KR100377800B1 - 셀 버스 상에서 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2 정합 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 IMT-2000 비동기 시스템에서 셀 버스(Cell Bus)를 이용하여 유토피아 레벨1(UTOPIA level1)과 유토피아 레벨2를 정합하는 장치에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 IMT-2000 비동기 시스템에서 ATM 셀 버스를 통해 보드간 데이터 전송시 유토피아 레벨1을 지원하는 물리계층 디바이스(PHY Device)와 유토피아 레벨2를 지원하는 물리계층 디바이스를 정합함으로써, ATM 셀을 사용하는 모든 시스템(ADSL)에 사용할 수 있도록 하고, 셀 버스 통신시 유토피아 레벨2를 적용하여 유토피아 레벨1을 지원하는 디바이스를 유토피아 레벨2를 지원하는 디바이스와 정합하여 기존의 보드와 호환성의 문제를 해결하고, 라우팅(routing)을 위한 주변 로직을 제거하여 보드의 사이즈를 줄일 수 있도록 한 것이다.

Description

셀 버스 상에서 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2 정합 방법{Method for matching of UTOPIA level1 and UTOPIA level2 on cell bus}

본 발명은 셀 버스 상에서 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2 정합 방법에 관한 것으로, 특히 IMT-2000 비동기 시스템에서 셀 버스(Cell Bus)를 이용하여 유토피아 레벨1(UTOPIA level1)과 유토피아 레벨2를 정합함으로써, ATM 셀을 사용하는 모든 시스템에 사용할 수 있도록 하고, 셀 버스 통신시 유토피아 레벨2를 적용하여 유토피아 레벨1을 지원하는 디바이스를 유토피아 레벨2를 지원하는 디바이스와 정합하여 기존의 보드와의 호환성 문제를 해결할 수 있도록 한 것이다.

여기서, 상기 유토피아((UTOPIA, Universal Test Operations PHY Interface for ATM)는 ATM의 프로토콜 처리용 LSI(Large Scale Integration)의 전기적인 인터페이스 명세(明細)를 말한다.

일반적으로 ATM(Asynchronous Transfer Mode, 비동기 전송 모드) 프로토콜 구조는 OSI(Open Systems Interconnection, 개방형 시스템간 상호 접속) 계층 모델을 따르며, 기존의 N-ISDN 프로토콜의 구조를 확장해서 정의하고 있다.

한편 상기 각 계층은 각각의 고유 기능을 가지며, 어떤 임의의 계층 서비스는 바로 밑 계층의 서비스를 이용해서 실현된다. 상기 ATM 프로토콜 계층 구조는 크게 물리계층, ATM 계층, ATM 적응 계층(AAL, ATM Adaptation Layer), 상위 계층(Higher layer)으로 구성되며, 상기 각 계층에 대한 설명은 다음과 같다.

상기 물리계층은 ATM 셀을 운반하기 위한 전송자원을 제공하는 기능을 가지며, 물리 매체 부계층(PM, Physical Medium Sublayer)과 전송 수렴 부계층(TC, Transmission Convergence Sublayer)으로 구성된다. 상기 ATM 계층은 전송 방식에 의존하지 않는 ATM 통신을 실현하기 위한 계층으로서 셀의 다중분리, 가상 채널 및 가상 경로 선택, 셀 헤더 생성 및 삭제 기능 등을 갖는다. 상기 ATM 적응 계층(AAL)은 ATM 계층과 상위 계층의 중간에 위치하며, 정보를 셀 구성에 적합하도록 일정 길이로 잘라서 전송한다. 이때 동반하는 양자화 효과의 흡수, 전송 에러 혹은 폭주에 의한 셀 손실 및 에러의 보상, ATM 계층 고유의 동작을 상위 계층에 대해 은폐시키는 기능을 갖는다.

현재 ATM ESS(Electronic Still Store, 정지 화상 축적 장치) 교환기 정합의 저속보드 LSAA(Low Speed ATM layer b'dAssy, 저속 ATM 계층 보드)와 LSPA(Low Speed PHY layer b'dAssy, 저속 물리 계층 보드)간의 셀 포맷은 3바이트(bytes)의 더미 헤더(dummy header)를 붙인 방식이다. 즉, 기존 저속 가입자 보드에서 ATM 계층(layer)과 PHY 계층간의 셀 전송 방식은 첨부한 도면 도 1과 같은 독자적인(proprietary) 셀 포맷을 사용하였다.

도 1은 종래 기술에 따른 ATM 포맷도를 나타낸 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 3바이트의 독자적인 부가 필드와 5바이트의 헤더 필드와 48바이트의 정보 필드로 구성된다. 상기 헤더 필드와 정보 필드는 표준 셀에서 정의한 영역으로서 GFC(Generic Flow Control) 영역, VP(Virtual Path Identifier) 영역, VCI(Virtual Channel Identifier), PT(Payload Type) 영역, HEC(Header Error Control) 영역, CLP(Cell Loss Priority) 영역으로 구성된다.즉, 상기의 셀 포맷은 ATM 포럼에서 제시한 셀 포맷에 비해 3바이트라는 독자적인 부가 영역을 가지고 있었다.

또한, 상기 저속 ATM 계층 보드(LSAA)에서 상기 저속 물리 계층 보드(LSPA)로의 셀 전송은 멀티플렉서(MUX)를 사용하는 일종의 브로드캐스트(broadcast, 동시 전송)식이어서, 각 보드는 16비트(bit)의 보드번호(board bit map)를 체크하여 자신한테 온 것인지를 판단하고, 자신한테 온 것일 경우 링크번호를 체크하여 해당 포트를 통해 셀을 전송하였다.

반면 상기 저속 물리 계층 보드(LSPA)에서 상기 저속 ATM 계층 보드(LASS)로 전송시에는 53바이트의 셀에 3바이트의 헤더를 붙인 다음 ATM 계층(ATM layer)으로 클래브(clav) 신호를 전송하고 이후 인에이블(enable) 신호를 받아 셀을 전송하는 직접 상태(direct status) 방식을 사용하였다.

상술한 기존의 방식은 지금까지 ATM 셀을 처리하는 디바이스들을 유토피아 레벨1을 이용하여 목적지 보드에서 취합하여 먹스(mux)를 이용하여 셀을 처리하였다.

따라서, 프로세서의 성능저하, 라우팅(routing) 기능을 위한 다른 디바이스(device)가 필요하게 되며, 이로 인해 구성이 복잡해지는 문제점을 가진다.

또한, 여러 개의 디바이스를 사용하여 공간을 많이 필요로 하게 되므로 시스템의 집적도가 많이 떨어졌고, 디버깅하는데도 많은 시간이 소요되는 문제점을 가진다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은 IMT-2000 비동기 시스템에서 ATM 셀 버스를 통해 보드간 데이터 전송시 유토피아 레벨1을 지원하는 물리계층 디바이스(PHY Device)와 유토피아 레벨2를 지원하는 물리계층 디바이스를 정합함으로써, 셀 버스 통신시 유토피아 레벨2를 적용하여 유토피아 레벨1을 지원하는 디바이스를 유토피아 레벨2를 지원하는 디바이스와 정합하여 기존의 보드와의 호환성 문제를 해결하고, 라우팅을 위한 주변 로직을 제거할 수 있으므로 보드의 사이즈를 줄일 수 있도록 한 셀 버스 상에서 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2 정합 기능 구현 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

AAL5, AAL1, AAL0을 지원하는 MPC860 SAR 드라이브에서 셀을 생성하여 PHY 레이어인 유토피아 레벨1 디바이스로 전송하는 단계와;

상기 전송된 셀을 유토피아 레벨2 규격에 따라 유토피아 레벨2 PHY 디바이스가 셀을 수신하는 단계와;

상기 유토피아 레벨2 PHY 디바이스에서 수신된 셀을 각각의 FIFO 큐에 저장한 후, 유토피아 레벨2 셀 버스로 전송하는 단계와;

상기 유토피아 레벨2 셀 버스 디바이스에서 상기 수신되는 셀이 어느 포트에서 들어온 셀인지를 판별하여 인식 변환 테이블에 따라 목적지 어드레스와 라우팅될 포트의 주소를 셀 헤더(Cell Header)에 붙여서 셀 버스로 전송하는 단계와;

상기 셀 버스에 전송된 셀을 셀 버스 어드레스에 따라 디바이스에 수신하고, 상기 셀을 수신한 유토피아 디바이스가 유토피아 레벨2를 지원하는지 유토피아 레벨1을 지원하는지 판별하는 단계와;

상기 판별 결과 상기 셀을 수신한 유토피아 디바이스가 유토피아 레벨2를 지원하는 디바이스일 경우 상기 포트 어드레스에 따라 각 포트 큐에 쌓였다가 전송하는 단계와;

상기 판별 결과 상기 셀을 수신한 디바이스가 유토피아 레벨1을 지원하는 디바이스일 경우 상기 포트 어드레스는 무시하고, ATM SAR 드라이브로 전송하는 단계로 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 ATM 포맷도를 나타낸 도면이고,

도 2는 본 발명에 의한 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2 정합에 사용되는 구성을 나타낸 도면이며,

도 3은 본 발명에 의한 보드 내의 유토피아 정합과 셀 버스간 유토피아 정합 블록도를 나타낸 도면이고,

도 4는 본 발명에 의한 셀 버스 상에서 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2 정합 방법을 나타낸 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 ..... 유토피아 레벨2 디바이스

20 ..... 유토피아 레벨2 셀 버스 디바이스

30 ..... 유토피아 레벨1 디바이스

40 ..... 유토피아 레벨1 셀 버스 디바이스

이하, 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 「셀 버스 상에서 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2 정합 방법」의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2 정합에 사용되는 구성을 나타낸 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 유토피아 레벨2 디바이스(10)는 라우팅에 관련된 디바이스로서 다중 포트와 최대 16개의 포트를 지원한다. 상기 각 포트는 다른 보드로 가는 경로로서 그 라우팅 테이블은 셀 버스 디바이스(20)가 관리한다.

상기 셀 버스 디바이스(20)는 셀 버스 정합 기능과 유토피아 레벨2 정합기능을 가진다. 여기서, 상기 셀 버스 정합 기능은 셀 버스의 경로와 에러 체크 기능을 가지며, 유토피아 레벨2 정합 기능은 각 셀 버스 디바이스에서 각 포트로의 라우팅 경로와 에러 체크 기능을 가진다.

다음으로, 유토피아 레벨1 디바이스(30)는 유토피아 레벨2 디바이스(10)의 라우팅 경로가 없기 때문에 에러가 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 라우팅 테이블 상의 에러 체크 부분을 프로그램화하여 제공하여야 한다.

상술한 바와 같이 유토피아 레벨2를 통하여 라우팅을 주변 로직없이 구현할 수 있으며, 기존의 유토피아 레벨1 디바이스(30)와 호환하여 사용할 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 보드내 유토피아 정합과 셀 버스간 유토피아 정합 블록도를 나타낸 도면으로서, ATM SAR(Segmentation And Reassembly, 분할과 조립 ; ATM의 AAL의 하위 부층, AAL 상위 부층인 CS(Convergence Sublayer)로부터의 데이터 유닛을 여러 개의 셀로 분할하여 ATM 층에 건네주거나, 반대로 ATM 층으로부터 수취한 셀을 원래의 데이터 유닛에 조립하여 CS에 건네준다) 디바이스로부터 ATM 셀이 유토피아를 통하여 전송되어지는 과정을 도시한 것이다.

이에 도시된 바와 같이, AAL5, AAL1, AAL0을 지원하는 MPC860 SAR 드라이브(100)에서 셀을 생성하여 PHY(Physical layer protocol) 레이어인 유토피아 레벨1 디바이스(200)로 전송한다. 상기 전송된 셀을 유토피아 레벨2 규격에 따라 유토피아 레벨2 PHY 디바이스(300)가 셀을 수신한다. 상기 유토피아 레벨2 PHY 디바이스(300)는 16개의 멀티 포트를 지원하며, 각 포트에서 수신된 셀은 각각의FIFO(First-in First-out, 선입선출) 큐에 저장되었다가 유토피아 레벨2 셀 버스로 전송되어진다.

다음으로, 상기 유토피아 레벨2 셀 버스 디바이스(400)는 상기에서 수신되는 셀이 어느 포트에서 들어온 셀인지를 인식 변환 테이블에 따라 목적지 어드레스(destination address)와 라우팅 될 포트의 주소를 셀 헤더(Cell Header)에 붙여서 셀 버스에 실리게 된다.

한편, 상기에서 셀 버스에 실린 셀은 셀 버스 어드레스에 따라 디바이스에 수신되어지고, 이를 수신한 유토피아 디바이스가 유토피아 레벨2를 지원하는 디바이스라면, 포트 어드레스에 따라 각 포트 큐에 쌓였다가 전송되어진다. 만약 상기 셀을 수신한 디바이스가 유토피아 레벨1을 지원하는 디바이스(500)라면 포트 어드레스는 무시되어져 ATM SAR 드라이브(600)로 전송되어진다.

한편, 유토피아 레벨1을 지원하는 디바이스가 유토피아 레벨2를 지원하는 디바이스로 전송하려면, 하드웨어로 제공되지 않고 있는 CRC(Cyclic Redundancy Check, 순환 중복 검사 ; 데이터 전송시 집단 오류 검출을 위해 사용되는 오류 검출 방식의 일종)-4 체크를 프로그램에서 제공하여야 한다.

다음으로, 유토피아 레벨1에서 사용하지 않는 포트 CRC-4 체크를 사용하여야 하기 때문에 그 당시 규격에서 리저브(Reserve) 되었던 부분을 사용한다. 이것을 하기 위한 CRC-4 체크는 다음과 같다.

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

상기 <표 1>은 멀티 포트 라우팅 포맷도를 나타낸 것으로서,

bit 6~9 비트는 멀티 포트의 번호를 나타내며, 각 유토피아 디바이스는 최대 16개를 지원한다.

bit 4~5는 우선 순위를 나타낸다.

bit 0~3은 CRC-4 체크이다.

상기와 같은 방식으로 멀티 포트 라우팅 테이블을 프로그램하여 유토피아 레벨1 디바이스 라우팅 테이블에 집어넣는다. 라우팅 테이블은 디바이스에 따른 변환 램(Translation RAM)에 상주한다.

다음으로, 셀 버스를 이용한 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2 정합은 유토피아 디바이스 부분에서 멀티 포트 라우팅 포맷(formats)을 만들어 주어 디바이스 부분에서 선택적 라우팅이 될 수 있도록 한다.

예를 들어, 보드 A에서 보드 B의 포트 9번으로 ATM AAL5 타입으로 셀을 전송하고자 한다면, 보드 A에서 셀 라우팅 헤더 부분에서 보드 B 아이디(ID)를 설정하고, 멀티 포트 라우팅 헤더 부분에 포트 넘버와 우선 순위를 포함한 CRC-4 체크를 한다음 테이블을 생성한다.

한편, 셀 라우팅 헤더와 멀티 포트 라우팅 헤더를 포함한 값을 셀 헤더에 추가한 후, ATM 셀 53바이트와 라우팅 헤더 4바이트를 추가해서 총 57바이트로 셀 버스에 전송한다.

다음으로, 상기 해당 셀 버스 디바이스는 라우팅 헤더를 해석하고, 최종 유토피아 레벨2로 전송시 ATM 셀만 전송하며, 유토피아 레벨2 셀 버스 디바이스는 멀티 포트 라우팅 헤더에 따라 각 포트별로 256개의 FIFO 큐가 존재함으로 이 큐에 순차적으로 쌓였다가 유토피아 레벨2 디바이스로 전송되어진다.

한편, 유토피아 레벨1 셀 버스 디바이스는 멀티 포트가 존재하지 않으므로 각 포트별 FIFO 큐를 별도로 만들지 않고 4개의 ATM 셀을 저장할 수 있는 큐를 제공한다. 따라서 멀티 포트 라우팅 헤더 부분은 무시되어 지고 53바이트를 유토피아 레벨1 디바이스로 전송한다.

이렇게 함으로써 각 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2를 사용하는 보드들의 호환성 문제와 라우팅을 위한 보드 사이즈를 줄일 수 있으며, 주변 로직이 필요 없게 된다.

도 4는 본 발명에 의한 셀 버스 상에서 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2 정합 방법을 나타낸 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 단계 ST11에서는 AAL5, AAL1, AAL0을 지원하는 MPC860 SAR 드라이브에서 셀을 생성하여 PHY 레이어인 유토피아 레벨1 디바이스로 전송하고, 단계 ST12에서 상기 전송된 셀을 유토피아 레벨2 규격에 따라 유토피아 레벨2 PHY 디바이스가 셀을 수신한다. 단계 ST13에서는 상기 유토피아 레벨2 PHY 디바이스에서 수신된 셀을 각각의 FIFO 큐에 저장한 후, 유토피아 레벨2 셀 버스로전송한다.

다음으로, 단계 ST14에서는 상기 유토피아 레벨2 셀 버스 디바이스에서 상기 수신되는 셀이 어느 포트에서 들어온 셀인지를 판별하여 인식 변환 테이블에 따라 목적지 어드레스와 라우팅 될 포트의 주소를 셀 헤더(Cell Header)에 붙여서 셀 버스로 전송한다.

단계 ST15에서 상기 셀 버스에 전송된 셀을 셀 버스 어드레스에 따라 디바이스에 수신하고, 단계 ST16에서 상기 셀을 수신한 유토피아 디바이스가 유토피아 레벨2를 지원하는지 유토피아 레벨1을 지원하는지 판별한다. 상기 판별 결과 상기 셀을 수신한 유토피아 디바이스가 유토피아 레벨2를 지원하는 디바이스일 경우 단계 ST17에서 상기 포트 어드레스에 따라 각 포트 큐에 쌓였다가 전송한다.

상기 판별 결과 상기 셀을 수신한 디바이스가 유토피아 레벨1을 지원하는 디바이스일 경우 단계 ST18에서 상기 포트 어드레스는 무시하고, ATM SAR 드라이브로 전송한다. 이때, 유토피아 레벨1을 지원하는 디바이스가 유토피아 레벨2를 지원하는 디바이스로 전송하려면, 하드웨어로 제공되지 않고 있는 CRC(Cyclic Redundancy Check)-4 체크를 프로그램에서 제공한다.

상기와 같은 방식으로 멀티 포트 라우팅 테이블을 프로그램하여 유토피아 레벨1 디바이스 라우팅 테이블에 집어넣는다. 라우팅 테이블은 디바이스에 따른 변환 램(Translation RAM)에 상주한다.

다음으로, 셀 버스를 이용한 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2 정합은 유토피아 디바이스 부분에서 멀티 포트 라우팅 포맷(formats)을 만들어 주어 디바이스부분에서 선택적 라우팅이 될 수 있도록 한다.

이상에서 상술한 본 발명 "셀 버스 상에서 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2 정합 방법"에 따르면, 특별한 외부 인터페이스 없이 바로 유토피아 레벨2, 셀 버스, 유토피아 레벨1 정합을 수행할 수 있으며, 이로 인해 별도의 제어로직이 필요가 없으므로 로직 구성을 간략히 할 수 있는 이점을 가진다.

또한, 하나의 셀 버스 디바이스를 통하여 라우팅 문제를 해결함으로서 프로세서의 부하를 줄여 프로세스의 수행 능력을 향상시킬 수 있으며, 기존의 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2의 정합을 통하여 기존보드를 같이 사용할 수 있는 호환성을 가지는 이점을 가진다.

Claims (3)

1. IMT-2000 비동기 시스템에서 유토피아 정합 방법에 있어서,

   AAL5, AAL1, AAL0을 지원하는 MPC860 SAR 드라이브에서 셀을 생성하여 PHY 레이어인 유토피아 레벨1 디바이스로 전송하는 단계와;

   상기 전송된 셀을 유토피아 레벨2 규격에 따라 유토피아 레벨2 PHY 디바이스가 셀을 수신하는 단계와;

   상기 유토피아 레벨2 PHY 디바이스에서 수신된 셀을 각각의 FIFO 큐에 저장한 후, 유토피아 레벨2 셀 버스로 전송하는 단계와;

   상기 유토피아 레벨2 셀 버스 디바이스에서 상기 수신되는 셀이 어느 포트에서 들어온 셀인지를 판별하여 인식 변환 테이블에 따라 목적지 어드레스와 라우팅 될 포트의 주소를 셀 헤더(Cell Header)에 붙여서 셀 버스로 전송하는 단계와;

   상기 셀 버스에 전송된 셀을 셀 버스 어드레스에 따라 디바이스에 수신하고, 상기 셀을 수신한 유토피아 디바이스가 유토피아 레벨2를 지원하는지 유토피아 레벨1을 지원하는지 판별하는 단계와;

   상기 판별 결과 상기 셀을 수신한 유토피아 디바이스가 유토피아 레벨2를 지원하는 디바이스일 경우 상기 포트 어드레스에 따라 각 포트 큐에 쌓였다가 전송하는 단계와;

   상기 판별 결과 상기 셀을 수신한 디바이스가 유토피아 레벨1을 지원하는 디바이스일 경우 상기 포트 어드레스는 무시하고, ATM SAR 드라이브로 전송하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 셀 버스 상에서 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2 정합 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 버스 디바이스는,

   셀 버스의 경로와 에러 체크하는 셀 버스 정합 기능과 각 셀 버스 디바이스에서 각 포트로의 라우팅 경로와 에러 체크하는 유토피아 레벨2 정합 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 셀 버스 상에서 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2 정합 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 셀을 수신한 디바이스가 유토피아 레벨1을 지원하는 디바이스일 경우 상기 포트 어드레스는 무시하고, ATM SAR 드라이브로 전송하는 단계는,

   멀티 포트 라우팅 테이블을 프로그램하여 유토피아 레벨1 디바이스 라우팅 테이블에 추가하고, 유토피아 디바이스 부분에서 멀티 포트 라우팅 포맷(formats)을 생성하여 디바이스 부분에서 선택적으로 라우팅이 될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 셀 버스 상에서 유토피아 레벨1과 유토피아 레벨2 정합 방법.