KR20060066676A - 클록 동기화 방법, 시스템 및 장치 - Google Patents

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KR20060066676A
KR20060066676A KR1020057024704A KR20057024704A KR20060066676A KR 20060066676 A KR20060066676 A KR 20060066676A KR 1020057024704 A KR1020057024704 A KR 1020057024704A KR 20057024704 A KR20057024704 A KR 20057024704A KR 20060066676 A KR20060066676 A KR 20060066676A
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제프 베네트
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은, 하나 이상의 1394 버스에 부착된 컴퓨터와의 802.11 통신을 이용하는 무선 장치를 갖는 1394 버스의 클록 동기화를 제공하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 후속 전송 시간을 나타내는 소프트웨어 비컨 경보를 수신하고 상기 소프트웨어 비컨 경보를 상기 마스터 장치와 관련된 제 1 위상 동기 루프 회로에 제공하여 필터링된 소프트웨어 비컨 경보를 생성함으로써 제 1 버스에 부착된 무선 마스터 장치의 내부 시간축을 동기화하는 것을 포함한다. 제 1 위상 동기 루프 회로는 제로 에러에 대해 비대칭이다. 타이밍 메시지는 마스터 장치로부터 적어도 하나의 슬레이브 장치와 관련된 제 2 위상 동기 루프 회로로 전송된다. 타이밍 메시지는, 마스터 장치가 후속 소프트웨어 비컨 경보 메시지를 수신하기 전에 적어도 하나의 슬레이브 장치로 전송되어야 하며, 따라서 무선 마스터 장치 및 적어도 하나의 슬레이브 장치는 다른 버스에 있더라도 동기화된다. 본 발명은 무선 수단을 갖는 1394 장치가 802.11 WLAN 네트워크 상에서 통신할 수 있도록 하며, 따라서 1394 직렬 버스 양단의 마스터와 슬레이브 장치 사이에서의 통신이 동기화될 수 있다.

Description

클록 동기화 방법, 시스템 및 장치{METHOD FOR CLOCK SYNCHRONIZATION OF WIRELESS 1394 BUSES FOR NODES CONNECTED VIA IEEE 802.11 LAN}
본 발명은 IEEE 1394와 같은 표준에서 지정되어 있는 장치의 동기화에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 802.11A 또는 802.11B 무선 표준을 통해 접속된 IEEE 1394 장치의 동기화에 관한 것이다.
IEEE 1394는 일반적으로 장치들이 직렬 케이블을 통해 접속되는 직렬 버스에 대한 표준이다. 예를 들어, 캠코더, 카메라 또는 모니터가 1394 버스를 통해 제 1 컴퓨터에 접속될 수 있다. 제 1 컴퓨터는 아마도 1394 장치와 컴퓨터 사이의 통신을 제어하고 중계하기 위해 이들의 슬롯들 중 하나에 플러그 접속되는 1394 어댑터 카드를 구비하고 있을 것이다.
그러나, 802.11 무선의 출현으로, 컴퓨터와 같은 단일 장치 내에 카메라, 캠코더, 모니터 등과 같은 장치들을 제어할 수 있는 1394 카드와 802.11 어댑터 카드를 구비하는 것이 가능하다. 다른 컴퓨터가 제 1 컴퓨터와 통신할 수 있으며, 필요하다면, 예를 들어 카메라에 의해 캡처된 화상들이 제 2 컴퓨터로 전송될 수 있 다. 화상을 제 2 컴퓨터로 전송하기 위해, 카메라는 화상 데이터를 1394 배선 버스를 통해 제 1 컴퓨터로 전송한다. 무선 통신, 특히 302.11a 또는 802.11b(이하에서는 "802.11 a/b"라고 함)와 같은 WLAN의 출현으로, 이 특정한 통신 방법이 제 1 및 제 2 컴퓨터 사이의 통신에 사용될 가능성이 높아졌다.
802.11과 같은 무선 통신을 통해 다른 버스 상의 다른 1394 장치와 통신하기 위한 1394 버스에 부착된 1394 장치에 있어서, 대부분의 1394 표준은 완전한 1394 기능을 제공하도록 복제되어야 한다. 일반적으로 접속된 장치들의 동기화는 IEEE 1394 표준에 지정되어 있으며, 이 기능을 달성하기 위한 방법은 ETSI TS 101 493-3의 "Hiperlan"이란 제목의 유럽 무선 표준에 설명되어 있다.
그러나, 802.11a/b를 통해 통신을 시도하는 상이한 고정 배선 버스(hardwired bus) 상에서 1394 장치들을 동기화하는 방법은 알려져 있지 않다.
1394 표준을 이용하는 장치들은 타이밍을 위해 동기 시스템을 사용하기 때문에, 동기화 문제가 중요하다. 802.11a/b 표준은 규칙적인 간격으로 전송되는 비컨을 갖지만, 이 비컨의 송신 또는 수신은 802.11a/b 장치 외부에서 직접 액세스할 수는 없다. 컴퓨터는 SBA(Software Beacon Alert)에 대한 액세스를 갖는다. 이 경보는, 비컨이 짧게 송신될 것이며 소프트웨어가 비컨 데이터를 준비해야 한다는 802.11a/b로부터의 통지이다. 또한, 이 경보는 802.11a/b 시간축으로부터의 지연에 있어 큰 가변성을 갖기 때문에 동기화에 직접 사용될 수 없다. TBTT(target beacon transition time)는 시간이 수퍼프레임이라고 하는 반복된 주기로 분할되는 전송된 프레임들 사이의 시공(time space)이 무엇인 지를 장치들이 알게 하기 위해 PC(Point Coordinator)에 의해 802.11에서 사용된다. 수퍼프레임은, 프로토콜 파라미터를 전송하고 스테이션 내의 로컬 타이머를 동기화시키는 비컨 프레임으로 시작한다. 따라서, 802.11 네트워크에 접속된 모든 스테이션은 다음 비컨 프레임이 언제 도달하는 지를 알 수 있는데, 이것은 비컨 프레임 내에서 통지된다.
802.11a/b는 모두 일정 속도로 전송되는 비컨을 이용하지만, 802.11a/b는 비동기 프로토콜이다. 802.11이 본래 어댑터 카드(무선)와 그것이 접속되는 컴퓨터(제어를 위해 필요한 "스마트"를 가짐)로 분할되고, 이 카드가 컴퓨터에 의해 서비스되는 인터럽트를 발생해야 하기 때문에, 이 문제는 더욱 복잡해진다.
따라서, 여러 1394 버스에 부착된 장치들의 통신을 위해 모든 802.11a/b 장치에 의해 사용될 수 있는 정확한(즉, 완벽한)벽 시계를 제공할 필요가 있다.
본 발명은 802.11a/b WLAN을 통해 접속된 1394 장치를 동기화하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 제 1 측면에 따르면, 제 1 PLL(Phase Lock Loop)을 이용하는 2 단계 프로세스 중 제 1 단계는 1394 버스의 통신을 동기화하는데 사용될 수 있는 완벽한 시계를 제공하는데 이용된다.
본 발명의 제 2 측면에 따르면, 2 단계 프로세스의 제 2 단계는 제 1 1394 버스(205)(도 2에 도시되어 있음)로부터 사이클 시간 정보를 컴퓨터 슬레이브 장치(210b, 210c)에 전송하는 것으로, 여기서 컴퓨터 슬레이브 장치(210b)는 제 2 PLL을 포함한다.
따라서, 본 발명은 SBA에 대한 내부 시간축을 동기화하고, 이 시간축을 이용하여 1394 버스를 동기화하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일측면의 개요를 제공하는 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 구성을 도시한 도면.
본 발명에 따르면, 다음의 차이를 갖는, 즉 위상 이득이 제로 에러(zero error)에 대해 대칭이 아닌 각각의 1394 버스에 부착된 802.11 장치를 동기시키기 위해 디지털 위상 동기 루프(PLL)를 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 개요를 도시한 도면이다. 프로세스는 두 단계를 포함한다.
단계 110에서, 제로 에러에 대해 비대칭인 제 1 PLL 회로에 소프트웨어 비컨 경보를 제공함으로써 내부 시간축이 소프트웨어 비컨 경보에 동기화된다. 이용된 위상 이득은 통상 전체적으로 직선(선형) 이득은 아니다. 예를 들면, 작고 일정한 값인 이득은 마지막 부분의 비컨을 나타낸다. 그러나, 크고 비례적인(선형) 이득은 비컨이 초기 부분임을 나타낸다.
소프트웨어 비컨 경보는 다음 비컨 프레임의 시간을 제공하는데, 이것은 TBTT(target beacon transition time)라고도 한다. 그러나, 전술한 바와 같이, 소프트웨어 비컨 경보는 흔히 지연을 초래하며, 이 때문에 그 자체로는 타이밍 기준으로서 부적합하다. 소프트웨어 비컨 경보의 시간 변동(time variation)은 거의 항상 어느 정도까지 지연된다. 본 발명은, 소프트웨어 비컨 경보가 늦을 때에는 일정하고 작지만 소프트웨어 비컨 경보가 이를 때에는 크고 비례적인 위상 검출기 이득을 갖는 PLL을 이용함으로써 소프트웨어 비컨 경보의 시간 변동을 보상한다. 이 함수는 버스에 접속된 모든 무선 1394 장치 상에서 동일하게 구현되며, 이들 모두에게 공통의 안정된 시간축을 제공하여, 여러 버스에 고정 배선된 장치를 동기화시킨다.
단계 120에서, 동기화된 내부 시간축은 소프트웨어 비컨 경보의 시간으로 동기화되며, 컴퓨터들 중 하나의 1394 어댑터 카드의 사이클 시간을 샘플링하고 특정 카드가 사이클 마스터가 되도록 지정하는데 사용된다. 사이클 마스터는 필터링된 소프트웨어 비컨 경보에 응답하여 1394 시간축을 샘플링한다. 그 다음에 마스터는 이 시간을 모든 다른 무선 1394 장치에 고유 메시지로 전송한다. 이것이 획득된 시간은 모든 무선 1394 장치에게 알려져 있으므로, 이 시간이 다음 소프트웨어 비컨 경보에 의해 전송되는 한, 이 시간을 다른 장치로 전송하는데 걸리는 시간은 중요하지 않다.
단계 130에서, 슬레이브인 나머지 장치들은 수신된 타이밍 메시지를 마스터로부터 제 2 PLL로 제공한다. 제 2 PLL을 사용하면, 에러 검사를 할 수 있으며, 1394 사이클 시간 내에서의 순간 변화를 1394 사이클당 +/- 1 클록으로 제한한다. 슬레이브 장치(210b, 210c)는 각각 자체 PLL 회로(255)(도시되지 않음)를 갖지만, 마스터 장치(210a)의 제 1 PLL(225)과 구성이 유사하다. 마스터와 슬레이브 사이의 통상의 에러는 단지 1394 사이클 당 하나의 클록의 일부일 뿐이다. 슬레이브 상의 PLL은 이 에러를 평가하여 많은 1394 사이클에 걸쳐 고르게 분배해야 한다. 예를 들면, 24.576 MHz 클록이 사이클당 1/2 클록 느린 슬레이브는, 다른 모든 사이클이 정상인 경우의 3072 개 대신에 3071 개의 클록을 포함한다는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명에 따른 무선 시스템을 구성할 수 있는 한 방법을 도시한 것이다. 버스(205, 207, 209)는 1394 버스이다. 장치(210a, 210b, 210c)는 통상 1394 어댑터 카드를 갖는 컴퓨터이다. 컴퓨터는 또한 카메라(212), 전화기(도시되어 있지 않음), 모니터(211) 등과 같은 WLAN 장치(213)와 무선 통신하기 위한 수단(214)을 포함한다. 본 예에서, 무선 표준은 802.11이지만 다른 무선 통신 형태를 사용할 수도 있다.
장치(210a)는 마스터 장치로서 지정되고, 장치(210b, 210c)는 슬레이브 장치로 지정된다. 제 1 위상 동기 루프(PLL)(225)는 소프트웨어 비컨 경보(216)를 수신한다. 제 1 PLL(225)은 제로 에러에 대해 대칭이 아닌 디지털 PLL이 바람직하다. 제 1 PLL(225)의 이득은 소프트웨어 비컨 경보가 통지된 도달 시간보다 늦은 경우에는 일정하며 작지만, 소프트웨어 비컨 경보가 이른 경우에는 크고 비례적이다. 이 함수는 모든 1394 무선 장치에 대해 동일하게 구현되어, 이들에게 공통의 안정적인 시간축을 제공한다. 슬레이브 장치(210b, 210c)는 수신된 시간 메시지를 마스터로부터 제 2 PLL(235)로 제공한다. 제 2 PLL(235)은 마스터 상의 에러에 대해 검사하고 많은 1394 사이클에 걸쳐 에러를 분배한다.
따라서, 모든 802.11a/b 장치는, 상이한 버스에 접속된다 하더라도, 동일한 1394 마스터 장치에 동기된다. 필터링된 인터럽트가 발생할 때마다. 사이클 시간이 판독될 수 있다. 802.11 카드로부터의 판독을 전송하는데 통상 약 1ms가 걸린다. 이 판독은 다음 소프트웨어 경보 상에서 사용된다. 슬레이브측은 마스터 1394 카드로부터의 델타 판독 외에 델타 판독을 제공하는데, 이 때문에 타이밍이 빠른 지 또는 느린 지에 대해 판단을 할 수 있다. 표준 PLL은, 사이클 시간을 로컬 사이클 시간과 비교함으로써, 이 타이밍을 판단하는데 사용될 수 있다. 따라서, 위상 정정을 얻기 위해 사전에 정해진 기간 동안에 타이밍 차가 수정될 수 있다.
본 발명의 사상 또는 첨부한 청구범위의 범주를 벗어나지 않고 본 발명에 다양한 수정이 이루어질 수 있다. 발명의 상세한 설명에 기재된 사항은 예시적일 뿐이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 개시된 예들은 다른 무선 장치들과의 통신을 위해 1394 어댑터 카드 및 802.11 카드를 갖는 컴퓨터를 사용하였지만, 다른 유형의 장치들이 1394 버스에 부착될 수도 있고, 무선 장치의 유형이 1394 버스에 부착된 장치와 통신할 수 있는 것일 수도 있다.

Claims (17)

  1. 각 노드들-상기 각 노드들 중 적어도 일부는 상이한 버스에 부착됨-과 통신하는 복수의 무선 장치(213)의 클록 동기화 방법에 있어서,
    (a) 후속 전송 시간을 나타내는 소프트웨어 비컨 경보(SBA)(216)를 수신하고 상기 소프트웨어 비컨 경보를 상기 마스터 장치(210a)와 관련된 제 1 위상 동기 루프 회로(225)에 제공하여 필터링된 소프트웨어 비컨 경보를 생성함으로써 제 1 버스(205)에 부착된 무선 마스터 장치(210a)의 내부 시간축(단계 110)을 동기화하는 단계(단계 110) -상기 제 1 위상 동기 루프 회로(225)는 제로 에러에 대해 비대칭 이득을 갖는 위상 검출기를 사용함- 와
    (b) 상기 제 1 버스(205) 상의 상기 마스터 장치(210)로부터, 복수의 버스 제각기의 제 2 버스(207) 및 제 3 버스(209) 중 하나의 버스에 부착된 적어도 하나의 슬레이브 장치(210b, 210c)와 관련된 제 2 위상 동기 루프 회로(235)로 전송된 타이밍 메시지를 수신하는 단계(단계 120)와,
    (c) 상기 마스터 장치(210a)가 후속 소프트웨어 비컨 경보 메시지를 수신하기 전에, 상기 제 2 위상 동기 루프(235)로부터 상기 제 2 버스 및 제 3 버스 중 상기 하나의 버스에 부착된 상기 적어도 하나의 슬레이브 장치(210b, 210c)로 상기 타이밍 메시지를 제공하여, 상기 무선 마스터 장치(210a) 및 상기 적어도 하나의 슬레이브 장치(210b, 210c)를 동기화시키는 단계(단계 130)를 포함하는
    클록 동기화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (b)에서 수신된 상기 타이밍 메시지는 에러 검사되는
    클록 동기화 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 슬레이브 장치의 사이클 시간에서의 상기 순간적인 변화는 1394 사이클 당 +/- 1 클록 펄스로 한정되는
    클록 동기화 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 마스터 장치(210a)와 상기 적어도 하나의 슬레이브 장치(210b, 210c) 사이에서 송신 및 수신된 상기 메시지는 802.11 WLAN 네트워크를 이용하는
    클록 동기화 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    (d) 상기 SBA가 상기 제 1 위상 동기 루프 회로(225)의 출력을 판정함으로써 늦는 지 또는 이른 지를 판정하는 단계 -사전에 정해진 값에 비해 작은 일정한 값은 상기 SBA가 늦다는 것을 나타내는 반면에, 상기 위상 동기 루프 회로(225)의 비교적 더 크거나 비례적인 이득은 상기 SBA가 이르다는 것을 나타냄- 를 더 포함하는
    클록 동기화 방법.
  6. 무선 노드의 클록 동기화 시스템에 있어서,
    후속 전송 시간의 표시를 제공하는 소프트웨어 비컨 경보를 수신하는 수단(216) 및 적어도 하나의 무선 장치(213)와 통신하는 수단(214)을 갖는 제 1 버스(205)에 부착된 마스터 장치(210a)와,
    상기 마스터 장치(210a)와 통신하는 제 1 위상 동기 루프 장치(225) -상기 제 1 위상 동기 루프 장치(225)는 제로 에러에 대해 비대칭이며, 위상 검출기 이득은 상기 소프트웨어 비컨 경보가 상기 표시된 후속 전송 시간보다 늦는 경우에 일정하며 비교적 작고, 상기 소프트웨어 비컨 경보가 상기 표시된 후속 전송 시간보다 이른 경우에 비교적 더 크고 비례적이며, 상기 제 1 위상 동기 루프는 필터링된 소프트웨어 비컨 경보 메시지를 제공함- 와,
    상기 마스터 장치에 의해 전송된 상기 필터링된 소프트웨어 비컨 경보 메시지를 수신하며, 적어도 하나의 무선 장치(213)와 무선 통신하는 수단(214)을 포함하는 적어도 하나의 슬레이브 장치(210b, 210c)와,
    상기 적어도 하나의 슬레이브 장치(210b, 210c)와 통신하는 제 2 위상 동기 루프 장치(235) -상기 제 2 위상 동기 루프 장치는 제로 에러에 대해 비대칭이며, 위상 검출기 이득은 상기 필터링된 소프트웨어 비컨 경보 메시지가 상기 표시된 후속 전송 시간보다 더 늦는 경우에 일정하며 비교적 더 작고, 상기 소프트웨어 비컨 경보 메시지가 상기 표시된 후속 전송 시간보다 더 이른 경우에 비교적 더 크고 비례적이며, 상기 제 1 버스의 상기 마스터 장치(210a) 및 상기 제 2 버스의 상기 적어도 하나의 슬레이브 장치(210b, 210c)는 동기화됨- 를 포함하는
    클록 동기화 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 위상 동기 루프 장치(235)에 의해 수신된 상기 필터링된 소프트웨어 비컨 경보 메시지는 에러 검사되는
    클록 동기화 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 슬레이브 장치(210b, 210c)의 상기 필터링된 소프트웨어 비컨 경보 메시지에 대한 사이클 시간에서의 상기 순간적인 변화는 +/- 1 클록 펄스로 한정되는
    클록 동기화 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 마스터 장치(210a)와 통신하는 제 1 무선 장치(213)와 상기 적어도 하나의 슬레이브 장치(210b, 210c)와 통신하는 제 2 무선 장치(215) 사이에서 송신 및 수신된 상기 메시지는 802.11 WLAN 네트워크를 이용하는
    클록 동기화 시스템.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 마스터 장치(210a)와 상기 적어도 하나의 슬레이브 장치(210b, 210c)는 IEEE 1394 장치 타이밍 표준에 부합되고, 상기 마스터 장치(210a)와 상기 적어도 하나의 슬레이브 장치(210b, 210c)는 각각의 1394 직렬 버스에 접속되는
    클록 동기화 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    복수의 IEEE 1394 직렬 버스를 더 포함하고, 상기 마스터 장치(210a)는 상기 복수의 IEEE 직렬 버스 중 제 1 버스에 부착되고, 상기 슬레이브 장치는 상기 복수 의 IEEE 1394 버스 중 제 2 버스에 부착되는
    클록 동기화 시스템.
  12. 무선 네트워크로부터 소프트웨어 비컨 경보를 수신하여 복수의 무선 노드를 동기화시키는 장치에 있어서,
    제로 에러에 대해 비대칭인 위상 동기 루프 필터(225)를 포함하여 후속 전송 시간을 나타내는 소프트웨어 비컨 경보를 동기화하는 수단 -위상 검출 이득은 상기 소프트웨어 비컨 경보(SBA)가 표시된 후속 전송 시간보다 더 늦는 경우에 일정하고 비교적 더 작고, 상기 SBA가 상기 표시된 후속 전송 시간보다 더 이른 경우에 더 크고 비례적이며, 상기 동기화 수단은 필터링된 소프트웨어 비컨 경보를 제공함- 과,
    마스터-슬레이브 장치(210a, 210b, 210c) -마스터 장치(210a)는 필터링된 소프트웨어 비컨 경보를 적어도 하나의 슬레이브 장치(210b, 210c)로 전송하고, 상기 마스터 장치(210a)와 적어도 하나의 슬레이브 장치(210b, 210c)는 각각 각각의 1394 직렬 버스에 부착되며, 상기 마스터 장치 및 상기 적어도 하나의 슬레이브 장치는 각각 802.11 무선 장치(213)와 무선 통신할 수 있음- 와,
    에러 검사를 수행하는 상기 적어도 하나의 슬레이브 장치(210b, 210c)용의 제 2 위상 동기 루프 필터 장치(235)를 포함하는
    장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 위상 동기 루프 필터 장치(235)는 순간적인 변화를 +/- 1 클록 사이클로 한정하는
    장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 위상 동기 루프 필터 장치(235)는 순간적인 변화를 복수의 사이클에 걸쳐 분배하는
    장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    각각의 슬레이브 장치(210b, 210c)가 각각의 제 2 위상 동기 루프 장치를 갖도록 적어도 부가적인 제 2 위상 동기 루프 장치(235)를 포함하는
    장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 마스터 장치(210a) 및 상기 적어도 하나의 슬레이브 장치(210b, 210c)와 통신하는 상기 무선 장치는 IEEE 802.11 프로토콜을 통해 통신하는
    장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 마스터 장치(210a) 및 상기 적어도 하나의 슬레이브 장치(210b, 210c)는 1394 직렬 버스와 통신하는 1394 어댑터 카드를 구비한 컴퓨터 및 802.11 장치와 무선 전송하기 위한 802.11 어댑터 카드를 포함하는
    장치.
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