본 논문에서는 자동화 설비 장비의 HMI와 PLC간 RS232 통신 시에 발생하는 실시간 데이터 프레임의 수집을 위하여, 별도의 HMI 혹은 PLC의 수정 없이 MCU를 통하여 실시간 정보 데이터 프레임을 스니핑 함으로서, 사용자가 PLC, HMI 시스템의 수정 작업에 종속되지 않고 데이터를 수집할 수 있는 방법을 제안한다. 사용자는 스니핑 데이터로부터 파싱작업을 통하여 필요한 정보를 수집하고 해당 스니핑 프레임을 목적지로 송신함으로서 본래의 통신 인터페이스를 유지한다. RS232 통신규격으로 MCU의 UART통신 인터페이스 회로를 물리적으로 설계하고, 더불어 MCU내부 DMA장치를 사용함으로서 인터럽트기반 시스템 보다 효율을 개선한다. 또한 환형큐를 사용하여 DMA인터럽트 서비스 루틴의 작업과 메인 스레드의 작업을 논리적으로 분리함으로서 데이터 프레임 IO 작업 처리를 수행한다. 이 방법을 통하여, 사용자는 RS232 규격으로 HMI, PLC간 스니핑 데이터 프레임을 수신하고 PLC와 HMI 간의 프레임 전송이 원래의 목적지에 정상적으로 도착하며 PLC와 HMI의 추가적인 수정 없이 데이터 프레임을 스니핑 함으로서 사용자 시스템에 정상적으로 도착함을 확인할 수 있다.
In this paper, we developed a pressure monitoring system using silicon pressure sensor. The pressure monitoring system was developed on the basis of a microcontroller, and a self-developed silicon pressure sensor was applied. The pressure monitoring system outputs the current pressure value via UART communication. In addition, it includes a function of displaying by LED when the preset three-step pressure (low, medium, high pressure) is reached. The silicon pressure sensor used in the pressure monitoring system was set to 0 kPa, 10 kPa, 26 kPa, and the pressure monitoring system was evaluated because the measured maximum pressure was in the range of 100 kPa.
Edge AI 기술은 자동차, 가전, 스마트폰 등 우리 주변의 다양한 기기에 탑재되어 있다. Edge AI 를 구동하는 프로세서는 여러 종류로 나뉘는데, 대표적으로 저성능의 Microprocessor와 고성능 Microcomputer로 분류할 수 있다. 그중에서도 Microprocessor는 메모리와 저장 용량이 작아 Edge AI 를 구동하기 위한 빅 데이터를 메모리와 저장공간에 저장할 수 없기 때문에 통신을 사용하여 다른 기기로부터 데이터를 받아 연산을 수행해야 한다. 하지만 Microprocessor에서 통신은 빅 데이터와 같은 숫자로 이루어진 값을 전송하는 데에만 사용되는 것이 아니다. 디버깅이나 Processor의 정보 표시 등 문자열을 함께 사용하는 경우가 많은데, 문자열과 숫자 데이터를 함께 주고받으면 빅데이터와 같은 많은 데이터를 전송할때 시간이 오래 걸린다는 문제가 있다. 본 논문에서는 Edge AI에서의 빅데이터를 빠르게 전송할 수 있는 방법을 제안한다.
UART 시리얼 통신을 PC에서 구현한 후 이를 RS-232케이블로 이더넷 모듈로 신호를 송수신하여 TCP/IP망 상위계층을 통해 응용 제어보드를 원격제어하는 기술을 이보다 하위계층인 인터넷계층 UDP를 가지고서 더효과적인 제어기술의 구현에 대해 논하고자한다. 본 기술의 특징은 PC 통신의 신호를 인터넷통신으로 변환하는 융 복합 변환 신호 기술이다. 이더넷 모듈은 WIZ100SR모듈로서 RS-232프로토콜을 TCP/IP프로토콜로 변환시키는 게이트웨이 모듈로 시리얼장비가 전송한 시리얼 데이터를 TCP/IP 타입의 데이터로 변환하고, 반대로 네트워크를 통해 받은 TCP/IP 데이터를 시리얼 데이터로 변환하여 시리얼 장비에 전송하는 역할을 한다. 또 다른 프로토콜은 하위계층인 서브넷계층인 인터넷계층을 이용한 UDP를 사용한 원격제어보드를 제어가 속도면에서 더 개선되었다는 것을 알 수 있다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제35권6호
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pp.842-848
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2011
다중통신을 지원하는 하이브리드 통신 제어보드는 저전력의 8-bit 마이크로콘트롤러인 ATxmega128A1으로 설계하였으며, 마이크로콘트롤러는 다중통신을 위한 모뎀과 GPS 모듈 등을 시리얼 인터페이스 하기 위한 8개의 UART 포트가 갖추어져 있으며, 내부에 2K 바이트의 프로그램 매개변수와 프로그램이 동작하는데 필요한 데이터를 저장할 수 있는 EEPROM과 128K 바이트의 플래시 메모리 및 프로그램이 실행되는 8K 바이트의 SRAM으로 구성되어 있다. 항로표지의 원격 관리를 CDMA, TRS, RF 등 하이브리드 통신을 이용하면 개별 통신 방식별로 음영지역이 존재하는 경우에도, 최적의 통신방식을 선택하여 통신을 수행하게 됨으로써, 통신 음영지역의 해소가 가능하다. 또한 통신장치마다 동일한 데이터 프레임을 사용함으로써 데이터의 호환성을 높였다. 실험은 30일 동안 각 부표에서 매 5분마다 데이터를 취득하였으며, 데이터 수신율은 85 % 이상을 보였다.
본 논문에서는 데이터 전송을 위한 전용 명령어 및 I/O 포트를 탑재한 8051 마이크로콘트롤러를 설계하였다. 설계된 8051마이크로콘트롤러는 외부 디바이스를 제어하고 데이터를 주고받기 위해 2개의 UART 포트와 1개의 SMBus 포트를 탑재하였으며, 이들 포트를 운용하기 위한 전용 명령어를 개발하여 명령어 집합에 추가하였다. 이에 따라 여러 디바이스를 동시에 제어하고 데이터를 전송할 수 있으며, 응용 프로그램의 코드 크기도 줄일 수 있다. 특히, 다수의 디바이스와 데이터를 주고받는 동안에도 마이크로콘트롤러가 멈추지 않고 다른 프로그램을 수행할 수 있어서 동작 효율을 크게 향상할 수 있다. 0.18 um 공정에서 합성한 결과, 전용 명령어 추가로 인한 하드웨어 크기 증가는 무시할만하며, 모든 명령어 및 I/O 포트가 정상적으로 동작하는 것을 FPGA 보드에서 확인하였다.
휴대폰과 PDA가 결합된 PDA폰에 대한 관심의 증가와 더불어 다양한 종류의 PDA폰이 연구 개발되고 있다. PDA폰은 내부적으로 CDMA 송수신을 담당하는 CDMA 프로세서와 인터넷 애플리케이션을 담당하는 PDA 프로세서가 결합된 구조를 가지고 있다. 일반적으로 두 프로세서가 통신하는데는 UART, 즉 직렬 통신포트가 사용되었다. 하지만 발전하고 있는 CDMA 규격은 곧 IMT-2000의 등장과 함께 최대 2Mbps의 대역폭을 요구하고 있으며 기존의 직렬포트로는 이 규격을 만족하는데 어려움이 있다. 본 논문에서는 앞으로 고속화될 데이타 통신규격을 만족시킬 프로세서간 통신 메커니즘을 분석하고, Dual port Memory와 USB를 가장 유력한 후보로 선정, 이를 실험할 수 있는 테스트보드를 제작하였다. 실험결과 두 방식 모두 요구 대역폭을 만족시키나, Dual Port Memory를 이용한 방식이 가격대 성능비에서 우수하였다.
블루투스 무선 기술은 음성 및 데이터 전송을 위한 단거리 일대다중 무선 주파수 통신을 위해 제안된 범용적으로 사용 가능한 무선통신 기술이다. 블루투스는 2.4㎓ ISM 밴드에서 동작하며 약 l0m 범위의 다양한 이동 장치와 휴대용 장치를 위한 저가격의 기저대역 무선 접속을 제공한다 본 논문은 DMA 방식의 블루투스 기저대역 모듈을 개발하고 그 구조와 테스트 결과를 보인다. 개발된 모듈은 링크 컨트롤러, UART 그리고 오디오 코덱의 세가지 블록으로 구성되며 메인 프로세서 사이의 정보 전달 및 DMA지원을 위한 버스 인터페이스와 RF모듈과의 데이터 송수신을 위한 RF 인터페이스를 지원한다. DMA의 사용은 FIFO를 이용한 데이터의 송수신 방법을 사용하는 기저대역 모듈에 비하여 모듈의 구현 크기 및 데이터의 처리 속도에 있어서도 많은 차이점을 갖는다. 각 블록을 DMA를 지원하도록 설계함으로써 작은 크기의 모듈을 설계할 수 있다. 이러한 작은 크기의 모듈은 생산비용의 절감과 함께 다양한 응용분야에 사용될 수 있는 범용성을 제공한다. 또한 본 모듈은 UART를 이용한 펌웨어 업그레이드 방식을 지원하고 소프트 IP로 설계되었으며 FPGA와 ASIC으로 구현하여 개인용 컴퓨터 사이의 파일 전송과 비트-스트림 전송을 통해 테스트 되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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