KR100821125B1 - Apparatus and method for buffer management and processing of receiving interrupt between MAC hardware and software - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명은 매체접근제어 하드웨어 및 소프트웨어 처리장치 간의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리를 위한 장치 및 그 방법에 관한 것임.The present invention relates to an apparatus and method for buffer management and reception interrupt processing between a media access control hardware and a software processing apparatus.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention
본 발명은 매체접근제어 하드웨어 및 소프트웨어 처리장치 간에 연속적으로 발생되는 수신 인터럽트에 대한 버퍼관리의 복잡도를 낮추고, 수신 프레임 폐기 등의 손실을 줄이기 위한, 매체접근제어 하드웨어 및 소프트웨어 처리장치 간의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리를 위한 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.The present invention provides buffer management and reception between media access control hardware and software processing devices to reduce the complexity of buffer management for reception interrupts that occur continuously between the media access control hardware and software processing devices, and to reduce losses such as discarding received frames. Its purpose is to provide an apparatus and method for interrupt handling.
3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention
본 발명은, 매체접근제어(MAC) 하드웨어 처리장치와 MAC 소프트웨어 처리장치간의 버퍼 관리 및 수신 인터럽트 처리장치에 있어서, 프레임 수신으로 인한 하드웨어 인터럽트 발생시, 상기 MAC 소프트웨어 처리장치의 하드웨어 내부 주소를 디코딩하여 해당 블록으로 연결시키기 위한 어드레스 디코딩 수단; 각 저장수단의 수신 프레임 저장 상태를 나타내는 정보를 저장수단 개수 만큼의 비트로 비트맵을 구성하여 제공하는 인터럽트 상태정보 제공수단; 상기 MAC 소프트웨어 처리장치의 상기 인터럽트 상태정보 제공수단 업데이트시에, 상기 MAC 하드웨어 처리장치의 접근(동시 쓰기)을 제어하기 위한 정보를 상기 MAC 하드웨어 처리장치로 제공하는 인 터럽트 접근정보 제공수단; 수신된 프레임을 저장하고 있는 다수의 저장수단; 각 저장수단에 저장된 수신 프레임의 길이정보를 저장수단 개수 만큼의 비트로 비트맵을 구성하여 상기 MAC 소프트웨어 처리장치의 수신 프레임 판독(읽기)시 제공하는 수신 프레임 길이정보 제공수단; 상기 인터럽트 상태정보 제공수단에서 제공되는 정보를 바탕으로, 상기 수신된 프레임을 비어 있는 저장수단에 저장 제어하기 위한 하드웨어 인터럽트 제어수단을 포함한다.The present invention relates to a buffer management and reception interrupt processing device between a MAC hardware processing device and a MAC software processing device, wherein a hardware internal address of the MAC software processing device is decoded when a hardware interrupt occurs due to frame reception. Address decoding means for concatenating into blocks; Interrupt status information providing means for constructing and providing a bitmap with information indicating the received frame storage status of each storage means as many bits as the number of storage means; Interrupt access information providing means for providing the MAC hardware processing apparatus with information for controlling the access (simultaneous write) of the MAC hardware processing apparatus when updating the interrupt status information providing means of the MAC software processing apparatus; A plurality of storage means for storing the received frame; Receiving frame length information providing means for constructing a bitmap with the length information of the receiving frame stored in each storage means as many bits as the number of storage means, and providing the read frame when the receiving device reads (reads) the MAC software processing apparatus; Hardware interrupt control means for controlling the storage of the received frame in the empty storage means based on the information provided by the interrupt status information providing means.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
본 발명은 매체접근제어 하드웨어 처리장치의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리 시스템 등에 이용됨.The present invention is used in the buffer management and reception interrupt processing system of the media access control hardware processing apparatus.
매체접근제어, 지그비, IEEE 802.15.4, 무선랜, 수신 인터럽트, 멀티 버퍼, IEEE 802.11 Media Access Control, Zigbee, IEEE 802.15.4, Wireless LAN, Receive Interrupt, Multi-Buffer, IEEE 802.11
Description
도 1 은 본 발명에 따른 매체접근제어(MAC: Medium Access Control) 하드웨어 및 소프트웨어 처리장치 간의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리를 위한 장치의 일실시예 구성도,1 is a configuration diagram of an apparatus for buffer management and reception interrupt processing between a medium access control (MAC) hardware and a software processing apparatus according to the present invention;
도 2 는 본 발명에 따른 매체접근제어 하드웨어 처리장치의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리 방법에 대한 일실시예 흐름도,2 is a flowchart illustrating a buffer management and reception interrupt processing method of a media access control hardware processing apparatus according to the present invention;
도 3 은 본 발명에 따른 매체접근제어 소프트웨어 처리장치의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리 방법에 대한 일실시예 흐름도,3 is a flowchart illustrating a buffer management and reception interrupt processing method of a media access control software processing apparatus according to the present invention;
도 4 는 본 발명에 따른 매체접근제어 하드웨어 처리장치의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리 방법에 대한 일실시예 설명도,4 is a diagram illustrating an embodiment of a buffer management and reception interrupt processing method of a media access control hardware processing apparatus according to the present invention;
도 5 는 본 발명에 따른 매체접근제어 하드웨어 처리장치의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리 방법에 대한 다른 실시예 설명도이다.5 is a diagram illustrating another embodiment of a buffer management and reception interrupt processing method of a media access control hardware processing apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawing
10 : 매체접근제어 하드웨어 처리장치 110 : 어드레스 디코딩부10: media access control hardware processing apparatus 110: address decoding unit
120 : 수신 프레임 길이 레지스터 130 : 인터럽트 접근 레지스터120: Receive frame length register 130: Interrupt access register
140 : 인터럽트 상태 레지스터 150 : 하드웨어 인터럽트 제어부 140: interrupt status register 150: hardware interrupt control
20 : 매체접근제어 소프트웨어 처리장치20: media access control software processing device
본 발명은 매체접근제어 하드웨어 및 소프트웨어 처리장치 간의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리를 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유무선 통신 시스템의 매체접근제어 하드웨어 및 소프트웨어 처리장치 간에 연속적으로 발생되는 수신 인터럽트에 대한 버퍼관리의 복잡도를 낮추고, 멀티 버퍼를 이용하여 효율적으로 수신 인터럽트를 처리할 수 있는, 매체접근제어 하드웨어 및 소프트웨어 처리장치 간의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리를 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for buffer management and reception interrupt processing between a medium access control hardware and a software processing apparatus, and more particularly, to a reception continuously generated between a medium access control hardware and a software processing apparatus of a wired / wireless communication system. An apparatus and method for buffer management and reception interrupt processing between a medium access control hardware and a software processing device, which can reduce the complexity of buffer management for interrupts and can efficiently handle a reception interrupt using a multi-buffer.
일반적으로, 매체접근제어 하드웨어 처리장치는 모뎀으로부터 프레임 수신시에, 수신 프레임의 헤더정보를 분석하여 자신에게 전달되는 프레임을 수신하고, 수신된 프레임이 매체접근제어 소프트웨어 처리장치로 전달되어야 할 경우, 수신 버퍼에 수신 프레임을 저장한다. 그리고, 수신 프레임이 수신 버퍼에 저장되면, 매체접근제어 하드웨어 처리장치는 수신 인터럽트를 매체접근제어 소프트웨어 처리장치 로 전달한다. In general, when the media access control hardware processing apparatus receives a frame received from the modem by analyzing the header information of the received frame and receives the frame transmitted to itself, and the received frame is to be delivered to the media access control software processing apparatus, Store the received frame in the receive buffer. When the received frame is stored in the receive buffer, the media access control hardware processor delivers the receive interrupt to the media access control software processor.
이후에, 매체접근제어 하드웨어 처리장치로부터 인터럽트를 전달받은 매체접근제어 소프트웨어 처리장치는 매체 접근 제어 하드웨어 처리장치 내의 수신 버퍼로부터 수신 프레임을 읽어서 자신의 내부 메모리에 옮겨 놓는다. 이때, 만약 매체접근제어 소프트웨어 처리장치가 수신 프레임을 읽는 동안 모뎀으로부터 또 다른 프레임이 수신된다면, 매체접근제어 하드웨어 처리장치는 프레임을 폐기하거나, 또는 매체접근제어 하드웨어 처리장치 내의 수신 버퍼가 여러 개의 프레임을 처리할 수 있는 용량을 가지고 있는 듀얼포트램인 경우에 연속적인 수신 프레임을 계속해서 저장한다. 이때, 매체접근제어 하드웨어 처리장치가 매 수신 프레임마다 인터럽트를 발생시키는 경우에, 처음 수신 프레임을 처리하고 있는 단계에서 또 다시 인터럽트가 발생하게 되므로, 매체접근제어 소프트웨어 처리장치에서 팬딩하거나, 또는 매체접근제어 하드웨어 처리장치가 내부적으로 팬딩하는 방법을 사용해야 한다.Subsequently, the media access control software processor receiving the interrupt from the media access control hardware processor reads the received frame from the receive buffer in the media access control hardware processor and transfers it to its internal memory. At this time, if another frame is received from the modem while the media access control software processor reads the received frame, the media access control hardware processor discards the frame, or the receiving buffer in the media access control hardware processor has multiple frames. In the case of the dual port RAM having the capacity to process the continuous reception frame is continuously stored. At this time, when the media access control hardware processor generates an interrupt for every received frame, an interrupt is generated again in the process of processing the first received frame. The control hardware processor must use internally pending methods.
다만, 두 경우 모두 매 인터럽트 발생시마다 듀얼포트램의 주소와 수신 프레임의 길이 등을 저장하고 있어야 한다. 이 경우에 매체접근제어 하드웨어 처리장치는 듀얼포트램을 링버퍼 형식으로 관리를 하거나, 듀얼포트램의 특정 임계값을 넘어서는 경우에 수신되는 프레임을 폐기하는 방법 등을 사용할 수 있다. In both cases, however, the address of the dual port RAM and the length of the received frame should be stored at every interrupt occurrence. In this case, the media access control hardware processing apparatus may manage the dual port RAM in a ring buffer format, or discard a received frame when the dual port RAM exceeds a specific threshold.
그러나, 링버퍼 형식으로 관리하는 방법은 버퍼관리의 복잡성이 높다는 문제점이 있고, 수신 프레임을 폐기하는 방법은 데이터 손실율이 높아서 전체 시스템의 성능을 낮추게 되는 문제점이 있다. 또한, 매체접근제어 하드웨어 처리장치는 수신 프레임을 실시간으로 처리하기 위해 일단 수신된 프레임을 듀얼포트램에 저장하게 되는데, 수신 프레임 헤더정보를 분석하는 중에 매체접근제어 소프트웨어 처리장치로 전달할 필요가 없는 프레임으로 판명되거나 CRC(Cyclic Redundancy Checking) 오류가 발생한 경우에 다시 이전 듀얼포트램 주소로 이동해야 한다.However, the method of managing in a ring buffer format has a problem of high complexity of buffer management, and the method of discarding received frames has a problem of lowering performance of the entire system due to high data loss rate. In addition, the media access control hardware processing apparatus stores the received frame in the dual port RAM to process the received frame in real time. The frame does not need to be transmitted to the media access control software processing apparatus while analyzing the received frame header information. If it turns out or a Cyclic Redundancy Checking (CRC) error occurs, it must move back to the previous Dual Port RAM address.
이와 같이 매체접근제어 하드웨어 처리장치에서 이러한 버퍼관리를 수행함으로써, 로직이 매우 복잡해지고 오류의 가능성이 높아지며, 수신된 프레임을 순서대로 처리함으로써 수신 프레임에 대해 우선순위를 주는 등의 스케줄링을 할 수 없다는 문제점이 있다.By performing such buffer management in the media access control hardware processing device as described above, the logic becomes very complicated and the probability of error increases, and it is impossible to schedule the received frames by processing the received frames in order. There is a problem.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 매체접근제어 하드웨어 및 소프트웨어 처리장치 간에 연속적으로 발생되는 수신 인터럽트에 대한 버퍼관리의 복잡도를 낮추고, 수신 프레임 폐기 등의 손실을 줄이기 위한, 매체접근제어 하드웨어 및 소프트웨어 처리장치 간의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리를 위한 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and media access control for reducing the complexity of the buffer management for the reception interrupt generated continuously between the media access control hardware and software processing apparatus, and reducing the loss of discarding the received frame, etc. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for buffer management and reception interrupt processing between hardware and software processing devices.
또한, 본 발명은 수신 프레임에 대해 우선순위를 주는 등의 스케줄링을 하기 위한, 매체접근제어 하드웨어 및 소프트웨어 처리장치 간의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리를 위한 장치 및 그 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for buffer management and reception interrupt processing between a media access control hardware and a software processing apparatus for scheduling prioritizing received frames.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 매체접근제어(MAC) 하드웨어 처리장치와 MAC 소프트웨어 처리장치간의 버퍼 관리 및 수신 인터럽트 처리장치에 있어서, 프레임 수신으로 인한 하드웨어 인터럽트 발생시, 상기 MAC 소프트웨어 처리장치의 하드웨어 내부 주소를 디코딩하여 해당 블록으로 연결시키기 위한 어드레스 디코딩 수단; 각 저장수단의 수신 프레임 저장 상태를 나타내는 정보를 저장수단 개수 만큼의 비트로 비트맵을 구성하여 제공하는 인터럽트 상태정보 제공수단; 상기 MAC 소프트웨어 처리장치의 상기 인터럽트 상태정보 제공수단 업데이트시에, 상기 MAC 하드웨어 처리장치의 접근(동시 쓰기)을 제어하기 위한 정보를 상기 MAC 하드웨어 처리장치로 제공하는 인터럽트 접근정보 제공수단; 수신된 프레임을 저장하고 있는 다수의 저장수단; 각 저장수단에 저장된 수신 프레임의 길이정보를 저장수단 개수 만큼의 비트로 비트맵을 구성하여 상기 MAC 소프트웨어 처리장치의 수신 프레임 판독(읽기)시 제공하는 수신 프레임 길이정보 제공수단; 상기 인터럽트 상태정보 제공수단에서 제공되는 정보를 바탕으로, 상기 수신된 프레임을 비어 있는 저장수단에 저장 제어하기 위한 하드웨어 인터럽트 제어수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a buffer management and reception interrupt processing device between a media access control (MAC) hardware processing apparatus and a MAC software processing apparatus, wherein the hardware of the MAC software processing apparatus is generated when a hardware interrupt occurs due to frame reception. Address decoding means for decoding an internal address and concatenating it into a corresponding block; Interrupt status information providing means for constructing and providing a bitmap with information indicating the received frame storage status of each storage means as many bits as the number of storage means; Interrupt access information providing means for providing the MAC hardware processing apparatus with information for controlling access (simultaneous write) of the MAC hardware processing apparatus when updating the interrupt status information providing means of the MAC software processing apparatus; A plurality of storage means for storing the received frame; Receiving frame length information providing means for constructing a bitmap with the length information of the receiving frame stored in each storage means as many bits as the number of storage means, and providing the read frame when the receiving device reads (reads) the MAC software processing apparatus; On the basis of the information provided by the interrupt state information providing means, characterized in that it comprises a hardware interrupt control means for storing and controlling the received frame in the empty storage means.
한편, 본 발명은, 매체접근제어(MAC) 하드웨어 처리장치와 매체접근제어(MAC) 소프트웨어 처리장치 간의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리 방법에 있어 서, 프레임 수신시, 상기 MAC 하드웨어 처리장치가 인터럽트 상태 레지스터를 확인하여, 비어있는 수신 버퍼를 선택하는 단계; 상기 MAC 하드웨어 처리장치가 상기 선택된 수신 버퍼에 수신 프레임을 저장하는 단계; 상기 MAC 하드웨어 처리장치가 인터럽트 접근 레지스터를 확인하여, 상기 MAC 소프트웨어 처리장치가 상기 인터럽트 상태 레지스터를 쓰고 있지 않은 경우, 수신 프레임을 저장하고 있는 수신 버퍼에 해당하는 인터럽트 상태 레지스터 비트에 수신 프레임 저장 상태('1')를 기록하는 단계; 및 상기 MAC 하드웨어 처리장치가 상기 인터럽트 상태 레지스터의 모든 비트를 논리합(OR) 비트 연산하여 인터럽트 출력핀으로 연결하여, 상기 MAC 소프트웨어 처리장치로 하드웨어 인터럽트를 전달하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the present invention provides a buffer management and reception interrupt processing method between a media access control (MAC) hardware processing apparatus and a media access control (MAC) software processing apparatus. Confirming, selecting an empty receive buffer; The MAC hardware processing apparatus storing a received frame in the selected receive buffer; When the MAC hardware processing apparatus checks the interrupt access register and the MAC software processing apparatus does not write the interrupt status register, the receiving frame storage state (in the interrupt status register bit corresponding to the receiving buffer storing the receiving frame) Recording '1'); And performing a logical sum (OR) bit operation on all bits of the interrupt status register to connect to an interrupt output pin, and forwarding a hardware interrupt to the MAC software processor.
또한, 본 발명은, 매체접근제어(MAC) 하드웨어 처리장치와 MAC 소프트웨어 처리장치 간의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리 방법에 있어서, 상기 MAC 소프트웨어 처리장치가 프레임 수신을 나타내는 하드웨어 인터럽트의 발생을 감지하는 단계; 상기 MAC 소프트웨어 처리장치가 인터럽트 상태 레지스터를 확인하여, 수신 프레임을 저장하고 있는 수신 버퍼에 해당하는 인터럽트 상태 레지스터 비트 중 하나를 선택하는 단계; 상기 MAC 소프트웨어 처리장치가 인터럽트 접근 레지스터에 '상기 MAC 소프트웨어 처리장치가 상기 인터럽트 상태 레지스터를 쓰고 있음을 나타내는 정보'를 표시하여 상기 MAC 하드웨어 처리장치의 접근을 차단하는 단계; 및 상기 MAC 소프트웨어 처리장치가 상기 선택된 비트에 해당하는 수신 버퍼로부터 수신 프레임을 프레임 길이 만큼 읽어들인 후, 상기 인터럽트 상태 레지스터 비트에 수 신 프레임 저장 상태('0')를 기록하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention also provides a buffer management and reception interrupt processing method between a MAC hardware processing device and a MAC software processing device, the method comprising: detecting generation of a hardware interrupt indicating frame reception by the MAC software processing device; Checking, by the MAC software processor, an interrupt status register and selecting one of the interrupt status register bits corresponding to a receive buffer storing a received frame; Blocking, by the MAC software processor, access to the MAC hardware processor by displaying 'information indicating that the MAC software processor is writing the interrupt status register' in an interrupt access register; And reading the received frame by the frame length from the receive buffer corresponding to the selected bit by the MAC software processing device, and writing a received frame storage state ('0') to the interrupt status register bit. It is characterized by.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명에 따른 매체접근제어(MAC: Medium Access Control) 하드웨어 및 소프트웨어 처리장치 간의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리를 위한 장치의 일실시예 구성도이다.1 is a block diagram of an embodiment of a buffer management and reception interrupt processing between a medium access control (MAC) hardware and a software processing apparatus according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 매체접근제어(MAC) 하드웨어 처리장치(10)와 매체접근제어(MAC) 소프트웨어 처리장치(20)간의 버퍼 관리 및 수신 인터럽트 처리를 위한 장치(11)는, 프레임 수신으로 인한 하드웨어 인터럽트 발생시, 매체접근제어(MAC) 소프트웨어 처리장치(20)의 하드웨어 내부 주소를 디코딩하여 해당 블록(120~160)으로 연결시키기 위한 어드레스 디코딩 블록(110)과, 각 수신 버퍼(160)의 수신 프레임 저장 상태를 나타내는 정보를 수신 버퍼 개수 만큼의 비트로 비트맵을 구성하여 제공하는 인터럽트 상태 레지스터(140)와, 매체접근제어(MAC) 소프트웨어 처리장치(20)의 인터럽트 상태 레지스터(140) 업데이트시에, 매체접근제어(MAC) 하드웨어 처리장치(10)의 접근(동시 쓰기)을 제어하기 위한 정보를 매체접근제어(MAC) 하드웨어 처리장치(10)로 제공하는 인터럽트 접근 레지스터(130)와, 수신된 프레임을 저장하고 있는 다수의 수신 버퍼(160)와, 각 수신 버퍼(160)에 저장된 수신 프레임의 길이정보를 수신 버퍼 개수 만큼의 비트로 비트맵을 구성하여 상기 매체접근제어(MAC) 소프트웨어 처리장치(20)의 수신 프레임 판독(읽기)시 제공하는 수신 프레임 길이 레지스터(120)와, 인터럽트 상태 레지스터(140)에서 제공되는 정보를 바탕으로, 수신된 프레임을 비어 있는 수신 버퍼(160)에 저장 제어하기 위한 하드웨어 인터럽트 제어 블록(150)을 포함한다. As shown in FIG. 1, the
도 1에서, 매체접근제어(MAC) 소프트웨어 처리장치(20)는 프레임을 수신했다는 하드웨어 인터럽트가 발생하면, 인터럽트 접근 레지스터(130)를 '1'로 설정하여 매체접근제어(MAC) 하드웨어 처리장치(10)가 인터럽트 상태 레지스터(140)를 쓰는 것을 방지한 후, 인터럽트 상태 레지스터(140)를 확인하여 어떤 수신 버퍼(160)에 수신 프레임이 존재하는지를 확인한다. 이때, 각 레지스터(120~140) 및 수신 버퍼(150)는 하드웨어 내부 주소를 가지고 있어 매체접근제어(MAC) 소프트웨어 처리장치(20)에서 하드웨어 내부 주소를 이용하여 각 블록에 접근할 수 있다. 따라서, 어드레스 디코딩 블록(110)에서는 이러한 매체접근제어(MAC) 소프트웨어 처리장치(20)의 주소 정보를 디코딩하여 해당 블록으로 연결해주는 역할을 수행한다. In FIG. 1, when a hardware interrupt indicating that a frame has been received has occurred, the media access control (MAC)
상기와 같은 구성을 갖는 매체접근제어 하드웨어 및 소프트웨어 처리장치(10,20) 간의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리를 위한 장치(11)의 각 구성요소들의 동작을 보다 상세하게 살펴보기로 한다.The operation of each component of the
인터럽트 접근 레지스터(130)는 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)와 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)가 인터럽트 상태 레지스터(140)를 동시에 쓰려고 할 때 발생될 수 있는 충돌 문제를 해결하기 위해 도입된 레지스터로서, 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)가 인터럽트 상태 레지스터(140) 비트를 업데이트하려고 할 때 인터럽트 접근 레지스터(130) 비트를 '1'로 설정함으로써, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)가 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)와 동시에 인터럽트 상태 레지스터(140) 비트를 업데이트하는 것을 방지할 수 있다.The
또한, 인터럽트 상태 레지스터(140)는 현재 수신 버퍼(160)에 수신 데이터가 저장되어 있는지를 나타내는 레지스터로서, 수신 버퍼(160)의 개수 만큼의 비트로 구성된다. 이때, 각 비트는 비트맵 형태로 수신 버퍼(160)의 아이디(ID: Identification)를 나타낸다. 즉, 인터럽트 상태 레지스터(140)의 첫번째 비트는 첫번째 수신 버퍼(160)의 상태를 나타내고, N 번째 비트는 N 번째 수신 버퍼(160)의 상태를 나타낸다. 따라서, 인터럽트 상태 레지스터(140)의 비트가 '1'로 설정되어 있으면, 해당 비트가 가리키는 수신 버퍼(160)에 수신 프레임이 존재함을 의미한다. In addition, the
이에 바탕으로, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)는 인터럽트 상태 레지스터(160)를 확인하여 비어있는 수신 버퍼(160)에 수신 프레임을 저장하고, 인터럽트 접근 레지스터(140)가 '0'이면 인터럽트 상태 레지스터(140)의 해당 비트를 '1'로 업데이트한다. 이렇게 OR 비트 연산된 인터럽트 상태 레지스터(140) 비트들은 수신 프레임 하드웨어 레지스터 출력핀에 연결되어 매체접근제어 소프트웨어 처리 장치(20)에 인터럽트로 전달된다. 즉, 인터럽트 상태 레지스터(140)의 비트들 중에 한 비트라도 '1' 값을 가지면 인터럽트가 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)로 전달된다.Based on this, the media access control
한편, 수신 버퍼(160)는 하나의 매체접근제어 최대 프레임 크기를 지원할 수 있는 크기를 갖는다. 예를 들면, 수신 버퍼(160)는 무선랜(Wireless LAN)에서는 2346 바이트 이상의 크기를 갖고, 지그비(Zigbee)에서는 128 바이트 이상의 크기를 갖는다. 특히, 각 수신 버퍼(160)는 동일한 종류의 수신 프레임만을 저장할 수 있는데, 이러한 수신 버퍼(160)의 개수는 시스템의 규모와 종류 및 전송율 등에 따라 임의로 정할 수 있다. 이렇게 하나의 수신 버퍼(160)에는 동일한 종류의 수신 프레임만 저장되므로 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)는 복잡한 주소관리를 할 필요가 없으며, 여러 개의 수신 버퍼(160)를 사용하므로 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)가 하나의 수신 버퍼(160)에서 프레임을 읽어가는(판독하는) 도중에도 수신되는 프레임을 다른 수신 버퍼(160)에 저장할 수 있다. 또한, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)는 수신 버퍼(160)에 우선순위를 두어 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)가 특정 수신 버퍼에 저장된 수신 프레임을 우선적으로 읽도록(판독) 할 수도 있다. Meanwhile, the
한편, 수신 프레임 길이 레지스터(120)는 수신 버퍼(160)의 개수 만큼의 비트로 구성되고, 각 비트는 각 수신 버퍼(160)에 저장된 수신 프레임의 길이정보를 저장한다. 이를 바탕으로, 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)는 수신 버퍼(160)로부터 수신 프레임을 읽어들일 때, 수신 프레임 길이 레지스터(120)로부터 길이정보를 읽어들여, 수신 프레임을 해당 프레임 길이만큼 읽어들인다.On the other hand, the receiving
한편, 하드웨어 인터럽트 제어부(150)는 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)의 프레임 수신시 인터럽트 제어와 관련된 기능을 수행한다. 즉, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)가 모뎀으로부터 프레임을 수신할 때, 하드웨어 인터럽트 제어부(150)는 인터럽트 상태 레지스터(140)를 확인하여 비어있는 인터럽트 상태 레지스터(140) 비트가 가리키는 수신 버퍼(160)에 수신 프레임을 저장하는데, 이때 수신 프레임이 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)로 전달되지 않아도 되는 프레임이거나 CRC 오류가 발생한 프레임인 경우는 수신 버퍼(160)의 주소를 초기값으로 돌려놓는다.Meanwhile, the hardware interrupt
도 2 는 본 발명에 따른 매체접근제어 하드웨어 처리장치의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a buffer management and a reception interrupt processing method of a media access control hardware processing apparatus according to the present invention.
먼저, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)는 모뎀으로부터 프레임이 수신되면(201), 수신 프레임의 헤더정보로부터 주소, 프레임 타입 등을 필터링하고(202), 인터럽트 상태 레지스터(140)를 확인하여 수신 버퍼(160)에 수신 프레임의 저장 과정을 시작한다(203).First, when the frame is received from the modem (201), the medium access control
이때, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)는 수신 버퍼(160)에 저장된 수신 프레임이 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)로 전달되어야 하는 프레임인지 판단하여(204), 수신 버퍼(160)에 저장된 수신 프레임이 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)로 전달되지 않아도 되는 프레임일 경우에는, 수신 버퍼(160)의 주소를 초기화한 후(211), 프레임 수신 대기 상태로 돌아가고(201), 수신 버퍼(160)에 저 장된 수신 프레임이 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)로 전달되어야 하는 프레임일 경우에는, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(20)는 수신 프레임에 대해 CRC 검사를 수행하여(205), 수신 프레임이 CRC 오류가 발생한 프레임인지를 확인한다(206).In this case, the media access control
상기 확인 결과(205), 수신 프레임이 CRC 오류가 발생한 프레임인 경우, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)는 수신 버퍼(160)의 주소를 초기화한 후(212), 프레임 수신 대기 상태로 돌아가고(201), 수신 프레임이 CRC 오류가 발생하지 않은 프레임인 경우에는, 수신 버퍼(160)에 해당 수신 프레임을 저장한다(207).As a result of the
즉, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)는 모뎀으로부터 프레임 수신시 인터럽트 상태 레지스터(140)를 확인하여 비어있는 인터럽트 상태 레지스터 비트가 가리키는 수신 버퍼(160)에 수신 프레임을 저장하고 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)로 전달하지 않아도 되는 프레임이거나 CRC 오류가 발생한 경우에 수신 버퍼(160)의 주소를 초기화한다.That is, the media access control
이때, 수신된 프레임을 수신 버퍼(160)에 저장할 때, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)는 인터럽트 접근 레지스터(130)의 상태를 확인하여(208), 인터럽트 접근 레지스터(130)가 '0'으로 설정되어 있으면, 수신 프레임을 저장한 인터럽트 상태 레지스터(140)의 비트를 '1'로 설정한다(209).At this time, when storing the received frame in the
이때, 만약 인터럽트 접근 레지스터(130)가 '1'로 설정되어 있으면, 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)가 인터럽트 상태 레지스터(140)를 업데이트하고 있는 것이므로, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)는 인터럽트 접근 레지스 터(130)가 '0'이 될 때까지 기다린다.At this time, if the interrupt access register 130 is set to '1', the medium access control
이후, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)는 논리합(OR) 비트 연산된 인터럽트 상태 레지스터(140) 비트들을 인터럽트 출력핀으로 연결하여 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)로 인터럽트를 전달하고(210), 프레임 수신 대기 상태로 돌아간다(201). Subsequently, the media access control
도 3 은 본 발명에 따른 매체접근제어 소프트웨어 처리장치의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a buffer management and reception interrupt processing method of a media access control software processing apparatus according to the present invention.
먼저, 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)가 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)로부터 프레임을 수신했다는 하드웨어 인터럽트를 감지하면(301), 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)는 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)의 인터럽트 상태 레지스터(140)를 확인하여(302), 인터럽트 상태 레지스터(140)의 '1'로 설정된 비트 중 하나의 비트를 선택한다(303).First, when the media access control
이때, 매체접근제어 소프트웨어 장치(20)는 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)에 의해 지정된 우선순위에 따라 특정 수신 버퍼(160)에 저장된 수신 프레임을 우선적으로 읽을 수 있다.In this case, the media access
그리고, 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)는 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)의 인터럽트 접근 레지스터(130) 비트를 '1'로 설정하여 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)의 인터럽트 상태 레지스터(140) 비트로의 접근을 차단한다(304). The media access control
마지막으로, 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)는 수신 프레임 길이 레 지스터(120) 비트의 프레임 길이정보를 바탕으로 선택된 인터럽트 상태 레지스터(140) 비트에 해당하는 수신 버퍼(160)로부터 수신 프레임을 해당 프레임 길이만큼 읽어들인 후(305), 해당 수신 버퍼(160)의 인터럽트 상태 레지스터(140) 비트를 '0'으로 설정하고(306), 인터럽트 수신 대기 상태로 돌아간다.Finally, the media access control
도 4 는 본 발명에 따른 매체접근제어 하드웨어 처리장치의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리 방법에 대한 일실시예 설명도이다.4 is a diagram illustrating an embodiment of a buffer management and reception interrupt processing method of a media access control hardware processing apparatus according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)는 모뎀으로부터 가장 먼저 수신된 '프레임 1'을 '수신 버퍼 1'에 저장하고, 모뎀으로부터 수신된 '프레임 1' 다음의 프레임인 '프레임 2'를 '수신 버퍼 1' 다음 버퍼인 '수신 버퍼 2'에 저장하고, 모뎀으로부터 수신된 '프레임 2' 다음의 프레임인 '프레임 3'을 '수신 버퍼 3'에 순차적으로 저장한다. 이와 같은 방법으로, 모뎀으로부터 수신된 프레임을 차례대로 수신 버퍼(160)에 저장한다.As shown in FIG. 4, the media access control
이때, 인터럽트 접근 레지스터(130) 비트는 '1' 또는 '0'으로 설정되어, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)가 인터럽트 상태 레지스터(140) 비트를 업데이트할 수 있는지를 나타낸다. 즉, 인터럽트 접근 레지스터(130) 비트가 '1'로 설정되어 있으면, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)가 인터럽트 상태 레지스터(140) 비트에 수신 버퍼(160)의 상태 정보를 업데이트할 수 없고, 인터럽트 접근 레지스터(130) 비트가 '0'으로 설정되어 있으면, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)가 인터럽트 상태 레지스터(140) 비트에 수신 버퍼(160)의 상태 정보를 업데이트할 수 있다. At this time, the interrupt access register 130 bit is set to '1' or '0' to indicate whether the media access control
한편, 인터럽트 상태 레지스터(140) 비트는 현재 프레임이 저장되어 있는 '수신 버퍼1', '수신 버퍼 2', '수신 버퍼 3'의 비트를 '1'로 설정하고, 현재 프레임이 저장되어 있지 않은 나머지 수신 버퍼('수신 버퍼 N-1', '수신 버퍼 N') 비트는 '0'으로 설정하여, 현재 수신 버퍼(160)의 상태를 나타낸다. Meanwhile, the interrupt status register 140 bit sets the bits of the 'receive buffer 1', 'receive buffer 2', and 'receive buffer 3', in which the current frame is stored, to '1', and the current frame is not stored. The remaining receive buffer ('receive buffer N-1', 'receive buffer N') bits are set to '0' to indicate the state of the current receive
다른 한편, 수신 프레임 길이 레지스터(120) 비트는 '프레임 1', '프레임 2', '프레임 3'이 저장된 '수신 버퍼 1', '수신 버퍼 2', '수신 버퍼 3'의 프레임 길이 '80', '64', '120'을 해당 비트에 각각 저장하는데, 이때 '수신 버퍼 N-1', '수신 버퍼 N'에는 어떤 프레임도 저장되어 있지 않으므로 해당 비트에는 '0'이 저장되어 있다.On the other hand, the reception
상기 도 4와 같은 방법은 본 발명에서 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)가 모뎀으로부터 첫 프레임을 수신하여, 수신된 첫 프레임을 수신 버퍼(160)에 저장하는 초기 프레임을 저장하는 방법에 이용될 수 있다. The method as shown in FIG. 4 may be used in the method of storing the initial frame in which the media access control
도 5 는 본 발명에 따른 매체접근제어 하드웨어 처리장치의 버퍼관리 및 수신 인터럽트 처리 방법에 대한 다른 실시예 설명도이다.5 is a diagram illustrating another embodiment of a buffer management and reception interrupt processing method of a media access control hardware processing apparatus according to the present invention.
도 5 에서는 IEEE 802.15.4의 매체접근제어 규격에서 정의하고 있는 4가지 종류의 프레임별 수신 버퍼(160)를 지정하여 동일한 종류의 프레임을 하나의 수신 버퍼(160)에 저장하는 방법을 설명한다.5 illustrates a method of designating four types of frame-specific receive
도 5에 도시된 바와 같이, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)는 모뎀으로부터 수신된 '비콘 프레임'을 '수신 버퍼 1'에 저장하고, 모뎀으로부터 수신된 '매체접근제어 커맨드 프레임'을 '수신 버퍼 2'에 저장하고, 모뎀으로부터 수신된 '데 이터 프레임'을 '수신 버퍼 3'에 저장하며, 'ACK 프레임'을 '수신버퍼 N-1'에 저장한다. 이와 같은 방법으로, 모뎀으로부터 수신된 프레임의 종류에 따라 수신 프레임을 수신 버퍼(160)에 각각 저장한다.As illustrated in FIG. 5, the media access control
이때, 인터럽트 접근 레지스터(130) 비트는 '1' 또는 '0'으로 설정되어, 매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)가 인터럽트 상태 레지스터(140) 비트를 업데이트할 수 있는지를 나타낸다. 즉, 인터럽트 상태 레지스터(140) 비트는 현재 프레임이 저장되어 있는 '수신 버퍼1', '수신 버퍼 2', '수신 버퍼 3', '수신 버퍼 N-1'의 비트를 '1'로 설정하고, 현재 프레임이 저장되어 있지 않은 나머지 수신 버퍼('수신 버퍼 N') 비트는 '0'으로 설정하여, 현재 수신 버퍼(160)의 상태를 나타낸다.At this time, the interrupt access register 130 bit is set to '1' or '0' to indicate whether the media access control
한편, 인터럽트 상태 레지스터(140) 비트는 현재 프레임이 저장되어 있는 '수신 버퍼1', '수신 버퍼 2', '수신 버퍼 3', '수신 버퍼 N-1'의 비트를 '1'로 설정하고, 현재 프레임이 저장되어 있지 않은 나머지 수신 버퍼('수신 버퍼 N') 비트는 '0'으로 설정하여, 현재 수신 버퍼(160)의 상태를 나타낸다. On the other hand, the interrupt status register 140 bits set the bits of 'Receive Buffer 1', 'Receive Buffer 2', 'Receive Buffer 3', and 'Receive Buffer N-1' where the current frame is stored to '1'. The remaining receive buffer ('receive buffer N') bit in which the current frame is not stored is set to '0' to indicate the state of the current receive
다른 한편, 수신 프레임 길이 레지스터(120) 비트는 '비콘 프레임', '매체접근제어 커맨드 프레임', '데이터 프레임', 'ACK 프레임'이 저장된 '수신 버퍼 1', '수신 버퍼 2', '수신 버퍼 3', '수신 버퍼 N-1'의 프레임 길이 '80', '64', '120', '5'를 해당 비트에 각각 저장하는데, 이때 '수신 버퍼 N'에는 어떤 프레임도 저장되어 있지 않으므로 해당 비트에는 '0'이 저장되어 있다.On the other hand, the reception frame length register 120 bits include 'receive buffer 1', 'receive buffer 2', and 'receive' stored 'beacon frame', 'media access control command frame', 'data frame', 'ACK frame'. The frame length '80', '64', '120', and '5' of buffer 3 'and' receive buffer N-1 'are stored in the corresponding bits, but no frame is stored in' receive buffer N '. Therefore, '0' is stored in the corresponding bit.
매체접근제어 하드웨어 처리장치(10)는 수신 프레임의 종류별로 수신 버퍼(160)를 지정하는, 상기 도 5의 방법을 바탕으로, 수신 버퍼(160)에 우선순위를 둠으로써, 매체접근제어 소프트웨어 처리장치(20)가 지정된 수신 버퍼(160)의 우선순위에 따라 수신 프레임을 읽도록 할 수 있다. The media access control
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.As described above, the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form. Since this process can be easily implemented by those skilled in the art will not be described in more detail.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.
상기와 같은 본 발명은, 매체접근제어 하드웨어 및 소프트웨어 처리장치 간에 단일 버퍼를 이용함으로써 발생되는 수신 인터럽트 처리에 대한 버퍼관리의 복잡도를 줄이고, 수신 프레임 폐기하는 등의 문제를 해결하여 재전송 등의 오버헤드를 줄임으로써, 통신시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention reduces the complexity of the buffer management for the reception interrupt processing generated by using a single buffer between the media access control hardware and the software processing device, and solves the problem of discarding the received frame, such as the overhead of retransmission. By reducing, there is an effect that can improve the performance of the communication system.
또한, 매체접근제어 하드웨어 처리장치가 각 수신 버퍼에 동일한 종류의 수신 프레임을 저장하고 각 수신 버퍼에 우선순위를 부여함으로써, 매체접근제어 소프트웨어 처리장치가 수신 버퍼의 우선순위에 따라 수신 프레임을 읽을 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, the media access control hardware processor stores the same type of receive frames in each receive buffer and gives priority to each receive buffer so that the medium access control software processor can read the received frames according to the priority of the receive buffer. It is effective.
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