KR20010103969A - 비동기 전송 모드 통신에서 범용 직렬 버스 인터페이스를이용한 데이터 송수신 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비동기 전송 모드 통신에서 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus; USB) 인터페이스를 이용한 데이터 송수신 방법에 관한 것으로, 호스트 컴퓨터, 상기 호스트 컴퓨터와 범용 직렬 버스에 의해 연결된 외장형 셀 분할/조립(Segmentation And Reassembly; SAR) 장치 및 비동기 전송 모드(Asynchronous Transfer Mode; ATM) 망간에서, 호스트 컴퓨터가 ATM망으로 데이터를 송신하는 경우에는 외장형 셀 분할/조립 장치에서 만들어진 스케줄 정보에 의해 데이터를 전달하고, 호스트 컴퓨터가 ATM 망으로부터 데이터를 수신하는 경우에는 호스트 컴퓨터가 외장형 SAR 장치에 버퍼를 할당하고, 할당된 버퍼의 크기만큼 데이터를 직접 수신하므로써, 별도의 메모리를 사용하지 않고 낮은 비용과 단순한 소자 구성으로 데이터 전송을 수행할 수 있는 비동기 전송 모드 통신에서 범용 직렬 버스 인터페이스를 이용한 데이터 송수신 방법이 제시된다.

Description

비동기 전송 모드 통신에서 범용 직렬 버스 인터페이스를 이용한 데이터 송수신 방법{Method of Data Transmission and Receipt Using an Universal Serial Bus Interface in a Asynchronous Transfer Mode Communication}
본 발명은 비동기 전송 모드(Asynchronous Transfer Mode; 이하, 'ATM'이라함)망에서의 데이터 전송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비동기 전송 모드 통신에서 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus; 이하, 'USB'라 함) 인터페이스를 이용한 데이터 송수신 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 사용자가 ATM망에 직접 접속하기 위해서는 셀 분할 및 조립(Segment And Reassemble; 이하, 'SAR'이라 함) 기능이 필요하다. 이러한 SAR 기능을 수행하는 방법으로는 소프트웨어적인 방법과 하드웨어적인 방법이 있다. SAR 기능을 소프트웨어적으로 수행하는 방법은 여러 가지 장점이 있으나, 호스트 컴퓨터의 계산 전력(Computing power)이 너무 많이 소비되는 단점이 있다.
이에 따라 SAR을 수행하는 하드웨어가 필요한데, 이 하드웨어는 내장형과 외장형으로 분류된다. 내장형 셀 분할/조립 장치는 주변장치 상호 연결(Peripheral Component Interconnection; 이하, 'PCI'라 함) 버스에 의해 호스트 컴퓨터와 연결되며, 외장형 셀 분할/조립장치는 USB를 사용하여 호스트 컴퓨터와 연결된다. PCI 버스를 통하여 호스트 컴퓨터와 연결되는 내장형 SAR 장치의 경우, 호스트 컴퓨터 및 내장형 SAR 장치 중 어느 하나가 ATM망에 관한 모든 사항을 처리한다. 호스트 컴퓨터가 ATM망에 관한 모든 사항을 처리하는 경우, SAR 장치는 단지 호스트 컴퓨터에 종속되어 호스트 컴퓨터와 네트워크의 통로 역할만을 수행한다. 즉, ATM망 관리를 위해서 호스트 컴퓨터에 ATM망 관리를 위한 소프트웨어를 설치하여 사용하는 것이다. 그러나, 이 경우 호스트 컴퓨터의 처리능력에 상당한 부담을 주게 되는 단점이 있다.
USB를 통하여 호스트 컴퓨터와 연결되는 외장형 SAR 장치의 경우를 도 1을참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 비동기 전송 모드 통신에서 범용 직렬 버스 인터페이스를 이용한 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이 경우에는 외장형 SAR 장치(12)가 ATM망(13)에 관한 모든 사항을 처리하며, USB는 일반적인 데이터를 전달하는 경로로만 사용된다. 여기에서, 일반적인 데이터란 ATM 셀과 대비되는 개념이며, ATM 셀이란 ATM망(13)에서 사용되는 데이터의 단위를 말한다. USB 인터페이스를 이용한 종래의 ATM 셀 송수신 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 호스트 컴퓨터(11)로부터 ATM망(13)으로 데이터를 송신하고자 하는 경우, 호스트 컴퓨터(11)는 ATM망(13)의 사정을 알 수 없으므로 ATM망(13)의 사정과는 무관하게 보내고자 하는 모든 데이터를 외장형 SAR 장치(12)로 전송한다. 외장형 SAR 장치(12)로 보내어진 데이터는 우선 외장형 SAR 장치(12)의 메모리(12-2, 12-3)에 저장된다. 그러면, 외장형 SAR 장치(12)는 ATM망(13)의 정보를 얻고, 외장형 SAR 장치(12)의 메모리(12-2, 12-3)에 저장된 데이터를 SAR 칩(12-1)에 의해 ATM 셀로 변환하여 ATM망(13)으로 전송되게 된다. 반면, 호스트 컴퓨터(11)가 ATM망(13)으로부터 데이터를 수신하고자 하는 경우, SAR 장치(12)는 받아야 할 데이터의 크기를 알고 있는 상태이므로, ATM망(13)을 통하여 수신하고자 하는 모든 ATM 셀을 받아 외장형 SAR 장치(12)의 SAR 칩(12-1)에 의해 일반적인 데이터로 변환하여 메모리(12-2, 12-3)에 저장하고, 메모리(12-2, 12-3)에 저장된 데이터는 USB를 통하여 호스트 컴퓨터(11)로 전달된다.
이와 같은 방법은 호스트 컴퓨터(11)가 ATM망(13)의 사정을 알 수 없기 때문에 전송되는 데이터의 양이 외장형 SAR 장치내의 메모리(12-2)에 저장하기에 너무 많은 경우가 발생한다. 따라서, 필연적으로 큰 외부 메모리(12-3)를 사용하여야 하며, 이에 따라 추가적인 비용이 발생하고 디바이스 구성의 복잡해지는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 호스트 컴퓨터와 외장형 SAR 장치를 USB에 의하여 연결할 때 외부 메모리를 별도로 사용하지 않음으로써, 비용 증가 및 소자의 복잡성을 감소시킬 수 있는 비동기 전송 모드 통신에서 범용 직렬 버스 인터페이스를 이용한 데이터 송수신 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
상술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 비동기 전송 모드 통신에서 범용 직렬 버스 인터페이스를 이용한 데이터 송신 방법은 호스트 컴퓨터, 상기 호스트 컴퓨터와 범용 직렬 버스에 의해 연결된 외장형 셀 분할/조립 장치 및 비동기 전송 모드망 간에서 상기 호스트 컴퓨터가 상기 비동기 전송 모드망으로 데이터를 송신하는 방법에 있어서, 상기 호스트 컴퓨터가 상기 외장형 셀 분할/조립 장치를 초기화한 후, 송신하고자 하는 데이터의 정보를 상기 외장형 셀 분할/조립 장치로 전송하는 단계; 상기 데이터 정보에 따라 상기 외장형 셀 분할/조립 장치에서 스케줄 정보를 생성하고 상기 생성된 스케쥴 정보를 호스트 컴퓨터로 전송하는 단계; 상기 호스트 컴퓨터가 상기 스케줄 정보에 의해 준비된 데이터를 상기 외장형 셀 분할/조립 장치로 전송하는 단계; 및 상기 스케쥴 정보에 의해 전송된 데이터에 대해 상기 외장형 셀 분할/조립 장치에서 셀 분할 과정을 수행하여 비동기 전송 모드 셀을 생성하고 상기 비동기 전송 모드망으로 송신하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 비동기 전송 모드 통신에서 범용 직렬 버스 인터페이스를 이용한 데이터 수신 방법은 호스트 컴퓨터, 상기 호스트 컴퓨터와 범용 직렬 버스에 의해 연결된 외장형 셀 분할/조립 장치 및 비동기 전송 모드망 간에서 상기 호스트 컴퓨터가 상기 비동기 전송 모드망으로부터 데이터를 수신하는 방법에 있어서, 상기 호스트 컴퓨터가 상기 외장형 셀 분할/조립 장치를 초기화한 후 상기 외장형 셀 분할/조립 장치에 버퍼를 할당하는 단계; 상기 외장형 셀 분할/조립 장치가 상기 비동기 전송 모드망으로부터 상기 할당된 버퍼 크기만큼의 비동기 전송 모드 셀을 수신하면, 상기 수신된 비동기 전송 모드 셀에 대해 셀 조립 과정을 수행하는 단계; 상기 할당된 버퍼에 수신할 데이터가 있음을 상기 호스트 컴퓨터로 통보하는 단계; 및 상기 호스트 컴퓨터가 상기 버퍼 내에 저장된 데이터를 상기 버퍼가 비워질 때까지 수신하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 비동기 전송 모드 통신에서 범용 직렬 버스 인터페이스를 이용한 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 비동기 전송 모드 통신에서 범용 직렬 버스 인터페이스를 이용한 데이터 송신 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 비동기 전송 모드 통신에서 범용 직렬 버스 인터페이스를 이용한 데이터 수신 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
11, 21, 31 : 호스트 컴퓨터 12, 22, 32 : 외장형 SAR 장치
13, 23, 33 : ATM망 12-1 : SAR 칩
12-2 : 메모리 12-3 : 외부 메모리
본 발명은 호스트 컴퓨터가 ATM망으로 데이터를 송신하는 경우, 외장형 SAR 장치에서 만들어진 스케줄 정보에 따라서 외장형 SAR 장치로 데이터를 전달하면 외장형 SAR 장치에서 셀 분할과정을 수행하여 ATM망으로 ATM셀을 전송한다. 한편, ATM망으로부터 호스트 컴퓨터가 데이터를 수신하는 경우, 호스트 컴퓨터에 의해 외장형 SAR 장치에 할당된 버퍼의 크기만큼 ATM망으로부터 ATM 셀을 수신하면, 외장형 SAR 장치에서 셀 조립과정을 수행하고, 호스트는 버퍼가 비워질 때까지 외장형 SAR 장치로부터 데이터를 수신한다.
본 발명의 실시예를 설명하기에 앞서 본 발명에 적용되는 USB의 통신 방식에 대하여 설명하면 다음과 같다.
USB의 통신방식에는 콘트롤 트랜스퍼(Control transfer), 이소크로너스 트랜스퍼(Isochronous transfer), 인터럽트 트랜스퍼(Interrupt transfer) 및 벌크 트랜스퍼(Bulk transfer)의 네 가지가 있다. 먼저, 콘트롤 트랜스퍼는 양방향 통신이며, 호스트 컴퓨터와 디바이스간의 구성(configuration), 명령(command) 전송, 상태 통신(status communication)을 지원한다. 콘트롤 트랜스퍼는 셋업 단계(setup stage), 데이터 단계(data stage), 상태 단계(status stage)로 이루어진다. 셋업 단계에서는 호스트 컴퓨터가 어떤 요구를 디바이스로 전송하고, 데이터 단계에서는 셋업 단계에서 지정한 방향으로 데이터 전송이 일어나며, 상태 단계에서는 디바이스가 호스트 컴퓨터에게 핸드쉐이크(handshake; ACK, NAK 등)를 리턴(return)한다. 모든 USB 디바이스는 종단점(Endpoint) 0을 제어 트랜스퍼용으로 사용하기 때문에 디바이스를 처음 컴퓨터에 접속했을 때 계산되는 과정에서 필요한 데이터를 종단점 0을 이용하여 주고받는다. USB는 CRC 에러 검사를 통하여 데이터가 에러 없이 전송되었는지 확인하고 에러가 있는 경우에는 데이터를 재전송한다.
둘째, 이소크로너스 트랜스퍼는 단방향 또는 양방향 전송이 가능하다. 이 통신방식은 음성 또는 영상 통신 등과 같이 일정한 통신 속도를 요구하면서 어느 정도의 에러를 감수할 수 있는 통신에 사용된다. 이소크로너스 트랜스퍼는 일정한 속도를 보장해 주고 전송 중 에러에 대한 재시도가 없다는 특징을 갖는다.
셋째, 인터럽트 트랜스퍼는 단지 호스트에 대한 입력으로만 작용하는 단방향 통신방식이며, 데이터의 양이 적고 불규칙하게 일어날 때 사용한다. 이 전송 방식은 폴링 타입(Polling type)이라고도 하는데, 주어진 주파수에 대하여 호스트가 데이터를 가져가는 형식이다. 데이터의 에러로 인한 실패의 경우 재시도는 다음 주기에 실행된다.
마지막으로, 벌크 트랜잭션은 단방향 또는 양방향 전송이 가능하고, 데이터 전송 시간이 별로 중요하지 않을 때 많은 양의 데이터를 정확하게 전송하는 방법으로 사용된다. 이 전송방법은 USB에 할당된 대역폭 중에 남은 것을 쓰는 것을 기본으로 한다. 즉, 많은 USB가 함께 연결되어 동작하는 경우에는 적은 대역폭이 할당되어 속도가 느려지지만, 그 반대의 경우에는 이소크로너스 트랜스퍼의 경우보다 더 빠르게 데이터를 전송할 수 있는 것이다. 데이터의 에러로 인한 실패의 경우에는 정상적인 데이터가 올 때까지 재시도한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 비동기 전송 모드 통신에서 범용 직렬 버스 인터페이스를 이용한 데이터 송신 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도로서, 호스트 컴퓨터(21)로부터 ATM망(23)으로 데이터를 송신하고자 하는 경우를 나타낸다.
데이터 전송을 위하여 호스트 컴퓨터(21)는 USB 표준의 콘트롤 트랜스퍼 트랜잭션을 사용하여 외장형 SAR 장치(22)의 동작에 필요한 정보를 전달하므로써 외장형 SAR 장치(22)를 초기화한다(S201). 외장형 SAR 장치(22)가 초기화되면, 호스트 컴퓨터(21)는 송신하고자 하는 데이터의 정보, 예를 들어 데이터 주소, 길이 등의 정보를 외장형 SAR 장치(22)로 전송한다(S202). 데이터 정보를 받은 외장형 SAR 장치(22)는 호스트 컴퓨터(21)가 전송할 데이터에 대한 단위 데이터의 주소, 길이 등의 스케줄 정보를 호스트 컴퓨터(21)로 전송한다(S203).
여기에서, 스케줄링이란 ATM망(23)의 상태에 따라 언제 얼마만큼의 데이터를 전송할 것인지를 결정하는 것을 의미한다. 본 발명에서는 외장형 SAR 장치(22)가 ATM망(23)을 관찰하고 있다가, 호스트 컴퓨터(21)에 의하여 전송될 데이터가 있는 경우, 외장형 SAR 장치(22)의 내부 알고리즘에 의하여 스케줄링을 수행하여 스케줄 정보를 생성한다. 이 스케줄 정보는 외장형 SAR 장치(22)의 입장에서 필요할 때(호스트 컴퓨터가 데이터를 전송하고자 할 때)마다 만들어져서, 호스트 컴퓨터(21)가 USB 표준의 인터럽트 트랜스퍼 트랜잭션을 통해서 획득할 수 있도록 준비되어 있다. 그리고 호스트 컴퓨터(21)는 일정 시간마다 인터럽트 트랜스퍼 트랜잭션을 수행하여 준비된 스케줄 정보를 외장형 SAR 장치로부터 가져오게 된다.
이후, 호스트 컴퓨터(21)는 외장형 SAR 장치(22)로부터 획득한 스케줄 정보에 의해 준비된 데이터를 USB 표준의 벌크 트랜스퍼 트랜잭션을 이용하여 외장형 SAR 장치(22)에 전달하고(S204), 외장형 SAR 장치(22)는 이 데이터에 대하여 셀 분할 과정(S205)을 수행한다. 셀 분할 과정은 ATM 적응계층(ATM Adaptation Layer; 이하, 'AAL'이라 함)의 타입에 따라 다르다. AAL0인 경우에는 데이터가 셀당 52바이트(수신처 정보가 포함되어 있음)의 패킷 형태로 전달되며, 여기에 에러 정정을 위하여 1바이트의 헤더 에러 제어(Header Error Control; 이하, 'HEC'라 함)를 추가하여 ATM 셀을 생성한다. AAL1 또는 AAL5의 경우에는 데이터가 셀당 48바이트의 패킷 형태로 전달되며, 여기에 수신처 정보 등을 포함하는 5바이트의 헤더를 추가하여 ATM 셀을 생성한다.
이와 같이 셀 분할 과정을 수행하고 난 후, 외장형 SAR 장치(22)는 ATM망(23)으로 생성된 ATM 셀을 송신한다(S206).
도 3은 본 발명에 따른 비동기 전송 모드 통신에서 범용 직렬 버스 인터페이스를 이용한 데이터 수신 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도로서, 호스트 컴퓨터가 ATM망으로부터 데이터를 수신하고자 하는 경우를 나타낸다.
데이터를 수신하기 위하여 호스트 컴퓨터(31)는 USB 표준의 콘트롤 트랜스퍼 트랜잭션을 사용하여 외장형 SAR 장치(32)의 동작에 필요한 정보를 전달하므로써 외장형 SAR 장치(32)를 초기화한다(S301). 외장형 SAR 장치(32)가 초기화되면, 호스트 컴퓨터(31)는 외장형 SAR 장치(32)에 버퍼를 할당한다(S302). ATM망(33)으로부터 할당된 버퍼 크기만큼의 ATM 셀을 수신(S303)하면, 외장형 SAR 장치(32)는 수신된 ATM 셀의 조립 과정을 수행한다(S304). 셀 조립 과정은 AAL의 타입에 따라 다르다. 예를 들어 AAL0인 경우에는 ATM 셀로부터 1바이트의 HEC를 추출하고, AAL1 또는 AAL5인 경우에는 ATM 셀로부터 5바이트의 헤더를 추출한다.
이와 같이 셀 조립 과정을 수행하고 난 후, 외장형 SAR 장치(32)는 ATM망(33)으로부터 데이터를 수신했음을 호스트 컴퓨터(31)에 통보한다(S305). 이제, 호스트 컴퓨터(31)는 일정 시간마다 외장형 SAR 장치(32)의 버퍼를 검사하는 인터럽트 트랜잭션을 수행하다가 외장형 SAR 장치(32)로부터 수신할 데이터가 있음을 통보 받으면, 버퍼가 비워질 때까지 데이터를 독출한다(S306). 외장형 SAR 장치(32)로부터 데이터를 송신할 때, 외장형 SAR 장치의 스케줄 데이터와 ATM망으로부터 전달된 데이터의 구별은 원래의 ATM 포맷에 더해진 헤더에 의해 가능해진다.
이상에서 설명한 외장형 SAR 장치는 자체 프로세서를 가지고 있지 않으므로, 호스트 컴퓨터가 외장형 SAR 장치의 여러 가지 레지스터나 메모리 값 등을 제어할 수 있어야 한다. 이러한 기능은 USB 표준의 벌크 트랜잭션을 이용하여 해결할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 비동기 전송 모드 망에서 셀 분할 조립(SAR) 기능을 수행하는 외장형 디바이스와 호스트 컴퓨터를 연결하는 데 USB를 사용하는 경우, 호스트 컴퓨터로부터 ATM망으로 데이터를 전송하는 경우에는 외장형 SAR 장치에서 만들어진 스케줄 정보를 이용하고, ATM망으로부터 데이터를 수신하는 경우에는 외장형 SAR 장치에 일정 크기의 버퍼를 할당하고 이를 이용하여 데이터를 수신하므로써, 별도의 메모리를 추가하지 않고 데이터를 송수신할 수 있다. 이에 따라, 추가적인 비용의 발생을 억제할 수 있고 소자 구성을 단순화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 호스트 컴퓨터, 상기 호스트 컴퓨터와 범용 직렬 버스에 의해 연결된 외장형 셀 분할/조립 장치 및 비동기 전송 모드망 간에서 상기 호스트 컴퓨터가 상기 비동기 전송 모드망으로 데이터를 송신하는 방법에 있어서,
    상기 호스트 컴퓨터가 상기 외장형 셀 분할/조립 장치를 초기화한 후, 송신하고자 하는 데이터의 정보를 상기 외장형 셀 분할/조립 장치로 전송하는 단계;
    상기 데이터 정보에 따라 상기 외장형 셀 분할/조립 장치에서 스케줄 정보를 생성하고 상기 생성된 스케쥴 정보를 호스트 컴퓨터로 전송하는 단계;
    상기 호스트 컴퓨터가 상기 스케줄 정보에 의해 준비된 데이터를 상기 외장형 셀 분할/조립 장치로 전송하는 단계; 및
    상기 스케쥴 정보에 의해 전송된 데이터에 대해 상기 외장형 셀 분할/조립 장치에서 셀 분할 과정을 수행하여 비동기 전송 모드 셀을 생성하고 상기 비동기 전송 모드망으로 송신하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기 전송 모드 통신에서 범용 직렬 버스 인터페이스를 이용한 데이터 송신 방법.
  2. 호스트 컴퓨터, 상기 호스트 컴퓨터와 범용 직렬 버스에 의해 연결된 외장형 셀 분할/조립 장치 및 비동기 전송 모드망 간에서 상기 호스트 컴퓨터가 상기 비동기 전송 모드망으로부터 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
    상기 호스트 컴퓨터가 상기 외장형 셀 분할/조립 장치를 초기화한 후 상기외장형 셀 분할/조립 장치에 버퍼를 할당하는 단계;
    상기 외장형 셀 분할/조립 장치가 상기 비동기 전송 모드망으로부터 상기 할당된 버퍼 크기만큼의 비동기 전송 모드 셀을 수신하면, 상기 수신된 비동기 전송 모드 셀에 대해 셀 조립 과정을 수행하는 단계;
    상기 할당된 버퍼에 수신할 데이터가 있음을 상기 호스트 컴퓨터로 통보하는 단계; 및
    상기 호스트 컴퓨터가 상기 버퍼 내에 저장된 데이터를 상기 버퍼가 비워질 때까지 수신하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기 전송 모드 통신에서 범용 직렬 버스 인터페이스를 이용한 데이터 수신 방법.
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