모드버스 레지스터 디코더

모드버스 레지스터 두 개를 Float32로 변환하는 예

장비 화면에 약 123.456이 표시되는데, 읽어 온 레지스터가 42F6 E979라고 가정해 봅시다. 위 계산기에서 16진수를 선택하고 두 값을 읽은 순서대로 입력하면 다음처럼 비교할 수 있습니다.

• ABCD — 42 F6 E9 79, 약 123.456
• CDAB — E9 79 42 F6, 약 −1.88 × 10²⁵
• BADC — F6 42 79 E9, 약 −9.86 × 10³²
• DCBA — 79 E9 F6 42, 약 1.52 × 10³⁵

이 예에서는 ABCD가 화면 값과 일치합니다. 실제 장비에서는 표시값이 바뀌었을 때 한 번 더 비교하세요. 네 결과가 모두 다르면 장비 문서에서 데이터 형식, 레지스터 주소, 배율을 확인하세요. 원시 RTU 응답만 있다면 모드버스 RTU 프레임 파서에서 데이터 바이트를 먼저 확인할 수 있습니다.

모드버스는 16비트까지만 정의합니다

모드버스의 레지스터는 16비트입니다. 온도나 유량처럼 소수점이 필요한 값은 그 안에 들어가지 않아서 레지스터 두 개를 묶어 32비트 float를 담는 것이 관행이 됐습니다.

문제는 표준이 그 방법을 정하지 않았다는 것입니다. 두 레지스터 중 어느 쪽이 상위인지, 레지스터 안의 두 바이트 중 어느 쪽이 먼저인지 모두 제조사 선택입니다.

네 가지 조합

원래 값의 네 바이트를 A, B, C, D라고 하면 전송 순서는 네 가지가 나옵니다.

• ABCD — 빅 엔디언. 상위 워드 먼저, 워드 안에서도 상위 바이트 먼저.
• DCBA — 리틀 엔디언. 완전히 뒤집힌 형태.
• CDAB — 워드 순서만 뒤집음. 워드 안은 그대로.
• BADC — 워드 안 바이트만 뒤집음.

CDAB가 특히 흔합니다. 장비 내부가 리틀 엔디언 프로세서인데 모드버스는 워드 단위로 빅 엔디언을 쓰도록 되어 있어 생기는 조합입니다.

순서가 틀리면 어떻게 보이나

틀린 순서로 읽으면 값이 조금 어긋나는 것이 아니라 완전히 다른 수가 나옵니다. 23.5를 잘못 읽으면 1.2e+28 같은 값이 되거나 NaN이 나옵니다.

이것이 오히려 다행입니다. 결과가 명백히 이상하므로 바이트 순서를 의심하게 되기 때문입니다. 어중간하게 비슷한 값이 나왔다면 훨씬 오래 헤맸을 것입니다.

문서에 없을 때 찾는 방법

제조사 문서가 순서를 명시하지 않은 경우가 많습니다. 그럴 때는 값을 알고 있는 레지스터로 맞춰 봅니다.

• 상온의 온도 센서처럼 대략의 범위를 아는 값을 고릅니다.
• 네 해석 중 물리적으로 말이 되는 하나를 찾습니다.
• 다른 레지스터로 한 번 더 확인합니다.

0에 가까운 값은 피하세요. 여러 해석이 모두 0에 가깝게 나와 구분되지 않습니다. 크기가 뚜렷한 값이 판별에 유리합니다.

정수도 같은 문제를 겪습니다

32비트 정수도 두 레지스터에 나뉘므로 같은 네 가지 조합이 적용됩니다. 다만 정수는 틀린 순서로 읽어도 그럴듯한 값이 나올 수 있어 float보다 알아채기 어렵습니다.

적산 계량기처럼 값이 단조 증가하는 레지스터라면 두 번 읽어 증가하는지 확인하는 방법이 있습니다. 순서가 틀리면 증가가 불규칙하게 보입니다.

읽기 전에 확인할 것

32비트 값은 반드시 레지스터 두 개를 한 번의 요청으로 읽어야 합니다. 따로 읽으면 그 사이에 값이 바뀌어 상위 워드와 하위 워드가 다른 시점의 것이 섞일 수 있습니다.

프레임 구조 자체를 확인하려면 모드버스 프레임 파서를, 바이트 순서를 일반적으로 다루려면 진법 변환기를 쓰세요.