KR100273311B1 - 무선 유니버셜 시리얼 버스장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 유니버셜 시리얼 버스장치에 관한 것으로, 종래에는 하드웨어의 중복으로 자원의 불필요한 낭비를 초래하는 문제점과, 범용 비동기 송수신기를 통한 적외선 통신은 불가능한 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 컴퓨터의 직렬포트에 접속되어 알에스-232 직렬통신을 제어하는 범용 비동기송수신기와; 컴퓨터에 위치하여 유에스비 통신을 제어하는 호스트 제어부와; 컴퓨터에 위치하여 외부 적외선 소자와 데이터의 적외선 통신을 수행하는 적외선모듈과; 상기 범용 비동기송수신기의 데이터와 적외선모듈의 데이터를 프로토콜 제어부의 제어를 통해 적외선통신에 적합한 형태로 엔코딩 및 디코딩함과 아울러 상기 호스트 제어부와 적외선모듈의 데이터를 유에스비 제어부를 통해 유에스비 통신에 적합한 형태로 디코딩 및 엔코딩하는 데이터코딩부와; 상기 데이터코딩부의 데이터에 CRC 코드를 추가하거나 또는 추가된 CRC 코드를 통해 오류를 검사하는 CRC 처리부와; 상기 범용 비동기송수신기에 위치한 직렬포트 제어레지스터의 사용자 제어신호에 따른 셋팅값을 통해 상기 프로토콜 제어부와 유에스비 제어부를 제어하여 적외선 통신모드와 유에스비 통신모드를 절환하는 모드선택부로 구성되는 무선 유니버셜 시리얼 버스장치를 통해 하드웨어의 자원을 공유하여 하드웨어 자원의 낭비를 최소화할 수 있고, 무선 적외선 통신모드와 유에스비 통신모드를 선택적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

무선 유니버셜 시리얼 버스장치

본 발명은 무선 유니버셜 시리얼 버스(universal serial bus : USB)장치에 관한 것으로, 특히 무선 적외선 통신 제어기(infrared data association : IrDA controller)와 유니버셜 시리얼 버스 제어기(USB controller)를 하드웨어 자원의 낭비를 최소화하여 결합한 무선 유니버셜 시리얼 버스장치에 관한 것이다.

먼저, 무선 적외선 통신에 대하여 설명한다.

무선 적외선 통신이란 케이블없이 적외선으로 데이터를 전송하는 통신기술을 말하며 소형화, 저비용 및 저소비전력을 실현할 수 있는 장점이 있다.

이와같은 무선 적외선 통신포트는 일반적으로 초당 115,200 비트의 고속으로 디지털 정보를 송수신할 수 있기 때문에 현재 출시되는 노트북 컴퓨터는 대부분 무선 적외선 통신기능이 내장되어 있는 실정이다.

따라서, 노트북 컴퓨터의 사용자들은 노트북 컴퓨터를 데스크 탑 컴퓨터의 적외선 포트를 향하게 하여 데이터 송신버튼을 클릭하면 정보를 보낼 수 있게 된다. 최근들어 무선 적외선 통신은 컴퓨터 상호간의 데이터 송수신에 국한되지 않고 프린터, 마우스 및 키보드등과 같은 컴퓨터 주변기기들을 무선화시키고 있는 추세이다.

그러나, 상기한 바와같은 무선 적외선 통신은 데이터의 전송거리가 약 1m, 송수신 측의 적외선 통신포트의 전송가능 각도가 약 ±15°이하로 국한되는 단점이 있다.

이와같은 종래 무선 적외선 통신 제어기는 도1의 블록구성도에 도시한 바와같이 컴퓨터의 직렬포트에 접속되어 알에스-232(recommanded standard : RS-232) 직렬통신을 제어하는 범용 비동기송수신기(universal asynchronous receiver transmitter : UART, 1)와; 그 범용 비동기송수신기(1)로부터 출력되는 데이터를 고수준 데이터전송 제어(high level data link control procedure : 이하, HLDC)에 적합하도록 엔코딩하는 HLDC 엔코더(2)와; 상기 HLDC 엔코더(2)에서 엔코딩된 데이터에 오류검증을 위한 순환여유검사(cyclic redundancy check : 이하, CRC) 코드를 추가하는 CRC 발생기(3)와; 그 CRC 코드가 추가된 전기적신호의 데이터를 적외선신호의 데이터로 변환하여 외부 적외선소자(6)의 적외선모듈(5)에 출력함과 아울러 외부 적외선소자(6)의 적외선모듈(5)로부터 입력되는 적외선신호의 데이터를 전기적신호의 데이터로 변환하는 적외선모듈(4)과; 그 적외선모듈(4)에서 변환된 전기적신호 데이터의 CRC 검사를 수행하는 CRC 검사기(7)와; 그 CRC 검사된 데이터를 HLDC에 적합하도록 디코딩하여 상기 범용 비동기송수신기(1)에 출력하는 HLDC 디코더(8)와; 상기 HLDC 엔코더(2) 및 HLDC 디코더(8)에 접속되어 시스템의 적외선통신을 전체적으로 제어하는 프로토콜(protocol) 제어부(9)로 구성된다.

상기한 바와같은 종래 무선 적외선 통신 제어기의 동작을 설명한다.

먼저, 컴퓨터가 외부 적외선소자(6)로 데이터를 송신하는 경우는 다음과 같다.

데이터를 송신하는 경우 컴퓨터의 입장에서는 직렬포트를 통한 통신이므로, 외부 적외선소자(6)로 송신할 데이터는 시스템버스를 통해 8비트로 상기 범용 비동기송수신기(1)에 입력되어 범용 비동기송수신기(1) 내부의 시프트레지스터를 통해 직렬데이터로 변환된다.

상기 변환된 직렬데이터는 HLDC 엔코더(2)에 입력되어 HLDC 형태에 적절한 제어블럭이 추가되고, 상기 CRC 발생기(3)를 통해 오류검증을 위한 CRC 코드가 추가되어 통신이 가능한 형태가 된다.

이때, 프로토콜 제어부(9)는 HLDC 엔코더(2)를 통해 컴퓨터 상호간 또는 컴퓨터와 단말기 간의 통신수행에 필요한 제어정보를 상기 직렬데이터에 추가되는 제어블럭에 포함시킨다.

상기 HLDC 엔코더(2)로부터 출력되는 전기적신호의 데이터는 적외선모듈(4)을 통해 적외선신호의 데이터로 변환되어 외부 적외선소자(6)의 적외선모듈(5)과 적외선통신이 이루어진다.

한편, 컴퓨터가 외부 적외선소자(6)로부터 데이터를 수신하는 경우는 다음과 같다.

데이터를 수신하는 경우 상기 적외선모듈(4)은 외부 적외선소자(6)의 적외선모듈(5)로부터 입력되는 적외선신호의 데이터를 전기적신호의 데이터로 변환한다.

상기 변환된 데이터는 CRC 검사기(7)를 통해 오류검증이 이루어지고, HLDC 디코더(8)를 통해 데이터에 실린 제어블럭과 CRC 코드가 분리된다.

이때, 프로토콜 제어부(9)는 상기 데이터의 제어블럭으로부터 컴퓨터 상호간 또는 컴퓨터와 단말기 간의 통신수행에 필요한 제어정보를 통해 HLDC 디코더(8)를 제어하여 통신이 이루어지도록 한다.

상기 제어블럭과 CRC 코드가 분리된 데이터는 상기 범용 비동기송수신기(1)에 직렬로 입력되어 범용 비동기송수신기(1) 내부의 시프트레지스터를 통해 8비트의 병렬데이터로 변환된다.

상기 8비트의 병렬데이터는 시스템버스를 통해 컴퓨터에 입력된다.

이때, 상기 컴퓨터의 직렬포트에는 외부 직렬소자들(모뎀,마우스,스캐너 등)이 접속될 수 있으며, 상기 범용 비동기송수신기(1)가 적외선통신으로 할당되면 외부 직렬소자들은 그 직렬포트를 사용할 수 없게 된다.

이하, 유니버셜 시리얼 버스(이하, 유에스비)에 대하여 설명한다.

유에스비란 컴퓨터 포트의 통일방안에 기준하여 기존에 다른 형태로 사용되던 각각의 컴퓨터 포트를 일정한 규격으로 통일해 사용하는 새로운 형태의 연결장치이다.

일반적인 사용자들은 컴퓨터에 주변기기를 서너개정도 연결하여 사용하고 있는데 각 커넥터의 모양도 서로 다르고, 각각의 장치가 사용하는 IRQ, 딥스위치, 점퍼케이블, DMA 채널 및 입출력 어드레스를 구성하기가 쉽지않아 사용자들이 컴퓨터에 주변기기를 접속할 때 다양한 문제가 발생한다.

상기한 바와같은 주변기기의 접속에 따른 불편하고 번거로운 작업을 해소하기 위해 여러종류의 포트형태를 하나로 통일하고, 이를 쉽게 연결할 수 있도록 인텔, 컴팩, IBM, DEC, 마이크로소프트, NEC, 노던텔레콤등 7개 기업이 합의하여 새로운 컴퓨터 주변기기의 포트규격인 유에스비를 발표하였다.

상기 유에스비는 12Mbps의 전송속도를 갖는 양방향의 고속 시리얼 통신버스이며, 동일 버스상에서 데이터전송을 할 수 있고 각각의 주변기기는 다른 주변기기가 동작하고 있더라도 접속 및 설정변경을 할 수 있다.

또한, 유에스비방식을 채택한 보드에 연결되는 장치들은 별도의 전원이 필요없이 본체에서 직접 전원을 받게 되며, 유에스비규격에 따른 모든 제품들은 동일한 규격의 포트를 사용하기 때문에 사용자들은 위치나 순서에 상관없이 자신의 시스템에 꽂아 사용하기만 하면 된다.

이때, 사용자들은 상기의 편리함 이외에도 완벽한 플러그 앤드 플레이(P＆P) 기능을 지원받을 수 있다.

상기한 바와같은 유에스비에 따르면 운영체계와 마더보드상에서 각 장비의 정보를 점검한다.

예를 들어 사용자가 임의의 장비를 추가했을 때 특별히 자신의 시스템 설정을 다시 정비할 필요없이 시스템이나 운영체계에서 새로운 장비의 추가를 자동으로 인식하게 된다. 만일 사용자가 윈도우 95를 사용하고 있다면 시스템 전원을 끄지 않고도 여러 주변장치를 연결해 사용할 수도 있다.

또한, 현재 사용되는 병렬커넥터는 최대 115KB/초의 전송속도를 갖고 있지만 유에스비는 최대 12MB/초의 전송속도를 갖는 양방향의 고속 시리얼 통신버스이다.

그리고, 현재 일반 컴퓨터에서 SCSI 어댑터를 이용하더라도 최대 7개의 주변장치를 연결할 수 있지만, 유에스비는 최대 127개의 주변장치를 연결할 수 있어 확장성이 뛰어나다. 따라서, 허브(HUB)라는 별도의 아키텍쳐(architecture)를 사용한다면 하나의 개인용 컴퓨터 포트에 최대 63개의 디지털 장비를 연결할 수 있다.

이와같은 종래 유니버셜 시리얼 버스 제어기는 도2의 블록구성도에 도시한 바와같이 컴퓨터에 위치하여 외부 유에스비 소자들(최대 128개)과의 통신을 제어하는 호스트 제어부(11)와; 외부 유에스비 소자에 위치하여 상기 호스트 제어부(11)로부터 출력되는 데이터를 유에스비 통신에 적합하도록 디코딩하는 유에스비 디코더(12)와; 그 유에스비 디코더(12)에서 디코딩된 데이터에 오류검증을 위한 CRC 코드를 추가하는 CRC 발생기(13)와; 그 CRC 코드가 추가된 데이터를 해당 외부 유에스비 소자에 적합한 형태로 처리하여 유에스비 소자를 제어함과 아울러 유에스비 소자를 통해 외부에서 입력되는 데이터를 유에스비 통신형태로 처리하는 유에스비 엔드포인트(14)와; 그 엔드포인트(14)에서 처리된 데이터의 CRC 검사를 수행하는 CRC 검사기(15)와; 그 CRC 검사된 데이터를 유에스비 통신에 적합하도록 엔코딩하여 상기 호스트 제어부(11)에 출력하는 유에스비 엔코더(16)와; 상기 유에스비 디코더(12), 엔코더(16) 및 엔드포인트(14)에 접속되어 시스템의 유에스비 통신을 전체적으로 제어하는 제어부(17)로 구성된다.

상기한 바와같은 종래 유니버셜 시리얼 버스 제어기의 동작은 상기 무선 적외선 통신 제어기와 유사하다.

먼저, 컴퓨터가 외부 유에스비 소자로 데이터를 송신하는 경우는 다음과 같다.

컴퓨터가 외부 유에스비 소자에 보낼 데이터를 출력하면, 상기 데이터는 호스트 제어부(11)를 통해 유에스비 디코더(12)에 입력되어 유에스비 형태에 적절한 제어블럭이 추가되고, CRC 발생기(13)를 통해 오류검증을 위한 CRC 코드가 추가되어 유에스비 통신이 가능한 형태가 된다.

이때, 제어부(17)는 유에스비 디코더(12)를 통해 컴퓨터와 외부 유에스비 소자간의 통신수행에 필요한 제어정보를 상기 데이터에 추가되는 제어블럭에 포함시킨다.

상기 유에스비 디코더(12)로부터 출력되는 데이터는 엔드포인트(14)를 통해 해당 외부 유에스비 소자에 적합한 형태로 변환되어 외부 유에스비 소자를 제어한다.

한편, 컴퓨터가 외부 유에스비 소자로부터 데이터를 수신하는 경우는 다음과 같다.

외부 유에스비 소자로부터 입력되는 데이터는 엔드포인트(14)를 통해 유에스비 통신에 적절한 형태로 변환된다.

상기 변환된 데이터는 CRC 검사기(15)를 통해 오류검증이 이루어지고, 유에스비 엔코더(16)를 통해 데이터에 실린 제어블럭과 CRC 코드가 분리된다.

이때, 제어부(17)는 상기 데이터의 제어블럭으로부터 컴퓨터와 외부 유에스비 소자간의 통신수행에 필요한 제어정보를 통해 유에스비 엔코더(16)를 제어하여 유에스비 통신이 이루어지도록 한다.

상기 제어블럭과 CRC 코드가 분리된 데이터는 유에스비 케이블을 통해 컴퓨터의 호스트 제어부(11)에 입력되고, 그 호스트 제어부(11)를 통해 컴퓨터의 씨피유와 통신이 이루어진다.

상기한 바와같이 유에스비 제어기는 컴퓨터의 다른 통신포트(병렬포트, UART 등)들과는 관계없이 컴퓨터의 내부에 호스트 제어부(11)가 존재하는 별도의 데이터 통신포맷이며, 적외선 통신 제어기는 별도의 호스트 제어개념이 없으므로 다른 통신포트(UART, USB 등)들에 접속되어 구현된다.

이때, 유에스비 제어기와 적외선 통신 제어기가 접속될 경우에는 유에스비 제어기가 컴퓨터의 내부에 위치하게 되며, 유에스비 제어기의 입장에서는 적외선 통신 제어기를 일종의 엔드포인트로 인지한다.

즉, 종래에는 도3에 도시한 바와같이 컴퓨터 내부에 위치하여 상기 설명한 유에스비 통신을 제어하는 유에스비 제어기(21)와; 컴퓨터 내부에 위치하여 유에스비 제어기(21)와 상기 설명한 적외선 통신을 수행하는 적외선 통신 제어기(22)와; 그 적외선 통신 제어기(22)와 통신하는 외부 적외선소자(23)를 단순히 직렬결합하여 사용하였다.

그러나, 상기한 바와같은 종래 무선 유니버셜 시리얼 버스장치는 유에스비 제어기와 무선 적외선 통신 제어기를 단순 직렬결합하여 사용함에 따른 하드웨어의 중복으로 자원의 불필요한 낭비를 초래하는 문제점과 아울러 적외선 통신포트가 유에스비 제어기에 고정됨에 따라 범용 비동기 송수신기를 통한 적외선 통신은 불가능한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 효율적인 하드웨어 구성을 통해 유에스비 제어기와 무선 적외선 통신 제어기의 장점을 동시에 구현할 수 있는 무선 유니버셜 시리얼 버스장치를 제공하는데 있다.

도1은 종래 무선 적외선 통신 제어기의 블록구성도.

도2는 종래 유니버셜 시리얼 버스 제어기의 블록구성도.

도3은 종래 무선 유니버셜 시리얼 버스장치의 블록구성도.

도4는 본 발명의 일 실시예를 보인 블록구성도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

31:범용 비동기송수신기 32:호스트 제어부

33:외부 적외선 소자 34:적외선모듈

35:프로토콜 제어부 36:유에스비 제어부

37:데이터코딩부 38:CRC 처리부

39:모드선택부 40:직렬포트 제어레지스터

상기한 바와같은 본 발명의 목적은 컴퓨터의 직렬포트에 접속되어 알에스-232 직렬통신을 제어하는 범용 비동기송수신기와; 컴퓨터에 위치하여 유에스비 통신을 제어하는 호스트 제어부와; 컴퓨터에 위치하여 외부 적외선 소자와 데이터의 적외선 통신을 수행하는 적외선모듈과; 상기 범용 비동기송수신기의 데이터와 적외선모듈의 데이터를 프로토콜 제어부의 제어를 통해 적외선통신에 적합한 형태로 엔코딩 및 디코딩함과 아울러 상기 호스트 제어부와 적외선모듈의 데이터를 유에스비 제어부를 통해 유에스비 통신에 적합한 형태로 디코딩 및 엔코딩하는 데이터코딩부와; 상기 데이터코딩부의 데이터에 CRC 코드를 추가하거나 또는 추가된 CRC 코드를 통해 오류를 검사하는 CRC 처리부와; 상기 범용 비동기송수신기에 위치한 직렬포트 제어레지스터의 사용자 제어신호에 따른 셋팅값을 통해 상기 프로토콜 제어부와 유에스비 제어부를 제어하여 적외선 통신모드와 유에스비 통신모드를 절환하는 모드선택부로 구성함으로써 달성되는 것으로, 본 발명에 의한 무선 유니버셜 시리얼 버스장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도4는 본 발명의 일 실시예를 보인 블록구성도로서, 이에 도시한 바와같이 컴퓨터의 직렬포트에 접속되어 알에스-232 직렬통신을 제어하는 범용 비동기송수신기(31)와; 컴퓨터에 위치하여 유에스비 통신을 제어하는 호스트 제어부(32)와; 컴퓨터에 위치하여 외부 적외선 소자(33)와 데이터의 적외선 통신을 수행하는 적외선모듈(34)과; 상기 범용 비동기송수신기(31)의 데이터와 적외선모듈(34)의 데이터를 프로토콜 제어부(35)의 제어를 통해 적외선통신에 적합한 형태로 엔코딩 및 디코딩함과 아울러 상기 호스트 제어부(32)와 적외선모듈(34)의 데이터를 유에스비 제어부(36)를 통해 유에스비 통신에 적합한 형태로 디코딩 및 엔코딩하는 데이터코딩부(37)와; 그 데이터코딩부(37)의 데이터에 CRC 코드를 추가하거나 또는 추가된 CRC 코드를 통해 오류를 검사하는 CRC 처리부(38)와; 상기 범용 비동기송수신기(31)에 위치한 직렬포트 제어레지스터(40)의 사용자 제어신호(CS)에 따른 셋팅값을 통해 상기 프로토콜 제어부(35)와 유에스비 제어부(36)를 제어하여 적외선 통신모드와 유에스비 통신모드를 절환하는 모드선택부(39)로 구성된다. 이하, 상기한 바와같은 본 발명의 일 실시예에 대한 동작을 설명한다.

먼저, 모드선택부(39)에 입력되는 직렬포트 제어레지스터(40)의 셋팅값에 따라 프로토콜 제어부(35) 및 유에스비 제어부(36)의 제어를 받는 데이터코딩부(37)는 적외선 통신모드 또는 유에스비 통신모드에 적합한 데이터코딩을 수행하며, CRC 처리부(38)는 상기 각 통신모드에 따라 코딩된 데이터에 CRC 코드를 추가하거나 또는 데이터에 추가된 CRC 코드를 통해 오류를 검사한다.

따라서, 적외선 통신모드로 데이터의 송신 및 수신이 이루어지는 경우는 종래 적외선 통신 제어기와 동일하게 동작된다.

그리고, 사용자 제어신호(CS)에 의해 유에스비 통신모드로 데이터의 송신 및 수신이 이루어질 때는 외부 적외선 소자(33)로부터 적외선모듈(34)을 통해 입력되는 데이터를 종래 유에스비 제어기의 엔드포인트로부터 입력되는 데이터로 인지하여 유에스비 통신이 이루어진다.

따라서, 유에스비 포트중의 1개에 적외선통신을 위한 직렬포트를 할당할 수 있게 되어 종래 적외선통신이 컴퓨터의 수퍼 입출력 칩셋트(super IO chipset)에서 지원하는 2개의 직렬포트중의 1개를 점유함으로써, 다른 직렬소자들을 접속할 수 없는 문제점을 해결할 수 있게 된다.

상기한 바와같이 본 발명에 의한 무선 유니버셜 시리얼 버스장치는 하드웨어의 자원공유를 통해 무선 적외선 통신모드 및 유에스비 통신모드에 따른 CRC 처리 및 데이터코딩 블럭을 효율적으로 구성함에 따라 하드웨어 자원의 낭비를 최소화할 수 있는 효과와; 사용자의 필요에 따라 무선 적외선 통신모드와 유에스비 통신모드를 선택적으로 사용할 수 있게 하여 무선 적외선 통신과 유에스비 통신의 장점을 모두 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 컴퓨터의 직렬포트에 접속되어 알에스-232 직렬통신을 제어하는 범용 비동기송수신기와; 컴퓨터에 위치하여 유에스비 통신을 제어하는 호스트 제어부와; 컴퓨터에 위치하여 외부 적외선 소자와 데이터의 적외선 통신을 수행하는 적외선모듈과; 상기 범용 비동기송수신기의 데이터와 적외선모듈의 데이터를 프로토콜 제어부의 제어를 통해 적외선통신에 적합한 형태로 엔코딩 및 디코딩함과 아울러 상기 호스트 제어부와 적외선모듈의 데이터를 유에스비 제어부를 통해 유에스비 통신에 적합한 형태로 디코딩 및 엔코딩하는 데이터코딩부와; 상기 데이터코딩부의 데이터에 CRC 코드를 추가하거나 또는 추가된 CRC 코드를 통해 오류를 검사하는 CRC 처리부와; 상기 범용 비동기송수신기에 위치한 직렬포트 제어레지스터의 사용자 제어신호에 따른 셋팅값을 통해 상기 프로토콜 제어부와 유에스비 제어부를 제어하여 적외선 통신모드와 유에스비 통신모드를 절환하는 모드선택부로 구성된 것을 특징으로 하는 무선 유니버셜 시리얼 버스장치.