신인도와 이용률이 고려된 서버기반의 CAN 시스템 스케줄링 기법

Abstract

CAN(Controller Area Network) 프로토콜은 임베디드 제어 시스템 내에서 널리 이용되고 있는 메시지 전송 방식이다. 본 논문에서는 기존의 CAN 기반 임베디드 제어 시스템 내에서 이용되고 있던 두 가지 스케줄링 기법인 우선순위 처리기법과 단위시간 처리기법의 장점을 결합한 공유제어 처리기법을 활용하여 높은 신인도와 이용률을 동시에 보장하는 스케줄링 기법을 연구하였다. 우선순위 처리기법 개념에 단위시간 처리기법에서 사용되는 EC(Elementary Cycle)라는 개념을 적용하여 비주기적/주기적 메시지 처리 구간에 대한 구분을 제거함으로써 항시 할당되던 비주기적 메시지 처리 구간을 효율적으로 관리하여 네트워크 이용률을 향상시키는 방법과 이와 동시에 비주기적 메시지에는 높은 우선순위를 보장하여 메시지 처리의 신인도를 높이는 기법을 연구하였다. 또한 CAN 기반 임베디드 제어 시스템 내에서 발생하는 메시지의 데드라인 및 우선순위를 고려하여, 네트워크 이용률을 최대로 하는 가장 적절한 크기의 EC를 결정하기 위한 수학적 모델을 제시하였다. 다양한 실험을 통해 본 연구에서 제안한 서버 기반 스케줄링 기법이 95% 이상의 메시지 전송 신인도(Dependability)를 보장하고자 할 때, 기존의 FTT-CAN, S2-CAN보다 각각 11.4%, 5.1% 높은 네트워크 이용률을 나타내었다. 따라서 본 논문에서 제안한 스케줄링 기법을 적용할 경우, CAN 기반 임베디드 제어 시스템의 네트워크 이용률의 증가와 메시지 처리의 신인도를 동시에 보장할 수 있음을 확인하였다.