KR100974914B1 - 스마트 카드에 적합한 디엠에이를 이용한 유에스비 데이터 전송 방법 - Google Patents

스마트 카드에 적합한 디엠에이를 이용한 유에스비 데이터 전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대폰의 USIM과 같은 스마트 카드에 적합한 DMA를 이용한 USB 데이터 전송 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 스마트 카드에서 호스트로 USB 데이터 전송을 하기 위한 방법에 있어서,
MPU(1)가 USB 인터페이스(3)에게 USB 데이터 전송을 지시하는 단계;
DMA 제어기(4)가 메모리(2)에서 전송할 데이터를 차례로 독출하고, 독출된 데이터를 상기 USB 인터페이스(3)로 전송하여 상기 USB 인터페이스(3)의 버퍼에 차례로 저장하며, 전체 전송 데이터를 모두 독출하였는지를 판단하는 과정을 반복 수행하는 단계;
상기 판단 결과, 모두 독출되지 않았으면 상기 버퍼에 데이터들이 완전히 채워져 있을 때마다 상기 USB 인테페이스(3)가 호스트로 버퍼에 저장된 데이터들을 전송하는 단계;
상기 판단 결과, 모두 독출되었다면 상기 USB 인테페이스(3)가 버퍼에 존재하는 데이터들을 호스트로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명의 스마트 카드에 적합한 개선된 DMA를 이용한 USB 데이터 전송 방법을 사용하면, 스마트 카드 내의 MPU가 USB 전송시에 소모되는 부하를 경감하여 스마트 카드의 성능을 개선할 수 있다.
스마트 카드, 휴대폰, DMA, USB, 메모리 주소, 카운터, 버퍼

Description

스마트 카드에 적합한 디엠에이를 이용한 유에스비 데이터 전송 방법{USB Data Transmission Method Using DMA Suitable for SMART Card}
본 발명은 휴대폰의 USIM과 같은 스마트 카드에 적합한 DMA를 이용한 USB 데이터 전송 방법에 관한 것이다.
스마트 카드는 마이크로 프로세서, 보안 모듈, 메모리(저장장치) 등을 구비한 집적회로(IC) 칩이 장착되어 있어 다양한 정보의 기록이나 신원 확인, 전자 화폐, 신용카드 또는 전자 통장 등의 결제 수단으로 널리 사용되고 있다.
그래서, 최근에는 이동통신 단말기에 탈착식으로 스마트 카드의 일종인 USIM 카드(Universal Subscriber Identification Module Card)를 장착하고, 이 USIM카드의 메모리에 대용량의 플래시 메모리를 사용하여, 이 USIM 카드에 가입자 확인 정보나 자신의 전화번호부(폰북)나 SMS 뿐만 아니라, 통신 사업자/사용자들의 대용량 멀티미디어 데이터를 저장하여 사용 가능하게 되었으며, 이러한 대용량 데이터의 전송을 위하여 USB 인터페이스가 사용되고 있다.
그런데, 이러한 USB 데이터 전송을 위해서는 일반적으로 임베디드 시스템의 마이크로 프로세서(MPU)가 개입을 하게 되고 이로 인하여 스마트 카드 시스템의 전체적인 성능이 저하되게 된다.
보다 구체적으로 설명하면, 도1과 같이, 이러한 스마트 카드에서 사용되는 USB 인터페이스는 일정 크기의 FIFO(First-In First-Out)버퍼(미도시)를 가지고 있으며, MPU(1)가 특정 메모리(2)에서 데이터를 읽은 후에(도1의 1_Read memory), 메모리 어드레스를 증가시키고(도1의 2_Increase Addr 단계), 그리고 나서 USB 인터페이스(3)의 USB FIFO 버퍼에 일정 크기만큼 쓴 후에(도1의 3_Write data into USB 단계), MPU(1)가 USB 인터페이스(3)에게 USB 호스트로 전송하라는 명령을 내려야만(도1의 4_Start USB transfer 단계) USB 인터페이스(3)가 데이터를 USB호스트로 전송하게 되어, MPU(1)가 USB 데이터 전송시 각 단계에 개입하게 되어 스마트 카드의 전체적인 성능이 저하된다.
도1과 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 도2에서와 같은 다른 종래기술에서는 DMA 제어기(4)를 사용하여, DMA 제어기(4)의 소스 주소(source address)를 메모리(2)의 주소(memory address)로 설정하고 수신지 주소(destination address)를 USB 데이터 포트(data port)로 설정하도록 DMA 제어기(4)를 프로그래밍 하여(도2의 1_Program DMA Controller 단계), 메모리에서 데이터를 읽고(도2의 2_Read memory 단계) 난 뒤에, 메모리 주소를 증가시키고(도2의 3_Increase addr 단계), 고정된 주소를 가진 USB 데이터 포트로 데이터를 전송하는(도2의 4_Write data into USB 단계) 방법을 사용한다.
그러나, 이러한 도2의 종래기술에서도 DMA 제어기(4)가 USB 인터페이스(3)의 FIFO 버퍼 크기만큼 전송하고 MPU(1)가 USB 인터페이스(3)에게 데이터를 USB 호스트로 전송하라고 지시해야 하므로(도2의 5_Start USB transfer), 일반적으로 USB FIFO 버퍼 크기가 64Byte 혹은 128Byte이기 때문에, 전송해야 하는 데이터의 크기가 이 버퍼 크기 보다 상당히 큰 경우(예를들어 1KByte 이상)에는 USB FIFO 버퍼 크기 만큼씩 데이터를 전송할 때마다 MPU(1)가 개입하여 DMA 제어기(4)와 USB 인터페이스(3)를 제어해야 하므로, 도2에 따른 종래기술에서도 MPU(1)의 부하가 많아서 전체적인 성능이 저하된다.
본 발명은 이상과 같은 종래기술에서의 문제점을 감안하여, 스마트 카드용 USB 데이터 전송 방식에서 MPU의 부하를 경감시킬 수 있는 개선된 DMA를 이용한 USB 데이터 전송방식을 제공한다.
이상과 같은 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은,
스마트 카드에서 호스트로 USB 데이터 전송을 하기 위한 방법에 있어서,
MPU(1)가 USB 인터페이스(3)에게 USB 데이터 전송을 지시하는 단계;
DMA 제어기(4)가 메모리(2)에서 전송할 데이터를 차례로 독출하고, 독출된 데이터를 상기 USB 인터페이스(3)로 전송하여 상기 USB 인터페이스(3)의 버퍼에 차례로 저장하며, 전체 전송 데이터를 모두 독출하였는지를 판단하는 과정을 반복 수행하는 단계;
상기 판단 결과, 모두 독출되지 않았으면 상기 버퍼에 데이터들이 완전히 채워져 있을 때마다 상기 USB 인테페이스(3)가 호스트로 버퍼에 저장된 데이터들을 전송하는 단계;
상기 판단 결과, 모두 독출되었다면 상기 USB 인테페이스(3)가 버퍼에 존재하는 데이터들을 호스트로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에 있어서, 본 발명은,
호스트로 USB 데이터 전송을 하기 위한 스마트 카드에 있어서,
상기 스마트 카드는 MPU(1)와 메모리(2)와 USB 인터페이스(3)와 DMA 제어기(4)를 포함하고,
상기 MPU(1)는 USB 인터페이스(3)에게 USB 데이터 전송을 지시하고,
상기 DMA 제어기(4)는, 상기 메모리(2)에서 전송할 데이터를 차례로 독출하고, 독출된 데이터를 상기 USB 인터페이스(3)로 전송하여 상기 USB 인터페이스(3)의 버퍼에 차례로 저장하며, 전체 전송 데이터를 모두 독출하였는지를 판단하는 과정을 반복 수행하며,
상기 판단 결과, 모두 독출되지 않았으면 상기 버퍼에 데이터들이 완전히 채워져 있을 때마다 상기 USB 인테페이스(3)가 호스트로 버퍼에 저장된 데이터들을 전송하며,
상기 판단 결과, 모두 독출되었다면 상기 USB 인테페이스(3)가 버퍼에 존재하는 데이터들을 호스트로 전송하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명의 스마트 카드에 적합한 개선된 DMA를 이용한 USB 데이터 전송 방법을 사용하면, 스마트 카드 내의 MPU가 USB 전송시에 소모되는 부하를 경감하여 스마트 카드의 성능을 개선할 수 있다.
이제, 스마트 카드에 적합한 DMA를 이용한 USB 데이터 전송방식의 동작을 USB 인터페이스의 버퍼가 128Byte이고 전송해야 하는 데이터가 1KByte이며 1번에 1Byte씩 전송하는 경우를 상정하여 도3을 참고로 하여 자세히 설명하기 한다.
MPU(1)가 DMA 제어기(4)의 소스 주소(source address)를 메모리(2)의 주소(memory address)로 설정하고 수신지 주소(destination address)를 USB 데이터 포트(data port)로 설정하며 이하의 동작이 수행되도록 DMA 제어기(4)를 프로그래밍 한다(도3의 1_Program DMA Controller 단계).
이제 1번에 1Byte씩 전송 가능하므로 1KByte를 전송하기 위하여 1000번의 데이터 전송이 필요하게 되어 DMA제어기(4)의 카운터(미도시)에는 카우트 값 1000 이 설정된다.
그리고 나서 DMA 제어기(4)는 USB 인터페이스(3)에게 USB Transfer를 개시하도록 명령을 한다(도3의 2_Start USB transfer 단계).
이제, USB 인터페이스(3)는 USB FIFO 버퍼가 완전히 채워져 있을 때까지, DMA Transfer를 DMA 제어기(4)에 요청하고(도3의 3_Request DMA transfer 단계), 이에 따라 DMA 제어기(4)는 메모리(2)에서 데이터를 읽으며(도3의 4_Read memory 단계), 메모리 주소를 증가시키며(도3의 5_Increase addr 단계), 카운트를 감소시키며(도3의 6_Decrease count 단계)(증가시키는 방식도 가능함), 데이터를 USB 인터페이스(3)로 전송하는(도3의 7_DMA Response) 과정을 반복한다.
이제, 128Byte 용량의 USB FIFO 버퍼가 완전히 차게 되는 경우에는 DMA Transfer 요청을 금지하고 USB 인터페이스(3)는 USB Host로 데이터를 전송하게 된다(도3의 8_ Transfer USB).
이러한 USB Host로의 첫 번째의 128Byte USB FIFO 버퍼 데이터 전송이 완료되면, USB 인터페이스(3)는 다음의 128Byte 데이터를 USB FIFO 버퍼에 저장기하기 위해, 이상의 DMA Transfer를 다시 요청하는 단계(도3의 3_Request DMA transfer 단계)부터 데이터를 USB 인터페이스(3)로 전송하는 단계(도3의 7_DMA Response) 과정을 반복하고, 이러한 반복 과정을 통해 다시 128Byte 용량의 USB FIFO 버퍼가 차게 되는 경우에는 DMA Transfer 요청을 금지하고 USB 인터페이스(3)는 USB Host로 데이터를 전송하게 된다(도3의 8_ Transfer USB).
결국, 128Byte의 USB FIFO 버퍼를 채워서 USB 호스트로 전송하는 과정을 7번을 수행하면 896Byte가 전송되어 DMA 제어기(4)의 카운트 값은 1000-896=104 가 되어 104Byte가 미전송된 상태가 된다.
이상의 과정을 반복하여 DMA 제어기(4)가 1Byte의 데이터를 USB FIFO 버퍼에 전송할 때마다 카운터값을 1씩 감소시켜서 프로그램된 카운트 값이 0 이 되면 DMA 제어기(4)는 USB 인터페이스(3)에게 EOT(End of Transmission) 신호를 송신하여 1000Byte의 모든 데이터의 USB 전송이 완료되었음을 통지한다(도3의 9_EOT).
이 EOT신호를 수신하면, USB 인터페이스(3)는 아직 USB FIFO 버퍼가 완전히 채워지지 않았더라도 즉시 104Byte의 데이터를 USB 호스트로 전송을 하여 USB 데이터 전송 과정을 종료한다.
결국, 도3에서와 같은 개선된 DMA를 이용한 USB 데이터 전송 방식을 이용하면, 도2의 종래기술에서 USB FIFO 버퍼 크기만큼의 데이터를 전송할 때마다 MPU의 개입을 없앨 수 있어, MPU의 성능을 개선할 수 있는 장점이 있다.
한편, 도3에서와 같이 송신할 데이터가 메모리에 연속적으로 저장되어 있지 않고, 여러 곳에 분산되어 있는 경우에는 분산된 데이터들을 하나의 메모리 공간에 연속적으로 배치하여 도3과 같은 동작을 수행할 수가 있지만, 이렇게 분산된 데이터를 모아서 연속적으로 배치하기 위해서는 메모리의 분산된 위치에 존재하는 데이터들을 메모리의 특정 공간으로 복사해서 모으는 동작을 필요하므로, 이러한 모으는 동작의 빈도수가 많아질수록 더욱 스마트 카드 시스템의 성능이 저하되게 된다.
이러한 단점을 개선하기 위하여, 도4에서와 같이 메모리의 특정 영역에 USB 전송을 해야 하는 분산된 데이터들의 메모리(2)상의 주소들(addr aaaa, addr bbbb, addr cccc)과 몇 번 전송해야 하는지에 대한 카운트 값(count a, count b, count c)을 저장해 놓고, DMA 제어기(4)에는 DMA 소스 주소 레지스터(DMA source address register : 5)를 두어 이 레지스터(5)에 첫 번째 주소(addr aaaa)를 저장한다.
이렇게 하면, DMA 제어기(4)가 자동적으로 이 레지스터(5)의 값을 이용하여 메모리(2)에서 분산된 데이터들이 저장된 실제 메모리 주소들(addr aaaa, addr bbbb, addr cccc)과 카운트 값을 읽어 들여서 사용함으로써, 메모리 주소(addr aaaa)에서부터 데이터를 읽어 들여서 카운트 a 만큼 전송이 끝났을 경우에는 다음 데이터가 존재하는 메모리 주소(addr bbbb)에서 카운트 b 만큼 DMA 전송을 하게 되는 방식을 반복하여, 원하는 분산된 모든 데이터 전송을 완료하게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 점에 유의해야 한다.
도1은 종래기술에 따른 USB 데이터 전송 방식을 설명하는 도면.
도2는 다른 종래기술에 따른 DMA를 이용한 USB 데이터 전송 방식을 설명하는 도면.
도3은 본 발명에 따른 개선된 DMA를 이용한 USB 데이터 전송 방식을 설명하는 도면.
도4는 분산된 데이터를 도3에 따른 본 발명에 의해 전송하기 위한 방법을 도시함.

Claims (7)

  1. 스마트 카드에서 호스트로 USB 데이터 전송을 하기 위한 방법에 있어서,
    MPU(1)가 USB 인터페이스(3)에게 USB 데이터 전송을 지시하는 단계;
    DMA 제어기(4)가 메모리(2)에서 전송할 데이터를 차례로 독출하고, 독출된 데이터를 상기 USB 인터페이스(3)로 전송하여 상기 USB 인터페이스(3)의 버퍼에 차례로 저장하며, 전체 전송 데이터를 모두 독출하였는지를 판단하는 과정을 반복 수행하는 단계;
    상기 판단 결과, 모두 독출되지 않았으면 상기 버퍼에 데이터들이 완전히 채워져 있을 때마다 상기 USB 인테페이스(3)가 호스트로 상기 버퍼에 저장된 데이터들을 전송하는 단계;
    상기 판단 결과, 모두 독출되었다면 상기 USB 인테페이스(3)가 상기 버퍼에 존재하는 데이터들을 호스트로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 메모리(2)에는 분산된 데이터들의 메모리상의 주소와 몇 번 전송해야 하는지에 대한 카운트 값이 차례로 저장되어 있고, DMA 소스 주소 레지스터(5)에는 상기 메모리에 저장된 분산된 데이터들의 첫 번째 주소와 카운트 값이 존재하는 메모리 주소가 저장되어,
    상기 DMA 제어기(4)가 상기 DMA 소스 주소 레지스터(5)에서 존재하는 메모리 주소를 이용하여 차례로 주소와 카운트 값을 독출하여 분산된 데이터들을 상기 USB 인터페이스(3)로 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드에서 호스트로 USB 데이터 전송을 하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모두 독출되었는지 여부의 판단은 상기 DMA 제어기(4)에 존재하는 카운트 값에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 스마트 카드에서 호스트로 USB 데이터 전송을 하기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모두 독출되었다면, 상기 DMA 제어기(4)는 EOT신호를 USB 인테페이스(3)에 전송하고 이 EOT신호를 수신한 상기 USB 인테페이스(3)가 상기 버퍼에 존재하는 데이터들을 호스트로 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드에서 호스트로 USB 데이터 전송을 하기 위한 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스마트 카드는 이동 단말기용 USIM카드인 것을 특징으로 하는 스마트 카드에서 호스트로 USB 데이터 전송을 하기 위한 방법.
  6. 호스트로 USB 데이터 전송을 하기 위한 스마트 카드에 있어서,
    상기 스마트 카드는 MPU(1)와 메모리(2)와 USB 인터페이스(3)와 DMA 제어기(4)를 포함하고,
    상기 MPU(1)는 USB 인터페이스(3)에게 USB 데이터 전송을 지시하고,
    상기 DMA 제어기(4)는, 상기 메모리(2)에서 전송할 데이터를 차례로 독출하고, 독출된 데이터를 상기 USB 인터페이스(3)로 전송하여 상기 USB 인터페이스(3)의 버퍼에 차례로 저장하며, 전체 전송 데이터를 모두 독출하였는지를 판단하는 과정을 반복 수행하며,
    상기 판단 결과, 모두 독출되지 않았으면 상기 버퍼에 데이터들이 완전히 채워져 있을 때마다 상기 USB 인테페이스(3)가 호스트로 상기 버퍼에 저장된 데이터들을 전송하며,
    상기 판단 결과, 모두 독출되었다면 상기 USB 인테페이스(3)가 상기 버퍼에 존재하는 데이터들을 호스트로 전송하며,
    상기 메모리(2)에는 분산된 데이터들의 주소와 몇 번 전송해야 하는지에 대한 카운트 값이 차례로 저장되어 있고, DMA 소스 주소 레지스터(5)에는 상기 메모리에 저장된 분산된 데이터들의 첫 번째 주소와 카운트 값이 존재하는 메모리 주소가 저장되어,
    상기 DMA 제어기(4)가 상기 DMA 소스 주소 레지스터(5)에서 존재하는 메모리 주소를 이용하여 차례로 주소와 카운트 값을 독출하여 분산된 데이터들을 상기 USB 인터페이스(3)로 전송하는 것을 특징으로 하는 호스트로 USB 데이터 전송을 하기 위한 스마트 카드.
  7. 삭제
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