교통신호 제어기의 펌웨어 업그레이드 방법{Firmware Upgrade method For Traffic Signal Controller}
본 발명은 교통신호 제어기의 원격 펌웨어 업그레이드 방법에 관한 것으로서, 상세하게로는 교통신호 제어기의 주제어부가 부제어부의 펌웨어 업그레이드 시 부제어부로부터 인덱스번호를 전송받지 못하는 타임아웃(Time Out)이 발생되면 자체적으로 다음 인덱스번호를 생성하여 초 단위 상황정보에 매칭시켜 센터로 전송함으로써 센터로부터 펌웨어 업그레이드 오류를 제거하여 원격으로 교통신호 제어기의 펌웨어를 오류없이 정확하게 업그레이드 할 수 있는 교통신호 제어기의 펌웨어 업그레이드 방법을 제공하기 위한 것이다.
교통신호 제어기는 일반적으로 도로 및 교차로 등에 설치된 신호등들의 현시를 제어하며, 초 단위로 각 신호등들의 현시정보가 포함되는 상황정보를 생성하여 생성된 상황정보를 교통관제센터로 전송하고, 교통관제센터는 교통신호 제어기들로부터 전송받은 상황정보를 기반으로 도로 및 교차로 등의 상황을 모니터링 할 수 있게 된다. 또한 교통신호 제어기는 내부적으로 검지기 정보를 처리하고 초 단위로 상황정보를 교통관제센터로 전송하며 교통관제센터로부터 전송받은 데이터를 연산 처리하는 주제어부(MCU:Main Control Unit)와, 주제어부로부터 현시정보를 전송받아 신호등들의 스위치를 ON/OFF 하는 부제어부(SCU:Signal Control Unit)로 이루어지고, 이때 주제어부(MCU) 및 부제어부(SCU)들 각각에는 펌웨어(Firm Ware)가 설치된다. 이때 펌웨어는 소프트웨어와 하드웨어를 연결시켜주는 매개체로서 각각의 메인보드(Mainboard)에 엑세스(Access)되도록 한다. 또한 교통신호 제어기는 통상적으로 데이터 전송률이 2400bps인 모뎀통신을 통해 교통관제센터와 데이터 통신을 수행하고 있다. 이와 같이 구성되는 교통신호 제어기의 주제어부 및 부제어부 각각의 펌웨어를 업그레이드(Upgrade)하기 위해서는 교통신호 제어기는 주에저부가 교통관제센터로부터 펌웨어 업그레이드 파일을 다운로드 받아야 하나, 2400bps의 낮은 데이터 전송률을 갖는 모뎀통신을 통해 큰 용량의 펌웨어 업그레이드 파일을 다운로드 받는 경우 다운로드 동안에는 낮은 데이터 전송률로 인해 상황정보를 교통정보센터로 전송할 수 없게 되고, 이에 따라 교통관제센터는 실시간 도로 모니터링을 수행할 수 없게 된다. 이때 펌웨어 업그레이드 파일은 대략 200 ~ 300 킬로바이트의 크기를 갖기 때문에 2400bps 저속 통신환경에서는 전 대역을 모두 사용한다고 하더라도 다운로드를 완료하기 까지 대략 15분에서 20분정도의 시간이 소요된다. 이러한 이유 때문에 교통신호 제어기의 펌웨어 업그레이드는 통상적으로 작업자가 직접 현장을 방문한 후 펌웨어 업그레이드 파일이 기 다운로드된 ROM을 기 설치된 ROM과 직접 교체하는 방식으로 이루어지고 있다. 그러나 이러한 인력을 통한 펌웨어 업그레이드 방법은 교차로 및 도로 곳곳에 설치된 교통신호 제어기들을 작업자가 일일이 방문하여 교체작업을 수행해야 하기 때문에 인력비용 및 수개월의 작업시간이 소요되는 문제점이 발생된다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 본 발명의 출원인은 공개특허 제10-2011-0120430호(명칭:초 단위 신호 관제를 유지하면서 신호기의 펌웨어를 업그레이드 하는 방법)를 출원하였다. 도 1은 공개특허 제10-2011-0120430호(명칭:초 단위 신호 관제를 유지하면서 신호기의 펌웨어를 업그레이드 하는 방법)에 기재된 펌웨어 업그레이드 과정을 나타내는 플로차트이다. 도 1에서 도시된 바와 같이 주제어부(MCU)(101)는 센터(105)로부터 전송받은 Module ID가 부제어부(SCU)(103)일 때 식별 인덱스번호 '0'을 생성하여 생성된 인덱스번호 '0'을 수집된 상황정보에 매칭시켜 센터(105)로 전송하고(110), 센터(105)는 전송받은 인덱스번호 '0'과 펌웨어 업그레이드 조각파일, 상황정보 요청데이터들을 매칭시켜 주제어부(MCU)(101)로 전송한다(S120). 주제어부(MCU)(101)는 센터(105)로부터 전송받은 인덱스번호 '0'에 매칭된 펌웨어 업그레이드 조각파일을 부제어부(SCU)로 다운로드 시키고(S130), 부제어부(SCU)는 다음 인덱스번호 '1'을 생성하여 주제어부(MCU)로 전송한다(S140). 주제어부(MCU)는 상황정보를 수집하며, 부제어부(SCU)로부터 전송받은 다음 인덱스번호 '1'을 수집된 상황정보에 매칭하여 상황정보 응답데이터를 센터(105)로 전송한다(S150). 센터(105)는 전송받은 다음 인덱스번호 '1'과 펌웨어 업그레이드 조각파일, 상황정보 요청데이터를 매칭시켜 주제어부(MCU)로 전송한다(S160). 이러한 펌웨어 업그레이드 방법(이하, 종래의 펌웨어 업그레이드 방법이라고 하기로 함)은 교통신호 제어기가 저속 통신환경에서 상황정보를 누락없이 초 단위로 센터로 전송하면서도 대용량의 펌웨어를 업그레이드 시킬 수 있게 된다. 이키고, 이에 따라 기존에 수개월 소요되던 수천개의 교통신호 제어기들의 펌웨어 업그레이드 기간이 1시간 이내에 모두 처리될 수 있다. 그러나 종래의 펌웨어 업그레이드 방법은 부제어부(103)가 다른 데이터 통신 및 프로세서 등의 이유로 기 설정된 기간(t) 내에 다음 인덱스번호 'N+1'이 매칭된 응답데이터를 주제어부(101)로 전송하지 못하는 타임아웃(Time Out)이 발생되는 경우 펌웨어 업그레이드 조각파일의 다운에 오류가 발생되는 일이 빈번하게 발생된다. 도 2는 도 1의 주제어부에서 타임아웃(Time Out)이 발생될 때의 동작을 나타내는 플로차트이다. 도 2에 도시된 바와 같이 주제어부(101)는 센터(105)로부터 "n"번째 펌웨어 업그레이드 조각파일(이하, 펌웨어 조각파일(n)이라고 하기로 한다)과 인덱스번호 'N-1', 상황정보 요청데이터를 전송받으면(200) 전송받은 펌웨어 조각파일(n) 및 인덱스번호 'N-1'을 부제어부(103)로 전송한다. 이때 부제어부(103)는 펌웨어 조각파일(n)을 다운로드 받으며, 펌웨어 조각파일(n)을 n번째 파일로 인식하여 저장한다(S210). 이때 타임아웃(215)이 발생되면 주제어부(101)는 부제어부(103)로부터 응답데이터를 전송받지 못한 상태(다음 인덱스번호 'N'을 전송받지 못한 상태)에서 이전에 부제어부(103)로부터 전송받았던 인덱스번호 'N-1'을 다시 상황정보에 매칭시켜 센터(105)로 전송하게 된다(S220). 또한 주제어부(101)는 타임아웃이 해제되면(225) 부제어부(103)로부터 다운로드가 완료되었다는 응답데이터와, 다음 인덱스번호 'N'을 전송받는다(S230). 센터(105)는 전송받은 인덱스번호 'N-1'에 펌웨어 조각파일(n+1)을 매칭시켜 상황정보 요청데이터를 주제어부(101)로 전송한다(240). 주제어부(101)는 센터(105)로부터 전송받은 펌웨어 조각파일(n+1)을 부제어부(103)로 전송하고, 부제어부(103)는 펌웨어 조각파일(n+1)을 다운로드 받는다. 이때 부제어부(103)는 n번째 파일로 단계 220(S220)을 통해 기 저장되어 있던 펌웨어 조각파일(n) 대신 현재 전송받은 펌웨어 조각파일(n+1)을 인식한다(S250). 이와 같이 종래의 펌웨어 업그레이드 방법은 타임아웃이 발생되는 경우 특히 부제어부(103)의 펌웨어 업그레이드 시 펌웨어 조각파일(n)이 펌웨어 조각파일(n+1)에 의해 덮어져 누락되는 오류가 발생하는 문제점이 빈번하게 발생된다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 주제어부가 타임아웃이 발생하여 부제어부로부터 다음 인덱스번호 'N+1'을 전송받지 못할 때 자체적으로 다음 인덱스번호 'Ns'(이때 Ns=N+1)를 생성하여 센터로 전송함으로써 펌웨어 조각파일을 순서에 따라 순차적으로 정확하게 다운로드 받을 수 있는 펌웨어 업그레이드 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 기 설치된 펌웨어(Firm Ware)를 통해 특정연산을 수행하며 데이터 통신이 지원되는 단말기와, 상기 단말기에 통신망으로 연결되어 상기 단말기로부터 상기 특정연산에 대한 결과정보를 주기적으로 전송받는 서버로 구성된 상태에서, 상기 서버를 통해 상기 단말기의 펌웨어를 원격으로 업그레이드 하는 펌웨어 업그레이드 방법에 있어서: 상기 주기 및 통신 속도를 통해 상기 주기 당 전송 가능한 파일크기를 산출하며, 상기 펌웨어를 업그레이드하기 위하여 기 저장된 펌웨어 업그레이드 파일을 산출된 파일크기를 기준으로 복수개의 조각파일들로 분할하는 상기 서버의 분할단계; 상기 단말기는 상기 분할단계에서 분할되는 상기 조각파일들 각각에 부여되는 인덱스번호를 상기 주기 당 하나씩 생성하며, 상기 주기 내 결과정보에 생성된 상기 인덱스번호를 매칭시켜 상기 서버로 순차적으로 전송하는 생성 및 전송단계; 상기 생성 및 전송단계를 통해 전송받은 인덱스번호를 순서에 따른 조각파일에 매칭시켜 상기 단말기로 전송하는 조각파일 전송단계를 포함하고, 상기 서버 및 상기 단말기들은 상기 조각파일들 모두가 상기 단말기로 전송될 때까지 상기 생성 및 전송단계 및 상기 조각파일 전송단계를 반복적으로 수행하는 것이다. 또한 본 발명에서 상기 단말기는 상기 펌웨어가 설치되어 상기 특정연산을 수행하는 부제어부와, 상기 부제어부를 제어하여 상기 결과정보를 수집하며 상기 서버와 데이터를 송수신하는 부제어부를 포함하고, 상기 생성 및 전송단계는 상기 주제어부가 상기 결과정보를 수집하는 수집단계; 상기 부제어부가 상기 인덱스번호를 생성하는 제1 생성단계; 상기 주제어부가 상기 부제어부로부터 상기 생성단계에서 생성된 인덱스번호를 수신받는 수신단계; 상기 주제어부가 상기 주기 동안 상기 부제어부로부터 새로운 인덱스번호를 전송받았는지를 판단하는 판단단계; 상기 주제어부는 상기 판단단계를 통해 상기 주기 동안 상기 부제어부로부터 상기 새로운 인덱스번호를 전송받지 않았다고 판단하면 새로운 인덱스번호를 자체적으로 생성하는 제2 생성단계; 상기 주제어부는 상기 수집단계에서 수집된 결과정보에 상기 제2 생성단계에서 생성된 새로운 인덱스번호를 매칭시켜 상기 서버로 전송하는 제2 전송단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명에서 상기 조각파일 전송단계 이후에 수행되며, 상기 주제어부는 이전 주기에 상기 서버로 전송한 인덱스번호에 매칭되는 조각파일을 수신하였는지를 판단하는 제2 판단단계와, 상기 주제어부는 상기 제2 판단단계에서 상기 이전 주기에 전송한 인덱스번호에 매칭되는 조각파일을 수신하지 않았다고 판단할 때 결과정보 전송 시 상기 이전 주기에 전송한 인덱스번호를 상기 결과정보에 매칭시켜 전송하는 제3 전송단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명에서 상기 통신속도는 4800bps 미만인 것이 바람직하다. 또한 본 발명에서 상기 단말기는 교통신호 제어기이고, 상기 결과정보는 신호등들의 현시정보인 것이 바람직하다.
상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 주제어부가 타임아웃이 발생할 때 자체적으로 다음 인덱스번호(Ns)를 생성하여 센터로 전송함으로써 부제어부는 순차적으로 펌웨어 조각파일을 누락 없이 업그레이드 할 수 있게 된다. 또한 본 발명에 의하면 저속 통신환경에서도 초 단위 상황정보를 센터로 전송하면서도 교통신호 제어기의 펌웨어를 원격으로 업그레이드함으로써 인력비용 및 작업시간이 현저하게 절감된다.
도 1은 공개특허 제10-2011-0120430호(명칭:초 단위 신호 관제를 유지하면서 신호기의 펌웨어를 업그레이드 하는 방법)에 기재된 펌웨어 업그레이드 과정을 나타내는 플로차트이다.
도 2는 도 1의 주제어부에서 타임아웃(Time Out)이 발생될 때의 동작을 나타내는 플로차트이다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 펌웨어 업그레이드 시스템을 나타내는 플로차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다. 도 3은 본 발명의 일실시예인 펌웨어 업그레이드 시스템을 나타내는 플로차트이다. 도 3의 교통신호 제어기(1)는 신호등들의 현시를 제어하며, 신호등들의 현시정보를 포함하는 상황정보를 주기적(초 단위)로 생성하여 교통관제센터로 전송하는 컨트롤러(Controller)이다. 또한 교통신호 제어기는 내부적으로 검지기 정보를 처리하고 초 단위로 상황정보를 교통관제센터로 전송하며 교통관제센터로부터 전송받은 데이터를 연산 처리하는 주제어부(MCU:Main Control Unit)(3)와, 주제어부로부터 현시정보를 전송받아 신호등들의 스위치를 ON/OFF 하는 부제어부(SCU:Signal Control Unit)(5)로 이루어지고, 부제어부(3) 및 주제어부(5)들 각각에는 펌웨어가 설치된다. 교통관제센터(7)는 주기적으로 교통신호 제어기(1)로 상황정보를 요청하며, 수신된 상황정보를 기반으로 도로 상황을 실시간으로 모니터링 하는 서버이다. 도 3에 도시된 바와 같이 교통관제센터(7)는 주제어부(3) 및 부제어부(5)의 펌웨어 업그레이드 필요 시 주제어부(3)로 펌웨어 업그레이드 지시데이터를 주제어부(3)로 전송한다(10). 이때 교통관제센터(7)가 생성한 펌웨어 업그레이드 지시데이터는 다음의 표 1과 같이 구성되고, 펌웨어 업그레이드 지시데이터는 제조사를 식별할 수 있는 제조사코드, 업그레이드 대상이 주제어부(3)인지 또는 부제어부(5)인지를 식별할 수 있는 해당장치코드 및 제조사에서 정한 펌웨어 모듈번호가 포함되는 펌웨어 모듈 ID(F/W Moudule ID)와, 펌웨어 크기(FSIZE), 파일명(FNAME), 버전(VERSION), 재시작방법(REBOOT), CRC32값(CRC32)으로 구성된다.
주제어부(3)는 교통관제센터(7)로부터 펌웨어 업그레이드 지시데이터를 전송받으면 전송받은 펌웨어 업그레이드 지시데이터를 통해 업그레이드 대상이 주제어부(3)인지 또는 부제어부(5)인지를 판단한다. 이때 주제어부(3)는 만약 업그레이드 대상이 주제어부(3)일 경우 교통관제센터(7)로 응답(Ack) 데이터를 전송하며(13), 만약 업그레이드 대상이 부제어부(5)일 경우 부제어부(5)로 펌웨어 업그레이드 지시데이터를 전송한다(11). 또한 부제어부(5)는 주제어부(3)로부터 펌웨어 업그레이드 지시데이터를 전송받으면 응답데이터를 주제어부(3)로 전송하고(12), 주제어부(3)는 부제어부(5)로부터 전송받은 응답데이터를 교통관제센터(7)로 전송한다(13). 또한 교통관제센터(7)는 기 설정된 주기(초 단위)에 따라 주제어부(3)로 상황정보 요청데이터를 전송한다(14). 주제어부(3)는 교통관제센터(7)로부터 상황정보 요청데이터를 전송받으면 우선 상황정보를 수집하며, 인덱스번호'0'을 생성한다. 또한 주제어부(3)는 수집된 상황정보에 업그레이드 대상인 펌웨어의 ID와 생성된 인덱스번호'0'을 매칭시켜 교통관제센터(7)로 전송한다(15). 교통관제센터(7)는 전송받은 상황정보의 펌웨어 ID 및 인덱스번호'0'을 통해 펌웨어 업그레이드를 인식하며, 상황정보에 포함된 펌웨어 ID에 대응되는 기 저장된 펌웨어 업그레이드 파일로부터 옵셋 0부터 기 설정된 크기(최대값:240바이트)로 데이터를 분할한 후 주기적으로 전송되는 상황정보 요청데이터 전송 시 분할된 첫 번째 펌웨어 업그레이드 파일(이하, 펌웨어 조각파일(1)이라고 하기로 함)과 주제어부(3)로부터 전송받은 인덱스번호'0'을 매칭시켜 주제어부(3)로 전송한다(16). 이때 펌웨어 조각파일(n)은 표 2와 같은 형식으로 구성된다.
주제어부(3)는 교통관제센터(7)로부터 상황정보 요청데이터를 전송받으면 상황정보를 수집한 후 만약 펌웨어 ID가 부제어부(5)이면 전송받은 첫 번째 조각파일인 펌웨어 조각파일(1)을 부제어부(5)로 전송하며(17), 만약 펌웨어 ID가 주제어부(3) 자신이면 펌웨어 조각파일(1)을 다운로드 한다. 주제어부(3)는 수집된 상황정보를 교통관제센터(7)로 전송할 때 주기 내에 부제어부(5)로부터 다음 인덱스번호'1'을 수신하였는지를 판단한다(18). 부제어부(5)는 주제어부(3)로부터 펌웨어 조각파일(1)을 다운로드 받으면 다음 인덱스번호'1'을 생성한 후 첫 번째 조각파일(1)을 다운로드 하였다는 응답데이터에 생성된 인덱스번호'1'을 매칭시켜 주제어부(3)로 전송한다(19). 또한 주제어부(3)는 만약 주기(초 단위) 내에 부제어부(5)로부터 다음 인덱스번호'1'을 전송받지 못한 상황이면 타임아웃이 발생되었다고 판단하여 다음 인덱스번호'1'을 자체적으로 생성하여 생성된 다음 인덱스번호'1'을 수집된 상황정보 데이터에 첨가하여 교통관제센터(7)로 전송한다(20). 상기와 같이 본 발명의 일실시예는 주제어부(3)가 타임아웃으로 인해 부제어부(5)로부터 응답데이터 및 다음 인덱스번호를 전송받지 못할 때 자체적으로 다음 인덱스번호를 생성함으로써 종래의 펌웨어 업그레이드 방법에서 펌웨어 업그레이드 파일 다운로드 시 조각파일이 누락되는 오류를 개선할 수 있다. 교통관제센터(7), 주제어부(3) 및 부제어부(5)는 펌웨어 조각파일 전체가 다운로드 될 때까지 이러한 과정을 반복한다. 또한 교통관제센터(7)는 마지막 인덱스에서 파일의 남은 부분을 정해진 크기가 되도록 00h값으로 PADDING하여 상황정보요청에 첨부하고(21), 주제어부(3)는 파일다운로드가 완료되면 펌웨어 ID와 인덱스값을 0으로 하여 상황정보를 센터에 전송한다(22). 주제어부(3) 및 부제어부(5)는 다운로드된 파일에 대한 CRC검사(23, 24)를 수행하고, CRC검사결과가 정상이 아닌 경우, CRC ERROR를 보고하기 위해 센터에 펌웨어 업그레이드 지시에 대한 응답을 한번 더 전송(25, 26)한다.
1: 교통신호 제어기 3:주제어부
5:부제어부 7:교통관제센터 |
