodiment of the present invention.
6 to 8 illustrate the operation of a vehicular real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method of operating a smart Ethernet switch of a vehicle supported by a real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating an Ethernet communication method of a vehicle supported by a real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention.
11 is a block diagram illustrating a vehicle supported by a real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous modifications, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprise", "having", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed as meaning consistent with meaning in the context of the relevant art and are not to be construed as ideal or overly formal in meaning unless expressly defined in the present application .
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.
본 발명을 설명하기에 앞서 기존의 세 가지 차량용 네트워크의 특징을 설명한다. Prior to describing the present invention, the characteristics of three existing vehicular networks will be described.
도 1은 기존의 세 가지 차량용 네트워크의 특징을 나타내는 표이다. 1 is a table showing the characteristics of three conventional vehicle networks.
LIN은 network master 역할을 하는 electronic control unit (ECU)이 network를 점유하고 전송을 시작할 수 있는 권리를 상징하는 token을 slave ECU들에게 나눠줌으로써 여러 개의 ECU 간의 통신을 중재한다. 이러한 방식은 제어가 간단하고 모든 ECU가 공평하게 data를 전송할 기회를 갖는다는 장점이 있지만, 중재 과정이 비효율적이고 빈번히 data를 전송해야 하는 장치와 그렇지 않은 장치 사이에 구분이 없어 전체적인 network 효율이 크게 떨어지는 단점이 있다. The LIN mediates communication between multiple ECUs by distributing tokens to slave ECUs, which represent the right of the electronic control unit (ECU), which acts as the network master, to occupy the network and begin transmitting. This method has the advantage that the control is simple and all ECUs have the opportunity to transmit data fairly, but the arbitration process is inefficient and there is no distinction between devices that need to transmit data frequently and devices that do not. There are disadvantages.
CAN은 모든 ECU가 하나의 network bus에 연결되어 있고 중재를 위한 특별한 장치 없이 각 장비가 원할 때 곧바로 network channel에 접근하는 방식을 취하고 있다. Channel에 접근할 때, 각 ECU는 미리 지정된 priority number를 먼저 전송하도록 되어 있는데, 두 개 이상의 ECU가 동시에 channel에 접근할 경우 collision이 발생하게 된다. 이 때 높은 priority number(1)는 낮은 priority number (0)에 overwritten 되기 때문에 priority가 낮은 ECU는 collision을 감지하고 channel을 양보할 수 있다(CSMA/BA). 이러한 방식은 간결하고 ECU들 간의 우선순위를 고려한다는 점에서 LIN에 비해 효율적인 장점이 있지만 최악의 경우에 우선순위가 낮은 ECU는 영원히 channel을 점유할 기회를 얻지 못하는 starvation 현상이 발생한다는 단점을 갖고 있다. CAN takes all ECUs connected to one network bus and accesses the network channel as soon as each device wants without any special device for arbitration. When accessing a channel, each ECU transmits a predetermined priority number first. A collision occurs when two or more ECUs access a channel at the same time. At this time, since the high priority number (1) is overwritten by the low priority number (0), the low priority ECU can detect collision and yield the channel (CSMA / BA). This method is more efficient than LIN in that it is simple and considers priority among ECUs, but in the worst case, low priority ECUs have a starvation phenomenon that does not give them the opportunity to occupy the channel forever. .
마지막으로 FlexRay는 반복되는 각 communication cycle을 static slot과 dynamic slot으로 나누고 있는데, static slot에서는 LIN에서와 같이 ECU들이 미리 정해진 스케줄에 따라 channel을 점유한다. 반면, dynamic slot에서는 CAN에서와 같이 ECU들이 priority에 따라 경쟁적으로 data를 전송한다. 이렇게 다양한 요소를 정의함으로써 FlexRay는 위에서 설명된 LIN과 CAN의 장점을 모두 가질 수 있도록 설계되었다. 하지만, FlexRay standard는 network 상의 모든 ECU들이 정해진 시간만큼만 channel을 점유하도록 하기 위해서 distributed time synchronization을 정의하고 있고, 이는 매우 복잡한 과정이어서 구현에 어려움이 있다. 뿐만 아니라, FlexRay는 protocol 자체가 복잡하고 관련된 장비가 널리 보급되지 않아 아직 실제 차량에는 거의 적용되지 못하고 있다.Finally, FlexRay divides each repeated communication cycle into a static slot and a dynamic slot. In the static slot, as in LIN, ECUs occupy channels according to a predetermined schedule. In dynamic slots, on the other hand, as in CAN, ECUs transmit data competitively according to priority. By defining these various elements, FlexRay is designed to take advantage of both LIN and CAN described above. However, the FlexRay standard defines distributed time synchronization to ensure that all ECUs on the network occupy a channel for a fixed amount of time. This is a very complex process that is difficult to implement. In addition, FlexRay is rarely applied to actual vehicles because the protocol itself is complicated and related equipment is not widely used.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 실시간 이더넷 네트워크를 나타내는 블록도이다. 2 is a block diagram illustrating a vehicle real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention.
제안하는 새로운 차량용 network는 세계적으로 가장 널리 사용되는 network인 Ethernet을 기반으로 한다. Ethernet을 이용해서 차량용 network를 개발할 경우, 기존의 차량용 network 보다 훨씬 빠른 통신 속도를 구현할 수 있고 기 개발된 상용 장비들(Ethernet communication chip, cable, hub 등)을 이용하여 적은 비용과 시간을 들여 연구 및 개발을 진행할 수 있는 장점이 있다. 하지만 100 Mbps나 그 이상의 빠른 속도로 통신할 경우, CAN과 같이 여러 가지 ECU 장비들을 하나의 bus line에 연결하는 단순한 topology를 구현하지 못하는 문제가 있다. 이는 고속으로 통신을 할 경우 CAN에서와 같은 저속일 경우에 비해 신호 간섭이 커지기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 ECU들 사이사이에 Ethernet switch 장비를 연결해야 하는데, 이 때 switch 장비로 인한 latency가 또 다른 문제가 된다.The proposed vehicle network is based on Ethernet, the most widely used network in the world. When developing a vehicle network using Ethernet, the communication speed can be much faster than the existing vehicle network, and research and development are conducted at a low cost and time by using commercially developed commercial equipment (Ethernet communication chip, cable, hub, etc.). There is an advantage to proceed with development. However, when communicating at 100 Mbps or more, there is a problem in that a simple topology of connecting various ECU devices such as CAN to one bus line cannot be realized. This is because, when communicating at high speed, signal interference is greater than at low speed as in CAN. To solve this problem, Ethernet switch equipment must be connected between ECUs, and latency caused by switch equipment is another problem.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 실시간 이더넷 네트워크(10)는 복수의 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240) 및 스마트 이더넷 스위치(100)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 2, a vehicular real-
로컬 네트워크(210)는 스위치(또는 스위치, 211) 및 적어도 두 개의 전자 제어부(electronic control unit; ECU)들(212, 213, 214)을 포함할 수 있다. 로컬 네트워크(220)는 스위치(221 및 적어도 두 개의 전자 제어부들(222, 223, 224)을 포함할 수 있다. 로컬 네트워크(230)는 스위치(231) 및 적어도 두 개의 전자 제어부들(232, 233, 234)을 포함할 수 있다. 로컬 네트워크(240)는 스위치(241) 및 적어도 두 개의 전자 제어부들(242, 243, 244)을 포함할 수 있다. 전자 제어부들(212, 213, 214)은 스위치(211)를 통하여 서로 통신할 수 있고, 스위치(211)와 스마트 이더넷 스위치(100)를 통하여 다른 로컬 네트워크들(220, 230, 240)에 포함되는 전자 제어부들과 통신할 수 있다. 전자 제어부들(222, 223, 224)은 스위치(221)를 통하여 서로 통신할 수 있고, 스위치(221)와 스마트 이더넷 스위치(100)를 통하여 다른 로컬 네트워크들(210, 230, 240)에 포함되는 전자 제어부들과 통신할 수 있다. 전자 제어부들(232, 233, 234)은 스위치(231)를 통하여 서로 통신할 수 있고, 스위치(231)와 스마트 이더넷 스위치(100)를 통하여 다른 로컬 네트워크들(210, 220, 240)에 포함되는 전자 제어부들과 통신할 수 있다. 전자 제어부들(242, 243, 244)은 스위치(241)를 통하여 서로 통신할 수 있고, 스위치(241)와 스마트 이더넷 스위치(100)를 통하여 다른 로컬 네트워크들(210, 220, 230)에 포함되는 전자 제어부들과 통신할 수 있다. 즉 차량용 실시간 이더넷 네트워크(10)에서는 복수의 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240) 각각의 내부에서는 지역 패킷을 통하여 통신하고, 복수의 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240) 각각의 외부와는 전역 패킷을 통하여 통신할 수 있다. The
스마트 이더넷 스위치(100)는 복수의 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240)로부터의 전역 패킷을 중계할 수 있고, 복수의 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240)로부터의 전역 패킷이 모두 전송된 후에 하나의 통신 주기가 완료되었음을 나타내는 사이클 경계 패킷(CB)을 복수의 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240) 모두에 전송할 수 있다. The
도 3은 도 2의 차량용 실시간 이더넷 네트워크의 통신 주기를 나타낸다. 3 shows a communication cycle of the vehicular real-time Ethernet network of FIG.
도 3을 참조하면, 도 2의 차량용 실시간 이더넷 네트워크(20)는 복수의 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240) 각각에 포함되는 적어도 두개의 전자 제어부들 중 하나가 전역 패킷을 해당하는 스위치(예를 들어 211)에 전송하고, 다른 하나의 전자 제어부가 지역 패킷을 스위치(211)에 전송하고, 해당하는 스위치(211)가 상기 전역 패킷을 스마트 이더넷 스위치(100)에 전송하는 내부 통신 페이즈(I) 및 스마트 이더넷 스위치(100)가 상기 전역 패킷을 목적지 로컬 네트워크의 스위치를 통하여 목적지 전자 제어부에 전송하는 적어도 하나 이상의 외부 통신 페이즈(E)로 구성되는 하나의 통신 주기로 동작할 수 있다. 여기서 하나의 통신 주기에 포함되는 적어도 하나 이상의 외부 통신 페이즈(E)는 최대로 복수의 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240)의 수- 1 만큼 반복될 수 있다. 도 2에서는 복수의 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240)의 수가 4이므로 적어도 하나 이상의 외부 통신 페이즈(E)는 최대 3만큼 반복될 수 있다. 또한 적어도 하나 이상의 외부 통신 페이즈(E)가 종료되는 순간에 스마트 이더넷 스위치(100)는 사이클 경계 패킷(CB)을 복수의 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240) 각각에 전송할 수 있다. Referring to FIG. 3, the vehicle real-
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어부를 나타내는 블록도이다. 4 is a block diagram illustrating an electronic controller according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 이더넷 스위치를 나타내는 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a smart Ethernet switch according to an embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 전자 제어부(212)는 내부에 카운터(2121)를 포함하여 스마트 이더넷 스위치(100)로부터 전송되는 사이클 경계 패킷(CB)을 카운팅하여 현재의 통신 주기가 몇 번째 주기인지를 파악할 수 있다. 또한 스마트 이더넷 스위치(100)는 내부에 프레임 버퍼(110)를 포함하여 복수의 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240) 중 일부들로부터의 전역 패킷들(GP1, GP2, GP3)을 저장할 수 있다. 4 and 5, the
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 실시간 이더넷 네트워크의 동작을 나타낸다. 6 to 8 illustrate the operation of a vehicular real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention.
먼저 도 6을 참조하면, 현재 통신 주기의 내부 통신 페이즈(I)에서 로컬 네트워크(210)의 전자 제어부(212)는 지역 패킷(L로 표시)을 스위치(211)로 전송하고, 전자 제어부(213)는 전역 패킷(G로 표시)을 스위치(211)로 전송한다. 또한 로컬 네트워크(220)의 전자 제어부(224)는 지역 패킷(L로 표시)을 스위치(221)로 전송하고, 전자 제어부(223)는 전역 패킷(G로 표시)을 스위치(211)로 전송한다. 또한 컬 네트워크(230)의 전자 제어부(232)는 지역 패킷(L로 표시)을 스위치(231)로 전송하고, 전자 제어부(233)는 전역 패킷(G로 표시)을 스위치(231)로 전송한다. 또한 로컬 네트워크(240)의 전자 제어부(242)는 지역 패킷(L로 표시)을 스위치(241)로 전송하고, 전자 제어부(243)는 전역 패킷(G로 표시)을 스위치(241)로 전송한다. 현재 통신 주기에 연속하는 다음 통신 주기에서 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240) 각각에 포함되는 전자 제어부들은 현재 통신 주기에서 전송하는 패킷과는 다른 패킷을 각각의 스위치에 전송할 수 있다. First, referring to FIG. 6, in the internal communication phase I of the current communication cycle, the
도 7을 참조하면, 내부 통신 페이즈(I)에서 로컬 네트워크(210)의 전자 제어부(214)는 스위치(211)로부터 지역 패킷을 수신하고, 스위치(211)는 전역 패킷을 이더넷 스마트 스위치(100)로 전송(251)한다. 이더넷 스마트 스위치(100)는 전송된 전역 패킷을 프레임 버퍼(110)에 일시적으로 저장할 수 있다. 로컬 네트워크(220)의 전자 제어부(222)는 스위치(221)로부터 지역 패킷을 수신하고, 스위치(221)는 전역 패킷을 이더넷 스마트 스위치(100)로 전송(252)한다. 이더넷 스마트 스위치(100)는 전송된 전역 패킷을 프레임 버퍼(110)에 일시적으로 저장할 수 있다. 로컬 네트워크(230)의 전자 제어부(233)는 스위치(231)로부터 지역 패킷을 수신하고, 스위치(231)는 전역 패킷을 이더넷 스마트 스위치(100)로 전송(253)한다. 이더넷 스마트 스위치(100)는 전송된 전역 패킷을 프레임 버퍼(110)에 일시적으로 저장할 수 있다. 로컬 네트워크(240)의 전자 제어부(244)는 스위치(241)로부터 지역 패킷을 수신하고, 스위치(241)는 전역 패킷을 이더넷 스마트 스위치(100)로 전송(254)한다. 이더넷 스마트 스위치(100)는 전송된 전역 패킷을 프레임 버퍼(110)에 일시적으로 저장할 수 있다.Referring to FIG. 7, in the internal communication phase I, the
도 8을 참조하면, 내부 통신 페이즈(I)에 연속하는 외부 통신 페이즈(E)에서 로컬 네트워크(230)의 전자 제어부(233)로부터의 전역 패킷이 이더넷 스마트 스위치(100)로부터 로컬 네트워크(210)의 스위치(211)를 거쳐 전자 제어부(212)로 전송되고, 로컬 네트워크(240)의 전자 제어부(243)로부터의 전역 패킷이 이더넷 스마트 스위치(100)로부터 로컬 네트워크(220)의 스위치(221)를 거쳐 전자 제어부(223)에 전송된다. Referring to FIG. 8, in the external communication phase E subsequent to the internal communication phase I, global packets from the
도 6 내지 도 8에서 로컬 네트워크들(210, 220, 230) 각각으로부터의 전역 패킷들이 로컬 네트워크(240)에 포함되는 전자 제어부를 목적지로 하는 경우에는 도 5에서와 같이 프레임 버퍼(110)에 전역 패킷들이 저장되어 순차적으로 로컬 네트워크(240)의 스위치(241)에 제공될 수 있고, 이 경우에 외부 통신 페이즈(E)는 도 3에서와 같이 내부 통신 페이즈(I) 이후에 3회 연속 반복될 수 있다. 또한 프레임 버퍼(110) 저장된 전역 패킷들이 순차적으로 로컬 네트워크(240)의 스위치(241)에 제공이 완료된 시점에 이더넷 스마트 스위치(100)는 도 3에서와 같이 사이클 경계 패킷(CB)을 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240) 전부에 제공하여 하나의 통신 주기가 완료되었음을 알릴 수 있다. 6 to 8, when global packets from each of the
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 스마트 이더넷 스위치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다. 9 is a flowchart illustrating a method of operating a smart Ethernet switch of a vehicle supported by a real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention.
이하 도 2 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 스마트 이더넷 스위치의 동작 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of operating a smart Ethernet switch of a vehicle supported by a real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 9.
하나의 통신 주기가 시작되면, 스마트 이더넷 스위치(100)는 하나의 통신 주기의 내부 통신 페이즈 동안 복수의 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240)로부터 전역 패킷들을 수신하여 프레임 버퍼(110)에 저장한다(S210). 여기서 복수의 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240) 각각은 하나의 스위치(211, 212, 213, 214)와 세 개의 전자 제어부들(212~214, 222~224, 232~234, 242~244)로 구성된다. 스마트 이더넷 스위치(100)는 프레임 버퍼(110)에 저장된 전역 패킷들 중 복수의 로컬 네트워크들에 전송될 전역 패킷들의 수를 파악한다(S220). 여기서 여기서 복수의 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240) 각각은 상기 내부 통신 페이즈 동안 의무적으로 전역 패킷을 스마트 이더넷 스위치(100)에 전송해야 하는데, 전송된 전역 패킷들 중에서는 목적지가 없는 전역 패킷이 일부 포함될 수도 있다. 복수의 로컬 네트워크들에 전송될 전역 패킷들의 수가 0이 아닌 경우(S220에서 NO), 외부 통신 페이즈 동안에 해당하는 로컬 네트워크로 해당하는 전역 패킷을 전송한다(S230). 복수의 로컬 네트워크들에 전송될 전역 패킷들의 수가 0인 경우(S220에서 YES), 모든 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240)로 하나의 통신 주기가 완료되었음을 알리는 사이클 경계 패킷(CB)을 전송한다(S240). When one communication cycle is started, the
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 이더넷 통신 방법을 나타내는 흐름도이다. 10 is a flowchart illustrating an Ethernet communication method of a vehicle supported by a real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention.
이하 도 2 내지 도 8 및 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 이더넷 통신 방법을 설명한다. Hereinafter, an Ethernet communication method of a vehicle supported by a real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 8 and 10.
먼저 각각은 하나의 스위치(211, 212, 213, 214)와 세 개의 전자 제어부들(212~214, 222~224, 232~234, 242~244)로 구성되는 복수의 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240)각각에서 상기 각각의 스위치(211, 212, 213, 214)가 적어도 두 개의 전자 제어부들(212~214, 222~224, 232~234, 242~244)로부터 전송된 패킷의 종류를 판단한다(S310). 판단된 패킷의 종류에 따라 내부 통신 페이즈에서 스위치들(211, 212, 213, 214) 각각은 지역 패킷은 해당하는 로컬 네트워크 내의 전자 제어부에 전송하고, 전역 패킷은 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240)을 서로 연결하는 스마트 이더넷 스위치(100)에 전송한다(S320). 스마트 이더넷 스위치(100)에서 전역 패킷의 전송이 완료되었는지 여부를 판단한다(S330). 전역 패킷들의 전송이 완료되지 않은 경우(S330에서 NO), 단계(320)로 복귀한다. 전역 패킷들의 전송이 완료된 경우(S330에서 YES), 하나의 통신 주기가 완료 되었음을 나타내는 사이클 경계 패킷(CB)을 스마트 이더넷 스위치(100)가 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240) 모두에게 전송한다. 로컬 네트워크들(210, 220, 230, 240) 각각에 포함되는 전자 제어부들(212~214, 222~224, 232~234, 242~244)은 전송되는 사이클 경계 패킷(CB)을 카운팅하여(S350) 현재 통신 주기가 몇 번째 주기인지를 파악할 수 있다.First, a plurality of
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량을 나타내는 블록도이다.11 is a block diagram illustrating a vehicle supported by a real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량은 본체(20) 및 본체(20)에 분산되어 분포되며 각각이 스위치와 적어도 두 개의 전자 제어부(electronic control unit; ECU)들을 구비하는 복수의 로컬 네트워크들(420, 430, 440, 450) 및 상기 로컬 네트워크들(420, 430, 440, 450)로부터의 전역 패킷들을 중계하는 스마트 이더넷 스위치(410)를 포함할 수 있다. 여기서 스마트 이더넷 스위치(410)는 복수의 로컬 네트워크들(420, 430, 440, 450)로부터의 전역 패킷들을 저장하는 프레임 버퍼(도 5 참조)를 포함하고, 상기 전역 패킷들이 모두 전송된 후에 복수의 로컬 네트워크들(420, 430, 440, 450) 모두에 하나의 통신 주기가 완료되었음을 나타내는 사이클 경계 패킷(CB)을 전송할 수 있다. Referring to FIG. 11, a vehicle supporting a real-time Ethernet network according to an embodiment of the present invention is distributed and distributed in the
여기서 로컬 네트워크들(420, 430, 440, 450) 각각은 차량은 본체(20)에 분산되어 분포되는 복수의 전자 제어부들 중 지역적으로 인접하는 전자 제어부들을 그룹화하고 상기 그룹화된 전자 제어부들과 스마트 이더넷 스위치(410)를 연결하는 스위치를 포함하는 개념이다. Herein, each of the
이와 같이 본 발명의 실시예들에서는 스마트 이더넷 스위치를 도입하여 차량내의 모든 전자 제어부들을 이더넷을 통하여 실시간으로 고속으로 관리할 수 있고, 이더넷을 사용하기 때문에 차량의 복잡하고 무거운 배선 문제를 해결할 수 있다. As described above, in the embodiments of the present invention, a smart Ethernet switch may be introduced to manage all electronic controllers in a vehicle at high speed in real time through Ethernet, and the use of Ethernet may solve a complicated and heavy wiring problem of the vehicle.
본 발명의 실시예들은 많은 전자 제어부들을 포함하는 다양한 차량에 적용될 수 있다. Embodiments of the present invention can be applied to various vehicles including many electronic controls.
상기에서는 본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.While the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood.
Claims (14)
상기 로컬 네트워크로부터의 전역 패킷을 중계하는 스마트 이더넷 스위치를 포함하되,
상기 스마트 이더넷 스위치는 상기 복수의 로컬 네트워크들로부터의 전역 패킷들을 저장하는 프레임 버퍼를 포함하고, 상기 전역 패킷들이 모두 전송된 후에 하나의 통신 주기가 완료되었음을 알리는 사이클 경계 패킷을 상기 복수의 로컬 네트워크들 모두에게 전송하는 차량용 실시간 이더넷 네트워크.A plurality of local networks, each having a switch and at least two electronic control units (ECUs); And
A smart Ethernet switch for relaying global packets from the local network,
The smart Ethernet switch includes a frame buffer for storing global packets from the plurality of local networks, and includes a cycle boundary packet indicating that one communication period is completed after all of the global packets have been transmitted. Automotive real-time Ethernet network for all.
상기 차량용 실시간 이더넷 네트워크는 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들 중 하나가 지역 패킷을 상기 해당하는 스위치에 전송하고, 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들 중 다른 하나는 전역 패킷을 상기 해당하는 스위치에 전송하고, 상기 해당하는 스위치가 상기 전역 패킷을 상기 스마트 이더넷 스위치에 전송하는 하나의 내부 통신 페이즈 및 상기 스마트 이더넷 스위치가 상기 전역 패킷을 다른 로컬 네트워크에 포함되는 전자 제어부에 전송하는 적어도 하나 이상의 외부 통신 페이즈로 구성되는 상기 하나의 통신 주기로 동작하는 것을 특징으로 하는 차량용 실시간 이더넷 네트워크.The method of claim 1,
In the vehicular real-time Ethernet network, one of the at least two electronic controls transmits a local packet to the corresponding switch, the other of the at least two electronic controls transmits a global packet to the corresponding switch, One internal communication phase for a corresponding switch to transmit the global packet to the smart Ethernet switch, and at least one external communication phase for the smart ethernet switch to transmit the global packet to an electronic controller included in another local network. Vehicle real-time Ethernet network, characterized in that operating in one communication period.
상기 적어도 하나의 외부 통신 페이즈는 상기 하나의 통신 주기 내에서 최대 상기 복수의 로컬 네트워크의 수-1 만큼 반복되는 것을 특징으로 하는 차량용 실시간 이더넷 네트워크. The method of claim 2,
And said at least one external communication phase is repeated up to the number -1 of said plurality of local networks within said one communication period.
상기 하나의 로컬 네트워크에 포함되는 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들은 각각은 상기 하나의 통신 주기와 연속하는 다음 통신 주기에서 서로 다른 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 차량용 실시간 이더넷 네트워크.The method of claim 2,
The at least two electronic controllers included in the one local network each transmit a different packet in a next communication period consecutive with the one communication period.
상기 스마트 이더넷 스위치는 상기 적어도 하나의 외부 통신 페이즈가 끝나는 시점에 상기 사이클 경계 패킷을 상기 복수의 로컬 네트워크들에 전송하는 것을 특징으로 하는 차량용 실시간 이더넷 네트워크. The method of claim 2,
And the smart Ethernet switch transmits the cycle boundary packet to the plurality of local networks at the end of the at least one external communication phase.
상기 복수의 로컬 네트워크들 각각에 포함되는 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들 각각은 상기 사이클 경계 패킷을 카운팅하는 카운터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 실시간 이더넷 네트워크. The method of claim 5,
And each of the at least two electronic controllers included in each of the plurality of local networks comprises a counter for counting the cycle boundary packets.
본체;
상기 본체에 분산되어 분포되며, 각각이 스위치와 적어도 두 개의 전자 제어부(electoric control unit; ECU)들을 구비하는 복수의 로컬 네트워크들; 및
상기 로컬 네트워크로부터의 전역 패킷을 중계하는 스마트 이더넷 스위치를 포함하되,
상기 스마트 이더넷 스위치는 상기 복수의 로컬 네트워크들로부터의 전역 패킷들을 저장하는 프레임 버퍼를 포함하고, 상기 전역 패킷들이 모두 전송된 후에 하나의 사이클이 완료되었음을 알리는 사이클 경계 패킷을 상기 복수의 로컬 네트워크들 모두에게 전송하는 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량. A vehicle with a real-time Ethernet network
main body;
A plurality of local networks distributed and distributed over the body, each having a switch and at least two electronic control units (ECUs); And
A smart Ethernet switch for relaying global packets from the local network,
The smart Ethernet switch includes a frame buffer for storing global packets from the plurality of local networks, and includes a cycle boundary packet indicating that one cycle is completed after all of the global packets have been transmitted. A vehicle with a real-time Ethernet network that transmits to
각각이 스위치와 적어도 두 개의 전자 제어부(electronic control unit; ECU)들을 구비하는 복수의 로컬 네트워크들로부터 수신된 전역 패킷을 스마트 이더넷 스위치의 프레임 버퍼에 수신하는 단계;
상기 수신된 전역 패킷들 중 복수의 로컬 네트워크들에 전송할 전역 패킷의 수들이 0인지 여부를 판단하는 단계;
상기 전송할 전역 패킷의 수가 0인 경우 상기 스마트 이더넷 스위치에서 상기 복수의 로컬 네트워크들로 하나의 통신 주기가 완료되었음을 알리는 사이클 경계 패킷을 전송하는 단계; 및
상기 전송할 전역 패킷의 수가 0이 아닌 경우 해당하는 로컬 네트워크들에 상기 전역 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 스마트 이더넷 스위치의 동작 방법. As a method of operating a smart Ethernet switch of a vehicle that supports a real-time Ethernet network,
Receiving a global packet received from a plurality of local networks each having a switch and at least two electronic control units (ECUs) in a frame buffer of a smart Ethernet switch;
Determining whether the number of global packets to be transmitted to a plurality of local networks among the received global packets is zero;
When the number of global packets to be transmitted is zero, transmitting, by the smart Ethernet switch, a cycle boundary packet indicating that one communication period is completed to the plurality of local networks; And
And transmitting the global packet to corresponding local networks if the number of global packets to be transmitted is not zero.
상기 하나의 통신 주기는 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들 중 하나가 지역 패킷을 상기 해당하는 스위치에 전송하고, 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들 중 다른 하나는 전역 패킷을 상기 해당하는 스위치에 전송하고, 상기 해당하는 패킷이 상기 전역 패킷을 상기 스마트 이더넷 스위치에 전송하는 하나의 내부 통신 페이즈 및 상기 스마트 이더넷 스위치가 상기 전역 패킷을 다른 로컬 네트워크에 포함되는 전자 제어부에 전송하는 적어도 하나 이상의 외부 통신 페이즈로 구성되는 것을 특징으로 하는 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 스마트 이더넷 스위치의 동작 방법.9. The method of claim 8,
The one communication period wherein one of the at least two electronic controls sends a local packet to the corresponding switch, the other of the at least two electronic controls sends a global packet to the corresponding switch, A corresponding packet includes one internal communication phase for transmitting the global packet to the smart ethernet switch and at least one external communication phase for transmitting the global packet to an electronic control unit included in another local network; Method for operating a smart Ethernet switch of a vehicle that is supported by a real-time Ethernet network.
상기 적어도 하나의 외부 통신 페이즈는 상기 하나의 통신 주기 내에서 최대 상기 복수의 로컬 네트워크의 수-1 만큼 반복되는 것을 특징으로 하는 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 스마트 이더넷 스위치의 동작 방법. 9. The method of claim 8,
And the at least one external communication phase is repeated by a maximum number of the plurality of local networks -1 within the one communication period.
상기 하나의 로컬 네트워크에 포함되는 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들은 각각은 상기 하나의 통신 주기와 연속하는 다음 통신 주기에서 서로 다른 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 스마트 이더넷 스위치의 동작 방법. 9. The method of claim 8,
The at least two electronic controllers included in the one local network each transmit different packets in the next communication period consecutive with the one communication period, and the smart Ethernet switch of the vehicle supported by the real-time Ethernet network. Method of operation.
각각이 스위치와 적어도 두 개의 전자 제어부(electronic control unit; ECU)들을 구비하는 복수의 로컬 네트워크들 각각에서 상기 각각의 스위치가 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들로부터 전송된 패킷의 종류를 판단하는 단계;
상기 각각의 스위치가 판단된 패킷의 종류에 따라 지역 패킷은 각각의 로컬 네트워크 내에서 전역 패킷은 상기 복수의 로컬 네트워크들을 서로 연결하는 스마트 이더넷 스위치로 전송하는 단계;
상기 스마트 이더넷 스위치에서 상기 전역 패킷의 전송이 완료되었는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 전역 패킷의 전송이 완료된 경우 하나의 통신 주기가 완료되었음을 나타내는 사이클 경계 패킷을 상기 복수의 로컬 네트워크들에 전송하는 단계를 포함하는 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 이더넷 통신 방법. Ethernet communication method of a vehicle that supports a real-time Ethernet network,
Determining, by each switch, the type of packet transmitted from the at least two electronic controls in each of a plurality of local networks each having a switch and at least two electronic control units (ECUs);
Transmitting a local packet to a smart Ethernet switch connecting the plurality of local networks within each local network according to the type of the packet determined by each switch;
Determining whether the transmission of the global packet is completed in the smart Ethernet switch; And
And transmitting, to the plurality of local networks, a cycle boundary packet indicating that one communication period is completed when the transmission of the global packet is completed.
상기 복수의 로컬 네트워크들 각각에 포함되는 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들 각각에서 상기 사이클 경계 패킷을 카운팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 통신 방법. The method of claim 12,
And counting the cycle boundary packet at each of the at least two electronic controls included in each of the plurality of local networks.
상기 하나의 통신 주기는 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들 중 하나가 지역 패킷을 상기 해당하는 스위치에 전송하고, 상기 적어도 두 개의 전자 제어부들 중 다른 하나는 전역 패킷을 상기 해당하는 스위치에 전송하고, 상기 해당하는 패킷이 상기 전역 패킷을 상기 스마트 이더넷 스위치에 전송하는 하나의 내부 통신 페이즈 및 상기 스마트 이더넷 스위치가 상기 전역 패킷을 다른 로컬 네트워크에 포함되는 전자 제어부에 전송하는 적어도 하나 이상의 외부 통신 페이즈로 구성되는 것을 특징으로 하는 실시간 이더넷 네트워크가 지원되는 차량의 스마트 이더넷 스위치의 동작 방법.
The method of claim 12,
The one communication period wherein one of the at least two electronic controls sends a local packet to the corresponding switch, the other of the at least two electronic controls sends a global packet to the corresponding switch, A corresponding packet includes one internal communication phase for transmitting the global packet to the smart ethernet switch and at least one external communication phase for transmitting the global packet to an electronic control unit included in another local network; Method for operating a smart Ethernet switch of a vehicle that is supported by a real-time Ethernet network.
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