KR20030037652A - 그룹 중재를 이용한 버스 중재 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그룹 중재를 이용한 버스 중재 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 종래 기술의 글로벌 버스의 경우 각 노드에게 주어지는 버스 점유 권한이 버스 전체에 동기되어 움직이는 내부 카운터에 의해 주어지므로, 하나의 노드가 버스를 점유하고 있을 경우, 카운터가 일시 정지하게 되므로, 다른 노드의 버스 중재 요구를 전혀 접수하지 못하여 예약/중재 기능을 수행하지 못한다는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 단일 버스로 연결된 노드들의 그룹으로부터 버스 중재 요구 신호를 입력받아 각 그룹의 우선 순위를 결정하여 그룹 버스 관할 신호를 전송하는 마스터 그룹과, 상기 마스터 그룹으로부터 출력되는 그룹 버스 관할 신호를 전송받아 그룹내 해당 노드에 버스 점유를 부여하는 하나 이상의 세미 마스터 그룹으로 구성되어 사전 중재를 할 수 있어 신속한 버스 중재를 할 수 있다는 이점이 있다.

Description

그룹 중재를 이용한 버스 중재 시스템 및 방법{BUS ARBITRATION SYSTEM AND METHOD USING GROUPING ARBITRATION}

본 발명은 버스 중재 방법에 관한 것으로, 특히 다수의 노드를 임의의 그룹으로 나누어 각 그룹별 개별적인 중재와, 그룹의 전체적인 중재를 하는 그룹 중재를 이용한 버스 중재 시스템 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 글로벌 버스에서의 버스 중재 시스템 구성도이다.

도 1을 참조하면, 하나의 글로벌 버스에 각 노드가 연결되어, 버스 전체에 동기되는 내부의 카운터에 의해 버스 중재 요구 권한이 각 노드에 주어진다.

제 1도에 나타나 있는 라운드 로빈 방식으로 각 노드의 버스 제어권을 할당하는 종래의 글로벌 버스 방식은 일정한 시간 간격을 두고 정해진 순서에 의해 각 노드에 버스 중재 요구 가능한 시간을 할당하는 방식이다.

그 시간 간격을 일치시키기 위한 클럭은 일반적으로 하나의 노드가 나머지에 공급하는 방식을 취하며, 장애 등의 돌발 상황에 대비한 프레임 동기 신호를 두기도 한다. 버스 중재 방법은 하나의 개별 노드가 버스에서 갖는 자신의 아이디를 알고 있고, 카운터 값이 증가되어 자신의 값과 일치할 경우 버스 요구를 할 수 있는 형태를 취한다.

따라서, 이 기술의 경우 하나의 노드가 버스를 점유하고 있을 경우, 그 카운터는 버스를 점유하고 있는 노드에 해당하는 값에서 일시 정지하고, 그 노드의 점유가 끝난 후 카운터는 구동되어 다른 노드의 버스 중재 요구 유무를 검색하게 된다.

그러나, 상기에서와 같이 종래의 기술에 있어서, 하나의 노드가 버스를 점유하고 있을 경우 다른 노드의 버스 중재 요구를 전혀 접수하지 못하여 사전 예약/ 중재 기능을 수행하지 못하여, 노드의 숫자가 큰 버스나 요구가 빈번하고 빠른 중재가 필요한 경우에 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 다수의 노드로 이루어진 그룹이 다수개로 구성되어, 각 그룹의 개별적인 버스 중재와, 그룹간의 그룹 버스 중재 기능을 하는 그룹 중재를 이용한 버스 중재 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예는, 단일 버스로 연결된 노드들의 그룹으로부터 버스 중재 요구 신호를 입력받아 각 그룹의 우선 순위를 결정하여 그룹 버스 관할 신호를 전송하는 마스터 그룹과; 상기 마스터 그룹으로부터 출력되는 그룹 버스 관할 신호를 전송받아 그룹내 해당 노드에 버스 점유를 부여하는 하나 이상의 세미 마스터 그룹으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예는, 그룹의 버스 제어권을 가진 세미 마스터노드로부터 그룹 버스 중재 요구 신호가 출력되는 제 1 단계와; 상기 그룹 버스 중재 요구 신호를 수신한 마스터 노드가 그룹 우선 순위를 판단하여 제 1 순위 그룹의 세미 마스터 노드에 그룹 버스 관할 신호를 전송하는 제 2 단계와; 그룹 버스 관할 신호를 전송받은 세미 마스터 노드가 해당 노드에 버스를 점유하여 데이터를 전송하는 제 3단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 글로벌 버스에서의 버스 중재 시스템 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 그룹 중재를 이용한 버스 중재 시스템 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 그룹 중재를 이용한 버스 중재 방법을 설명하기 위한 플로우차트.

도 4는 본 발명의 그룹 중재를 이용한 버스 중재 방법의 예시도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

0 : 마스터 노드 3, 6 : 세미 마스터 노드

1, 2, 4, 5, 7, 8 : 슬레이브 노드 10 : 마스터 그룹

20, 30 : 제 1, 제 2 세미 마스터 그룹

이하, 본 발명에 따른 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 그룹 중재를 이용한 버스 중재 시스템 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 그룹 중재를 이용한 버스 중재 시스템은 단일 버스로 연결된 노드들의 그룹으로부터 버스 중재 요구 신호를 입력받아 각 그룹의 우선 순위를 결정하여 그룹 버스 관할 신호를 전송하는 마스터 그룹(10)과; 상기 마스터 그룹(10)으로부터 출력되는 그룹 버스 관할 신호를 전송받아 그룹내 해당 노드에 버스 점유를 부여하는 하나 이상의 세미 마스터 그룹(20, 30)으로 구성된다.

상기 마스터 그룹(10)은 그룹별 버스 중재와 그룹내 버스 중재를 제어하는 마스터 노드(0)와, 상기 마스터 노드(0)의 중재에 따라 버스를 점유하여 데이터를 전송하는 다수의 슬레이브 노드(1, 2)로 구성된다.

상기 세미 마스터 그룹(20,30)은 그룹내 노드들의 버스 중재를 담당하고 노드들의 버스 요구에 응답하여 버스 중재 요구 신호를 출력하는 세미마스터 노드(3, 6)와; 상기 세미 마스터 노드(3, 6)의 중재에 따라 버스를 점유하여 데이터를 전송하는 다수의 슬레이브 노드(4, 5, 7, 8)로 구성된다.

도면에 도시된 모든 노드는 개별적인 통신 주체를 나타낸다. 즉 마스터(0), 세미 마스터(3, 6) 모두 슬레이브(1,2,4,5,7,8)와 같은 각각의 개별 노드 성질을가지고 있다. 그러므로 편의상 제어 기능을 추가한 노드를 마스터, 세미 마스터 등으로 이름지은 것이다.

또한, 세미 마스터와 마스터간은 일대일로 그룹 버스 중재 요구에 상응하는 n-1개의 그룹 버스 관할 신호로 연결되어 있으며, 각 그룹 내에서는 단일 버스의 그룹 버스 관할 신호가 그룹내의 노드를 연결한다.

본 발명은 기존의 글로벌 버스와 달리 각 그룹 내에서 별도의 카운터가 동작하여 중재가 이루어진다는 것에 큰 특징으로 두고 있다.

도 3은 본 발명에 따른 그룹 중재를 이용한 버스 중재 방법을 설명하기 위한 플로우 차트로 상술한 시스템 상에서 구현된다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 그룹 중재를 이용한 버스 중재 방법은 그룹의 버스 제어권을 가진 세미 마스터 노드(20, 30)로부터 그룹 버스 중재 요구 신호가 출력되는 단계(S100~S120)와; 상기 그룹 버스 중재 요구 신호를 수신한 마스터 노드(0)가 그룹 우선 순위를 판단하여 제 1 순위 그룹의 세미 마스터 노드에 그룹 버스 관할 신호를 전송하는 단계(S120~S150)와; 그룹 버스 관할 신호를 전송받은 세미 마스터 노드가 해당 노드에 버스를 점유하여 데이터를 전송하는 단계(S160~S200)로 이루어진다.

도 3의 좌측에 도시된 플로우 차트는 그룹내에서의 버스 중재 동작 설명을 위한 플로우차트이고, 우측에 도시된 플로우 차트는 마스터 노드(0)에 의해 전체 버스 중재 동작 설명을 위한 플로우 차트이다.

초기 상태에서 각각의 그룹 안에서 별도로 돌아가는 카운터 값이 하나의 노드의 버스 관할 요구를 받아내는 방법은 기존의 글로벌 버스에서와 같다.

상기의 방법에 따라 버스 중재 요구가 트리거되면(S100), 그 그룹 안에서의 카운터는 종래와 같이 일시 정지하게 되며(S110), 그 그룹의 세미 마스터 노드는 그 순간 마스터 노드에게 그룹 버스 중재 요구를 하게 된다(S120).

이때에 마스터 노드(0)는 상기 세미 마스터 노드(3, 6)로부터 그룹 버스 중재 요구에 따라(S120'), 다른 그룹의 그룹 버스 중재 요구가 복수 개인지를 판단한다(S130).

상기 S130의 판단 결과, 그룹 버스 중재 요구가 복수 개 있으면, 내부 알고리즘에 의해 우선 순위를 판단한다(S140).

만일 a, b, c 세 개의 그룹이 있다면 카운터 값이 머무는 시간을 결정하는 각 타임 슬롯마다 a-b-c, b-c-a, c-a-b와 같이 순차적으로 변하는 우선 순위를 가지고 중재하면 전체적인 공평성을 기할 수 있다.

상기 S140의 우선 순위 결정 과정을 통해 선택된 그룹의 세미 마스터 노드에 그룹 버스 관할 신호을 부여한다(S150).

한편, 상기 S130의 판단 결과, 그룹 버스 중재 요구가 복수개가 아닐 경우에는, 그 그룹에게 그룹 버스 관할권을 부여한다(S150).

한편, 세미 마스터 노드(3, 6)는 상기 마스터 노드(0)로부터 그룹 버스 관할 신호가 전송되는지를 판단하여(S160), 상기 판단 결과, 그룹 버스 관할 신호가 전송되었다면, 다시 그 그룹내의 버스 중재 요구를 했던 해당 노드에 버스 관할 신호를 줌으로써(S170), 애초에 버스 요구를 했던 노드에게 버스 점유 권한이 주어지게된다.

그룹 내에서는 카운터에 의한 중재가 일어나고 있기 때문에 기존의 글로벌 버스에서와 마찬가지로 그룹 버스 중재 요구는 단일 버스로 연결되고, 그에 덧붙여서 버스 점유 권한도 단일 버스로 연결될 수 있다.

각 노드는 자신이 버스 점유 권한을 받더라도 자신의 노드 값에서 카운터가 정지해 있지 않으면 자신의 차례가 아닌지 알기 때문에 문제가 생기지 않는다.

상기 해당 노드는 버스 관할 신호를 받아 데이터 전송을 하게 되고(S180), 데이터 전송이 종료되면(S190), 다시 카운터를 구동하게 된다(S200).

도 4는 본 발명의 그룹 중재를 이용한 버스 중재 방법의 예시도이다.

본 발명을 이해를 도모하기 위해 본 발명의 실시 예를 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 하되, 도 3에 도시된 바와 같이 3개의 노드로 이루어진 그룹이 3개 형성되어 구성된 시스템 상에서 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 타임 슬롯마다 그룹 중재를 이용한 버스 중재에 따라 변화되는 각 그룹의 내부 카운터값, 버스 중재 요구 노드 번호, 그룹 버스 중재 요구 노드 번호, 그룹 버스 관할 노드 번호, 버스 점유 노드, 우선 순위 기준이 표시되어 있다.

그리고, 상기 마스터 그룹내의 카운터를 카운터0, 제 1 세미 마스터 그룹내의 카운터를 카운터 1, 제 2 세미 마스터 그룹내의 카운터는 카운터 2로 설정한다.

상기 우선 순위 판별 기준은 타임 슬롯에 따라 다음과 같이 로테이션한다.

< 우선 순위 판별 기준>

STATE 0 0-> 3-> 6

STATE 1 3-> 6-> 0

STATE 2 6-> 0-> 3

첫 번째 타임 슬롯에서는 카운터0은 0, 카운터1은 3, 카운터2는 6의 값을 갖고, 버스 중재 요구 노드가 없다.

두 번째 타임 슬롯에서 카운터 값이 하나씩 증가하여 카운터0은 1, 카운터1은 4, 카운터2는 7의 값을 갖는다.

이 때, 제 1 세미 마스터 그룹의 카운터1의 값에 해당하는 노드 4가 버스 중재 요구를 하게 되고(S100), 이 신호는 노드 3, 5에 전달됨과 동시에 카운터0은 정지하게 된다(S110).

제 1 세미 마스터 그룹의 세미 마스터 노드인 노드 3은 상기 그룹 버스 중재 요구 신호를 마스터 노드인 노드 0에 전송하게 되고(S120), 그룹 버스 중재 요구에 따라(S120') 마스터 노드는 도 4에 도시된 것과 같이 다른 그룹으로부터 버스 요구가 없기 때문에, S130의 판단 결과, 노드 3에 그룹 버스 관할 신호를 전송한다(150).

S160~S180의 과정에 거쳐 노드 4는 버스를 점유하게 되고, 데이터를 전송하게 된다.

세 번째 타임 슬롯이 되었을 때, 카운터0, 카운터2는 각각 그 값이 증가하여 각각 2, 8의 값을 갖게 되지만, 상기 카운터1은 노드 4가 아직도 버스 점유를 하고, 데이터 전송을 하고 있으므로 정지한 상태이다.

네 번째 타임 슬롯에서도 카운터0, 카운터 2는 그 값이 하나씩 증가했고, 카운터1은 정지되어 있다. 이때 노드 4가 데이터 전송을 종료하게 되고, 상기 카운터1은 구동되어 다음 타임 슬롯에서는 그 값이 증가하게 된다.

그러면, 다음 다섯 번째 타임 슬롯에서는 각 카운터가 1씩 증가하여 각각 1, 5, 7이 된다.

그리고, 상기 다섯 번째 타임 슬롯에서 어떤 노드도 버스 중재 요구를 하지 않았기 때문에 다음 여섯 번째 타임 슬롯에서는 각 카운터의 값이 1씩 증가한다.

그런데, 이 때, 노드 2, 노드 8로부터 각각 버스 중재 요구에 따라, 마스터 노드에는 두 개의 그룹 버스 중재 요구가 있게 된다.

이 때, 각 그룹 버스 중재 요구 노드는 노드 0, 노드 6이 되고, 이 때 우선 순위 알고리즘은 STATE2가 되므로 노드 6에 우선 순위가 주어져, 노드 6은 그룹 버스 점유 관할 노드가 되고, 상기 버스 점유 노드는 노드 8이 된다.

일곱 번째 타임 슬롯에서는 카운터1만 증가하고, 카운터 0, 카운터 2는 정지되어 있고, 상기 카운터 0은 내부에서 버스 중재 요구가 된 상태이므로, 그룹 버스 관할 신호을 부여받을 때까지 정지되어 있고, 상기 카운터 2는 노드 8이 데이터 전송을 마칠때까지 정지되어 있게 된다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 사전 중재를 할 수 있어 신속한 버스 중재를 할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 단일 버스로 연결된 노드들의 그룹으로부터 버스 중재 요구 신호를 입력받아 각 그룹의 우선 순위를 결정하여 그룹 버스 관할 신호를 전송하는 마스터 그룹과;

   상기 마스터 그룹으로부터 출력되는 그룹 버스 관할 신호를 전송받아 그룹내 해당 노드에 버스 점유를 부여하는 하나 이상의 세미 마스터 그룹으로 구성된 것을 특징으로 하는 그룹 중재를 이용한 버스 중재 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 마스터 그룹은

   그룹별 버스 중재와 그룹내 버스 중재를 제어하는 마스터 노드와;

   상기 마스터 노드의 중재에 따라 버스를 점유하여 데이터를 전송하는 다수의 슬레이브 노드로 구성된 것을 특징으로 하는 그룹 중재를 이용한 버스 중재 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 세미 마스터 그룹은

   그룹내 노드들의 버스 중재를 담당하고 노드들의 버스 요구에 응답하여 버스 중재 요구 신호를 출력하는 세미마스터 노드와;

   상기 세미 마스터 노드의 중재에 따라 버스를 점유하여 데이터를 전송하는 다수의 슬레이브 노드로 구성된 것을 특징으로 하는 그룹 중재를 이용한 버스 중재 시스템.
4. 그룹의 버스 제어권을 가진 세미 마스터노드로부터 그룹 버스 중재 요구 신호가 출력되는 제 1 단계와;

   상기 그룹 버스 중재 요구 신호를 수신한 마스터 노드가 그룹 우선 순위를 판단하여 제 1 순위 그룹의 세미 마스터 노드에 그룹 버스 관할 신호를 전송하는 제 2 단계와;

   그룹 버스 관할 신호를 전송받은 세미 마스터 노드가 해당 노드에 버스를 점유하여 데이터를 전송하는 제 3단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 그룹 중재를 이용한 버스 중재 방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 우선 순위는

   타임 슬롯에 따라 로테이션되는 것을 특징으로 하는 그룹 중재를 이용한 버스 중재 방법.