산업 통신 프로토콜 구현에서의 XML 적용기술(IV-2)

XML은 언어 자체의 특성상 플랫폼에 독립적이며, 정보의 표현 및 확장이 용이하여 분산된 필드상의 디바이스 정보들을 쉽게 통합할 수 있다. 데이터 구조와 스타일 정보가 분리되어 있어 통신 네트워크상의 기기들에 대한 DD 정보제공은 물론 웹 기반 애플리케이션에서도 동시에 활용 가능한 최적의 DD 언어로서 평가된다. < 편집자 주>
글: 문용선, 순천대학교 정보통신공학부
　　이영필, 레드원 테크놀러지㈜ 로봇연구소
Sync manager 제어 설정
= Register Control SYNCM y 설정
Sync manager 제어 설정은 Sync manager의 구동방식에 대한 전반적인 설정을 담당한다. 설정된 내용은 ESC 내의 Sync manager register를 구성하는 “SYNCM(0~3) control register” 에 세팅되어 인지되며 세부 설정으로는 구동 타입, 인터럽트 설정 및 방향, 와치독 등에 대한 설정이 가능하다. SYNCM y control register는 각각의 Sync manager channel 마다 각각 할당되어 해당 Sync manager channel을 독립적으로 제어한다. SYNCM y control register는 8bit로서 구성되어 있으며 설정을 위한 각 비트정보는 표 6과 같다.
4개의 Sync manager channel을 가지는 Sync manager 경우 각각의 Sync manager channel에 대한 제어 레지스터의 세팅이 별도로 이루어져야 한다.
Mailbox out 제어 설정
Mailbox out 모드는 EtherCAT의 Sync manager 사용규정에서 Sync manager channel0에 해당되며 Mailbox out 모드에 대한 설정은 SyncM0 control register에 대한 XML configuration 파일 설정을 통하여 실시한다. Sync manager control register에 대한 컨트롤 비트 설정 정보는 상기 표 7과 같다.
Mailbox out의 구동모드는 비 주기적 데이터 교환방식을 사용함으로 “10” 비트가 가리키는 Queued 타입의 Mailbox mode를 설정하며, 데이터의 방향은 “01” 비트가 가리키는 EtherCAT 쓰기와 PDI 읽기 접근을 선택한다. 그리고 인터럽트의 경우 ESC에서 uP쪽으로 인터럽트를 발생하는 방식인 PDI Interrupt인 “1”을 설정한다. 추가적인 와치독 기능은 사용자 임의대로 설정 가능하다. 실제 비트포맷은 다음과 같다.
Mailbox in 제어 설정
Mailbox in 모드는 비주기적인 데이터의 입력 모드로서 연관된 채널은 Sync manager channel1에 해당되며 채널 데이터를 위한 제어설정 레지스터는 ESC 내의 SyncM1 control register를 사용한다. Mailbox in 모드를 위한 레지스터 제어비트 설정은 표 8과 같다.
Mailbox in 모드의 경우 Mailbox out 모두와 기본적인 비트설정은 동일하며 데이터의 방향(Direction) 부분만 “00”의 EtherCAT 읽기, PDI 쓰기 접근 방식으로 변경만 해주면 된다. 설정된 비트들에 대한 설정 포맷은 다음과 같다.
Process data out 제어 설정
Process data out 모드는 EtherCAT 마스터 상에서 Slave로의 주기적인 데이터 쓰기 모드로서 Sync manager channel2를 사용하도록 규정되어 있으며, 연관된 채널 레지스터는 ESC 내의 SyncM2 control register를 사용한다. Process data out 모드에 대한 제어비트의 설정은 표 9와 같다.
Process data의 경우 주기적인 데이터를 취급하므로 “00”비트가 가리키는 버퍼모드를 설정하며 데이터의 방향은 “01”인 EtherCT 마스터 상에서의 쓰기, PDI 상에서의 읽기 접근은 설정한다. 인터럽트의 경우 “1”인 ESC 단에서의 uP로의 인터럽트를 설정한다. 이와 같이 설정된 설정에 대한 비트 포맷은 다음과 같다.
Process data in
Process data in 모드는 EtherCAT 마스터로의 주기적인 데이터 입력을 처리하는 모드로서 Sync manager channel3을 사용하도록 규정하고 있다. 연관된 채널 제어 레지스터는 ESC 내의 SyncM3 control register를 사용한다. SyncM3 control register의 세부적인 제어 비트 설정은 표 10과 같다.
Process data in 모드의 경우 데이터 처리 방향을 “00”인 EtherCAT 읽기, PDI 쓰기 모드로 설정하며 인터럽트의 경우 비트 세팅을 통한 인터럽트 설정은 가능하나 일반적으로 주기적인 데이터 입력이 이러한 인터럽트는 사용을 하지 않음으로 “0”로 설정한다. 이와 같은 비트 설정에 대한 비트 포맷은 다음과 같다.
이와 같은 과정을 통하여 설정된 4가지 Sync manager에 대한 제어 비트 설정은 EtherCAT slave device XML configuration 파일의 Sm 엘리먼트의 “ControlByte” 속성으로서 설정이 가능하다. XML 상에서의 데이터 설정은 기본적으로 16진수(Hex) 정보를 기반으로 하고 있으며 실제 설정된 4개의 Sync manager channel 들에 대한 세팅은 다음과 같다.
Sync manager 가동 설정
= Register Activate SYNCM y 설정
Sync manager에 대한 마지막 설정으로서 구성된 Sync manager들의 가동 여부를 설정하는 과정이다. Sync manager의 가동은 실제 ESC 내의 “Sync manager activate register” 정보를 기반으로 처리되는데, Activate register에 연계되는 XML 설정을 통하여 설정된 Sync manager를 가동할 수 있다. Sync manager의 가동을 위한 Sm 엘리먼트의 속성은 Enable 속성으로 규정되어있다. EtherCAT slave device XML configuration 파일 내에서의 각각의 Sync manager에 대한 가동 설정은 다음과 같다.
이와 같이 4개의 Sync manager 의 생성과 각각의 Sync manager에 대한 설정이 완료되면 EtherCAT 시스템 상에서 Process data의 처리를 담당하는 Sync manager의 사용이 가능하게 된다.
결 론
본 기고에서는 EtherCAT 통신 시스템에서의 Process data 들의 어플리케이션 인터페이스를 위한 데이터 접근 제어처리를 담당하는 Sync manager에 대한 기본적인 구조와 XML 기술을 이용한 Sync manager 설정 등에 대한 내용을 다루었다. 본문에서도 언급하였듯이 Sync manager는 EtherCAT 기반 Slave 시스템 개발 시 EtherCAT 애플리케이션 스택 구현과 더불어 가장 핵심이 되는 부분에 해당된다고 할 수 있다.
특히 EtherCAT 시스템 개발자의 경우에는 반드시 EtherCAT 프로토콜 상에서의 Sync manager 처리 구조에 대하여 세부적인 이해가 필요할 것이며, 본 문에서 기술한 EtherCAT slave device XML configuration 파일을 이용한 Sync manager 설정 기술과 더불어 어플리케이션 스택 상에서의 Sync manager와의 처리 관계에 대한 이해 역시 필요할 것이다.
아이씨엔 매거진 2007년 03월호