CAN 네트워크에서의 Starvation Free 프로토콜

Abstract

Controller Area Network(CAN)는 마이크로 컨트롤러들 간의 통신을 위해 설계되었다. CAN은 효과적인 distributed real-time control을 지원하는 시리얼 통신 프로토콜로서 외부 전자파나 노이즈에 강한 특징을 가지고 있어서 높은 신뢰성을 가진다. CAN은 실시간 차량 제어에 널리 사용되고 있고, 공장 자동화를 위한 네트워크 시스템의 표준으로 이용되고 있다. 이 논문은 Controller Area Network(CAN)에서 우선 순위를 가지는 메시지 전송 시 높은 우선 순위의 메시지가 CAN 버스의 사용 가능한 대역폭을 모두 차지해서 생기는 낮은 우선 순위의 메시지들이 전송하지 못하는 문제점을 해결하기 위한 프로토콜을 제안한다. CAN에서의 메시지 전송은 우선 순위에 따른 전송 방식을 가진다. 동일한 시점에서 두 개 이상의 메시지가 네트워크에 전송을 시도하면, 우선 순위가 높은 메시지가 전송된다. 이러한 방식은 우선 순위가 높은 메시지가 더 빨리 전송될 수 있는 장점을 가진다. 하지만 네트워크 부하가 커지면, 낮은 우선 순위를 가지는 메시지가 전송되니 못하는 문제(starvation)를 가진다. 본 논문에서는 이러한 starvation 문제점을 해결하기 위해서 Starvation Free CAN(SFC) 프로토콜을 제안하고, 제안된 프로토콜을 verification tool로 검증했다. 그리고 실제 CAN 네트워크를 구성해, 실험을 통해 제안된 프로토콜의 성능을 측정하였다.