FPGA를 이용한 NMEA 2000 기반 통합게이트웨이 구현에 관한 연구
A Study on Implementation of NMEA 2000 based Integrated Gateway using FPGA
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초록
본 논문은 IMO에서 선박정보 통합 및 안전 운항을 목적으로 채택한 SOLAS(Safety of Life at Sea) 선박의 표준 프로토콜인 NMEA 2000을 기반으로 한 게이트웨이를 구현하였다. 이를 위해CAN, RS232, USB, Ethernet을 Xilinx에서 제공되는 MicroBlaze와 FPGA를 이용해 Vertex4기반 ML401 보드에 포팅하고 NMEA 2000 스택을 탑재하였다. 다양한 프로토콜을 수신하여 변환할 수있도록 요구되는 통신 속도를 준수하여 설정하였다. 게이트웨이에서 변환된 데이터의 검증을 위해 PC 기반의 모니터링 프로그램을 제작하고 NMEA 2000 네트워크의 데이터를 PC에서 수신할 수 있도록 네트워크를 구성하였다. PC에서 수신된 데이터를 모니터링 프로그램을 통해 분석하고 게이트웨이의 성능을검증하였다.
Abstract
NMEA 2000 protocol known as IEC 61162-3 of Multi-talker, Multi-listener and Plug and Play network communication has been adopted as standard network for SOLAS(Safety of Life at Sea) ship by IMO. This paper focuses on the implementation of FPGA and MicroBlaze for NMEA 2000 based gateway, which is able to convert NMEA 2000 protocol into various types of network protocol such as Ethernet, UART and USB using Vertex4-based ML401 board. Each communication module and the stack of NMEA 2000 are mounted on FPGA. To be able to receive each communication data, ML401board is configured to handle required communication speed. PC based NMEA 2000monitoring program is developed to verify that data on different networks are correctly converted each other in real time.
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