KR20030093289A - 다중 디바이스를 위한 파워라인 모뎀 네트워크 상에서의클록 동기화 - Google Patents

다중 디바이스를 위한 파워라인 모뎀 네트워크 상에서의클록 동기화 Download PDF

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루이스 로버트 주니어. 리트윈
쿠마 라마스웨미
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톰슨 라이센싱 소시에떼 아노님
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Abstract

복수의 디바이스에 대한 파워라인 모뎀 네트워크의 클록 동기화 장치와 방법이 제공된다. 파워라인 모뎀과 클록(100)을 갖는 복수의 디바이스가 제공된다. 파워라인 모뎀은 파워라인 네트워크 상의 복수의 디바이스 사이에서 통신을 허용한다. 동기화 메시지가 파워라인 네트워크(102) 상에 제공된다. 동기화 메시지는 동기화 메시지(104)에 제공되는 클록 시간에 따라 복수의 디바이스 각각이 그 클록을 갱신하도록 하는 명령을 포함한다. 동기화 디바이스는 파워라인 네트워크 상의 디바이스 클록을 갱신하도록 제공될 수 있다.

Description

다중 디바이스를 위한 파워라인 모뎀 네트워크 상에서의 클록 동기화{CLOCK SYNCHRONIZATION OVER A POWERLINE MODEM NETWORK FOR MULTIPLE DEVICES}
많은 가정용 디바이스는 메모리와 내장 클록(built-in clock)을 포함한다. 예를 들면, 전자 렌지, VCR 등은 클록 정보(readout)를 포함한다. (예를 들면, 폭풍 때문에) 전원이 끈기면 이러한 디바이스는 그 시간을 손실한다. 많은 디바이스가 서로 다른 프로그래밍 시스템을 포함하므로 이러한 모든 디바이스의 시간을 정정하는 것은 귀찮고 시간을 소모하는 일이다. 게다가 이러한 서로 다른 디바이스에서의 클록은 편차(drift)를 나타내는 경향이 있으므로, 그러한 디바이스는 가정에서 종종 수분 가량 차이가 나는 서로 다른 시간을 디스플레이할 수도 있다.
그러므로, 개별적으로 각 디바이스를 프로그래밍하지 않고도 어느 지점에 있는 모든 디바이스가 동기를 이루는 동기화 방법에 대한 필요성이 존재한다. 또한 어느 지점에 있는 디바이스 사이의 클록 편차 또는 시간 불일치를 제거하는 동기화 방법에 관한 필요성이 존재한다.
본 개시는 파워-라인 모뎀 네트워크에 관한 것으로서, 구체적으로 파워-라인 모뎀 네트워크에 있는 디바이스에 클록 동기를 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 파워라인 네트워크의 동기화를 위한 시스템을 도시하는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 갱신될 클록을 갖는 디바이스를 도시하는 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동기 디바이스를 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명에 따라 파워라인 네트워크의 동기화를 위한 방법을 도시하는 흐름도.
복수의 디바이스에 대한 파워라인 모뎀 네트워크의 클록 동기화 방법은 파워라인 모뎀과 클록을 갖는 복수의 디바이스를 제공하는 단계를 포함한다. 파워라인 모뎀은 파워라인 네트워크 상의 복수의 디바이스 사이에서 통신을 허용한다. 동기화 메시지는 파워라인 네트워크 상에서 제공된다. 동기화 메시지는 동기화 메시지에 제공되는 클록 시간에 따라 클록을 갱신하라는 복수의 디바이스 각각에 대한 명령을 포함한다.
다른 방법에서 동기화 메시지를 제공하는 단계는 경과 시간의 간격 이후에 동기화 메시지를 제공하는 단계를 포함한다. 동기화 메시지를 제공하는 단계는 전원이 나간 후에 동기화 메시지를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 동기화 메시지를 제공하는 단계는 백-업 배터리를 갖는 동기화 디바이스를 제공하고 전원이 나간 동안 시간을 유지하는 단계를 포함할 수 있다. 본 방법은 외부 클록 소스를 인보크하여(invoking) 동기화 디바이스의 클록을 갱신하는 단계를 포함할 수 있다. 동기화 메시지를 제공하는 단계는 컴퓨터에 의해 동기화를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
동기화 디바이스는 파워라인 네트워크 상의 디바이스 클록을 갱신하도록 제공될 수 있다. 동기화 디바이스는 파워라인 네트워크에 연결하고 동기화 디바이스에 전원을 제공하는 플러그를 포함한다. 클록은 동기화 디바이스 상의 시간을 유지한다. 파워라인 모뎀은 파워라인 네트워크의 클록을 갖는 디바이스에 동기화 메시지를 전송하는 플러그에 연결된다. 동기화 메시지는 동기화 디바이스의 클록에 따라 디바이스가 그 클록을 갱신하는 것을 가능하게 한다.
다른 실시예에서 전원이 나간 동안 시간을 유지하기 위해 동기화 디바이스에 전원을 제공하는 배터리가 포함될 수 있다. 동기화 디바이스는 동기화 메시지의 재발송이 가능하도록 경과 시간을 측정하는 타이밍 회로를 포함할 수 있다. 동기화 디바이스는 동기화 디바이스의 클록을 갱신하도록 외부 소스로부터의 시간을 수신하는 수신기를 포함할 수 있다. 클록을 갖는 디바이스는 미디어 플레이어, 텔레비전, 응답 머신, 자동 온도 조절기, 클록, 스테레오, 전자 렌지 및 안전 시스템 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 목적, 특징 및 장점이 첨부 도면과 연계하여 읽으면, 예시적인 실시예의 후속하는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 개시는 첨부 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 후속하는 설명을 상세히 제공할 것이다.
본 발명은 전원이 나간 후에 사용자가 여러 디바이스(예컨대 전자 렌지, 알람 시계, VCR 등)에 있는 클록을 동기화하고, 또한 클록 편차를 방지하기 위한 방법을 제공한다. 이것은 저비용의 파워라인 모뎀을 각 디바이스에 병합하여 수행될 수 있다. 마스터 디바이스(예컨대 사용자가 지정한 마스터 디바이스) 또는 네트워크 상의 제어기(예컨대 개인용 컴퓨터)로부터의 시간 동기화 메시지가 네트워크 상의 디바이스를 갱신하도록 이용된다.
파워라인 모뎀은 전원 네트워크를 전송 매체로 사용하여 통신한다. 파워라인 모뎀은 마스터 디바이스 또는 제어기와의 통신을 셋업하기 위하여 디바이스 상에서 이용된다. 파워라인 상에서 수행되는 통신은 파워라인 네트워크 상에서 통신하기 위하여 임의의 플러그-인(plug-in) 디바이스의 능력을 제공한다. 복수의 위치에 있는 모뎀이 전원 네트워크를 공유할 수 있기 때문에, 공유된 파워라인은 단일 또는 다중 위치에 있는 디바이스가 동일하거나, 다른 위치, 예컨대 다른 가정에 있는 파워라인 모뎀( 및 그 데이터)을 인식하는 것을 가능하게 한다.
이제 동일한 참조 번호는 여려 도면에 걸쳐 유사하거나 동일한 요소를 나타내는 도면을 특별히 상세히 참조하고, 처음으로는 도 1을 참조하면, 본 발명에 따라 예시적인 네트워크(10)의 블록도가 도시되어 있다. 가정 또는 빌딩을 위한 배선 전기 전원 시스템을 포함하는 파워라인 네트워크(12)가 복수의 디바이스 각각에 연결된다. 이러한 디바이스는 전기 전원 시스템에 플러그되는 전자 렌지(16), 스테레오(18), VCR/DVD 또는 다른 미디어 플레이어(20), 알람 클록(22), 텔레비전(24),프로그램 가능한 자동 온도 조절기(26), 응답 기계(28), 알람 또는 안전 시스템(30), 임의의 다른 클록 디바이스(31)를 포함할 수 있다. 이러한 목록은 포괄적인 것이 아니며 다른 디바이스가 본 발명에 의해 고려된다. 각 디바이스는 이러한 디바이스 자체 및/또는 마스터 디바이스(34) 사이에서 통신을 가능하게 하는 파워라인 모뎀(33)을 포함한다. 각 디바이스는 또한 클록 편차가 있을 수 있고 전원이 나간 동안 시간을 손실할 수 있는 클록(35)을 포함한다.
마스터 디바이스(34)는 개인용 컴퓨터 또는 동기화 디바이스(50)를 포함할 수 있다(도 3 참조). 마스터 디바이스(34)는 배터리-백업(battery-backup)에 의해 전원이 나간 동안 그 시간을 유지하고 그 자체의 파워라인 모뎀(33)을 이용하여 메시지를 전송하도록 이용된다. 마스터 디바이스는 파워라인 네트워크(12) 상으로 동기화 메시지(S)를 전송하여 현재 시간이 파워라인 네트워크(12)에 연결된 복수의 디바이스에 전송될 수 있다. 그리고 나서 이러한 디바이스는 클록(37){또는 도 3의 클록(56)}에 따라 그 클록에 새로운 시간을 로딩한다. 이것은 전원이 나간 후에 시간을 리셋할 뿐만 아니라 클록(35)의 편차를 방지하기 위해 주기적인 시간 동기화를 제공하는데 사용될 수 있다. 메시지(S)는 파워라인 모뎀(33)의 프로토콜과 호환된다. 파워라인 통신은 당업자에게 알려진 방식으로 수행될 수 있다. 각 디바이스는 메시지(S)가 전송될 때 갱신되는 클록 레지스터 또는 프로그램된 소프트웨어 알고리즘을 포함할 수 있다. 이러한 식으로 각 클록(35)은 메시지(S)의 수신 시에 갱신된다, 메시지(S)는 클록 편차를 제거하기 위해 주기적으로 발송되고, 전원이 나간 후에 발송될 수 있다.
시스템에서 각 디바이스는 동기화 디바이스{34 또는 50(도 3)}에 따라 다를 수 있는 클록 분해능(clock resolution)을 가질 수 있다. 동기화 디바이스(34)는 특정 분해능(시스템에서 가장 우수한 분해능이 바람직함)을 제공하지만, 디바이스 자체는 서로 다른 분해능을 가질 수 있는 그 자제의 클록을 갱신하기 위하여 이러한 정보를 해석할 수 있는 메커니즘을 가질 수 있다. 하나의 실시예에서 이것은 클록 신호의 분해능을 지정하는 낮은 차수의 비트를 누락시킴으로써 수행될 수 있다.
도 2를 참조하면, 도 1의 디바이스(16-31) 중 하나와 같은 수신기 디바이스(40)는 파워라인 네트워크(12)에 연결된 파워라인 모뎀(33)을 포함한다. 파워라인 모뎀(33)은 내장된 프로세서를 포함하는 것이 바람직하다. 파워라인 모뎀(33)의 프로세서는 그 기능이 패킷 프로세싱 같은 상부-층 네트워크 기능뿐만 아니라 데이터 변조/복조를 포함하는(이에 한정되지는 않음) 소프트웨어를 실행할 수 있다. 클록 동기화 메시지(S)를 처리하고 타이밍 동기 회로(41)에서 현재 시간을 추출하는 소프트웨어 루틴이 추가될 수 있다. 현재 시간이 디바이스 클록(42)에 전달되는 방법은 디바이스의 구현에 의존한다. 회로는 메시지(S)의 시간에 따라 시간 저장부(42)를 갱신한다. 시간 저장부(42)의 시간은 시간 디스플레이(43)에 디스플레이된다. 디바이스(40)는 (전자 렌지에 대한) 전자 렌지 기능, (TV에 대한) 디스플레이 기능 등과 같은 디바이스의 주요 기능에 대한 다른 회로를 포함한다. 또한 전원 공급부(45)는 시간 저장부(42), 파워라인 모뎀(33) 및 주 회로(46)에 전원을 제공하도록 이용된다.
디바이스 상의 클록 갱신에 대한 하나의 가능한 실시예는 시간 유지 및 클록디스플레이 기능을 다루는 디바이스에서의 마이크로프로세서 또는 타이밍 동기 회로(41)에 인터럽트(interrupt)를 전송하는 것을 포함한다. 대안적인 실시예는 버스를 통해 현재 시간을 디바이스에서의 시간 유지를 담당하는 타이머 회로에 집적 전송하는 것을 포함한다.
도 3을 참조하면, 동기화 디바이스(50)는 파워라인 네트워크(12)를 동기화하도록 제공될 수 있다. 동기화 디바이스(50)는 파워라인 모뎀을 갖는 다른 디바이스와 통신할 수 있는 파워라인 모뎀(33)을 포함한다. 동기화 디바이스(50)는 플러그(52)를 이용하여 전기 전원 시스템에 직접 플러깅될 수 있다. 동기화 디바이스(50)는 메시지(S)를 발송하기 위한 시간 간격을 측정하는 타이밍 회로(54)를 포함한다. 동기화 디바이스(50)는 네트워크(10)(도 1)의 시간을 유지하기 위해 사용되는 클록(56)을 포함한다. 동기화 디바이스(50)는 심지어 전원 정지 동안에도 클록(56)이 그 시간을 유지하는 것을 보증하는 백-업 배터리(58)를 포함한다. 하나의 실시예에서 동기화 디바이스(50)는 전원이 복귀하는 때를 검출하는 전원 센서(60)를 포함할 수 있다. 메시지(S)는 네트워크(12)의 전원을 오프/온 스위칭하여 트리거될 수 있다. 제어 회로(64)는 동기화 메시지의 발송을 제어하는데 이용될 수 있다. 예를 들면, 미리 결정된 시간이 타이밍 회로(54)에서 경과하면, 제어 회로는 파워라인 네트워크(12)(도 1)에 동기화 메시지를 전송하도록 된다. 클록(56)의 시간이 그 클록(35)을 갱신하도록 네트워크(12) 상의 각 디비이스에 전송된다. 제어 회로(64)는 파워라인 네트워크 상의 디바이스와 통신하기 위하여 통신 프로토콜을 저장하는 메모리 및/또는 프로세서를 포함할 수 있다.
하나의 실시예에서 동기화 디바이스(50)는 야간등(night light) 크기 정도일 수 있다. 하나의 실시예에서 동기화 디바이스(50)는 방송 무선 또는 위성 신호를 수신하는 수신기 디바이스(62)를 포함할 수 있다. 이러한 식으로 디바이스(50)의 클록(56)은 외부 시간 소스에 따라 갱신될 수 있다. 이것은 백-업 배터리(58)에 추가하여 또는 대신 제공될 수 있다.
동기화 디바이스(50)는 디바이스(50)가 S 명령을 발송하고 명령이 네트워크 상에 나타나는 때에 사용되는 시간을 설명하는 클록 신호에 인가되는 사전-정정(pre-correction)(예컨대, 프로그래밍 가능한 사전-정정)을 가질 필요가 있다. 디바이스(50)의 사전-정정은 예컨대 회로(64) 또는 모뎀(33)에서의 처리 지체를 담당할 필요가 있다. 게다가, 각 디바이스, 예컨대 도 1의 디바이스(16-30)는 실제의 클록 정정을 수행하기 전에 그 자체의 처리 체인에서의 지체를 설명할 필요가 있다. 많은 응용에서 이렇게 작은 지체가 중요하지 않을 수 있지만, 다른 경우 중요할 수 있다.
클록 갱신의 방송 방법이 설명되었다. 그러나, 대안적인 실시예에서 특정 디바이스에서 클록의 선택적인 갱신은 특정 디바이스{예컨대 도 1의 디바이스(1-31)} 각각으로부터의 피드백을 사용하여 수행될 수 있다. 하나의 실시예에서 각 디바이스는, 예컨대, 미리 결정된 시간이 경과한 후에 동기화 디바이스(34 또는 50)로부터 클록 갱신을 요청할 수 있다. 갱신될 클록을 갖는 디바이스로부터의 요청은 메시지(S)를 불러낸다(invoke). 이 방법은 모든 디바이스를 개별적으로 어드레싱하는 것을 사용한다. 예를 들면 초기 파워 업시 마스터 디바이스에 레지스터하는 능력을갖는 이러한 디바이스가 사용될 수 있다. 마스터 디바이스는 이 경우에 갱신될 필요가 있는 클록을 갖는 디바이스에 ID 코드를 할당할 필요가 있을 수 있으며, 클록을 갖는 디바이스가 미리 프로그래밍된 ID 번호 (몇몇 업계의 제조자와 제품에 의존함) 가질 수도 있다(도 2참조). 하나의 실시예에서 고유 인터넷 프로토콜 버전 6(IPv6)(128 비트 어드레스)의 일반적인 명명법이 모든 전자 디바이스에 할당될 수있다. 이러한 응용에서 그러한 어드레스가 존재할 지라도 디바이스는 IPv6 프로토콜을 인지할 수 없지만 네트워크에서 고유 기능을 수행하기 위해 어드레스를 사용할 수 있다.
도 4를 참조하면, 파워라인 네트워크를 동기화하기 위한 방법을 설명하는 흐름도가 도시되어 있다. 블록(100)에서, 클록과 파워라인 모뎀을 갖는 복수의 디바이스를 포함하는 파워라인 네트워크가 제공된다. 블록(102)에서 네트워크 내의 클록은 마스터 디바이스로부터의 동기화 메시지의 발송에 의해 갱신된다. 블록(104)에서 동기화 메시지는 클록을 갖는 모든 디바이스가 동기화 메시지에 의해 제공된 시간에 따라 그 클록을 갱신하는 것을 가능하게 한다. 메시지(S)는 갱신을 필요로 하는 네트워크의 복수의 디바이스 중 하나에 의한 요청 다음에 발송될 수 있다. 블록(106)에서 동기화 메시지가 미리 결정된 양의 시간이 경과한 후에 블록(102)으로부터 재발송될 수 있도록 시간이 측정된다. 블록(108)은 네트워크로의 전원의 스위칭 오프 및 스위칭 온 할 때 동기화 신호의 재발송을 제공하도록 포함할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 마스터 디바이스 상의 시간 클록은 외부 소스(예컨대 무선 또는 위성)에 대해 점검될 수 있고 그에 따라 블록(110)에서 갱신된다.
다중 디바이스에 대한 파워라인 모뎀 네트워크 상의 클록 동기를 위한 바람직한 실시예(예시적인 것이며 이에 제한되지 않음)를 설명하였으므로, 위의 교지를 비추어 당업자에 의해 변화와 변경이 이루어질 수 있음을 주목하라. 그러므로, 개시된 본 발명의 특정 실시예에서 변화가 이루어질 수 있고, 이러한 변화는 첨부된 청구항으로 요약된 본 발명의 범위와 정신 내에 있음을 이해하여야 한다. 특히 특허법이 요구하는 세부 사항과 특징을 갖는 본 발명을 기술하였으므로, 특허증(Letter Patent)에 의해 보호받는 청구하는 것과 요구하는 것은 첨부된 청구항에 기술된다.
본 발명은 파워-라인 모뎀 네트워크 등에 이용 가능하다.

Claims (11)

  1. 복수의 디바이스에 대한 파워라인 모뎀 네트워크의 클록 동기 방법으로서,
    파워라인 모뎀과 클록을 갖는 복수의 디바이스를 제공하는 단계로서, 상기 파워라인 모뎀은 파워라인 네트워크 상에서 상기 복수의 디바이스 사이에서 통신을 가능하게 하는, 복수의 디바이스를 제공하는 단계,
    상기 파워라인 네트워크 상에서 동기화 메시지를 제공하는 단계로서, 상기 동기화 메시지는 상기 동기화 메시지에 제공되는 클록 시간에 따라 상기 복수의 디바이스 각각이 그 클록을 갱신하도록 하는 명령을 포함하는, 동기화 메시지를 제공하는 단계를 포함하는,
    클록 동기 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 동기화 메시지를 제공하는 단계는 경과 시간 간격 후에 동기화 메시지를 제공하는 단계를 포함하는, 클록 동기 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 동기화 메시지를 제공하는 단계는 전원이 나간 후에 동기화 메시지를 제공하는 단계를 포함하는, 클록 동기 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 동기화 메시지를 제공하는 단계는 백-업 배터리를 갖고 전원이 나간 동안 시간을 유지하는 동기화 디바이스를 제공하는 단계를 포함하는, 클록 동기 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 외부 클록 소스를 인보크하여(invoking) 동기화 디바이스 상의 클록을 갱신하는 단계를 더 포함하는, 클록 동기 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 동기화 메시지를 제공하는 단계는 상기 복수의 디바이스 중 하나에 의한 동기화 메시지의 요청 단계와 상기 요청에 따라 동기화 메시지를 발송하는 단계를 포함하는, 클록 동기 방법.
  7. 파워라인 네트워크 상의 디바이스 클록을 갱신하는 동기화 디바이스로서,
    파워라인 네트워크에 연결하고 상기 동기화 디바이스에 전원을 제공하는 플러그와,
    시간을 유지하는 클록과,
    상기 플러그에 연결되고 파워라인 네트워크에서 클록을 갖는 디바이스에 동기화 메시지를 전송하는 파워라인 모뎀으로서, 상기 동기화 메시지는 상기 동기화 디바이스의 클록에 따라 디바이스가 클록을 갱신하는 것을 가능하게 하는, 파워라인 모뎀을 포함하는,
    동기화 디바이스.
  8. 제 7항에 있어서, 전원이 나간 동안 시간을 유지하도록 상기 동기화 디바이스의 클록에 전원을 제공하는 배터리를 더 포함하는, 동기화 디바이스.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 동기화 메시지의 재발송이 가능하도록 경과 시간을 측정하는 타이밍 회로를 더 포함하는, 동기화 디바이스.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 동기화 디바이스의 클록을 갱신하도록 외부 소스로부터의 시간을 수신하는 수신기를 더 포함하는, 동기화 디바이스.
  11. 제 7항에 있어서, 클록을 갖는 상기 디바이스는 미디어 플레이어, 텔레비전, 응답 머신, 자동 온도 조절기, 클록, 스테레오, 전자 렌지 및 안전 시스템 중 적어도 하나를 포함하는, 동기화 디바이스.
KR10-2003-7012732A 2001-04-03 2002-04-03 다중 디바이스를 위한 파워라인 모뎀 네트워크 상에서의클록 동기화 KR20030093289A (ko)

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