FlexRay 기반의 분산 시스템 설계에 관한 연구

Abstract

A deterministic and fault-tolerant communication system i required for the implementation of safety critical applications such as x-by-wire systems. FlexRay protocol which supports a time-triggered scheme is presented as a next generation network protocol for high-speed communication systems in the automotive industry. In time-triggered protocols such as FlexRay, the time schedule is a dominant part of the protocol operation and is determined by the network configuration that is defined by the protocol specification. We propose a development process including network guidelines for a FlexRaybased control system. For the feasibility test, the suggested design process was applied to a design of an electronic stability control (ESC) system. The system was verified by an xPC Target based HILS (Hardware-in-the-loop simulation) environment.; 자동차 산업에서는 X-by-wire 와 같은 응용 분야에 대한 요구가 증대되고 있으나 기존의 통신 프로토콜인 CAN 이나 LIN 의 경우는, 낮은 예측 가능성과 느린 통신 속도로 인해 안전과 직결되는 응용분야에는 부적합하다는 평가를 받아왔다. 이와 같은 요구를 만족시키기 위해 새로운 통신 프로토콜인 FlexRay 가 개발되었다. FlexRay 는 차세대 고속 차량 네트워크 통신 프로토콜로써, 시분할방식(Time triggered scheme)을 기반으로 하고 있으며, 높은 예측성과 오류에 강인한 특성을 지니고 있다. 반면 시분할 방식의 통신 프로토콜 특성상 설계시 많은설계 인자들이 결정되어야 하며, 이 과정에서 많은 노력을 필요로 한다. 특히 FlexRay 의 시간 일정을 설계하는 것은 중요한 작업이며, 이러한 시간 일정은 FlexRay 의 사양에 근거한다. 본 연구에서는, FlexRay 기반의 제어 시스템 개발에 있어서 개발자의 노력과 시간을 줄이기 위한 개발 방법을 제시하였다. 전체적인 개발 방법과 세부적으로는 통신의 시간 일정에 대한 설계 가이드 라인을 제시하고 있다. 그리고 제시된 개발 방법을 검증하기 위해 차량자세제어 시스템을 사례 연구로 선택하였다. 그리고, HILS 환경을 구성하여 제시된 개발방법으로 구현된 차량자세제어 시스템의 성능을 평가하였다. 본 연구에서 얻은 결과를 바탕으로, 우리는 FlexRay 기반의 분산제어 시스템 설계를 효율적으로 수행할 수 있다. 아울러, 이 결과들은 FlexRay 관련 연구의 초석이 될 수 있으리라고 예상한다.