KR20010024740A - 디지털 데이터의 직렬 전송을 위한 통신 인터페이스 및 그전송 방식 - Google Patents

디지털 데이터의 직렬 전송을 위한 통신 인터페이스 및 그전송 방식 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 데이터의 직렬 전송을 위한 통신 인터페이스 및 그 전송 방식에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 각각 "하이" 또는 "로" 레벨로 표시될 수 있는 적어도 세 개의 신호 라인(Tx0, Tx1, Tx2)이 제공되며, 전송될 데이터 비트는 적어도 세 개의 신호 라인(Tx0, Tx1, Tx2) 중 두 개의 레벨 교체에 의해, 그리고 제 1 레벨 트리플릿에서 제 2 레벨 트리플릿으로의 전송에 의해 부호화될 수 있다.

Description

디지털 데이터의 직렬 전송을 위한 통신 인터페이스 및 그 전송 방식 {COMMUNICATIONS INTERFACE FOR SERIALLY TRANSMITTING DIGITAL DATA, AND CORRESPONDING DATA TRANSMISSION METHOD}
상기 직렬 데이터 전송에 있어서, 종종 속도, 간섭 방지 및 전류 소비와 같은 파라미터에 대해 절충이 이루어져야만 한다. 별도의 데이터 라인, 클럭 라인 및 제어 라인을 갖는 동기 전송은 미리 정해진 클럭 주파수에서 가장 높은 데이터 실행율을 달성한다. 그러나, 이러한 동기 전송은 특히 간섭에 민감하기 때문에, 단지 다중 오류를 검출하기 위한 데이터 보호 메카니즘을 사용하는데 적합하다.
클럭 회복에 의한 동기 전송 또는 비동기 전송과 같은 다른 방법들은 동일한 클럭 주파수에 의해 매우 느리다. 이것의 원인은 동기화를 위한 추가 정보의 필수적인 전송 또는 필수적인 다중 스캐닝이다. 전송율의 증가는 비례적으로 증가하는 전류 소비에 의해서 제한적으로만 가능하다.
본 발명은 동기 전송의 속도 장점 및 클럭과 데이터간의 안전한 동기화를 갖는 간섭받지 않는 직렬 전송을 가능하게 하는, 디지털 데이터를 직렬 전송하기 위한 통신 인터페이스 또는 디지털 데이터를 비트 방식으로 전송하기 위한 직렬 데이터 전송 방식에 관한 것이다.
도 1은 상태 그래프에 의한 상태 시퀀스 코딩의 기본 원리이고, 및
도 2는 상태 시퀀스 코딩을 갖는 사용자 데이터의 전송을 나타낸다.
본 발명의 목적은, 동기 전송의 속도 장점 및 클럭과 데이터간의 안전한 동기화를 갖는 간섭받지 않는 직렬 전송을 가능하게 하는, 디지털 데이터를 직렬 전송하기 위한 통신 인터페이스 또는 디지털 데이터를 비트 방식으로 전송하기 위한 직렬 데이터 전송 방식을 제공하는데 있다.
간섭받지 않는 충분한 전송을 보장하기 위해, 스크리닝 또는 길이의 제한에 의해 개별 오류들을 검출하기에 충분한 전송 구간이 형성된다는 것이 이미 공지되어 있다. 이러한 경우, 데이터 전송의 시작 및 정지의 동기화가 제어 라인을 통한 시작 정지식 동기화에 의해 주어진다. 비트 동기화는 시작과 정지간의 클럭 횟수에 의해 모니터링된다. 데이터 자체는 패리티 비트에 의해 보호된다.
클럭 회복에 의한 동기 전송의 경우에는, 생성되는 비트 스트림이 충분한 수의 에지 교체(맨체스터 코딩, 비트 채움, 4B/5B 등등)를 포함하는 방식으로 유효 정보가 코딩되며, 상기 에지 교체에 의해 송신 클럭이 재획득될 수 있다(비트 동기화). 상기 시작 정지식 동기화는 특수한 비트 시퀀스에 의해 이루어지며, 상기 비트 시퀀스는 나머지 전보에서는 나타나지 않는다(BOF, EOF). 여기서, 코딩(팩터 1,25...2)에 따른 전송될 데이터 량이 크다는 것이 단점이다. 여기서, 부가의 시작 정지식 특성은 사용자 데이터 량에 있어서는 어떠한 의미도 없다.
비동기 전송에서는 시작 및 정지 비트에 의해 비트 동기화가 이루어진다. 동기화는 물론 제한된 수의 비트 타임에 의해 보장됨으로써, 이러한 시퀀스는 규칙적으로 반복되어야만 한다. 전보의 시작 정지식 동기화는 동기 전송에서와 같이 명시적인 시작 및 정지 특성을 갖는 클럭 회복에 의해 이루어진다. 여기서도 전송될 데이터 량이 크다는 단점이 있다. 또한 비동기 전송에 있어서는 다중 스캐닝 되어야만 하고, 이에 따라 데이터 량이 줄어들거나 전류 소비가 증가된다.
본 발명은 문제는, 전송될 부분 정보들, 데이터, 클럭 및 데이터 전송(시작/정지)의 시작 또는 정지가 송출기에서는 고정된 코딩 규정에 따라 특수한 상태 시퀀스로 변환됨으로써, 그리고 수신기에서는 이러한 상태 시퀀스로부터 위에 언급된 부분 정보들로 재 변환됨으로써 해결된다.
이를 위해, 각각 "하이" 또는 "로" 레벨이 나타날 수 있는 적어도 세 개의 신호 라인이 제공되고, 전송될 데이터가 적어도 세 개의 신호 라인(Tx0, Tx1, Tx2) 중 두 개의 레벨 교체에 의해, 그리고 제 1 레벨 n 튜플로부터 제 2 레벨 n 튜플로의 전이에 의해 부호화될 수 있는 것을 특징으로 하는 디지털 데이터의 직렬 전송을 위한 통신 인터페이스가 제공된다.
정확히 세 개의 신호 라인(Tx0, Tx1, Tx2)의 경우, 전송될 데이터는 제 1 레벨 트리플릿으로부터 제 2 레벨 트리플릿으로의 전이에 의해 부호화될 수 있다. 통신 인터페이스를 통해 예컨대 동기 정보들이 전송될 수 있기 때문에, "데이터" 라는 개념은 부가로 적어도 상기 방식의 정보들을 포함한다.
제 1 레벨 n 튜플 또는 제 1 레벨 트리플릿으로부터 제 2 레벨 n 튜플 또는 제 2 레벨 트리플릿으로의 허용 전이는 코딩 구성에서 정해지고, 이러한 형태로 통신 인터페이스를 통해 통신 접속될 수 있는 통신 가입자에게 저장된다. 따라서, 수신기의 코딩 구성은 특히 오류 검출 및 억압을 위해 사용된다.
따라서, 각각 "하이" 또는 "로" 레벨이 나타날 수 있는 적어도 세 개의 신호 라인을 갖는 디지털 데이터의 비트 방식에 의한 전송을 위한 직렬 데이터 전송 방식이 실행될 수 있으며, 전송될 데이터 비트는 적어도 세 개의 신호 라인(Tx0, Tx1, Tx2) 중 두 개의 레벨 교체에 의해, 및 제 1 레벨 트리플릿으로부터 제 2 레벨 트리플릿으로의 전이에 의해 부호화될 수 있다.
여기서, 전송될 데이터 비트가 적어도 세 개의 신호 라인 중 두개의 레벨 교체에 의해 부호화될 경우, 데이터 전송은 간섭을 받지 않는다.
적어도 두 개의 신호 라인의 레벨 교체가 반대 방향으로 이루어질 경우, 간섭 감도는 더욱 감소된다.
데이터 전송의 시작 및 정지가 적어도 세 개의 신호 라인의 개별 레벨을 전도시킴으로써 부호화될 경우, 시작 정지식 동기화는 단지 하나의 비트 타임에 의해 가능해짐으로써, 짧은 전보에서는 높은 데이터 실행율이 가능해진다.
첨부된 도면을 참고로 본 발명의 실시예를 살펴보면 하기와 같다.
도 1에 의해 설명된 정해진 코딩 규정에 따라, 전송될 부분 정보들이 특수한 상태 시퀀스에서 변환된다.
도 1에 도시된 상태 그래프는 이러한 노드 사이에서 정해진 전이에 의해 6개의 노드를 갖는다. 각각의 노드는 레벨 트리플릿 또는 상태 트리플릿을 나타낸다. 버스 전송시에는 단지 상태(001B, 010B, 100B)가 사용된다. 왜냐하면, 이러한 상태 트리플릿에서는 제 1 트리플릿에서 제 2 트리플릿으로의 전이시, 정확하게 두 개의 레벨이 반대 방향으로 변경되기 때문이다. 여기서, 레벨 트리플릿(001B)에서 레벨 트리플릿(010B)로의 변환은 로직(1)의 전송을 표시하며, 레벨 트리플릿(001B)에서 레벨 트리플릿(100B)로의 전이는 로직(0)의 전송을 표시한다.
버스 휴지(R) 동안에는 단지 상태(110B, 101B, 011B)가 사용된다. 왜냐하면, 다량의 제 1 상태 트리플릿으로부터 다량의 제 2 상태 트리플릿으로의 전이시 재차 정확하게 두 개의 레벨이 반대 방향으로 변경되기 때문이다.
데이터 전송(T)의 작동 방식으로부터 버스 휴지(R)의 작동 방식으로 이르기 위해, 또는 버스 휴지(R)의 작동 방식으로부터 데이터 전송(T)의 작동 방식으로 이르기 위해, 시작 정지식 전이가 필요하다. 이러한 시작 정지식 전이는 세 개의 모든 레벨을 전도시킴으로써 이루어진다. 데이터 전송의 마지막 단계에서 로직(1)이 교체에 의해 레벨 트리플릿(010B)으로부터 레벨 트리플릿(100B)으로 전송될 경우, 레벨 트리플릿(100B)으로부터 레벨 트리플릿(011B)으로의 정지 전송이 이어진다. 이에 따라, 버스 휴지(R)의 작동 방식으로의 전이가 이루어지며, 상기 작동 방식에서는 상기 레벨 트리플릿(110B)에 속하는 레벨이 세 개의 신호 라인에 인가된다. 상기 버스 휴지(R)의 이러한 상태로부터, 시작 전송에 의해 재차 데이터 통신(T)-레벨 트리플릿(001B)-의 작동 방식에 이르게 되며, 로직(1)은 레벨 트리플릿(010B)으로의 전이에 의해, 또는 로직(0)은 레벨 트리플릿(100B)으로의 전이에 의해 표시된다.
세 개의 신호 라인의 실제 상태는 각각 상태 그래프의 하나의 노드에 의해 표시된다. 특정한 시점에서 상태 그래프의 노드 중 단지 하나만이 유효하다. 상기 상태 그래프의 노드는 유사한 지점들을 하나의 로드로 기술하며, 노드 사이에서 규정된 전이가 가능한 로드를 정한다. 상태 그래프에서 규정되지 않은 전이는 불가능하다. 따라서, 도 1에서 예컨대 레벨 트리플릿(001B)에서 레벨 트리플릿(011B)으로의 직접적인 전이는 불가능하다. 도 1에 따른 상태 그래프에 의해 정해진 코딩 규정은 상태 시퀀스 코딩으로서 표시된다. 부가로, 다중 오류의 검출 또는 오류 정정을 위한 데이터 보호 메카니즘이 적용될 수 있다.
도 2는 상태 시퀀스 코딩의 기본 원리에 따른 데이터 통신에 대한 실시예를 보여준다. 송출기(S)(상부의 1/3 지점에 있는 제 1 세로좌표) 및 수신기(E)(하부의 1/3 지점에 있는 제 1 세로좌표)에는 데이터(D, D')가 비트 직렬로 존재한다. 상기 데이터(D, D')는 종래 방식에서는 "하이" 및 "로" 레벨의 교체에 의해 표시되며, 잇달은 동일한 방식의 다수의 레벨에서 클럭 신호(C)(각각 상부의 1/3 지점 및 하부의 1/3 지점에 있는 제 2 세로좌표)에 의해 구별될 수 있다. 이러한 데이터 통신은 시작 정지식 라인에 하이 레벨이 표시되고, 및 이러한 라인의 레벨이 재차 로 레벨로 교체될 때 시작된다(상부 및 하부의 1/3 지점에 있는 제 3 세로좌표).
제 2 세로좌표에서, 신호 시퀀스는 전송 구간(L), 다시 말해 전송 데이터(D)(상부 1/3 지점의 제 1 세로좌표)의 상태 시퀀스 코딩에 따라 나타난 세 개의 신호 라인(L)에 부가된다. 상기 전송 데이터(D)는 수신기(E)에서 상태 시퀀스 코딩의 코딩 규정에 따라 재차 비트 직렬 데이터(D')로 변환된다(하부 1/3 지점의 제 1 세로좌표).

Claims (9)

  1. 디지털 데이터의 직렬 전송을 위한 통신 인터페이스에 있어서,
    각각 "하이" 또는 "로" 레벨이 나타날 수 있는 적어도 세 개의 신호 라인(Tx0, Tx1, Tx2)이 제공되며, 전송될 데이터가 적어도 세 개의 신호 라인(Tx0, Tx1, Tx2) 중 적어도 두 개의 레벨 교체에 의해, 그리고 제 1 레벨 n 튜플에서 제 2 레벨 n 튜플로의 전이에 의해 부호화될 수 있는 것을 특징으로 하는 통신 인터페이스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 레벨 n 튜플 또는 상기 제 2 레벨 n 튜플이 제 1 레벨 트리플릿 또는 제 2 레벨 트리플릿인 것을 특징으로 하는 통신 인터페이스.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    적어도 두 개의 신호 라인의 레벨 교체가 반대 방향으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 인터페이스.
  4. 제 1항, 2항 또는 3항에 있어서,
    상기 데이터 전송의 스타트 및 정지가 세 개의 신호 라인(Tx0, Tx1, Tx2)의 개별 레벨을 전도시킴으로써 부호화될 수 있는 것을 특징으로 하는 통신 인터페이스.
  5. 디지털 데이터를 비트 단위로 전송하기 위한 직렬 전송 방식에 있어서,
    각각 "하이" 또는 "로" 레벨이 나타날 수 있는 적어도 세 개의 신호 라인(Tx0, Tx1, Tx2)이 제공되며, 전송될 데이터가 상기 적어도 세 개의 신호 라인(Tx0, Tx1, Tx2) 중 두 개의 레벨 교체에 의해, 그리고 제 1 레벨 n 튜플에서 제 2 레벨 n 튜플로의 전이에 의해 부호화될 수 있는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방식.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1 레벨 n 튜플 또는 제 2 레벨 n 튜플이 제 1 트리플릿 또는 제 2 트리플릿인 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방식.
  7. 제 4항 또는 5항에 있어서,
    상기 데이터 전송의 시작 및 정지가 세 개의 신호 라인(Tx0, Tx1, Tx2)의 개별 레벨을 전도시킴으로써 부호화되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방식.
  8. 다른 자동화 장치와 통신으로 접속 가능한 기술 프로세스의 제어 및/또는 모니터링을 위한 자동화 장치에 있어서,
    상기 자동화 장치가 제 1항, 2항, 3항 또는 5항에 따른 통신 인터페이스를 갖는 것을 특징으로 하는 자동화 장치.
  9. 다른 자동화 장치와 통신으로 접속 가능한 기술 프로세스의 제어 및/또는 모니터링을 위한 자동화 장치에 있어서,
    통신 접속된 자동화 장치간의 데이터 교환이 제 5항, 6항, 7항 또는 8항 중 한 항에 따른 데이터 전송 방식에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동화 장치.
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