KR100348508B1

KR100348508B1 - 시리얼 버스 네트워크에서 노드간 통신을 위한 신호 송수신 회로및 셀프 아이디 프로세스

Info

Publication number: KR100348508B1
Application number: KR1019990022926A
Authority: KR
Inventors: 엔유다카유키
Original assignee: 닛폰 덴키(주)
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2002-08-13
Also published as: KR20000006291A; JP3277887B2; DE69926310D1; EP0966130A3; EP0966130B1; EP0966130A2; US6636526B1; DE69926310T2; JP2000013379A

Abstract

신호 송수신 회로는 시리얼-버스 네트워크 내부에 스테이트 머신을 갖는 노드에서 장거리 포트용으로 사용되는데, 이 때 송신부(1-3)는 전송로로 전송되는 직렬 신호를 생성하기 위해 스테이트 머신으로부터 주어진 신호에 대해 스크램블링, 코딩 및 변환을 수행하는 반면, 수신부(4-6)는 디코딩된 신호를 생성하기 위해 전송로로부터 주어진 신호에 대한 변환, 디스크램블링 및 디코딩을 수행한다. 제어 신호는 스테이트 머신의 신호로부터 검출된 Data_prefix 신호, 및 디코딩된 신호로부터 검출된 Idle 신호 또는 Grant 신호를 기초로 생성된다. 제어 신호는 상기 디코딩된 신호 또는 신규로 생성된 의사 Idle 신호 중 하나를 선택적으로 출력하기 위해 선택기(11)를 제어한다. 그 후, 충돌 신호가 선택기의 출력에 따라 생성된다. 따라서, grant 신호와 Self ID 패킷 사이의 충돌을 피하는 것이 가능하며, 그리하여 Self ID 패킷이 손상되는 것을 방지할 수가 있다. 더욱이, 스테이트 머신은 6개의 상태 즉, S0(Self ID Start), S1(Self ID Grant), S2(Self ID Receive), S3(Send Speed Capabilities), S4(Self ID Transmit) 및 S5(Self ID Suspend)를 갖도록 설계된다. 이 때, 스테이트 머신은 노드가 다른 노드로부터 Self ID 패킷을 수신하는 수신 포트에서 Idle를 검출한 후, 패어런트 노드에 접속된 패어런트 포트에서 Idle를 검출할 때까지 Self ID 프로세스를 정지시키기 위해 상태 S5에 배치된다.

Description

시리얼 버스 네트워크에서 노드간 통신을 위한 신호 송수신 회로 및 셀프 아이디 프로세스{Signal sending-and-receiving circuit and self ID process for node-to-node communications in serial-bus network}

본 발명은 통상 퍼스널 컴퓨터들(또는 PC들) 및 전자 장치들을 연결하는 시리얼 버스를 사용하여 시리얼 버스 네트워크에서 수행되는 노드간 통신(node-to-node communications)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 시리얼 버스 네트워크의 노드의 장거리 포트 및 노드간 통신에서 시리얼 버스 네트워크를 초기화하는 Self ID 프로세스에 응용할 수 있는 신호 송수신 회로에 관한 것이다. 이 때, 시리얼 버스 네트워크는 "IEEE Std. 1394-1995"(즉, 고성능 시리얼 버스를 위한 IEEE 표준, 이 때 "IEEE"는 "전기전자공학연구소(Institute of Electrical and Electronics Engineers"의 약자임))에 의해 표준화된 특정 종류의 시리얼 버스 또는 그러한 시리얼 버스와 동등한 시리얼 버스를 사용하는 구성에 기초하여 설계되었다.

이 응용은 본 명세서에 참고자료로서 삽입된 일본특허 평 10-172343에 근거하고 있다.

기술자들은 주변 장치들(예컨대, 하드디스크 유닛 및 스캐너) 또는 전자 장치들 사이의 제어 신호 및 주신호(main signal)를 전송하는데 시리얼 버스를 이용하는 네트워크를 제안했다. 여기서, 전자 장치는 소위 "노드"라 불리는 시리얼 버스를 탑재하는 단말 장치를 포함한다.

예를 들어, 일본특허공보 평8-293879호는 P1394 시리얼 버스와 접속되는 디지털 텔레비전 수신기 및 개인용 컴퓨터와 같은 전자 장치에 관련된 기술을 개시하고 있는데, 여기서, 버스 리셋 모드에서의 장애(hang-up)를 방지하기 위해 동작 모드 제어가 수행된다.

상기 노드는 여러 종류의 스테이트 머신(state machine)을 가지는데, 그 기능을 주로 4가지 형태로 분류할 수 있다. 즉, 노드들 사이의 "정상적인(normal)" 통신을 수행하는 프로세스(즉, Normal 프로세스)뿐만 아니라 네트워크의 초기화를 위한 3개의 프로세스(즉, 버스 리셋 프로세스, Tree ID 프로세스 및 Self ID 프로세스)가 제공된다.

각각의 프로세스는 다중 상태를 정의한다. 예를 들어, 버스 리셋 프로세스는 2개의 상태 즉, "R0"(Reset Start) 및 "R1"(Reset Wait)을 정의한다.

더욱이, Tree ID 프로세스는 4개의 상태 즉, "T0"(Tree ID Start), "T1"(Child Handshake), "T2"(Parent Handshake) 및 "T3"(Root Contention)를 정의한다.

또한, Self ID 프로세스는 5개의 상태 즉, "S0"(Self ID Start), "S1"(Self ID Grant), "S2"(Self ID Receive), "S3"(Send Speed Capabilities), "S4"(Self ID Transmit)를 정의한다. 또한, Normal 프로세스는 7개의 상태 즉, "A0"(Idle), "A1"(Request Test), "A2"(Request Delay), "A3"(Request), "A4"(Grant), "A5"(Receive) 및 "A6"(Transmit)를 정의한다.

스테이트 머신은 접속된 인접 노드로부터 주어진 신호(또는 신호들)에 응답하여 상태 천이를 수행한다. 이하에서, 스테이트 머신의 상태를 천이시키는 노드간 통신에 대한 설명이 주어질 것이다.

예컨대, 4.5m까지의 노드간 거리의 범위 내에서는 2쌍의 STPs(즉, Shielded Twisted Pairs)를 사용하는 시리얼 버스를 사용함으로써 네트워크를 구성할 수 있다. 도 7은 2개의 노드 즉, "Node 1"과 "Node 2" 사이에 이루어진 노드간 통신의 한 예를 나타내는 것으로, 상기 2개의 노드들은 "트위스트 선의 쌍들(twisted wire pairs)"(각각 "TPA" 및 "'TPB"로 호칭)들의 2쌍에 의해 서로 연결되어 있다. 특히, 도 7은 케이블을 통해 노드들 사이에서 통신되는 신호의 내용을 보여준다. 여기서, TPA 및 TPB는 상호 교차된다. 도 7에서, Node 1의 TPA는 Node 2의 TPB에 대응하고, 반면 Node 1의 TPB는 Node 2의 TPA에 대응한다. 초기 상태에서, Node 1과 Node 2는 모두 Idle 신호(TPA, TPB)=(Z,Z)를 출력한다. 표 1은 Node 1로부터 출력된 "Parent_notify" 신호(0,Z)와 Node 2의 출력(Z,Z) 사이에 이루어진 충돌의 결과를 나타낸 것이다. 즉, 표 1은 충돌의 결과로서, Node 2가 케이블상의 상태(Z,0)를 수신하는 것을 나타낸다. 또한, 표 1에서 Node 1의 "전송 신호"는 Node 2로부터 관찰되는 신호를 나타낸다. 표 2는 Node 1로부터 출력된 "Parent_notify" 신호(0,Z)와 Node 2로부터 출력된 "Child_notify" 신호(Z,1) 사이에 이루어진 충돌의 결과를 나타낸 것이다. 즉, 표 2는 충돌의 결과로서, Node 1이 케이블상의 상태(0,1)를 수신하는 것을 나타낸다. 또한, 표 2에서 Node 2의 "전송 신호"는 Node 1로부터 관찰되는 신호를 나타낸 것이다. 상술한 바와 같이, 반이중 통신(half duplex communication)은 트위스트 선의 쌍들을 사용하여 시리얼-버스 네트워크의 노드간에 수행된다.

다음에, 도 8에서 도시된 네트워크 구성을 참조하여 Self ID 프로세스에 따른 노드의 동작에 대해 설명한다. 여기서, 4개의 노드 즉, Node 1, Node 2, Node 및 Node 4가 제공된다. 그 중 Node 2 및 Node 3은 중계기(repeater)로서 기능하는데, 그 각각은 스테이트 머신 및 포트를 구성하는 물리적 (링크) 층(또는 PHY 층)만을 사용하여 구성된다. Node 1 및 Node 4는 PHY층 외에도 어플리케이션 층까지의 다른 층들을 가진다. 또한, 본 발명은 오로지 PHY층에 있어서의 개선에 관한 것이다. 그러므로, LINK 층, 트랜잭션 층 및 어플리케이션 층과 같은 다른 층들에 관한 설명은 생략한다. PHY층에서, DS 포트는 스테이트 머신으로부터 주어진 신호에 대한 DS 변조(여기서 "DS"는 "Data Strobe"의 약어)를 하며, 그 결과, 변조된 신호는 트위스트 선의 쌍들(TPA, TPB)에 출력된다. 또한, DS 포트는 트위스트 선의 쌍들로부터 주어진 신호를 복조하며, 그 결과, 복조된 신호는 스테이트 머신으로 전송된다.

도 9는 종래의 Self ID 프로세스에 따른 스테이트 머신에서의 상태의 천이의 한 예이다. 여기서, "S0"은 Self ID 프로세스의 초기 상태를 표시한 것이다. grant 신호를 수신하자마자, 스테이트 머신은 상태 S0으로부터 상태 "S1"로 상태 천이를 수행한다. 여기서, 상태 S1은 스테이트 머신이 grant 신호를 수신 또는 전송하는 상태이다. 차일드 노드에 접속된 모든 포트로부터 스테이트 머신이 Self ID 프로세스의 종료를 선언하는 신호를 수신하는 "all_child_port_identified = true"의 조건하에서, 스테이트 머신은 상태 S1로부터 상태 S4로의 상태 천이를 수행한다. 한편, 차일드 노드에 접속된 포트로부터 스테이트 머신이 Data_prefix 신호를 수신하면, 스테이트 머신은 상태 S1로부터 상태 "S2"로의 상태 천이를 수행한다. 여기서, 상태 S2는 스테이트 머신이 Self ID 패킷을 수신하는 상태이다. 스테이트 머신이 패킷의 수신을 종료하고 수신 포트에서 Idle 신호를 검출하면, 상태 S2로부터 상태 S0으로의 상태 천이를 수행한다. 상태 S4는 스테이트 머신이 Self ID 패킷을 전송하는 상태이다. 따라서, 스테이트 머신이 Self ID 패킷의 전송을 완료하여 Self ID 프로세스를 종료하면, 상태 S4로부터 Normal 프로세스에 대응하는 상태 A0으로의 상태 천이를 수행한다. 또한, 본 발명에 직접 관련되지 않는 상태 S3 및 그 천이 조건에 대해서는 설명을 생략한다.

다음으로, Node 1이 네트워크의 중심 노드를 나타내는 루트로서 작용한다는 전제하에, Self ID 프로세스의 동작을 Node 3에 있는 스테이트 머신의 상태 천이를 도시한 도 10을 참조하여 설명한다. Node 2, 3 및 4 각각은 루트(즉, Node 1)로부터 grant 신호(grant 1)를 수신한다. grant 신호를 수신하면, 그들 각각은 그들의 정보를 나타내는 Self ID 패킷을 전송한다. 먼저, Node 1은 "grant 1"을 전송하며, Node 2 및 3은 그것을 중계(또는 릴레이)한다. grant 1을 수신하면, Node 3은 S0으로부터 S1로의 상태 천이를 수행하고, 그 결과, Node 4로 grant 신호(grant 1)를 연속적으로 전송한다. grant 1을 수신하면, Node 4는 패킷의 헤드 부분을 나타내는 Data_prefix 신호에 이어 Self ID 패킷 1을 전송한다. Node 4로부터 Data_prefix 신호를 수신하면, Node 3은 S1로부터 S2로의 상태 천이를 수행하고, 그 결과, grant 1의 중계를 중지한다. 그리고, Node 3은 Node 4에 Idle 신호를 전송함과 동시에, Node 4로부터 주어진 Self ID 패킷 1을 Node 2에 중계한다. Node 4로부터의 Self ID 패킷 1의 수신을 완료하는 시점에서, Node 3의 스테이트 머신은 S2로부터 S0으로 상태 천이를 수행한다. 유사하게, Node 3으로부터 Data_prefix 신호를 수신하는 Node 2는 grant 1의 전송을 중지한다. 또한, Node 2는 Node 3에 Idle 신호를 전송함과 동시에, Node 1에 대하여 Self ID 패킷 1을 중계한다. 그 후, Node 2로부터의 Self ID 패킷 1의 수신을 완료하는 시점에서, Node 1은 다음 grant 신호(grant 2)를 Node 2 및 Node 3에 전송한다. grant 2를 수신하면, Node 3은 S0으로부터 S1로 상태 천이를 수행한다. 이 때, Node 3에 대한 차일드 노드로서 작용하는 Node 4는 Self ID 프로세스를 완료한다. 따라서, Node 3은 S1로부터 S4로 상태 천이를 수행한다. 또한, Node 3은 Data_prefix 신호에 이어 Self ID 패킷 2를 Node 2 및 Node 4에 전송한다. 그런 후, 노드간 통신에 있어서 상술한 과정과 유사한 과정이 반복될 것이다. 그 후, 모든 노드가 그의 Self ID 패킷의 전송을 완료하면, 네트워크는 Self ID 프로세스를 종료한다.

한편, 코딩 방법 및 전송로(transmission path)를 변화시킴으로써 도 11에 도시된 네트워크를 구성하는 것이 가능한데, 그럼으로써, 예컨대 4.5m를 초과하는 비교적 긴 노드간 거리를 사용하여 통신을 실현할 수 있다("P1394b Draft0.10" 참조). 도 11에서, Node 2 및 Node 3 각각은 도 12에서 상세히 도시된 장거리 포트를 사용한다. 장거리 포트의 기능은 주로 전송부와 수신부 두 부분으로 분류된다. 여기서, 장거리 포트의 전송부는 스테이트 머신으로부터 주어진 신호에 대한 전송로 코딩 및 스크램블링(scrambling)을 수행하는 인코더, 병렬 신호를 직렬 신호로 변환하는 병직렬 변환기(parallel-to-serial converter), 및 사용될 전송 매체(또는 전송로)에 따라 그 동작을 의존하는 전송기로 구성된다. 장거리 포트의 수신부는 전송 매체에 따라 그 동작을 의존하는 수신기, 직렬 신호를 병렬 신호로 변환하는 직병렬 변환기(serial-to-parallel converter), 전송로 코드에 대한 디코딩 및 디스크램블링(de-scrambling)을 수행하는 수신 디코더, 및 스테이트 머신으로부터 주어진 전송 신호를 기초로 상위 층의 스테이트 머신을 활성화하여 전송로로부터 주어진 신호를 수신하게 하는 신호를 생성하기 위한 충돌 신호 생성회로로 구성된다. 도 12의 이러한 구성은, 예를 들어, 일본특허출원 평9-269199호에 개시되었다. 장거리 포트의 경우, 전송부를 위한 전송로는 수신부를 위한 전송로와 독립적으로 제공된다. 그러므로, 전이중(full duplex) 통신을 수행하는 것이 가능하다.

그러나 어떤 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 노드간 거리가 4.5m를 초과하는 네트워크 구성에서 노드의 정보를 나타내는 Self ID 패킷이 파손되거나 손상될 가능성이 있다. 이 경우에, 네트워크의 초기화가 정상적으로 완료되지 않는 문제가 있다.

이제, 도 13을 참조하여 Self ID 패킷의 손상에 대해 설명한다. 도 13에서, 루트 노드에 해당하는 Node 1은 grant 신호(grant 1)를 전송한다. 그리하여, Node 2 및 3은 grant 1을 중계한다. 따라서, Node 3은 S0으로부터 S1로 상태 천이를 수행한다. Node 4는 grant 1에 응답하여 패킷의 헤드 부분을 나타내는 Data_prefix 신호에 이어 Self ID 패킷 "1"을 전송한다. Node 3은 Data_prefix 신호를 수신하고, S1로부터 S2로 상태 천이를 일으킨다. 그리하여, Node 3은 Node 4에 대해 grant 1을 중계하는 것을 중지한다. 또한, Node 3은 Idle 신호(Idle 2)를 출력함과 동시에, Node 4로부터 주어진 Self ID 패킷 1을 Node 2에 대하여 중계한다. Node 4로부터의 Self ID 패킷 1의 수신을 완료하면, Node 3은 S2로부터 S0으로 상태 천이를 수행한다. Node 3으로부터 Data_prefix를 수신하면, Node 2는 grant 1의 중계를 중지한다. 또한, Node 2는 Idle 신호(Idle 3)를 Node 3으로 출력함과 동시에, Node 3으로부터 주어진 Self ID 패킷 1을 Node 1에 대하여 중계한다. Node 2로부터의 Self ID 패킷 1의 수신을 완료하면, Node 1은 다음 grant 신호(grant 2)를 Node 2로 전송한다. 만약 Node 2와 3 사이의 거리가 비교적 길다면, Node 3으로부터 Node 2로 전송된 Self ID 패킷 1의 전송 완료 시에, Node 2로부터 주어진 Idle 3이 Node 3에 도달하지 않을 가능성이 있다. 이 경우, Node 3의 스테이트 머신은 Node 2로부터 주어진 grant 1을 자신에게 발행된 grant 신호로 잘못 인식한다. 따라서, Node 3은 S0으로부터 S1로 잘못된 상태 천이를 수행한다. 그런 후, Node 4가 Self ID 프로세스를 종료하기 때문에, Node 3은 S1로부터 S4로 상태 천이를 수행한다. 그 결과, Node 3은 Self ID 패킷 2를 전송하기 시작한다. 따라서, Nodes 1과 2 사이에 이루어진 통신 내의 grant 2와 Self ID 패킷 2 사이에 충돌이 발생한다. 그리하여, Self ID 패킷 2는 손상을 입게 된다.

본 발명의 목적은 노드간 거리가 예컨대 4.5m를 넘는 시리얼-버스 네트워크에서 Self ID 패킷(노드의 정보가 기술된)이 손상되는 것을 방지할 수 있는 신호 송수신 회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 시리얼-버스 네트워크의 초기화를 정상적으로 완료할 수 있도록 하기 위한 신호 송수신 회로를 사용하여 시리얼-버스 네트워크용 Self ID 프로세스를 제공하기 위한 것이다.

신호 송수신 회로는 시리얼-버스 네트워크 내의 스테이트 머신을 갖는 노드에서 이용된 장거리 포트(노드간 거리가 4.5m를 넘는)에 적용 가능하다. 여기서, 신호 송수신 회로는 기본적으로 전송부 및 수신부로 구성된다. 전송부는 스테이트 머신으로부터 주어진 신호에 대해 스크램블링, 코딩 및 변환을 수행하여, 전송로로 전송되는 직렬 신호를 생성한다. 수신부는 전송로로부터 주어진 직렬 신호에 대해 변환, 디스크램블링 및 디코딩을 수행하여 디코딩된 신호를 생성한다. 또한, 제어 신호는 스테이트 머신의 신호로부터 검출되는 Data_prefix 신호, 및 디코딩된 신호로부터 검출되는 Idle 신호 또는 Grant 신호를 기초로 하여 생성된다. 제어 신호는 신규로 생성되는 의사 Idle 신호나 디코딩된 신호 중 어느 하나를 선택적으로 출력하기 위해 선택기를 제어한다. 그 후, 충돌 신호가 선택기의 출력에 따라 생성된다. 따라서, grant 신호와 Self ID 패킷 사이의 충돌을 피할 수 있고, 그리하여 Self ID 패킷이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

스테이트 머신은 고정 상태, 즉 S0(Self ID Start), S1(Self ID Grant), S2(Self ID Receive), S3(Send Speed Capabilities), S4(Self ID Transmit) 및 S5(Self ID Suspend)를 갖도록 설계된다. 여기서, 스테이트 머신은 노드가 다른 노드로부터의 Self ID 패킷을 수신하는 수신 포트에서 Idle를 검출한 후, 패어런트 노드에 접속된 패어런트 포트에서 Idle을 검출할 때까지 Self ID 프로세스를 정지시키기 위해 상태 S5에 배치된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노드간 거리가 비교적 긴 시리얼-버스 네트워크에 응용가능한 신호 송수신 회로의 구성의 한 예를 도시한 블록도.

도 2는 도 1의 신호 송수신 회로를 장착한 노드를 포함하는 시리얼-버스 네트워크에 의해 수행되는 노드간 통신을 나타내는 개략도.

도 3은 도 1에 도시된 선택 제어 회로의 프로세스 내에서의 상태의 천이를 나타내는 상태 천이 다이어그램.

도 4는 도 3의 상태 천이 다이어그램의 변형인 상태 천이 다이어그램.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시리얼-버스 네트워크의 노드 내에 설치될 스테이트 머신의 상태를 나타내는 상태 천이 다이어그램.

도 6은 도 5에 도시된 스테이트 머신을 설치하는 노드를 사용하여 달성된 노드간 통신 내의 절차를 도시한 개략도.

도 7은 트위스트 선의 쌍들을 사용함으로써 노드들 사이에 달성된 노드간 통신의 방식을 도시한 개략도.

도 8은 트위스트 선의 쌍들을 사용함으로써 상호 연결되는 노드들을 갖는 시리얼-버스 네트워크를 위한 구조의 한 예를 도시한 블록도.

도 9는 종래 Self ID 프로세스에 따른 스테이트 머신의 상태를 나타내는 상태 천이 다이어그램.

도 10은 Self ID 프로세스에 따른 노드간 통신 내의 절차를 나타내는 개략도.

도 11은 장거리 노드에 사용되는 장거리 포트를 포함하는 노드를 갖는 시리얼-버스 네트워크를 위한 구조의 한 실시예를 나타내는 블록도.

도 12는 도 11의 시리얼-버스 네트워크의 일부 노드에서 사용된 장거리 포트의 내부 구조를 도시한 블록도.

도 13은 노드간 거리가 4.5m를 초과하는 시리얼-버스 네트워크의 노드들 사이에 통신이 되는 동안 Self ID 패킷이 손상되는 노드간 통신의 한 실시예를 나타낸 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 전송 엔코더 2 : 병직렬 변환기

3 : 전송기 4 : 수신기

5 : 직병렬 변환기 6 : 수신 디코더

7 : Idle/Grant 검출회로 11 : 선택기

도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 노드간 거리가 비교적 긴 시리얼-버스 네트워크에 적용가능한 신호 송수신 회로를 도시한 블록도이다.

도 1의 신호 송수신 회로는 전송 인코더(1), 병직렬 변환기(2), 전송기(3), 수신기(4), 직병렬 변환기(5), 수신 디코더(6), Idle/Grant 검출회로(7), Data_Prefix 검출회로(8), 선택기 제어 회로(9), 의사 Idle 신호 생성회로(10), 선택기(11) 및 충돌 신호 생성회로(12)로 구성된다.

전송 인코더(1)는 병렬 신호를 생성하기 위해 스테이트 머신으로부터 주어진 신호를 전송로 코딩 및 스크램블링하는 기능을 갖는다. 병직렬 변환기(2)는 전송 인코더(1)로부터 주어진 병렬 신호를 직렬 신호로 변환한다. 전송기(3)는 사용될 전송 매체(또는 전송로)의 특성에 의존하는 규정된 형태의 신호로, 병직렬 변환기(2)로부터 주어진 직렬 신호를 변환한다. 그 후, 수신기(4)는 상기 전송 매체에 의존하는 신호를 수신하고, 이어서 상기 신호들을 직병렬 변환기(5)의 특성에 의존하는 신호로 변환한다. 즉, 수신기(4)는 상기 신호를 직렬 신호로 변환한다. 그 후, 직병렬 변환기(5)는 상기 직렬 신호를 병렬 신호로 변환한다. 수신 디코더(6)는 직병렬 변환기(5)로부터 주어진 병렬 신호에 대해 디코딩 및 디스크램블링을 수행한다. Idle/Grant 검출회로(7)는 수신 디코더(6)의 출력으로부터 Idle 신호 또는 Grant 신호를 검출한다. 따라서, Idle/Grant 검출회로(7)는 검출된 신호들을 나타내는 신호들을 출력한다. Data_Prefix 검출회로(8)는 스테이트 머신으로부터 주어진 신호로부터 Data_prefix 신호를 검출한다. 그리하여, Data_Prefix 검출회로(8)는 검출된 신호를 나타내는 신호를 출력한다. 선택기 제어회로(9)는 Idle/Grant 검출회로(7) 및 Data_Prefix 검출회로(8)로부터 각각 출력된 신호에 근거하여 스테이트 머신에 전송될 신호를 제어한다. 의사 Idle 신호 생성회로(10)는 의사 Idle 신호를 생성하여, 스테이트 머신으로 Idle 신호가 의사적으로 출력되도록 한다. 선택기(11)는 선택기 제어 회로(9)의 출력을 기초로, 의사 Idle 신호 생성회로(10)의 출력과 수신 디코더(6)의 출력을 스위칭한다. 충돌 신호 생성회로(12)는 선택기(11)로부터 주어진 수신 신호와 스테이트 머신으로부터 주어진 전송 신호 사이의 충돌로 인한 충돌 신호를 생성한다. 충돌 신호는 스테이트 머신으로 출력된다.

다음에, 도 11에 도시된 시리얼-버스 네트워크의 노드 중 일부에 적용된 상술한 장거리 포트에 제공되는, 도 1의 신호 송수신 회로의 동작에 대해 설명한다. 도 2는 도 11에 도시된 바와 같은 4개의 노드 즉, Node 1, Node 2, Node 3 및 Node 4를 포함하는 시리얼-버스 네트워크에 의해 수행되는 노드간 통신 동작을 도시한다. 편리를 위해, 도 2는 신호 송수신 회로가 스테이트 머신과 별개로 제공되는 방식으로 Node 3을 도시한다. 또한, Node 4는 스테이트 머신의 기능을 포함하는 신호 송수신 회로(즉, DS 포트, 도시 안됨)를 포함한다. 또한, Node 1은 Self ID 프로세스 전에 노드들 사이의 패어런트-차일드 관계를 결정하는 상술한 Tree ID 프로세스에서 다른 노드들에 대한 루트(즉, 패어런트 노드)로서 작용한다.

Self ID 프로세스에서, Node 1은 Node 2가 Node 3에 대해 중계하는 grant 신호(grant 1)를 먼저 전송한다. 그리하여 Node 3은 그의 수신부에 의해 grant 1을 수신한다. Node 3의 수신부에서, Idle/Grant 검출회로(7)는 grant 1을 검출하여, grant 1의 검출을 선택기 제어 회로(9)에 통보한다. 선택기 제어회로(9)는 제어 신호를 선택기(11)로 출력한다. 그리하여, 선택기(11)는 수신 디코더(6)의 출력을 충돌 신호 생성회로(12)로 선택적으로 전송하도록 제어된다. 그리고, Node 3의 스테이트 머신은 S0으로부터 S1로 상태 천이를 수행한다. 또한, Node 3은 grant 1을 Node 4에 중계한다. grant 1을 수신하면, Node 4는 패킷의 헤드 부분을 나타내는 Data_prefix 신호에 이어 Self ID 패킷 1을 Node 3으로 출력한다. Node 4로부터 Data_prefix 신호를 수신하면, Node 3은 S1로부터 S2로 상태 천이를 수행하고, 그 결과, Node 3은 Data_prefix 신호를 Node 2로 중계한다. 이 때, Node 3의 Data_Prefix 검출회로(8)는 Data_prefix 신호를 검출한다. Data_Prefix 검출회로(8)의 출력에 응답하여, 선택기 제어회로(9)가 제어 신호를 출력함으로써, 선택기(11)는 의사 Idle 신호 생성회로(10)의 출력을 충돌 신호 생성회로(12)에 선택적으로 전송하도록 제어된다. 이는 Node 2로부터 주어지는 grant 1을 차단한다. Node 3은 Data_prefix 신호에 이어 Self ID 패킷 1을 Node 2에 대하여 중계한다. Node 3으로부터 Self ID 패킷 1을 수신하면, Node 2는 grant 1을 Node 3으로 중계하는 것을 중단함과 동시에, Idle 신호(Idle)를 Node 3으로 출력한다. Node 2로부터 Idle을 수신하면, Node 3은 Idle/Grant 검출회로(7)에 의해 Idle를 검출한다. 그 후, Idle/Grant 검출회로(7)는 Idle의 검출을 선택기 제어회로(9)에 통보한다. 그리하여, 선택기 제어회로(9)가 제어 신호를 출력함으로써, 선택기(11)는 수신 디코더(6)의 출력을 충돌 신호 생성회로(12)에 선택적으로 전송하도록 제어된다. Node 3의 장거리 포트는 제어를 normal 프로세스로 되돌린다. 그 후, 도 1의 신호 송수신 회로를 이용하는 시리얼-버스 네트워크는 도 11에 도시된 상술한 시리얼-버스 네트워크와 유사하게 동작한다. 그러므로, Node 3은 루트(즉, Node 1)로부터 주어진 grant 신호(grant 2)에 응답하여 Self ID 패킷 2를 다른 노드로 전송할 것이다.

도 3은 선택기 제어 회로(9)의 전체적인 프로세스를 도시한 상태 천이 다이어그램이다. 선택기 제어 회로(9)의 전체적인 프로세스는 3개의 상태 즉, C0, C1 및 C2로 구성된다. 여기서, 상태 C0 및 C1은 모두 "Cout = 1"로 표시되는 출력을 제공하고, 반면에 상태 C2는 "Cout = 0"으로 표시되는 출력을 제공한다. 여기서, 상태 C0, C1 및 C2의 출력들 각각은 선택기(11)로 입력되는 상술한 제어 신호에 대응한다. 선택기(11)는 Cout = 1의 제어 신호를 입력할 때 수신 디코더(6)의 출력을 선택하고, 반면에 Cout = 0의 제어 신호를 입력할 때, 의사 Idle 신호 생성회로(10)의 출력을 선택한다. C0으로부터 C1로의 상태 천이는 선택기 제어회로(9)가 grant 신호(Grant)의 검출을 감지할 때 발생한다. C1로부터 C2로의 상태 천이는 Data_prefix 신호의 검출을 감지할 때 발생한다. 또한, C2로부터 C0으로의 상태 천이는 Idle 신호의 검출을 감지할 때 발생한다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이 grant 신호의 검출이 생략되도록, 도 3의 상태 천이 프로세스를 변형하는 것이 가능하다.

도 5는 시리얼-버스 네트워크의 노드에 사용된 스테이트 머신에 의해 실행되는 Self ID 프로세스의 상태 천이 절차를 도시한 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 스테이트 머신은 5개의 상태 즉, S0(Self-ID Start), S1(Self-ID Grant), S2(Self-ID Receive), S3(Send Speed Capabilities), S4(Self-ID Transmit) 및 S5(Self-ID Suspend)를 제공한다.

상태 S0은 Self ID 프로세스의 초기 상태이다. grant 신호를 수신하면, (루트 노드의) 스테이트 머신은 S0으로부터 S1로 상태 천이를 수행한다. 상태 S1에서, grant 신호는 Self ID 프로세스를 완료하지 않는 (차일드) 노드들에 각각 접속된 포트들 중에서 포트 번호가 가장 작은 포트로 출력된다. 또한, Data_prefix 신호는 다른 포트들로 출력된다. grant 신호가 출력되는 포트가 Data_prefix 신호를 수신하면, S1로부터 S2로 상태 천이가 일어난다. "접속된" 모든 차일드 노드가 각각 Self ID 프로세스를 완료하면, S1로부터 S4로 상태 천이가 일어난다. 상태 S2에서, Self ID 패킷은 수신 포트 이외의 포트들에 대해 중계된다. 수신 완료 후, S2로부터 S5로 상태 천이가 일어난다. 상태 S3에서, 스테이트 머신은 최대로 허용가능한 전송 속도를 나타내는 "Speed Signal"을 출력한다. 상태 S4에서, 스테이트 머신은 Self ID 패킷을 전송한다. 패어런트 노드에 접속된 포트가 Data_prefix 신호를 검출하면, S4로부터 Normal 프로세스에 해당하는 A0으로 상태 천이가 일어난다. 또한, 스테이트 머신은 패어런트 노드에 접속된 포트가 Idle를 입력할 때까지 상태 S5를 유지한다. 포트가 Idle를 입력하면, S5로부터 S0으로 상태 천이가 일어난다.

다음에, 도 6을 참조하여 시리얼-버스 네트워크의 노드(Node 1-4)에 의해 이루어진 노드간 통신에 대해 설명한다. 여기서, Node 3에는 도 5의 상술한 스테이트 머신이 설치되어 있다. 도 6은 Node 3 내에 설치된 스테이트 머신의 상태들의 천이뿐만 아니라 노드간 통신의 절차도 도시한다.

grant 신호(grant 1)의 수신 시, Node 3은 S0으로부터 S1로 상태 천이를 수행한다. 그리하여, Node 3은 grant 1을 Node 4로 전송한다. grant 1을 수신하면, Node 4는 패킷의 헤드 부분을 나타내는 Data_prefix 신호에 이어 Self ID 패킷 1을 송신한다. Self ID 패킷 1의 헤드 부분에 해당하는 Data_prefix 신호를 수신하면, Node 3은 S1로부터 S2로 상태 천이를 수행하고, 그 결과, Node 3은 Self ID 패킷 1을 수신하기 위한 상태에 놓인다. Self ID 패킷 1의 수신을 완료한 후, Node 3의 수신 포트가 Idle 신호를 수신하면, Node 3의 스테이트 머신은 S2로부터 S5로 상태 천이를 수행한다. 그런 후, Node 2는 Self ID 패킷 1의 헤드 부분에 해당하는 Data_prefix 신호를 수신한다. 그리하여, Node 2는 grant 1의 출력을 중지하고, Idle 신호(Idle 3)를 Node 3으로 전송하기 시작한다. Idle 3을 수신하면, Node 3은 S5로부터 S0으로 상태 천이를 수행한다. 그 후, Node 3의 스테이트 머신은 전술한 절차와 유사한 절차를 수행한다. 그리하여, Node 3은 그의 Self ID 프로세스를 완료한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같이 요약될 다양한 기술적 특징 및 효과를 갖는다:

(1) 비록 시리얼-버스 네트워크의 노드들 사이의 노드간 거리가, 예컨대, 4.5m를 초과하더라도, Self ID 프로세스에서 노드가 동일한 grant 신호에 응답하여 다른 노드들에 Self ID 패킷을 잘못 전송하는 오전송(false transmission)을 방지할 수 있다. 그 결과, Self ID 패킷이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

(2) 전송부 및 수신부를 포함하는 본 발명의 신호 송수신 회로는 시리얼-버스 네트워크 내에 스테이트 머신을 설치하고 있는 노드에 사용된 장거리 포트에 적용할 수 있다. 신호 송수신 회로는 수신 디코더 및 의사 Idle 신호의 출력을 스위칭하고, Data_prefix 및 Idle 또는 Grant의 검출을 기초로 선택기 제어회로에 의해 제어되는 선택기뿐만 아니라, Data_Prefix 검출, Idle/Grant 검출 및 의사 Idle 생성회로를 구비하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 전송부가 스테이트 머신으로부터 Data_prefix 신호를 검출하면, 수신부에 의해 검출된 Grant 신호는 의사 Idle 신호로 변환되어, 스테이트 머신으로 전송된다. 이러한 의사 Idle 신호를 이용하여, 노드에 사용된 기존의 스테이트 머신은 Grant 신호를 잘못 인식했을 때조차 Self ID 패킷의 오전송을 방지할 수 있다. 그리하여, 시리얼-버스 네트워크를 정상적으로 초기화하는 것이 가능하다.

(3) 본 발명의 Self ID 프로세스는 Self ID 패킷 수신 상태(S2)로부터 초기 상태(S0)로 상태 천이를 하는 동안, Self ID 프로세스를 정지하기 위한 Self ID Suspend 상태(S5, 도 5 참조)를 제공하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 스테이트 머신은 Self ID 패킷을 수신하는 수신 상태로부터, 패어런트 노드에 접속된 포트가 Idle을 입력할 때까지 스테이트 머신이 정지되는 "Self ID Suspend"의 상태로 상태 천이를 수행하도록 설계된다. 그리하여, 스테이트 머신이 잘못된 grant 신호에 응답하는 것을 방지할 수 있으므로, 정상적으로 시리얼-버스 네트워크의 초기화를 수행하는 것이 가능하다.

본 발명은 주요 특성의 기본 개념을 벗어나지 않고 여러 형태로 실행될 수 있기 때문에, 본 발명은 제한되지 않고, 본 발명의 범위가 상술한 내용외에 청구범위에 의해 한정되기 때문에, 청구범위를 만족시키는 범위내에서 모든 변형이 이루어질 수 있다.

Claims

패어런트-차일드 관계들(parent-child relationships)을 가지는 복수의 노드들에 적용가능한 시리얼-버스(serial-bus) 장치의 신호 송-수신 회로에 있어서,

패어런트 노드로부터 Grant 신호를 수신한 후, 차일드 노드로부터 Self ID 패킷을 수신하면, 상기 신호 송-수신 회로의 노드는 상기 패어런트 노드로부터 Idle 신호를 수신할 때까지, 패어런트 노드로부터 Grant 신호가 전송되는 것을 차단하는, 시리얼-버스 장치의 신호 송-수신 회로.
패어런트-차일드 관계들을 가지는 복수의 노드들에 적용가능한 시리얼-버스 장치의 신호 송-수신 회로에 있어서,

패어런트 노드로부터 Grant 신호를 수신한 후, 차일드 노드로부터 Self ID 패킷을 수신하면, 상기 신호 송-수신 회로의 노드는 상기 패어런트 노드로부터 Idle 신호를 수신할 때까지, 의사(pesudo) Idle 신호를 생성함으로써 패어런트 노드로부터 Grant 신호가 전송되는 것을 차단하는, 시리얼-버스 장치의 신호 송-수신 회로.
패어런트-차일드 관계들을 가지는 복수의 노드들에 적용가능한 시리얼-버스 장치의 신호 송-수신 회로에 있어서,

패어런트 노드로부터 Grant 신호를 수신한 후, 차일드 노드로부터 Self ID 패킷을 수신하면, 상기 신호 송-수신 회로의 노드는 상기 패어런트 노드로부터 Idle 신호를 수신할 때까지, 패어런트 노드로부터 Grant 신호가 전송되는 것을 차단하는 스탠드-바이(stand-by) 상태에 놓여지는, 시리얼-버스 장치의 신호 송-수신 회로.
패어런트-차일드 관계들을 가지는 복수의 노드들에 적용가능한 시리얼-버스 장치의 신호 송-수신 회로에 있어서:

패어런트 노드로부터 Grant 신호를 수신한 후, 차일드 노드로부터 Self ID 패킷을 수신하면, 상기 패어런트 노드에 상기 Self ID 패킷을 전송하기 위한 전송수단;

상기 전송수단에 의해 전송된 Self ID 패킷의 선두를 나타내는 Data_prefix 신호를 검출하기 위한 Data_prefix 검출회로; 및

상기 Data_prefix 신호 검출회로가 상기 Data_prefix 신호를 검출하면, 상기 패어런트 노드로부터 Idle 신호를 수신할 때까지, 패어런트 노드로부터 Grant 신호가 전송되는 것을 차단하도록 의사 Idle 신호를 생성하는 의사 Idle 신호 생성수단을 포함하는, 시리얼-버스 장치의 신호 송-수신 회로.
제 4 항에 있어서,

상기 패어런트 노드로부터의 상기 Idle 신호의 수신을 검출하면, 상기 의사 Idle 신호의 생성을 중지하도록 상기 의사 Idle 신호 생성수단을 제어하기 위한 Idle 검출회로를 더 포함하는, 시리얼-버스 장치의 신호 송-수신 회로.
제 5 항에 있어서,

상기 의사 Idle 신호 생성수단은:

Idle 신호를 생성하는 Idle 신호 생성회로;

상기 Idle 신호 생성회로의 Idle 신호 또는 상기 패어런트 노드로부터 주어진 Idle 신호 중 하나를 출력하기 위한 선택기(selector); 및

상기 Data_prefix 검출회로가 상기 Data_prefix 신호를 검출하는 시간과 상기 Idle 검출회로가 상기 패어런트 노드로부터의 상기 Idle 신호의 수신을 검출하는 시간 사이의 기간에는 상기 Idle 신호 생성회로의 Idle 신호를 출력하도록 상기 선택기를 제어하고, 상기 기간을 제외한 기간에는 상기 패어런트 노드의 Idle 신호를 정상적으로 출력하도록 상기 선택기를 제어하는 선택기 제어 회로를 포함하는, 시리얼-버스 장치의 신호 송-수신 회로.
제 6 항에 있어서,

다른 노드로부터 주어진 직렬 신호를 병렬 신호로 변환하기 위한 직병렬 변환 회로;

디코딩된 신호를 상기 선택기에 출력하기 위해, 상기 직병렬 변환 회로에 의해 생성된 병렬 신호를 디코딩하는 디코딩 회로;

코딩된 신호를 생성하기 위해 전송 수단의 출력 신호를 코딩하는 코딩 회로; 및

상기 코딩 회로에 의해 코딩되는 상기 코딩된 신호를 직렬 신호로 변환하기 위한 병직렬 변환 회로를 더 포함하는, 시리얼-버스 장치의 신호 송-수신 회로.
제 7 항에 있어서,

상기 시리얼-버스 장치는 IEEE 1394 표준을 기초로 하는, 시리얼-버스 장치의 신호 송-수신 회로.
패어런트-차일드 관계들을 가지는 복수의 노드들에 적용가능한 시리얼-버스 장치의 신호 송-수신 회로에 있어서, 상기 신호 송-수신 회로는:

상기 신호 송-수신 회로의 노드가 초기 상태에서 패어런트 노드로부터 Grant 신호를 수신할 때, Grant 신호 수신 상태로 상태 천이를 개시하는 단계;

상기 노드가 상기 Grant 신호 수신 상태에서 차일드 노드로부터 Self ID 패킷을 수신할 때, Self ID 패킷 수신 상태로 상태 천이를 개시하는 단계;

상기 노드가 상기 Self ID 패킷 수신 상태에서 상기 Self ID 패킷의 수신을 완료할 때, Idle 대기 상태로 상태 천이를 개시하는 단계;

상기 Grant 신호 수신 상태에서 모든 차일드 노드들이 각각 Self ID 패킷들의 전송을 완료하면, Self ID 패킷 전송 상태로 상태 천이를 개시하는 단계; 및

상기 노드가 상기 Idle 대기 상태에서 상기 패어런트 노드로부터 Idle 신호를 수신할 때, 상기 초기 상태로 상태 천이를 개시하는 단계를

포함하는 Self ID 프로세스 방법을 채용하는, 시리얼-버스 장치의 신호 송-수신 회로.
패어런트-차일드 관계들을 가지는 복수의 노드들에 적용가능한 시리얼-버스 장치의 신호 송-수신 회로에 있어서, 상기 신호 송-수신 회로는:

상기 신호 송-수신 회로의 노드가 초기 상태(S0)에서 패어런트 노드로부터 Grant 신호를 수신할 때, 상태(S1)로 상태 천이를 개시하는 단계;

상기 노드가 상기 상태(S1)에서 차일드 노드로부터 Self ID 패킷을 수신할 때, 상태(S2)로 상태 천이를 개시하는 단계;

상기 노드가 상태(S2)에서 상기 Self ID 패킷의 수신을 완료할 때, 상태(S5)로 상태 천이를 개시하는 단계;

상태(S1)에서 모든 차일드 노드들이 각각 Self ID 패킷들의 전송을 완료하면, 상태(S4)로 상태 천이를 개시하는 단계; 및

상기 노드가 상태(S5)에서 상기 패어런트 노드로부터 Idle 신호를 수신할 때, 초기 상태(S0)로 상태 천이를 개시하는 단계를

포함하는 Self ID 프로세스 방법을 채용하는, 시리얼-버스 장치의 신호 송-수신 회로.
제 10 항에 있어서,

상기 시리얼-버스 장치는 IEEE 1394 표준을 기초로 하는, 시리얼-버스 장치의 신호 송-수신 회로.
패어런트-차일드 관계들을 가지는 복수의 노드들에 적용가능한 신호 송-수신 회로의 제어 방법에 있어서, 상기 방법은:

상기 신호 송-수신 회로의 노드가 초기 상태에서 패어런트 노드로부터 Grant 신호를 수신할 때, Grant 신호 수신 상태로 상태 천이를 개시하는 단계;

상기 노드가 상기 Grant 신호 수신 상태에서 차일드 노드로부터 Self ID 패킷을 수신할 때, Self ID 패킷 수신 상태로 상태 천이를 개시하는 단계;

상기 노드가 상기 Self ID 패킷 수신 상태에서 상기 Self ID 패킷의 수신을 완료할 때, Idle 대기 상태로 상태 천이를 개시하는 단계;

상기 Grant 신호 수신 상태에서 모든 차일드 노드들이 각각 Self ID 패킷들의 전송을 완료하면, Self ID 패킷 전송 상태로 상태 천이를 개시하는 단계; 및

상기 노드가 상기 Idle 대기 상태에서 상기 패어런트 노드로부터 Idle 신호를 수신할 때, 상기 초기 상태로 상태 천이를 개시하는 단계를 포함하는, 신호 송-수신 회로의 제어 방법.
패어런트-차일드 관계들을 가지는 복수의 노드들에 적용가능한 신호 송-수신 회로의 제어 방법에 있어서, 상기 방법은:

상기 신호 송-수신 회로의 노드가 초기 상태(S0)에서 패어런트 노드로부터 Grant 신호를 수신할 때, 상태(S1)로 상태 천이를 개시하는 단계;

상기 노드가 상기 상태(S1)에서 차일드 노드로부터 Self ID 패킷을 수신할 때, 상태(S2)로 상태 천이를 개시하는 단계;

상기 노드가 상태(S2)에서 상기 Self ID 패킷의 수신을 완료할 때, 상태(S5)로 상태 천이를 개시하는 단계;

상태(S1)에서 모든 차일드 노드들이 각각 Self ID 패킷들의 전송을 완료하면, 상태(S4)로 상태 천이를 개시하는 단계; 및

상기 노드가 상태(S5)에서 상기 패어런트 노드로부터 Idle 신호를 수신할 때, 초기 상태(S0)로 상태 천이를 개시하는 단계를 포함하는, 신호 송-수신 회로의 제어 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 제어 방법은 IEEE 1394 표준을 기초로 시리얼-버스 네트워크에 의해 접속된 각 노드에 ID가 인가되는 Self ID 프로세스에 대응하는, 신호 송-수신 회로의 제어 방법.