KR101080541B1 - 홈 네트워크용 범용 네트워크 인터페이스 - Google Patents

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Abstract

홈 네트워크(10)용 범용 네트워크 인터페이스(44, 70, 104)는 비교적 복잡한 컴포넌트들[TV(26), 컴퓨터(12) 등] 및 비교적 간단한 컴포넌트들[오디오 붐 박스(30)] 등 서로 다른 컴포넌트들을 네트워크에 접속시킨다.
Figure R1020067009611
홈 엔터테인먼트 네트워크, 네트워크 경로, 컴포넌트, 네트워크 인터페이스

Description

홈 네트워크용 범용 네트워크 인터페이스{UNIVERSAL NETWORK INTERFACE FOR HOME NETWORK}
본 발명은 일반적으로 홈 엔터테인먼트 시스템에 관한 것이다.
예를 들어, TV, 랩탑 컴퓨터, 주문형 디스플레이 디바이스, 전화 및 기타 전자 디바이스 등 가정에 있는 다양한 컴포넌트들과 통신할 수 있는 셋-톱 박스 매체 서버를 포함할 수 있는 홈 엔터테인먼트 네트워크가 제안되어 왔다. 홈 네트워크 통신 기술들[예를 들어, 802.11 무선, UWV(Ultra Wide Band), PLC(Power Line Communication) 등]은 그 비용이 절감되면서 널리 사용되고 있다. 본 명세서에서 명백하게 인식되듯이, 네트워크 상에 위치될 것이 요구될 디바이스 모두가 동일한 내부 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 것은 아니며, 따라서, 하나의 네트워크 인터페이스가 모든 것에 적합한 것은 아니다. 예를 들어, 퍼스널 컴퓨터(PC)용 이더넷 카드는 통상적으로 PCI 인터페이스 및 PCI 준비상태를 구비하며, PC에 있는 확장 PCI 슬롯에는 이더넷 카드가 장착되어 네트워크 인터페이스를 수립할 수 있는 반면, 예를 들어, 붐 박스(boom box) 등 저렴한 오디오 제품은 저렴한 8-비트 마이크로-컨트롤러 및 종래의 8-비트 폭 내부 버스를 사용할 수 있고, 따라서 PC와는 다른 종류의 네트워크 인터페이스를 요구한다. 이러한 비교적 저렴한 디바이스에 단지 PCI 버스를 설치하는 것은 너무 비싸며 이러한 비용에 민감한 오디오 제품에 대해 무의미하게 너무 빠르다. 따라서, 다양한 서로 다른 제품들을 홈 네트워크에 접속시키기 위해서는, 저렴하고 플렉서블한(flexible) 네트워크 인터페이스가 요구된다.
<발명의 요약>
홈 엔터테인먼트 네트워크는 네트워크 경로, 및 제1 버스 폭의 데이터 버스를 갖는 제1 컴포넌트(서버 또는 TV 등)를 포함한다. 네트워크는 또한 제1 버스 폭과는 다른 제2 버스 폭의 데이터 버스를 갖는 제2 컴포넌트(오디오 플레이어 등)를 포함한다. 각각의 네트워크 인터페이스는 각 컴포넌트를 네트워크 경로에 접속시킨다.
바람직한 실시예에서, 각각의 네트워크 인터페이스는 적어도 하나의 데이터 스트림 포트, 각 컴포넌트의 호스트 버스와 통신하는 호스트 버스 인터페이스 및 공통 네트워크 백본과 통신하는 네트워크 통신 포트를 포함한다. 스위치는 네트워크 인터페이스의 네트워크 통신 포트를 호스트 버스 인터페이스 또는 데이터 스트림 포트 중 어느 하나에 선택적으로 접속시킬 수 있다. 네트워크 인터페이스의 호스트 버스 인터페이스는 (예를 들어, 각각의 컴포넌트에 의해) 그와 관련되는 컴포넌트의 버스 폭과 동일한 버스 폭을 갖도록 구성될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 각각의 네트워크 인터페이스는 스위치와 네트워크 통신 포트 사이에 적어도 하나의 패킷타이징/디패킷타이징(packetizing/depacketizing) 컴포넌트를 포함한다. 또한, 각각의 바람직한 네 트워크 인터페이스는 호스트 버스 인터페이스와 네트워크 통신 포트 사이의 통신 경로 중 적어도 일부를 수립하는 내부 버스를 포함하며, 이에 의해 호스트 버스 인터페이스는 패킷타이징/디패킷타이징 컴포넌트를 바이패싱함으로써 네트워크 통신 포트에 데이터를 직접 통신할 수 있다.
다른 양상으로, 제1 및 제2 인터페이스는 적어도 하나의 서버를 갖는 홈 네트워크, 제1 버스 폭을 규정하는 제1 호스트 버스를 갖는 제1 컴포넌트, 및 제2 버스 폭을 규정하는 제2 호스트 버스를 갖는 제2 컴포넌트에 데이터를 통신하기 위해 노출된다. 제1 인터페이스는 제1 호스트 버스와 데이터를 통신하도록 구성되고 제1 버스 폭을 갖는 호스트 버스 인터페이스를 포함한다. 제1 인터페이스는 또한 적어도 하나의 데이터 포트, 네트워크에 접속될 수 있는 네트워크 포트 및 네트워크 포트를 호스트 버스 인터페이스 또는 데이터 포트 중 어느 하나에 선택적으로 접속시키는 스위치를 갖는다. 마찬가지로, 제2 인터페이스는 제2 호스트 버스와 데이터를 통신하도록 구성되고 제2 버스 폭을 갖는 호스트 버스 인터페이스를 포함한다. 제2 인터페이스는 또한 적어도 하나의 데이터 포트, 네트워크에 접속될 수 있는 네트워크 포트 및 네트워크 포트를 호스트 버스 인터페이스 또는 데이터 포트 중 어느 하나에 선택적으로 접속시키는 스위치를 갖는다. 이들 인터페이스는 개별 호스트 버스 인터페이스의 버스 폭을 제외하고는 그 구성 및 동작에 있어 동일하다.
또 다른 양상으로, 홈 엔터테인먼트 시스템은 제1 버스 폭의 제1 호스트 버스를 갖고 제1 범용 네트워크 인터페이스를 사용하여 네트워크와 통신하는 제1 컴 포넌트를 포함한다. 이 시스템은 또한 제2 버스 폭의 제2 호스트 버스를 갖고 제2 범용 네트워크 인터페이스를 사용하여 네트워크와 통신하는 제2 컴포넌트를 포함한다. 각각의 범용 네트워크 인터페이스는 각 컴포넌트의 컴포넌트 호스트 버스와 통신하도록 구성될 수 있는 개별 호스트 버스 인터페이스를 갖는다. 범용 네트워크 인터페이스들은 적어도 각각의 호스트 버스 인터페이스 구성 이전에는 상호 동일하다.
또 다른 양상으로, 홈 엔터테인먼트 시스템은 제1 버스 폭의 제1 호스트 버스를 갖고 네트워크와 통신하는 제1 컴포넌트를 포함한다. 제1 컴포넌트와 네트워크를 상호접속시키기 위한 제1 범용 네트워크 인터페이스 수단이 제공된다. 제2 컴포넌트는 제2 버스 폭의 제2 호스트 버스를 갖고, 제2 컴포넌트는 네트워크와 통신한다. 제2 범용 네트워크 인터페이스 수단은 제2 컴포넌트와 네트워크를 상호접속시킨다.
구조 및 동작 등 본 발명의 상세한 내용은 동일한 참조번호가 동일한 부분을 지칭하는 첨부 도면들을 참조하여 가장 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 시스템의 블럭도;
도 2는 서버의 블럭도;
도 3은 PCI 호스트 버스를 갖는 클라이언트 TV의 블럭도;
도 4는 8 또는 16 비트 호스트 버스를 갖는 클라이언트 오디오 컴포넌트의 블럭도;
도 5는 본 발명의 PLC 인터페이스의 블럭도; 및
도 6은 프로토콜 스택의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 셋-톱 박스 또는 개인용 비디오 레코더(PVR; Personal Video Recorder) 또는 기타 컴포넌트에 하우징될 수 있고 프로세서 또는 프로세서들(14)을 갖는 서버(12)를 포함하는 홈 엔터테인먼트 네트워크(10)가 도시된다. 서버(12)는 안테나, 위성 접시, 케이블 등으로부터 방송 컨텐츠(televised content)를 수신하여 이하 설명되는 시스템 컴포넌트들 중 하나 이상에 그 컨텐츠를 디스플레이할 수 있다. 프로세서(14)가 대안적으로는 본 명세서의 개시에 따라 기능하도록 TV의 하우징에 통합되거나, 또는 상호 협력하여 동작하는 복수의 프로세서(예를 들어, PVR의 프로세서와 TV 또는 셋-톱 박스의 프로세서 등)로 구현될 수 있다. 또는, 서버(12)는 PC나 랩탑 등 컴퓨터로 구현되어도 좋다.
도 1에 도시된 바람직한 서버(12)는, 예를 들어, 802.11 통신 시스템 등의 무선 통신 시스템 및/또는 유선 통신 시스템을 포함하는 이하 후술되는 하나 이상의 통신 시스템을 포함한다. 무선 통신 시스템은 (IR) 시스템 또는 RF 시스템 또는 기타 무선 시스템일 수 있고, 유선 통신 시스템은(도 1에 도시된 구현예에 나타나는 바와 같이) 전력선 통신(PLC; Power Line Communication) 네트워크 또는 IEEE 1394 버스 등의 기타 유선 네트워크일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 서버(12)는 케이블 라인(16) 및/또는 케이블이나 xDSL 모뎀 등의 모뎀(18)으로부터 TV 신호를 수신할 수 있다. 또한, 원한다면 서 버(12)가 모뎀(18)을 통해 인터넷에 액세스할 수 있다. 원한다면, DVD 플레이어(20)는 서버(12)의 적절한 오디오/비디오 포트에 접속될 수 있고, 이는 서버 전원 플러그(24)를 통해 전력선(22)으로 오디오/비디오 스트림 및 커맨드를 송수신할 수 있다. 유선 네트워크에서, 전력선(22)은 본질적으로 네트워크 백본을 수립한다.
도 1에 도시된 네트워크(10)는 또한 예를 들어 64 비트 또는 128 비트 버스폭의 내부 PCI 버스를 갖는 등 제1 병렬 데이터 용량을 사용하여 통신하도록 구성되는 호스트 버스를 갖는 하나 이상의 클라이언트 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 디바이스들 중 하나로는 TV 전원 플러그(28)를 통해 전력선(22)으로 오디오/비디오 스트림을 수신하고 커맨드를 교환하는 클라이언트 TV(26)가 있다. 또한, 도 1에 도시된 네트워크(10)는 또한 예를 들어 8 비트 또는 16 비트 버스 폭의 비교적 간단한 내부 64Kbyte 버스를 갖는 등 제2 병렬 데이터 용량을 사용하여 통신하도록 구성되는 내부 호스트 버스를 포함하는 하나 이상의 클라이언트 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 디바이스들 중 하나로는 서버(12)로부터 송신되는 오디오 데이터를 수신하고 디코드하는 붐 박스 등의 클라이언트 오디오 시스템(30)이 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 클라이언트 오디오 시스템(30)은 오디오 전원 플러그(32)를 통해 전력선(22)으로 통신할 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 제한적이지 않은 서버(12) 예의 상세가 도시된다. 도시된 바와 같이, 서버는 도 1에 도시된 DVD 플레이어(20) 등의 전형적인 아날로그 디바이스에 대한 아날로그 입력 포트일 수 있는 비디오 입력 단자(34) 및 오디 오 입력 단자(36)를 포함한다. 비디오 입력 단자(26)로부터의 아날로그 NTSC 비디오 신호는 비디오 아날로그-디지털 변환기(ADC; 38)에서 디지털로 변환될 수 있고, MPEG 인코더(40)에서 MPEG-인코드될 수 있다. 이와 유사하게, 오디오 입력 단자(36)로부터의 아날로그 오디오 신호는 오디오 ADC(42)에 의해 디지털로 변환될 수 있고, MPEG 인코더(40)에서 MPEG-인코드될 수 있으며, MPEG 인코더(40)는 당업계에 알려진 원리에 따라, 오디오 및 비디오 신호를 다중화하여 다중화된 스트림을 출력한다.
본 발명의 원리에 따르면, MPEG 인코더(40)로부터의 MPEG 스트림은 도 5를 참조하여 이하 상세히 설명되는 PLC 인터페이스(44)에 직접[라인(43)을 통해] 송신될 수 있다. 또한 또는 대안적으로, 다중화된 출력 MPEG 신호는 예를 들어 64 비트의 버스 폭을 갖는 PCI 버스일 수 있는 내부 호스트 버스(46)를 통해 PLC 인터페이스(44)로 송신될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, PLC 인터페이스(44)는 서버 전원 플러그(24)를 통해 도 1에 도시된 전력선(22)으로 통신한다. 서버(12)의 다른 컴포넌트들이 또한 도시된 바와 같이 호스트 버스(46)에 접속된다.
또한, 서버(12)는 케이블 단자(48)에서 아날로그 케이블 신호를 수신할 수 있고, 그 아날로그 케이블 신호는 튜너/프론트엔드(48)에서 당업계에 알려진 케이블 원리에 따라 동조되고 복조될 수 있다. 튜너/프론트엔드(48)로부터의 비디오 출력은 케이블 비디오 ADC(50)에 의해 디지털화될 수 있고 케이블 MPEG 인코더(52)에서 MPEG 인코드될 수 있다. 이와 유사하게, 튜너/프론트엔드(48)로부터의 오디오 출력은 케이블 오디오 ADC(54)로부터 디지털화될 수 있고 케이블 MPEG 인코 더(52)에서 MPEG 인코드될 수 있으며, 그 출력 스트림은 직접 및/또는 내부 호스트 버스(46)를 통해 PLC 인터페이스(44)로 송신된다.
도 2는 서버(12)의 프로세서(14)가 또한 호스트 버스(46)와 통신하는 것을 도시하고 있다. 프로세서(14)는 서버(12) 구성요소 부분들을 제어하고 메모리(56)에 저장된 제어 소프트웨어 프로그램을 실행한다. 원한다면, 이에 제한되는 것은 아니지만 키패드(58) 등의 입력 디바이스가 사용되어 버스(46)를 통해 프로세서(14)에 입력 데이터를 송신할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니지만 LCD 디스플레이(60) 등의 출력 디바이스는, 예를 들어, 튜닝 상태, 네트워크 상태, 액티브 AV 포트, 에러 메시지 등의 프로세서(14)로부터의 데이터를 디스플레이할 수 있다. 원한다면, 도 1에 도시된 모뎀(18)은 이더넷 인터페이스(64)에 접속되어 그곳에서부터 버스(46)에 접속되는 이더넷 포트(62)에 접속될 수 있다.
또한, 하드 디스크 드라이브(HDD; 66)가 IDE(Integrated Drive Electronics) 인터페이스(68)을 통해 버스(46)에 접속될 수 있다. 버스(46)를 통해 송신되는 오디오/비디오 및 기타 데이터는 HDD(66)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 전술된 MPEG 인코더 출력은 HDD(46)에 기록될 수 있다. 또한, 원한다면 이더넷 인터페이스(64)는 인터넷으로부터 데이터를 수신하고 이를 HDD(66)에 송신할 수 있다.
PCI 버스의 대역폭은 통상적으로 500Mbps 이상이고, 통상적인 MPEG-HD 스트림 레이트는 20Mbps이므로, 버스(46)는 다수의 MPEG 스트림들을 동시에 전달하기에 충분한 대역폭을 갖는다.
이제 도 3을 참조하면, 예를 들어 TV(26) 등 바람직한 제한적이지 않은 PCI 클라이언트의 상세를 볼 수 있다. TV 전력선 플러그(28)는 TV PLC 인터페이스(70)에 접속되는데, 그 원리는 서버의 PLC 인터페이스(44)에서와 같이 도 5를 참조하여 이하 보다 상세히 설명된다. 도시된 바와 같이, TV PLC 인터페이스(70)는 디멀티플렉서(72)에 직접 접속되고 TV의 호스트 버스(74)에 접속되는데, 이는 바람직한 실시예에서 예를 들어 64 비트 등의 버스 폭으로 동작하는 PCI 버스이다. 디멀티플렉서(72)는 또한 도시된 바와 같이 호스트 버스(74)에도 접속된다.
당업계에 알려진 MPEG 원리에 따라, 디멀티플렉서(72)는 비디오로부터 오디오를 분리하고, 오디오 데이터는 디코딩을 위해 오디오 디코더(76)에 전송되고, 오디오 디지털-아날로그 변환기(DAC; 78)에 의해 아날로그화되고, 오디오 증폭기(80)에 의해 증폭되어, 스피커(82) 상에서 재생된다. 한편, 디멀티플렉서(72)로부터의 비디오는 디코딩을 위해 비디오 디코더(84)로 송신되고 나서 믹서(86)로 송신되어, 원한다면, 그래픽 엔진(88)으로부터의 그래픽에서 비디오와 혼합된다. 그 후, 신호는 아날로그화를 위해 비디오 DAC(90)로 송신되고 나서 비디오 신호에 의해 표현되는 요구되는 이미지에 따라 비디오 디스플레이(94)를 구동하기 위해 디스플레이 드라이버(92)로 송신된다.
TV(26)가 또한 바람직하게는 TV(26)의 컴포넌트들을 제어하기 위해 TV의 내부 호스트 버스(74)를 액세스하는 프로세서(96)를 포함한다. 일부 버스 접속들은 명백하게 하기 위해 도 3에서 생략될 수 있다는 점이 이해되어야 할 것이다. 또한, 프로세서(96)는 메모리(98)에 저장된 제어 소프트웨어 프로그램을 실행한다. 원한다면, IR 인터페이스(100)는 당업계에 알려진 TV 원격 제어 원리에 따라 리모 트 커맨더로부터 커맨드를 수신할 수 있다. 이들 커맨드는 도시된 바와 같이 버스(74)를 통해 프로세서(96)로 송신된다. 어느 경우든, 각각의 PLC 인터페이스(70, 44), TV 프로세서(96) 및 서버 프로세서(14)는 도 1에 도시된 전력선(22)으로 상호 비동기식 데이터(커맨드, 데이터 등)를 교환할 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 예를 들어 PCI 버스보다 간단한 내부 호스트 버스를 갖는 클라이언트의 일 예가 도시되는데, 특히 클라이언트 오디오 시스템(30)이 도시된다. TV(26)의 경우에서와 같이, 클라이언트 오디오 시스템(30)은 자신의 각 전력선 플러그(32)를 통해 도 1에 도시된 전력선(22)으로 정보를 통신하며, 이는 오디오 클라이언트 PLC 인터페이스(104)에 접속되고, 그 원리는, 서버의 PLC 인터페이스(44) 및 TV PLC 인터페이스(70)에서와 같이, 도 5를 참조하여 이하 보다 상세히 설명된다. 오디오 클라이언트 PLC 인터페이스(104)는 디코딩을 위해 데이터를 직접 오디오 디코더(106)에 전송하고, 또한 내부 호스트 버스(108)와 데이터를 송수신하며, 이에는 클라이언트의 다른 컴포넌트들도 도시된 바와 같이 접속된다. 도 4에 도시된 호스트 버스(108)는 예를 들어 8 비트 버스 폭을 갖는 저렴한 68k-타입 버스일 수 있다. 디코더(106)로부터의 출력 신호는 오디오 클라이언트 DAC(110)에서 아날로그화되고, 증폭기(112)에서 증폭되며, 스피커(114)를 통해 재생된다. 오디오 클라이언트(30)는 또한 호스트 버스(108) 및 메모리(118)와 통신하는 간단한 프로세서(116)를 포함한다. 도 4에 도시된 프로세서(116)는 메모리(118)에 저장된 제어 소프트웨어 프로그램을 실행한다. 사용자는 이에 제한되는 것은 아니지만 키 패드(120) 등의 입력 디바이스를 사용하여 커맨드(재생, 일시멈 춤, 건너띄기 등)를 입력할 수 있고, 이 커맨드는 프로세서(116)로 송신된다. 프로세서(116)는 도 1에 도시된 전력선(22)을 통해 서버(12)의 프로세서(14)와 비동기식 데이터(커맨드, 데이터 등)를 교환할 수 있다.
본 발명의 PLC 인터페이스의 상세는 도 5를 참조하여 볼 수 있다. 도시된 바와 같이, PLC 인터페이스가 바람직하게는 적어도 하나 및 보다 바람직하게는 적어도 2개의 전용 쌍방향 데이터 스트림 포트를 갖는데, 이는 도 5에 "스트림 I/F 1" 및 "스트림 I/F 2"로 명명되어 있으며, 이들은 각각 개별 포트 인터페이스(122, 124)에 접속된다. 포트 인터페이스(122, 124)는 예를 들어 MPEG 스트림 또는 디지털 비주얼 인터페이스(DVI) 스트림 또는 오디오 스트림 등을 송신 또는 수신하도록 구성될 수 있다.
서버(12)의 PLC 인터페이스(44)의 경우, 관련 데이터 스트림 포트 "스트림 I/F 1" 및 "스트림 I/F 2"는 각각 MPEG 인코더(40, 52)에 접속된다. 클라이언트 TV(26)의 PLC 인터페이스(70)의 경우, 관련 데이터 스트림 포트 "스트림 I/F 1" 및 "스트림 I/F 2" 중 적어도 하나가 디멀티플렉서(72)에 접속된다. 오디오 클라이언트(30)의 경우, 관련 데이터 스트림 포트 "스트림 I/F 1" 및 "스트림 I/F 2" 중 적어도 하나가 오디오 디코더(106)에 접속된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 포트 인터페이스(122, 124)는 개별 스위치(126, 128)에 접속되는데, 이는 스트림 I/F 포트를 PLC 호스트 버스 인터페이스(132) 또는 개별 처리 라인(134, 136) 중 어느 하나에 접속시키도록 PLC 인터페이스 컨트롤러(130)에 의해 제어된다.
중요하게, 바람직한 호스트 버스 인터페이스(132)는 예를 들어 도 2 내지 도 4에 도시된 호스트 버스들(46, 74, 108; 이들은 각각 서버 호스트 버스, TV 호스트 버스 및 오디오 클라이언트 호스트 버스임) 중 하나 등 외부 호스트 버스와 통신하도록 구성되는 인터페이스이다. 따라서, 본 발명의 PLC 인터페이스가 PCI 애플리케이션[서버(12) 및 TV(26) 등]에 사용될 때, 이는 PCI 타입 버스로서 구성되고 이에 따라 예를 들어 64 비트 등의 버스 폭을 갖는다. 한편, 본 발명의 PLC 인터페이스가 오디오 클라이언트(30)에 대해서 등 non-PCI 애플리케이션에 사용될 때, 이는 예를 들어 8 또는 16 비트의 버스 폭을 갖는 68k-타입 버스 등 적절하게 구성된다.
도 5를 참조하면, 각각의 처리 라인(134, 136)은 개별 인크립터/디크립터(138, 140)을 포함하는데, 이는 예를 들어 디지털 전송 콘텐츠 보호(Digital Transmission Content Protection) 포맷에 기초하여 스트림을 인크립트(송신을 위함)하거나 또는 디크립트(수신 중)한다. 각각의 인크립터/디크립터(138, 140)는 각각의 패킷타이저/디패킷타이저(142, 144)에 접속되는데, 이는 각 패킷의 스트림 및 타임스탬프를 패킷화(송신을 위함)하거나 또는 디패킷화(수신을 위함)한다. 각각의 패킷타이저/디패킷타이저(142, 144)는 처리되는 데이터의 특정 타입에 대해 적절하게 구성될 수 있다. 예를 들어 RTP 및 UDP/IP 등 다수 프로토콜들 중 하나 또는 이들의 조합이 선택될 수 있다. 보다 구체적으로, 인입 데이터의 경우, 예를 들어, 데이터는 먼저 RTP-패킷화되고 나서 UDP/IP-패킷화된다.
각각의 바람직한 처리 라인(134, 136)은 또한 각각 FIFO(First-In First Out) 버퍼 메모리(146, 148)를 포함하는데, 이는 인입 또는 인출 데이터를 임시로 저장한다. FIFO(146, 148)는 다시 MAC(Media Access Controller; 150)에 접속되고, 이는 PHY(Physical Layer) 컴포넌트(152)에 접속되어 전력선 네트워크 프로토콜에 기초해서 데이터를 제어한다. MAC 컨트롤러(150)는 원한다면 보조 인크립터/디크립터를 구비할 수 있다. 예를 들어, "HomePlug 1.0"으로서 알려진 유틸리티는 보조 인크립션을 위해 56-비트를 사용한다. PHY 컴포넌트(152)는 AFE(Analog Frontend; 154)에 접속되는데, 이는 도 1에 도시된 전력선(22)으로부터의 입력 아날로그 및 전력선(22)으로의 출력 아날로그 신호를 필터링하고 증폭한다. 따라서, 네트워크의 백본과 통신하는 네트워크 통신 포트는 AFE(154)의 출력에 수립된다.
모든 버스 접속들이 도시된 것은 아니지만, 바람직하게는, PLC 인터페이스에서의 위에 논의된 컴포넌트들 모두가 PLC 인터페이스 버스(156)에 접속되는 것이라는 점이 이해되어야 할 것이다. PLC 컨트롤러(130), 메모리(158) 및 구성 레지스터(160)와 마찬가지로 호스트 버스 인터페이스(132) 또한 PLC 인터페이스 버스(156)에 접속된다.
동작시, 외부 호스트, 예를 들어, 서버(12)의 프로세서(14)는 서버의 PLC 인터페이스의 호스트 버스 인터페이스(132)를 통해 구성 레지스터(16)에 대한 기입 또는 판독을 행하여 PLC 인터페이스를 제어한다. PLC 인터페이스에서의 모든 컴포넌트들은 내부 PLC 버스(156)에 접속되고 PLC 컨트롤러(130)에 의해 제어되며, 이를 위한 소프트웨어 프로그램은 메모리(158)에 저장될 수 있다.
이러한 방식으로, 호스트 버스 인터페이스(132)는 자신이 관련된 특정 네트워크(10) 컴포넌트의 프로세서에 의해 적절한 버스 폭을 갖도록 적절하게 구성될 수 있다는 점이 이해될 수 있다. 또는, 특정 버스 폭을 갖도록 제조시 구성되어 상보성 버스 폭을 갖는 네트워크 컴포넌트들에만 사용될 수 있다.
도 5에 도시된 PLC 인터페이스를 갖는 컴포넌트가 송신 모드에 있을 때, 스트림은 포트 인터페이스(122, 124) 중 어느 하나 또는 양자 모두에 의해 수신되고, 전술된 바와 같이 처리를 위해 적절한 처리 라인(134, 136)을 따라 송신된다. 이러한 모드에서, 스위치(122, 124)는 도 5에서 위치 "a"에 있게 된다. MAC 컨트롤러(150)에서, 스트림은 예를 들어 송신기 및 목적지에 관한 정보(ID 등)를 포함하는 헤더가 각 데이터 유닛에 부착되는 등 송신에 적절한 데이터 유닛으로 렌더링된다. 당업자라면 데이터 수신시 데이터는 본질적으로 위 흐름과 역으로 흐른다는 것을 이해할 것이다. 처리 라인(134, 136)은 상호 독립적인 것으로, 하나가 송신 중일 때나머지 하나가 수신 중일 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
송신시, 송신은 등시성(isochrnous) 또는 비동기식 중 어느 하나일 수 있다. 등시성 모드에서는, 특정 액세스 슬롯이 네트워크의 매 버스 사이클마다 예약된다. 데이터는 다른 통신을 대기하거나 다른 통신에 의해 방해되지 않고 송신된다. 패킷은 그 타임스탬프에 기초하여 출력되기 때문에 각각의 패킷 간격은 수신 측에서 동일하게 유지된다. 비동기식 모드에서는, 다른 통신이 네트워크를 차지하지 않을 때에만 송신이 수행된다. 네트워크가 장기간 비지(busy) 상태이면, FIFO(146, 148)는 오버플로우될 것이다. 따라서, FIFO 점유(occupancy)가 특정 임계값 이상일 때, PLC 컨트롤러(130)는 소스 디바이스에게 데이터 송신을 중지하라고 요청할 수 있다. 당업계에 알려진 바와 같이, 비동기식 모드는 타임스탬프를 사용하지 않는다.
지금까지 스트림 I/F 1 및2 포트가 사용중일 때 본 발명의 PLC 인터페이스의 처리 라인(134, 136)의 동작을 설명하였지만, 이제 호스트 버스 인터페이스(132)의 동작에 주목할 것이며, 여기서는 스위치(126, 128)가 도 5의 위치 "b"에 있게 된다. 본 원리에 따르면, 호스트 버스 인터페이스(132)가 사용될 때, 데이터는 이하의 예외를 제외하고는 전용 포트(122, 124)가 사용될 때와 동일한 방식으로 처리 라인(134, 136)에 의해 처리된다. 호스트 버스 인터페이스(132)는 예를 들어 데이터가 PLC 인터페이스에 도달하기 이전에 이미 패킷화되는 등 인크립션 및 패킷타이징이 요구되지 않을 때 특정 호스트 버스(예를 들어, 도 2 내지 도 4에 각각 도시된 호스트 버스 46, 74 또는 108 등)로부터 인입되는 데이터를 직접 MAC(150)에 송신할 수 있기 때문에, 호스트 버스 인터페이스(132)를 사용할 때 보다 많은 옵션들이 부여된다. 수신 모드에서, MAC(150)는 데이터를 직접 호스트 버스 인터페이스(132)에 전송할 수 있어, PLC 인터페이스 외부에서 디패킷타이징이 수행될 수 있다. 이러한 모드는 인크립션 또는 타임 스탬핑을 요구하지 않는 짧은 커맨드를 송신하는 것이 바람직하다.
일반적으로, PLC 인터페이스와 관련된 호스트 버스(46, 74, 108)는 등시성이 아니다. 액세스 슬롯은 예약되지 않는다. 따라서, 등시성 패킷이 수신될 때, 타임스탬프-기판 패킷 주입에는 일부 허용오차가 요구된다. 또한, 타임스탬프의 시간이 도달될 때 호스트 버스는 비지(busy) 상태일 수 있고, 이 경우 패킷은 일단 대기상태이면 호스트 버스에 출력된다. 결과적으로, FIFO(146, 148)는 호스트 버스가 액세스가능하게 될 때까지 오버플로우하지 않고 인커밍 데이터를 버퍼링하기에 충분히 커야 한다.
위 동작에 더불어, 전용 데이터 스트림 포트(122, 124) 및 호스트 버스 인터페이스(132) 양자 모두가 동시에 사용될 수 있다. 이러한 경우, MAC(150)는 전용 데이터 스트림 포트에 대한 2개의 스트림 및 호스트 버스 인터페이스(132)에 대한 하나 이상의 다른 스트림을 취급한다. 각 스트림의 방향 및 등시성/비동기식 모드는 독립적으로 구성될 수 있다.
위 구조에 의해, 서버(12)는 TV(26)에 케이블 TV 프로그램을 송신할 수 있고 다른 클라이언트 TV에 DVD 플레이어(20)로부터의 비디오 스트림을 송신할 수 있다. 이와 동시에, 서버(12)는 클라이언트 오디오 시스템(30)에 오디오 스트림을 송신할 수 있다. 이 경우, 서버 PLC 인터페이스(44)의 전용 포트(122, 124)는 2개의 비디오 스트림에 대해 사용되고, 서버 PLC 인터페이스(44)의 호스트 버스 인터페이스는 예를 들어 HDD(66) 등으로부터의 오디오 스트림을 취급한다. 호스트 버스 인터페이스는 서버 호스트 버스(46)의 더 많은 대역폭이 사용될 수 있는 경우 더 많은 스트림을 송신할 수 있다.
도 6은 본 발명에 사용될 수 있는 통신 프로토콜 스택의 제한적이지 않은 예를 도시한다. MPEG 전송 스트림 등의 애플리케이션 레이어(162)가 스택의 상부에 위치된다. 제2 레이어(164)는 DTCP 레이어로서, 이는 위에 언급된 바와 같이 PLC 인터페이스의 인크립터/디크립터(138, 140)에 의해 처리된다. 다음 레이어들은 RTP/RTCP(166) 및 RTSP(168), TCP(172) 및 UDP170) 레이어이고, 이들 밑에는 IP 레이어(174)이다. PLC 인터페이스의 패킷타이저/디패킷타이저(142, 144)는 패킷화를 취급한다. 2개의 하부 레이어는 MAC 레이어(176) 및 PHY 레이어(178)로서, 이들은 각각 PLC 인터페이스의 MAC(150) 및 PHY(152)에 의해 실행된다. 당업자들에게 명백한 바와 같이, 송신시, 데이터는 상부에서 하부로 처리되고, 수신시, 하부에서 상부로 처리된다.
위에 설명된 네트워크(10)의 일 애플리케이션으로는 오디오 서버-클라이언트 시스템이 있다. 서버는 고속 PCI 버스를 사용하여 다수의 오디오 스트림들을 클라이언트에게 동시에 송신한다. 내부 HDD로부터 판독된 오디오 스트림들은 PCI 버스로 PLC 인터페이스에 송신된다. 저렴한 오디오 클라이언트에는 고속 버스가 사용되지 않는다. 호스트는 8-비트의 통상적인 버스이거나 간단한 12C 버스이다. 수신된 스트림은 스트림 인터페이스 포트를 사용하여 디코더에 송신된다.
위의 원리들은 예를 들어 802.11 무선 또는 UWB 네트워크 등 기타 네트워크들에 적용될 수 있다. 호스트 버스는 예를 들어 12C 버스 등 직렬 버스일 수 있다. RTP/UDPIP 스택을 사용하는 대신에, 임의의 기타 프로토콜 스택이 적용될 수 있다. 일반적으로, 등시성 송신에 대하여는 리던던트 오버헤드(redundant overheads)를 회피하기 위해 보다 간단하고, 레이어가 보다 적은 스택이 사용된다. 전형적인 예로는 IEEE 1394 등시성 프로토콜이 있는데, 이는 비동기식 경우보다 간단하다.
본 PLC 인터페이스에 의해, 데이터 스트림 인터페이싱은 플렉서블하다. 송 신 또는 수신을 위해 최상의 인터페이스가 선택될 수 있다. 전용 데이터 스트림 포트 및 호스트 버스 인터페이스 양자 모두가 동시에 사용될 수 있다. 더욱이, 각 스트림의 방향 및 등시성/비동기식 모드는 독립적으로 구성될 수 있다. 부가적으로, 패킷타이저/디패킷타이저가 구성될 수 있다. 예를 들어 RTP/UDPIP 등 하나 이상의 프로토콜이 선택될 수 있고, 동일한 하드웨어가 모든 프로토콜을 적응시킨다. 또한, 각각의 (디)패킷타이저는 독립적일 수 있다. 예를 들어, 하나의 패킷타이저는 TCP/IP를 취급하고 다른 패킷타이저는 동시에 RTP/UDP/IP를 취급할 수 있다.
본 명세서에 상세히 도시되고 설명된 구체적인 홈 네트워크용 범용 네트워크 인터페이스가 본 발명의 상술된 목적들을 모두 달성할 수 있지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예이며, 따라서 본 발명에 의해 광범위하게 고려되는 청구대상을 나타내는 것으로, 본 발명의 범위는 당업자에게 자명한 기타 실시예들을 모두 포함하는 것이고, 따라서 본 발명의 범위는 첨부되는 특허청구범위 이외의 어느 것에 의해서도 제한되어서는 아니된다는 것이 이해되어야 할 것이다. 당업자들에게 이미 알려진 또는 차후에 알려지게 될 상술된 바람직한 실시예의 구성요소들에 대한 모든 구조적 및 기능적 등가물들은 본 명세서에 참조로 명백히 포함되고 본 발명의 특허청구범위에 포함되는 것으로 고려되어야 한다. 더욱이, 디바이스 또는 방법이 본 발명에 의해 해결될 각 문제점 및 모든 문제점을 대처해야 하는 것은 아니며, 본 특허청구범위에 의해 포함될 것이다. 또한, 본 명세서 개시된 구성요소, 컴포넌트 또는 방법 단계는 이들이 특허청구범위에 명백히 언급되는 것에 무관하게 대중들에게 전용인 것으로 고려되는 것은 아니다. 본 명세서의 특허청구범위 구성요 소는 그것이 "수단(means for)"라는 구절을 사용하여 명백히 인용되지 않는 한 35 U.S.C §112, 6항의 제안하에서 해석되어서는 안된다.

Claims (10)

  1. 홈 엔터테인먼트 네트워크로서,
    적어도 하나의 네트워크 경로(22);
    제1 버스 폭의 데이터 버스를 갖는 적어도 하나의 제1 컴포넌트(26);
    상기 제1 버스 폭과는 다른 제2 버스 폭의 데이터 버스를 갖는 적어도 하나의 제2 컴포넌트(30); 및
    상기 컴포넌트(26, 30) 각각을 상기 네트워크 경로(22)에 접속시키는 각각의 네트워크 인터페이스(70, 104)를 포함하며,
    상기 각각의 네트워크 인터페이스(70, 104)는,
    적어도 하나의 데이터 스트림 포트(122, 124),
    상기 각각의 컴포넌트의 호스트 버스(74, 108)와 통신하는 적어도 하나의 호스트 버스 인터페이스(132),
    상기 적어도 하나의 네트워크 경로(22)와 통신하는 적어도 하나의 네트워크 통신 포트(154), 및
    상기 네트워크 통신 포트(154)를 상기 호스트 버스 인터페이스(132) 또는 상기 적어도 하나의 데이터 스트림 포트(122, 124) 중 어느 하나에 선택적으로 접속시키는 적어도 하나의 스위치(126, 128)를 포함하는,
    네트워크.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 호스트 버스 인터페이스(132)는 자신이 관련된 제1 또는 제2 컴포넌트의 버스 폭과 동일한 버스 폭을 갖도록 구성되는 네트워크.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 컴포넌트 각각은 호스트 버스 인터페이스(132)를 구성(configure)하는 네트워크.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 네트워크 인터페이스(70, 104)는 상기 스위치(126, 128)와 상기 네트워크 통신 포트(154) 사이에 적어도 하나의 패킷타이징/디패킷타이징(packetizing/depacketizing) 컴포넌트(142, 144)를 포함하는 네트워크.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 각각의 네트워크 인터페이스(70, 104)는 상기 호스트 버스 인터페이스(132)와 상기 네트워크 통신 포트(154) 사이에 통신 경로의 적어도 일부를 수립하는 적어도 하나의 내부 버스(156)를 포함하고, 이에 의해 상기 호스트 버스 인터페이스(132)는 상기 패킷타이징/디패킷타이징 컴포넌트(142, 144)를 바이패싱함으로써 데이터를 상기 네트워크 통신 포트(154)에 직접 통신할 수 있는 네트워크.
  10. 적어도 서버(12), 제1 버스 폭의 제1 호스트 버스(74)를 갖는 제1 컴포넌트(26) 및 제2 버스 폭의 제2 호스트 버스(108)를 갖는 제2 컴포넌트(30)를 구비하는 홈 네트워크에서 데이터를 통신하기 위한 제1 및 제2 인터페이스(70, 104)로서,
    상기 제1 인터페이스(70)는 상기 제1 호스트 버스(74)와 데이터를 통신하고 제1 버스 폭을 갖도록 구성되는 호스트 버스 인터페이스(132)를 포함하고, 상기 제1 인터페이스(70)는 또한 적어도 하나의 데이터 포트(122, 124), 상기 네트워크에 접속될 수 있는 네트워크 포트(154), 및 상기 네트워크 포트(154)를 상기 호스트 버스 인터페이스(132) 또는 데이터 포트(122, 124) 중 어느 하나에 선택적으로 접속시키는 스위치(126, 128)를 포함하고,
    상기 제2 인터페이스(104)는 상기 제2 호스트 버스(108)와 데이터를 통신하고 제2 버스 폭을 갖도록 구성되는 호스트 버스 인터페이스(132)를 포함하고, 상기 제2 인터페이스(104)는 또한 적어도 하나의 데이터 포트(122, 124), 상기 네트워크에 접속될 수 있는 네트워크 포트(154), 및 상기 네트워크 포트(154)를 상기 호스트 버스 인터페이스(132) 또는 데이터 포트(122, 124) 중 어느 하나에 선택적으로 접속시키는 스위치(126, 128)를 포함하고, 상기 인터페이스(70, 104)는 상기 각각의 호스트 버스 인터페이스(132)의 구성을 제외하고는 구성 및 동작에 있어 동일한, 제1 및 제2 인터페이스(70, 104).
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