KR100386595B1 - 반송파 감지 다중 통신방식(ｃｓｍａ／ｃｄ)을 지원하는통신장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각 주변 기기마다 우선 순위에 따라 비지 체크시간을 다르게 정의하여 보다 안정적인 통신을 제공하기 위한 것으로 하나의 홈버스에 다수개의 주변기기들이 연결되어 있는 홈네트워크에 있어서, 상기 홈버스에 접촉되어 패킷 데이터를 송수신하는 인터페이스 회로와, 내부 주변기기에서 발생한 송신데이터를 홈버스에서 전송되는 물리적인 전송데이터로 변환하여 인터페이스회로를 통해 홈버스상에 출력하는 데이터 송신회로와, 상기 인터페이스 회로를 통해 다른 주변기기로부터 전달되는 데이터 중 자신의 주변기기로 수신한 데이터인지를 판단하는 동시에 현재 홈버스의 상태를 파악하는 데이터 수신회로와, 상기 데이터 수신회로를 통해 현재의 홈버스의 상태를 계속해서 검출하는 충돌검출회로와, 상기 충돌검출회로에서 검출된 홈버스의 상태를 검사하여 상기 데이터 송신회로에서 출력되는 데이터를 제어하는 통신제어부를 포함하여 구성되는데 있다.

Description

반송파 감지 다중 통신방식(ＣＳＭＡ／ＣＤ)을 지원하는 통신장치 및 방법{communication apparatus and method for supporting to Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection}

본 발명은 홈 네트워크 시스템에 관한 것으로, 특히 홈 네트워크에서 홈버스에 연결되는 주변기기들의 반송파 감지 다중 통신 방식(CSMA/CD)을 지원하는 통신장치 및 방법에 관한 것이다.

홈 네트워크 시스템은 말 그대로 가정내의 각종 기기들, 즉, PC, 휴대폰, 냉장고, 세탁기 등 다수개의 주변기기들을 하나의 네트워크로 상호 연결하여 통제하는 시스템을 말한다.

그리고 상호 연결은 홈버스를 통해 상기 다수의 주변기기들이 연결되어 있고, 그 구현을 위해서는 각 주변기기에 여러 가지 신호를 하나로 통합하여 제어할 수 있는 프로토콜(protocol)이 갖추어져야 있어야 한다. 그 중 하나가 CSMA/CD이다.

상기 CSMA/CD 방식 중 가장 중요한 요소로는 다수개의 주변기기가 하나의 홈버스를 사용하고자 할 때 발생되는 충돌을 효율적으로 통신시키는데 있다.

도 1 은 일반적인 CSMA/CD방식의 충돌검출방식을 나타낸 도면이다.

도 1을 보면, 주변기기에 송신하고자하는 데이터를 가지고 있으면, 주변기기는 패킷 데이터를 생성한 후 홈버스가 놀고있는(idle) 상태가 올 때까지 대기하고 있다가 놀고 있는 상태가 되면 일정시간 연속해서 놀고있는 상태인가를 판단하는비지(busy) 체크를 수행한다. 이때 각 주변기기마다 비지 체크하는 시간은 동일하게 정의되어 있다.

그리고 상기 비지 체크 결과 현재 홈버스가 놀고있는(idle) 상태이면 전송하고자하는 데이터를 홈버스를 통해 해당 기기로 전송하고, 상기 비지 체크 결과 현재 홈버스가 비지(busy) 상태이면 임의의 시간동안 지연(delay)시키고, 임의의 시간이 지난 후에 다시 비지 체크를 수행한다.

상기와 같은 방법을 통해 하나의 홈버스에 다수개의 주변기기들이 동시에 전송하고자할 때 이를 적절히 제어한다.

그러나 이러한 방법의 경우는 다음과 같은 문제점이 발생될 수 있다.

도 2 는 일반적인 CSMA/CD방식의 충돌검출방식을 사용하였을 때의 문제점을 나타낸 도면이다.

도 2와 같이, 제 1 송신 주변기기와 제 2 송신 주변기기가 동시에 전송준비를 완료한 후, 홈버스가 놀고있는(idle) 상태에서 비지 체크가 이루어지면, 상기 비지 체크가 끝나는 일정 시간 후 동시에 데이터 전송이 이루어지기 때문에 홈버스에 충돌이 발생하여 전송 오류가 일어나게 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 각 주변 기기마다 우선 순위에 따라 비지 체크시간을 다르게 정의하여 보다 안정적인 통신을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 CSMA/CD방식의 충돌검출방식을 나타낸 도면

도 2 는 일반적인 CSMA/CD방식의 충돌검출방식을 사용하였을 때의 문제점을 나타낸 도면

도 3 은 본 발명에 따른 홈버스상에서 CSMA/CD를 구현하기 위한 홈네트워크의 구성을 나타낸 도면

도 4 는 본 발명에 따른 홈버스상에서 CSMA/CD를 구현하기 위한 홈네트워크의 동작을 나타낸 흐름도

도 5 는 본 발명에 따른 CSMA/CD를 지원하는 통신 방법을 사용했을 때의 동작을 나타낸 도면

도 6 은 본 발명에 따른 패킷 데이터의 구조를 나타낸 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 홈버스 10-1,10-2,10-3 : 주변기기

11 : 인터페이스 회로 12 : 데이터 수신회로

13 : 데이터 송신회로 14 : 충돌 검출회로

15 : 통신 제어부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 CSMA/CD를 지원하는 통신장치의 특징은 하나의 홈버스에 다수개의 주변기기들이 연결되어 있는 홈네트워크에 있어서, 상기 홈버스에 접촉되어 패킷 데이터를 송수신하는 인터페이스 회로와, 내부 주변기기에서 발생한 송신데이터를 홈버스에서 전송되는 물리적인 전송데이터로 변환하여 인터페이스회로를 통해 홈버스상에 출력하는 데이터 송신회로와, 상기 인터페이스 회로를 통해 다른 주변기기로부터 전달되는 데이터 중 자신의 주변기기로 수신한 데이터인지를 판단하는 동시에 현재 홈버스의 상태를 파악하는 데이터 수신회로와, 상기 데이터 수신회로를 통해 현재의 홈버스의 상태를 계속해서 검출하는 충돌검출회로와, 상기 충돌검출회로에서 검출된 홈버스의 상태를 검사하여 상기 데이터 송신회로에서 출력되는 데이터를 제어하는 통신제어부를 포함하여 구성되는데 있다.

이때 상기 데이터 송신회로에서 변환되어 출력되는 데이터는 프리엠블, 수신자 코드, 송신자 코드, 우선순위, 제어코드 그리고 에러코드를 포함하여 구성되는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 CSMA/CD를 지원하는 통신방법의 특징은 각 주변기기마다 우선순위를 지정하고 비지 체크 시간을 우선순위에 따라 서로 다르게 정의하는 정의단계와, 주변기기에서 전송할 데이터가 존재하는지를 판단하여, 전송할 데이터가 있는 경우 데이터 전송 준비를 수행하여 전송할 데이터를 패킷 단위로 홈버스에 맞는 신호로 변환하는 준비단계와, 현재 홈버스의 상태를 판단하여, 비지 상태이면 임의의 시간동안 대기한 후 다시 홈버스의 상태를검사하고, 놀고있는(idle) 상태이면 상기 정의한 비지 체크 시간동안 계속해서 홈버스가 놀고 있는 상태인지를 검사하는 검사단계와, 상기 검사단계 중 홈버스의 상태가 비지 상태로 바뀌면 임의의 시간 동안 대기한 후 다시 홈버스의 상태를 검사하고, 상기 정의된 비지 체크 시간동안 계속해서 홈버스가 놀고 있는 상태이면, 패킷 데이터를 전송하는 전송단계를 포함하여 이루어지는데 있다.

이때 상기 정의단계는 우선순위가 높은 주변기기의 비지 체크시간을 우선순위가 낮은 주변기기의 비지 체크시간 보다 짧은 것을 특징으로 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 CSMA/CD를 지원하는 통신장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 본 발명에 따른 홈버스상에서 CSMA/CD를 구현하기 위한 홈네트워크의 구성을 나타낸 도면이다.

도 3을 보면, 하나의 홈버스(5)에 다수개의 주변기기(10-1)(10-2)(10-3)들이 연결되어 있는 구조로서, 홈버스(5)에 연결된 다수개의 주변 기기들(10-1)(10-2)(10-3)은 홈버스(5)를 사용하기 위하여 경합을 하고, 우선권이 높은 주변 기기가 경합에서 승리하여 홈버스(5) 상에 데이터를 송신한다. 이때의 주변기기로는 냉장고, 세탁기, PC, 에어컨 그리고 전자레인지 등 가정내의 가전제품들을 말한다.

그리고 상기 주변 기기 내에는 별도로 인터페이스회로(12), 데이터 수신회로(12), 데이터 송신회로(13), 충돌검출회로(14) 및 통신 제어부(15)를 구성하고 있다.

상기 인터페이스회로(11)는 홈버스(5)와 접촉되어 직접적으로 데이터를 송수신하는 회로로서, 데이터 송신회로(13)의 출력을 홈버스(5)에 출력하고, 홈버스(5)에 존재하는 전송데이터를 수신하여 데이터 수신회로(12)에 입력한다.

데이터 송신회로(13)는 통신 제어부(15)에서 발생한 송신데이터를 주변기기에서 전송되는 물리적인 전송데이터로 변환하여 인터페이스회로(11)를 통해 홈버스(5)상에 출력하고, 데이터 수신회로는 인터페이스회로(11)로부터 입력한 수신신호를 수신데이터로 변환하고, 현재 홈버스의 상태를 파악하여 충돌검출회로(14)와 통신제어부(15)로 출력한다.

여기서 표준규격에 따른 홈버스(5)는 정보채널과 제어채널로 구분되며, 각각은 트위스티드 페어 케이블로 이루어진다.

충돌검출회로(14)는 송신시에 현재의 송신데이터와 수신데이터를 계속적으로 비트단위로 비교하여, 자신이 송신한 데이터 비트와 상이한 비트가 수신되는 경우, 현재의 홈버스에 다른 주변기기에서 사용하고 있다고 판단하여 충돌감지신호를 통신제어부(15)로 발생시킨다.

통신제어부(15)는 송수신 데이터의 입출력을 제어하며, 송신도중 충돌감지신호를 감지하면, 임의의 대기상태를 유지하며 계속해서 홈버스를 검사한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 CSMA/CD를 지원하는 통신방법의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 는 본 발명에 따른 홈버스상에서 CSMA/CD를 구현하기 위한 홈네트워크의 동작을 나타낸 흐름도이다.

도 4를 보면, 먼저 통신 제어부(15)는 각 주변기기마다 우선순위를 지정하고 비지 체크 시간을 우선순위에 따라 서로 다르게 정의한다(S10).

그리고 주변기기에서 전송할 데이터가 존재하는지를 판단하여(S20), 전송할 데이터가 없는 경우는 임의의 시간동안 대기 상태를 유지한 후(S30), 다시 전송할 데이터가 있는지를 검색한다. 그리고 전송할 데이터가 있는 경우는 데이터 전송 준비를 수행한다(S40).

상기 데이터 전송 준비는 통신 제어부(15)를 통해 여러개의 바이트 데이터로 구성된 패킷 단위의 패킷 데이터를 생성한다. 이때의 패킷 데이터의 구조는 도 6에서 나타내는 바와 같이 프리엠블, 수신자 코드, 송신자 코드, 우선순위, 제어코드 그리고 에러코드로 구성된다. 그리고 이와 같이 구성된 패킷 데이터를 데이터 송신회로에서 송수신 하기 위한 홈버스(5)에 맞는 신호로 변환한다.

이와 같이 전송할 데이터가 패킷 단위로 홈버스(5)에 맞는 신호로 변환되면, 현재 홈버스(5)의 상태가 놀고있는(idle) 상태인가를 판단하여(S50), 상기 판단 결과 비지 상태이면 임의의 시간동안 대기한 후(S80) 다시 홈버스(5)의 상태를 검사한다(S50).

그리고 상기 판단 결과(S50), 홈버스(5)가 놀고 있는 상태이면 상기 통신 제어부(15)에서 정의한 비지 체크 시간동안 계속해서 홈버스(5)가 놀고 있는 상태인지를 검사한다(S70).

그리고 중간에 다시 비지 상태로 바뀌면 임의의 시간 동안 대기한 후(S80)다시 홈버스(5)의 상태를 검사하고, 상기 정의된 비지 체크 시간동안 계속해서 홈버스(5)가 놀고 있는 상태인 경우는 데이터 송신회로(13)에 전송 제어신호를 전달하여 패킷 데이터를 인터페이스 회로(11)를 통해 전송한다(S90).

이와 같은 방법으로 데이터 송수신이 이루어질 때 종래의 문제점이 해결되는 것을 도면을 통해 살펴보면 다음과 같다.

도 5 는 본 발명에 따른 CSMA/CD를 지원하는 통신 방법을 사용했을 때의 동작을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하여 설명하면, 제 1 송신 주변기기와 제 2 송신 주변기기가 전송 준비를 동일하게 마치고 동시에 비지 체크를 수행하고 있다.

이때 제 1 송신 주변기기의 우선순위가 제 2 송신 주변기기의 우선순위보다 높은 것으로 가정하여, 비지 체크 시간을 제 2 송신 주변기기보다 작은 시간으로 정의되어 있다.

따라서 제 1 송신 주변기기와 제 2 송신 주변기기가 동일한 시점에서 비지 체크를 수행하여도 제 1 송신 주변기기의 비지 체크 시간이 더 빨리 종료되어 전송이 이루어지게 된다. 그리고 제 2 송신 주변기기는 후에 비지 체크 시간이 종료되어도 현재 홈버스(5)에는 제 1 송신 주변기기가 사용하고 있으므로 임의의 시간동안 대기상태로 들어가게 되어 두 주변기기간의 충돌을 피할 수 있게된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 CSMA/CD를 지원하는 통신 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 다수개의 주변기기들이 동시에 통신을 시도할 때 데이터간의 충돌을 미리 방지함으로써, 통신 선로상의 통신 장애를 방지할 수 있다.

둘째, 우선순위에 따라 통신하고자 하는 데이터의 시급성이 높을수록 송신될 수 있는 확률이 높아지게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (4)

1. 하나의 홈버스에 다수개의 주변기기들이 연결되어 있는 홈네트워크에 있어서,

   상기 홈버스에 접촉되어 패킷 데이터를 송수신하는 인터페이스 회로와,

   내부 주변기기에서 발생한 송신데이터를 홈버스에서 전송되는 물리적인 전송데이터로 변환하여 인터페이스회로를 통해 홈버스상에 출력하는 데이터 송신회로와,

   상기 인터페이스 회로를 통해 다른 주변기기로부터 전달되는 데이터 중 자신의 주변기기로 수신한 데이터인지를 판단하는 동시에 현재 홈버스의 상태를 파악하는 데이터 수신회로와,

   상기 데이터 수신회로를 통해 현재의 홈버스의 상태를 계속해서 검출하는 충돌검출회로와,

   상기 충돌검출회로에서 검출된 홈버스의 상태를 검사하여 상기 데이터 송신회로에서 출력되는 데이터를 제어하는 통신제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반송파 감지 다중 통신방식을 지원하는 통신 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 데이터 송신회로에서 변환되어 출력되는 데이터는 프리엠블, 수신자 코드, 송신자 코드, 우선순위, 제어코드 그리고 에러코드를 포함하여 구성되는 것을특징으로 하는 반송파 감지 다중 통신방식을 지원하는 통신 장치.
3. 각 주변기기마다 우선순위를 지정하고 비지 체크 시간을 우선순위에 따라 서로 다르게 정의하는 정의단계와,

   주변기기에서 전송할 데이터가 존재하는지를 판단하여, 전송할 데이터가 있는 경우 데이터 전송 준비를 수행하여 전송할 데이터를 패킷 단위로 홈버스에 맞는 신호로 변환하는 준비단계와,

   현재 홈버스의 상태를 판단하여, 비지 상태이면 임의의 시간동안 대기한 후 다시 홈버스의 상태를 검사하고, 놀고있는(idle) 상태이면 상기 정의한 비지 체크 시간동안 계속해서 홈버스가 놀고 있는 상태인지를 검사하는 검사단계와,

   상기 검사단계 중 홈버스의 상태가 비지 상태로 바뀌면 임의의 시간 동안 대기한 후 다시 홈버스의 상태를 검사하고, 상기 정의된 비지 체크 시간동안 계속해서 홈버스가 놀고 있는 상태이면, 패킷 데이터를 전송하는 전송단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반송파 감지 다중 통신 방식을 지원하는 통신방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 정의단계는 우선순위가 높은 주변기기의 비지 체크시간을 우선순위가 낮은 주변기기의 비지 체크시간 보다 짧은 것을 특징으로 하는 반송파 감지 다중 통신 방식을 지원하는 통신방법.