KR20060094450A

KR20060094450A - 무선집적회로 및 무선통신방법

Info

Publication number: KR20060094450A
Application number: KR1020050102983A
Authority: KR
Inventors: 아츠히로 카이
Original assignee: 오끼 덴끼 고오교 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2006-08-29
Also published as: JP4509822B2; JP2006238042A; US20060187961A1; CN1825855A; CN1825855B; US7756158B2

Abstract

비콘 간격BI를 유지하여 데이터 송신을 확실하게 행할 수 있는 PHY탑재의 무선LSI 및 무선통신방법을 제공한다. 비콘 레지스터(49a)로부터 출력되는 비콘 송신신호S49a에 의해 변환되는 셀렉터(48f)를 사용하여, RAM(44)으로부터 PHY부(47)로 데이터를 송신하기 위한 데이터 송신요구신호S46f를 변환하고, 이 신호S46f가 "1"이 된 시점에서 전송을 시작하는 구성으로 하고 있다. 이에 따라 비콘 데이터의 송신시에 있어서는, 비콘 데이터를 미리 RAM(44)에 전송해 두고, 비콘 송신 간격BI시점, PHY부(47)가 송신상태에 있어서 비콘 데이터의 송신을 행하게 되어, 비콘 간격BI를 유지하는 것이 가능하게 되고, PHY부(47)의 상태에 의한 전송 데이터의 송신 미스를 방지할 수 있게 된다.

비콘 데이터, RAM, PHY, 무선LSI

Description

무선집적회로 및 무선통신방법{WIRELESS INTEGRATED CIRCUIT AND WIRELESS COMMUNICATION METHOD}

도 1은 본 발명의 실시예 1을 도시하는 PHY탑재의 무선LSI에 있어서의 개략의 구성도,

도 2는 도 1의 비콘 데이터 송신시에 있어서의 통신방법을 도시하는 타이밍 차트,

도 3은 도 1의 비콘 데이터 송신시에 있어서의 비콘 간격BI의 어긋남을 도시하는 도면,

도 4는 종래와 같이 비콘 레지스터(49a) 및 셀렉터(46f)를 마련하지 않았을 때의 비콘 데이터 송신시에 있어서의 통신 방법을 도시하는 타이밍 차트,

도 5는 종래와 같이 비콘 레지스터(49a) 및 셀렉터(46f)를 마련하지 않았을 때의 비콘 데이터 송신시에 있어서의 비콘 간격BI의 어긋남을 도시한 도면,

도 6은 근거리 무선통신에 이용되는 ZigBee의 프로토콜 구성을 도시하는 통신계층 모델도,

도 7은 2대의 통신 기기 사이에 있어서 ZigBee의 데이터 송수신을 행할 경우의 흐름을 도시하는 도면,

도 8은 수퍼 프레임구조의 구성예를 도시하는 도면,

도 9는 종래의 PHY탑재의 무선LSI의 회로구성예를 도시하는 기능 블럭도면이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

40: 무선LSI 41: 안테나

42: RF부 43: 모뎀부

44: RAM 46: 래퍼

47: PHY부 48: 시큐어리티부

49: 레지스터부 49a: 비콘 레지스터

50: PHYI/F부 60: 호스트

61: MAC부 62: CPU

본 발명은, 물리층(PHYsical LAYER, 이하「PHY」라고 한다)과, 이 상위의 매체 액세스 제어층(Media Access Control LAYER, 이하「MAC」이라고 한다)을 포함하는 데이터 링크층(Data Link LAYER)과의 인터페이스(이하 「I/F」라고 한다)가 IEEE(미국전기전자기술자 협회)802. 15. 4에 준거하여, 무선LAN(Local Area Network)규격의 IEEE802 . 11b과 같은 2. 4GHz대의 주파수대역을 16의 채널로 분 할하여 이용하는 무선통신용 규격에 포함되는 근거리 무선 통신용 규격의 하나인 ZigBee(ZigBee Alliance의 상표)를 사용한 대규모 무선집적회로(이하 「무선LSI」라고 한다)와 무선통신방법, 특히 그 송신 데이터 제어에 관한 것이다.

종래, ZigBee를 사용한 무선LSI 및 무선통신방법으로서는, 예를 들면 다음과 같은 문헌에 기재되는 것이 있었다.

[비특허문헌 1]오키 테크니컬 뷰, 오키덴끼공업(주), 2004년 10월 1일, 제71권, 제4호, p. 24-29,70-73

[특허문헌 1] 특허 제3513596호 공보(도 1)

도 6은, 비특허문헌 1, 특허문헌 1등에 기재된 근거리 무선 통신에 이용되는 ZigBee의 프로토콜 구성을 도시하는 통신 계층 모델 도면이다.

ZigBee의 프로토콜 구성은, 예를 들면 WL-PAN(Wireless Personal Area Network)의 국제표준규격인 IEE802. 15. 4의 PHY1과, MAC2 및 논리 링크 제어층(Logical Link Control LAYER, 이하 「LLC」이라고 한다)을 포함하는 데이터 링크층을 사용하여, 이 상위의 네트워크층(NETWORK LAYER)(3) 및 어플리케이션I/F층(APPLICATION I/F LAYER)(4)을 ZigBee로 규격화하고 있다. 어플리케이션 I/F층(4)의 상위에는, 유저(CUSTOMER)가 임의로 규정할 수 있는 어플리케이션층(APPLICATIONS LAYER)(5)이 마련되고 있다.

PHY1은, 수신 전력 측정이나 링크 품질통지, 채널의 사용상황을 확인하는 CSMA-CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance;반송파감지 다량 액세스―충돌회피)등의 데이터 송수신 기능을 갖고 있고, 네트워크 구축시에 각 채널의 수신 전력을 측정하여, 타시스템으로부터의 간섭 전력이 적은 채널을 찾을 수 있다. 또, 사용하고 있는 채널 품질이 열화된 경우에, 통신 채널을 변경하는 구조도 제공되고 있다. PHY1의 방법은, 예를 들면 주파수가 2.4GHz, 채널수가(16), 변조 방식이 0-QPSX(Quadrature Phase Shift Keying), 확산방식이 DSSS(Direct Spread Spectrum;직접 시퀸스·스펙트럼 확산), 데이터 레이트가 250kbi t/s, 사용 가능지역이 전세계이이다. 데이터 링크층은, 데이터포맷 처리층인 MAC2과, LLC를 갖고 있다. 네트워크층(3)은, 네트워크 위에 접속된 2노드간의 데이터 전송관리를 행하는 층이다.

MAC(2)에서는, 간헐동작이나 대역보증 통신을 행하는 비콘(BEACON) 모드와, 전노드 사이에서 서로 직접 통신하는 넌비콘모드가 규정되고 있다. 비콘 모드는, PAN(Personal Area Network)코디네이터라 불리는 네트워크 관리노드를 중심으로 하는 스타형 네트워크로 사용된다. PAN코디네이터가 비콘 신호를 정기적으로 송신하고, 다른 노드는 비콘 신호에 동기하여, 할당된 기간에 통신한다. 코디네이터가 할당한 유일한 노드만이, 채널을 점유하여 충돌이 일어나지 않고 통신이 가능하며, 저지연이 요구되는 통신에 이용된다. 한편, 넌비콘모도는, CSMA-CA로 항상 채널 액세스하는 모드이다. 주변 노드와 직접 통신하는 메쉬 링크로 사용할 경우, 각 노드가 언제나 직접 통신할 수 있는 대신에, 항상 자기앞으로 데이터를 수신할 수 있도록 수신 대기할 필요가 있고, 비콘 모드와 같이 간헐동작에 의해 전력 절약화가 불가능하다.

도 7은, 2대의 통신기기 사이에 있어서 ZigBee의 데이터 송수신을 행할 경우 의 흐름을 도시한 도면이다.

예를 들면 2대의 통신 기기(10-1,10-2) 사이에 있어서, 무선주파수(Radio Frequency;RF) 2.4GHz에 의한 ZigBee의 데이터 송수신을 행할 경우, 각 통신 기기(10-1,10-2)에는, 무선 송수신부(이하「RF부」라고 한다)(11), 변복조를 행하는 모뎀부(MODEM)(12), PHY부(13), PHYI/F부(14), MAC부(15), MACI/F부(16), 네트워크층부(NETWORK)(17), 어플리케이션I/F부(APPLICATIONI/F)(18) 및 어플리케이션층부(APPLITION)(19)등이 마련된다.

RF부(11)는, IEEE802.15.4의 PHY1에 규정된 RF2.4GHz로 안테나를 통해 송수 배를 행하는 트랜시버이다. 모뎀부(12)는, IEEE802.15.4의 PHY1에 규정된 변복조 회로규정에 따라, PHY부(13)와의 데이터를 변조 또는 복조한다. PHY부(13)는, IEEE802.15.4의 PHY1의 규정에 있는 데이터포맷에 따라, 송신시에 있어서 모뎀부(12)로 IQ데이터를 출력하고, 수신시에 있어서 복조데이터를 입력한다. PHYI/F부(14)는, 동기 시리얼I/F(Synchronous Communication Interface, 이하「SCI」라고 한다 )등의 시리얼I/F를 사용하여, PHY부(13)와 MAC부(15) 사이의 데이터의 송수신을 행한다.

MAC부(15)는, IEEE802.15.4의 MAC2의 모든 MAC커맨드(명령)를 핸들링 한다. 송신 데이터는, MAC부(15)로부터 PHY부(13)로 전송되고, 모뎀부(12)에서 변조되어 RF부(11) 및 안테나로부터 송신된다. 안테나 및 RF부(11)로 수신된 수신 데이터는, 모뎀부(12)에서 복조되고, PHY부(13) 및 PHYI/F부(14)를 통해, MAC부(15)에서 해석되어, 상위(네트워크층부(17))로 전송된다. MACI/F부(16)는, SCI등의 시리얼 I/F를 사용하여, MAC부(15)와 네트워크층부(17) 사이의 데이터의 송수신을 행한다. 네트워크층부(17)에서는, 시리얼I/F를 사용하여 호스트측의 중앙처리장치(이하「CPU」라고 한다) 사이에서 데이터의 송수신을 행한다.

IEEE802.15.4에 준거하여, ZigBee의 규정을 따른 무선LSI를 개발할 경우의 회로구성예로서는, 유저(CUSTOMER)마다 네트워크 구성을 고려하여, MAC탑재의 무선LSI(1OA)와, PHY탑재의 무선LSI(10B)가 있다. MAC탑재의 무선LSI(10A)는, IEEE802.15.4에 준거한 RF부(11), 모뎀부(12), PHY부(13), PHYI/F부(14) 및 MAC부(15)와, ZigBee로 규정된 상위층과의 MACI/F부(16)까지 입력한 회로이며, 상위계층의 호스트CPU와의 데이터 송수신을 간소화할 수 있는 이점이 있다. 이에 대하여 PHY탑재의 무선LSI(10B)는, IEEE802 .15.4에 준거한 RF부(11), 모뎀부(12), PHY부(13) 및 PHYI/F부(14)까지를 포함한 회로이다. 유저가 독자 MAC까지 개발하고 있는 경우에는, PHY탑재의 무선LSI(10B)를 채용한 쪽이, 유저가 원하는 MAC을 탑재할 수 있기 때문에 자유도가 늘어난다.

도 7에 도시하는 IEEE802.15.4의 MAC부(15)의 특징의 하나로서, 비콘을 사용한 수퍼 프레임구조를 사용하고 있다. 이 수퍼 프레임구조의 구성예를 도 8에 도시한다.

수퍼 프레임구조는, 비콘 간격을 모든 디바이스가 액세스가능한 CAP(Contention Access Period), 특정한 디바이스가 전유(專有)하여 액세스가능한 CFP(Contention Free Period), 모든 디바이스가 액세스 금지가 되는 Inactive기간으로 분할하고 있다. 또, CFP은, GTS(Guaranty Time Slot)메커니즘에 의해 7등분 되어, 통신을 우선적으로 행하고 싶은 디바이스로 할당하는 것이 가능하다. 도 8은, GST메커니즘에 의해 7등분된 시간구분을 GTS1, GTS2에 각각 3구분씩 할당했을 때의 배분을 도시하고 있다. 이 기간을 할당되어진 디바이스는 우선적으로 데이터 송수신을 행할 수 있다. 또, 비콘 간격BI는, 수퍼 프레임 시간 SD이상으로 설정된다(BI≥SD).

이 수퍼 프레임구조를 사용하여, 비콘 간격을 설정한 후, 항상 같은 간격을 유지하면서 데이터 송수신을 하게 된다. 따라서, IEEEE802.15.4에 있어서, 비콘의 송신간격(비콘 간격)BI에 관한 규정이 있으며, 이를 지킬 필요가 있다. 거기에서, 무선LSI 내부에 타이머를 마련하여, 비콘 송신시에 그 내부타이머를 스타트 시키고, 내부 레지스터에 저장하는 비콘 간격 설정값과 내부타이머를 비교하여, 일치한 시점(비콘 간격BI가 된 시점)에서 인터럽트를 일으켜, 인터럽트에 의해 비콘을 송신하는 것으로 간격을 유지하는 회로를 이용하는 경우가 많다.

도 9는, 비특허문헌 1에 기재된 종래의 PHY탑재의 무선LSI(1OB)의 회로 구성예를 도시하는 기능 블록도이다.

PHY탑재의 무선LSI(10B)는, 호스트(30) 사이에서 SCI등으로 시리얼하게 신호의 주고받음을 행하는 칩으로, 안테나(21)에 접속된 RF부(11)를 갖고 있다. RF부(11)는, 시리얼 전송 신호선에 의해 모뎀부(12)와 접속되고, 이 모뎀부(12)가 시리얼 전송 신호선에 의해 PHY부(13)에 접속되어 있다. 무선LSI(10B)에는, 송신 데이터 등을 저장하는 수신 읽고 쓰기가 가능한 메모리(이하「RAM」이라고 한다)(22), 신호의 페러렐 전송을 행하는 버스(23), 시큐어리티부(24) 및 도시하지 않은 레지 스터(REGISTER)등도 마련된다. RAM(22)은, 페러렐 전송용의 버스(23)를 통해, PHY부(13), 시큐어리티부(24) 및 PHYI/F부(14)에 접속되고, 또한 그 PHY부(13)와 시큐어리티부(24)가 페러렐 전송 신호선에 의해 접속됨과 동시에, PHY부(13)와 PHYI/F부(14)가 페러렐 전송 신호선에 의해 접속된다.

시큐어리티부(24)는, IEEE802.15.4에서 규정되는 AES(Advanced Encryption Standard)를 이용하는 시큐어리티 기능을 갖고, 데이터의 암복호화를 행한다. 도시하지 않은 레지스터(REGISTER)는, 데이터를 어느 회로부에 전송할지를 바꾸거나, RAM(22)/시큐어리티부(24)/PHY부(13)의 각 회로부가 다른 데이터 송수신 타이밍을 조정하거나, AES처리에 필요한 파라미터를 수용하는 회로이다.

외부에 마련된 호스트(30)는, MAC부(15) 및 네트워크층(3)이나 어플리케이션층(5)등을 소프트웨어에 의해 실행하는 CPU(31)등을 갖고, 내부의 디지털 신호(D)를 아날로그 신호(A)로 D/A변환해서 출력하거나, 외부로부터의 아날로그 신호(A)를 디지털 신호(D)로 D/A변환해서 입력하거나, 각종의 입출력(이하 「I/O」라고 한다)등을 행한다.

다음에 도 9에 도시하는 무선LSI(10B)에 있어서의 무선통신방법을 설명한다.

외부의 MAC부(15)로부터 오는 송신 데이터를 암호화하여 안테나(21)로부터 송신하거나, 안테나(21)로부터 암호화된 수신 데이터를 복호화할 때에는, 시큐어리티부(24)를 사용한다. 데이터 송수신 시에 암호화하지 않은 경우, 송신시에 있어서, 호스트(30)측의 MAC부(15)로부터의 시리얼한 송신 데이터는, PHYI/F부(14)에서 수신되어, 이것이 페러렐 전송되어, 버스(23)를 통해 RAM(22)에 저장된다. 내부에 MAC부가 탑재되지 않고 있으므로, 송신 데이터가 RAM(22)에 저장되어 저장 완료된 시점에서, RAM(22)으로부터 PHY부(13)로의 페러렐 전송이 시작되어, 이 PHY부(13)로부터 모뎀부(12)를 통해 RF부(11)로 시리얼 전송되고, 안테나(21)로부터 송신된다.

수신시에 있어서, 안테나(21) 및 RF부(11)에서 수신된 수신 데이터는, 시리얼 전송되어서 모뎀부(12)에서 복조되고, PHY부(13)로 시리얼하게 전송된다. 시리얼 전송된 수신 데이터는, PHY부(13)로부터 버스(23)로 페러렐 전송되어 RAM(22)에 저장된다. RAM(22)에서 읽혀진 수신 데이터는, 버스(23)를 통해 PHYI/F부(14)로 페러렐 전송되고, 이 PHYI/F부(14)로부터 호스트(30)로 시리얼 전송된다.

데이터 송수신 시에, 암복호화하는 경우에는, 송신시에 있어서, 호스트(30)측의 MAC부(31)로부터의 송신 데이터(시리얼 전송) -> PHYI/F부(14)(페러렐 전송）⇒버스(23)(페러렐 전송）⇒RAM(22)에 저장⇒버스(23)(페러렐 전송）⇒시큐어리티부(24)에서 암호화(페러렐 전송）⇒PHY부(13)(시리얼 전송)->모뎀부(12)에서 변조(시리얼 전송）-> RF군(11) -> 안테나(21)로부터 송신이라는 신호경로가 된다.

수신시에 있어서, 안테나(21)에서 수신된 데이터는, RF부(11)(시리얼 전송）->모뎀부(12)에서 복조(시리얼 전송）-> PHY부(13)(페러렐 전송）⇒시큐어리티부(24)에서 복호화(페러렐 전송）⇒버스(23)(페러렐 전송）⇒RAM(22)에 저장(페러렐 전송）⇒버스(23)(페러렐 전송）⇒PHYI/F부(14)(시리얼 전송)-> 호스트(30)라는 신호경로가 된다.

이에 대하여 종래의 MAC탑재의 무선LSI(1OA)에서는, 도 9의 PHYI/F부(14)대 신에, 호스트(30)측의 MAC부(15)와 MACI/F부(18)가 무선LSI(1OA)내에 마련된다. MAC부(15)가 삭제된 호스트(30')측으로부터의 송신 데이터는, 무선LSI(1OA)내의 MACI/F부(16) 및 버스(23)를 통해 RAM(22)에 저장된다. 이 전송 판단이 무선LSI(1OA)내의 MAC부(15)에서 행해진 후, RAM(22)으로부터 송신 데이터가 판독되어, PHY부(13)로 패러렐 전송된다.

그러나, 종래의 PHY탑재의 무선LSI(10B) 및 무선통신방법에서는, 다음과 같은 과제가 있었다.

MAC탑재의 무선LSI(10A)에 있어서, 호스트(30')측의 상위층(네트워크층부(17))과의 데이타 주고받음에 사용하는 무선LSI(1OA)내의 MACI/F부(16)나, PHY탑재의 무선LSI(10B)에 있어서, 호스트(30)측의 상위층(MAC부(15))과의 데이타 주고받음에 사용하는 무선LSI(10B)내의 PHYI/F부(14)는, SCI등의 시리얼I/F를 사용하는 경우가 많으며, 이들은 시리얼 전송이기 때문에, 데이타 주고받음에 있어서, 시간이 걸리게 된다.

MAC탑재의 무선LSI(10A)는, 내장하는 MAC부(15)에 있어서, 송수신의 데이터의 해석, 전송을 핸들링하기 위해, 수퍼 프레임구조를 사용한 비콘 송신은, 무선LSI(10A) 내부에 RAM(22)을 탑재하고, 거기에 전송하는 데이터를 저장하여, 비콘 간격BI를 내부타이머에 의한 인터럽트로 인식하여, 무선LSI(10A)의 내부고속 클록을 사용하고, PHY부(13)로 페러렐 전송을 함으로써, 비콘 간격BI를 유지하는 것은 용이하다.

그러나, PHY탑재의 무선LSI(10B)에서는, 데이터의 해석, 전송 판단을 외부의 호스트(30)측의 MAC부(15)에서 행하게 된다. 그 때문에 외부의 MAC부(15)가 송신 데이터전송판단이라고 인식하고, 송신 데이터를 무선LSI(1OB)내의 PHYI/F부(14)에 송신한 경우, PHYI/F(시리얼 전송)에 의한 시간 로스(손실) 뿐만아니라, 시리얼 전송용 클록 주파수에도 좌우되어, 시스템 구성에 의해 비콘 간격BI를 유지할 수 없게 되는 문제가 발생한다.

본 발명은, 이러한 종래의 과제를 해결하고, 비콘 간격BI를 유지하여 데이터 송신을 확실하게 행할 수 있는 PHY탑재의 무선LSI 및 무선통신방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 무선LSI에서는, 소정의 무선통신용 규격에 따라, 송신시는 변조 데이터를 무선전파로 하여 송신하고, 수신시는 도래하는 상기 무선전파를 수신하여 수신 데이터를 출력하는 RF부와, 송신시는 변환 데이터를 상기 변조 데이터로 변조하여 상기 RF부로 출력하고, 수신시는 상기 수신 데이터를 복조하여 복조 데이터를 출력하는 모뎀부와, 송신상태일 때에는 송신 상태 이행신호를 출력함과 동시에, 전송 데이터를 소정의 포맷의 상기 변환 데이터로 변환하여 상기 모뎀부로 출력하고, 수신상태일 때에는 상기 복조 데이터를 입력하는 PHY부와, 비콘간격의 만료시가 되면 비콘 간격신호를 출력하는 시간 측정 수단과, 상기 PHY부에 의해 받아들여진 상 기 복조 데이터, 외부에 마련된 MAC부로부터 보내져 오는 통상적인 송신 데이터 또는 상기 MAC부로부터 보내져 오는 비콘 데이터를 저장하는 기억부와, 시리얼 전송 클록에 동기하고, 상기 MAC부와 상기 PHY군 사이의 데이터의 송수신을 행하여, 상기 기억부에 저장된 상기 복조 데이터를 상기 MAC부에 송신하고, 상기 MAC부로부터 보내져 오는 상기 통상적인 송신 데이터 또는 상기 비콘 데이터를 수신하여 상기 기억부에 저장되었을 때 기억부 데이터 송신요구신호를 출력하는 PHYI/F부와, 상기 MAC부로부터의 설정에 의해, 상기 통상적인 송신 데이터의 송신시에 제 1논리가 되고, 상기 비콘 데이터의 송신시에 제 2논리가 되는 비콘 플래그와, 상기 PHY부와 상기 RAM 사이의 데이터의 전송을 제어하는 전송 수단을 구비하고 있다.

상기 전송 수단은, 상기 비콘 플래그가 상기 제 1논리 시에는, 상기 기억부 데이터 송신요구신호를 선택하고, 상기 기억부에 저장된 상기 통상적인 송신 데이터를 상기 PHY부에 전송하며, 상기 비콘 플래그가 상기 제 2논리 시에는, 상기 송신상태 이행신호, 상기 비콘 간격신호 및 상기 기억부 데이터 송신요구신호의 논리적 결과를 선택하여, 상기 기억부에 저장된 상기 비콘 데이터를 상기 PHY부에 전송하는 변환 회로를 갖고 있다.

또한, 본 발명의 무선통신방법은, 디바이스의 액세스를 가능하게 하는 제 1데이터 기간과, 상기 디바이스의 액세스를 금지하는 제 2데이터 기간을 갖는 프레임구조의 데이터(예를 들면 비콘 데이터)를 이용하여 무선통신을 행하는 방법으로, 현재 데이터의 제 1데이터 기간으로부터 행하는 처리를, 상기 현재의 데이터로부터 종전에 수신되는 데이터의 제 2데이터 기간으로부터 행한다.

본 발명의 다른 무선통신방법은, 디바이스의 액세스를 가능하게 하는 제 1데이터 기간과, 상기 디바이스의 액세스를 금지하는 제 2데이터 기간을 갖는 프레임구조의 데이터(예를 들면 비콘 데이터)를 이용하여 무선통신을 행하는 방법으로, 상기 제 2데이터 기간으로부터, 연속 수신하는 다른 데이터의 처리를 시작한다.

본 발명의 최선의 형태의 PHY탑재의 무선LSI에서는, 소정의 무선통신용 규격(예를 들면 ZigBee)에 따라, 송신시는 변조 데이터를 무선전파로 송신하고, 수신시는 도래하는 상기 무선전파를 수신하여 수신 데이터를 출력하는 RF부와, 송신시는 변환 데이터를 상기 변조 데이터로 변조하여 상기 RF부에 출력하며, 수신시는 상기 수신 데이터를 복조하여 복조 데이터를 출력하는 모뎀부와, 송신 상태시에는 송신 상태 이행신호를 출력함과 동시에, 전송 데이터를 소정 포맷의 상기 변환 데이터로 변환하여 상기 모뎀부에 출력하고, 수신 상태시에는 상기 복조 데이터를 입력하는 PHY부와, 비콘 간격의 만료시가 되면 비콘 간격 신호를 출력하는 시간 측정 수단(예를 들면 타이머)을 구비하고 있다.

또한 무선LSI에는, 상기 PHY부에 의해 입력된 상기 복조 데이터, 외부에 마련된 MAC부로부터 보내져 오는 통상적인 송신 데이터, 또는 상기 MAC부로부터 보내져 오는 비콘 데이터를 기억하는 기억부(예를 들면 RAM)와, 시리얼 전송 클록에 동기하여, 상기 MAC부와 상기 PHY부 사이의 데이터의 송수신을 행하고, 상기 RAM에 저장된 상기 복조 데이터를 상기 MAC부에 송신하고, 상기 MAC부로부터 보내져 오는 상기 통상적인 송신 데이터 또는 상기 비콘 데이터를 수신하여 상기 RAM에 저장했을 때 RAM데이터 송신요구신호를 출력하는 PHYI/F부와, 상기 MAC부로부터의 설정에 의해, 상기 통상적인 송신 데이터의 송신시에 제 1논리가 되고, 상기 비콘 데이터의 송신시에 제 2논리가 되는 비콘 플래그와, 상기 PHY부와 상기 RAM 사이의 데이터의 전송을 제어하는 전송 수단(예를 들면 래퍼(Wrapper))가 마련되고 있다.

상기 래퍼는, 상기 비콘 플래그가 상기 제 1논리 시에는, 상기 RAM데이터 송신요구신호를 선택하여, 상기 RAM에 저장된 상기 통상적인 송신 데이터를 상기 PHY부에 전송하고, 상기 비콘 플래그가 상기 제 2논리 시에는, 상기 송신상태 이행신호, 상기 비콘 간격신호 및 상기 RAM데이터 송신요구신호의 논리적결과를 선택하며, 상기 RAM에 저장된 상기 비콘 데이터를 상기 PHY부에 전송하는 변환 회로를 갖고 있다.

[실시예 1]

(실시예 1의 구성)

도 1(a), (b)은, 본 발명의 실시예 1을 도시하는 PHY탑재의 무선LSI에 있어서의 개략의 구성도이고, 동 도면(a)는 전체의 기능 블럭도 및 동 도면(b)는 동 도면(a)안의 래퍼 내에 마련된 변환 회로의 구성도이다.

도 1(a)에 도시하는 PHY탑재의 무선LSI(40)는, 호스트(60)와의 사이에서 SCI등에서 시리얼하게 신호의 주고 받음을 행하는 칩으로, 안테나(41)에 접속된 RF부(42)를 갖고 있다. RF부(42)는, 도 6에 도시하는 IEEE802.15.4의 PHY1에 규정된 RF2.4GHz로 안테나(41)를 통해 송수신을 행하는 아날로그 무선회로로 이루어지는 트랜시버로서, 여기에는 시리얼 전송 신호선을 통해 모뎀부(43)가 접속된다. 모뎀부(43)는, IEEE802.15.4의 PHY1에 규정된 변복조 회로 규정에 따라, PHY1과의 데이 터를 변조 또는 복조하는 것이다.

또한 무선LSI(40)에는, 송신 데이터 등을 저장하는 기억부(예를 들면 RAM)(44)가 마련되고, 이 RAM(44)은, 페러렐 전송 신호선을 통해 신호 전송용의 버스(45)에 접속된다. 버스(45)에는, 패러렐 전송 신호선을 통해 전송 수단(예를 들면 래퍼)(46)이 접속되고, 이 래퍼(46)는, 페러렐 전송 신호선을 통해 PHY부(47) 및 시큐어리티부 (AES)(48)에 접속됨과 동시에, 시리얼 전송 신호선을 통해 레지스터부(49)에 접속되고 있다. 버스(45)에는, 페러렐 전송 신호선을 통해 PHYI/F부(50)도 접속되어 있다.

래퍼(46)는, 레지스터부(49)에 설정된 값에 따라, 데이터의 전송 경로를 변환하거나, RAM(44)/시큐어리티부(48)/PHY부(47)의 각 회로부의 다른 데이터 송수신 타이밍을 조정하는 등의 기능을 갖고 있다.

래퍼(46)에 접속된 PHY부(47)는, 페러렐 전송 신호선을 통해, 시큐어리티부(48) 및 PHYI/F부(50)에도 접속되고 있다. PHY부(47)는, 송신 데이터를 내부 버퍼(Buffer)에 일시 보존한 후, IEEE802.15.4의 PHY1의 규정에 있는 데이터포맷에 따라, 그 일시 보존한 송신 데이터를 IQ데이터(변환 데이터)로 변환하여 모뎀부(43)에 출력하거나, 모뎀부(43)로부터의 수신 데이터(복조 데이터)를 입력해서 내부 버퍼(Buffer)에 일시 유지하거나, 송신 상태/수신 상태(RX_0N)/정지 상태(TKX_OFF)/내부 버퍼가 풀상태(Buffer_full상태)라는 현재의 상태를 나타내는 논리 "1", "O"의 PHY송신상태 이행신호S47을 출력하는 등의 기능을 갖고 있다. PHY부(47)의 내부 버퍼는, 전송 데이터를 일시 유지하는 것이며, 여기에 미전송의 데이터가 존재 하면(즉 full상태이면), 새롭게 온 전송 데이터의 PHY부(47)로의 입력이 불가능하다. Buffer_full상태는, 데이터 송신에 있어서 여러개의 데이터를 연속해서 송신할 경우(예를 들면 127byte이상의 데이터를 분할해서 연속 송신할 경우)에, 내부 버퍼의 데이터를 전송완료 하지 않을 때 새로운 데이터가 전송되어 온다. Buffer_full상태를 외부에 나타내는 것으로, 내부 버퍼로의 새로운 데이터의 전송을 제한하고, 이 내부 버퍼의 데이터 오류를 방지하고 있다. PHY 부(47)의 내부에는, 시간 측정 수단(예를 들면 타이머)(47a)가 마련된다. 타이머(47a)는, 비콘 간격BI의 만료시가 되면, 펄스 모양의 비콘 간격BI신호S47a를 내부인터럽트 등에 의해 출력하는 것이다. 이 타이머(47a)는, PHY부(47)의 외부에 마련해도 좋다.

시큐어리티부(48)는, ZigBeeLSI에 있어서 옵션기능이며, IEEE802.15.4에서 규정되는 AES를 사용하는 시큐어리티 기능(데이터의 암복호화 기능)을 갖고, 송신 데이터의 암호화 및 수신 데이터의 복호화를 행하는 것으로, 레지스터부(49)의 설정값에 근거하여, 데이터의 송수신 시에 암복호화를 하는 경우와 하지 않는 경우를 변환가능한 구성으로 하고 있다. 이 시큐어리티부(48)는, 옵션 기능이기 때문에, 마련하지 않아도 좋다.

레지스터부(49)는, 전송 방법 등의 제어(예를 들면 데이터의 전송 경로의 변환의 설정값, 각 회로부가 다른 데이터 송수신 타이밍의 조정값, AES처리에 필요한 파라미터 등을 수용)를 하는 것으로, 내부에 비콘 플래그인 비콘 레지스터(49a)를 갖고 있다. 비콘 레지스터(49a)는, 호스트(60)로부터의 설정에 의해, 예를 들면 호스트(60)로부터 보내져 오는 통상적인 송신 데이터의 송신시에 논리 "0"이 되고, 호스트(60)로부터 보내져 오는 비콘 데이터(예를 들면 최대 127Byte길이에서 가변길이의 데이터)의 송신시에 "1"이 되는 비콘 송신 신호S49a를 출력하고, 펄스신호로 이루어지는 데이터 송신완료신호S46d에 의해 클리어되는 레지스터이다.

PHYI/F부(50)는, 시리얼 전송 클록CK에 의해 동작하는 SCI등의 시리얼I/F를 사용하여, 도 6에 도시하는 PHY1과 MAC2 사이의 데이터의 송수신을 행하고, 호스트(60)로부터의 송신 데이터를 버스(45)를 통해 RAM(44)에 저장된 시점에서 펄스 모양의 RAM데이터 송신요구신호S50을 출력하는 것이다.

외부에 마련되는 호스트(60)는, 도 6에 도시하는 MAC1을 실행하는 MAC부(61) 및네트워크층(3)이나 어플리케이션층(5) 등을 소프트웨어에 의해 실행하는 예를 들면 8피트의 CPU(62)등을 갖고, 내부의 디지털 신호를 아날로그 신호에 D/A변환하여 출력하거나, 외부로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 D/A변환하여 입력하거나, 각종의 I/0등을 행하는 것이다.

도 1(b)에 도시하는 변환 회로는, 래퍼(46)내에 마련되어, 비콘 간격BI를 유지하기 위해 사용하는 RAM(44)으로부터 PHY부(47)로의 데이터 송신요구신호S46f를 생성하는 회로이다.

호스트(60)로부터의 비콘 데이터를 송신하고자 하는 경우에, 다음에 송신하는 데이터가 비콘 데이터인 것을 인식시키기 위한 비콘 레지스터(49a)가 레지스터부(49) 내에 마련된다. 도 1(b)의 변환 회로에서는, 비콘 데이터 송신시와 통상적인 데이터 송신시의 RAM(44)으로부터 PHY부(47)로의 데이터 송신요구신호S46f의 생성 방법을 바꾸는 것으로 비콘 데이터 송신 시에는 RAM(44)에 데이터를 미리 저장 해 두고, 비콘 간격BI가 온 시점에서 데이터 송신을 행하여, 비콘 송신간격을 유지하는 것이다.

이 변환회로는, PHY부(47)로부터 출력된 논리 "1", "0"의 PHY송신상태 이행신호S47을 검출하여 유지하는 제 1래치회로(예를 들면 플립플롭(이하「FF」라고 한다)등에으로 구성된 검출 회로)(46a)와, 타이머(47a)로부터 출력된 펄스 모양의 비콘 간격BI신호S47a를 검출해서 유지하는 제 2래치회로(예를 들면 FF등으로 구성된 검출 회로)(46b)와, PHYI/F부(50)로부터 출력된 펄스 모양의 RAM데이터 송신요구신호S50를 검출해서 유지하는 제 3래치회로(예를 들면 FF등으로 구성된 검출 회로)(46c)와, 래퍼(46)가 송신 데이터를 PHY부(47)에 전송 완료한 것을 나타내는 펄스 모양의 데이터 송신완료신호S46d를 생성하는 클리어 회로(예를 들면 데이터 송신완료 신호생성회로)(46d)를 갖고 있다.

각 검출 회로(46b,46c)에는 리셋 단자R가 마련되고, 이 리셋 단자R에 입력되는 데이터 송신완료신호S46d에 의해 클리어된다. 검출 회로(46a, 46b, 46c)의 출력 단자에는, 논리회로(예를 들면 3입력 1출력의 AND게이트)(46e)가 접속되고, 이 출력 단자가 선택수단(예를 들면 2입력 1출력의 셀렉터)(46f)의 예를 들면 「1」측 입력 단자에 접속되어 있다. 셀렉터(46f)의「0」측 입력단자는, 검출 회로(46c)의 출력 단자에 접속되고 있다. 셀렉터(46f)는, 비콘 레지스터(49a)로부터 출력되는 비콘 송신 신호S49a가 예를 들면 "1"일때「1」측 입력 단자를 선택하고, AND게이트(46e)의 출력 신호를 선택하여 데이터 송신요구신호S46f로서 출력하며, 비콘 송신 신호S49a가 "0"일 때「0」측 입력단자를 선택하고, 검출 회로(46c)의 출력 신호를 선택하여 데이터 송신요구신호S46f로서 출력하는 회로이다.

(실시예 1의 무선통신방법)

도 1에 도시하는 무선LSI(40)에 있어서의 무선통신방법을, (1)통상적인 데이터 송신시, (2)비콘 데이터 송신시 및 (3)데이터 수신시로 나누어 설명한다.

(1)통상적인 데이터 송신시

통상적인 데이터 송신시는, 외부의 MAC부(61)로부터 PHYI/F부(50)를 통해 비콘 레지스터(49a)가 "0"으로 설정되고, 이 "0"의 비콘 송신 신호S49a에 의해, 셀렉터(46f)의 입력 단자가「0」측으로 바뀐다. 외부의 MAC부(61)로부터 무선LSI(40)측의 PHYI/F부(50)로, 시리얼 전송 클록CK에 동기하여 데이터 송신 커맨드(PD_DATA.request)가 송신되고, 외부의 MAC부(61)로부터의 송신 데이터가, PHYI/F부(50) 및 버스(45)를 통해 RAM(44)으로 페러렐 전송되어 저장된다. PHYI/F부(50)로부터 RAM(44)으로 송신 데이터가 저장되면, PHYI/F부(50)로부터 펄스 모양의 RAM데이터 송신요구신호S50가 출력되어, 래퍼(46)에 공급된다.

래퍼(46)에 있어서, RAM데이터 송신요구신호S50가 검출 회로(46c)에 의해 검출되어 유지되고, 이 출력의 "H"레벨 신호가 셀렉터(46f)에서 선택되어, 이 셀렉터(46f)로부터 "H"레벨의 데이터 송신요구신호S46f가 출력된다. 래퍼(46)에서는, 레지스터부(49)에 의해 설정된 데이터 전송경로에 따라, 데이터 송신요구신호S46f에 의해, RAM(44)에 저장된 데이터를 판독하고, 시큐어리티부(48)에서 암호화한 후에 PHY부(47)로 페러렐 전송하거나 또는 RAM(44)으로부터 읽어낸 데이터를 PHY부(47)로 페러렐 전송한다. RAM(44)의 데이터가 PHY부(47)에 전송되면, 데이터 송신완료 신호생성 회로(46d)로부터 펄스 모양의 데이터 송신완료신호S46d가 출력되어, 검출 회로(46c)가 클리어된다.

PHY부(47)는, 송신상태일 때에는, 받은 판독 데이터를 내부 버퍼에 일시 유지한 후에 ZigBee포맷의 데이터로 변환하여 모뎀부(43)에 시리얼 전송하고, 이 모뎀부(43)에서 변조된 송신 데이터가, RF부(42)로 시리얼 전송되어, 안테나(41)로부터 송신된다.

ZigBee의 명령(커맨드)에는, 요구신호(Request)와 확인신호(Confirm)가 있고, 데이터 송신시, MAC부(61)로부터 PHYI/F부(50)로 송신 데이터로서 PD_DATA.request 커맨드가 보내져 온다. 이에 대하여 PHY송신 결과를 PD_DATA.Confirm으로 회답한다. 확인 신호(Confirm)에는, 송신 성공(Success)/PHY수신 상태(RX_0N)/PHY정지 상태(TRX_OFF)/Buffer_full이라는 내용을 회답한다. 상기한 경우, PHY부(47)는, 모뎀부(43)로 데이터 전송을 행했으므로, 확인 신호(Confirm)로서 송신 성공(Success)을 외부의 MAC부(61)측에 회답한다.

이에 대하여 PHY부(47)가 송신상태가 아닌 경우(수신 상태(RX_ON), 정지 상태(TRX_0FF) 또는 Buffer_full상태일 때)는, 모뎀부(43) 및 RF부(42)를 통한 데이터 송신을 행하지 않고, PHY부(47)가 확인 신호(Confirm)로서 전송 불가 상태를 외부의 MAC부(61)측에 통지한다. 이에 따라 MAC부(61)가 필요에 따라 송신 데이터를 재송신하는 것으로 ZigBee의 규격을 만족할 수 있다.

(2)비콘 데이터 송신시

도 2는, 도 1의 비콘 데이터 송신시에 있어서의 통신방법을 도시하는 타이밍 차트이다.

이 도 2에서는, PHY부(47)가 송신 상태인 경우의 예가 나타나 있다. 도면 안의 H1은, PHY부(47)에 의한 데이터 전송구간이며, 비콘 간격BI신호전에 전송을 완료하고 있음을 나타내고 있다. H2는, RAM(44)으로부터 PHY부(47)로의 송신 데이터 전송구간, H3은, 비콘 간격BI신호로부터 PHY부(47)에 데이터 전송이 완료될때 까지의 시간이다.

비콘 데이터 송신시는, 외부의 MAC부(61)로부터 PHYI/F부(50)를 통해 비콘 레지스터(49a)가 "1"로 설정되고, 이 "1"의 비콘 송신신호S49a에 의해, 셀렉터(46f)의 입력 단자가 「1」측으로 바뀐다. 외부의 MAC부(61)로부터 보내져 온 비콘 데이터는, PHYI/F부(50)로부터 버스(45)를 통해 RAM(44)으로 페러렐 전송되어 저장된다. 비콘 데이터가 RAM(44)에 저장되면, PHYI/F부(50)로부터 펄스 모양의 RAM데이터 송신요구신호S50이 출력되어, 래퍼(48)에 공급된다.

래퍼(46)에 있어서, 펄스 모양의 RAM데이터 송신요구신호S50이 검출 회로(46c)에서 검출되어서 유지되고, 이 출력의 "H"레벨 신호가 AND게이트(46e)에 공급된다. 비콘 간격BI이 만료되어 타이머(47a)로부터 펄스 모양의 비콘 간격BI신호S47a가 내부인터럽트에 의해 출력되고, PHY부(47)가 송신상태인 것을 나타내는 PHY송신상태 이행신호S47이 "H"레벨이 되면, 그 비콘 간격BI신호S47a가 검출 회로(46b)에 의해 검출되어 유지되고, 이 출력의 "H"레벨 신호가 AND게이트(46e)에 공급됨과 동시에, 그 "H"레벨의 PHY송신상태 이행신호S47가 검출 회로(46a)에 의해 검출되어 유지되며, 이 출력의 "H"레벨신호가 AND게이트(46e)에 공급된다. 그러 면, AND게이트(46e)의 출력 신호가 "H"레벨이 되고, 이것이 셀렉터(46f)에서 선택되어서 "H"레벨의 데이터 송신요구신호S46f가 출력된다.

래퍼(46)에서는, 레지스터부(49)에 의해 설정된 전송 경로에 따라, 데이터 송신요구신호S46f에 의해, RAM(44)에 저장된 비콘 데이터를 판독하고, 시큐어리티부(48)에서 암호화한 후에 PHY부(47)로 페러렐 전송하거나, RAM(44)로부터의 비콘 데이터를 PHY부(47)에 페러렐 전송한다. RAM(44)의 비콘 데이터가 PHY부(47)에 전송되면, 데이터 송신 완료신호 생성회로(46d)로부터 펄스 모양의 데이터 송신완료신호S48d가 출력되고 검출 회로(46b, 46e) 및 비콤 데이터(49a)가 클리어된다.

PHY부(47)는, 송신상태가 되고 있기 때문에, 받은 비콘 데이터를 내부 버퍼에 일시 유지한 후에 ZigBee포맷의 데이터로 변환하여 모뎀부(43)로 시리얼 전송하고, 이 모뎀부(43)에서 변조된 비콤 데이터는, RF부(42)에 시리얼 전송되고, 안테나(41)로부터 송신된다. 그리고, PHY부(47)는, 확인 신호(Confirm)로 송신 성공(Success)을 외부의 MAC부(61)측에 회답한다.

종래의 도 9에 도시하는 무선LSI(10B)에는, 비콘 레지스터가 마련되고 있지 않으므로, 송신시에 있어서 비콘 데이터를, MAC부(15)->PHY부(13)->RF부(11)까지의 경로에서, 그 때마다(RAM송신 완료 신호가 온 시점)전송한다. 그 때문에 외부의 MAC부(15)가 비콘 간격BI만료를 인식한 시점에서, 비콘 데이터를 송신하는 형태가 된다고 생각된다. 이 경우, SCI등의 시리얼I/F를 통해 전송을 행하므로, 실제의 비콘 간격BI로부터 상당히 지연되어, 비콘 데이터가 송신된다. 이를 방지하기 위해서, 외부의 MAC부(15)자체가 갖는 타이머에 의해 비콘 간격BI이 오는 시간을 미 리 계산하여, 비콘 데이터를 미리 송신하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 비콘 데이터는 예를 들면 최대 127Byte길이로 가변장(長)이기 때문에, 그때마다 비콘 데이터를 미리 전송하는 시간을 변경하는 것은, 제어가 복잡하게 되어 현실적이지 않다. 또, 전송이 원활히 되지 않은 경우(PHY부(13)가 송신상태가 아닌 경우)는, 할 수 없었다는 회답을 MAC부(15)측에 통지한다. MAC부(15)는 필요에 따라, 재송신 하는 것으로 ZigBee의 방법으로서 문제는 없지만, 비콘 데이터 송신시는 비콘 간격BI를 지킬 필요가 있기 때문에, 비콘 간격BI가 지연되어서는, 통신 상대와의 동기가 원활하지 못하게 되어, 지장을 초래하게 된다.

이를 해결하기 위해서, 본 실시예 1에서는, 비콘 간격BI가 온 시점에서 확실하게 비콘 데이터의 송신이 완료하는 회로구성으로 하고 있다. 즉 비콘 레지스터(49a)를 "1"로 설정하는 것으로, RAM(44)에 비콘 데이터가 저장된 시점에서 RAM데이터 송신요구신호S50는 "H"레벨이 되지만, 비콘 간격BI신호S47a와 PHY송신상태 이행신호S47가 "H"레벨이 될 때까지는, 셀렉터(46f)로부터 "H"레벨의 데이터 송신요구신호S46f를 출력하지 않도록 하고 있다.

이와 같이, 본 실시예 1의 비콘 데이터의 무선통신방법에서는, 비콘 간격BI가 왔음을 알리는 내부인터럽트(비콘 간격BI신호S47a)에 의해, 비콘 간격BI가 온 것을 인식할 수 있지만, 또한 RAM(44)으로부터의 데이터 전송개시에, PHY부(47)가 송신 상태로 이행했음을 알리는 PHY송신상태 이행신호S47를 사용하고 있는 것도 큰 특징이다. PHY 탑재의 무선LSI(40)의 기능으로서는, 송신 데이터를 송신한 경우(MAC부(61)로부터 전송한 경우), PHY부(47)가 송신상태가 아니었을 때는, 실제로는 송신할 수 없다. 이 결과를 확인신호(Confirm)로서 MAC부(61)측에 회답한다. 따라서, PHY부(47)가 송신상태로 이행했음을 알리는 PHY송신상태 이행신호S47를 사용함으로써, 송신 데이터를 송신할 수 없는(Confirm에서 Success이외를 회답한다)경우가 없어지게 되어, 비콘간격BI를 지키는 데이터 송신이 가능하게 된다.

(3)데이터 수신시

안테나(41) 및 RF부(42)에서 수신된 통상적인 데이터 또는 비콘 데이터는, 시리얼 전송되어 모뎀부(43)에서 복조되고, PHY부(47)로 시리얼 전송된다. 시리얼 전송된 수신 데이터는, PHY부(47)에서 소정의 포맷 데이터로 변환되어 내부 버퍼에 일시 유지된 후, 레지스터부(49)에 의해 한정된 전송 경로에 따라, PHY부(47)로부터 래퍼(46) 및 버스(45)를 통해 페러렐 전송되어 RAM(44)에 저장될 지 또는 PHYI／F부(50)로부터 시큐어리티부(48)로 패러렐 전송되어 복호된 후, 래퍼(46) 및 버스(45)를 통해 페러렐 전송되어 RAM(44)에 저장된다. RAM(44)에서 판독된 수신 데이터는, 버스(45)를 통해 PHYI/F부(50)에 페러렐 전송되고, 이 PHYI/F부(50)로부터 호스트(30)측의 MAC부(61)로 시리얼 전송된다.

(실시예 1의 효과)

본 실시예 1에서는, 다음 (A)∼ (C)와 같은 효과가 있다.

(A)본 실시예 1에서는, 비콘 레지스터(49a)로부터 출력되는 비콘 송신신호S49a에 의해 변환되는 셀렉터(46f)를 사용하여, RAM(44)으로부터 PHY부(47)로 데이터를 송신하기 위한 데이터 송신요구신호S46f를 변환하고, 이 데이터 송신요구신호S46f가 "1"이 된 시점에서 전송을 시작하는 구성으로 하고 있다. 이에 따라 비콘 데이터의 송신시에 있어서는, 비콘 데이터를 미리 RAM(44)에 전송해 두어, 비콘 송신간격BI시점, PHY부(47)가 송신 상태에 있어서 비콘 데이터의 송신을 행하게 되고, 비콘 간격BI를 유지 하는것이 가능하게 되며, 게다가, PHY부(47)의 상태에 의한 전송 데이터의 송신 미스를 방지할 수 있게 된다. 그 후에 비콘 데이터의 송신완료시점에서, 데이터 송신완료신호S46d에 의해 비콘 레지스터(49a)가 "0"으로 클리어 되고, 셀렉터(46f)가 「0」측으로 변환되므로, 그 이후는 통상 상태에서의 데이터송신이 행해지게 된다.

(B)도 3은, 도 1의 비콘 데이터 송신시에 있어서의 비콘 간격BI의 어긋남을 도시한 도면이다.

이 도 3에서는, 수퍼 프레임구조에 있어서, 제 1데이터 기간(예를 들면 수퍼 프레임 시간)SD=15.36mSec, 비콘 간격BI=30.72mSec로 설정한 경우의 예가 도시되고 있다. 도면 중 H4은, 비콘 레지스터(49a)=1에서 데이터전송을 행하는 구간이다.

비콘 데이터의 RAM(44)으로의 저장은, 수퍼 프레임구조의 제 2데이터 기간(예를 들면, Inactive)개시 시에 행하는 것으로 대응이 가능하게 된다. 단, 비콘 간격BI와 수퍼 프레임 시간SD가 같은 설정이 되는 경우도 있다. 이 경우에는, 비콘 간격BI시간에 의한 인터럽트 전에 타이머(47a)에 의한 다른 인터럽트를 구성하고, 비콘 설정이 필요한 시간이 온 것을 그 인터럽트에 통지하여, 외부의 MAC부(61)는 그 인터럽트에 의해 비콘 송신 신호를 "H"레벨로 하고, 비콘 데이터를 RAM(44)에 저장하는 것으로 대응한다. 후에는 비콘 간격BI의 인터럽트가 온 시점, PHY부(47)가 송신상태가 된 시점에서, 전송을 시작하게 된다. 이에 따라 비콘 간 격BI를 유지하면서 데이터통신이 가능하게 된다.

(C)도 4는, 도 2에 대응하는 도면으로, 종래와 같이 비콘 레지스터(49a) 및 셀렉터(46f)를 마련하지 않았을 때의 비콘 데이터 송신시에 있어서의 통신 방법을 도시하는 타이밍 차트이다.

이 도 4에서는, PHY부(47)가 송신 상태인 경우의 예가 도시되고 있다. 도면중 H11은, PHY부(47)에 의한 데이터 전송구간, H12는, 통상시에 있어서의 RAM(44)으로부터 PHY부(47)로의 송신 데이터 전송구간, H13은, 비콘 간격BI신호로부터 PHY부(47)에 데이터전송이 완료될 때까지의 시간이다.

본 실시예 1과 같은 비콘 레지스터(49a) 및 셀렉터(46f)가 없는 경우에는, 비콘 데이터의 송신시에 있어서, 검출 회로(46a, 46b, 46c)의 출력 신호가 모두 "H"레벨이 되었을 때, AND게이트(46e)로부터 "H"레벨의 데이터 송신요구신호(S46f)가 출력되고, RAM(44)에 저장된 비콘 데이터가 PHY부(47)에 전송된다. 이 전송 구간H12은, 도 2의 전송 구간H2보다도 늦기 때문에, 비콘 간격BI신호로부터 PHY부(47)에 데이터전송이 완료 될 때까지의 시간H13은, 도 2의 시간H3보다도 길어진다.

도 5는, 도 3에 대응하는 도면으로, 종래와 같이 비콘 레지스터(49a) 및 셀렉터(46f)를 마련하지 않았을 때의 비콘 데이터 송신시에 있어서의 비콘 간격BI의 어긋남을 도시한 도면이다.

이 도 5에서는, 수퍼 프레임 구조에 있어서, 수퍼 프레임 시간SD=15.36mSec, 비콘 간격BI=30.72mSec로 설정한 경우의 예가 도시되고 있다.

수퍼 프레임구조에 있어서의 Inactive시작 후에 비콘 간격BI신호가 출력되 고, 그 후에 MAC부(61)로부터 비콘 데이터가 송신되며, PHYI/F부(50)를 통해 RAM(44)에 저장되어, AND게이트(46e)로부터 "H"레벨의 데이터 송신요구신호(S46f)가 출력된다. 이 비콘 간격BI신호의 출력으로부터 데이터 송신요구신호(S46f)의 출력까지의 구간은, 시리얼 전송 클록CK에 의해 동작하는 PHYI/F부(50)에 의해 타임러그가 발생한다(예를 들면 500KHz 클록의 경우, 약 2mSec). "H"레벨의 데이터 송신요구신호(S48f)가 출력되면, RAM(44)에 저장된 비콘 데이터가 PHY부(47)로 시리얼 전송된다. 따라서, 실제의 비콘 간격BI는, 33mSec정도가 되고, 2mSec이상 간격이 어긋나게 된다.

이에 대하여 본 실시예 1에서는, 도 3에 나타나 있는 바와 같이, Inactive개시 시에 RAM데이터 송신요구신호S50가 출력되고, MAC부(61)로부터 비콘 데이터가 송신되며, PHYI/F부(50)를 통해 RAM(44)에 저장된다. 그 후에 비콘 간격BI신호가 출력되고, 셀렉터(46f)로부터 "H"레벨의 데이터 송신요구신호S46f가 출력되며, RAM(44)에 저장된 비콘 데이터가 PHY부(47)로 페러렐 전송된다. 이 전송 시간은, LSI내부 페러렐 전송이기 때문에, 수μSec정도이다. 그 때문에 실제 비콘 간격BI는, 거의 30.72mSec이며, 도 5에 비해 비콘 간격BI의 어긋남이 작고, 허용범위에 들어가 있다. 이에 따라 비콘 간격BI를 유지하면서, 데이터통신이 가능하게 된다.

[실시예 2]

본 발명은, 상기 실시예 1에 한정되지 않고, 여러가지 변형이 가능하다. 이 변형예인 실시예 2로서는, 예를 들면 다음의 (a)∼ (e)와 같은 것이 있다.

(a)도 1(a)은 기능 블록을 도시하는 것이기 때문에, 예를 들면 래퍼(46)내에 PHY부(47), 시큐어리티부(48) 및 레지스터부(49)를 마련하거나 또는 무선LSI(40)내에, 클록 제어기능, 수신파 강도 측정기능, RF의 특성을 인식하기 위한 테스트 회로 등, 여러가지의 회로를 부가해도 좋다.

(b)도 1의 시큐어리티부(48)는, 옵션 기능이기 때문에, 필요하지 않으면 마련하지 않아도 좋다.

(c)본 발명은, PHY1에서 비콘 간격BI를 유지하면서 데이터 송신을 행할 때 다른 제어회로나 무선통신방법에도 적용이 가능하다.

청구항 1,2,4에 따른 발명에 의하면, 비콘 플래그에 의해 변환 동작을 행하는 변환 회로를 마련했기 때문에, 비콘 데이터의 송신시에 있어서는, 비콘 데이터를 미리 기억부에 전송해 두고, 비콘 송신간격 시점, 또한 PHY부가 송신 상태에 있어서 비콘 데이터의 송신이 행해진다. 이에 따라 비콘 간격의 어긋남을 작게 해서 비콘 간격을 확실하게 유지하는 것이 가능하게 되고, 게다가, PHY부의 상태에 의한 전송 데이터의 송신미스를 방지할 수 있기 되므로, 데이터 송신을 확실하게 행할 수 있다.

청구항 3에 따른 발명에 의하면, 클리어 회로를 마련했기 때문에, 비콘 데이터의 송신 완료 시점에서, 비콘 플래그가 클리어되고, 선택수단이 제 3래치회로의 출력측으로 변환된다. 이에 따라 그 이후에는 통상 상태에서의 데이터 송신이 행해지게 된다.

청구항 5, 6에 따른 발명에 의하면, 청구항 1∼ 4와 거의 동일한 효과가 있다.

Claims

소정의 무선통신용 규격에 따라, 송신시는 변조 데이터를 무선전파로 송신하고, 수신시는 도래하는 상기 무선전파를 수신하여 수신데이터를 출력하는 무선송수신부와,

송신시는 변환 데이터를 상기 변조 데이터에 변조하여 상기 무선송수신부에 출력하고, 수신시는 상기 수신 데이터를 복조하여 복조 데이터를 출력하는 변복조부와,

송신 상태일 때에는 송신상태 이행신호를 출력함과 동시에, 전송 데이터를 소정 포맷의 상기 변환 데이터로 변환하여 상기 변복조부에 출력하고, 수신상태일 때에는 상기 복조 데이터를 입력하는 물리층부와,

비콘 간격의 만료시가 되면 비콘 간격신호를 출력하는 시간 측정 수단과,

상기 물리층부에 의해 입력된 상기 복조 데이터, 외부에 마련된 매체 액세스 제어층부로부터 보내져 오는 통상적인 송신 데이터 또는 상기 매체 액세스 제어층부로부터 보내져 오는 비콘 데이터를 저장하는 기억부와,

시리얼 전송 클록에 동기하여, 상기 매체 액세스 제어층부와 상기 물리층부 사이의 데이터의 송수신을 행하고, 상기 기억부에 저장된 상기 복조 데이터를 상기 매체 액세스 제어층부에 송신하여, 상기 매체 액세스 제어층부로부터 보내져 오는 상기 통상적인 송신 데이터 또는 상기 비콘데이터를 수신하고, 상기 기억부에 저장했을 때 기억부 데이터 송신요구신호를 출력하는 물리층 인터페이스부와,

상기 매체 액세스 제어층부로부터의 설정에 의해, 상기 통상적인 송신 데이터의 송신시에 제 1논리가 되고, 상기 비콘 데이터의 송신 시에 제 2논리가 되는 비콘 플래그와,

상기 물리층부와 상기 기억부 사이의 데이터의 전송을 제어하는 전송 수단을 구비한 무선집적회로에 있어서,

상기 전송 수단은, 상기 비콘 플래그가 상기 제 1논리 시에는, 상기 기억부 데이터 송신요구신호를 선택하여, 상기 기억부에 저장된 상기 통상적인 송신 데이터를 상기 물리층부에 전송하고, 상기 비콘 플래그가 상기 제 2논리 시에는, 상기 송신상태 이행신호, 상기 비콘 간격신호 및 상기 기억부 데이터 송신 요구 신호의 논리곱 결과를 선택하여, 상기 기억부에 저장된 상기 비콘 데이터를 상기 물리층부에 전송하는 변환 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 무선집적회로.
제 1항에 있어서,

상기 물리층부와 상기 전송 수단과의 사이에서 전송되는 상기 데이터에 대하여 암호화 또는 복호화를 행하는 시큐어리티부를, 소정의 소정값에 근거하여 삽입 또는 분리가 자유롭도록 마련한 것을 특징으로 하는 무선집적회로.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 변환회로는,

상기 송신상태 이행신호를 래치하는 제 1래치회로와,

상기 비콘 간격신호를 래치하는 제 2래치회로와,

상기 기억부 데이터 송신요구신호를 래치하는 제 3래치회로와,

상기 제 1, 제 2 및 제 3래치회로의 출력 신호의 논리곱을 구하는 논리회로와,

상기 비콘 플래그가 상기 제 1논리 시에는, 상기 제 3래치회로의 출력 신호를 선택하여, 상기 기억부에 저장된 상기 통상적인 송신 데이터를 상기 물리층부에 전송하고, 상기 비콘 플래그가 상기 제 2논리 시에는, 상기 논리회로의 출력 신호를 선택하여, 상기 기억부에 저장된 상기 비콘 데이터를 상기 물리층부에 전송하는 선택수단과,

상기 기억부에 저장된 상기 비콘 데이터가 상기 물리층부에 전송되면, 상기 제 2래치회로, 상기 제 3래치회로 및 상기 비콘 플래그를 클리어하는 클리어 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 무선집적회로.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 무선통신용 규격은, ZigBee인 것을 특징으로 하는 무선집적회로.
디바이스의 액세스를 가능하게 하는 제 1데이터 기간과, 상기 디바이스의 액세스를 금지하는 제 2데이터 기간을 갖는 프레임구조의 데이터를 이용하여 무선통신을 행하는 방법에 있어서,

현재 데이터의 제 1데이터 기간으로부터 행하는 처리를, 상기 현재의 데이터보다 종전에 수신되는 데이터의 제 2데이터 기간으로부터 행하는 것을 특징으로 하는 무선통신방법.
디바이스의 액세스를 가능하게 하는 제 1데이터 기간과, 상기 디바이스의 액세스를 금지하는 제 2데이터 기간을 갖는 프레임구조의 데이터를 이용하여 무선통신을 행하는 방법에 있어서,

상기 제 2데이터 기간으로부터, 연속 수신하는 다른 데이터의 처리를 시작하는 것을 특징으로 하는 무선통신방법.