KR19990060526A - 트래픽 특성을 이용한 데이터 통신 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

패킷 마스터가 패킷 슬레이브 간의 통신을 중재할 때 트래픽 폭주시 우선 순위가 높은 트래픽을 먼저 전송하여 데이터 전송을 안정화시킨 트래픽 특성을 이용한 데이터 통신 제어 시스템에 관한 것으로서, 버스 사용 요구를 우선 순위별로 부여하는 패킷 마스터, 시간지연 우선 순위가 높은 제1트래픽과 손실 우선 순위가 높은 제2트래픽으로 구분하고, 상기 제2트래픽과 제1트래픽의 순으로 전송지연에 따른 저장 용량의 임계치에 도달하면 우선 레벨의 버스 사용 요구를 수행하여 해당 트래픽의 데이터를 전송하며, 정상 트래픽 혼잡의 경우 상기 제1트래픽과 제2트래픽 데이터를 소정 비의 양으로 버스 사용권 부여시 전송하는 패킷 슬레이브 및 상기 패킷 마스터와 패킷 슬레이브와 각각 접속되는 우선 순위 요구 데이터를 전송하는 우선 수위 버스, 상기 패킷마스터의 버스 사용권 중재 데이터를 전송하는 중재 버스 및 데이터를 전송하는 패킷 버스를 구비하여 이루어지며, 트래픽이 정상인 경우와 폭주하는 경우를 구분하여 데이터를 안전하게 전송할 수 있어서 데이터 송신 서비스의 품질이 극도로 향상되는 효과가 있다.

Description

트래픽 특성을 이용한 데이터 통신 제어 시스템

본 발명은 트래픽 특성을 이용한 데이터 통신 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 패킷 마스터가 패킷 슬레이브 간의 통신을 중재할 때 트래픽 폭주시 우선 순위가 높은 트래픽을 먼저 전송하여 데이터 전송을 안정화시킨 트래픽 특성을 이용한 데이터 통신 제어 시스템에 관한 것이다.

전기, 전자의 기초 기술이 발전됨에 따라서 통신 기술도 동반하여 획기적으로 변화되고 있으며, 복수 개의 단말기가 하나의 네트워크를 구성하여 이들 간의 효과적인 정보교환을 위한 시스템이 개발되고 있다.

그 중 가장 대표적인 것으로 이용되는 것이 패킷(Paket) 방식이다.

종래의 패킷 방식을 이용한 시스템은 도 1과 같이 하나의 패킷 마스터(Paket master)(10)와 복수 개의 패킷 슬레이브(Paket slave)(12~16)로 이루어지고, 패킷 마스터(10)와 패킷 슬레이브(12~16)들은 패킷 버스(20)와 중재 버스(22)를 통하여 통신을 수행한다.

전술한 바와 같이 구성된 패킷 방식을 이용한 데이터 통신을 위한 시스템은 패킷 마스터(10)가 라운드 로빈 방식으로 각 패킷 슬레이브(12~16)들을 중재함으로써 각 패킷 슬레이브(12~16)들을 공평한 패킷 버스(20)의 사용권을 갖는다.

예를 들어, 네 개의 패킷 슬레이브가 구성되어 있는 경우, 패킷 마스터는 소정 순서를 정하여서 복수 개의 패킷 슬레이브가 버스 사용권을 요구할 때 버스 사용을 중재한다. 구체적으로 패킷 슬레이브의 버스 사용권이 제1슬레이브, 제2슬레이브, 제3슬레이브 및 제4슬레이브의 순으로 정해졌다고 가정하면, 제1패킷 슬레이브와 제3패킷 슬레이브가 버스 사용권을 요구할 때 패킷 마스터는 제1패킷 슬레이브에 먼저 패킷 버스(20) 사용권을 부여하고, 제1패킷 슬레이브의 버스 사용 종료 후 제2패킷 슬레이브의 버스 사용권 요구가 없으면 제3패킷 슬레이브에게 버스 사용권을 부여한다. 그리고, 제4패킷 슬레이브의 버스 사용권 요구가 없으면 다시 제1패킷 슬레이브부터 버스 사용권 요구를 확인하면서 각 패킷 슬레이브 간의 데이터 통신을 중재한다.

한편, 전술한 패킷 버스(20)를 이용하는 트래픽은 크게 시간 지연 우선 순위가 높은 트래픽(클래스 1:Class 1)과 손실 확율 우선 순위가 높은 트래픽(클래스 2:Class 2)으로 구분될 수 있다.

시간 지연 우선 순위가 높은 트래픽 즉 클래스 1은 대개 음성이나 영상에 대한 데이터를 포함하며, 손실 확율 우선 순위가 높은 트래픽 즉 클래스 2는 데이터 통신, 시스템 컨트롤 데이터 등을 포함한다.

전술한 특성을 갖는 데이터를 종래의 전술한 라운드 로빈 방식으로 전송할 경우, 트래픽 폭주 시 각 슬레이브가 버스 사용권을 부여받을 때까지 시간적인 지연이 발생되므로 각 패킷 슬레이브의 전송할 데이터를 임시 보관하는 버퍼는 한정된 용량에 다른 저장 용량 충만 상태로 되고, 그에 따라서 손실 확율 우선 순위가 높은 트래픽 즉 클래스 2에 해당되는 데이터가 손실될 확률이 높아진다.

전술한 바와 같이 트래픽이 폭주하면 클래스 2에 해당되는 데이터가 손실됨으로써, 심각한 데이터 망실 뿐만 아니라 전송 데이터의 품질이 저하되는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 트래픽 특성 별로 우선순위를 부여하여 데이터의 손실없이 안전하게 전송을 수행하기 위한 트래픽 특성을 이용한 데이터 통신 제어 시스템을 제공함에 있다.

도 1은 종래의 데이터 통신 제어 시스템을 나타내는 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 트래픽 특성을 이용한 데이터 통신 제어 시스템의 바람직한 실시예를 나타내는 블록도.

도 3은 패킷 슬레이브의 상세 블록도.

도 4는 패킷 마스터의 동작을 나타내는 순서도.

도 5는 패킷 슬레이브의 동작을 나타내는 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,30 : 패킷 마스터 12~16, 32~36 : 패킷 슬레이브

20,40 : 패킷 버스 22,42 : 중계 버스

44 : 우선순위 버스 50,52 : 버퍼

54 : 데이터 수신부56 : 우선순위 제어부

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 트래픽 특성을 이용한 데이터 통신 제어 시스템은 버스 사용 요구를 우선 순위별로 부여하는 패킷 마스터; 시간지연 우선 순위가 높은 제1트래픽과 손실 우선 순위가 높은 제2트래픽으로 구분하고, 상기 제2트래픽과 제1트래픽의 순으로 전송 지연에 따른 저장 용량의 임계치에 도달하면 우선 레벨의 버스 사용 요구를 수행하여 해당 트래픽의 데이터를 전송하며, 정상 트래픽 혼잡의 경우 상기 제1트래픽과 제2트래픽 데이터를 소정 비의 양으로 버스 사용권 부여시 전송하는 패킷 슬레이브; 및 상기 패킷 마스터와 패킷 슬레이브와 각각 접속되는 우선 순위 요구 데이터를 전송하는 우선 수위 버스, 상기 패킷 마스터의 버스 사용권 중재 데이터를 전송하는 중재 버스 및 데이터를 전송하는 패킷 버스를 구비함을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1트래픽은 음성 및 영상 데이터를 포함하고, 상기 제2트래픽은 데이터 통신, 시스템 컨트롤 데이터를 포함함이 바람직하고, 상기 패킷 슬레이브는, 제1트래픽에 해당하는 정보를 저장하는 제1버퍼 및 상기 제2트래픽에 해당하는 정보를 저장하는 제2버퍼, 데이터 전송 및 수신을 제어하는 데이터 수신부 및 우선 순위를 발생시켜서 패킷 마스터로 버스 사용권을 요구하고, 그에 대한 사용권 부여시 데이터 수신부의 전송 동작을 제어하는 우선 순위 제어부를 구비하여 이루어질 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 실시예는 패킷 마스터(30)와 복수 개의 패킷 슬레이브(32~36)가 각각 패킷 버스(40), 중재 버스(42) 및 우선순위 버스(44)에 연결되어 있다.

패킷 버스(40)는 데이터를 전송하는 버스이고, 중재 버스(42)는 중재 신호를 패킷 마스터(30)에서 패킷 슬레이브(32~36)들로 전송하는 버스이며, 우선순위 버스(44)는 각 패킷 슬레이브(32~36)에서 우선 인터롭터 신호를 전송하는 버스이다.

도 2는 패킷 슬레이브는 도 3과 같은 구성을 갖는다.

도 3을 참조하면, 패킷 슬레이브(32)는 클래스 1 데이터를 임시 저장하는 버퍼(50)와 클래스 2 데이터를 임시 저장하는 버퍼(52)가 구성되어 있고, 버퍼(50)(52)는 데이터 수신부(54)와 접속되어 있으며, 데이터 수신부(54)는 우선 순위 제어부(56)에 의하여 데이터 송수신을 제어받도록 구성되어 있다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 실시예의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 본 발명에서는 패킷 마스터(30)는 우선순위 버스(44)를 통하여 전송되는 우선 인터롭트 신호에 의하여 버스를 중재하며, 각 패킷 슬레이브(32~36)는 트래픽 특성에 따라서 클래스 1과 클래스 2로 구분하여 데이터를 전송한다.

먼저, 도 4를 참조하여 패킷 마스터(30)의 동작을 설명한다.

패킷 마스터(30)는 버스중재 동작을 개시하고(S2), 각 패킷 슬레이브로부터 버스사용 요구를 수용한다. 이때 각 요구에 대한 우선 순위 레벨을 검색하고(S4), 고 순위 인터롭트 패킷 슬레이브에 사용권을 할당한다. 그리고, 버스 사용이 종료될 때까지 대기(S10)한 후 리턴하여 버스 중재 동작을 계속한다.

전술한 바와 같이 패킷 마스터(30)는 우선 순위를 검색하여 우선 순위에 따른 버스 사용권을 부여한다.

그에 따른 패킷 슬레이브의 동작을 도 5를 참조하여 설명한다.

패킷 슬레이브에서는 트래픽 특성에 따라서 데이터를 크게 클래스 1, 즉 시간 지연 우선 순위가 높은 음성 또는 영상과 같은 손실 위험도는 낮지만 짧은 지연시간을 요구하는 데이터를 포함하는 트래픽과 클래스 2, 즉 손실 우선 순위가 높은 데이터 통신 및 시스템 컨트롤 데이터를 포함하는 시간 지연 우선도는 낮지만 손실되면 통신 데이터의 품질에 막대한 지장을 초래하는 데이터를 포함하는 트래픽으로 구분하고, 클래스 1의 데이터는 버퍼(50)에 저장하며, 클래스 2 데이터는 버퍼(52)에 저장한다.

클래스 2의 데이터는 시간 지연 우선도는 낮지만 손실시 막대한 피해가 예상되므로 우선 전송하여야 한다. 그러므로, 본 발명에 따른 실시예는 클래스 1을 연속해서 소정 개수 N개까지 전송할 때마다 시간 우선도가 낮은 클래스 2를 하나씩 전송한다. 만일 클래스 2용 버퍼(52)에 데이터가 임계치인 K개까지 누적되어서 풀(Full)저장 상태가 발생할 우려가 있을 경우 우선해서 전송을 패킷 마스터(30)에 요구하게 된다.

구체저인 패킷 슬레이브의 동작을 설명하면, 패킷 슬레이브는 전송 데이터의 우선 순위 제어동작(S20)을 수행하여 전송할 데이터를 구분하여 버퍼(50)(52)에 각각 저장하고, 버퍼(52)에 클래스 2의 데이터가 K개 이상 누적되었는지 체크한다(S22). 버퍼(52)에 클래스 2의 데이터가 K개 이상 누적되었으며, 패킷 슬레이브는 패킷 마스터(30)에 고순위로 버스 사용을 요구한 후 버스 사용권이 부여되면 클래스 2를 전송한다(S24).

그리고, 버퍼(52)에 클래스 2의 데이터가 K개 이상 누적되지 않았으면 버퍼(50)에 클래스 1의 데이터가 소정 개수 P개 이상 누적되었는지 확인한다(S26). 클래스 1의 데이터가 버퍼(50)에 P개 이상 누적되었으면, 패킷 슬레이브는 패킷 마스터(30)에 고순위로 버스 사용을 요구한 후 버스 사용권이 부여되면 클래스 1을 전송한다(S28).

그리고, 버퍼(50)와 버퍼(52)에 임계치 이상으로 데이터가 누적되지 않았으면 저 순위로 패킷 슬레이브는 패킷 마스터(30)에 버스 사용권을 요구하고, 고순위 버스사용요구가 종료된 후 버스 사용권이 부여되면 클래스 1을 소정 개수 N개 전송때 마다 클래스 2를 한 개씩 전송한다(S30).

전술한 바와 같이 패킷 슬레이브는 항상 버퍼(50)(52)에 저장되는 클래스 1의 데이터와 클래스 2의 데이터를 확인하면서 필요한 경우 고순위로 버스 사용 요구를 패킷 마스터(30)에 신청한다.

따라서, 시간 우선도가 높은 클래스 1과 손실 위험도가 높은 클래스 2로 전송 데이터를 구분하고, 트래픽이 폭증하지 않는 정상시에는 클래스 1이 시간 지연되지 않도록 우선적으로 전송하고, 트래픽 폭주시에는 클래스 2가 손실되지 않도록 클래스 2를 우선적으로 전송한다.

따라서, 정상시에는 시간 우선도가 높은 트래픽은 짧은 전송 시간 지연을 가짐으로써 데이터 전송 서비스의 품질을 높일 수 있고, 트래픽 폭주 시에는 클래스 1이 다소 손실되더라도 클래스 2를 우선적으로 전송하기 때문에 클래스 2의 데이터를 안전하게 전송하여 서비스 품질의 저하를 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 트래픽이 정상인 경우와 폭주하는 경우를 구분하여 데이터를 안전하게 전송할 수 있어서 데이터 송신 서비스의 품질이 극도로 향상되는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (3)

1. 버스 사용 요구를 우선 순위별로 부여하는 패킷 마스터;

   시간지연 우선 순위가 높은 제1트래픽과 손실 우선 순위가 높은 제2트래픽으로 구분하고, 상기 제2트래픽과 제1트래픽의 순으로 전송지연에 따른 저장 용량의 임계치에 도달하면 우선 레벨의 버스 사용 요구를 수행하여 해당 트래픽의 데이터를 전송하며, 정상 트래픽 혼잡의 경우 상기 제1트래픽과 제2트래픽 데이터를 소정 비의 양으로 버스 사용권 부여시 전송하는 패킷 슬레이브 ;

   상기 패킷 마스터와 패킷 슬레이브와 각각 접속되는 우선 순위 요구 데이터를 전송하는 우선 수위 버스, 상기 패킷마스터의 버스 사용권 중재 데이터를 전송하는 중재 버스 및 데이터를 전송하는 패킷 버스를 구비함을 특징으로 하는 트래픽 특성을 이용한 데이터 통신 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1트래픽은 음성 및 영상 데이터를 포함하고, 상기 제2트래픽은 데이터 통신, 시스템 컨트롤 데이터를 포함함을 특징으로 하는 상기 트래픽 특성을 이용한 데이터 통신 제어 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 패킷 슬레이브는

   상기 제1트래픽에 해당하는 정보를 저장하는 제1버퍼 및 상기 제2트래픽에 해당하는 정보를 저장하는 제2버퍼;

   데이터 전송 및 수신을 제어하는 데이터 수신부; 및

   우선 순위를 발생시켜서 패킷 마스터로 버스 사용권을 요구하고, 그에 대한 사용권 부여시 데이터 수신부의 전송 동작을 제어하는 우선 순위 제어부를 구비함을 특징으로 하는 트래픽 특성을 이용한 데이터 통신 제어 시스템.