KR20010009761A

KR20010009761A - 원거리 접속용 아이 트리플 이 1394 시스템 및 그 구성 방법

Info

Publication number: KR20010009761A
Application number: KR1019990028306A
Authority: KR
Inventors: 송정호; 정민섭
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 1999-07-13
Publication date: 2001-02-05
Also published as: KR100320739B1

Abstract

하나 이상의 노드들로 구성된 IEEE 1394 네트워크와 원거리에 위치하는 하나의 노드를 인터페이스하기 위해, IEEE 1394 시리얼 버스에 의해 다수의 근거리 접속된 노드들과 연결된 제1 에이전트 노드와, IEEE 1394 시리얼 버스에 의해 하나의 원격지 노드와 접속되는 제2 에이전트노드와, 제1, 제2 에이전트 노드간을 연결하는 연결 매체를 구비하는 IEEE 1394 네트워크 시스템에 있어서, 상기 제1 에이전트 노드에 상기 제2 에이전트 노드와 접속된 원격지 노드와 동일한 아이디를 미리 초기화 과정에서 가상으로 설정하여, 상기 접속된 다수의 노드들에 대해 상기 원격지 노드의 대리 노드 역할을 수행토록 하고, 상기 제2 에이전트 노드에 상기 제1 에이전트 노드와 접속된 다수의 노드들 모두의 아이디를 미리 초기화 과정에서 가상으로 설정하여 상기 접속된 원격지 노드에 대해 상기 다수의 노드의 대리 노드 역할을 수행토록 하며, 상기 제1, 제2 에이전트 노드간에 미리 설정된 프로토콜에 따라 각각 접속된 상기 다수의 노드와 원격지간의 데이터를 전달한다.

Description

원거리 접속용 아이 트리플 이 1394 시스템 및 그 구성 방법{IEEE 1394 SYSTEM FOR LONG DISTANCE CONNECTION AND EMBODYING METHOD THEREOF}

본 발명은 IEEE 1394 네트워크에 관한 것으로, 특히 하나 이상의 노드(node)들로 구성된 IEEE 1394 네트워크와 원거리에 위치하는 하나의 노드를 인터페이스하기 위한 시스템에 관한 것이다.

IEEE 1394란 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)가 제정한 사양에 의해 각종 멀티미디어 기기간의 정보 교환을 가능하게 하는 차세대 멀티미디어 인터페이스 표준으로서, 특히 퍼스널컴퓨터와 마우스, 프린터, 스캐너 등과 같은 그 주변기기간의 접속만 허용되던 기존의 인터페이스 표준과는 달리HD-TV, DVD/DVC 등과 같은 차세대 멀티미디어 기기간의 음성 및 화상데이터 송수신이 가능한 시리얼 버스(bus) 표준이다.

이러한 IEEE 1394는 데이터 전송속도가 약 400Mbps로 고속이라는 점과, 플러그 앤드 플레이(plug and Play) 방식을 채용하고 있다는 점, 단일 버스 상에 63개의 노드를 가질 수 있다는 점 등의 다양한 특징이 있다. 이러한 IEEE 1394를 이용한 기술은 전자, 통신 및 컴퓨터 개발자들 및 제작자들에 의해 급속히 발전되고 있다.

IEEE 1394를 이용하는 기술로는 유럽특허 특허번호 EP0874498(명칭: A computer network, 발명자: BREWER JASON M, 출원인: TEXAS INSTRUMENTS INC, 공개일: 1998-10-28)과, EP0841833(명칭: Data transfer system, 발명자: FUJIMORI TAKAHIRO 등, 출원인: SONY CORP, 공개일: 1998-05-13) 또는 본원 출원인에 의해 선출원된 국내 특허출원번호 제1998-59199호(명칭: 외부 통신망을 이용한 아이 트리플 이 1394 네트웍간의 통신 시스템 및 방법)를 예로 들 수 있다.

한편, IEEE 1394 표준에 따라서 최대 63개의 IEEE 1394 노드들이 하나의 버스를 구성할 수 있으나 각 노드들의 접속 거리는 최대 4.5m으로 제한되어 있다. 동일한 버스내에서 거리 확장을 위하여 중계기(repeater)의 개념이 적용될 수 있다.

이러한 중계기로서는 물리적 계층(physical layer)에서 중계 기능을 하는 광중계기(optical repeater)가 있다. 광 인터페이스를 가지는 1394 중계기는 단순히 전송 매체만을 달리한 것이지만, 지연 보상과 초기화 문제 등을 해결하여 준다. 그런데, 상기한 광중계기를 사용하여도 원거리 광 매체에서 발생하는 지연을 보상하기 위하여 3 홉(hop)들이 추가된 것으로 처리하므로, 전체적인 네트워크 성능이 떨어지는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 전체적인 네트워크 성능 저하 없이 4.5m 이내라는 전송거리 제한의 단점을 보완하기 위한 IEEE 1394 네트워크 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 시스템 자체에 하드웨어적으로 또는 소프트웨어적으로 추가나 수정 없이 고성능의 원거리 접속이 가능한 IEEE 1394 네트워크 시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 IEEE 1395 시리얼 버스에 의해 다수의 근거리 접속된 노드들과 연결된 제1 에이전트 노드와, IEEE 1394 시리얼 버스에 의해 하나의 원격지 노드와 접속되는 제2 에이전트노드와, 제1, 제2 에이전트 노드간을 연결하는 연결 매체를 구비하며, 상기 제1 에이전트 노드가 상기 접속된 다수의 노드들에 대해 상기 원격지 노드의 대리 노드 역할을 수행토록 하며 상기 제2 에이전트 노드가 상기 접속된 원격지 노드에 대해 상기 다수의 노드의 대리 노드 역할을 수행토록 하며, 에이전트 노드간에 데이터를 전달함을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에이전트 노드를 이용하는 IEEE 1934 네트워크 시스템의 개략적인 전체 물리적 토폴로지

도 2는 도 1에 도시된 IEEE 1394 네트워크 시스템 중 에이전트 노드의 프로토콜 스택 구성도

도 3은 도 1에 도시된 IEEE 1394 네트워크 시스템의 에이전트 노드 초기화 과정의 흐름 예시도

도 4는 도 1에 도시된 IEEE 1394 네트워크 시스템의 가상 네트워크 구성도

도 5는 도 1에 도시된 IEEE 1394 네트워크 시스템 중 에이전트 노드의 하드웨어 구성 예시도

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

1. 용어 정리

먼저 본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 주요 용어를 정리하기로 한다.

1-1. 에이전트 노드(agent node): 1394 시리얼 버스 네트워크에서 장거리에 있는 두 버스의 연결을 하기 위한 시리얼 버스 노드. 한 포트는 시리얼 버스 노드들과 연결되며, 다른 포트는 다른 에이전트 노드와 연결된다.

1-2. AN-M(Agent Node connected to Multiple 1394 nodes): 다수의 1394 시리얼 버스 노드로 구성되는 시리얼 버스와 연결되는 에이전트 노드.

1-3. AN-S(Agent Node connected to Single 1394 node): 하나의 1394 시리얼 버스 노드로 구성되는 시리얼 버스와 연결되는 에이전트 노드.

1-4. POF(Plastic Optical Fiber): 전송 신호로서 전기적 신호 대신에 광신호를 사용하는 플라스틱 연결 매체.

1-5. 원격지 노드(remote node): 노드의 연결 거리가 4.5m 이상일 경우에 다른 노드들에 대해 원격지인 1394 시리얼 버스 노드.

1-6. 가상 네트워크(virtual network): 두개의 다른 시리얼 버스가 단일 시리얼 버스인 것처럼 노드들을 인식토록 하는 시리얼 버스 네트워크.

1-7. 1394 시리얼 버스: IEEE 1394 고성능의 시리얼 버스.

2. 토폴로지(topology)

이하 본 발명의 IEEE 1394 네트워크의 토폴로지를 설명하기로 한다.

본 발명에서 제안하는 에이전트 노드(agent node)는 외부적인 기능은 중계기와 유사하나 내부적으로는 링크 계층(link layer)에서 처리하므로서, 에이전트 노드가 수신한 데이터에 대한 송달(delivery)을 보장하고 미리 버스를 해제(release)하는 방식으로 네트워크 성능 저하를 최소화 한다. 구조와 기능면에서는 브리지(bridge)와 중계기의 중간적인 형태를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에이전트 노드를 이용하는 IEEE 1394 네트워크 시스템의 개략적인 전체 물리적 토폴로지이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 IEEE 1394 네트워크에서는 에이전트 노드(21, 22)에 의해 1394 시리얼버스가 두개의 그룹으로 구분된다. 그 하나는 AN-M(21)에 연결된 하나 이상의 1394 노드들(10, 11, 12, 13, 15)로 이루어진 그룹이며, 다른 하나는 AN-S(22)와 원격지 노드(14) 하나로 구성된 그룹이다.

도 1에서 도시된 바와 같은 각 각 노드에 표기된 노드 ID(#0, #1, #2, #3, #4, #5)는 하나의 예로서 초기화 상황에 따라 각 노드들의 ID는 바뀔 수 있다. AN-M(21)은 AN-S(22) 측에 연결되어 있는 원격지 노드(14)와 동일한 ID(#4)를 가지게 되어 원격지 노드(14)처럼 보이게 되며, 원격지 노드(14)와의 통신을 중간에서 보장하는 에이전트 노드의 역할을 한다. AN-S(22)는 AN-M(21)과 유사하게 에이전트 노드 역할을 하게 되는데, 연결된 하나 이상의 1394 노드들(10, 11, 12, 13, 15) 모두를 위한 에이전트 노드 역할을 해야 한다. 그러므로 초기화 시에도 AN-S(22)가 AN_M(21) 측에 연결된 노드들의 모든 ID(#0, #1, #2. #3. #5)를 가진 것처럼, 즉 상기 1394 노드들(10, 11, 12, 13, 15)이 모두 AN-S(22) 측의 원격지 노드에 바로 연결된 것처럼, 일명 가상 네트워크를 구성하게 된다.

3. 에이전트 노드 모델(agent node model)

이하 상기 도 1에 나타난 에이전트 노드를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 도 1에 도시된 IEEE 1394 네트워크 시스템 중 에이전트 노드, 즉 AN-M(21)과 AN-S(22)의 프로토콜 스택(protocol stack) 구성도이다. 도 2를 참조하면, 각 에이전트 노드에서 정보는 링크 계층에서 적응부(adaptation block)를 거쳐서 에이전트 노드간의 원거리 전송을 위한 패킷 포맷으로 변환된다. 또한 1394' LINK, 1394' PHY를 제어하고 관리하는 1394 관리부와, X LINK, X PHY를 제어하고 관리하는 X 관리부가 각각의 에이전트 노드, AN-M(21)과 AN-S(22)에 구비된다. 이하 각각의 기능부를 상세히 설명하기로 한다.

3-1. 1394'PHY(PHYsical layer protocol)

1394' PHY 계층은 IEEE 표준 1394-1995)(IEEE Std 1394-1995)에서 정의하는 물리적 계층 기능을 대부분 그대로 수행하며 일부 에이전트 노드로써의 다른 기능을 수행한다.

- 첫째, 물리적 계층으로서의 기본 기능은 데이터 비트를 송수신하는 기능, 조정(arbitration) 그리고 전기적, 기계적 인터페이스 기능 등이다.

- 둘째, 에이전트 노드로서 추가되는 기능은 초기화때 강제로 루트(root)가 되거나 되지 않도록 하는 기능과 자기 ID 패킷(self-ID packet) 전송과 관련하여 가상 네트워크를 구성하는 기능이다.

구체적으로 AN-M(21)은 초기화때 반드시 루트가 안되기 위해 루트 쟁탈(contention)이 일어나지 않도록 하거나, 루트 쟁탈이 일어나도 지도록 한다. 이때 모체 통보 출력(parent-notify output)을 위한 랜덤 타이머(random timer) 대신에 상대적으로 짧은 타이머를 쓴다. AN-S(22) 반드시 루트가 되어야 하는데 이때는 AN-M(21)과는 반대로 타이머를 상대적으로 길게 쓴다. 가상 네트워크 구성 기법은 이후에 자세히 설명하기로 한다.

3-2. 1394' LINK

1394' LINK 계층은 IEEE 표준 1394-1995에서 정의하는 링크 계층 기능과 유사한 기능을 수행한다.

- 첫째, 반이중 데이터 패킷 송달 서비스(half-duplex data packet delivery service).

- 둘째, 서브 액션(subaction): 비동기 스트림(asynchronous stream), 등시성 스트림(isochronous stream).

- 세째, 기본 기능은 에러 체크(error checking), 패킷 분석(packet analyzing), 그리고 사이클 마스터 기능 등이 있다.

- 네째, 적응부와의 인터페이스 부분이 추가되어야 하며, 에이전트 노드에 적합하도록 버퍼(buffer) 제어가 수행되어야 한다.

3-3. 1394 관리부

1394 관리부는 IEEE 표준 1394-1995에서 정의하는 IRM(Isochronous Resource Management), BM(Bus Management) 기능은 제공하지 않는다. 기본 기능은 노드 제어와 가상 네트워크 제어 기능이다.

3-4. X PHY

X PHY는 원거리 접속을 위해서 사용되는 매체에 따라서 달라지게 된다. 그러나 제공하는 기본 기능은 동일하다. 본 발명의 일 실시예에서는 광섬유를 사용한다.

- 첫째, 데이터 비트 송수신.

- 둘째, 전기적 및 기계적 인터페이스.

- 세째, 부호화/복호화(encoding/decoding): 매체에 따라 달라질 수 있다.

- 네째, 송수신 속도: 1394 버스에서 사용 가능한 최고속도로 전송되는 데이터를 송달 및 타임 보장(time guarantee)을 할 수 있는 충분한 전송 속도를 보장하여야 한다.

3-5. X LINK

- 첫째, 전이중/반이중 데이터 패킷(full duplex or half duplex data packet) 송달 서비스: 필요에 따라 전이중 또는 반이중으로 사용될 수 있다.

- 둘째, 기본 기능은 에러 체크, 패킷 분석, 버퍼 제어이다.

- 세째, 적응부와 인터페이스 부분이 추가되어야 하며, 에이전트 노드에 적합하도록 버퍼 제어가 수행된다.

- 네째, 서브 액션. 1) 제어 패킷: 미리 정해진 패킷 포맷으로 상대 에이전트 노드에게 전송하고 응답 패킷(acknowledge packet)을 받는다. 2) 비동기 패킷: 1394 노드로부터 받은 비동기 패킷에 에이전트 노드간의 보장된 송달을 위해 제어 정보를 추가하여 보낸다. 그리고 응답 패킷을 받는다. 3) 등시성 패킷: 1394 노드로부터 등시성 패킷에 에이전트 노드간의 보장된 송달을 위해 제어 정보를 추가하여 보낸다. 그리고 응답 패킷을 받지 않는다.

3-6. X 관리부

X 관리부의 기본 기능은 노드 제어이다. X PHY와 X LINK 제어 기능을 한다.

3-7. 적응부(Adaptation)

상대 에이전트 노드로 전송하기 위해 패킷 분석과 패킷 변환이 일어난다.

- 첫째, 필터 기능: 비동기 패킷 포맷인 경우 에이전트 노드간의 전송이 필요한 패킷과 아닌 것을 구분한다. 이때 노드 ID로 확인한다. 스트림 패킷인 경우에는 무조건 전달한다.

- 둘째, 제어 포맷 추가 기능: 에이전트 노드간의 제어 정보를 매 패킷마다 추가하여 보내기도 하고, 제어 패킷만 따로 보낸다.

4. 송달 보장(delivery guarantee)

에이전트 노드간에는 송달 보장이 이루어져야 한다. 에이전트 노드 아키텍처가 전체적인 네트워크 성능을 떨어지지 않게 하기 위하여, 에이전트 노드를 넘어 원격지 노드에게 전송되는 비동기 패킷에 대해서 에이전트 노드가 미리 응답 패킷을 주고 버스를 해제시킨다. 따라서 이러한 방식은 종래와 같이, 원거리 전송 지연을 보상하기 위하여 전체적인 네트워크 성능을 떨어뜨리는 기법을 쓰지 않게 된다.

상기의 기능을 이용하기 위해서는 에이전트 노드들끼리 최소한의 송달 보장이 필요하다. 그러므로 에이전트 노드간에도 CRC(Cyclic Redundancy Check)와 응답 패킷 리턴(acknowledge packet return) 기법을 사용하여 최대한 송달 보장을 한다. 타임 보장을 위하여 스트림 패킷들에 대해서는 송달 보장을 할 수 없으며, 1394 버스 상에서 전송 속도보다 적절히 빠르게 전송한다.

상기 X LINK의 설명에서 기술한 바와 같이, 패킷 전송은 하기 서브액션과 같이 이루어지며, 이때 제어 패킷과, 비동기 포맷의 패킷에 대해서는 송달이 보장된다.

서브 액션: 1) 제어 패킷: 미리 정해진 패킷 포맷으로 상대 에이전트 노드에게 전송하고 응답 패킷을 받는다. 2) 비동기 패킷: 1394 노드로부터 받은 비동기 패킷에 에이전트 노드간의 보장된 송달을 위해 제어 정보를 추가하여 보낸다. 그리고 응답 패킷을 받는다. 3) 등시성 패킷: 1394 노드로부터 등시성 패킷에 에이전트 노드간의 보장된 송달을 위해 제어 정보를 추가하여 보낸다. 그리고 응답 패킷을 받지 않는다.

상기 X PHY의 설명에서 기술한 바와 같이 적절한 에이전트 노드간의 전송 속도가 보장되어야 한다. 즉, 송수신 속도는 1394 버스에서 사용되는 고속도로 전송되는 데이터를 송달 및 타임 보장을 할 수 있도록 충분한 전송 속도를 보장하여야 한다.

한편, 송달 보장을 위해 응답 패킷을 받았을 때에, 이미 전송한 패킷에 에러가 있었음이 확인되면 재시도, 재전송하는 기법을 채용한다. 재시도의 회수는 에이전트 노드간의 전송 속도에 따른 여유 시간의 크기에 따라 적절히 결정된다.

5 1394 버스 초기화(initialization)

버스 리셋(bus reset)이 발생한 경우 에이전트 노드들을 사이에 두고 양 1394 버스가 초기화에 들어간다. 에이전트 노드 아키텍처에 의해서 양 1394 버스는 하나의 버스로 인식되고 처리되어야 한다. 이를 위해서는 초기화시에 같은 버스로 인식하도록 가상 네트워크를 구성한다. 이때 가상 네트워크를 구성하는 기법은 기존 IEEE 표준 1394-1995에서 정의한 초기화 과정을 일부 변경하여 마치 반대편 1394 버스의 노들이 모두 자신에게 바로 연결되어 있는 것 처럼 보이게 한다.

가상 네트워크의 구성을 위해서 양 에이전트 노드는 각각 1394 노드들의 정보를 취합하여 상대 에이전트 노드에게 전송하여 주어야 한다. 그런데 1394 노드들의 정보를 에이전트 노드가 알려면 최소한 초기화 과정이 수행되어야 하므로, 양단에서 한번이상의 초기화 과정이 일어나게 된다.

초기화 과정은 도 3에 도시된 바와 같다. 도 3은 도 1에 도시된 IEEE 1394 네트워크 시스템에서 에이전트 노드 초기화 과정의 흐름 예시도이다. 초기화는 4과정으로 구성된다. AN-M(21) 측과 AN-S(22) 측에서의 각 단계의 구분은 조금 다를 수 있으나, 각각 4과정으로 이루어지는 전체적인 동작은 동일하다.

도 3을 참조하면, 파워 온이 되면(30단계), 제1과정이 이루어진다(31단계). 제1과정은 먼저 AN-S(22) 측에서 초기화가 일어나고 원격지 노드의 자기 ID 패킷 정보를 AN_M(21) 측에 전달한다. 이후 제2과정이 이루어지며(32단계), AN-M(21) 측에서 AN-S(22)로부터 받은 원격지 정보를 이용하여 초기화가 일어나게 된다. 이때 AN-M(21)은 AN-M(21) 측의 1394 노들들의 자기 ID패킷 정보 모아서 AN_S(22) 측에 전송한다. 이후 제3과정이 일어나며(33단계), AN-S(22) 측에서 AN_M(21)으로부터 받은 자기 ID 패킷 정보를 이용하여 가상 네트워크를 구성한다. 이후 제4과정에서는(34)단계 AN-S(22)측의 초기화 완료 후 AN_M(21) 측으로 초기화 완료를 알린다. 이후 AN-M(21) 측과 AN_S(22) 측은 정상 동작을 할 수 있는 상태로 들어간다.(36단계).

상기와 같이 초기화가 이루어지며, 이때 초기화가 길어지는 단점을 보완하기 위하여 최초의 초기화는 상기 도 3에 도시된 바와 같은 전과정을 거치게 되지만, 그 후로는 일부 과정을 생략할 수도 있다. 예를 들어, AN-M(21) 측에서 재초기화 요청시 상기 제1과정이 생략될 수 있다. 또한 AN_S(22)측에서의 재초기화 요청시 네트워크 상황이 변하지 않았다면, 즉 AN_S(22) 측의 원격지 노드가 그대로 연결되어 정상 동작중이라면, 상기 제3과정 이후만 일어난다.

6. 가상 네트워크(virtual network)

가상 네트워크를 구성하는 기법은 기존 IEEE 표준 1394-1995에서 정의한 초기화 과정을 일부 변경하여 마치 반대편 1394 버스의 노드들이 모두 자신에게 바로 연결되어 있는 것 처럼 보이게 하는 것이다. 물리적으로 연결된 모습이 상기 도 1에 도시된 바와 같을 경우에, 가상 네트워크를 사용하여 각 1394 노드들이 서로를 볼때는 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 버스에 바로 연결되어 있는 것으로 보여지게 한다.

도 4는 도 1에 도시된 IEEE 1394 네트워크 시스템의 가상 네트워크 구성도이다. 도 1에서 AN-M(21)측은 AN_S(22)측의 원격지 노드와 동일한 노드 ID를 가지고 원격지 노드를 위한 에이전트 노드 역할을 수행하고, AN-S는 반대로 AN_M(21) 측의 모든 1394 노드의 에이전트 노드로써 초기화 과정에서 원격지 노드가 마치 AN-M(21) 측의 모든 1394 노드들이 바로 연결되어 있는 것으로 보이게 초기화 과정을 일부 조작하게 된다.

AN-M(21)은 상기 도 3에 도시된 바와 같은 초기화 제2과정에서 미리 받아놓은 AN-S(22) 측의 원격지 노드의 자기 ID 패킷을 이용하여 마치 자신이 원격지 노드인 것처럼 초기화가 이루어진다. 도 4를 참조하면, 상기 AN-M(21)은 노드(24)로 간주된다.

AN-S(22) 측이 상기 도 3에 도시된 같은 초기화 제3과정에서 가상 네트워크를 구성하는 과정은 하기와 같다. IEEE 표준 1394-1995에서 정의된 PHY 구성 과정과 같이 3단계로 이루어진다. 버스 초기화, 트리 확인(tree identify) 및 자기 확인(self identify)이 그것이다. AN-S(22) 측은 AN-S(22)와 원격지 노드 간에 상기 초기화 제3과정 중 AN-M(21) 측에서 받은 자기 ID 패킷 정보를 이용하여 AN-M(21) 측의 1394 노드들의 역할을 대신하여 초기화하게 된다. 이 과정을 통해 AN-S(22) 측의 원격지 노드는 AN-M(21) 측의 모든 1394 노드들이 자신에 바로 연결되어 하나의 버스를 구성하는 것으로 인식하게 된다.

6-1. 버스 초기화

원격지 노드는 단일 연결 포트(single connected port)를 가지므로 리프(leaf)으로 정의 된다. 그런데, AN-S(22)는 자신이 리프인지 브랜치(branch)인지 고려하지 않는다. 에이전트 노드 구조상 AN-S(22)는 항상 루트가 되어야하므로 리프/브랜치를 상관하지 않고 항상 원격지 노드로부터 모체 통보(parent-notify)가 오기를 기다린다.

6-2. 트리 확인(tree identify)

트리 확인 과정은 IEEE 표준 1394-1995에 정의된 방식과 유사하지만, 다른 점은 AN-S(22)가 반드시 루트가 되기 위해서 먼저 모체 통보를 보내지 않고, 원격지 노드가 모체 통보를 보낼 때까지 기다린다. 그 과정은 다음과 같다.

a) AN-S(22)는 원격지 노드로 모체 통보를 보낼 수 없다. AN-S(22)는 충분한 타임아웃 구간 동안 모체 통보를 받을 때까지 기다리고, 만약 AN-S(22)가 모체 통보를 수신받지 못하면, 버스 리셋(bus reset)을 요구한다.

b) AN-S(22)가 모체 통보를 받게되면, 원격지 노드로 자식 통보(child-notify)를 보낸다.

c) 원격지 노드가 모체 포트를 통해 상기 자식 통보를 받게 되면, AN-S(22)로의 모체 통보를 그만 둔다.

d) AN-S(22), 루트가 모체 통보 수신을 멈추게 되면, 트리 ID 처리 과정이 종료된다.

6-3. 자기 확인(self identity)

물리적 토폴로지가 도 1에 도시된 바와 같이 구성될때, 자기 확인 과정은 3 단계로 이루어진다. 자기 확인 과정은 물리적 토폴로지에 따라 약간 변경될 수 잇다. 만약 원격지 노드 ID 보다 하위 ID의 노드가 없는 경우에는 1단계는 생략될 수 있다.

1단계는 원격지 노드 ID 보다 하위 ID의 노드를 위한 가상 초기를 수행한다.

2단계는 원격지 노드를 위한 자기 확인을 수행한다.

3단계는 원격지 노드 ID 보다 상위(higher) ID의 노드를 위한 가상 초기화를 수행한다. 원격지 노드는 상기 1단계에서 3단계를 통해 자신을 제외한 다른 노드들을 인식한다.

상기 1단계와 3단계는 하기(a∼d)와 같은 동작을 수행한다.

a) 트리 확인이 종료되고 자기 확인 과정에서 AN-S(22) 측에서 자기 ID 패킷을 전송하기 전에 데이터 프리픽스(data-prefix)를 보낸다.

b) 데이터 프리픽스에 이어서 자기 ID 패킷을 보낸다.

c) 자기 ID 패킷 전송이 종료되면 데이터 종료(data-end) 신호를 보낸다.

d) 데이터 종료 후에는 아이들(idle) 상태가 된다.

상기 2단계는 하기(a∼g)와 같은 동작을 수행한다.

a) AN-S(22)는 루트로서 원격지 노드가 자기 ID 패킷을 보내는 과정이 시작되도록 승인(grant) 신호를 보낸다.

b) 도 1에 도시된 바와 같이, 원격지 모드는 상기 승인 신호를 인지한 후 데이터 프리픽스를 보낸다.

c) 데이터 프리픽스에 이어서 자기 ID 패킷을 보낸다.

d) 자기 ID 패킷 전송이 종료되면, 데이터 종료 신호를 보낸다.

e) 원격지 노드는 자기 ID 패킷 전송이 완료되었으므로 확인 종료 신호를 보낸다.

f) 상기 확인 종료 신호를 인지한 AN-S(22)는 데이터 프리픽스를 리턴한다.

g) 원격지 노드가 AN-S(22)의 데이터 프리픽스를 인지한 후 버스는 아이들 상태가 된다.

7. 에이전트 노드 하드웨어(agent node H/W example)

도 5는 도 1에 도시된 IEEE 1394 네트워크 시스템 중 에이전트 노드의 하드웨어 구성 예시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 에이전트 노드가 구성될 수 있으며, 이는 도 1에 도시된 바와 같은 물리적 토폴로지를 구성할 수 있다. 도 5를 참조하면, 광 인터페이스(optical I/F) 부분은 에이전트 노드 서로간의 접속을 위해서 사용되고, 1394 1/F는 각각의 에이전트 노드가 1394 노드들과의 접속에 사용된다.

원거리 접속을 위한 X 인터페이스는 POF(Plastic Optical Fiber)가 사용되었다. 1394' PHY 칩(69)은 기본 1394 PHY 기능에 에이전트 노드를 위한 루트 제어와 가상 네트워크 기능을 위한 추가 기능이 구비된다. 1394' LINK 칩(50)은 1394 링크 기능을 대부분 수행한다. X PHY에 해당하는 트랜스포머(transformer)(68)와 트랜시버(transceiver)(66)가 구비되며, X LINK에 해당하는 링크 제어(64)가 구비된다. 트랜스포머(68)와 트랜시버(66)는 상용 칩을 그대로 사용할 수 있으나 링크 제어(64)는 HDL 디자인이 필요하다.

도 2에 도시된 바와 같은 적응부 기능과, 1394, X 관리부 기능은 마이컴(60)이나, PLD 또는 ASIC으로 구현될 수 있다. 처리 속도와 구현 복잡도를 고려하여 마이컴이나 PLD 또는 ASIC이 같이 구현될 수도 있다. 양 링크간에는 버퍼(62)를 통해 정보를 주고 받게 된다.

도 5에서 13941 PHY 칩(69)은 IEEE 표준 1394-1995에서 정의한 PHY 기능과 비교하여 루트 결정 방법이 다르고 가상 네트워크 구성을 위한 기능이 추가된다. AN-S는 반드시 루트가 되게 하고, AN-M은 반드시 되지 않게 하기 위하여, 루트 접속시에 사용되는 카운터를 조절한다. AN-M은 카운터 값을 짧게, AN-S는 카운터 값을 충분히 길게 가진다.

1394' LINK 칩(50)은 IEEE 표준 1394-1995에서 정의한 링크 기능을 대부분 수행한다. 단지 사이클 타이머 레지스터(cycle timer register) 값은 AN-M(21) 사이드 값을 이용하여 AN-S(22)의 값을 맞추어 준다. 서브 블록 들은 표준에서 정의한 링크 PHY 인터페이스를 맞추어주는 PHY(57)와, 패킷 Tx, Rx를 담당하는 트랜스미터(transmitter)(54)와, 리시버(56)가 있다. 리시버(56)에서 헤더 분석(header analyzer)은 경우에 따라서 1394 패킷 헤더의 일부 정보를 해석하여 호스트에 알려 줄 수도 있다. 에러 체크를 위한 CRC(55)와, 전체적으로 링크 블록을 제어하는 링크 제어(53)와, 호스트와의 인터페이스를 위한 호스트 I/F(51)와, 버퍼(62)와의 인터페이스를 위한 버퍼 IF(52)가 구비된다. 일반 사용 1394 LINK 칩들과는 달리 비동기, 등시성 패킷을 위한 통로를 같게 가져갈 수 있다.

버퍼(62)는 1394 파트와 에이전트 노드사이에서 발생하는 데이터를 저장하고 중간 처리하는 공간을 제공한다. FIFO 또는 듀얼 포트 램(dual port RAM) 등이 적당하다. 버퍼(62)의 관리는 비동기, 등시성 패킷에 따라 다르게 처리할 수 있다.

호스트(60)는 도 5에 도시된 바와 같이 마이컴 또는 PLD, ASIC 등으로 구성될 수 있다. 호스트(60)의 역할은 도 2에 도시된 바와 같은 에이전트 노드 모델에서 적응부와 1394, X 관리부의 역할을 담당한다. 1394에 대해서는 트랜잭션 계층(transaction layer) 기능과 IRM과 BM 기능이 빠진 시리얼 버스 관리 기능을 수행하며, 에이전트 노드간의 X 인터페이스 부분에 대해서는 X PHY, 링크 제어 역할을 한다. 그리고 적응 기능으로써 적절한 버퍼링과 사이클 관리, 송달 보장을 수행한다. 그리고 X 헤더를 통해서 에이전트 노드간의 제어 역할도 담당한다.

에이전트 노드간의 X 인터페이스는 전송 매체에 따라서 달라질 수 있으나 도 5의 일 실시예에서는 POF를 이용한 광 인터페이스를 나타내었다. 물리적 계층에 해당되는 트랜스포머(68)와, 트랜시버(66)가 있고, 패킷 Tx, Rx 처리, 에러 체크, X 헤더 처리 등을 담당하는 광 링크 제어(64)가 구비된다.

상기와 같은 구성에 의해 본 발명의 특징에 따른 IEEE 1394 네트워크 시스템이 이루어질 수 있다.

한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구의 범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 IEEE 1395 시리얼 버스에 의해 다수의 근거리 접속된 노드들과 연결된 제1 에이전트 노드와,IEEE 1394 시리얼 버스에 의해 하나의 원격지 노드와 접속되는 제2 에이전트노드와, 제1, 제2 에이전트 노드간을 연결하는 연결 매체를 구비하며, 상기 제1 에이전트 노드가 상기 접속된 다수의 노드들에 대해 상기 원격지 노드의 대리 노드 역할을 수행토록 하며 상기 제2 에이전트 노드가 상기 접속된 원격지 노드에 대해 상기 다수의 노드의 대리 노드 역할을 수행토록 하며, 에이전트 노드간에 데이터를 전달하므로, 전체적인 네트워크 성능 저하 없이 4.5m 이내라는 전송거리 제한의 단점을 보완하여 원거리 접속이 가능한 IEEE 1394 네트워크 시스템을 제공할 수 있다.

Claims

IEEE 1395 시리얼 버스에 의해 다수의 근거리 접속된 노드들과 연결된 제1 에이전트 노드와, IEEE 1394 시리얼 버스에 의해 하나의 원격지 노드와 접속되는 제2 에이전트노드와, 제1, 제2 에이전트 노드간을 연결하는 연결 매체를 구비하는 IEEE 1394 네트워크 시스템의 구성 방법에 있어서,

상기 제1 에이전트 노드에 상기 제2 에이전트 노드와 접속된 원격지 노드와 동일한 아이디를 미리 설정하여, 상기 접속된 다수의 노드들에 대해 상기 원격지 노드의 대리 노드 역할을 수행토록 하는 과정과,

상기 제2 에이전트 노드에 상기 제1 에이전트 노드와 접속된 다수의 노드들 모두의 아이디를 미리 설정하여 상기 접속된 원격지 노드에 대해 상기 다수의 노드의 대리 노드 역할을 수행토록 하는 과정과,

상기 제1, 제2 에이전트 노드간에 미리 설정된 프로토콜에 따라 각각 접속된 상기 다수의 노드와 원격지간의 데이터를 전달하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 IEEE 1394 네트워크 시스템의 구성 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1, 제2 에이전트 노드는 네트워크 성능을 떨어지지 않게 하기 위하여, 상기 에이전트 노드들을 통해 상기 다수의 근거리 접속된 노드와 상기 원격지 노드간에 전송되는 비동기 패킷에 대해서는 상기 각 에이전트 노드가 미리 응답 패킷을 발생하고 버스를 해제시킴을 특징으로 하는 IEEE 1394 네트워크 시스템의 구성 방법.
제2항에 있어서, 상기 에이전트 노드들을 통해 상기 다수의 근거리 접속된 노드와 상기 원격지 노드간에 전송되는 비동기 패킷에 대해서는 상기 각 에이전트 노드가 미리 응답 패킷을 발생하고 버스를 해제시키는 경우에 송달 보장을 위하여 에러 체크 및 응답 패킷 리턴 기법을 사용함을 특징으로 하는 IEEE 1394 네트워크 시스템의 구성 방법.
제3항에 있어서, 상기 송달 보장 중 타임 보장을 위하여 스트림 패킷들에 대해서는 송달 보장하지 않으며, 상기 1394 버스 상에서의 전송 속도보다 적절히 빠르게 전송함을 특징으로 하는 IEEE 1394 네트워크 시스템의 구성 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1, 제2에이전트 노드의 프로토콜 스택은 각 전송 정보를 에이전트 노드간의 원거리 전송을 위한 패킷 포맷으로 변환하는 적응부와,

데이터 패킷 송달 기능과, 비동기 스트림 및 등시성 스트림 기능, 에러 체크, 패킷 분석 및 사이클 마스터 기능과, 상기 적응부와의 인터페이스 기능과, 에이전트 노드간의 전달되는 데이터를 버퍼링하는 버퍼 제어 기능을 수행하는 1394' 링크와,

IEEE 표준 1394∼1995에서 정의하는 물리적 계층 기능과, 초기화때 강제로 루트가 되거나 되지 않도록 하는 기능과, 자기 아이디 패킷 전송과 관련하여 가상 네트워크를 구성하는 기능을 가지는 1394' 물리적 계층 프로토콜과,

데이터 패킷 송달 기능과, 에러 체크, 패킷 분석, 버퍼 제어기능과, 상기 적응부와 인터페이스 기능을 수행하는 X 링크와,

원거리 접속을 위해서 사용되는 상기 연결 매체를 통한 데이터 송수신, 전기적 및 기계적 인터페이스, 부호화/복호화 및 1394 버스에서 사용 가능한 최고속도로 전송되는 데이터를 송달 보장하기 위한 충분한 전송 속도를 보장하는 X 물리적 계층 프로토콜과,

상기 1394' 물리적 계층 프로토콜과, 상기 1394' 링크를 제어하고 관리하는 1394' 관리부와,

상기 X 물리적 계층 프로토콜과, 상기 X 링크를 제어하고 관리하는 X 관리부로 구성함을 특징으로 하는 IEEE 1394 네트워크 시스템의 구성 방법.
제5항에 있어서, 상기 1394' 물리적 계층 프로토콜의 초기화때 강제로 루트가 되거나 되지 않도록 하는 기능은 상기 제1 에이전트 노드는 모체 통보 출력을 위한 랜덤 타이머 대신에 상대적으로 짧은 타이머를 사용하여 초기화때 루트가 되지 않도록 하며, 상기 제2 에이전트 노드는 상대적으로 긴 타이머를 사용하여 초기화때 루트가 되도록 하는 기능임을 특징으로 하는 IEEE 1394 네트워크 시스템의 구성 방법.
제5항에 있어서, 상기 X 링크는 제어 패킷을 미리 정해진 패킷 포맷으로 상대 에이전트 노드에게 전송하고 응답 패킷을 받으며, 1394 노드로부터 받은 비동기 패킷에 에이전트 노드간의 보장된 송달을 위해 제어 정보를 추가하여 전송하고 응답 패킷을 받으며, 1394 노드로부터의 등시성 패킷에 에이전트 노드간의 보장된 송달을 위해 제어 정보를 추가하여 보내고 응답 패킷을 받지 않음을 특징으로 하는 IEEE 1394 네트워크 시스템의 구성 방법.
제5항에 있어서, 상기 적응부는 상대 에이전트 노드로 전송하기 위해 패킷 분석 및 패킷 변환을 수행하며, 비동기 패킷 포맷인 경우 에이전트 노드간의 전송이 필요한 패킷과 아닌 것을 구분하여 전송하며, 스트림 패킷인 경우에는 상대 에이전트 노드로 전달하며, 에이전트 노드간의 제어 정보를 매 패킷마다 추가하여 보내거나 별도의 제어 패킷을 보냄을 특징으로 하는 IEEE 1394 네트워크 시스템의 구성 방법.
제5항에 있어서, 상기 초기화 과정은 상기 제2 에이전트 노드 측에서 초기화가 일어나고 원격지 노드의 자기 아이디 패킷 정보를 상기 제1 에이전트 노드측에 전달하는 제1단계와,

상기 제1 에이전트 노드 측에서 상기 제1 에이전트 노드로부터 받은 원격지 정보를 이용하여 초기화가 일어나며, 상기 제1 에이전트 노드는 상기 다수의 근거리 접속된 노드들 자기 아이디 패킷 정보 모아서 상기 제2 에이전트 노드 측에 전송하는 제2단계와,

상기 제2 에이전트 노드 측에서 상기 제1 에이전트 노드로부터 받은 자기 아이디 패킷 정보를 이용하여 가상 네트워크를 구성하는 제3단계와,

상기 제2 에이전트 노드 측의 초기화 완료 후 상기 제1 에이전트 노드 측으로 초기화 완료를 알리는 제4단계로 이루어짐을 특징으로 하는 IEEE 1394 네트워크 시스템의 구성 방법.
제9항에 있어서, 상기 초기화 단계는 상기 제1 에이전트 노드 측에서 재초기화 요청시 상기 제1단계를 생략하며, 상기 제2 에이전트 노드 측에서의 재초기화 요청시 상기 원격지 노드가 그대로 연결되어 정상 동작중인 경우에는 상기 제3단계만 수행함을 특징으로 하는 IEEE 1394 네트워크 시스템의 구성 방법.
제9항에 있어서, 상기 가상 네트워크의 구성은 상기 제1 에이전트 노드가 상기 제2단계에서 미리 받아놓은 상기 제2 에이전트 노드 측의 원격지 노드의 자기 아이디 패킷을 이용하여 초기화를 수행하여 마치 자신이 상기 원격지 노드인 것으로 간주하며, 상기 제2 에이전트 노드 측은 상기 제3단계에서 상기 제1 에이전트 노드 측에서 받은 자기 아이디 패킷 정보를 이용하여 상기 제1 에이전트 노드 측의 다수의 노드 역할을 대신하여 초기화하여 마치 자신이 상기 다수의 노드인 것으로 간주하는 것임을 특징으로 하는 IEEE 1394 네트워크 시스템의 구성 방법.
IEEE 1394 네트워크 시스템에 있어서,

IEEE 1395 시리얼 버스에 의해 다수의 근거리 접속된 노드들과 연결된 제1 에이전트 노드와,

상기 IEEE 1394 시리얼 버스에 의해 하나의 원격지 노드와 접속되는 제2 에이전트노드와,

상기 제1, 제2 에이전트 노드간을 연결하는 연결 매체로서 광섬유를 구비하며, 상기 제1 에이전트 노드는 상기 제2 에이전트 노드와 접속된 원격지 노드와 동일한 아이디를 가지고 상기 접속된 다수의 노드들에 대해 상기 원격지 노드의 대리 노드 역할을 수행하며, 상기 제2 에이전트 노드는 상기 제1 에이전트 노드와 접속된 다수의 노드들 모두의 아이디를 가지며 상기 접속된 원격지 노드에 대해 상기 다수의 노드의 대리 노드 역할을 수행하며, 상기 제1, 제2 에이전트 노드는 미리 설정된 프로토콜에 따라 각각 접속된 상기 다수의 노드와 원격지간의 데이터를 전달함을 특징으로 하는 IEEE 1394 네트워크 시스템.
제12항에 있어서, 상기 광섬유는 플라스틱 광섬유임을 특징으로 하는 IEEE 1394 네트워크 시스템.
제12항에 있어서, 상기 제1, 제2 에이전트 노드는 에이전트 노드 서로간의 접속을 위한 광 인터페이스와,

각각의 에이전트 노드가 1394 노드들과의 접속에 사용되는 1394 인터페이스와,

기본 1394 PHY 기능에 에이전트 노드를 위한 루트 제어와 가상 네트워크 기능을 위한 기능을 수행하는 1394 물리적 계층 프로토콜 칩과,

1394' LINK 칩(50)은 1394 링크 기능을 수행하는 1394 링크 칩과,

X 물리적 계층 프로토콜 기능을 수행하는 트랜스포머 및 트랜시버와,

X 링크 기능을 제어하는 X 링크 제어와,

적응 기능과 1394 및 X 관리 기능을 위한 호스트와,

양 링크 간의 전달 데이터를 버퍼링하는 버퍼를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 IEEE 1394 네트워크 시스템.