KR20060004022A

KR20060004022A - 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 회로 및 방법

Info

Publication number: KR20060004022A
Application number: KR1020040052849A
Authority: KR
Inventors: 정은구; 이정근; 하동수
Original assignee: 광주과학기술원
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2006-01-12
Also published as: US20060007026A1; US7170431B2; KR100574767B1

Abstract

본 발명은 차분값을 인코딩하여 전송함으로써 데이터 전송 시간을 감소시킬 수 있도록 하는 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 회로 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 회로는 n비트의 입력값에 대해

(=N)에 해당하는 수의 출력 신호 중 어느 하나의 위상을 반전하여 인코딩된 데이터값을 출력하는 인코더 및 상기 인코더의 출력값을 디코딩하여 원래의 데이터값을 복원하는 디코더를 포함하는 데이터 전송 회로에 있어서, 상기 인코더는, 현재 전송할 데이터값과 이전 전송 데이터값의 차분값을 인코딩하여 출력하고, 상기 디코더는, 상기 인코더의 출력값과 이전 데이터값을 합하여 현재의 원래 데이터값을 복원함에 기술적 특징이 있다.

인코더, 디코더

Description

차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 회로 및 방법{Data Transmitting Circuit and Method Based on Differential Value Data Encoding}

도1은 종래의 데이터 전송 회로 개념도,

도2는 도1의 데이터 전송 회로에서의 신호 출력 파형을 나타낸 도면,

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 회로의 개념도,

도4는 본 발명의 데이터 전송 회로에서의 신호 출력 파형을 나타낸 도면,

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인코더 구성도,

도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디코더 구성도,

도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 회로에서의 데이터 전송 과정을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 인코더 110 : 모듈러 차분기부

120 : 원 핫 인코더부 130 : 트랜지션 발생부

131 : 트랜지션 발생기부 132 : 플립플롭부

200 : 디코더 210 : 트랜지션 검출기부

220 : 원 핫 디코더부 230 : 모듈러 덧셈기부

240 : 래치부

본 발명은 시스템 온 칩(SoC) 내부에서 고속 데이터 전송을 위한 2위상 N분의 1 핸드셰이크 데이터 전송 회로 및 방법에 관한 것으로 보다 자세하게는, 차분값 데이터 인코딩에 의해 도선 사이의 누화를 감소시켜 도선을 통한 데이터 전송 시간이 감소되도록 하는 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 회로 및 방법에 관한 것이다.

도1에서와 같이 인코더(10)와 디코더(20)로 이루어지는 종래의 데이터 전송 회로는 인코더(10)에서 디코더(20)로 데이터를 전송하기 위해 데이터 인코딩을 수행하고, 인코딩된 데이터를 디코더(20)로 전송한다.

이때, 상기 인코더(10)는 n비트의 길이를 갖는 입력값에 대해

(=N)에 해당하는 수의 출력 중에서 하나의 위상을 반전하여 디코더(20)로 전송한다. 즉, 도2의 출력 파형에서와 같이 인코더(10)의 입력 데이터의 비트 길이가 2일 때, 출력 수 N은 4(=2²)가 된다. 만약, 입력값이 2(=

)일 경우, 출력 2의 신호를 하이 상태로 변화시켜 데이터를 전송한다. 그리고, 다음 데이터가 1(

)일 경우, 출력 1의 신호를 하이 상태로 변화시켜 데이터를 전송하며, 다음 데이터가 다시 1(

)일 경우, 출력 1의 신호를 하이에서 로우 상태로 변화시켜 데이터를 전송한다.

한편, 상기 인코더(10)로부터 인코딩된 데이터를 입력 받은 디코더(20)는 인 코딩되기 이전의 원래 값을 복원한다. 즉, 데이터의 비트길이가 2이고, 출력의 수 N이 4라면, 입력된 인코딩 데이터가 2인 경우 원래 데이터값 2(

)로 복원하고, 다음 전송된 데이터가 1인 경우 원래 데이터값 1(

)로 복원한다. 또, 그 다음 전송된 데이터가 다시 1인 경우 상기 디코더(20)는 원래의 데이터값 1(

)로 복원한다. 상기와 같이 데이터를 복원한 디코더(20)는 ACK신호를 통해 원래의 데이터값을 복원하였음을 인코더(10)로 보고한다.

그런데, 상기와 같은 인코딩 방식에 의하면 인코더(10)에서 디코더(20)로의 데이터 전송 시 서로 다른 전송로 상의 신호가 전기적인 결합에 의해 다른 회선에 영향을 주는 도선 사이의 누화(Crosstalk)현상으로 인해 전송 지연시간이 매우 길다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도선 사이에서 발생하는 누화의 영향을 감소시켜 데이터의 전송 지연시간을 감소시킬 수 있도록 하는 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 회로 및 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 n비트의 입력값에 대해

(=N)에 해당하는 수의 출력 신호 중 어느 하나의 위상을 반전하여 인코딩된 데이터값을 출력하는 인코더 및 상기 인코더의 출력값을 디코딩하여 원래의 데이터값을 복원하는 디코더를 포함하 여 이루어지는 2위상 N분의 1 핸드셰이크 데이터 전송 회로에 있어서, 상기 인코더는 현재 전송할 데이터값과 이전 전송 데이터값의 차분값을 인코딩하여 출력하고, 상기 디코더는 상기 인코더의 출력값과 이전 데이터값을 합하여 현재의 원래 데이터값을 복원하는 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 회로에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 상기 목적은 n비트의 입력값에 대해

(=N)에 해당하는 수의 출력 신호 중 어느 하나의 위상을 반전하여 인코딩된 데이터값을 출력하는 인코더 및 상기 인코더의 출력값을 디코딩하여 원래의 데이터값을 복원하는 디코더를 포함하는 데이터 전송 회로에서의 데이터 전송 방법에 있어서, 상기 인코더가 현재 전송할 데이터값과 이전 전송 데이터값의 차분값을 인코딩하여 출력하는 제1단계와; 상기 디코더가 상기 인코더의 출력값과 이전 데이터값을 합하여 현재의 원래 데이터값을 복원하는 제2단계; 를 포함하여 이루어지는 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 방법에 의해 달성된다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 회로의 개념도이고, 도4는 본 발명의 데이터 전송 회로에서의 신호 출력 파형을 나타낸 것이다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 데이터 전송 회로는 인코더(100)와 디코 더(200)로 이루어지며, 현재 데이터값과 이전 데이터값의 차분값을 이용하는 데이터 인코딩을 기반으로 하는 2위상 N분의 1 핸드셰이크 데이터 전송 회로이다.

상기 인코더(100)는 데이터 인코딩을 수행하고 인코딩된 데이터를 디코더(200)로 전송하며, 인코더(100)가 n비트의 길이를 가지는 현재 데이터값과 과거 데이터값의 차분값을 계산하여

(=N)개의 출력 중 하나의 위상 반전 신호를 통해 전송한다.

즉, 도4의 출력 파형과 같이 인코더(100)의 입력 데이터의 비트길이가 2일때, 필요한 출력의 수 N은 4(=2²)이고, 이전 입력값이 0(

), 현재 입력값이 2(

)일 경우, 출력 +2의 신호를 하이 상태로 변화시켜 전송한다. 다음 입력값이 3(

)이면, 이전 데이터값인 2과 현재 데이터값인 3의 차분값으로서 출력 +1의 신호를 하이 상태로 변화시켜 데이터를 전송하며, 그 다음 데이터가 다시 3(

)이면, 이전 데이터값인 3과 현재 데이터값인 3의 차분값으로서 출력 +0의 신호를 하이 상태로 변화시켜 데이터를 전송하는 것이다.

한편, 상기와 같이 인코더(100)에 의해 인코딩된 데이터를 입력 받은 디코더(200)는 원래의 값을 복원하여야 하는데, 데이터의 비트 길이가 2이고, 출력 수 N이 4인 경우, 인코딩된 데이터가 +2이고, 이전 복원 데이터값이 0인 경우, 이전 복원 데이터값에 현재 입력된 차분 데이터값을 합하여 원래 데이터값 2(

)로 복원한다. 다음 입력 데이터값이 +1인 경우 이전 복원 데이터값인 2과 현재 입력 데이 터값인 1을 합하여 원래 데이터값 3(

)을 복원하고, 그 다음 전송된 데이터가 다시 +0인 경우 이전 복원 데이터값 3(

)로 복원한다.

상기 디코더(200)는 각 데이터를 복원하면, ACK신호를 통해서 디코더(200)가 원래의 데이터값을 모두 복원하였음을 인코더(100)로 보고한다.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인코더 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 데이터 전송 회로를 구성하는 인코더(100)는 모듈러 차분기부(Modular Substraction, 110), 원 핫(one-hot) 인코더부(120), 트랜지션 발생부(130)를 포함하여 구성되며, 상기 트랜지션 발생부(130)는 다시 트랜지션 발생기부(131)와 플립플롭부(Flipflop, 132)로 구성된다.

상기 모듈러 차분기부(110)는 n비트 길이를 가지는 현재 데이터값과 이전 데이터값의 차분값을 구한다.

상기 원 핫 인코더부(120)는 상기 차분기부(110)의 출력값인 차분값을 N(=

)개의 출력에서 하나의 출력을 하이 상태로, 나머지 출력들은 로우 상태로 변경하여 출력한다. 예를 들어 n이 2이면, 차분값이 2인 경우 이진 데이터인

로 해석하여 출력1 내지 출력4의 신호 중 출력3의 신호만을 하이 상태로 하여 출력하는 것이다.

트랜지션 발생부(130)의 트랜지션 발생기부(131)는 상기 원 핫 인코더부(120)의 N개의 출력을 이용하여, 이전의 인코더(100) 출력 신호에서 해당 신호의 상태를 변경하고 플립플롭부(132)에 저장하는 역할을 수행한다.

상기 원 핫 인코더부(120)의 예에서와 같이, 원 핫 인코더부(120)가 출력1 내지 출력4의 신호 중 출력3의 신호만을 하이 상태로 하여 출력하면, 트랜지션 발생부(130)는 이전의 인코더(100) 출력 신호에서 출력3의 신호를 확인하고, 이전의 출력3의 신호가 로우 상태이면 하이 상태로, 하이 상태면 로우 상태로 변경하는 것이다.

이때, 상기 트랜지션 발생부(130)는 논리게이트 XOR과 플립플롭(Flipflop)으로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

다음, 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디코더 구성도로서, 디코더(200)는 트랜지션 검출기부(210), 원 핫(One-hot) 디코더부(220), 모듈러 덧셈기부(modular addition, 230), 래치부(240)로 구성된다.

상기 트랜지션 검출기부(210)는 인코더(100)로부터 인코딩 데이터가 도착했는지를 감지해서 현재 입력된 인코딩 데이터와 이전의 입력 데이터를 비교하여 N개의 출력 중 이전의 입력 데이터와 비교하여 변경된 어느 하나의 신호를 하이 상태, 나머지 출력을 로우 상태로 만든다.

이때, 상기 트랜지션 검출기부(210)는 논리게이트 XOR과 플립플롭(Flipflop)으로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다.

원 핫 디코더부(220)는 상기 트랜지션 검출기부(210)의 출력 신호를 이용하여 n비트의 차분값 데이터를 찾아내어 모듈러 덧셈기부(230)로 전송한다.

모듈러 덧셈기부(230)는 이전 데이터값을 저장하고 있다가, 상기 원 핫 디코더부(220)의 출력인 n비트의 차분값과 상기 저장하고 있는 이전 데이터값을 더하여 원래의 n비트 현재 데이터값을 복원하여 래치부(240)로 전달한다.

래치부(240)는 상기 모듈러 덧셈기부(230)에서 복원된 현재 데이터값을 저장하고, ACK신호를 인코더(100)에 전송한다.

한편, 상기 도5와 도6은 하나의 일반적인 실시예로서, 상기 인코더(100)와 디코더(200)의 각 구성은 경우에 따라 세부적인 기능이 통합되어 실시예보다 소수의 블록으로도 설계될 수 있으며, 보다 단순한 형태의 회로로 구성될 수 있다.

마지막으로, 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 회로에서의 데이터 전송 과정을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 데이터 전송 회로에서의 데이터 전송 과정은 먼저 인코더(100)로 n비트의 길이를 갖는 데이터가 입력되면, 인코더(100)는 현재 입력 데이터값과 이전 데이터값의 차분값을 구하고(S101), 차분값에 따라 N(=

)개의 출력에서 하나의 출력을 하이 상태로, 나머지 출력들은 로우 상태로 변경하여 N개의 출력 신호를 생성하는 방식으로 차분값을 인코딩한다(S102).

그리고, 인코더(100)는 상기의 N개의 출력 신호를 이용하여, 이전의 인코더 출력 신호인 이전 디코더(200)로의 전송 신호에서 상기 인코딩된 신호의 N개의 출력 중 하이 상태인 신호의 상태를 로우에서 하이 또는 하이에서 로우로 변경하여 트랜지션을 발생시켜 디코더(200)로 전송한다(S103).

다음, 상기 인코더(100)로부터의 출력 신호를 입력 받은 디코더(200)는 현재 입력 신호와 이전 인코더(100)로부터의 입력 신호를 비교하여 N개의 출력 중 이전의 입력 데이터와 비교하여 변경된 어느 하나의 신호를 하이 상태, 나머지 출력을 로우 상태로 만들어 트랜지션을 검출하고(S104), 이를 이용하여 n비트의 차분값을 검출한다(S105).

그리고, 상기 디코더(200)는 이전의 실제 데이터값과 현재 검출된 n비트의 차분값을 더하여 원래의 n비트 현재 데이터값을 복원하여 저장 및 출력하고(S106), ACK신호를 인코더(100)에 전송한다(S107).

한편, 상기와 같은 본 발명의 데이터 전송 회로 및 방법과, 기존의 데이터 전송 회로 및 방법에서 N이 2이고, 순차적으로 데이터값이 증가하는 경우의 데이터 전송에서 평균적으로 최악의 시간을 가지는 비율은, 기존의 데이터 전송 회로에서는 인코더에서 디코더로의 전체 데이터 전송에서 평균적으로 약 90.1%가 최악의 전송시간을 가지고, 나머지 9.9%가 보다 나은 전송시간을 가져 데이터 전송시 도선 사이의 누화의 영향으로 전송 지연시간이 매우 큰 반면, 본 발명에 따른 데이터 전송 회로에서는 51.9%가 최악의 전송시간을 가지고, 48.1%가 보다 나은 전송시간을 가지게 되어, 기존의 전송 회로와 비교하여 볼 때 본 발명에서 도선에서의 누화 현상이 크게 감소한다는 것을 알 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수 적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 발명의 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 회로 및 방법에 의하면, 인코더에서 디코더로의 데이터 전송 시 도선에서의 누화의 영향이 크게 감소되어 데이터의 전송 지연시간이 감소된다는 효과가 있다.

Claims

n비트의 입력값에 대해
(=N)에 해당하는 수의 출력 신호 중 어느 하나의 위상을 반전하여 인코딩된 데이터값을 출력하는 인코더 및 상기 인코더의 출력값을 디코딩하여 원래의 데이터값을 복원하는 디코더를 포함하는 데이터 전송 회로에 있어서,

상기 인코더는, 현재 전송할 데이터값과 이전 전송 데이터값의 차분값을 인코딩하여 출력하고,

상기 디코더는, 상기 인코더의 출력값과 이전 데이터값을 합하여 현재의 원래 데이터값을 복원하는 것을 특징으로 하는 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 회로.
제1항에 있어서,

상기 인코더는,

현재 전송할 데이터값과 이전 전송 데이터값의 차분값을 산출하는 모듈러 차분기부와;

상기 모듈러 차분기부의 출력값에 따라 하나의 출력이 하이 상태이고, 나머지의 출력이 로우 상태인 N(=
)개의 출력 신호를 생성하는 원 핫 인코더부와;

이전의 인코더 출력 신호를 상기 원 핫 인코더부의 출력 신호에 따라 변경되 는 출력 신호의 해당 위상을 반전시켜 트랜지션을 발생시키는 트랜지션 발생부;

를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 회로.
제2항에 있어서,

상기 트랜지션 발생부는,

논리게이트 XOR과 플립플롭(Flipflop)으로 이루어짐을 특징으로 하는 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 회로.
제1항에 있어서,

상기 디코더는,

상기 인코더로부터 인코딩 데이터가 수신되면 이전의 입력 데이터와 비교하여 하나의 출력이 하이 상태이고 나머지 출력이 로우 상태인 트랜지션을 출력하는 트랜지션 검출기부와;

상기 트랜지션 검출기부의 출력 신호를 이용하여 n비트의 차분값을 출력하는 원 핫 디코더부와;

상기 원 핫 디코더부의 출력값인 차분값과 이전의 데이터값을 합하여 원래의 n비트 데이터값을 복원하는 모듈러 덧셈기부; 및

상기 복원된 원래의 n비트 데이터값을 저장하는 래치부;

를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 회로.
제4항에 있어서,

상기 트랜지션 검출기부는,

논리게이트 XOR과 플립플롭(Flipflop)으로 이루어짐을 특징으로 하는 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 회로.
n비트의 입력값에 대해
(=N)에 해당하는 수의 출력 신호 중 어느 하나의 위상을 반전하여 인코딩된 데이터값을 출력하는 인코더 및 상기 인코더의 출력값을 디코딩하여 원래의 데이터값을 복원하는 디코더를 포함하는 데이터 전송 회로에서의 데이터 전송 방법에 있어서,

상기 인코더가 현재 전송할 데이터값과 이전 전송 데이터값의 차분값을 인코딩하여 출력하는 제1단계와;

상기 디코더가 상기 인코더의 출력값과 이전 데이터값을 합하여 현재의 원래 데이터값을 복원하는 제2단계;

를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 방법.
제6항에 있어서,

상기 제1단계는,

n비트의 데이터가 입력되면, 입력된 데이터값과 이전 전송 데이터값의 차분값을 산출하는 차분값 산출 단계와;

상기 산출된 차분값에 따라 하나의 출력이 하이 상태이고, 나머지의 출력이 로우 상태인 N(=
)개의 출력 신호를 생성하는 인코딩 단계와;

상기 인코딩 단계의 현재 출력 신호에 따라, 이전의 N개의 인코더 출력 신호에서 상기 현재 출력 신호 중 하이 상태의 신호에 해당하는 신호의 위상을 반전시켜 트랜지션을 발생시키는 트랜지션 발생 단계;

를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 방법.
제7항에 있어서,

상기 트랜지션 발생 단계는,

논리게이트 XOR과 플립플롭(Flipflop)에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 방법.
제6항에 있어서,

상기 제2단계는,

상기 인코더로부터 인코딩 데이터가 수신되면 이전의 입력 데이터와 비교하여 하나의 출력이 하이 상태이고 나머지 출력이 로우 상태인 N(=
)개의 출력 신 호로 이루어지는 트랜지션을 출력하는 트랜지션 검출 단계와;

상기 트랜지션 검출 단계의 출력 신호를 이용하여 n비트의 차분값을 출력하는 차분값 검출 단계와;

상기 출력값인 차분값과 이전의 원래 데이터값을 합하여 현재 원래의 n비트 데이터값을 복원하여 저장 및 출력하는 데이터 복원 단계;

를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 방법.
제9항에 있어서,

상기 트랜지션 검출 단계는,

논리게이트 XOR과 플립플롭(Flipflop)에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 차분값 데이터 인코딩 기반의 데이터 전송 방법.