KR100795441B1

KR100795441B1 - 짧은 대기시간의 인터럽트 및 제어 신호, 핫플러그 에러 검출 및 복구, 그리고 대역폭 할당을 하는 통신 버스

Info

Publication number: KR100795441B1
Application number: KR1020067006818A
Authority: KR
Inventors: 미셸 질렛
Original assignee: 노키아 코포레이션
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2004-10-07
Publication date: 2008-01-16
Also published as: WO2005036795A2; EP1690351A4; WO2005036795A3; KR20060085672A; US20050111490A1; EP1690351A2; US7668202B2

Abstract

본 발명은 송수신기 사이의 물리적 통신 채널을 통해 데이터 및 명령 플로우를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 데이터 패킷 프레임 길이에 관계없이 플로우 제어 및 기타 시그날링에 있어 짧은 대기시간을 갖는 포인트-투-포인트 직렬 버스 구조를 위한 프로토콜을 제공하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 추상적 데이터 플로우 제어 프로토콜이 다양한 버스들에서 활용될 수 있는데, 이는 그것이 최하위 프로토콜 계층들과만 교류하기 때문이다. 데이터 및 제어에 대해 별도의 버퍼들이 사용되어 버스로 하여금 보다 느린 버스들과도 호환될 수 있게함으로써 상위 프로토콜 계층을 개입시키지 않고도 추가 제어 기능들을 지원 가능하게 할 수 있다.

Description

짧은 대기시간의 인터럽트 및 제어 신호, 핫플러그 에러 검출 및 복구, 그리고 대역폭 할당을 하는 통신 버스{Communications bus having low latency interrupts and control signals, hotpluggability error detection and recovery and bandwidth allocation}

본 발명은 송신기와 수신기 사이의 물리적 통신 채널을 통한 데이터 및 명령 플로우의 제어에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 데이터 패킷 프레임과 무관하게 플로우 제어 및 기타 시그날링을 위해 짧은 대기시간을 갖는 포인트-투-포인트 버스 구조를 위한 프로토콜에 대한 것이다.

통상의 데이터 프로세서 버스 시스템 환경(configurations)은, 온 칩 시스템(System on a Chip, SOC) 유형 구조 통신에 사용될 때, 특히 멀티 데이터 스트림들이 동시에 요구될 때, 너무 느리고 둔중하다. 일반적인 병렬 버스들은 데이터 전송 기능을 제공할 수 있어도 비대칭(skew) 에러들을 발생시키는 경향이 있으며, 일반적 직렬 버스들은 배선에 의하거나 재발생되는 클럭킹(clocking)을 필요로 한다. 다른 실현 가능 수단이 멀티레벨 시그날링을 이용하는 것이다. 멀티레벨 버스들은, 고유한 클럭킹 신호를 제공하기 위해 연속적인 비트 주기로 동일한 심볼이 보내져도, 전송된 신호 크기가 바뀌게 되는 방식에 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 시그날링 방법은 현재, 정보 콘텐츠를 증가시키기 위해서가 아니라 0부터 매우 높은 값들까지 확장가능한(scalable) 비동기 비트 레이트를 제공하는데 더 많이 사용된다. 알 수 있다시피, 직렬 멀티레벨 버스 및 기타 버스 유형들의 적용 능력은, 회로 배선에 의한(hardwired) 제어 신호들이나 짧은 패킷들의 사용 없이 고속의 짧은 대기시간 시그날링이 이용 가능할 때, 향상된다.

통신 링크는 보통, 도 1에 예로 든 것과 같은 계층적 모델로서 그려지며, 도 1은 송신 프로세스(101)와 수신 프로세스(102) 사이의 서로 다른 프로토콜 계층들에서 정보가 어떻게 패키지화되는지를 보이고 있다. 헤더 정보가 각각의 상위 레벨마다 부가된다. 예를 들어, 어플리케이션 헤더(AH)는 어플리케이션 계층에서 부가되고, 프레젠테이션 헤더(PH)는 프레젠테이션 계층에서 부가되는 등의 방식으로 헤더가 부가된다. 실제 전송은 물리 계층(100)에서만 일어나지만, 각 수신기 계층은 부합되는 전송 계층과 개념상으로는 연결되어, 개념적으로는 역 채널을 이용해 같은 레벨에서 통신할 수 있다.

실제에서, 각 계층은 그 위나 아래의 계층과만 통신하며, 그 과정 중에 독자적 헤더(103, 104) 정보를 부가한다. 관찰할 수 있는 것이, 플로우(flow) 제어를 위한 어느 상위 계층의 이용이, 그 부가적 헤더(들)(103) 때문에 응답 시간을 증가시킨다는 것이다. 보통, 데이터 종결 헤더(106)가 데이터링크 레벨에서 삽입되지만, 이 헤더는 헤더(104) 자체의 프레임 사이즈를 포함하거나 다음 헤더가 데이터 종결자로서 간주됨을 명시함으로써 생략될 수 있음을 알아야 한다.

전기적 인터페이스 방법이 직렬인지 병렬인지, 비동기인지 동기인지와 무관하게, 별도의 클록 라인이나 재발생 되는 클록 신호를 통해, 플로우 제어 시그날링을 위해 동일한 계층을 이용할 때의 시스템 제약사항은 대기 시간(latency time)이다. 일반적인 직렬 링크들에서, 이 대기 시간은 최하위 프로토콜 레벨들 상의 정보 패킷 프레임 길이에 상당한 정도로 직접 관련된다. 짧은 프레임 길이가 그 필요로 되는 짧은 대기시간을 제공할 수 있는데, 이는 이전의 긴 프레임이 끝날 때까지 기다리는 데 핸드셰이킹(handshaking)이나 인터럽트 시그날링이 요구되지 않기 때문이다. 한 가지 해법이, 프레임 중간에 전송이 이뤄지고 있는 어떤 긴 프레임을 버리고, 짧은 대기 시간 신호를 포함하는 짧은 새 프레임을 보내는 것일 수 있다. 그러나, 이러한 방식은 인터럽트나 핸드셰이킹 신호들의 상대적 세기가 높을 때 쓸모가 없다. 최하위 레벨들에서 짧은 프레임들을 이용하는 것이 프레임들을 버리는 것처럼 쓸모없지는 않지만, 이 방법은 짧은 대기 시간 신호들을 전송하기 위한 요건과 무관하게 일정한 프레이밍(fraiming) 헤더 오버헤드로 인해 별로 바람직하지 못하다.

모바일 미디어 단말들은 표준화된 고대역폭의 포인트-투-포인트(point-to-point)나 병렬 링크들을 통해 연결된 모듈들을 포함한다. 이러한 링크들 중 많은 수가 동기적(isochronous) 접속 및 비동기적 접속, 고속 및 저속 데이터 전송 양쪽 모두를 동시에 지원해야하고, 또한 서로 다른 신호들 및 스트림들에 대한 프레임 길이가 아주 짧은 것에서 아주 긴 것으로 가변할 때에도 제어 신호들에 대해 매우 빠른 대기 시간을 제공해야 한다. 멀티미디어 어플리케이션들의 출현 및 필수적 제3세대(3G) 고성능 모두, 음성, 비디오, 및 기타 멀티미디어 스트림들을 처리하기 위한 고속 하드웨어(HW) 프로세스들을 병합할 때 매우 짧고 확고한 대기 시간들을 필요로 한다. 이러한 어플리케이션들 및 이와 유사한 어플리케이션들은 SoC 상에서 짧은 대기시간을 필요로 한다. 또한, 통상의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)로 구동되는 멀티미디어 어플리케이션들은 마찬가지로 하드웨어 플랫폼 상에서 실행될 필요가 있는 다양하면서 가변적인 데이터 전송과 프로세싱 태스크(task)들을 생성한다.

직렬 버스들이 고속 오프-칩(off-chip) 통신에 바람직한 선택이라면, 병렬 데이터 버스들은 온-칩(on-chip)에 바람직한 수단이다. 그러나, 병렬 버스들은 고속 데이터 전송에 사용될 때 비대칭(skewing) 에러를 발생하는 경향이 있다. 오프-칩 통신을 하기 위해 통상의 오프-칩 직렬 버스를 사용하는 것은 클럭킹 신호를 제공해야 한다는 조건 때문에 제한되고 있다. 클럭킹은 재발생되어 시스템을 느리게 하거나, 아니면 비동기 시그날링이 이용될 수도 있다. 이러한 방식에 있어서 멀티레벨 비동기 버스를 위한 클럭킹은 멀티레벨 신호 자체에 의해 제공된다.

단일 버스를 통해 충분한 데이터 전송 속도를 제공하는 데 있어서의 실패가 시스템 장애를 대표하므로, 다중 포인트-투-포인트 연결을 통상적인 SoC 구조에 유리하게 활용할 수 있다. 그러나 이러한 다중 포인트-투-포인트 데이터 스트림들은 융통성있게 제어하기가 복잡하며, 적응적 소프트웨어로 구동되는 어플리케이션들을 포함시킬 때 SoC 구조 내 데이터 플로우의 동적 제어가 필수다.

짧은 대기 시간으로 제어 및 인터럽트 신호들을 처리하기 위해, 적응적이면서도 빠른 방법이 의심의 여지없이 요구된다. 전용 하드웨어 접속을 사용하는 것이 가장 적합하겠지만, 서로 다른 칩들이나 주변부 유닛들을 연결하는 버스를 통해 그러한 접속이 항상 사용가능한 것은 아니다.

IC간 버스(Inter-Integrated Circuit, I²C)(1980년대에 개발된 간단한 2 와이어 직렬 버스)의 경우에서와 같이 프레임 길이가 짧을 때에도, 멀티 노드 시스템은, 신호가 여러 노드들로 보내질 때 대기시간과 관련된 시스템의 제약을 가중할 것이다. I²C 사양에 따르면, 한 캐릭터를 수신한 후 다음 클록에서 소스가 역 승인 신호(reverse acknowledgment)를 수신해야 하고, 멀티-노드 시스템에서 이 승인 신호는 일련의 노드들에 걸쳐 맥동한다. 이 경우 왕복 경로의 총 대기 시간이 터널링 승인(tunneling acknowledgments) 처리에 대해 쉽사리 너무 길어질 수 있기 때문에, 터널링 프로토콜들의 사용을 금지한다.

한 양태로서, 본 발명은 물리 계층에 연결된 데이터링크 계층을 포함하는 통신 버스를 제공하고, 상기 데이터링크 계층은 데이터링크 계층 프레임에 부가될 적어도 하나의 추상적(abstract) 프로토콜 및 채널 프로토콜을 다중화하도록 작동하는 멀티플렉서로서 동작한다.

다른 양태로서, 본 발명은 노드들로 이뤄진 단말을 제공하고, 상기 노드들 중 적어도 일부는 복수 프로토콜 스택들을 통해 작동하는 통신 버스에 의해 서로 연결되고, 상기 개개의 프로토콜 스택들은 개개의 노드들과 결부된다. 프로토콜 스택들 각각은 물리 계층과 연결된 데이터링크 계층을 포함하고, 상기 데이터링크 계층은 데이터링크 계층의 적어도 한 추상적 프로토콜 및 채널 프로토콜을 다중화하도록 동작한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 한 프레임은 복수의 채널들을 포함하며, 이때 적어도 한 채널이 최적 시도 채널(best effort channel)로서 정의될 수 있고, 상기 데이터링크 계층은 그 적어도 한 최적 시도 채널이 있다면 그 채널에 미사용(unused) 프레임 대역폭을 할당한다.

또 다른 양태로서, 본 발명은 통신 수행 방법을 제공한다. 이 방법은, 물리 계층에 연결되어, 각각이 복수의 채널들로 이뤄지고, 적어도 한 채널은 최적 시도 채널이라고 정의되는 프레임들을 구비하는 프로토콜을 통해 동작하는 데이터링크 계층을 제공하는 단계; 및 적어도 한 최적 시도 채널이 있다면 그 채널에 미사용 프레임 대역폭을 할당하는 단계를 포함한다.

또 다른 양태로서, 본 발명은 노드들로 이뤄진 단말을 제공하고, 각자 개개의 노드들과 결부된 복수의 프로토콜 스택들로 작동하는 통신 버스를 통해 상기 노드들 중 적어도 일부가 서로 연결되어 있다. 프로토콜 스택들은, 물리 계층과 연결되어 각각이 복수의 채널들로 구성된 프로토콜을 통해 동작하는 데이터링크를 포함하며, 상기 채널들 각각은 토큰들로 구성된다. 적어도 한 개의 채널이 짧은 대기 시간 요건을 가진 트래픽의 시그날링 채널로서 정의되고, 데이터링크는 시그날링 채널 토큰들 사이 사이에 적어도 한 비시그날링 채널로부터의 토큰들을 넣도록 동작된다.

또 다른 양태로서, 본 발명은 노드들로 구성된 단말에 연결되기 위한 노드를 포함하는 액세서리 모듈을 제공하며, 액세서리 모듈은 상기 노드를 통신 버스를 통해 단말의 적어도 한 노드로 연결하도록 동작한다.

상술한 개념들의 상기 양태들과 기타 양태들은 이하의 바람직한 실시예들에 대한 설명으로부터, 첨부된 도면과 함께 이해될 때 더 자명해질 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 프로토콜 계층들의 계층도를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명이 사용하는 프로토콜 계층들을 도시한 것이다.

도 3은 데이터링크 계층 코딩을 도시한 것이다.

도 4 (a)-(f)는 합해서 도 4로 언급되며, 통신 프로토콜들을 나타낸다; 도 4의 (a)는 한 명령을 소스 및 목적지 필드와 함께 도시한 것이고, 도 4의 (b)는 한 명령을 도시한 것이고, 도 4의 (c)는 다른 프로토콜의 터널링을 도시한 것이고, 도 4의 (d)는 제어 플로우 명령을 도시하며, 도 4의 (e)는 채널 명령의 시작을 도시하고, 도 4f는 시작 및 종료 프레임을 도시한 것이다.

도 5의 (a)-5의 (d)는 합해서 도 5로 언급되며, 프레임 구조들을 보인다; 도 5의 (a)는 프레임의 논리적인 면을 도시한 것이고, 도 5의 (b)는 토큰 재스케줄링 없는 프레임 구조를 도시한 것이며, 도 5의 (c)는 토큰 재스케줄링하는 프레임 구조를 도시한 것이고, 도 5의 (d)는 토큰 재스케줄링하는 프레임 구조를 도시한 것이다.

도 6은 플로우 제어에 사용되는 토큰들의 처리를 예시한 것이다.

도 7의 (a) 및 7의 (b)는 합해서 도 7로 언급되며, 라우팅 테이블들을 도시한 것이다.

도 8-12는 터널링 계층의 동작에 대한 설명 중에 참조되는 블록도들이다.

도 13은 여기 기술된 바와 같이, 다중값 고속 시리얼 버스(MVHSS_Bus) 및 그 프로토콜에 대한 현재로서 바람직한 실시예를 통해 서로 연결되는 노드들로 이뤄진, 셀룰라 전화기 등의 휴대형 단말에 대해 간략화한 블록도이다.

도 14의 (a)-14의 (c)는 합해서 도 14로 언급되며, 추가 스트로브 레벨(도 14의 (a)), 100mV 신호 크기에 대한 스트로브 신호(도 14의 (b)), 및 200mV 신호 크기(도 14의 (c))를 갖는, 4-레벨 로직의 전형적 파형도를 도시한 것이다.

"데이터 스트림에 클록이 실린 PAM-5 코딩을 이용하고 데이터 비트가 가변되지 않은 상태일 때 천이를 수행하는 방법 및 장치"라는 제목으로 2003년 10월 10일 Martti Voutilainen이 출원하여 일반 양도된 미국 특허 출원 일련 번호 10/684,169; 및 2003년 10월 10일 출원된 미국 가특허출원 번호 60/510,680를 우선권 주장하여, "칩의 시스템(SoC)을 위한 마이크로코드 구조"라는 제목으로 Kim Sandstrom이 _________일에 출원하여 일반 양도된 미국 특허 출원 일련 번호 10/_____에 대한 참조가 이뤄질 수 있고, 이 문서들 모두 본 명세서에 참조를 통해 포함된다.

도입부로서, 본 발명의 바람직한 실시예들은 포인트-투-포인트 버스 구조와 함께 사용될 프로토콜을 제공하며, 이때 이 프로토콜은 데이터 패킷 프레임의 길이와 무관하게, 플로우 제어 및 기타 시그날링에 있어 짧은 대기시간을 보인다. 데이터 플로우 제어 프로토콜은 다양한 온-칩 또는 오프-칩 버스들에서 사용될 수 있다. 이 프로토콜은 오직 최하위 프로토콜 계층들과 교류하며, 데이터 및 제어 신호들을 분리하여 버퍼링한다. 현재로서 바람직한 본 발명의 실시예들에 따르면, 전송(transport) 계층 아래의 프로토콜 계층들만이 사용되며, 사용 가능한 가장 상위의 프로토콜 계층은 데이터링크 계층과 그 위에 있는 추상적(abstract) 라우팅 계층이다. 보통의 데이터링크 계층이 페이로드(payload) 데이터를 전송하는데 사용된다.

또, 이 프로토콜은 버스가, (반드시 한정할 필요는 없지만) I²C 버스와 같이 통신 채널에 연결될 수 있는 상대적으로 느린 버스들과 호환될 수 있도록 한다. 또, 이 프로토콜은 버스가 전송 계층과 같은 상위 프로토콜 계층을 관여시키지 않으면서도 추가적 제어 기능들을 지원할 수 있도록 한다. 본 발명의 실시예들을 사용함에 따른 (국한하는 것은 아니나) 한 가지 특정한 이점이, 버스를 통해 전송되는, 인터럽트나, 예를 들어 웨이크-업(wake-up)이나 혼잡 제어(congestion control) 등에 사용되는 어떤 다른 제어 신호의 대기 시간의 상당한 감소이다.

본 발명의 실시예들에서는 데이터링크 프로토콜 계층 상에 부가되는 추상적 프로토콜을 제공한다. 이 추상적 프로토콜은 보편적인 것으로 버스에 따라 달라지지 않으며, 다양한 물리 계층들을 사용하는데 적응될 수 있다. 추상적 프로토콜은 온-칩 및 오프-칩 버스들 모두에 대해 사용될 수 있고 보다 느린 버스들과 서로 연결될 수 있다. 바람직한 추상적 프로토콜은 다른 버스 프로토콜들의 터널링(tunneling)을 허용한다. 추상적 프로토콜은 최하위 프로토콜 계층들에만 작용 함이 바람직하다. 본 발명의 실시예들의 한 양태에 있어서, 소정의 경우, 가장 간단한 버스 노드들이 프로토콜 스택에 존재하는 단 두 개의 최하위 계층들(가령, 데이터링크 계층 및 물리 계층)과 동작한다. 대기 시간을 줄이기 위해, 데이터 및 제어 신호들에 대한 각각의 버퍼들이 버스의 각 수신 노드에서 사용될 수 있다.

현재 바람직한 추상적 데이터링크 계층의 실시예는 서로 다른 물리 계층들의 특징들을 상위 프로토콜 레벨들에서 분리하도록 동작하여, 어떤 물리 계층이 사용되든 그 물리 계층이 데이터링크 계층에 공통 인터페이스를 가지도록 한다.

현재 바람직한 추상적 데이터링크 계층의 실시예는 또한, 데이터 스트림 버퍼링을 필요로 하지 않음으로써 향상된 대기 시간을 갖는 플로우 제어 및 기타 시그날링을 제공하도록 동작한다.

현재 바람직한 추상적 데이터링크 계층의 실시예는 또, 셧다운(shutdown) 상태, 동기된 상태, 동기가 어긋난 상태, 전력 절감 모드 상태, 전력 미공급 상태 및 다양한 에러 상태들을 검출 및 시그날링하는 등에 의해, 기본적인 물리 계층에 대한 상태 정보를 추출하도록 동작한다.

프로토콜 스택은 사용중인 물리 계층에 대해 독자적으로 만들어짐이 바람직하고, 프로토콜들의 터널링 등을 허용하기 위해 필요로 되는 짧은 대기 시간을 얻기 위해 대역내(in-band) 시그날링이 제공될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예들을 이용하여, 가령, 제한된 수의 전기 접속이 이용 가능할 때나 보편적인 방법으로 제어 방법들을 통일하고자 할 때, 대역내 방법들이 사용되는 경우 제어 및 인터럽트 신호들에 대해 짧은 대기시간을 제공함에 있어 프레임 길이가 장애가 되어서는 안된다.

본 발명에 따른 실시예들에서, 데이터링크 계층 위의 추상적 짧은 대기시간 계층이, 그 추상적 계층을 페이로드 데이터 버퍼링과 분리시킴으로써 대기 시간을 증가시키지 않으면서, 보다 긴 프레임들을 사용할 수 있게 한다.

하위 레벨, 상위 레벨, 및 다른 버스 프로토콜들의 하이브리드 터널링(hybrid tunneling) 중 하나 이상을 허락함으로써, 프로토콜이 다른 타입의 버스들과의 상호 연결을 허용하는 통신 버스에 대해서도 역시 설명할 것이다.

또한, 버스 네트워크의 무결상태를 판단하기 위해 프로토콜이 개개의 버스 노드들에 할당될 프로토콜 호환성 등급(Protocol Compatibility Rating)을 인가하는 통신 버스에 대해서도 역시 설명할 것이다.

또한, 장치들이 핫플러그 될 수 있고(hotpluggable), 프로토콜이 메모리-읽기 기술을 이용하여 버스 연결된 장치들의 정체를 찾아내는 메커니즘을 포함하는 통신 버스에 대해서도 역시 설명할 것이다. 프로토콜은 장치 연결 및 연결해제로부터 야기되는 에러들에서 직렬 버스 구조의 자가-클러킹(self-clocking) 성질에 기인하는 동기 손실까지를 검출 및 복구하는 메커니즘 역시 포함할 수 있다.

또, 프로토콜이 대역폭 할당을 가능하게 하고, 데이터링크 계층에서 전송되거나 수신한 데이터가 프레임으로 나눠지며, 한 프레임이 소정 시간에 사용가능한 총 대역폭의 량을 나타내고, 각 프레임은 채널들로 나눠지며, 한 채널에 할당되는 여러 바이트들이 소정 채널에서 사용될 수 있는 프레임의 백분율을 나타내는, 통신 버스에 대해서도 설명할 것이다. 대역폭 할당 절차는 소정 프레임 내 한 채널을 통해 보내진 바이트 개수를 카운트한 것에 기반함이 바람직하며, 바이트 개수가 채널의 프레임 백분율만큼 허용된 바이트 개수와 같거나 그보다 많으면, 현 프레임 중에는 더 이상의 데이터가 이 특정 채널을 통해 전송되지 않는다. 채널들은 고정 크기의 셀들로 나눠지고, 한 프레임에서 모든 셀들은 그들이 발생된 채널과 관계없이 서로 섞일 수 있다.

본 발명의 실시예들은 주로 직렬 통신 버스의 맥락에서 설명 및 예시될 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 개념은 병렬 통신 버스들 및 일반적인 임의 형태의 포인트-투-포인트 통신에도 마찬가지로 적용될 수 있음을 유념해야 한다.

도 2는 저(low) 대기시간 시그날링 메커니즘 및 정상적 데이터 라우팅을 포함하는, 본 발명에 따른 프로토콜 구조를 도시한다. 도 2는 복수의 노드들인, 프로토콜 스택(210)을 가진 전송기(211); 프로토콜 스택(240)을 가진 수신기(241); 프로토콜 스택들(220 및 230)을 갖는 라우터(250)를 포함하는 네트워크를 보인다.

도 2에 도시된 프로토콜 구조의 적어도 일부가, 이하에서 상세히 설명될 프로토콜의 다양한 양태들과 결합되어, 여기서 다중값의 고속 직렬 버스(MVHSS_Bus)(200)라 불리는, 현재로서 바람직한 비트 시리얼 데이터 통신 네트워크를 구축하는 것으로 간주될 수 있다.

한정하는 것이 아닌 예로서, MVHSS_Bus(200)의 속도 범위는 수 Mbit/s에서 적어도 2Gbit/s까지가 될 수 있다. 둘 또는 세 가지의 전압 레벨이 버스 상에서 사용되지만, 넷 이상의 전압 레벨들 역시 사용될 수 있다.

MVHSS_Bus(200) 파형의 비한정적 예로서, 도 14 및, "데이터 스트림에 클록 이 실린 PAM-5 코딩을 이용하고 데이터 비트가 가변되지 않은 상태일 때 천이를 수행하는 방법 및 장치"라는 제목으로 2003년 10월 10일 Martti Voutilainen이 출원하여 일반 양도된 미국 특허 출원 일련 번호 10/684,169가 참조될 수 있다. 도 14는 차동적 5 레벨 펄스 크기 변조(PAM-5) 신호를 보인다. 도 14의 (a)는 연속적인 데이터가 변하지 않는 기간들을 나타내기 위해 사용되는 부가적인 한 스트로브 레벨을 갖는 4-레벨 로직의 예를 보인다. 전송된 대역폭은 2-레벨 바이너리 로직과 비교할 때 log(4)/log(2)=2가 된다. 수신기 회로에서, 상승 및 하강 에지들이 수신기 회로로부터 출력된 데이터 비트를 샘플링하기 위해 사용되고, 스트로브-레벨은 반복되는 데이터의 존재(정상적으로 PAM-5 파형에는 상승 및 하강 에지가 존재하지 않을 것이다)를 내포한다. 100mV 신호 크기에 대한 스트로브 신호가 도 14의 (b)에 도시되고, 200mV 신호 크기에 대한 스트로브 신호가 도 14의 (c)에 도시된다. 이 파형도들은 단지 MVHSS_Bus(200)에 사용될 수 있는 가능한 다중값 파형들의 예일 뿐이다(이를테면, PAM-3 타입 시그날링이 다른 실시예들에서 이용될 수도 있다).

프로토콜 스택들(210, 220, 230, 및 240)은 저마다 물리 계층(201), 데이터링크 계층(202), 및 네트워크 계층(203)으로 이뤄지지만, 간단히 하기 위해 스택(210) 내 계층들만을 열거한다. 여기서 계층들의 OSI 정의가 쓰이게 된다. 물리 계층(201)은 로직 신호들을 전송 매체(213) 상의 전기 신호나 다른 신호들로 변환하고, 또한 수신한 신호들(243)을 로직 신호로 변환한다.

데이터링크 계층(202)이 피어-투-피어(peer-to-peer) 통신을 실행하는데 사 용되는 한편, 네트워크 계층(203)은 네트워크의 한 노드로부터 다른 노드로 정보를 보낼 수 있는 실행수단(possibility)을 제공한다.

네트워크의 데이터 지터(jitter)를 보상하고, 상위 계층들에서의 인터럽트 제약을 줄이기 위해, 데이터링크 계층(202)은 버퍼들(216, 226, 236, 246)을 포함한다. 버퍼들(216, 226, 236, 246)은 빠르면서, 낮은 레벨의 제어 플로우를 가능하게 한다. 빠른 플로우 제어 및 버퍼링 둘 모두, 다른 곳에 필요한 버퍼들의 수와 사이즈를 감소시키는 경향이 있다.

라우팅 계층(250)은 아직 목적지에 도달하지 않은 패킷들을 전송하는 역할을 담당한다. 한 패킷을 네트워크의 소정 부분으로 전송하고자 하는 결정은, 라우터들에 저장된 동적 라우팅 테이블들을 검사하는데 기반한다.

많은 라우터 구조들이 존재하지만, 도 2에서 간단하면서 이해를 쉽게 하기 위해 라우터(250)(라우팅 계층)는 단지 입력 버퍼들(227)의 집합과 출력 버퍼들(237)의 집합을 통해 예로 들어지며, 라우팅은 이 버퍼들과 도시되지 않은 다른 버퍼들 사이에서 발생한다.

인터럽트(212)나 제어 신호, 혹은 다른 짧은 대기시간 신호가 트리거될 때, 이 신호는 네트워크 계층(203)은 그냥 통과한 채 데이터링크 계층(202)에서 부호화된다. 라우터(250)의 수신 피어 노드에서, 데이터링크 계층(202)은 고유한 방법을 통해 그 짧은 대기시간 신호(222)를 처리한다: 즉, 일반적 데이터 버퍼링을 건너뛰고, 통상 수 클록 사이클인 짧은 시간 주기 안에 라우팅 테이블의 도움을 받아 이 짧은 대기시간 신호(222)를 궁극적으로 신호(242)로 되는 신호(232) 를 어디로 전송할지를 결정할 수 있는 추상적 짧은 대기시간 라우팅 계층(250)으로 그 신호를 바로 전송한다.

그 짧은 대기시간 신호를 목적지 노드로 라우팅한 후, 라우터(250)와 수신기 데이터링크 계층(202)은, 최적 응답 시간에 도달하기 위해 데이터링크 계층(202)의 버퍼들(236, 246)을 지나치는 특별한 방식을 통해 이 신호를 보낸다.

제안된 시그날링 메커니즘은 데이터 플로우 제어에도 역시 사용될 수 있다: 즉 수신기(240)가 더 많은 데이터를 처리할 수 있을 때, 수신기는 아직 수신기 버퍼(246)에 남은 채울 수 있는(free) 바이트 수의 표시를 포함하는 데이터 플로우 제어 명령을 전송함으로써 전송기(210)에 정보를 주게 된다.

이와 관련해, 데이터 플로우 제어가 데이터링크 계층(202)에서 처리됨이 바람직하다는 것과, 그에 따라 인접한 노드들에 적용될 수 있다는 것을 이해하는 것이 중요하다. 데이터 플로우 제어는 이러한 두 노드들 사이에서 작동하며, 전송되기 위해 라우터(250)에 의해 처리된다. 현재의 바람직한 MVHSS_Bus(200)에 있어서, 다양한 MVHSS_Bus 라우터들이 버스의 두 세그먼트들 사이에서 데이터 플로우 제어를 링크할 수 있다.

도 6은 플로우 제어를 처리하는 라우팅 계층(250)의 기술을 예시한 것이다. 도 2나 도 6에는 도시하지 않았지만, 보통 두 노드들 사이의 접속은 양방향성이므로 플로우 제어 메시지들이 반대 방향(230/220)으로도 보내질 수 있다. 이것이 나중 노드로부터 선행 노드로의 플로우 제어를 가능하게 한다.

출력 버퍼들은 입력 버퍼들로부터의 데이터로 채워지고, 역방향의 플로우 제어는 이 출력 버퍼들에서 어떤 오버플로우(overflow)도 일어나지 않도록 보장한다. 그에 따라 플로우 제어 정보가 버스의 한 세그먼트에서 다른 세그먼트로 전파된다. 도 6에서, 노드(220)는 노드(210)로부터의 데이터 플로우르 제어하고, 노드(240)는 노드(230)로부터의 데이터 플로우를 제어한다. 라우팅 계층(250)에서 노드(230)는 노드(220)로부터의 플로우를 제어한다. 후자의 플로우 제어는 짧은 대기시간 제어를 이용해 구현되지 않는 것이 바람직하고, 이러한 로컬(라우터 계층 내부) 기능은 여러가지 알맞은 방식들로 구현될 수 있다(이를 테면, 회로 배선으로 구현될 수 있다).

데이터링크 계층 사용에 필요한 다른 제어 신호들 역시 상술한 방법을 이용해 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 4f는 시작 프레임(451)과 종료 프레임(452)의 사용을 나타낸다. 이 프레임들은 이를테면, 추가 시그날링 및 마커(marker)들에 사용될 수 있다.

도 3은 8-비트 워드에 기반한 통상적 데이터링크 계층 코딩 기술을 보인다. 비트 위치(301)가 명령(c)을 데이터(d) 바이트들과 구분한다. 실제 10 비트가 그러한 8-비트짜리 바이트를 코딩하는데 사용된다: 이때 한 비트(301)는 데이터 바이트나 명령을 구별시키는데 사용되고; 이어지는 8 비트들은 데이터 페이로드나 명령이 된다; 마지막(10번째) 비트는 상술한 비트들의 패리티(P)를 가리키는데 사용된다.

도 4의 (a)는 한 명령 워드 내 비트들의 사용을 나타낸 것이다. 각각의 고유한 명령마다 6-비트 크기의 명령 식별자(412)에 의해 고유하게 표현된다. 명령 마다 부가적으로 2-비트 크기의 사이즈 필드(411)를 포함하며, 이 필드는 명령을 이행하는데 필요한 10 비트 워드의 개수라고 해석될 수도 있지만, 추가 워드들에 대한 수요 없는, 명령에 고유한 파라미터일 수도 있다.

도 4의 (a)는 하나의 전형적 명령 역시 예시하고 있다. 410으로 나타낸 인터럽트 명령은, 사이즈(411)와 명령 워드(410) 및 지정자(specifier)(412) 필드를 가진 명령 워드(410), 인터럽트 발생자(소스)의 네트워크 어드레스를 지닌 한 워드(413), 및 목적지의 네트워크 어드레스를 지닌 한 워드(414)를 포함하는 세 개의 워드 명령이다.

MVHSS_Bus(200)와 같은 보다 빠른 버스 상에서 기존의 프로토콜들을 터널링하기 위해 짧은 대기시간 시그날링이 추가적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 (b), (c), (d) 및 (e)를 참조할 때, I²C 프로토콜에 따라, 두 명령이 정의된다: 즉 한 명령(421)은 I²C 신호들인 SDA 및 SCL의 로직 상태를 전송하는데 사용되고; 다른 명령(431)은 같은 목적에 부가하여 이 명령이 어떤 버추얼 I²C에서 생긴 것인지를 규정하는데 사용된다. 후자의 명령을 통해, 여기 설명된 것과 같은 방법들을 이용해 원하는 짧은 대기시간 시그날링을 제공할 수 있도록 하기 위해, 완전히 독립적인 여러 I²C 버스들을 MVHSS_Bus(200)과 같은 (보다 빠른) 다른 버스 상에서 투명하게 터널링하는 것이 가능하게 된다. 바이트 수(441)와 채널 식별자(442) 역시 지정될 수 있다.

도 5의 (a)는 프레임(540)의 논리적인 모양을 나타낸다. 프레임(540)은, 이를테면 데이터 채널들과 제어 채널들과 같은 다양한 채널들(511, 512, 513)로 나눠진다. 한 제어 채널(514)은, 프레임(540) 도중에 무작위로 발생할 수 있는 짧은 대기시간 명령들을 보유하기 위해 프레임(540) 내 소정 크기의 공간을 예비하는데 사용된다. 이 예비 공간은 동적으로 할당되어, 데이터 플로우에 인터럽트나 제어 명령들을 삽입하는 것이 이 프레임(540)으로 하여금 규정된 사이즈를 초과하게 만들지 않도록 보장한다.

긴 채널들이 사용될 때 일어나는 대기 시간 증가를 피하기 위해, 채널에 토큰들이 삽입될 수 있고, 서로 다른 채널들로부터의 토큰들은 채널 안에 삽입될 때 인터리브(interleave)되거나 혼합됨이 바람직할 수 있다. 도 5의 (a), (b), (c) 및 (d)는 서로 다른 채널들로부터의 토큰들을 재스케줄링(rescheduling)한 결과를 예시한 것이다. 도 5의 (a)의 프레임(540)의 채널들(511, 512, 513)은 도 5의 (b)에 도시된 채널-1(512)의 예로든 토큰들(521, 522, 523) 등의 토큰들로 나눠질 수 있다. 각 토큰마다, 그 토큰이 도출된 것이 어느 채널인지 식별하는 식별자(531, 532, 533)를 포함한다. 도 5의 (c) 및 5의 (d)에 도시된 바와 같이, 서로 다른 채널들로부터의 토큰들은 섞여져서 데이터링크 계층(202)의 전송을 위해 재스케줄링될 수 있고, 더구나 인터럽트(INT) 및 제어(CTRL) 신호들(도 5의 (b)의 544, 545, 546, 도 5의 (c)및 5의 (d)의 568, 및 569)과 같은 짧은 대기 시간 시그날링 표시가 (특히 도 5의 (d)에 도시된 것과 같이) 채널 토큰들 사이에 산재될 수 있다. 이런 방식으로, 짧은 대기시간 링크 시그날링 정보가 이러한 정보를 요구하는 네트워크 노드(들)로 보다 신속하게 제공될 수 있다.

도 5의 (b)에서 인터럽트들(544 및 546)과 제어 명령(545)이 채널들(541 및 542)에 인터리브된 것으로 그려져 있다. "최적 시도(best effort)" 채널이 지정되고(543), 도 5의 (c) 및 5의 (d)에 그려진 것과 같이, 그 채널의 토큰들 역시 다른 채널들로부터의 토큰들과 함께 재스케줄링되어 산재될 것이다. 상기 최적 시도 채널들을 이하에서 설명한다.

여기서 사용되는 바와 같이, 토큰이란 데이터링크 계층에서 물리 계층으로 보내질 수 있는 최소량의 데이터라고 간주된다. 즉, 토큰은 정보의 "원자" 단위를 나타낸다고 할 수 있다. 이 명세서에서 사용되는 것처럼, 셀은 적어도 하나, 그러나 둘 이상임이 바람직한 토큰의 어떤 수를 나타낸다. 채널들의 동적 재스케줄링이 일어날 수 있는 것은 셀 레벨에서이다. 셀 당 토큰의 수가 클수록, 스케줄링 및 재스케줄링 태스크를 위한 데이터의 측량단위(granularity)가 커진다.

셀 사이즈가 반드시 서로 다른 채널들에 있어 같아야 하는 것은 아니다. 더우기, 셀은 동적인 사이즈를 가질 수 있다. 셀은 채널 넘버를 포함하는, 채널의 작은 일부라고 간주될 수 있고, 셀 메커니즘의 사용이 소정 프레임에 둘 이상의 소정 채널을 포함할 수 있게 한다.

모든 셀들은 차례로 발생한다고 전제된다. 따라서, 채널을 재구성하기 위해, 수신기는 단지 수신된 순서에 따라 셀들을 정리하면 된다. 데이터링크가 소정 프레임 내 셀들의 개수를 알 필요는 없는데, 이는 프레임의 시작과 종료가 명확하게 지정되기 때문이다(도 4f 참조).

도 5의 (a)-5의 (d)에 대한 설명으로 돌아가면, 도 5의 (b)에 따른 프레임(540)이 하나의 인터럽트(568)와 하나의 제어 명령(569)을 가지고 도 5의 (d)에 도시된 것처럼 재스케줄링될 수도 있다. 도 5의 (c) 및 5의 (d)에 도시된 프레임(540)의 사용되지 않은 나머지 부분 (대역폭)(557)은 짧은 대기시간 시그날링에 사용될 수 있다.

도 5의 (d)는 한 인터럽트(568)와 한 제어 명령(569)을 가지고 도 5의 (c)에서 동일하게 재스케줄링된 것을 보인다. 그렇지 않으면, 도 5의 (c)와 비교할 때, 프레임의 메인 구조는 같고, 토큰들(551, 552, 553, 554, 및 555)은 각자 561, 562, 563, 565, 및 565와 같다. 그러나, 예비 공간(557)은 더 작아지는데, 이것은 두 개의 짧은 대기시간 제어 신호들(568 및 569)이 재스케줄링되어 이제는 토큰들(552 및 555) 안으로 각각 삽입된 것으로 볼 수 있기 때문이다.

일반적으로 메인 프로세서가 인터럽트들의 수신자가 되고, 인터럽트 루틴을 시작해 이 인터럽트들에 따라 동작을 수행한다. 이 루틴은 일반적일 수 있고, 인터럽트 노드의 식별을 수반한다. 현재로서 바람직한 본 발명의 실시예들에서, 프로세싱 시간을 줄이고 인터럽트에 대한 반응 시간을 개선하기 위해 인터럽트 토큰(가령, 568)에 상기 정보를 포함함이 바람직하다. 이러한 맥락에서, 제1인터럽트 토큰의 제공과 처리 프로세서에서의 작업간 전화(context switching) 개시 사이의 실제 시간이 실제 대기 시간이라 해도, 프로세서에 의한 인터럽트 토큰의 수신이 인터럽트라고 간주되고 서비스 요청 노드로부터 프로세서로의 토큰 전달이 대기 시간이라고 간주된다. 그러나, 인터럽트에 의해 발생된 작업간 전환을 수행하는데 필요한 시간이, 인터럽트 요청 토큰을 보내는데 필요한 시간 보다 보통은 훨씬 더 짧다.

통상의 매체 단말 (도 13의 매체 단말의 바람직한 실시예 참조)에서, 이를테면 사진 데이터가 전송되어야 할 때 카메라 소자(1360)로부터의 인터럽트는 항상 플랫폼 프로세서에 의해 수신되고, 따라서 인터럽트 토큰의 라우팅은 극도로 단순해진다, 즉, 인터럽트 토큰이 항상 프로세서를 향해 라우팅되어야 하므로 어떤 라우팅 테이블들도 필요하게 되지 않는다. 그러나, 여러가지 가능한 인터럽트 수신기들이 있을 수 있음을 고찰할 수 있다. 이 경우, 토큰은 의도한 수신기의 아이덴티티에 대한 정보를 포함하며, 보내는 노드들이 단말기 설정이나 동작 모드가 바뀔 때마다 메인 프로세서에 의해 동적으로 바뀔 수 있는 라우팅 테이블들을 포함한다. 이러한 아이덴티티는 도 4의 (a)와 관련하여 앞에서 설명한 것과 같이 전송될 수 있다.

일반적으로, MVHSS_Bus(200) 상의 모든 노드가 인터럽트 발생 및 수신을 다 할 수 있는 기능을 가질 수 있다. 이 경우, 모든 인터럽트 토큰이 수신자 노드, 발생자 노드, 및 그 인터럽트의 타입과 함께 부호화됨이 바람직하다. 인터럽트 타입은 인터럽트 명령 자체 내에 포함될 수 있다.

라우팅 테이블들에 대한 네트워크 계층 어드레스를 이용하는 것은, 라우팅 테이블 안에, 각각이 수 바이트 길이인 고유한 네트워크 어드레스들의 긴 실제문자열(literal strings)을 포함함을 의미한다. 네트워크 계층 어드레스의 바이트 수에 따라, 이것은 원치않게 긴 라우팅 메시지들이 생기게 하여 대기 시간을 증가시 킬 수 있을 것이다.

버스 상의 약간의 노드들만이 인터럽트 서비스들을 필요로 할거라는 전제하에, 다른 방식에서는 인터럽트의 목적지를 부호화하기 위해 약간의 비트들만을 사용한다. 이 경우, 인터럽트를 전송하거나 수신할 수 있는 노드들의 설정(registering) 후에, 설정된 각각의 노드로 고유 번호가 할당될 수 있다. 이 번호들은 인터럽트 채널들을 나타낼 수 있다. 도 7은 통상적 IP LAN 라우팅 테이블(도 7의 (a))과 본 발명에 따라 짧은 채널 번호들을 쓰는 감축된 크기의 라우팅 테이블 사이의 특징을 예시한 것이다. 여러 노드들이 서로 연결될 때마다 짧은 채널 번호들을 이용하여 대략 전체적인 메모리 절감을 이룰 수 있음이 명백한데, 이는 각각의 노드가 로컬 읽기/쓰기 메모리에 저장되는 각자의 라우팅 테이블을 포함하기 때문이다. 앞에서 설명했다시피, 이러한 라우팅 테이블들은 시스템 설정이 바뀔 때마다 동적으로 재기입됨이 바람직하다.

상술한 것에 기반할 때, 패킷 프레임의 길이에 상관없이, 플로우 제어 및 기타 시그날링에 대한 짧은 대기시간을 가진 포인트-투-포인트 직렬 버스 구조를 제공하기 위해, 본 발명이 데이터링크 계층(202)에 부가될 수 있는 적어도 하나의 추상적(abstract) 프로토콜을 제공함이 분명하다. 추상적 프로토콜은 포괄적인 것으로 버스 종속적이지 않으며, 다른 버스 프로토콜들의 터널링을 허용함으로써 더 느린 버스들과의 상호 접속을 허가한다.

본 발명의 한 모습이, 전송기와 수신기 사이의 물리적 통신 채널을 통한 데이터 및 명령 플로우의 제어, 보다 상세히 말하면, 사용된 데이터 패킷 프레임의 길이와 무관하게 플로우 제어 및 기타 시그날링에 대한 짧은 대기 시간을 가진 포인트-투-포인트 직렬 버스 구조에 대한 프로토콜이다. 추상적 데이터 플로우 제어 프로토콜은 다양한 온-칩 또는 오프-칩을 통해 활용될 수 있다. 프로토콜은 최하위 프로토콜 계층들 하고만 상호 교류하고, 데이터와 제어 신호를 별도로 버퍼링한다. 추가적 이점으로서, 이 프로토콜은 버스가, 다른 버스, 즉 I²C와 같이 통신 채널에 연결될 수 있는 가능한 보다 느린 버스들과 호환될 수 있게 만들고, 또 상위 프로토콜 계층을 개입시키지 않으면서 부가적 제어 기능들을 지원하게 만든다.

한 방법의 실시예에서는 고속 제어 시그날링을 보내며, 버스가 비동기적인지 동기적인지의 여부와 무관하고, 버스가 회로 배선된 클록 신호를 사용하는지, 혹은 클록 신호가 수신기에서 재발생되는지의 여부와 무관하게, 다양한 버스 시스템들에서 사용될 수 있다. 고속 제어 시그날링을 보내는 방법의 성능은 사용된 프레임 길이에 종속되지 않으며, 작은 대기 시간의 보장을 가능하게 한다.

고속 제어 시그날링을 보내는 방법의 사용은 전반적 시스템 성능을 떨어뜨리지 않는데, 이는 어떤 프레임들도 버릴 필요가 없기 때문이다. 고속 제어 시그날링을 보내는 방법의 사용은 또한, 페이로드에 대해 모든 사용가능한 프레임 공간의 효율적 이용이 가능하게 만드는데, 이는 역 채널을 통해, 동일한 시그날링 방법이 나머지 프레임 공간을 전송단에 신호하는데 사용될 수 있기 때문이다. 또, 고속 제어 시그날링을 보내는 방법은 같은 방법으로 노드 및 시스템 상태 정보를 신호하는데 사용될 수 있다.

많은 어플리케이션들에 있어서 중요한 이점이, 데이터링크 계층(202)이, 별도의 물리적 매체를 사용하지 않고 데이터 프레임 길이에도 무관하게, 향상된 대기시간을 가지고 플로우 제어 및 기타 시그날링을 제공한다는데 있다.

데이터링크 계층(202) 사용의 이점은, 데이터 스트림 버퍼링을 건너뜀으로써 개선된 대기시간을 가지고 고속 제어 및 기타 시그날링을 제공한다는 데 있다. 데이터링크 계층(202)의 사용으로 실현되는 또 다른 이점은, 기본 물리 계층(201)에 대한 상태 정보를 추출하고 신호하기 적합할 수 있고, 상위 프로토콜 레벨들로부터 서로 다른 물리 계층들의 특이성을 분리하기 적합하여, 어떤 물리 계층들이 사용되어도 데이터링크 계층(202)에 대한 공통적인 인터페이스를 가질 수 있다는 데 있다.

상술한 바와 같이, MVHSS_Bus(200)는, 셀룰라 전화기와 같은 휴대형 단말기들에 잘 맞는 일반적 모듈형 버스로서 설계된 저전력 고속 직렬 링크 버스지만, 이러한 중요 어플리케이션에만 한정되는 것은 아니다. 전통적 버스들과 비교할 때, MVHSS_Bus(200)의 대표적 이점들에는 다음과 같은 것들이 포함될 수 있다:

a) 약간의 신호들만이 필요로 되어, IC 패키지 상의 핀들(pins)과 볼들(balls)의 수를 줄임으로써 가격을 낮추고 신뢰성을 높이게 된다;

b) 전자기 간섭에 대해 개선된 면역성;

c) 모듈성과 일반성으로 인한, 많은 기존 버스 타입들을 대체하는 능력; 및

d) 버스가 핫플러그 가능하고, 전력을 끊지 않고도 버스에서 소자들을 제거하거나 버스에 추가할 수 있다.

위의 후반부 특징과 관련해, 다양한 기술들이 사용되어 에러, 연결해제를 검출하고, 더 일반적으로 말해, 에러나 오동작으로부터 복구되게 한다.

그에 따른 한 양태에 있어서, MVHSS_Bus(200)은 고속의 핫플러그 가능한 직렬 링크이다. MVHSS_Bus(200) 링크가 정상적으로 동작할 때, 비트 에러들, 연결 해제 및 동기 이탈을 포함하는 에러 상황이 발생할 수 있고, 그러면 온전한 동작 상태로 빠르게 복구됨이 바람직할 수 있다. 본 발명의 한 양태는 설정가능하고 적응성 있는 일련의 복구 메커니즘들을 이용하다.

본 발명의 바람직한 하나의 특징이, 여러 다양한 어플리케이션들과 다양한 전기적 환경하에서 사용될 수 있다는 데 있다. 즉, MVHSS_Bus(200)이 사용되는 경우에 따라, 어떤 복구 메커니즘들은 쓸모가 없거나 중복적인 것이 될 수 있다. 모든 복구 메커니즘이 자원들과 대역폭을 사용하므로, 소정 동작 환경에 어떤 복구 메커니즘이 최적일 것인지를 선택하는 것이 본 발명의 이러한 양태의 특징이 된다.

통상의 MVHSS_Bus(200) 네트워크에는, 서로 다른 전기적 환경을 가진 피어-투-피어 링크들이 존재할 수 있다: 이를테면, 네트워크의 일부가 케이블을 통해 있고, 다른 일부는 인쇄 회로 기판상에 있으며, 또 다른 일부는 분리가능한 모듈에 연결되는데 사용된다. 본 발명은 일련의 복구 메커니즘들 가운데서 특정 환경에 가장 잘 맞는 것(들)을 찾도록 선택하는 실현수단을 제공한다.

비트 에러들은 다른 여러 상이한 유형의 에러들을 일으킬 수 있다. 이러한 에러들에는 동기화 손실 및 제어 코드 오해석이 포함되나, 여기에 한정되는 것은 아니다. MVHSS_Bus(200)이사용되는 환경에 따라, 비트 에러율이 크게 변화할 수 있다(이를테면, 케이블 대 인쇄 회로 기판).

최하위 레벨에서, 비트 에러들은 패리티 비트나 작은 CRC 코드를 사용하여 다뤄진다. 낮은 비트 에러율 환경하에서, 토큰 하나는 10 비트일 수 있다: 즉 한 비트는 명령 토큰이나 데이터 토큰 사이를 구별하기 위한 것이고, 8 비트들은 데이터이며, 하나는 패리티 비트이다(도 4 참조).

다소 높은 비트에러율을 가지는 환경에서, 둘 이상의 패리티 비트가 사용될 수 있다(가령, 3 비트 CRC가 사용될 수 있다). 이 경우, 토큰의 길이는 36 비트가 될 수 있다: 즉, 한 비트는 명령 토큰이나 데이터 토큰 사이를 구별하기 위한 것이고, 32 비트는 데이터이고, 세 비트는 CRC 용이다). 비트 에러가 검출될 때, 에러가 있는 토큰은 버려질 수 있다.

MVHSS_Bus(200)가 핫플러그 가능한 링크들을 사용할 수 있기 때문에, 연결해제는 어느 때나 발생할 수 있다. 임의의 에러난 데이터나 버스의 행태를 피하기 위해, 연결해제 상황을 검출하는 능력이 중요하다. 물리 계층은 이러한 프로세스를 지원하는데, 데이터링크 계층에 대한 전기적 연결해제를 신호할 수 있도록 정해지기 때문이다. 그러나, 모든 연결해제 상황이 에러 있는 전송이나 데이터를 일으키는 것은 아니다. 최선의 경우, 연결 해제는 아무것도 링크 상에서 전송되지 않은 때 일어나서, 어떤 복잡하고 시간 소모적인 메커니즘도 복구에 필요로 되지 않는다.

연결해제가 어떤 종류의 에러들을 만들었다고 판단하는데 유용한 한 실시예에서, 특별 명령 토큰이 연결해제가 검출된 후에 링크를 "핑(ping)"하는데 사용된 다. "핑"의 전송자가 소정 시간 안에 응답을 받으면, 어떤 추가적 액션도 취할 필요가 없이 링크는 온전하게 동작된다고 간주된다. "핑" 메커니즘은 링크의 복구 시간을 현저하게 줄일 수 있다.

"핑" 토큰은 정상적인 동작 중의 어느 때에나 부가적 보안 점검으로서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 링크가 어떤 특정 시간 주기 동안 아이들(idle)일 때, 주기적 점검이 이뤄져 링크가 여전히 깨어 있고 동작하는지를 확인할 수 있다.

동기이탈(desynchronization) 상황은 비트 에러들이나 연결 해제보다 처리하기가 더 어려울 수 있다. 또한 이들은 검출 및 복구하기도 더 복잡하다. 주요한 이유들 중 하나가, 동기이탈 상황은 상이한 원인과 결과를 가질 수 있다는 데 있다. 예를 들어 클록 에지가 발견되지 않거나, 인위적 클록 에지가 생성되는 경우, 비트 에러가 동기이탈 상황을 만들 수도 있다. 반대의 경우도 가능해서, 링크가 동기를 벗어나면 여러가지 비트 에러들이 일어날 수 있다.

상술한 내용에 기초하여, 동기이탈 상황의 발생을 정확히 검출할 수 있다는 것이 중요하다는 것을 이해할 수 있으며, 동기이탈 검출에 상당한 시간이 걸릴 것이므로 이러한 검출이 보통 긴 복구 시간으로 이어진다는 것을 알 수 있다.

"동기를 벗어난(out-of-sync)" 링크를 검출하기 위해, 한 테크닉은, 비트 에러들과 함께 수신된 어떤 수의 연속 토큰들 다음에, 동기이탈 상황이 발생했다고 추정한다. 이것은 비트 에러율과 관련된다: 즉 링크가, 매우 낮은 비트 에러율을 가지면, 약간의 연속적 에러있는 토큰들의 발생은 거의 가능하지 않을 것이다.

"동기를 벗어난" 링크를 검출하기 위해, "핑" 명령 토큰 역시 사용될 수 있 다. "핑"을 보낸 다음 어떤 응답도 수신되지 않으면, 링크가 연결 해제되었거나, 링크가 동기 이탈되었다고 추정할 수 있다. 데이터링크 계층(202)이 사용중이지 않으면(not busy) "저 레벨 핑"이 바람직한데, 이는 응답이 더 짧은 시간 안에 수신될 수 있어, 보다 신속한 문제 식별에 도움을 줄 수 있다.

"동기를 벗어난" 링크를 검출하기 위해, 노드의 수신기가 동기이탈 상황을 검출할 때 "동기를 벗어난" 명령 토큰이 전송될 수 있다. 이것은 MVHSS_Bus(200) 링크가 항상 양방향으로 지정되기 때문에 가능하다.

"동기를 벗어난" 상태로부터 복구하기 위해, 반복적 동기 패턴이 사용됨이 바람직하다. 전송기가 항상 기준으로 사용되므로, 수신기는 동기를 다시 맞추는데 이용된다. 반복적 패턴은 예방책으로서 주기적으로 전송될 수도 있는데, 이러한 이용이 동기이탈이 일어나게 될 때 복구 시간을 줄이기 때문이다.

상술한 바에 기초할 때, 물리 계층으로부터의 전기적 연결해제 검출, 적어도 한 패리티 비트나 셋 (이상의) CRC 비트들과 함께, 링크 상에 전송된 데이터의 코딩, "동기를 벗어난" 명령 토큰, 연속적으로 에러를 포함한 토큰들의 개수 카운트, 및 반복적 동기화 패턴을 포함하여, 에러 검출 및 복구를 돕기 위해 여러 가지 메커니즘들이 활용됨이 바람직하다는 것을 알 수 있을 것이다.

이제 대역폭 할당에 관해 기술한 것이다. MVHSS_Bus(200)에 연결된 소정 장치들에 있어서, 데이터 송수신시 소정 크기의 대역폭을 버스가 보장할 수 있다는 것이 알맞은 작동을 위해 중요하다. 어떠한 대역폭 할당 메커니즘도 약간의 대역폭 자체를 소비하고, 버퍼링과 기타 관련 동작들에 기인해 어느 정도 버스 대기시 간을 증가시킴이 당연하다. 그럼에도 불구하고, 많은 어플리케이션들에 있어서, 대역폭의 보장이 대기시간의 다소간의 증가보다 훨씬 중요하다. 한편, 다른 어플리케이션들에서는 최적 시도(best effort) 전송 테크닉이 보다 알맞을 수 있고, 또 다른 어플리케이션들에서는 최소 버스 대기시간이 가장 중요한 요건일 수도 있다. 따라서, MVHSS_Bus(200) 액세스를 요하는 대다수의 어플리케이션들에 맞추기 위한 다양한 서비스 요건들을 어떻게 수용하느냐는 것이 문제가 된다.

최적 시도 요건 및 대역폭 할당의 공존과 관련해, 대역폭 할당 메커니즘이 두 노드들만을 서로 연결하는 MVHSS_Bus(200) 네트워크에서 한 대역폭 할당 메커니즘이 필요로 될 수 있다: 이를테면 두 개체들로의 엔진 분리 및 MVHSS_Bus(200)를통신 채널로 사용함. 이 경우, 한 단일 링크가 많은 프로세스들에 공유될 필요가 있을 수 있다. 이러한 고찰은 대역폭 할당 메커니즘이 데이터링크 계층(202)에서 구현됨이 바람직하다는 결론을 낳는다 (도 2 참조). 현재로서는 바람직하지만, 한정하는 것이 아닌 방법에서 데이터링크 계층(202)의 특별 코딩을 이용한다.

최적의 시도와 대역폭 할당된 데이터를 구별할 수 있기 위해, 각 프레임(540)을 채널들로 나눌 수 있다(도 5와 관련해 설명한 바와 같다). 채널의 시작과 끝은 각각 "시작 채널" 제어 토큰과 "채널 종료" 제어 토큰으로 마크되며, 채널마다 각자의 구분을 위해 번호가 할당된다.

채널들 중 하나(가령, 도 5의 (b)의 채널(543))는 데이터의 최적 시도 전송에 예비될 수 있고, 하나는 특별 제어 채널(가령 도 5의 (a)의 채널(514))로 사용될 수 있고, 나머지 채널들은 대역폭 할당 메커니즘에 따라 사용된다. 그 나머지 채널들은 아래에서 더 자세히 설명되는 것처럼, 각각 동일한 통신 프로토콜을 구현하거나, 서로 다른 프로토콜들을 구현할 수 있다.

대역폭 할당은 네트워크의 소정의 두 노드들을 연결하는 소정 경로(route)와 관련해 이뤄진다. 즉, 대역폭을 할당할 때, 두 노드들 사이에 전체 경로가 설정된다: 이때 두 노드들 사이에 회로 또는 버추얼 채널을 생성했다. 이와 같이, 파이프(버추얼 채널)의 한 쪽 끝에 데이터를 넣음으로써 한 노드로부터 다른 노드로 데이터를 송수신할 수 있으므로, 네트워크 계층(203)(도 2)은 실제로 필요로 되지 않을 수 있다. 이러한 해석의 결과는, 네트워크 계층(203)은 단지 최적 시도 채널(543)만을 사용할 것이다. 그럼에도 불구하고, 대역폭 할당 회로를 설정하기 위해, 네트워크 계층(203)은 두 노드들을 잇는 경로를 따라 노드에서 노드로 필요한 대역폭을 예비하는데 사용된다.

경로가 설정될 때, 최적 시도 트래픽 및 대역폭 할당 트래픽이 서로에 대해 독자적으로 이뤄지고, 그런 다음 라우팅 계층(250)에서 보다 효율적으로 다뤄질 것이다.

대역폭 할당과 관련하여, 데이터링크 계층(202)에 의해 송수신된 모든 데이터는 프레임들(540)로 나눠지고, 이때 한 프레임은 소정 속도로 보내진 여러 바이트들이나 소정 시점에 사용 가능한 대역폭의 총 크기를 나타낸다. 그런 다음 각각의 프레임(540)이 도 5에 도시된 것과 같이 채널들로 나눠진다. 한 채널에 할당된 바이트 개수는 소정 채널에 의해 사용될 수 있는 프레임(540)의 백분율을 나타낸다. 실제 링크 대역폭이 알려져 있으므로, 각 채널에 할당되는 대역폭은 그 채널 에 할당되는 프레임(540)의 백분율만큼 정해질 수 있다.

그에 따라 현재로서 바람직한 대역폭 할당 메커니즘은, 소정 프레임(540) 안의 한 채널을 통해 보내진 바이트 개수를 세는 것에 기반하고 있다. 바이트 개수가 그 채널에 할당된 프레임 백분율만큼 허용된 바이트들의 수와 같거나 그를 초과하면, 현 프레임(540) 중에는 이 특정 채널 상에 어떤 추가 데이터도 보내지지 않는다. 다음 프레임 시작시, 모든 카운터들은 0으로 되고 모든 채널들은 링크 상으로 한번 더 전송될 수 있다.

요청된 버퍼링의 량이 실제화되는 어떤 상황들이 일어날 수 있음을 알아야 한다. 이를테면, 그러한 상황 중 하나가, 긴 프레임이 있고 대역폭 할당 채널이 상당한 백분율의 프레임을 사용하는 경우 있게 된다. 이러한 설정은 프레임(540)의 상당 부분을 버퍼링할 수 있어야 한다는 필요성을 야기한다. 보통, 이 채널이 MVHSS_Bus(200) 상에서 동작할 때 수신된 모든 데이터가 버퍼링됨이 바람직하고, 채널이 끊어질 때에만 전송될 수 있다. 게다가, 이러한 상황은 더 많은 버퍼들의 사용을 유발할 뿐 아니라, 시스템에서의 더 긴 대기시간들과 지터 역시 유발할 수 있다.

한 가지 해법이, 상술한 바와 같이, 채널을 각각이 고정된 사이즈를 가지는 셀들로 분할하는 것이다. 소정 프레임(540)에서, 셀들은 이들이 발생된 채널과 무관하게 서로 섞일 수 있다. 즉, 서로 다른 채널들로부터의 셀들이 시간적으로 서로 인접하게 전송될 수 있다. 이러한 메커니즘을 통해, 더 긴 채널의 셀들 사이에 더 짧은 채널들의 셀들을 삽입하는 것이 가능하게 되고, 그로써 프레임(540) 안에서 채널들의 보다 균일한 재분할이 있게 된다. 물론, 데이터링크 계층(202)에 약간의 복잡도가 더해지겠지만, 버퍼 사이즈, 지터, 및 버스 대기시간의 감소가 그 부가적 데이터링크(202) 계층의 복잡도를 상쇄하고도 남는다.

상술한 바와 같이, 현재로서 바람직한 MVHSS_Bus(200)은 핫플러그 가능하다(hotpluggable). 가장 효율적으로 버스를 이용하기 위해, 이 버스에 어떤 장치(들)가 연결되는지를 식별하기 위한 동적 메커니즘이 지원된다. MVHSS_Bus(200)가, 완전한 MVHSS_Bus(200) 프로토콜 스택을 구축하는데 요구되지 않는 장치들인 매우 간단한 장치들에 연결될 수 있게 함이 바람직하므로, 장치 식별 시스템은 상대적으로 저레벨 식별 메커니즘을 이용함이 바람직하다.

이러한 상황에서, 저레벨이면서 간단한 메커니즘이 MVHSS_Bus(200)에 새롭게 부착된 장치들의 식별을 지원하기 위해 제공된다. 이러한 지원 메커니즘을 디스커버리 메커니즘이라 부를 수 있다. 이 메커니즘이 "디스커버리"라고 불리는 것은, 이 메커니즘이 소정 장치를 어떻게 식별할지를 특정하는 것이 아니라, 장치 식별 프로세스에 의해 필요로 되는 정보를 얻는데 필수적인 툴들을 제공하기 때문이다.

바람직한 실시예에서, 이 정보는 최소 자원들을 이용하는 메커니즘을 통해 MVHSS_Bus(200)로 연결된 장치로부터 얻어진다. 이러한 바람직한 메커니즘을 지원하는 장치는, MVHSS_Bus(200) 물리 계층(201) 및 데이터링크 계층(202)의 적어도 약간의 부분을 액세스함이 바람직하다(도 2 참조). 디스커버리 메커니즘은 데이터링크 계층(202)에 포함된다.

가장 간단하고 가장 일반적인 기술들 가운데 하나가, "메모리로부터 읽는" 타입의 메커니즘을 이용한다. MVHSS_Bus(200) 링크 전역에 걸쳐 이 메커니즘은 장치에 포함된 작은 설정 및/또는 식별 메모리를 읽는데 사용된다. 이러한 디스커버리 메커니즘을 지원하기 위해, "디스커버리 명령"이 데이터링크 계층(202)에서 사용된다. 이 명령의 포맷은 데이터링크 계층 상의 토큰 사이즈에 따라 다소 달라질 수 있으나, 일반적으로 읽혀진 정보의 크기를 코딩하기 위한 일 바이트와 읽기 동작의 시작 어드레스를 코딩하기 위한 두 바이트들을 제공한다.

읽기 명령이 발생될 때, 장치는 이 명령에 요구되는 정확한 바이트 수를 보내어 답한다. 요청 및 응답은 데이터링크 계층(202)의 설정 채널 안에 포함될 수도 포함되지 않을 수도 있다.

동일한 디스커버리 메커니즘이, 장치에 적은 량의 데이터 쓰기 동작을 지원하도록 확장될 수 있다.

MVHSS_Bus(200) 장치들의 기능을 발견하는 것과 관련하여, 바람직하게는 0x0000 어드레스에서 시작하는 소량의 메모리를 예비하여, 피어 노드의 기능과 한계가 무엇인지를 판단하기 위해 노드가 필요로 하는 최소의 정보를 제공할 수도 있다. 중요한 한가지 정보 아이템이 노드에 의해 지원되는 최대 속도이지만, 다른 유용한 정보의 가능한 아이템들로서 (제한 사항은 아니지만) 노드가 핫플러그를 지원하는지의 여부; 데이터링크 계층이 지원하는 코딩; 그리고 물리 계층의 어떤 모드나 타입이 지원되는지의 여부가 포함된다. 이러한 정보가 MVHSS_Bus(200) 인터페이스 자체와 관련되는 것으로서, 식별 메커니즘 자체의 일부는 아님을 알아야 한다.

이제 MVHSS_Bus(200)의 무결성을 검증하고, 그 검증 메커니즘으로부터 정확한 결과에 도달하기 위한 한 기술이 지금부터 논의될 것이다.

MVHSS_Bus(200)가 일반성이 있으면서도 적응성 역시 가진다는 사실이 소정의 호환성 이슈를 일으킬 수 있다. 예를 들어, MVHSS_Bus(200)는 서로 다른 레벨의 프로토콜 구성이, 연결될 노드가 필요로 하는 가능한 게이트 개수를 가능한 많이 줄일 수 있게 하는 실현 수단을 가지게 한다. 이러한 방식을 통해, 리프(leaf) 노드들로부터의 복잡성을 네트워크 코어(core)로 이동함으로써 매우 단순한 장치들이 MVHSS_Bus(200)에 연결될 수 있다.

두 노드들 사이의 호환성을 제어하는 간단한 방법이 이제 설명될 것이다. 동일한 방법을 이용하여, 완전한 네트워크가 적절하게 구성되었는지를 판단하고 그 네트워크가 동작될 수 있도록 보장할 수 있게 된다.

이러한 발명의 양태에 따라, 프로토콜 호환성 등급(PCR)이라 칭하는 넘버가 각각의 MVHSS_Bus(200) 노드 구성마다 부착된다. PCR은 소정 노드가 어떤 수준의 구현성 또는 호환성을 가지는지를 나타낸다.

네트워크가 알맞게 구축되어 있는지를 판단하기 위해, 다음과 같은 규칙이 주어진다. 우선, MVHSS_Bus(200) 네트워크의 코어가 위치되며, 이때 코어는 가장 높은 PCR 넘버를 갖는 일련의 노드들을 나타낸다. 코어는 한 개 이상의 노드들을 포함할 수 있다. 둘째, MVHSS_Bus(200) 네트워크와 트리 간 토폴로지를 유추함으로써, 코어로부터 시작하여 네트워크 (트리)의 리프들(leaves)을 향해 이동할 때, 각 홉(hop)에서 PCR은 *하나가 나오는 브랜치의 PCR과 작거나 같아야 한다는 것을 의미하는 반복적 법칙을 정의할 수 있다,

PCR의 번호 매기기를 관리하기 위해, 어떤 번호들이 사용될지와, 소정 PCR에 따르기 위해 노드 안에서 구현되어야 하는 최소한의 기능이 무엇인지를 특정하는 호환성 사다리가 만들어진다. 호환성 사다리와 위에서 주어진 두 가지 규칙들이 있으면, 소정 네트워크의 알맞음이 즉시 검사될 수 있다.

상기 정의 및 규칙들로부터, 소정 노드의 PCR이 맞는지, 그리고/또는 노드가 그 노드의 PCR에 내포된 모든 특징들을 실제로 구현하는지를 확인하기 위한 중요한 고찰이 이뤄져야 함을 알 수 있을 것이다. PCR 레벨의 테스트를 돕기 위해, 시스템 레벨 모델들과 벤치마크들이 활용됨이 바람직하며, 그에 따라 MVHSS_Bus(200) 노드나 장치의 모든 구성이 이들 시스템 레벨 모델들에 대해 검사된다. 노드가 성공적으로 통과할 때에만, PCR 테스트는, 상응하는 PCR이 할당된 노드가 된다. 표준화 관점에서 볼 때, 이러한 것은, 이 모델들이 표준화의 일부이어야 하고 표준화의 전개를 지원해야 함을 의미한다.

위에서 짧게 논의된 프로토콜 터널링 절차들에 대해 도 8-12를 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명할 것이다. MVHSS_Bus(200)의 중요한 양태가 다른 프로토콜들의 터널링 및/또는 MVHSS_Bus(200)를, MVHSS_Bus(200) 인터페이스를 지원하지 않는 다른 장치들에 인터페이스하게 하는 실현능력이다. 기존 장치들과의 백워즈(backwards) 호환성을 달성하기 위한 다양한 기술들이 지금부터 설명될 것이다.

백워즈 호환성은 많은 시스템들에 있어서 중요한 이슈이다. MVHSS_Bus(200) 와 관련해, 백워즈 호환성은 가령 I²C 프로토콜과 같은 서로 다른 저속 프로토콜들을 서로 연결할 수 있어야 한다는 것을 의미한다. 이와 관련해, 소정 프로토콜을 터널링하는 문제가 한 프로토콜에만 전적으로 특정한 것이 아니라, 이 프로토콜이 어느 클래스에 속하느냐에 더 특정된다는 것을 아는 것이 바람직하다. 단방향 메시지들에 기반하는 프로토콜들은 하위 레벨에서 일어나는 어떤 인터랙션들(가령 메시지 승인)도 존재하지 않기 때문에 터널링에 가장 간단한 것이다. 극단적 반대의 경우로서, 저레벨 읽기/쓰기 동작들에 기반하는 프로토콜들은 터널링이 훨씬 어렵다. 실제로, 이 프로토콜들은 "구조의 메모리 타입"을 나타낸다고 특징지어질 수 있다. 쓰기 동작이 어떤 경우들에서 단방향 동작이라고 간주되는 반면, I²C의 경우 승인 비트의 존재로 인해 쓰기 동작은 그렇게 간주되지 않는다. 읽기 동작은 매우 낮은 레벨에서 양방향성 동작이며, 따라서 항상 문제가 된다.

이와 같이, 저레벨, 양방향 동작을 나타내는 모든 프로토콜은 터널링에 어려울 수 있다고 이해할 수 있다. 그러나, 그러한 많은 프로토콜들이 같은 기술들을 사용해 터널링되므로, 동일한 프로토콜 스택의 기본 구조를 가져온다. 일례로서, 시스템이 성공적으로 I²C를 터널링할 수 있으면, 같은 타입의 저레벨 동작들을 수반하는 다른 많은 프로토콜들을 터널링할 가능성이 매우 클 것이다.

두 개의 서로 다른 네트워크를 서로 상호동작하게 하는 일반적 경우를 다루는 것은 극도로 어려운 일이다. 그러나, 좀 더 다루기 쉬운 특별한 경우가 있다. 소스와 목적지 호스트들이 같은 타입의 네트워크 상에 존재하지만 이들 사이에는 다른 네트워크가 존재하는 경우가 그것이다. 잘 알려진 예가 IPv4 네트워크에 대한 IPv6 프로토콜의 터널링이다. 이 문제를 다루기 위해, IPv4 네트워크의 몇몇 주변 노드들은 특별한 기능을 포함한다: 즉, IPv4 패킷 안에 IPv6 패킷을 넣을 수 있다. 이 노드들 (멀티 프로토콜 노드들)에서 소정의 특별한 라우팅 테이블들 역시 필요로 된다. IPv6 패킷이 IPv4 네트워크를 이동할 필요가 있을 때, IPv6 패킷은 IPv4 네트워크의 멀티=프로토콜 라우터들 중 하나로 라우팅되고, 이때 IPv4 패킷 안에 넣어진다. 그러면 이 패킷이, 다른 IPv6 네트워크에 연결된 멀티-프로토콜 라우터에 접촉하는 식으로 라우팅된다. 그런 다음 이 멀티-프로토콜 라우터가 IPv4 패킷으로부터 삽입된 IPv6 패킷을 추출하여 그것을 IPv6 네트워크로 보낸다.

고전적 정의에 따르면, 터널링 기술은 프로토콜 스택 내 같은 레벨에서, 같은 타입의 두 네트워크 사이에서 이용된다.

예로서, 피어 투 피어 데이터 전송에 사용되는 일반적인 프로토콜을 가정한다. 이것은 물리 계층과 데이터링크 계층만이 정의됨을 의미한다. 본 발명의 양태에 따른 일반적 프로토콜의 묘사에, 라우팅 메커니즘을 정의하지 않은 대부분의 모든 프로토콜들이 포함된다. 본 발명에 가장 유익한 것은, I²C 및 시스템-패킷 인터페이스(SPI)와 다양한 메모리 버스들 (여기에 한정되는 것은 아니다)을 포함하는 프로토콜들이다. 물리 계층(201) 및 데이터링크 계층(202)이 하드웨어로도 구축된다고 생각할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 일반 프로토콜에서, 데이터링크 계층(202)에 의 해 제공되는 인터페이스는 "매크로 인터페이스"라 불린다. 많은 프로토콜들에 있어서, "매크로 인터페이스"는 대략해서 레지스터들의 집합을 통해 나타내질 수 있고, 어떤 경우에는 인터럽트 메커니즘과 직접 메모리 액세스(DMA) 메커니즘에 의해 나타내질 수 있다.

두 노드 버스(800) 내 프로토콜 스택들(802 및 804)와, 프로토콜 A와 결부된 두 매크로 인터페이스들(806 및 808)을 도시한 도 8에 대해 참조할 것이다.

지금부터, 일반적 프로토콜을 그냥 프로토콜이라 부를 것이다. 한 노드에서 다른 노드로 데이터를 전송하기 위해, 전송 노드의 소프트웨어는 프로토콜 A의 매크로 인터페이스를 이용한다. 그러나, 소프트웨어가 데이터링크 계층(202)나 물리 계층(201)에 대한 것이 아니고, 소프트웨어에 대한 프로토콜 A의 관련된 일부만이 매크로 인터페이스(806, 808)임을 알아야 한다.

저레벨 터널링의 정의로서, 프로토콜 A의 하드웨어 구성을 전제한다. 도 9에서와 같이, 프로토콜은 프로토콜의 물리 계층(201)의 상태를 부호화하는 터널링(810)을 생성할 필요가 있고, 프로토콜 B인 전송 프로토콜의 데이터링크 계층(202')에 의한 감싸넣기(encapsulation)를 허용한다. 프로토콜 B의 데이터링크 계층(202')을 이용하여, 부호화된 상태가 프로토콜 B의 물리 계층(201')을 통해 전송된다. 데이터가 수신 노드(프로토콜 B)의 데이터링크 계층(202')에 도달할 때, 터널링 계층(810)이 그 부호화된 상태를 해독하여 그것을 프로토콜 A의 물리 계층(201)로 전송한다.

이렇게 간단한 묘사에 기초해서도, 저레벨 터널링에 의해 발생되는 수많은 어려움들이 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 프로토콜(B)의 전송 계층의 기능이 터널링된 프로토콜에 의해 고정된다. 실제로, 프로토콜 B가 메모리 버스(800')일 때, 프로토콜 B에서 허용된 최대 대기시간들은 메모리의 액세스 시간만큼 고정될 것이다. 결론은, 프로토콜 B의 설계는, 터널링의 모든 가능한 프로토콜 후보자들을 고려할 필요가 있다는 것이다. 또는, 프로토콜 B가기존의 프로토콜일 때, 그 기능들이 어느 프로토콜들이 터널링되거나 될 수 없는지를 결정한다.

프로토콜 B의 기능이 중요하기 때문에, 저레벨 터널링은 프로토콜 B의 프로토콜 스택에서(가능하면 물리 계층(201')에서, 거기가 아니면 데이터링크 계층(202')에서) 가능한 한 낮게 일어난다. 물론, 이러한 방법은 피어-투-피어 설정에서만 프로토콜을 터널링하고 네트워크를 통해서는 프로토콜을 터널링하지 않는 메커니즘을 가진다는 또 다른 문제를 낳는다.

이러한 잠정적 한계를 피하기 위해, 포인트-투-포인트 물리 계층(201)이 MVHSS_Bus(200)에 존재한다는 이유로, 세 노드 이상이 존재할 때 데이터를 라우팅하는데 선택적 허브(Hub)(1300)(도 13 참조)가 선호된다. 이와 같이, 허브(1300)에 이미 존재하는 라우팅 메커니즘에, 터널링된 프로토콜들을 포함하는 라우팅 데이터를 처리하는 제2의 라우팅 메커니즘을 추가할 수 있다.

소프트웨어 호환성은, 패킷 손실 및/또는 패킷 훼손을 다루는, 터널링된 프로토콜의 능력에 주로 의존한다. 모든 프로토콜 스택에서, 물리 계층(201)은 에러를 일으키는 경향이 있으므로, 상위 프로토콜들은 소정 에러율을 고려하도록 설계된다. 프로토콜을 터널링함으로써, 물리 계층(201)의 에러율은 증가될 가능성이 있고, 새로운 타입의 에러들이 발생될 수도 있다.

실제로, 터널링된 일부 프로토콜들은 저레벨 드라이버(들)에서 약간의 변형을 요할 수 있다. 그러나, 100% 소프트웨어 호환성은 운영 시스템 레벨이나 적어도 어플리케이션 레벨에서 여전히 달성될 수 있다.

소프트웨어 호환성과 함께 일어나는 어려움들, 특히 MVHSS_Bus(200)의 핫플러그 가능한 성질을 고려할 때의 어려움들 중 일부는 적어도 부분적으로 터널링 계층을 확장된 방식으로 이용함으로써 극복될 수 있다. 물리 계층(201)이 허용할 때, 터널링 계층(810)은 장치의 연결해제 상태 역시 처리하고, 물리 계층(201)을 위해, 알려진 에러 타입을 만들 수 있다. 이 에러가 소프트웨어에 도달하면, 소프트웨어는 에러가 포함된 메시지를 재전송할 수 있다. 그렇게 함으로써, 시스템은 단기간의 연결해제 혹은 기타 에러들을 처리할 수 있다.

고레벨 터널링의 한 가지 규정은, 터널링된 프로토콜들을 전송하기 위해 프로토콜 B의 네트워크 계층(203')을 이용한다. 고레벨 터널링 프로토콜 스택들을 예시하는 도 10으로부터 알 수 있듯이, 터널링된 프로토콜 A로부터 사용된 부분만이 매크로 인터페이스들(806, 808)이고, 물리 계층(201 A)과 데이터링크 계층(202 A)은 제거된다. 이러한 특정 타입의 고레벨 터널링은 고레벨 노드들 사이에서 활용됨이 바람직하다.

소프트웨어 호환성과 관련해, 위에서 저레벨 터널링과 관련해 말한 것이 여기에서도 마찬가지로 적용된다. 소프트웨어 관점에서 볼때, 물리 계층(201)과 데이터링크 계층(202)이 존재하는지의 여부는 문제되지 않으며, 대신 문제되는 것은 매크로 인터페이스(806, 808)이다.

도 11은 네트워크의 한 편이 엔진(1150)을 포함하는 경우의 하이브리드 터널링의 예를 도시한 것이다. 하이브리드(hybrid) 터널링은 저레벨 및 고레벨 터널링의 장점들을 합한 것으로서 정의될 수 있다. 그러나, 하이브리드 터널링은 프로토콜을 구축하는 상이한 IP 블록을 필요로 한다. 하이브리드 터널링 계층(1100)은 게이트웨이로 간주될 수 있으므로, 하이브리드 터널링은 기존의 버스들과 MVHSS_Bus(200) 사이에 게이트웨이를 제공하는 것과 같다고 간주될 수 있다. 저레벨 터널링과 비교할 때, 이러한 방법은 상당히 줄어든 대역폭을 이용하고 프로토콜 터널링시 전력 소비를 감소시킨다. 소프트웨어 관점에서 볼 때, 하이브리드 터널링은 프로토콜 터널링에 강력한 수단이다: 그 구현에는 제약사항이 거의 없고 상당한 적응능력을 가진다. 하이브리드 터널링 계층(1100)은 프로토콜 B 네트워크 계층(203') 뿐 아니라 (내장된) 프로토콜 A 매크로 인터페이스(807)에까지 인터페이스한다. 매크로 인터페이스(807)는 프로토콜 A 데이터링크 계층(202)과 연결되고, 그로부터 매크로 인터페이스(808)과 결부된 프로토콜 A 수신 프로토콜에 연결된다.

도 12는 터널링시의 매크로 인터페이스에 대한 약간의 세부사항을 도시한 것이다. 매크로 명령들이 터널링되는 방법에 대해 보다 상세하게 고려할 때, 매크로 인터페이스(가령, 806)를 두 블록들인 매크로 인터페이스 업(806A)(상위 계층과 비로 연결된 부분)과 매크로 인터페이스 다운(806B)(데이터링크 계층(202)과 같이 하위 프로토콜에 바로 연결된 인터페이스 부분)으로 나타내는 것이 유용하다. 그러면, 터널링 동작은 간단히, 매크로 인터페이스들의 두 부분들 사이를 통과하는 정 보의 부호화-해독화로서 보여질 수 있게 되고, 임의의 프로토콜 계층이 한 포인트에서 다른 포인트로 이렇게 부호화된 정보를 전송할 수 있다.

터널링의 개념이 I²C 프로토콜을 터널링하는 원리를 예로 들어 자세히 설명될 것이다. I²C 프로토콜의 터널링을 어렵게 만드는 하나의 요소가 승인(acknowledge) 비트의 존재인데, 이것이 전 시스템에 걸친 최대 대기 시간뿐 아니라 멀티-마스터링 실현 가능성에 대해서도 엄격한 경계를 가중시키기 때문이고, 허브(1300) 간 통신이 일어나도록 강요할 뿐 아니라, 클록 동기 메커니즘까지 요구하기 때문이다.

오직 하나의 마스터만이 버스 상에 존재하는 모노-마스터(mono-master) I²C 버스 터널링의 경우, 그 마스터는 가령 셀룰라 전화기 같은 것의 엔진(1150)이 된다. 이것은 I²C를 터널링하는 가장 수월한 방법인데, 선택될 다양한 대안들이 존재하기 때문에 그러하다. 예를 들어, 고레벨 터널링을 이용할 수 있는데, 이것은 매크로 명령들만이 MVHSS_Bus(200)를 통해 보내질 수 있음을 의미하며, I²C 호환되는 주변기기가 I²C 소자에 가깝게 위치한다는 것을 의미하다. 이와 달리, 저레벨 터널링 역시 이용할 수 있는데, 이것은 I²C 물리 계층의 핀 상태들이 MVHSS_Bus(200)를 통해 전송된다는 것을 의미한다.

일반적으로, 고레벨 터널링은 수행에 있어 가장 간단한 것으로, 트랜잭션에 대한 엔진(1150) 측 제약만을 내포한다. 한 가지 제약이, I²C 버스로의 액세스가 비블록킹(non-blocking) 메커니즘이나 타임아웃이 있는 블로킹 메커니즘을 통해 수행되는 것이다.

멀티-마스터 I²C 버스 터널링의 경우, I²C 버스 상에 하나 이상의 마이크로콘트롤러들이 존재할 수 있다. 이경우, 간단한 마이크로콘트롤러들이 I²C를 매우 낮은 레벨, 즉 하드웨어에 매우 근접한 레벨에서 바로 사용하기 때문에 I²C의 높은 레벨 터널링을 사용하는 것이 가능하지 못하다. 소프트웨어 호환성 이슈 없는 하나의 선택사항이 MVHSS_Bus(200)를 통해 모든 I²C 마스터의 핀들의 상태를 모든 마스터로 브로드캐스트하는 것이다. 그런 다음 긴 전기선을 갖는 멀티-마스터 I²C 버스를 시뮬레이팅하고 모델링하여, 시스템에 부가되는 대기시간들을 고려할 수 있다. 물론, 허용가능한 대기시간들에 대한 제약이 있을 수 있고, 이것이 가령, 낮은 레벨 터널링 방식을 이용할 때 I²C 고속(HS) 모드(3.4MHz 클록)의 MVHSS_Bus(200)을 통한 터널링을 복잡하게 만들 수 있다.

이제 버추얼 I²C 버스(도 4의 (b) 다시 참조)의 개념과 관련하여, I²C가 MVHSS_Bus(200) 상에 전송되는 방법이, 터널링과 관련해 부가된 딜레이들로 인해 긴 케이블을 가진 물리적 I²C 버스와 유사하다는 것에 유의해야 한다. 따라서, 한 가지 이상의 물리적 I²C 버스들을 시뮬레이션하여, 버추얼 I²C 버스들을 규정하는 실현 가능성을 만들 수 있는 기술이 제안된다.

실제로, 이것은 여러 독자적인 버추얼 I²C 버스들이 동일한 MVHSS_Bus(200) 버스 상에 존재할 수 있다는 것과, 일례로서 보안을 향상시키기 위해 MVHSS_Bus(200)에서 터널링된 내부 I²C 버스를 분리시키는데 유용한 특징을 내포한다.

상기 버추얼 I²C 버스들이 히이브리드 터널링 바잇ㄱ이 사용될 때(도 1 참조) 보다 손쉽게 구현된다는 것에 유의해야 하는데, 그것은 게이트웨이 사용시 어떠한 엄격한 타이밍 요건도 필요하지 않게 때문이다.

여기서 설명한 MVHSS_Bus(200)에 의해 서로 연결되는 노드들로 이뤄지는 셀룰라 전화기와 같은 휴대형 단말(1500)의 전형적 구성을 보이는 도 13의 블록도에 대한 참조가 이뤄질 수 있다. 상술한 선택적 허브(1300)가 셀룰라 모바일 단말(CMT) ASIC(1310)을 대량 메모리(1320) 및 적어도 한 외부 모듈(1330)에 연결하고 있음을 보인다. 외부 모듈(1330)은 예를 들어 프린터, 외부 메모리, 또는 뮤직 플레이어,또는 단말(1500)의 기능을 보조하는 어떤 원하는 유형의 기능과 같이, 주변 기기라고도 불리는 액세서리 모듈을 포함할 수 있다. CMT ASIC(1310)과 어플리케이션 엔진(APE) ASIC(1340) 사이에 직접적인 연결이 이뤄지고, APE ASIC(1340)은 MVHSS_Bus(200)를 통해 차례로 디스플레이(1350) 및 카메라(1360)에 연결된다. 터 치 패널(1370)이 레거시(legacy) 인터페이스(가령, I²C나 SPI)같은 비 MVHSS_Bus 인터페이스를 이용해 디스플레이(1350)을 거쳐 APE(1340)에 연결된 것이 보여진다. MVHSS_Bus 노드들(1300, 1310, 1320, 1330, 1340, 1350, 및 1350) 각각은 가변하는 복잡도의 프로토콜 스택들을 포함한다는 것을 알 수 있고, 소정 노드들(1300, 1310, 및 1340) 역시 MVHSS_Bus 라이팅 테이블들(1400)(도 7의 (b) 참조)을 포함한다.

본 발명의 실시예들에 대한 상기 설명에 근거해, MVHSS_Bus(200)가 프레임(540)과 채널들(511, 512, 513, 및 514)을 이용해 회로 스위칭된 네트워크를 구축하는데 사용될 수 있고, 그에 따라 간단하면서 강력한 서비스 품질(QoS) 구축을 가능하게 한다는 것을 알 수 있다. 즉, 채널들, 프레임들 및 할당된 대역폭의 개념은 회로 스위칭되는 시스템을 "에뮬레이팅(emulate)"하는데 사용될 수 있고, 그에 따라 네트워크에서 "견고한" QoS를 제공하는데 사용될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예들에 대한 상술한 설명에 기초하여, MVHSS_Bus(200)가, 회로 스위칭되는 네트워크 구현을 위해 다른 채널들을 남겨둠으로써, 최적-시도 네트워크를 위한 소정 채널 사용을 준비하는 투명한 방식으로, "웜홀(wormhole) 라우팅"을 이용하는 네트워크와 같이, 최적-시도 네트워크 프로토콜 상에서 QoS를 구현하는데 사용될 수 있음을 더 알 수 있다.

일반적으로, 웜홀 라우팅은 메시지의 각 부분이 독자적으로 전송되는 메시지 전달 시스템의 한 특징을 말하는 것으로, 전체 메시지가 수신되기 전에 한 부분이 다음 노드로 전송될 수 있다. 단일 메시지의 모든 부분들이 동일한 경로를 따른다. 메시지의 독자적인 부분들은 보통, 32-비트의 한 워드 등으로 작은 규모이다. 이것은 노드가 다음 노드로 메시지를 전송 시작하기 전에 전체 메시지를 수신하는 메시지 스위칭과 비교할 때, 대기 시간 및 각 노드의 스토리지 요건을 감축한다. 예를 들어, 컷-스루우(cutthrough) 스위칭을 들 때, 웜홀 라우팅이 패킷 스위칭 시스템의 패킷들에 적용되어, 패킷 전송이 목적지가 알려지자 마자 전체 패킷이 도달되기 전에 시작되도록 한다.

이러한 본 발명의 양태에 따르면, QoS를 제공하는 메커니즘들을 웜홀 네트워크에 추가함으로써 웜홀 라우팅을 이용하는 네트워크의 어떤 제약을 없앨 수 있다.

채널들(511, 512, 513, 514) 중 적어도 하나를 웜홀 네트워크에 전용함이 바람직하며, 전용된 채널은 최적 시도 채널(543)으로서 동작한다. 이는, 전용 채널에 우선하여 어떤 당연한 대역폭도 할당되어서는 안되고, 다른 채널들이 할당된 후에 남아있는 어떤 대역폭만이 최적 시도 채널(543)에 할당됨을 의미한다. 이러한 방식으로, 최적 시도 채널(543)을 통해 웜홀 네트워크를 "터널링"할 수 있음을 알 수 있고, 이와 동시에, 이를테면 회로 스위칭 형태의 네트워크를 구현하기 위해 다른 채널들을 사용할 수 있음을 알 수 있다. 그러면 최적 시도 채널(543)의 QoS가, 웜홀 라우팅과 같이 선택된 최적 시도 채널 프로토콜에 의해 설정된다; 대역폭 할당 QoS, 짧은 대기시간 QoS, 등등이 회로 스위칭형 네트워크에 의해 달성될 수 있다.

이와 관련하여 최적 시도 네트워크 프로토콜이 웜홀 라우팅 프로토콜을 포함 해 여러가지 다양한 프로토콜들에 의해 나타내질 수 있다는 것을 알아야 한다.

동일한 통신 네트워크 상에 나란하게 복수의 네트워크 계층(203) 프로토콜들을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 한 채널이 웜홀 라우팅을 이용하는 "스페이스 와이어(SpaceWire)", 또는 "RapidIO", 또는 어떤 다른 프로토콜에 대해 사용될 수 있다.

또한, 채널들(511, 512, 513, 514)이 회로 스위칭 네트워크를 "에뮬레이팅"하기 위해 사용될 수 있으므로, 동일한 네트워크 프로토콜이나 상이한 네트워크 프로토콜(들)을 사용해 네트워크 내 서브-도메인들을 규정할 수 있다. 예를 들어, 채널-0(511)가, 웜홀 라우팅이 사용되는 서브-도메인 A에 할당되도록 결정될 수 있고, 채널-1(512)는 웜홀 라우팅이 마찬가지로 사용되는 서브-도메인 B에 할당되며, 상기 서브-도메인 A와 B는 보안 목적 등을 위해 서로 완전히 분리된다; 채널-2(513)은 RapidI0와 같은 다른 네트워크 프로토콜을 이용하는 도메인 C에할당된다. 서브-도메인들을 만들기 위해, 간단히 각각의 노드에서 사용에 허용된 채널들을 설정(configure)하면 된다. 이러한 본 발명의 특징은, 데이터링크 계층(202)이 멀티플렉서의 적어도 일부 안에서 동작하고, 이와 나란히 동작되는 많은 "논리적 네트워크들"로서 보여질 수 있기 때문에 촉진된다.

이와 관련해, 본 발명의 실시예들은 네트워크 프로토콜을 대체하고 동일한 통신 네트워크 상에서 서로 다른 네트워크 프로토콜들의 투명한 공존이 가능하게 함으로써, 네트워크의 발전을 돕는다.

원한다면, 네트워크 상의 모든 노드가 설정되어, 소정 QoS를 갖는 회로 스위 칭 네트워크를 에뮬레이팅하기 위해 웜홀 라우팅을 이용하는 네트워크와 같은 최적 시도 네트워크 프로토콜에 의해 설정될 수 있다.

이와 관련해, 데이터링크 계층(202)의 대역폭 할당이, 저마다 소정 대역폭을 가지는 복수의 나란한 물리적 계층들을 "시뮬레이팅" 하기 위해 사용될 수도 있다.

상술한 내용은 본 발명을 수행하기 위해 발명자들에 의해 현재 고찰된 최적의 방법 및 장치에 대해, 전형적이지만 반드시 한정된 것은 아닌 예들을 통해 완전하고도 유익한 설명을 제공하였다. 그러나, 웜홀 라우팅을 이용하는 등에 의해 적어도 최적 시도 라우팅에 대한 상술한 내용, 및 대역폭 할당 등의 관련 양태들에 기반해 실현되어질 수 있는 것과 같이, 이 분야의 당업자들이라면, 첨부된 도면과 청구범위들과 함께 이해할 때 상기 내용으로부터 다양한 수정과 변형이 이뤄질 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본 발명의 개념에 대한 그러한 모든 변형은 본 발명의 실시예들의 범위 안에 여전히 속하게 될 것이다.

또, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 몇몇 특징들은 대응되는 다른 특징들을 사용하지 않고도 유리하게 사용될 수 있다. 이와 같이, 상기 내용은 본 발명의 원리, 개념, 및 실시예의 예로만 고려되어야 하고 그를 제한하는 것으로 간주 되어서는 안된다.

Claims

물리 계층에 연결된 데이터링크 계층을 구비하는 통신 버스에 있어서,

상기 데이터링크 계층은 데이터링크 계층 프레임에 부가될 적어도 한 추상적(abstract) 프로토콜 및 채널 프로토콜을 다중화하도록 동작되는 멀티플렉서를 포함함을 특징으로 하는 통신 버스.
제1항에 있어서, 상기 한 프레임은 복수의 채널들을 구비하고, 이때 적어도 한 채널은 최대 시도 채널(best effort channel)로서 규정되며, 상기 데이터링크 계층은 적어도 한 최대 시도 채널이 있을 때 그 채널에, 사용되지 않은 크기의 프레임 대역폭을 할당함을 특징으로 하는 통신 버스.
제1항에 있어서, 상기 채널들 각각은 복수의 셀들로 이뤄지고, 이때 서로 다른 채널들로부터의 셀들은 서로에 대해 시간적으로 인접하게 전송될 수 있음을 특징으로 하는 통신 버스.
제1항에 있어서, 상기 한 프레임은 복수의 채널들을 포함하고, 이때 적어도 한 채널은 짧은 대기시간(low latency) 조건을 가진 트래픽에 대한 시그날링 채널로서 규정됨을 특징으로 하는 통신 버스.
제2항에 있어서, 상기 대역폭 할당은, 한 프레임 내 특정 채널을 통해 보내진 바이트 수를 카운트하는 동작을 포함하고, 그 바이트 수가, 상기 특정 채널에 할당된 프레임 내 총 바이트들의 백분율만큼 허용된 바이트 개수와 최소한 같은 경우, 그 프레임 중에 상기 특정 채널로는 더 이상의 데이터가 전송되지 않음을 특징으로 하는 통신 버스.
제1항에 있어서, 상기 한 프레임은 복수의 채널들을 포함하고, 이때 적어도 한 채널은 최대 시도 채널로 규정되고, 적어도 한 다른 채널은 회로-스위칭(circuit-switched) 채널로 규정됨을 특징으로 하는 통신 버스.
제1항에 있어서, 상기 한 프레임은 복수의 채널들을 포함하고, 이때 둘 이상의 채널이 최대 시도 채널로서 규정됨을 특징으로 하는 통신 버스.
제7항에 있어서, 상기 최대 시도 채널은 회로 스위칭 네트워크를 에뮬레이트(emulate) 하도록 동작함을 특징으로 하는 통신 버스.
제2항에 있어서, 상기 최대 시도 채널은 웜홀(wormhole) 라우팅을 구현하도록 동작함을 특징으로 하는 통신 버스.
제1항에 있어서, 상기 버스는 온칩 시스템(SoC) 구조를 통해 상기 SoC 내의 노드들을 연결하도록 구성됨을 특징으로 하는 통신 버스.
제10항에 있어서, 상기 버스는 적어도 한 외부 노드를 상기 SoC에 더 연결함을 특징으로 하는 통신 버스.
제2항에 있어서, 상기 적어도 한 추상적 프로토콜은 프레임 길이와 무관함을 특징으로 하는 통신 버스.
제1항에 있어서, 상기 적어도 한 추상적 프로토콜은, 다른 프로토콜의 터널링(tunneling)을 허용하여, 적어도 한 개의 다른 타입 버스와의 연결을 가능하게 함을 특징으로 하는 통신 버스.
제1항에 있어서,

상기 버스 네트워크의 무결성을 판단하기 위해, 개개의 버스 노드들에 대해 프로토콜 호환성 등급(Protocol Compatibility Rating)이 할당됨을 특징으로 하는 통신 버스.
제1항에 있어서, 상기 버스 노드들은 핫플러그 가능하고(hotpluggable), 메모리 읽기 기술을 이용하는 버스-연결된 노드들의 아이덴티티를 찾는 기능을 더 포함함을 특징으로 하는 통신 버스.
제1항에 있어서,

상기 버스로 전송되는 핑(ping) 명령을 이용하여 노드들의 연결 및 동기 상태 중 적어도 한 가지를 알아내는 기능을 더 포함함을 특징으로 하는 통신 버스.
제1항에 있어서, 상기 버스 노드들은 핫플러그 가능하고,

노드 연결 및 연결해제로부터 야기된 에러들과, 버스의 자가-클러킹(self-clocking) 성질로 인한 동기화 손실을 검출 및 그로부터 복구하는 기능을 더 포함함을 특징으로 하는 통신 버스.
제1항에 있어서, 한 프레임은 각자가 토큰들로 이뤄진 복수의 채널들을 포함하고, 이때 적어도 한 채널이 짧은 대기시간 요건을 가진 트래픽의 시그날링 채널로 규정되고, 상기 시그날링 채널 토큰들은 적어도 하나의 비시그날링 채널의 토큰들 사이에 산재됨을 특징으로 하는 통신 버스.
제1항에 있어서,

상기 데이터링크 계층에 연결되는 터널링 계층을 더 포함하고, 상기 터널링 계층은 상기 추상적 프로토콜의 트래픽 안에, 다른 프로토콜로부터의 트래픽을 감싸고 있음(encapsulate)을 특징으로 하는 통신 버스.
제2항에 있어서,

채널 번호들을 네트워크 노드 어드레스 정보로서 저장하는 적어도 한 개의 라우팅 테이블을 더 구비함을 특징으로 하는 통신 버스.
노드들 중 적어도 일부가, 각각의 프로토콜 스택이 상기 노드들 각자의 개개 프로토콜 스택들과 결부되는 복수의 프로토콜 스택들과 함께 동작하는 통신 버스를 통해 서로 연결되고 있고, 상기 프로토콜 스택들 각각은 물리 계층에 연결된 데이터링크 계층을 포함하고 있는, 복수의 노드들로 이뤄진 단말기에 있어서,

상기 데이터링크 계층은 데이터링크 계층 프레임 상의 적어도 한 개의 추상적 프로토콜과 채널 프로토콜을 다중화하도록 동작하고,

상기 한 프레임은 복수의 채널들을 포함하고, 이때 적어도 한 채널은 최대 시도 채널로 규정되고,

상기 데이터링크 계층은 적어도 한 개의 최대 시도 채널이 있는 경우 그 채널로 사용되지 않은 크기의 프레임 대역폭을 할당함을 특징으로 하는 단말기.
제21항에 있어서, 상기 프로토콜 스택들 중 적어도 일부는 상기 데이터링크 계층과 연결된 터널링 계층을 포함하고, 상기 터널링 계층은 상기 추상적 프로토콜의 트래픽 내에, 적어도 다른 한 프로토콜로부터의 트래픽을 감싸고 있음을 특징으로 하는 단말기.
제22항에 있어서, 상기 적어도 한 개의 프로토콜은 I²C, SPI, 및 메모리 버스 프로토콜 중 적어도 한 가지를 포함함을 특징으로 하는 단말기.
제21항에 있어서,

채널 번호들을 네트워크 노드 어드레스 정보로서 저장하는 적어도 한 개의 라우팅 테이블을 더 포함함을 특징으로 하는 단말기.
제21항에 있어서, 상기 한 프레임은 복수의 채널들을 포함하고, 상기 적어도 한 개의 채널은 짧은 대기 시간 요건을 가지는 트래픽에 대한 시그날링 채널로서 정의됨을 특징으로 하는 단말기.
제21항에 있어서, 상기 대역폭 할당은, 한 프레임 내 특정 채널을 통해 보내진 바이트 수를 카운트하는 동작을 포함하고, 그 바이트 수가, 상기 특정 채널에 할당된 프레임 내 총 바이트들의 백분율만큼 허용된 바이트 개수와 최소한 같은 경우, 그 프레임 중에 상기 특정 채널로는 더 이상의 데이터가 전송되지 않음을 특징으로 하는 단말기.
제21항에 있어서, 상기 적어도 한 채널이 회로 스위칭 네트워크를 에뮬레이트하는데 사용됨을 특징으로 하는 단말기.
제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 최대 시도 채널이 웜홀 라우팅을 구현하도록 동작함을 특징으로 하는 단말기.
제21항에 있어서, 상기 버스는 한 노드 안에서도 구현되고, 이때 상기 노드는 칩 구조의 시스템(SoC)으로서 구현됨을 특징으로 하는 단말기.
제21항에 있어서, 상기 버스는 적어도 한 외부 노드를 상기 단말기에 더 연결함을 특징으로 하는 단말기.
제21항에 있어서, 적어도 상기 버스 네트워크의 무결성을 판단하기 위해, 개개의 버스 노드들에 대해 프로토콜 호환성 등급(Protocol Compatibility Rating)이 할당됨을 특징으로 하는 단말기.
제21항에 있어서,

노드 연결 및 연결해제로부터 야기된 에러들과, 버스의 자가-클러킹(self-clocking) 성질로 인한 동기화 손실을 검출 및 그로부터 복구하는 기능을 더 포함함을 특징으로 하는 단말기.
제21항에 있어서, 상기 채널들은 토큰들로 분할되고, 이때 적어도 한 채널이 짧은 대기시간 요건을 가진 트래픽을 위한 시그날링 채널로서 규정되며, 상기 시그날링 채널 토콘들은 적어도 한 비시그날링 채널로부터의 토큰들 사이에 산재됨을 특징으로 하는 단말기.
제21항에 있어서, 상기 채널들은 토큰들로 분할되고, 이때 서로 다른 채널들로부터의 토큰들은 한 프레임 안에서 인터리브됨(interleaved)을 특징으로 하는 단말기.
제21항에 있어서, 상기 노드들 중 하나는 셀룰라 모바일 단말(CMT) 노드를 포함함을 특징으로 하는 단말기.
제35항에 있어서, 상기 노드들 중 다른 하나는 상기 CMT 노드를 최소한 하나의 추가 노드에 연결하는 허브(Hub) 노드를 포함함을 특징으로 하는 단말기.
통신 수행 방법에 있어서,

물리 계층과 연결되어, 적어도 한 채널이 최대 시도 채널로서 규정되는 복수의 채널들을 각자가 포함하는 프레임들을 가진 프로토콜을 통해 동작하는 데이터링크 계층을 제공하는 단계; 및

상기 적어도 한 최대 시도 채널이 있다면, 그 채널로 사용되지 않은 크기의 프레임 대역폭을 할당하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
제37항에 있어서, 상기 채널들 각자가 복수의 토큰들로 이뤄질 때,

시간적으로 서로 인접하여 전송될 수 있도록 상기 서로 다른 채널들로부터의 토큰들을 인터리브하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
제37항에 있어서,

적어도 한 채널을, 짧은 대기시간 요건을 가진 트래픽을 위한 시그날링 채널로서 규정하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
제37항에 있어서,

프레임 내 특정 채널을 통해 전송된 바이트 개수를 카운트하여 대역폭을 할당하는 단계; 및

상기 바이트 개수가 상기 특정 채널에 할당된 프레임 내 총 바이트 수의 백분율만큼 허용된 바이트 개수와 최소한 같은 경우, 상기 프레임 중 상기 특정 채널로 데이터를 전송하는 것을 중지하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
제37항에 있어서,

다른 적어도 한 채널을 회로 스위칭 채널로 정의하는 단계를 더 포함함을 특 징으로 하는 통신 수행 방법.
제37항에 있어서,

회로 스위칭 네트워크를 에뮬레이트하기 위해 복수의 최대 시도 채널들을 작동시키는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
제37항에 있어서,

웜홀 라우팅을 수행하기 위해 적어도 한 개의 최대 시도 채널을 동작시키는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
제37항에 있어서,

상기 물리 계층을 통해 상기 데이터링크 계층과 연결되는 버스를 제공하는 단계, 및 온 칩 시스템(SoC) 구조를 통해 상기 SoC 내 노드들을 연결하도록 상기 버스를 구현하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
제44항에 있어서,

상기 버스를 상기 SoC 외부의 적어도 한 노드에 연결하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
제44항에 있어서,

적어도 한 개의 다른 프로토콜을 터널링함으로써 적어도 한 개의 다른 프로토콜과 함께 동작하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
제37항에 있어서,

상기 프로토콜을 구현하는 버스에 연결된 개별 노드들에 대해 프로토콜 호환성 등급을 할당하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
제37항에 있어서, 상기 프로토콜을 구현하는 버스에 연결된 노드들이 존재하고, 이때 적어도 일부 노드들은 핫플러그 가능할 때,

메모리 읽기 기술을 이용해 노드들의 아이덴티티를 찾는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
제37항에 있어서, 상기 프로토콜을 구현하는 버스에 연결된 노드들이 존재할 때,

상기 버스로 전송되는 핑 명령을 이용해 노드들의 연결 및 동기 상태 중 적어도 한 가지를 알아내는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
제37항에 있어서, 상기 프로토콜을 구현하는 버스에 연결된 노드들이 존재하고, 이때 적어도 일부 노드들은 핫플러그 가능할 때,

노드 연결 및 연결해제에서 비롯되는 에러들, 그리고 버스 자가-클러킹으로 인한 동기화 손실을 검출하고 그로부터 복구하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
제37항에 있어서, 상기 한 채널이 토큰들로 이뤄질 때,

적어도 한 채널을, 짧은 대기 시간 요건을 가진 트래픽을 위한 시그날링 채널로서 정의하는 단계; 및 시그날링 채널 토큰들을 적어도 한 개의 비시그날링 채널로부터의 토큰들 사이에 산재시키는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
제37항에 있어서,

상기 데이터링크 계층에 연결된 터널링 계층을 정의하는 단계를 더 포함하고,

상기 터널링 계층은 다른 프로토콜에 따른 트래픽을 감싸고 있음을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
제37항에 있어서,

채널 번호들을 네트워크 노드 어드레스 정보로서 저장하는 적어도 한 개의 라우팅 테이블을 제공하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
제37항에 있어서,

적어도 한 개의 직렬 버스 프로토콜의 동작을 에뮬레이트하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 수행 방법.
노드들 중 적어도 일부가, 각각의 프로토콜 스택이 상기 노드들 각자의 개개 프로토콜 스택들과 결부되는 복수의 프로토콜 스택들과 함께 동작하는 통신 버스를 통해 서로 연결되고 있고, 상기 프로토콜 스택들 각각은 물리 계층에 연결된 데이터링크 계층을 포함하고 있는, 복수의 노드들로 이뤄진 단말기에 있어서,

한 개의 채널은 토클들로 이뤄지고,

적어도 한 채널은 짧은 대기 시간 요건을 가진 트래픽을 위한 시그날링 채널로서 규정되고,

상기 데이터링크 계층은 시그날링 채널 토큰들을 적어도 한 개의 비시그날링 채널로부터의 토큰들 사이에 산재시키도록 동작함을 특징으로 하는 단말기.
제55항에 있어서,

상기 통신 버스에 연결된 상기 노드들 중 하나는 셀룰라 모바일 단말(CMT) 노드를 포함함을 특징으로 하는 단말기.
제55항에 있어서,

상기 통신 버스에 연결된 상기 노드들 중 하나는 상기 단말기 외부에 위치하는 액세서리 노드를 포함함을 특징으로 하는 단말기.
제55항에 있어서, 상기 통신 버스는 포인트-투-포인트(point-to-point) 직렬 통신 버스로 이뤄짐을 특징으로 하는 단말기.
노드들로 구성된 단말기에 연결할 노드를 포함하여, 개개의 프로토콜 스택들이 상기 노드들 개개의 프로토콜 스택들과 결부되는 복수의 프로토콜 스택들로 동작되는 통신 버스를 통해 상기 노드를 상기 단말기의 적어도 한 노드에 연결하도록 구성되는 액세서리 모듈에 있어서,

상기 프로토콜 스택들은, 물리 계층에 연결되어 각자가 복수의 채널들을 포함하는 프레임들을 포함하는 프로토콜을 통해 동작하는 데이터링크 계층을 포함하고,

상기 한 채널은 토큰들로 이뤄지며, 이때 최소한 한 채널은 짧은 대기 시간 요건을 가진 트래픽을 위한 시그날링 채널로서 정의되고,

상기 데이터링크 계층은 시그날링 채널을 적어도 한 개의 비시그날링 채널로부터의 토큰들 사이에 산재시키도록 동작됨을 특징으로 하는 액세서리 모듈.
제59항에 있어서, 상기 통신 버스에 연결되는 상기 단말 노드들 중 하나는 셀룰라 모바일 단말(CMT) 노드를 포함함을 특징으로 하는 액세서리 모듈.
제59항에 있어서, 상기 통신 버스는 포인트-투-포인트 직렬 통신 버스로 이 뤄짐을 특징으로 하는 액세서리 모듈.