KR20030033411A

KR20030033411A - 직렬 인터페이스에서 바이너리 데이터의 아스키데이터로의 변환방법

Info

Publication number: KR20030033411A
Application number: KR1020010065171A
Authority: KR
Inventors: 최정구
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-10-22
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2003-05-01

Abstract

본 발명은 바이너리 데이터를 직렬 인터페이스 통신에서 송수신 가능한 프린팅 문자 범위내의 아스키 데이터로 변환하여 송신하고 수신측에서 이를 복원할 수 있도록 한 직렬 인터페이스에서 바이너리 데이터의 아스키 데이터로의 변환방법을 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은, 송신측에서 바이너리 데이터 스트림의 각 열을 설정된 비트수 만큼씩 잘라 설정된 값을 더하여 아스키 데이터로 변환시키는 단계와; 상기 변환된 아스키 데이터를 직렬 인터페이스를 통해 송수신하는 단계와; 수신측에서 상기 변환된 아스키 데이터에 대해 상기 설정된 값만큼씩 감산하여 상기 설정된 비트수와 상기 바이너리 데이터 열의 비트수간 최소공배수를 이용하여 상기 바이너리 데이터를 복원하는 단계를 포함하여 이루어져, 직렬 인터페이스를 통해 바이너리 데이터를 송수신할 수 있게 됨으로써 실제 전송되는 바이너리 데이터는 0x20~0x7E 범위의 아스키 데이터에 의해 한정되지 않는다.

Description

직렬 인터페이스에서 바이너리 데이터의 아스키 데이터로의 변환방법 {Data conversion process binary to ASCII adaptable in serial interface}

본 발명은 바이너리 데이터(Binary Data)의 아스키 데이터(ASCII Data)로의변환에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직렬 인터페이스 통신에서 바이너리 데이터를 아스키 데이터로 변환하여 송신하고 이를 수신하여 역변환할 수 있도록 하기 위한 직렬 인터페이스에서 바이너리 데이터의 아스키 데이터로의 변환방법에 관한 것이다.

일반적으로 바이너리 데이터는 '0'과 '1'의 이진 부호로 구성되며, 아스키 데이터는 ASCII(American Standard Code for Information Interchange) 규격에 따른 문자체계로 구성된 데이터이다.

한편, 직렬 인터페이스는 데이터 통신에서 복수 비트로 구성되어 있는 데이터를 비트열로 치환하여 하나의 데이터선을 통해 직렬 송수신하는 방식이다.

이러한 직렬 인터페이스는 전송장비에 직접 연결하여 장비의 상태를 알기 위한 데이터 통신 등에 적용된다. 예를 들어 장비의 애프터서비스가 요구되는 경우에 해당 장비에 직렬 통신용 케이블을 직접 연결하여 바이너리 데이터의 송수신을 수행하며, 이때 직렬 인터페이스가 적용된다.

도1은 종래기술에 따른 직렬 인터페이스의 데이터 송수신 블록도이다.

도1에 따르면, 종래에는 직렬 인터페이스를 통해 바이너리 데이터를 직접 송수신하지 못한다. 그래서 응용 프로그램(Application Program)에서 텍스트 형식의 바이너리 데이터를 전송하고자 하면, 이를 아스키 데이터로 변환하여 직렬 인터페이스를 통해 전송한다.

역으로 직렬 인터페이스를 통해 수신된 아스키 데이터는 수신측에서 텍스트 형식의 바이너리 데이터로 변환되어 응용 프로그램에 제공된다.

이로써 직렬 인터페이스를 통한 송수신측의 응용 프로그램간 데이터 교환이 이루어진다.

그런데 직렬 인터페이스의 특성상 아스키 데이터중에서도 직렬 인터페이스를 제어하는 제어문자(Control Character)를 제외한 0x20~0x72E까지의 프린팅 문자(Printing Character)만을 송수신할 수 있다. 여기서 제어문자는 CTRL-D, ESC 등과 같이 0x01~0x31 및 0x7E의 범위에 속하는 문자들이다.

즉, 직렬 통신에서는 0x20~0x72E까지의 프린팅 문자로 구성된 텍스트만을 송수신할 수 있을 뿐이다. 그러므로 텍스트로 명령을 주고 응답 또한 텍스트로 받아서 처리하여야 하는데, 텍스트로 모든 정보를 처리하기에는 부족한 점이 많다. 예를 들어 프로토콜끼리 패킷 방식의 PDU(Packet Data Unit)를 주고 받는 것이 불가능하며, 스트링(String)이 아닌 다른 정보를 주고받기에는 불편한 점이 많다.

이처럼 직렬 인터페이스를 통해 텍스트 형식으로 된 내용만을 송수신할 수 있었기 때문에 0x00~0xFF까지 모두 이용하는 바이너리 데이터를 전송할 수는 없었다.

따라서 종래 RS-232C 직렬 인터페이스를 이용하는 프로그램에서는 제한된 프린팅 문자만을 받아서 처리하여야 하기 때문에 텍스트 형식의 데이터가 아닌 0x00~0xFF까지 표현되는 바이너리 데이터를 송수신할 수 없는 단점이 있다.

그래서 데이터를 보다 효율적으로 송수신할 수 있는 PDU와 같은 바이너리 데이터를 사용할 수가 없다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 바이너리 데이터를 직렬 인터페이스 통신에서 송수신 가능한 프린팅 문자 범위내의 아스키 데이터로 변환하여 송신하고 수신측에서 이를 복원할 수 있도록 한 직렬 인터페이스에서 바이너리 데이터의 아스키 데이터로의 변환방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 직렬 인터페이스에서 바이너리 데이터의 아스키 데이터로의 변환방법은, 송신측에서 바이너리 데이터 스트림의 각 열을 설정된 비트수 만큼씩 잘라 설정된 값을 더하여 아스키 데이터로 변환시키는 단계와; 상기 변환된 아스키 데이터를 직렬 인터페이스를 통해 송수신하는 단계와; 수신측에서 상기 변환된 아스키 데이터에 대해 상기 설정된 값만큼씩 감산하여 상기 설정된 비트수와 상기 바이너리 데이터 열의 비트수간 최소공배수를 이용하여 상기 바이너리 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

도1은 종래기술에 따른 직렬 인터페이스의 데이터 송수신 블록도.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 직렬 인터페이스에서 데이터로의 송수신 과정을 보인 블록도.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 직렬 인터페이스에서 바이너리 데이터의 아스키 데이터로의 변환방법의 순서도.

도4는 본 발명의 실시예에 따라 송신측에서 바이너리 데이터를 아스키 데이터로 변환하는 과정을 보인 블록도.

도5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환시 크기가 다른 바이너리 데이터의 아스키 데이터로의 변환 예시도.

도6은 본 발명의 실시예에 따라 수신측에서 아스키 데이터를 바이너리 데이터로 변환하는 과정을 보인 블록도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 직렬 인터페이스에서 데이터로의 송수신 과정을 보인 블록도이고, 도3은 본 발명의 실시예에 따른 직렬 인터페이스에서 바이너리 데이터의 아스키 데이터로의 변환방법의 순서도이며, 도4는 본 발명의 실시예에 따라 송신측에서 바이너리 데이터를 아스키 데이터로 변환하는 과정을 보인 블록도이고, 도5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변환시 크기가 다른 바이너리 데이터의 아스키 데이터로의 변환 예시도이며, 도6은 본 발명의 실시예에 따라 수신측에서 아스키 데이터를 바이너리 데이터로 변환하는 과정을 보인 블록도이다.

본 실시예는 직렬 인터페이스를 이용하여 통신할 때, 송신시에는 0x20~0x7E 사이의 아스키 데이터로 바이너리 데이터를 변환하여 보내고, 수신시에는 변환된 아스키 데이터를 원래의 바이너리 데이터로 복원하는 과정을 거친다.

이러한 변환과정을 통해 형성된 아스키 데이터는 송신측과 수신측을 연결하는 직렬 인터페이스를 통해 수신측으로 전달된다.

송신시 바이너리 데이터를 아스키 데이터로 변환하는 경우, 6비트씩 자른 후 0x0F를 더하여 보내게 된다. 이는 6비트가 나타낼 수 있는 수의 범위가 0x20~0x7E까지이며, 여기에 0x2F만큼씩 더하면 0x2F~0x6E까지의 수를 나타낼 수 있기 때문이다. 이러한 변환 과정을 거치면 모든 데이터가 직렬 인터페이스에서 보낼 수 있는 0x2F~0x7E까지의 범위에 들어가게 된다.

수신시에는 이렇게 변환되어 전송된 아스키 데이터를 바이너리 데이터로 복원하는 과정이 필요하다. 그래서 수신된 아스키 데이터에서 0x2F만큼씩 뺄셈한 후, 6비트씩 나뉘어진 데이터를 8비트씩 원래의 바이너리 데이터로 복원하게 된다.

도2에 따르면, 직렬 인터페이스를 통한 데이터 통신시 송신측의 응용 프로그램은 바이너리 데이터를 아스키 데이터로 적정하게 변환시켜 수신측의 응용 프로그램으로 보낸다. 이때 바이너리 데이터는 텍스트 형식으로 되어 있으며, 이 바이너리 데이터는 8비트 단위(1octet)로 되어 있으며, 그 값은 0x00~0xFF의 범위내에 속한다.

바이너리 데이터를 아스키 데이터로 변환하는 과정을 살펴보면, 도2에 도시된 바와 같이 변환블록(210)에서 데이터 변환과정이 수행된다.

도3에 따르면, 변환블록(210)의 데이터 변환과정은 바이너리 데이터의 연속되는 스트림을 6비트씩 잘라냄으로써 개시된다. 이처럼 옥텟(octet) 단위의 바이너리 데이터 스트림에서 6비트씩 잘라진 데이터는 다시 임의의 2비트 데이터와 합쳐져서 8비트의 옥텟 단위 데이터를 형성한다. 이때 임의의 2비트를 합치므로 잘라내기 이전의 바이너리 데이터와 잘라내어 다시 합쳐진 바이너리 데이터는 서로 다를 것이며, 0x00~0x3F의 범위내에 속할 것이다(S310).

그리고 잘라진 각 데이터 열마다 설정된 값을 합산한다. 바람직하게는 각 데이터 열마다 합산하는 값은 0x2F가 되도록 한다. 그러면 0x00~0x3F의 범위내에 속하는 데이터열이 0x2F~0x6E까지의 범위에 속하게 되며, 이는 아스키 문자중에서 직렬 인터페이스를 통해 송수신할 수 있는 프린팅 문자 범위(0x20~0x7E)내에 포함된다(S320).

이어서 0x2F~0x6E의 범위내에 속하는 데이터열을 바이너리 데이터에서 아스키 데이터로 변환시킨다(S330).

송신측은 변환된 아스키 데이터를 직렬 인터페이스를 통해서 송신하고 수신측에서 이를 수신하게 된다. 이때 송수신되는 아스키 데이터는 프린팅 문자 범위(0x20~0x7E)내 속하므로 바이너리 데이터중에서 누락되는 비트가 없게 되며 안정한 데이터 전송이 이루어진다(S340).

수신측은 위에서 설명한 송신측 데이터 변환과정을 역으로 수행하여 해당 응용 프로그램이 전송하고자 한 바이너리 데이터를 복원하게 된다. 복원된 바이너리데이터는 수신측의 응용 프로그램이 처리할 수 있는 텍스트 형식이 될 것이며, 송신측의 바이너리 데이터와 동일하게 된다.

즉, 수신측에서는 수신된 아스키 데이터 스트림의 각 옥텟 단위마다 0x2F씩 감산한다. 이 0x2F는 송신측에서 합산에 사용한 값과 동일하다(S350).

그러면 8비트의 옥텟 단위 데이터 열이 형성되는데, 이중에서 각 데이터 열의 후반부 6비트값을 취하여 8비트씩 연결시킴으로써 바이너리 데이터를 복원한다. 복원의 경우에는 아스키 데이터를 4옥텟씩 모아 각 옥텟에서 6비트씩 추출하여 8비트로 연결시킴으로써 원래의 바이너리 데이터를 3옥텟 형성하는 것이 바람직하다(S360).

예를 들어, 도4에 도시된 바와 같이 8비트씩 연결된 3개의 바이너리 데이터 스트림 0x90, 0x00, 0x2A는 순차적으로 6비트씩 잘라지고, 이 잘라진 6비트의 선두에 '00'값을 갖는 2개 비트를 부가하여 4개의 8비트 데이터 열을 형성한다. 첨부도상에 바이너리 스트림의 잘라지는 단위를 음영으로 구분하였는데, 음영이 있는 부분과 음영이 없는 부분이 6비트씩 되어 있음을 볼 수 있다. 이러한 바이너리 데이터 스트림을 잘라내는 과정은 임의의 수만큼 반복적으로 수행될 수 있으며, 바이너리 데이터의 각 열과 잘라내어 형성되는 데이터 열간에 일정한 관계가 성립되도록 한다.

바람직하게는 8비트 단위의 바이너리 데이터 열을 6비트 단위로 잘라내었을 때 바이너리 데이터 스트림상에 잉여의 부분이 존재하지 않도록 한다. 이러한 요구조건은 바이너리 데이터 열의 8비트 단위와 잘라낸 데이터 열의 6비트간의 최소 공배수를 이용하면 만족시킬 수 있다. 따라서 3개의 바이너리 데이터 스트림에 대해 4개의 새로운 데이터 열이 형성되도록 한다.

바이너리 데이터 스트림을 잘라내서 형성된 데이터 열은 '00'비트값이 추가되어 8비트의 옥텟 단위가 된다. 이처럼 잘라진 6비트가 '100100', '000000', '000000', '101010'과 같은 경우에 이를 8비트로 만든 후 0x2F를 더함으로써 0x53, 0x2F, 0x2F, 0x59의 아스키 데이터가 각각 형성된다.

여기서 8비트 단위의 변환대상 바이너리 데이터의 스트림 수에 따른 절단의 예를 보다 상세하게 살펴보고, 그 처리방식을 설명한다.

도5는 바이너리 데이터 스트림의 수를 3으로 나눈 나머지를 기준으로 구분한 것으로, (a)와 (b)와 (c)는 그 나머지가 0, 1, 2인 경우에 각각 해당한다. 이하, 함수 floor(x)는 실수x에 대하여 x와 같거나 x에 가까운 가장 작은 정수를 산출하는 함수를 나타내는 것으로, 예를 들어 floor(1)=1, floor(1.9)=1, floor(1.2)=1 등이다.

도5의 (a)에 도시된 바와 같이 바이너리 데이터 스트림의 수가 3배수이면, 해당 데이터 스트림을 6비트씩 절단한 후 임의의 2개 비트를 추가함으로써 4개의 신규한 데이터열을 형성할 수 있다. 이 경우에는 위에 제시한 요구조건을 만족시키므로 모든 바이너리 데이터가 6비트씩 절단될 수 있으며, 이후에 바이너리 데이터를 아스키 데이터로 오류없이 변환시킬 수 있을 것이다. 이때 변환되어 형성된 데이터의 크기는 floor((바이너리 데이터의 크기)*4/3)와 같게 된다.

이와는 달리 도5의 (b)에 도시된 바와 같이 바이너리 데이터의 스트림 수가3배수보다 1만큼 크면, 6비트씩 절단하는 과정을 통해 최종적으로 1개의 옥텟 단위 바이너리 데이터가 남게 된다. 남은 1옥텟의 바이너리 데이터는 6비트와 2비트로 잘라낸 후 '00'과 '000000'을 각각 부가하여 2개의 8비트 데이터 열이 되도록 한다. 이 경우에는 변환되어 형성된 데이터의 크기는 floor(((바이너리 데이터의 크기)*4/3)+1)와 같게 된다.

도5의 (c)에 도시된 바와 같이 바이너리 데이터의 스트림 수가 3배수보다 2만큼 큰 경우에는 6비트씩 절단하는 과정을 통해 최종적으로 2개의 옥텟 단위 바이너리 데이터가 남으므로, 남은 2옥텟의 바이너리 데이터를 6비트, 6비트, 및 4비트로 잘라낸 후 '00'과 '00'과 '0000'을 각각 부가하여 3개의 8비트 데이터 열이 되도록 한다. 그러면 변환되어 형성된 데이터의 크기는 floor(((바이너리 데이터의 크기)*4/3)+1)와 같게 된다.

이처럼 임의의 크기를 갖는 바이너리 데이터 스트림을 6비트씩 절단하여 직렬 인터페이스를 통해 전송가능한 아스키 데이터로 변환시킬 수 있으며, 6비트씩 절단하고도 잉여의 데이터를 남기는 경우에도 적정한 방식으로 데이터를 절단할 수 있게 된다.

더불어 변환되어 전송된 아스키 데이터를 복원하는 과정을 보다 상세히 살펴본다. 도6에 도시된 바와 같이 0x53, 0x2F, 0x2F, 0x59 등의 아스키 데이터가 수신되는 경우에 각 데이터 열에서 0x2F를 감산함으로써 '00100100', '00000000', '00000000', '00101010'이 되며, 이를 후반부 6비트씩 취하여 8비트 단위로 연결함으로써 0x90, 0x00, 0x2A의 바이너리 데이터로 복원된다. 복원되어진 0x90, 0x00,0x2A의 바이너리 데이터는 송신측에서 변환되기전의 바이너리 데이터와 동일하다.

여기서 아스키 데이터를 4옥텟씩 모아 3옥텟의 바이너리 데이터를 복원하는 과정에서 고려할 사항을 살펴보는데, 수신된 아스키 데이터의 스트림 수가 4배수 관계에 있는지 여부를 고려한다.

즉, 수신된 아스키 데이터의 스트림 수가 4배수에 해당하는 경우에는 4옥텟의 아스키 데이터중에서 각 열마다 6비트를 고려하면 3옥텟의 바이너리 데이터의 비트수와 일치하게 된다(24=4*6=3*8). 이처럼 6과 8의 최소공배수 관계가 이용된다.

그러므로 아스키 데이터의 스트림 수가 4배수에 해당하면, 모든 아스키 데이터를 바이너리 데이터로 변환시킬 수 있게 된다. 따라서 복원된 바이너리 데이터의 크기는 floor((아스키 데이터의 크기)*3/4)가 된다.

이와는 달리 아스키 데이터의 스트림 수가 4배수보다 1만큼 크면, 최종적으로 아스키 데이터 1옥텟이 남게 되므로 이를 바이너리 데이터(8비트 단위)로 보면 6비트만이 남은 것에 해당하므로 오류상황이다. 송신측에서 정상적으로 데이터를 변환하여 전송한 경우라면 수신측에서 바이너리 데이터로 복원할 때 옥텟 단위로 복원되어야만 하는 것이다.

그리고 아스키 데이터의 스트림 수가 4배수보다 2만큼 크면, 최종적으로 아스키 데이터 2옥텟이 남게 되므로 앞의 1옥텟에서 6비트를 뒤의 1옥텟에서 2비트를 각각 가져와 1옥텟의 바이너리 데이터(8비트 단위)를 형성한다. 이 경우에는 복원된 바이너리 데이터의 크기는 floor(((아스키 데이터의 크기)*3/4)+1)와 같다.

더불어 아스키 데이터의 스트림 수가 4배수보다 3만큼 크면, 최종적으로 아스키 데이터 3옥텟이 남게 되므로 앞의 2옥텟에서 각 6비트를 마지막 1옥텟에서 4비트를 각각 가져와 2옥텟의 바이너리 데이터(8비트 단위)를 형성한다. 그러면 복원된 바이너리 데이터의 크기는 floor(((아스키 데이터의 크기)*3/4)+2)와 같다.

이러한 데이터의 변환 및 복원과정은 라이브러리 형태 또는 함수로 구현할 수 있으며, 해당 로직을 수행하는 하드웨어 회로로 구현될 수도 있다.

이상 설명한 실시예는 본 발명의 다양한 변화, 변경 및 균등물의 범위에 속한다. 따라서 실시예에 대한 기재내용으로 본 발명이 한정되지 않는다.

본 발명의 직렬 인터페이스에서 바이너리 데이터의 아스키 데이터로의 변환방법에 따르면, 직렬 인터페이스를 통해 바이너리 데이터를 송수신할 수 있게 됨으로써 실제 전송되는 바이너리 데이터는 0x20~0x7E 범위의 아스키 데이터에 의해 한정되지 않게 되는 장점이 있다.

Claims

송신측에서 바이너리 데이터 스트림의 각 열을 설정된 비트수 만큼씩 잘라 설정된 값을 더하여 아스키 데이터로 변환시키는 단계와;

상기 변환된 아스키 데이터를 직렬 인터페이스를 통해 송수신하는 단계와;

수신측에서 상기 변환된 아스키 데이터에 대해 상기 설정된 값만큼씩 감산하여 상기 설정된 비트수와 상기 바이너리 데이터 열의 비트수간 최소공배수를 이용하여 상기 바이너리 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬 인터페이스에서 바이너리 데이터의 아스키 데이터로의 변환방법.
제 1항에 있어서,

상기 바이너리 데이터의 각 열이 8비트로 이루어지면, 상기 설정된 비트수는 6비트이고, 상기 설정된 값은 0x2F인 것을 특징으로 하는 직렬 인터페이스에서 바이너리 데이터의 아스키 데이터로의 변환방법.
제 1항에 있어서, 상기 바이너리 데이터 열을 잘라내는 경우,

상기 바이너리 데이터 열을 상기 설정된 비트수 만큼씩 자르고 남는 잉여의 부분이 있으면 해당 잉여 부분을 추가의 아스키 데이터 열로 변환시키는 것을 특징으로 하는 직렬 인터페이스에서 바이너리 데이터의 아스키 데이터로의 변환방법.
제 3항에 있어서, 상기 수신된 아스키 데이터를 복원하는 경우,

상기 아스키 데이터의 비트수가 상기 최소공배수의 배수보다 1옥텟만큼 크면 에러발생으로 판정하고,

상기 아스키 데이터의 비트수가 상기 최소공배수의 배수보다 2옥텟만큼 크면 그중 앞의 1옥텟에서 상기 설정된 비트수만큼 가져오고 뒤의 1옥텟에서 나머지 비트를 가져와 1옥텟의 바이너리 데이터를 형성하며,

상기 아스키 데이터의 비트수가 상기 최소공배수의 배수보다 3옥텟만큼 크면 그중 앞의 2개 옥텟에서 상기 설정된 비트수만큼 각각 가져오고 최후단의 1옥텟에서 나머지 비트를 가져와 2옥텟의 바이너리 데이터를 형성하게 되는 것을 특징으로 하는 직렬 인터페이스에서 바이너리 데이터의 아스키 데이터로의 변환방법.