• 대한임베디드공학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.247-251
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• 2021

We propose a protocol for Ethernet-based industrial real-time communication networks. In the protocol, the master periodically transmits control frames to all slaves, and the ring-type network topology is selected to achieve high-speed transmission speed. The proposed protocol is implemented in the form of both firmware and Linux kernel modules. To improve the transmission speed, the MAC address table is disabled in the firmware implementation, and the NAPI function of the Ethernet driver is removed in the Linux kernel module implementation. A network experiment environment is built with four ARM processor-based embedded systems and network operation experiments are performed for various frame sizes. From the experimental results, it is verified that the proposed protocol normally operates, and the firmware implementation shows better transmission speed than the Linux kernel module implementation.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권9호
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• pp.684-690
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• 2006

본 논문에서는 스위칭이더넷에서의 주기적 메시지에 대해 경성 실시간 통신을 위한 메시지 전송 모델을 제안하고, 각 메시지들을 마감시간 안에 전송하기 위한 메시지 스케쥴링 알고리즘을 제안한다. 제안하는 스케쥴링 알고리즘은 중앙노드 없이 동작하는 분산 알고리즘이고 스위치에 새로운 기능의 추가없이 송신자와 수신자 노드 사이에서 동작한다. 제안한 알고리즘은 새로운 주기적 메시지에 대한 전송요청이 오면 이미 스케쥴 되어 있는 주기적 메시지에 영향을 미치지 않고 송신 링크와 수신 링크에서 스케쥴링 가능한지 검사를 하고, 스케쥴링이 가능하면 전송 스케쥴을 생성한다. 본 논문에서 제안하는 스케쥴링 알고리즘은 스위칭이더넷에서 주기적 메시지에 대해 마감시간 내 전송을 보장하고, 새로운 메시지에 대한 동적인 추가가 용이하여 경성 실시간 시스템에서 유연한 메시지 전송 기법을 제공한다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제11C권1호
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• pp.99-108
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• 2004

본 논문에서는 공장자동화를 위한 제어네트워크로서의 스위칭 이더넷 네트워크의 성능을 분석한다. 스위칭 이더넷은 네트워크상에서의 충돌을 없앰으로써 실시간 데이터의 전송을 가능하게 하여 준다. 공장자동화 제어네트워크는 일반 컴퓨터 네트워크와는 달리 전송되는 데이터의 양은 적은 반면 실시간 전송을 요한다. 본 논문에서는 이더넷 스위치를 이용한 선형 및 트리 토폴로지의 네트워크에서 제어시스템이 요구하는 전송지연시간 요구를 만족하는지에 대해 분석한다.

• 전자공학회지
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• 제31권3호
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• pp.49-56
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• 2004

지금까지 end-to-end ethernet 서비스를 실현하기 위한 노력으로 10 Gbps 이상의 ethernet 전송기술, 강력한 보안프로토콜, 그리고 QoS 방안 등이 주가 되어 연구되고 논의되어져 왔다. 본 고에서는 기존의 asynchronous ethernet을 그대로 수용하며 기존 ethernet의 가장 큰 한계점으로 지적되었던 real-time data전송문제를 해결하기 위한 ‘Synchronous Ethernet’ 의 표준화 현황 및 기술을 소개하고자 한다. ‘Synchronous Ethernet’은 현재 공식적으로 정해진 표준이 없는 상태지만 2004년에 국제표준회의에서 새롭고 활발한 활동으로 자리잡을 것으로 보인다.(중략)

• Current Optics and Photonics
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• 제4권3호
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• pp.186-192
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• 2020

This paper describes a real-time monitoring system in Ethernet passive optical networks (EPON) that uses burst-mode fiber Bragg grating (FBG) optical sensors. The FBG interrogation unit in the optical line terminal (OLT) transmits the monitoring wavelength to optical network units (ONUs). The FBG sensor unit in each ONU returns a burst-mode monitoring signal to the OLT. As the system applies time division multiple access (TDMA), a uniform Bragg wavelength can be used to monitor the EPON system. The FBG interrogation unit analyzes the received burst-mode monitoring signals and outputs fault information on the ONU branches in EPON. The simulation results show the effectiveness of the proposed monitoring system based on TDMA. In addition, we compared the proposed TDMA-based monitoring system with a WDMA-based monitoring system.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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• pp.52.3-52
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• 2001

There are some problems to implement a realtime network system with Ethernet because the MAC(Medium Access Control) of Ethernet uses a CSMA/CD protocol, which introduces unexpected delays. In this paper, we designed a method to solve problems due to the Ethernet MAC. This method introduces a pseudo-MAC in application layer to support the real-time feature. So the presented method doesn´t need any modifications of protocols such as UDP/IP/MAC. The presented pseudo-MAC is based on both a token passing protocol and a publisher-subscriber protocol. The suggested realtime protocol is implemented and tested practically in a local area network. The proposed real-time network consists of a token controller node and general nodes.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.176-182
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• 2011

Industrial network, often referred to as fieldbus, becomes an indispensable component for intelligent manufacturing systems. Thus, in order to satisfy the real-time requirements of field devices such as sensors, actuators, and controllers, numerous fieldbus protocols have been developed. But, the application of fieldbus has been limited due to the high cost of hardware and the difficulty in interfacing with multi-vendor products. As an alternative to fieldbus, the Ethernet (IEEE 802.3) technology is being adapted to the industrial environment. However, the crucial technical obstacle of Ethernet is its non-deterministic behavior that cannot satisfy the real-time requirements. Recently, the EtherCAT protocol becomes a very promising alternative for real-time industrial application due to the elimination of uncertainties in Ethernet. This paper focuses on the implementation of the IEC 61800 based real-time EtherCAT network for multi-axis smart driver. To demonstrate the feasibility of the implemented EtherCAT slave module, its synchronization performance is evaluated on the experimental EtherCAT testbed with a single axis smart driver.

• 로봇학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.161-170
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• 2012

The Industrial Ethernet technology enables advanced control architectures and offers several advantages for high precision multiple motors actuation. This paper presents the implementation and analysis of a motor drive with EtherCAT, an industrial standard for real time Ethernet. Considering the characteristics of the implemented software and the network interface, the motion and time-response of motor actuation for the networked Mobile Inverted Pendulum have been analyzed. Using the analysis with the task execution times measured from the developed drive, the performance characteristics of the drive in respect of the maximum achievable throughput have been verified by comparing to the conventional RS232.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권8호
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• pp.3025-3047
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• 2021

This paper presents the latest Ethernet standardization of in-vehicle network and the future trends of automotive Ethernet technology. The proposed system provides design and optimization algorithms for automotive networking technology related to AVB (Audio Video Bridge) technology. We present a design of in-vehicle network system as well as the optimization of AVB for automotive. A proposal of Reduced Latency of Machine to Machine (RLMM) plays an outstanding role in reducing the latency among devices. RLMM's approach to real-world experimental cases indicates a reduction in latency of around 41.2%. The setup optimized for the automotive network environment is expected to significantly reduce the time in the development and design process. The results obtained in the study of image transmission latency are trustworthy because average values were collected over a long period of time. It is necessary to analyze a latency between multimedia devices within limited time which will be of considerable benefit to the industry. Furthermore, the proposed reliable camera and video streaming through optimized AVB device settings would provide a high level of support in the real-time comprehension and analysis of images with AI (Artificial Intelligence) algorithms in autonomous driving.

• 전기전자학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.42-52
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• 1998

본 논문에서는 이더넷을 기반으로 연결되어 있는 분산 soft real-time 시스템에 적용될 수 있는, LAN/TCP라 명명된 확장된 TCP/IP 프로토콜을 제안하고 있다. LAN/TCP는 기존의 TCP/IP 환경에서 아무런 충돌 없이 호환성을 유지하면서 soft real-time 특성을 제공하기 때문에 기존의 응용 프로그램을 별 다른 수정 없이 사용할 수 있다. LAN/TCP는 주기적으로 수집, 갱신되는 제어 신호를 상대적으로 낮은 트래픽으로 전송할 수 있는 PTM(Periodic Transmission Mode)전송 방식을 제공한다. 본 논문은 제안된 프로토콜의 시뮬레이션 및 실험 결과를 제시하고 있다.