KR100331865B1 - 다수의 보드간 데이터 송수신 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각 보드간 전송되는 메시지의 종류에 따라 각각 하나의 셀로 만들어 동일한 버스를 통해 송수신이 가능하게 하고 보드내에서도 각각의 보드 식별자를 통해 메시지를 구분할 수 있도록 하여 전체 시스템의 처리속도를 개선할 수 있는 다수의 보드간 데이터 송수신 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따르면 하나 이상의 송신 슬래이브 보드가 상기 마스터 보드로 전송할 데이터가 있음을 나타내는 신호를 전송하는 단계와, 상기 신호를 수신한 상기 마스터 보드가 상기 전송 슬래이브 보드들의 초기 우선순위와 상태 정보에 따라 전송 우선순위를 부여하는 단계와, 상기 우선순위 부여에 따라 해당 슬래이브 보드가 상기 마스터 보드로 목적 슬래이브 보드 식별자를 전송하는 단계와, 상기 목적 슬래이브 보드 식별자를 수신한 상기 마스터 보드가 상기 목적 슬래이브 보드로는 라이트 인에이블 신호를, 상기 송신 슬래이브 보드로는 리드 인에블 신호를 전송하는 단계, 상기 송신 슬래이브 보드가 상기 마스터 보드의 상기 양방향 셀 버퍼로 셀 데이터를 전송하면, 상기 마스터 보드는 상기 목적 슬래이브 보드의 상기 양방향 셀 버퍼로 상기 수신한 셀 데이터를 전송하는 단계, 상기 셀 데이터를 수신한 목적 슬래이브 보드가 상기 셀 데이터에서 데이터 식별자 체크한 후 상기 전송된 데이터를 데이터의 종류별로 각각 처리하는 단계로 이루어진다.

Description

다수의 보드간 데이터 송수신 방법{Data Transmitting/Receiving Method Between Boards}

본 발명은 하나의 마스터 보드와 다수개의 슬래이브 보드간 데이터 송수신 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시스템의 성능을 개선하는 데에 적당하도록 한 다수의 보드간 데이터 송수신 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 보드간 연결 관계를 보인 블럭 구성도이다.

도 1을 참조하면, 각각의 보드(10,20a-20n)는 버스(30)로 연결되어 있으며, 버스(30)는 FRS,ASTCLK,AST,BRCLK,DATA로 표시되는 5개의 신호 라인으로 구성된다.

또한, 각각의 보드(10,20a-20n)내에는 버스(30)를 제어하기 위한 FPGA(Field Programmable Gate Array)(13,23a-23n)와 버스(30)에 연결되어 실제 데이터를 송수신하는 SIO 인터페이스(12,22A-23N)가 구비되어 있다. 또한 각각의 보드(10,20a-20n)는 각각의 보드(10,20a-20n)에 해당되는 식별자(ID)를 가지고 있다.

버스(30)를 통해 각 보드(10,20a-20n)간의 메세지를 전달하는 방법은 제2도에서 보는 바와 같다.

각 보드(10,20a-20n)는 FRS와 ASTCLK 신호에 동기가 되어 동작하는데 각각의 보드(10,20a-20n)의 식별자(ID) 중 일부를 사용하여 데이터를 송신하기 위한 시기를 결정하며, 식별자(ID)를 통해 자신에게 보내어진 데이터인지 아닌지를 결정하여 데이터를 수신한다.

종래에는 버스(30)에 연결된 수 있는 최대 보드 수는 32개이며, 각 보드(10,20a-20n)는 자신의 식별자(ID)중 5 비트에 따라 송신할 시기가 결정되는데 라운드 로빈(Round-Robin)방식으로 데이터를 송신한다. 도 2에서와 같이 한 보드(20c)가 다른 보드로 데이터를 송신하고자 할 경우, 자신의 차례가 올 때까지 기다린 다음 자신의 차례가 되었을 때 ASTCLK 클럭신호의 상승 에지에서 AST신호를 활성화시켜서, AST신호를 통해 자신이 송신할 데이터가 있음을 알리고, BRCLK 클럭에 맞추어 HDLC 포맷으로 데이터를 송신한다. 이때 BRCLK 클럭은 2M 또는 4M클럭을 사용하며, 데이터를 송신하는 보드(20c)가 데이터와 함께, BRCLK 신호도 공급한다. 다른 보드들은 BRCLK에 맞추어 데이터를 수신하여 HDLC 포멧의 데이터에 포함되어 있는 주소를 비교한 다음, 자신에게 보내진 데이터인지를 확인하여, 자신의 데이터만 수신한다.

데이터를 송신하는 보드(20c)는 송신하고자 하는 모든 데이터를 송신한 다음 AST 신호를 비활성화시키며, 다음 보드가 데이터를 송신할 수 있는 권한을 갖는다. 다음 보드가 보낼 데이터가 없을 경우, 다음 보드로 권한을 넘겨준다.

그러나, 이와 같은 종래의 기술에서는 마스터 보드와 다수의 슬래이브간 연결된 버스가 직렬로 데이터를 전송을 함으로써 빠른 속도로 많은 양의 데이터를 전송하기에는 많은 제약이 따른다. 또한, 전송 방식이 라운드 로빈(Round-Robin)방식을 이용하여 데이터를 전송하기 때문에 순서를 기다리는데 많은 시간이 소비된다. 또한, 종래의 기술에서는 하나의 마스터 보드에 최대 32개의 슬래이브 보드만 연결하여 사용할 수 있었다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 각 보드간 전송되는 메시지의 종류에 따라 각각 하나의 셀로 만들어 동일한 버스를 통해 송수신이 가능하게 하고 보드내에서도 각각의 보드 식별자를 통해 메시지를 구분할 수 있도록 하여 전체 시스템의 처리속도를 개선할 수 있는 다수의 보드간 데이터 송수신 방법을 제공하기 위한 것이다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 공유버스로연결된 양방향 셀 버퍼를 각각 구비한 마스터 보드와 다수의 슬래이브 보드로 구성된 데이터 송수신 시스템에서, 하나 이상의 송신 슬래이브 보드가 상기 마스터 보드로 전송할 데이터가 있음을 나타내는 신호를 전송하는 단계와, 상기 신호를 수신한 상기 마스터 보드가 상기 전송 슬래이브 보드들의 초기 우선순위와 상태 정보에 따라 전송 우선순위를 부여하는 단계와, 상기 우선순위 부여에 따라 해당 슬래이브 보드가 상기 마스터 보드로 목적 슬래이브 보드 식별자를 전송하는 단계와, 상기 목적 슬래이브 보드 식별자를 수신한 상기 마스터 보드가 상기 목적 슬래이브 보드로는 라이트 인에이블 신호를, 상기 송신 슬래이브 보드로는 리드 인에블 신호를 전송하는 단계, 상기 송신 슬래이브 보드가 상기 마스터 보드의 상기 양방향 셀 버퍼로 셀 데이터를 전송하면, 상기 마스터 보드는 상기 목적 슬래이브 보드의 상기 양방향 셀 버퍼로 상기 수신한 셀 데이터를 전송하는 단계, 상기 셀 데이터를 수신한 목적 슬래이브 보드가 상기 셀 데이터에서 데이터 식별자 체크한 후 상기 전송된 데이터를 데이터의 종류별로 각각 처리하는 단계로 이루어진다.

도 1은 종래의 보드간 연결관계를 보인 블럭 구성도.

도 2는 종래의 보드간 연결된 버스의 신호 및 타이밍도.

도 3은 본 발명에 따른 보드간 연결 관계를 보인 블럭 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 보드간 연결된 버스의 신호 및 타이밍도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 마스터 보드11, 21a-21n : CPU

12 : FPGA13, 22a-22n : 양방향 셀 버퍼

20a-20n : 슬래이브 버퍼51 : 보드 식별자

52 : 데이터 식별자53 : 데이터

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 보드간 연결 관계를 보인 블럭 구성도이다.

도 3을 참조하면, 다수의 보드간 데이터 송수신 시스템이 양방향 셀 버퍼를 구비하는 다수의 슬래이브 보드(20a-20n)와, 양방향 셀 버퍼(13)를 구비하고, 슬래이브 보드들(20a-20n)과 클럭 및 데이터 버스라인을 통하여 공통으로 연결되며, 각슬래이브 보드들(20a-20n)간의 초기 우선순위와 상태정보를 관리하여 슬래이브 보드들(20a-20n)간의 데이터 전송시 송신 보드 및 수신보드를 결정하는 마스터 보드(10)로 구성된다.

여기서, 마스터 보드(10)에 구비된 양방향 셀 버퍼(13)와 슬래이브 보드(20a-20n)에 구비된 양방향 셀 버퍼(22a-22n)간에는 도 3에 도시된 바와 같이 공유버스를 통해 연결된다. 즉, 8 비트의 데이터 라인(DATA)과 클럭 신호라인(CLOCK)이 마스터 보드(10)와 각 슬래이브 보드(20a-20n)간 공통으로 연결되도록 제공되며, 마스터 보드(10)와 각 슬래이브 보드(20a-20n)간 개별적으로 리드 인에이블(Read Enable), 리드 파시블(Read Possible), 라이트 인에이블(Write Enable), 라이트 파시블(Write Possible)신호 라인이 연결된다.

여기서, 마스터 보드(10)는 각 슬래이브 보드(20a-20n)의 초기 우선순위와 상태정보를 가지고 있으며, 그것에 의해서 어떤 보드가 송신을 하고 어떤 보드가 수신할 것인지를 결정한다.

여기서, 리드 파시블(Read Possible)신호는 송신을 원하는 보드가 보낼 데이터가 있음을 마스터 보드(10)에게 알리는 신호이고, 라이트 파시블(Write Possible)신호는 수신을 할 보드가 데이터를 수신 가능한 상태임을 나타낸다.

반면, 리드 인에이블(Read Enable)신호는 송신을 원하는 보드에게 마스터 보드(10)가 송신을 시작할 것을 알리는 신호이고, 라이트 인에이블(Write Enable)신호는 수신을 할 보드에게 데이터를 수신하도록 하는 신호이다. 여기서, 모든 데이터의 전송은 클럭신호에 의해 동기되어 일어난다. 마스터 보드(10)에는 공유 버스를 제어하기 위한 FPGA(Field Programmable Gate Array)(12)가 구비되어 있다.

본 발명에서는 도 3에서 보는 바와 같이 각각의 보드(10,20a-20n)가 양방향 셀 버퍼(13,23a-23n)를 가지고 있다. 양방향 셀 버퍼(13,23a-23n)는 셀 단위로 데이터를 전송하며, 한 셀은 53바이트로 되어 있다. 53바이트의 데이터 프레임 구조는 도 4에 도시된 바와 같으며, 2바이트의 보드 식별자(51)와 1바이트의 데이터 식별자(52), 50바이트의 순수 데이터(53)로 구성되어 있다.

각 슬래이브 보드(20a-20n)는 송신할 데이터가 있을 때 언제든지 송신할 수 있으며, 도 5에서 보는 바와 같이 송신할 데이터가 있을 경우 해당 슬래이브 보드는 리드 파시블(Read Possible)신호를 통하여 데이터가 있음을 마스터 보드(10)에게 통보를 하고 마스터 보드(10)는 그 신호를 감지하여, 다른 슬래이브 보드(20a-20n)의 데이터 전송 요구가 없을 경우 해당 슬래이브 보드의 리드 인에이블(Read Enable) 신호를 인에이블 시킨다. 그런 다음 해당 보드는 클럭에 맞추어 데이터를 8개의 라인을 통해 1바이트씩 송신한다. 마스터 보드(10)는 2바이트의 데이터를 받은 후 리드 인에이블(Read Enable)신호를 디스에이블시켜 송신을 중단시키고, 2바이트의 식별자를 체크하여 목적 보드를 찾아낸 다음, 데이터를 송신하는 송신 보드에게는 리드 인에이블(Read Enable)을, 데이터를 수신하는 목적지 보드에게는 라이트 인에이블(Write Enable) 신호를 인에이블 시킨다. 그 뒤 송신 보드는 남은 51바이트의 데이터를 송신하고, 목적 보드는 데이터를 받아서 자신의 셀 버퍼에 라이트한다. 53바이트 중 2바이트를 제외한 51바이트의 데이터가 송신된 뒤, 마스터 보드(10)는 리드신호를 디스에이블 시킨 뒤 다른 보드의 데이터 송신 요구를 처리한다. 데이터를 수신한 보드는 수신한 51바이트의 데이터 중 1바이트의 데이터 식별자를 체크하여, 데이터를 종류를 체크한 다음, 데이터의 종류별로 각각 처리한다. 따라서, 한번에 여러 보드로부터의 데이터 송신 요구를 받았을 때 마스터 보드(10)는 이미 정해진 우선순위와 상태 정보에 따라 어떤 보드를 인에이블 시킬 것인지를 결정한다.

만약, 10개의 보드가 버스에 연결되어 있을 경우, 각각의 보드는 각기 다른 초기 우선순위 (Ex,99,98,97,96,95,94,93,92,91,90)를 가지며, 데이터를 송신한 보드는 우선순위 1씩 감소시킨다. 똑같은 우선순위를 가지는 보드가 데이터 송신을 요청한 경우, 마스터 보드(10)는 상태 정보에 따라 보드를 선택한다.

예를 들어, 한 보드의 우선순위가 99이고 다른 보드가 97인 경우 99가 선택되어지고, 97인 보드는 상태 정보 1을 갖는다. 99인 보드가 송신 완료 후에 만약 98인 보드가 송신을 요청하더라, 97인 보드가 송신을 하게 되고, 98인 보드는 상태 정보를 1로 갖는다. 만약 앞의 99,97인 보드와 함께 97이 송신되는데 이때 96은 송신하며, 송신을 한 보드는 상태 정보를 0으로 리셋한다. 동시에 같은 우선순위와 상태 정보를 가지는 보드가 있으며, 초기 우선순위에 따라 높은 초기 우선순위를 가지는 보드가 송신을 한다.

결론적으로 마스터 보드(10)는 각 슬래이브 보드가 초기 우선순위와 상태 정보를 가지고 있으며, 그것을 가지고 어떤 보드가 송신할 것인지를 결정한다. 즉, 리셋 후 각각의 보드는 각각 초기 우선순위를 갖게 되고 상태 정보는 모두 0을 갖는다. 송신을 한 보드는 초기 위선순위를 1씩 감소하며, 상태 정보는 0으로 리셋된다. 송신을 요청한 보드가 우선순위를 갖는 보드에 의해 송신을 못할 경우 그 보드는 자신의 상태 정보 값을 1 증가시킨 후 다음 순서를 기다린다. 마스터 보드(10)는 송신을 요청한 보드의 우선순위와 상태 정보를 가지고 어떤 보드가 송신을 할 건지를 결정하며, 이때 상태 정보가 우선순위를 결정한다. 즉, 우선순위가 99, 상태 정보가 0인 보드(보드1)와 우선순위 90, 상태정보 1인 보드(보드2)가 동시에 송신을 요청했을 때, 보드2가 송신을 하게 되고, 보드1은 상태정보를 1로 갖는다.

보드1은 송신후 우선순위는 1감소한 89를 가지며, 상태정보는 0이된다. 이때, 만약 데이터를 송신하고자 하는 보드(보드2)의 목적지 보드(보드3)가 라이트 파시블(Write Possible)신호가 아니라면 마스터 보드(10)는 보드 1에게 송신 권한을 주며, 보드 2의 상태정보를 2로 증가시키고, 보드 3이 라이트 파시블(Write Possible)신호인 경우 보드 2에게 송신할 권한을 준다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 공유 버스에 물려 있는 각각의 보드들은 송신을 하고자 할 때 마스터 보드에 의한 중재에 의해 언제든지 송신할 수 있고, 병렬로 전송을 함으로써 많은 양의 데이터를 한꺼번에 전송할 수 있으며, 클럭과 양방향 셀 버퍼의 성능에 따라 전송 속도를 빠르게 하는 효과가 있다.

예를 들어, 10M 클럭을 사용할 경우, 100ns 동안 1바이트의 데이터를 전송하고 한번의 전송에 순수한 50바이트의 데이터를 전송함으로써, 5us에 50바이트의 데이터를 전송할 수 있고, 20M 클럭을 사용할 경우 2.5us에 50바이트를 송신할 수 있으며, 50M 클럭까지 사용이 가능하다. 또한, 53 바이트의 메시지중 1바이트의 데이터 식별자로 사용함으로써, 전송되는 데이터를 구분하여, 이미 정해진 데이터의 종류에 관한 정보를 알려줌으로써, 데이터 처리를 빠르게 할 수 있다. 만약, 서로 다른 보드간에 다른 인터페이스를 통해 연결되어 있을 경우 데이터의 종류를 검사하여 자신의 보드가 아닌 다른 보드의 데이터인 경우 빠르게 데이터를 넘겨줄 수 있어, 데이터 라우팅 기능도 수행할 수 있다.

Claims (4)

1. 공유버스로 연결된 양방향 셀 버퍼를 각각 구비한 마스터 보드와 다수의 슬래이브 보드로 구성된 데이터 송수신 시스템에서,

   하나 이상의 송신 슬래이브 보드가 상기 마스터 보드로 전송할 데이터가 있음을 나타내는 신호를 전송하는 단계와;

   상기 신호를 수신한 상기 마스터 보드가 상기 전송 슬래이브 보드들의 초기 우선순위와 상태 정보에 따라 전송 우선순위를 부여하는 단계와;

   상기 우선순위 부여에 따라 해당 슬래이브 보드가 상기 마스터 보드로 목적 슬래이브 보드 식별자를 전송하는 단계와;

   상기 목적 슬래이브 보드 식별자를 수신한 상기 마스터 보드가 상기 목적 슬래이브 보드로는 라이트 인에이블 신호를, 상기 송신 슬래이브 보드로는 리드 인에블 신호를 전송하는 단계와;

   상기 송신 슬래이브 보드가 상기 마스터 보드의 상기 양방향 셀 버퍼로 셀 데이터를 전송하면, 상기 마스터 보드는 상기 목적 슬래이브 보드의 상기 양방향 셀 버퍼로 상기 수신한 셀 데이터를 전송하는 단계;

   상기 셀 데이터를 수신한 목적 슬래이브 보드가 상기 셀 데이터에서 데이터 식별자 체크한 후 상기 전송된 데이터를 데이터의 종류별로 각각 처리하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 다수의 보드간 데이터 송수신 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 마스터 보드는 똑같은 우선순위를 가지는 보드가 데이터 송신을 요청한 경우, 상기 슬래이브 보드의 상태정보에 따라 전송 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 다수의 보드간 데이터 송수신 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 슬래이브 보드간 전송되는 데이터의 프레임 구조는 소정 크기의 보드 식별자 필드와, 소정 크기의 데이터 식별자 필드와, 소정 크기의 데이터 필드로 구성되는 것을 특징으로 하는 다수의 보드간 데이터 송수신 방법.
4. 제 1항에 있어서, 전송 우선순위를 부여하는 단계는,

   마스터 보드가 갖고 있는 슬래이브 보드의 초기 우선순위와 상태 정보에 따라 데이터를 송신한 보드는 우선 순위가 1씩 감소되고 상태 정보는 0으로 리셋됨으로 우선 순위를 결정짓는 것을 특징으로 하는 다수의 보드간 데이터 송수신 방법.