KR100297560B1 - 하드웨어 패킷 라우터 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CDMA 시스템과 같이 패킷을 단위로 하여 제어신호 및 소정의 데이터를 전송하는 시스템에 있어서, 하나의 패킷 데이터를 다수의 통신 노드로 동시에 전송할 수 있도록 한 방송 기능을 구비한 하드웨어 패킷 라우터 장치 및 방법에 관한 것으로, 송신측 노드의 TXFIFO로부터 전송할 패킷 데이터가 있음이 검출되면 쉬프트 레지스터를 통해 전송할 패킷 데이터의 목적지 어드레스를 추출하여 해당하는 수신 노드를 인에이블시켜 상기 패킷 데이터를 수신하도록 하며, 이때 상기 추출된 목적지 어드레스가 브로드캐스팅 어드레스라면 수신을 원하는 모든 수신 노드를 인에이블시켜 패킷 데이터를 동시에 수신하도록 함으로써, 브로드캐스팅 기능을 구현하여 한 노드로부터 수신된 패킷을 한 번에 다수의 노드로 전송할 수 있어 패킷 라우터 장치의 패킷 데이터 송수신 성능을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

하드웨어 패킷 라우터 장치 및 방법

본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템과 같이 패킷(packet)을 단위로 하여 제어신호 및 소정의 데이터를 전송하는 시스템에 있어서, 하나의 패킷 데이터를 다수의 통신 노드(Node)로 동시에 전송할 수 있도록 한 방송(Broadcasting) 기능을 구비한 하드웨어 패킷 라우터 장치(Hardware Packet Router) 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 패킷 전송 방식은 전송할 데이터를 패킷 단위로 나누어 전송하는 방식으로, CDMA 시스템과 같이 제어신호 및 데이터를 상호간에 전송하는 시스템에서 많이 사용되고 있으며, 이때 패킷 데이터는 전송할 데이터를 미리 정해진 길이로 분리하고 전송할 상대방의 어드레스 등을 나타내는 헤더를 붙인 것을 말한다.

이러한 패킷 전송 방식은 데이터를 전송할 경우에 회선을 점유하지 않아도 되므로 회선을 유효하게 사용할 수 있고, 통신 속도가 상이한 상대방과도 통신할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 상기와 같은 패킷 전송 방식을 수행하는 종래의 하드웨어 패킷 라우터 장치는 브로드캐스팅(Broadcasting), 즉 한 통신 노드로 입력된 패킷을 다수의 노드로 동시에 전송하는 방송 기능이 없어 동일한 패킷 데이터임에도 불구하고 각각의 노드마다 별도로 패킷 데이터를 전송해야 하는 등, 하드웨어 패킷 라우터 장치의 성능이 저하되게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 하나의 패킷 데이터를 다수의 통신 노드로 동시에 전송할 수 있도록 한 하드웨어 패킷 라우터 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하드웨어 패킷 라우터 장치 및 방법은 송신측 노드의 TXFIFO로부터 전송할 패킷 데이터가 있음이 검출되면 쉬프트 레지스터를 통해 전송할 패킷 데이터의 목적지 어드레스를 추출하여 해당하는 수신 노드를 인에이블시켜 상기 패킷 데이터를 수신하도록 하며, 이때 상기 추출된 목적지 어드레스가 브로드캐스팅 어드레스라면 수신을 원하는 모든 수신 노드를 인에이블시켜 패킷 데이터를 동시에 수신하도록 함을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 노드간 패킷 통신을 위한 노드 및 패킷 라우터 장치를 보인 도면.

도 2는 본 발명에 의한 하드웨어 패킷 라우터 장치의 블록 구성도와 패킷 데이터의 흐름도.

도 3은 도 2의 쉬프트 레지스터의 구성도.

도 4는 본 발명에 의한 하드웨어 패킷 라우터 장치의 동작 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 외부 노드 20, 45, 48, 50, 80 : TXFIFO

30 : RXFIFO 46, 49, 60 90 : RXDPRAM

41 : 검출부 42 : 이동부

43 : 쉬프트 레지스터 70, 100 : 내부 노드1, 내부 노드n

도 1은 본 발명에 의한 노드간 패킷 통신을 위한 노드 및 패킷 라우터 장치(40)를 보인 도면으로서, SCC(Serial Communication Controller)와 같은 1개의 외부 노드(10)와, 상기 외부 노드(10)가 전송하고자 하는 패킷 데이터를 저장하는 송신측 TXFIFO(20)와, 패킷 라우터 장치를 통해 수신되는 패킷 데이터를 저장하는 수신측 RXFIFO(30)와, 노드 간의 패킷 데이터를 송·수신하는 패킷 라우터 장치(40)와, 다수의 내부 노드1~n(70~100)이 전송하고자 하는 패킷 데이터를 저장하는 송신측 TXFIFO(50~80)와, 상기 패킷 라우터 장치(40)를 통해 수신되는 패킷 데이터를 저장하는 수신측 RXDPRAM(60~90)로 구성된다.

상기와 같은 구성에서 외부 노드와의 통신은 항상 외부 노드를 통해서만 가능하며 내부 노드간의 통신은 외부 노드를 거치지 않는다.

도 2는 본 발명에 의한 하드웨어 패킷 라우터 장치의 블록 구성도와 패킷 데이터의 흐름도로서, 송신측 내부 노드, 즉 제1 노드(44) 및 제2 노드(47)의 TXFIFO(45,48)에 전송하고자 하는 패킷 데이터가 있는지를 차례로 검색하여 패킷 전송 요구가 있는 해당 송신 노드와 전송할 패킷 데이터의 방향을 알려주는 검출부(CHECKER)(41)와, 상기 검출부(41)로부터 패킷 전송 요구가 있는 해당 노드가 알려지면 이를 리드하고 이에 따른 응답신호(ACK)를 상기 검출부(2)로 전송하며, 전송 패킷 데이터를 추출되는 목적지 어드레스에 따라 해당하는 수신측 RXDPRAM(46,49)으로 전송하는 이동부(42)와, 상기 이동부(42)의 제어에 따라 전송하고자 하는 패킷 데이터의 목적지 어드레스(Destination Address)를 추출하여 추출된 어드레스가 해당 수신 노드이면 해당 수신 노드를 인에이블(Enable)시켜 패킷 데이터가 전송되도록 하고, 추출된 어드레스가 브로드캐스팅 어드레스이면 수신을 원하는 모든 수신 노드를 인에이블시켜 패킷 데이터가 전송되도록 하는 쉬프트 레지스터(Shift Register)(43)로 구성된다.

도 3은 도 2의 쉬프트 레지스터(43)의 구성도로서, 상기 이동부(42)의 제어에 따라 목적지 어드레스를 추출하며, 이 추출된 어드레스가 해당 노드 어드레스인 경우 해당 수신 노드를 인에이블하고, 브로드캐스팅 어드레스인 경우 수신을 원하는 모든 수신 노드를 인에이블하도록 하기 위한 9비트 레지스터(43-1~43-4)와 8비트 레지스터(43-5)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 하드웨어 패킷 라우터 장치의 브로드캐스팅 기능을 도 4를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

한편, 본 발명의 하드웨어 패킷 라우터 장치는 패킷을 라우팅하기 위하여 패킷의 시작과 끝을 구분할 수 있어야 한다.

이를 위하여 9비트의 데이터 버스(Data Bus) 중 최상위 비트를 이용하여 패킷의 시작과 끝에 '1'을, 중간에 '0'을 데이터와 동시에 라이트(Write)함으로써 하드웨어 패킷 라우터 장치가 패킷의 시작과 끝을 식별할 수 있도록 한다.

그리고, 각 노드는 전송할 패킷 데이터가 송신측 TXFIFO에 준비되면 이를 알리는 패킷 준비 신호(RKTRDY*)와 전송할 패킷이 외부 노드로 라우팅되는 패킷인지 아니면 내부로 라우팅되는 패킷인지를 각각 알리는 신호(RKTDIR)를 발생해야 한다.

즉, 상기와 같이 발생되는 신호(RKTDIR)는 내부의 노드 어드레스와 외부의 어드레스가 같을 경우 발생되는 라우팅 경로의 중복을 방지하기 위해 외부로 전송되는 패킷은 목적지 어드레스를 추출하는 쉬프트 레지스터(43)를 거치지 않고 외부 TXFIFO로 라우팅하고, 내부로 전송되는 패킷은 쉬프트 레지스터(43)에서 래치된 노드로 라우팅한다.

이때, 내부로 전송되는 패킷으로부터 추출된 어드레스가 브로드캐스팅 어드레스라면 이동부(42)는 해당되는 모든 노드의 버퍼를 인에이블하여 패킷 데이터가 내부 노드의 RXDPRAM에 라이트되게 한다.

본 발명의 하드웨어 패킷 라우터 장치의 개략적인 동작은 상기 설명한 바와 같고, 이하 상세한 동작을 설명하고자 한다.

먼저, 하드웨어 패킷 라우터 장치(40)의 검출부(41)는 각각의 송신측 노드, 예를 들어 제1 노드(44) 또는 제2 노드(47)의 TXFIFO(45,48)로부터 전송할 패킷이 준비되었음을 알리는 패킷 준비 신호(RKTRDY*)와 상기 TXFIFO(45,48)의 엠프티 플래그(Empty Flag) 신호를 검출한다(S1).

상기 단계(S1)에서 검출부(41)가 제1 노드(44) 또는 제2 노드(47)의 TXFIFO(45,48)로부터 패킷 준비 신호를 검출하면 이동부(42)에게 패킷 라우팅을 요구한다(S2).

즉, 상기 검출부(41)는 각 노드를 순차적으로 검출하여 상기 패킷 준비 신호(RKTRDY*)가 어썰트(assert)되어 있는 노드에 대해 이동부(42)에게 라우팅 요구 신호(MOVE_REQ)를 출력하고, 이에 따른 이동부(41)의 응답신호를 받으면(S3) 이동부(42)에게 송신 노드와 전송될 패킷의 방향을 알려주고 다음 노드를 검색한다(S4).

이어, 검출부(41)로부터 패킷 라우팅 요구가 들어오면 이동부(42)는 검출부(41)로부터 받은 패킷의 방향에 따라 수신측 노드가 내부 노드로 목적지 어드레스를 추출하는 쉬프트 레지스터(43)를 거쳐서 라우팅할 것인지 아니면 수신측 노드가 외부 노드로 바로 라우팅할 것인지를 결정한다(S5).

한편, 상기 이동부(42)는 송신측 노드의 TXFIFO 리드시 TXFIFO의 최상위 비트를 검색하여 패킷 데이터의 시작과 끝을 알아낸다.

상기 단계(S5)로부터 패킷 라우팅하고자 한 수신측 노드가 내부 노드라면, 이동부(42)는 쉬프트 레지스터(43)를 이용하여 패킷 라우팅 요구가 있는 송신측 노드의 TXFIFO의 패킷 데이터의 목적지 어드레스를 추출하도록 한다(S6).

그리고, 상기 단계(S6)에서 추출된 목적지 어드레스의 값이 브로드캐스팅 어드레스인지를 판단하여(S7), 브로드캐스팅 어드레스이면 상기 이동부(42)의 제어를 받는 쉬프트 레지스터(43)가 수신을 원하는 모든 수신 노드를 인에이블시켜(S8), 모든 통로를 열어 수신하고자 하는 모든 수신측 노드의 RXDPRAM로 패킷 데이터가 전송되도록 한다(S9).

한편, 상기 단계(S5)에서 패킷 라우팅하고자 한 수신측 노드가 외부 노드라면, 외부 노드를 인에이블시켜(S10) 외부 노드의 RXFIFO로 패킷 데이터를 전송하도록 하고(S11), 상기 단계(S6)에서 추출된 목적지 어드레스가 브로드캐스팅 어드레스가 아닌 경우에는 해당하는 수신 노드를 인에이블시켜(S12) 송신측 노드의 TXFIFO와 해당하는 수신측 노드의 RXDPRAM의 통로를 열어 패킷 데이터를 전송하도록 한다(S13).

상기와 같은 과정을 통해 다수의 수신 노드에 동일한 패킷 데이터가 동시에 전송되는 브로드캐스팅 기능이 수행되게 된다.

이상, 상기 설명에서와 같이 본 발명은 브로드캐스팅 기능을 구현하여 한 노드로부터 수신된 패킷을 한 번에 다수의 노드로 전송할 수 있음에 따라 패킷 라우터 장치의 패킷 데이터 송수신 성능을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 송신측 노드의 TXFIFO에 전송하고자 하는 패킷 데이터가 있는지를 차례로 검색하여 패킷 전송 요구가 있는 해당 송신 노드와 전송할 패킷 데이터의 방향을 알려주는 검출부(41)와, 상기 검출부(41)로부터 패킷 전송 요구가 있는 해당 노드가 알려지면 이를 리드하고 이에 따른 응답신호를 상기 검출부(2)로 전송하며, 전송 패킷 데이터를 추출되는 목적지 어드레스에 따라 해당하는 수신측 노드로 전송하는 이동부(42)와, 상기 이동부(42)의 제어에 따라 전송하고자 하는 패킷의 목적지 어드레스를 추출하며, 이 추출된 어드레스가 해당 수신 노드이면 해당 수신 노드를 인에이블시켜 패킷 데이터가 전송되도록 하고, 추출된 어드레스가 브로드캐스팅 어드레스이면 수신을 원하는 모든 수신 노드를 인에이블시켜 패킷 데이터가 전송되도록 하는 쉬프트 레지스터(43)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 패킷 라우터 장치.
2. 송신측 노드의 TXFIFO로부터 패킷 준비 신호와 엠프티 플래그 신호를 검출하는 경우 패킷 라우팅을 요구하는 제1단계와, 상기 제1단계의 패킷 라우팅 요구에 대한 응답을 받는 경우 송신 노드와 전송될 패킷의 방향을 알려주고 다음 노드를 검색하는 제2단계와, 상기 제1단계의 패킷 라우팅 요구에 따라 제2단계에서 입력된 패킷의 방향에 따라 수신측 노드가 내부 노드인지 아니면 외부 노드인지를 판단하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 수신측 노드가 내부 노드인 경우 쉬프트 레지스터(43)를 이용하여 패킷 데이터의 목적지 어드레스를 추출하는 제4단계와, 상기 제4단계에서 추출된 목적지 어드레스가 브로드캐스팅 어드레스이면 수신을 원하는 모든 수신 노드를 인에이블시켜 모든 수신측 노드의 RXDPRAM로 패킷 데이터를 전송하는 제5단계와, 상기 제4단계에서 추출된 목적지 어드레스가 브로드캐스팅 어드레스가 아닌 경우 해당하는 수신 노드를 인에이블시켜 해당 수신측 노드의 RXDPRAM로 패킷 데이터를 전송하는 제6단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하드웨어 패킷 라우터 방법.

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