KR20050105547A - 블루투스 모듈을 이용한 데이터 통신 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블루투스 모듈을 이용한 데이터 통신 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 블루투스 모듈을 이용한 데이터 통신 방법은 블루투스 모듈 사이에 데이터를 송/수신하는 방법에 있어서, 1) 블루투스 모듈 사이에 블루투스 접속 셋업 절차를 완료하는 단계; 2) 상기 블루투스 모듈의 송신단은 전송할 송신 패킷을 구별하여 로직 채널에 따라 상기 데이터를 에어 패킷으로 생성하여 전송하는 단계; 3) 상기 블루투스 모듈의 수신단은 전송된 데이터에 대한 수신 패킷을 구별하여 로직 채널에 따라 상기 데이터를 호스트 콘트롤러 인터페이스 패킷으로 만들어 호스트로 전송하거나 프로토콜 처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 블루투스 모듈을 이용한 데이터 통신 방법에 따르면, 효율적인 수신단 메모리 관리로 제반 비용을 절감할 수 있으며 송／수신단 사이의 원활한 통신이 가능한 효과가 있다.

Description

블루투스 모듈을 이용한 데이터 통신 방법{The data communication using Bluetooth}

본 발명은 데이터 통신 방법에 관한 것으로, 상세하게는 HCI(Host Controller Interface) 패킷을 사용하는 블루투스(bluetooth) 시스템에 있어서, 수신단 메모리를 효율적으로 관리하는 블루투스 모듈을 이용한 데이터 통신 방법에 관한 것이다.

블루투스는 이동전화, 컴퓨터 등의 근거리 무선접속을 사용하는 각종 전자기기 간의 통신에 물리적인 케이블 없이 무선(RF) 주파수를 이용, 고속으로 데이터를 주고받을 수 있는 컴퓨터 및 통신산업계의 규격으로, Intel, IBM, Nokia 및 Erickson 등의 5개 업체가 공동 개발하였다.

현재 이동 통신 단말기를 이용하여 인터넷에 접속하기 위해서는 데이터 통신 기능을 갖춘 단말기와 노트북 및 이들을 연결하는 별도의 케이블이 필요한데, 그러나 블루투스가 상용화되면 기기 간의 데이터 통신이 무선 통신으로 이루어지므로 각종 통신기기에 별도의 케이블 연결을 요하지 않게 된다.

이 기술을 이용하면 데스크탑이나 노트북 컴퓨터 내의 정보를 신속하게 동기화 할 수 있으며 일반적으로 모든 휴대용 및 고정식 컴퓨터 장치들과 완전한 공동작업이 가능하다. 블루투스에는, 일부는 다른 주파수 대역이 있을 수 있으나 전세계적으로 가용 주파수 대역인 2.45㎓에서 송수신할 수 있는 마이크로칩 트랜시버를 장착된다. 데이터 외에도 음성채널을 최대 3개까지 사용할 수 있고, 각 장치는 IEEE 802 표준으로부터 나오는 고유한 48 비트 주소를 가지고 있다. 통신 접속은 점 대 점 또는 멀티포인트가 가능하고 통신이 가능한 최대 범위는 10m 이다. 데이터 전송은 블루투스 1세대가 1Mbps의 속도에서 이루어지며 2세대 기술에서는 최고 2 Mbps까지 가능하다. 또한 내장 암호화 및 검증 기능이 제공되며, 주파수 홉(hop) 설계가 적용되면 엄청난 양의 전자기 장애 지역에서도 통신이 가능하며, 2.4㎓의 높은 무선 주파수를 이용하기 때문에 방해물이 있어도 통신이 가능하다. 또한, 음성 부호화방식의 CVSD(Continuous Variable Slope Delta Modulation)를 채용하여 공간의 제한 없이 사방에서 문자 데이터는 물론이고 음성 전송도 가능하다.

1세대 블루투스는 데이터 전송 속도가 1Mbps, 전송 거리는 10∼100m로 규정하고 있으므로, 적외선을 이용하는 IrDA(Infrared Data Association)와 비교할 시 통신 거리가 길어지게 되었다. 또한, 블루투스는 소비 전력이 2.7V 전압에서 100㎽ 이하에 불과하고, IrDA는 150㎽ 정도의 배터리 용량한계로 인하여 소비전력 절감이 절실한 휴대 기기에서 유력한 장점으로 부각된다.

이러한 블루투스 통신환경에서 운영되는 장치간에 통신을 하기 위해서는 연결(connection)작업이 선행되어야 하는 바, 위 연결작업에는 RF동기를 맞추는 작업, 링크 관리자간의 링크 설정작업 및 채널설정과정이 이루어진다. 현재는 블루투스 스팩에서 송신단의 HCI 데이터 패킷 사이즈를 알 수 있는 방법이 존재하지 않으므로, 수신측에서 L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol) 에어 패킷(Air packet)을 수신할 때, 이 에어 패킷을 자신의 HCI 데이터 패킷 사이즈에 맞추어 호스트에 송신한다.

위 에어 패킷을 HCI 데이터 패킷으로 만들어서 호스트에 송신하는 방법은 수신한 1개의 에어 패킷을 1개의 HCI 데이터 패킷으로 생성하거나 또는 여러개의 에어 패킷을 취합하여 1개의 HCI 데이터 패킷으로 생성하여 호스트로 송신하는 방법이 있다.

전자의 경우, 에어 패킷이 HCI 데이터 패킷 사이즈보다 작은 경우에는 오버 헤드와 실제 수신 메모리에 제한이 발생되어 효율적인 메모리 관리에 문제가 발생한다.

후자의 경우, 호스트에게 전송하는 L2CAP 데이터의 순서를 보장하기 위해 스타팅 L2CAP(L_CH=10)／Continuos L2CAP(L_CH=01) 필드를 사용한다. 이때 스타팅 L2CAP(L_CH=10) 데이터는 크기에 관계없이 호스트로 전송하고, Continuous L2CAP(L_CH=01) 데이터는 다수개를 1개의 HCI 데이터 패킷으로 취합하여 호스트로 송신한다. 이때, 새로운 스타팅 L2CAP 데이터를 수신하지 못하면 호스트에 데이터를 송신하지 못하는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.

이를 위하여 임의의 시간 타이머를 두어 그 시간 동안에 L2CAP 에어 패킷을 수신하지 못할 시 그 때 호스트에게 데이터를 보내도록 하는 방법이 있으나, 이는 시스템 자원이므로 타이머를 하드웨어적으로 추가하지 않는 한 불가능한 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 HCI 패킷을 사용하는 블루투스 시스템에 있어서 효율적인 수신단 메모리의 관리를 이루어 송／수신기기 사이에 원활한 통신을 수행할 수 있도록 블루투스 모듈을 이용한 데이터 통신 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 블루투스 모듈을 이용한 데이터 통신 방법은 블루투스 모듈 사이에 데이터를 송/수신하는 방법에 있어서, 1) 상기 블루투스 모듈 사이에 블루투스 접속 셋업 절차를 완료하는 단계; 2) 상기 블루투스 모듈의 송신단은 전송할 송신 패킷을 구별하여 로직 채널에 따라 상기 데이터를 에어 패킷으로 만들어 전송하는 단계; 3) 상기 블루투스 모듈의 수신단은 전송된 데이터에 대한 수신 패킷을 구별하여 로직 채널에 따라 상기 데이터를 호스트 콘트롤러 인터페이스 패킷으로 만들어 호스트로 전송하거나 프로토콜 처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 1) 단계에서 송신 패킷으로 구별된 로직 채널이 10인 경우 상기 데이터 크기에 관계없이 데이터를 전송하고, 송신 패킷으로 구별된 로직 채널이 01인 경우 상기 데이터를 소정 개의 패킷으로 만들어 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 데이터 전송 후에 남아 있는 데이터가 존재하지 않는 경우, 상기 패킷을 수신한 상기 수신단이 더 이상의 리셈블리 작업을 하지 않고 상기 호스트 콘트롤러 인터페이스 패킷으로 만들어 상기 호스트로 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 1) 단계에서 송신 패킷으로 구별된 로직 채널이 11인 경우 상기 블루투스 모듈 사이의 프로토콜 처리를 위한 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 2) 단계에서 수신 패킷으로 구별된 로직 채널이 10인 경우 상기 데이터를 그 크기에 관계없이 호스트 콘트롤러 인터페이스 패킷으로 만들어 상기 호스트로 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 2) 단계에서 수신 패킷으로 구별된 로직 채널이 01인 경우 리셈블리 작업 여부를 판단하여 소정 개수의 패킷으로 전송된 데이터를 모아서 호스트 콘트롤러 인터페이스 패킷으로 만들어 전송하거나 리셈블리 작업을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 2) 단계에서 수신 패킷으로 구별된 로직 채널이 11인 경우 상기 전송된 데이터에 대한 블루투스 모듈 사이의 프로토콜 처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 블루투스 모듈 내의 장비 구성을 나타내는 블록도로, 각각의 모듈은 HCI 패킷을 사용하는 블루투스 시스템에서 L2CAP 데이터를 송신하는 송신단(10)과 송신된 L2CAP 데이터를 수신하는 수신단(11)으로 구성된다. 송신단(10)은 송신할 L2CAP 데이터를 저장하는 송신 메모리(10-1), 송신 패킷을 구별하고, 구별된 송신 패킷의 로직 채널에 따라 에어 패킷을 만들어서 송신 메모리(10-1)에 저장된 L2CAP 데이터를 출력하는 송신 제어부(10-2), 송신 제어부(10-2)의 제어 하에 송신 메모리(10-1)에 저장된 L2CAP 데이터를 송출하는 송신부(10-3)로 구성된다.

본 발명에서 수신단(11)은 송신부(10)로부터 송출된 L2CAP 데이터를 수신하는 수신부(11-1), 수신된 L2CAP 데이터를 저장하는 수신메모리(11-2), 수신 패킷을 구별하고 구별된 수신 패킷의 로직 채널에 따라 L2CAP 데이터를 처리하여 호스트에 전송하는 수신 제어부(11-3)로 구성된다.

도 2 내지 도 3은 블루투스 모듈 내에서 데이터 통신의 동작을 보이는 흐름도로, 데이터 송신 방법으로는 블루투스 베이스밴드(Baseband)/LMP(Link Manager Protocol)/L2CMP 접속 셋업 절차를 완료하는 단계(20), 송신 패킷을 구별하는 단계(21), 로직 채널(L_CH)이 10인가를 판단하는 단계(22), L_CH 10으로 에어 패킷을 만들어 전송하는 단계(23), L_CH이 01인가를 판단하는 단계(24), L_CH 01로 에어 패킷을 만들어 전송하는 단계(25), 남아있는 L2CAP 데이터가 존재하는지 판단하는 단계(26), L_CH=01, Length=0으로 에어 패킷을 만들어 전송하는 단계(27), L_CH이 11인가를 판단하는 단계(28), L_CH 11로 에어 패킷을 만들어 전송하는 단계(29)로 구성된다.

도 3에 도시된 흐름도는 데이터 수신 방법에 관한 것으로, 블루투스 베이스밴드/LMP/L2CMP 접속 셋업 절차를 완료하는 단계(30), 수신 패킷을 구별하는 단계(31), 로직 채널(L_CH)이 10인가를 판단하는 단계(32), L_CH 10으로 HCI 패킷을 만들어 호스트에게 전송하는 단계(33), L_CH이 01인가를 판단하는 단계(34), Length가 0인가를 판단하는 단계(35), L_CH 01로 HCI 패킷을 만들어 호스트에게 전송하는 단계(36), 리셈블리(Reassembly) 작업이 필요한가를 판단하는 단계(37), 리셈블리 작업을 수행하는 단계(38), L_CH이 11인가를 판단하는 단계(39), LMP 데이터를 프로세싱 하는 단계(40)로 구성된다.

데이터 송신 시에 송신단(10)은 다음과 같이 동작한다.

송신단(10) 블루투스 모듈은 데이터 통신을 위한 베이스밴드/LMP/L2CMP 접속 셋업 절차를 완료한다(20단계). 접속 셋업 절차가 완료되면 송신 제어부(10-2)는 송신 메모리(10-1)에 저장된 L2CAP 송신 데이터를 리드하여 송신 패킷을 구별한다(21단계). 송신 제어부(10-2)는 송신 메모리(10-1)에 저장된 데이터를 리드하여 크기에 관계없이 호스트에 전송되는 스타팅 L2CAP 필드인지, 1 개의 L2CAP 데이터를 여러 개의 HCI 데이터 패킷으로 만들어 호스트로 전송되는 Continuous 필드인지, 아니면 모듈 간 프로토콜 처리를 위한 것인가를 구별한다.

송신 제어부(10-2)의 송신 패킷 구별 결과 로직 채널(L_CH)이 10인 경우에는 L_CH=10으로 에어 패킷을 만들어 L2CAP 데이터를 전송한다(22,23단계). L_CH=10는 스타팅 플래그를 나타내는 것으로, 송신 제어부(10-2)는 송신 메모리(10-1)에 저장된 데이터가 스타팅 필드임을 인지하고, 데이터 크기에 관계없이 L2CAP 데이터를 에어 패킷으로 만들어 전송한 후 21단계로 복귀한다.

송신 제어부(10-2)의 송신 패킷 구별 결과 L_CH이 01인 경우에는 L_CH=01로 에어 패킷을 만들어 L2CAP 데이터를 전송한다(24,25단계). L_CH=01은 Continuous 플래그를 나타내는 것으로, 송신 제어부(10-2)는 송신 메모리(10-1)에 저장된 데이터가 Continuous 필드임을 인지하고, 1개의 L2CAP 데이터를 여러 개의 에어 패킷으로 만들어 전송한다.

L_CH이 01인 경우에는 1개의 L2CAP 데이터를 여러 개의 에어 패킷으로 만들어 전송하므로 전송 후에 남아있는 L2CAP 데이터가 존재하는지 판단한다(26단계).

남아있는 L2CAP 데이터가 존재하지 않는 경우에는 21단계로 복귀하고, 남아있는 L2CAP 데이터가 존재하지 않는 경우에는 L_CH=01, Length=0으로 에어 패킷을 만들어 전송한다(27단계). L_CH=01, Length=0의 의미는 이 패킷을 수신한 수신단(11)이 더 이상의 리셈블리 작업을 수행하지 말고, HCI 패킷으로 만들어 호스트로 전송하라는 의미이다.

송신 제어부(10-2)의 송신 패킷 구별 결과 L_CH이 11인 경우에는 L_CH=11로 에어 패킷을 만들어 전송한다(28,29단계). L_CH=11은 LMP 플래그를 나타내는 것으로, 호스트 데이터가 아닌 블루투스 모듈 사이의 프로토콜을 처리하기 위한 데이터이다. 따라서, 송신 제어부(10-2)는 L_CH이 11인 경우에 프로토콜 처리를 위한 데이터를 에어 패킷으로 만들어 전송한다.

무선으로 전송된 L2CAP 및 LMP 데이터는 수신단(11)의 수신부(11-1)를 거쳐 수신 메모리(11-2)에 저장된다.

데이터 수신 시에 수신단(11)은 다음과 같이 동작한다.

수신단(11) 블루투스 모듈은 데이터 통신을 위한 베이스밴드/LMP/L2CMP 접속 셋업 절차를 완료한다(30단계).

접속 셋업 절차가 완료되면 수신 제어부(11-3)는 수신 메모리(11-2)에 저장된 수신 데이터를 리드하여 수신 패킷을 구별한다(31단계). 수신 제어부(11-3)는 수신 메모리(11-2)에 저장된 데이터를 리드하여 크기에 관계없이 호스트에 전송되는 스타팅 L2CAP 플래그인지, 여러 개의 L2CAP 데이터를 1개의 HCI 데이터 패킷으로 만들어 호스트로 전송되는 Continuous 플래그인지 호스트 데이터가 아닌 블루투스 모듈 사이의 프로토콜을 처리하는 LMP 플래그인지 구별한다.

수신 제어부(11-3)의 수신 패킷 구별 결과 로직 채널(L_CH)이 10인 경우에는 L_CH=10으로 HCI 패킷을 만들어 L2CAP 데이터를 전송한다(32,33단계). L_CH=10은 스타팅 플래그를 나타내는 것으로, 수신 제어부(11-3)는 수신 메모리(11-2)에 저장된 데이터가 스타팅 필드임을 인지하고, 데이터 크기에 관계없이 L2CAP 데이터를 HCI 패킷으로 만들어 호스트로 전송한 후 31단계로 복귀한다.

수신 제어부(11-3)의 수신 패킷 구별 결과 L_CH이 01인 경우에는 Length가 0인가를 판단한다(34,35단계). L_CH=01은 Continuous 플래그를 나타내는 것으로, 수신 제어부(11-3)는 수신 메모리(11-2)에 저장된 데이터가 Continuous 필드임을 인지하고, Length가 0인가를 판단하여 여러 개의 에어 패킷으로 전송된 L2CAP 데이터를 모아서 HCI 패킷으로 만들어 호스트로 전송한다.

Length=0인 경우에는 리셈블리한 L2CAP 데이터를 HCI 패킷으로 만들어 L_CH=01로 호스트에 전송하고 31단계로 복귀한다(36단계). 그러나 Length≠0인 경우에는 리셈블리 작업이 필요한지 판단하여 리셈블리 작업이 필요하지 않은 경우에는 36단계로 복귀하여 L_CH=01로 HCI 패킷을 만들어 호스트로 전송하고 31단계로 복귀하며, 리셈블리 작업이 필요한 경우에는 리셈블리 작업을 수행하고 31단계로 복귀한다(37,38단계).

수신 제어부(11-3)의 수신 패킷 구별 결과 L_CH이 11인 경우에는 LMP 데이터 프로세싱 후에 31단계로 복귀한다(39,40단계). L_CH=11은 LMP 플래그를 나타내는 것으로, 호스트 데이터가 아닌 블루투스 모듈 사이의 프로토콜을 처리한다.

본 발명에 따른 블루투스 모듈을 이용한 데이터 통신 방법은 HCI 패킷을 사용하는 블루투스 시스템에서 송신단에서 수신단으로 현재 전송할 L2CAP 패킷 데이터의 유／무를 확인하여 효율적인 수신단 메모리의 관리로 경비를 줄일 수 있으며, 송/수신단 사이에 원활한 통신을 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 블루투스 모듈 내의 장비 구성을 나타내는 블록도.

도 2 내지 도 3은 블루투스 모듈 내에서 데이터 통신의 동작을 보이는 흐름도.

Claims (3)

1. 블루투스 모듈 사이에 데이터를 송/수신하는 방법에 있어서,

   1) 블루투스 모듈 사이에 블루투스 접속 셋업 절차를 완료하는 단계;

   2) 상기 블루투스 모듈의 송신단은 전송할 송신 패킷을 구별하여 로직 채널에 따라 상기 데이터를 에어 패킷으로 생성하여 전송하는 단계;

   3) 상기 블루투스 모듈의 수신단은 전송된 데이터에 대한 수신 패킷을 구별하여 로직 채널에 따라 상기 데이터를 호스트 콘트롤러 인터페이스 패킷으로 만들어 호스트로 전송하거나 프로토콜 처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 블루투스 모듈 내에서 데이터 통신방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 1) 단계에서 송신 패킷으로 구별된 로직 채널이 10인 경우 상기 데이터 크기에 관계없이 데이터를 전송하고,

   상기 2) 단계에서 수신 패킷으로 구별된 로직 채널이 10인 경우 상기 데이터를 그 크기에 관계없이 호스트 콘트롤러 인터페이스 패킷으로 생성하여 상기 호스트로 전송하는 것을 특징으로 하는 블루투스 모듈 내에서의 데이터 통신 방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 1) 단계에서 송신 패킷으로 구별된 로직 채널이 11인 경우 상기 블루투스 모듈 사이의 프로토콜 처리를 위한 데이터를 전송하고,

   상기 2) 단계에서 수신 패킷으로 구별된 로직 채널이 11인 경우 상기 전송된 데이터에 대한 블루투스 모듈 사이의 프로토콜 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 블루투스 모듈 내에서 데이터 통신방법.