KR20090059491A - 센서 네트워크에서의 멀티채널 제공을 위한 게이트웨이장치 및 그 게이트웨이 장치 내에서의 ｓｐｉ 정합 장치 및방법 - Google Patents

Abstract

센서 네트워크에서의 멀티채널 제공을 위한 게이트웨이 장치 및 그 게이트웨이 내에서의 SPI 정합 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따르면 SPI 정합 장치는 멀티채널을 제공하는 다수의 무선 송수신부와 연결되고, 데이터 프레임을 직렬 주변장치 인터페이스(Serial Peripheral Interface:SPI)를 통해 입력받아 그 데이터 프레임을 그 데이터 프레임에 포함된 무선 송수신부 선택에 관한 정보에 기초하여 하나의 무선 송수신부에게 출력하고, 상기 다수의 무선 송수신부로부터 데이터 프레임들을 입력받아 일정한 순서대로 SPI를 통해 출력한다. 이로써 멀티 채널을 위한 다수의 무선 송수신기를 하나의 신호 처리부와 SPI 정합시킨다.

직렬 주변장치 인터페이스, SPI, 게이트웨이, 센서 네트워크, 멀티채널

Description

센서 네트워크에서의 멀티채널 제공을 위한 게이트웨이 장치 및 그 게이트웨이 장치 내에서의 ＳＰＩ 정합 장치 및 방법{Apparatus of gateway for providing multi-channel in sensor network, and apparatus and method for SPI Interfacing in the apparatus of gateway}

본 발명은 센서 네트워크에서의 멀티채널 제공을 위한 게이트웨이 장치 및 그 게이트웨이 장치 내에서의 SPI 정합 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 코어망과 무선 센서 네트워크 간의 정합 기능을 가지는 게이트웨이에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2005-S-038-03, 과제명:UHF RF-ID 및 Ubiquitous 네트워킹 기술 개발].

무선 센서 네트워크에서 멀티채널을 활용하는 것은 센서 노드들이 밀집된 하나의 PAN(Personal Area Network)을 논리적으로 다수 개의 PAN으로서 독립적으로 운용하는 것을 가능하게 한다. 이와 같은 멀티채널을 활용한 다수 개의 PAN 운용은 센서 노드들로부터 싱크 노드까지의 라우팅 홉 수를 줄일 수 있고, 데이터 전달의 신뢰성을 높이고, 센서 노드들의 전력 소모를 감소시키는 효과가 있다.

이러한 멀티 채널 활용 또는 운용을 위하여 그 무선 센서 네트워크와 연결된 게이트웨이를 구성하는 경우 그 게이트웨이 내 신호 처리부인 하나의 마이크로 컨트롤러 유닛(Micro Controller Unit:MCU)에서 제공하는 직렬 주변장치 인터페이스(Serial Peripheral Interface:SPI)들에 각각의 무선 정합 소자인 트랜시버를 직접 정합하였다. 이 경우 그 MCU가 제공하는 SPI 인터페이스들의 수에 한계가 있어 센서 네트워크에서 멀티채널을 운용하면서 그 멀티채널을 확장하려고 할 때 이를 지원하는 게이트웨이를 구성하는 것이 용이하지 않다. 왜냐하면 그 멀티채널의 확장을 위해서는 추가적인 트랜시버가 필요할 것이고, 이를 MCU와 직접 정합하는 것은 MCU가 제공하는 SPI 인터페이스가 남아있는 경우에만 가능하기 때문이다.

즉 MCU에서는 물리적으로 하나 또는 두 개 정도의 SPI 인터페이스만을 제공하기 때문에 MCU에서 제공하는 SPI 인터페이스들의 수보다 많은 수의 채널들을 제공하는 트랜시버들을 MCU와 정합하는 것이 요구될 경우, 다수의 트랜시버들이 MCU에 직접적으로 SPI 인터페이스에 정합될 수 없는 문제점이 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는, 센서 네트워크에서의 멀티채널 제공을 위한 게이트웨이 장치를 제공함에 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 센서 네트워크에서의 멀티채널 제공을 위한 게이트웨이 장치 내에서의 효율적인 SPI 정합 장치를 제공함에 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 센서 네트워크에서의 멀티채널 제공을 위한 게이트웨이 장치 내에서의 효율적인 SPI 정합 방법을 제공함에 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 센서 네트워크에서의 멀티채널 제공을 위한 게이트웨이 장치의 일 실시예는, 코어망(core network)과 데이터를 송수신하고 직렬 주변장치 인터페이스(Serial Peripheral Interface:SPI)를 포함하는 신호 처리부; 센서 네트워크와 각각 다른 통신 채널을 통해 데이터를 송수신하는 다수의 무선 송수신부; 및 상기 다수의 무선 송수신부와 연결되고, 상기 신호 처리부로부터 상기 SPI를 통해 입력받은 데이터 프레임에 포함된 무선 송수신부 선택에 관한 정보에 기초하여 상기 다수의 무선 송수신부 중 상기 입력받은 데이터 프레임을 출력할 무선 송수신부를 결정하고, 상기 다수의 무선 송수신부로부터 입력받은 데이터 프레임들을 SPI를 통해 상기 신호 처리부로 출력하는 SPI 정합 부;를 포함한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 센서 네트워크에서의 멀티채널 제공을 위한 게이트웨이 장치 내에서의 SPI 정합 장치의 일 실시예는, 멀티채널을 제공하는 다수의 무선 송수신부와 연결되고, 직렬 주변장치 인터페이스(Serial Peripheral Interface:SPI)를 통해 입력받은 데이터 프레임에 포함된 무선 송수신부 선택에 관한 정보에 기초하여 상기 입력받은 데이터 프레임을 상기 다수의 무선 송수신부 중 하나의 무선 송수신부로 출력하는 분배부; 및 상기 다수의 무선 송수신부와 연결되고, 상기 다수의 무선 송수신부로부터 입력받은 데이터 프레임들을 SPI를 통해 출력하는 전송부;를 포함한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 센서 네트워크에서의 멀티채널 제공을 위한 게이트웨이 장치 내에서의 SPI 정합 방법의 일 실시예는, 멀티채널을 제공하는 다수의 무선 송수신부에 대한 연결을 확보하는 단계; 직렬 주변장치 인터페이스(Serial Peripheral Interface;SPI)를 통해 데이터 프레임을 입력받는 단계; 상기 입력받은 데이터 프레임에 포함된 무선 송수신부 선택에 관한 정보에 기초하여 상기 다수의 무선 송수신부 중 상기 입력받은 데이터 프레임을 출력할 무선 송수신부를 결정하는 단계; 상기 입력받은 데이터 프레임을 상기 결정된 무선 송수신부에게 출력하는 단계;를 포함한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 센서 네트워크에서의 멀티채널 제공을 위한 게이트웨이 장치 내에서의 SPI 정합 방법의 다른 일 실시예는, 멀티채널을 제공하는 다수의 무선 송수신부에 대한 연결을 확보하는 단계; 상 기 다수의 무선 송수신부로부터 데이터 프레임들을 입력받는 단계; 및 상기 입력받은 데이터 프레임들을 직렬 주변장치 인터페이스(Serial Peripheral Interfacee:SPI)를 통해 출력하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따르면, 신호 처리부에서 제공하는 하나의 SPI 인터페이스와 다수의 무선 송수신부 간의 SPI 정합 장치, 그리고 그 SPI 정합 장치를 포함하는 게이트웨이를 사용함으로써 센서 네트워크의 멀티채널 운용시 그 멀티채널의 확장이 용이하다. 즉 추가적인 채널 확장이 필요한 경우 SPI 정합 장치에 추가적인 무선 송수신부를 연결함으로써 용이하게 추가적인 채널 확장을 실현할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 게이트웨이 장치가 센서 네트워크로부터 멀티채널을 통해 수신한 데이터를 코어망 등으로 전달함에 있어 게이트웨이 장치 내 하나의 신호 처리부로 그 수신 데이터가 집중되는데, 이에 대비하여 신호 처리부의 SPI 인터페이스의 데이터 전달 대역폭을 높여 그 데이터의 지연 및 유실을 감소시킬 수 있다.

그리고 본 발명에 따르면, 신호 처리부가 인밴드(In-Band) 어드레싱을 통해 무선 송수신부를 선택하는 것을 가능하게 한다.

마지막으로 본 발명에 따르면, 다수의 무선 송수신부는 센서 네트워크가 멀티채널을 운용하는 것을 지원함으로써 센서 네트워크 내의 센서 노드들의 데이터 전달 홉수를 감소시키고 데이터 전달의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 일 실시예에 따른 센서 네트워크에서의 멀티채널 제공을 위한 게이트웨이 장치 및 그 게이트웨이 장치 내에서의 SPI 정합 장치 및 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이가 적용되는 환경을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이가 적용되는 환경은 코어망(core network, 110), 게이트웨이(120), 센서 네트워크(130), 브리지들(140, 150, 160) 및 브리지들과 각각 무선통신(Radio Frequency:RF) 인터페이스를 통해 연결되는 센서 네트워크들(170, 180, 190)을 포함한다.

코어망(110)은 대용량, 장거리 음성 및 데이터 서비스가 가능한 대형 통신망의 고속 기간망이다. 일반 전화 교환망(Public Switched Telephone Network:PSTN), 종합 정보 통신망(Integrated Services Digital Network:ISDN), IMT-2000, 광역 통신망(WAN), 구내 정보 통신망(LAN), 종합 유선 방송(CATV) 등이 이에 해당할 수 있다. 그리고 코어망(110)은 인터넷 프로토콜(Internet Protocol:IP) 기반의 IP 코어망일 수 있다.

게이트웨이(120)는 코어망(110)과 센서 네트워크(130), 그리고 코어망(110)과 브리지들(140, 150, 160)을 상호 접속하여 이들 간에 정보를 주고받을 수 있게 하는 기능 단위 또는 장치이다. 그리고 여기서의 게이트웨이(120)는 단순한 게이트웨이의 기능을 수행할 뿐만 아니라, 싱크 노드의 기능까지 수행하는 것이다. 즉 여기서의 게이트웨이(120)는 '싱크 노드 통합형 게이트웨이'인 것이다. 따라서 게이 트웨이(120)는 센서 네트워크(130) 상의 다양한 센서 노드들의 정보를 수집하여 이를 코어망(110)으로 전달하는 기능을 함께 수행한다.

센서 네트워크(130)는 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network:USN)이면서 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network)일 수 있다. 유비쿼터스 센서 네트워크라고 함은 각종 센서에서 수집한 정보를 무선으로 수집할 수 있도록 구성한 네트워크를 의미한다. 또한 무선 센서 네트워크라고 함은 센싱 기능을 수행하는 센서 노드와 그 센서 노드에서 센싱된 정보를 수집하여 외부로 내보내는 싱크 노드(Sink Node)로 구성된 네트워크를 의미한다.

브리지들(140, 150, 160)은 센서 네트워크들(170, 180, 190) 각각과 무선통신 인터페이스를 통해 연결되어 자신과 연결된 센서 네트워크와 게이트웨이(120) 간의 인터페이스를 형성하는 장치이다. 따라서 브리지들(140, 150, 160)은 자신과 연결된 센서 네트워크 내의 센서 노드로부터 전달되는 무선 데이터를 IP 네트워크를 통하여 게이트웨이(120)로 전달하게 된다. 그리고 브리지들(140, 150, 160)은 센서 노드들로 구성된 독립된 다수의 PAN을 하나의 논리적 PAN으로 확장시키는 기능 또한 수행할 수 있다.

여기서는 게이트웨이(120)와 같이 브리지들(140, 150, 160)도 싱크 노드의 기능까지 수행하는 '싱크 노드 통합형 브리지'이다. 그리고 또한 브리지들(140, 150, 160) 각각은 게이트웨이(120)와 동일한 구조로 되어 있으며 운용 소프트웨어 기능만을 약간 달리하여 구현될 수 있다.

여기에서 브리지들(140, 150, 160)과 이에 대응되는 센서 네트워크들(170, 180, 190)은 게이트웨이(120)가 적용되는 실제 환경에 따라 존재하지 않을 수도 있고, 도 1에 도시되어 있는 것보다 더 많을 수도 있음을 참고한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이의 구성을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이는 도 1에서의 게이트웨이(120)에 대응되는 것으로, 신호 처리부(210), 다수의 무선 송수신부(221, 222, 223), 및 SPI 정합부(230)를 포함한다.

여기서의 게이트웨이는 센서 네트워크에서의 멀티채널 제공을 위하여 다수의 무선 송수신부(221, 222, 223)를 구비하고, 다수의 무선 송수신부(221, 222, 223)로부터 센서 네트워크 내의 센서 노드들의 데이터나 정보를 수집하여 이를 코어망(110) 등으로 전달하는 싱크 노드의 기능까지 함께 수행하는 '멀티채널을 지원하는 싱크노드 통합형 게이트웨이'이다. 이하 이 게이트웨이의 각 구성 요소를 차례로 살펴본다.

신호 처리부(210)는 코어망(110) 등으로부터 데이터를 수신하여 수신된 데이터에 기초한 데이터 프레임을 SPI를 통해 출력하고(240), SPI를 통해 데이터 프레임을 입력받아(240) 그 입력받은 데이터 프레임의 데이터를 코어망(110) 등으로 송신하는 구성 요소이다. 이는 게이트웨이 및 싱크 노드 제어 기능을 수행하는 하나의 MCU로 구성될 수 있다. MCU는 센서 네트워크(130)의 동작을 위한 응용 계층, 네트워크 계층, MAC(Media Access Control) 계층, 물리 계층 등을 제어한다. 그리고 MCU는 MCU SPI 버스를 통해 SPI 정합부(230)와 연결될 수 있다.

다수의 무선 송수신부(221, 222, 223)는 자신만의 개별적인 통신 채널을 통 해, 즉 서로 다른 통신 채널을 통해, 센서 네트워크(130)와 데이터를 송수신하는 구성 요소이다. 다수의 무선 송수신부(221, 222, 223)는 신호 처리부(210)와의 통신을 위하여 SPI 정합부(230)에 연결되고, 센서 네트워크(130)의 센서 노드들과의 정합을 위해 센서 네트워크(130)의 센서 노드들과 RF 인터페이스로 연결된다.

하나의 무선 송수신부(221)는 센서 네트워크(130) 내의 센서 노드들과 무선 통신 인터페이스를 제공하는 안테나(221a) 및, 그 안테나(221a)와 연결되어 그 안테나(221a)를 통해 센서 네트워크(130)와 데이터를 송수신하는 트랜시버(221b)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 다수의 무선 송수신부(221, 222, 223)를 사용하기 때문에 게이트웨이는 센서 네트워크의 멀티채널 운용을 지원할 수 있다.

SPI 정합부(230)는 다수의 무선 송수신부(221, 222, 223)와 연결되고(250), 신호 처리부(210)로부터 SPI를 통해 입력받은(240) 데이터 프레임에 포함된 무선 송수신부 선택에 관한 정보에 기초하여 다수의 무선 송수신부(221, 222, 223) 중 그 입력받은 데이터 프레임을 출력할 무선 송수신부를 결정하여 그 무선 송수신부에게 그 입력받은 데이터 프레임을 출력하고, 다수의 무선 송수신부(221, 222, 223)로부터 입력받은 데이터 프레임들을 SPI를 통해 신호 처리부(210)로 출력하는 구성 요소이다. 이를 통해 SPI 정합부(230)는 다수의 무선 송수신부(221, 222, 223)와 신호 처리부(210) 간에 SPI 정합을 수행한다. SPI 정합부(230)는 다수의 무선 송수신부(221, 222, 223)와도 SPI 방식으로 통신을 수행한다.

여기서 게이트웨이는 데이터 프레임이 전달되어야 할 무선 송수신부를 지정 또는 선택하는데 있어 In-Band 어드레싱 방식을 사용한다.

즉 In-Band 어드레싱 방식에서는 신호 처리부(210)와 다수의 무선 송수신부(221, 222, 223) 간에 송수신되는 데이터 프레임 속에 선택된 무선 송수신부의 주소를 넣어 전달하고, SPI 정합부(230)는 그 전달된 주소를 디코딩해서 특정 무선 송수신부, 여기에서는 그 선택된 무선 송수신부를 선택한다. 이에 반해 Out-Band 어드레싱 방식은 신호 처리부(210)에서 특정의 무선 송수신부를 선택하기 위한 실제적인 신호를 발생시키는 방식이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 SPI 정합 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 여기서의 SPI 정합 장치는 도 2에서의 SPI 정합부(230)에 대응하는 것으로서, 분배부(310)와 전송부(320)로 이루어져 있다.

분배부(310)는 멀티채널을 제공하는 다수의 무선 송수신부(221, 222, 223)와 연결되고, SPI를 통해 데이터 프레임을 입력받아(240) 그 입력받은 데이터 프레임에 포함된 무선 송수신부 선택에 관한 정보에 기초하여 그 입력받은 데이터를 다수의 무선 송수신부(221, 222,223) 중 하나의 무선 송수신부로 출력하는 구성 요소이다.

분배부(310)는 분배 처리부(311)와 다수의 송신 FIFO(First-In, First Out)(312, 313, 314) 및 동기화부(315)를 포함하여 이루어질 수 있다.

분배 처리부(311)는 입력받은 데이터 프레임에 포함된 무선 송수신부 선택에 관한 정보에 의해 지정된 무선 송수신부를 향하여 그 입력받은 데이터 프레임을 출력하는 구성 요소이다. 이는 회로의 경로(the course)나 회로의 흐름을 변경하기 위한 장치인 스위치를 포함하여 이루어질 수 있다. 이 스위치는 상기 무선 송수신부 선택에 관한 정보에 의해 지정된 무선 송수신부와 연결되어 있는 하나의 송신 FIFO로 그 입력받은 데이터 프레임이 전달될 수 있도록 분배 처리부(311)와 그 송신 FIFO와의 연결을 형성한다.

여기에서 분배부(310)가 입력받은 데이터 프레임은 그 데이터 프레임이 전달되어야 하는 무선 송수신부를 지정하는 송수신부 선택 필드를 포함할 수 있다. 결국 무선 송수신부 선택에 관한 정보는 이 송수신부 선택 필드의 내용으로서, 이 내용에 따라 분배 처리부(311)는 다수의 송신 FIFO(312, 313, 314) 중 연결 대상으로서 하나의 송신 FIFO를 선택할 수 있다.

다수의 송신 FIFO(First-In, First Out)(312, 313, 314)는 상기 다수의 무선 송수신부(221, 222, 223)와 각각 연결되고, 상기 분배 처리부(311)로부터 출력된 데이터 프레임을 입력받아 연결된 무선 송수신부에 전달하는 구성 요소이다.

동기화부(315)는 다수의 송신 FIFO(312, 313, 314)에 동기화 신호를 보내서 다수의 송신 FIFO(312, 313, 3140에 의한 데이터 프레임 전달 작업을 동기화하는 구성 요소이다.

여기에서 분배부(310)의 동작을 간단하게 정리하여 보면 다음과 같다. 먼저 분배 처리부(311)에 의해 수신되는 데이터 프레임에 대하여 데이터 프레임 헤더의 무선 송수신부 선택 필드를 분석하여 해당하는 무선 송수신부와 연결된 송신 FIFO로 데이터를 분류한다. 이후 분배 처리부(311)에 의하여 송신 FIFO에 데이터 프레임이 저장된 경우 동기화부(315)의 동기화 제어 신호에 의해 그 저장된 데이터 프 레임은 해당 무선 송수신부로 전달된다.

전송부(320)는 다수의 무선 송수신부(221, 222, 223)와 각각 연결되고, 다수의 무선 송수신부(221, 222, 223)로부터 데이터 프레임들을 입력받아 일정한 순서대로 SPI 방식으로 출력하는 구성 요소이다.

전송부(320)는 다수의 수신 FIFO(321, 322, 323) 및 스케줄링부(324)를 포함하여 이루어질 수 있다.

다수의 수신 FIFO(321, 322, 323)는 다수의 무선 송수신부(221, 222, 223)와 각각 연결되고, 연결된 무선 송수신부로부터 데이터 프레임을 입력받는 구성 요소이다.

스케줄링부(324)는 다수의 수신 FIFO(321, 322, 323)의 상태를 확인하여 다수의 수신 FIFO(321, 322, 323)에 입력된 데이터 프레임들을 라운드로빈 또는 우선순위에 따라 출력(240)하는 구성 요소이다. 여기서 데이터 프레임의 출력시 신호 처리부(210)가 하나의 MCU라면 MCU의 SPI 버스로 출력을 수행하게 된다.

여기에서 다수의 송신 FIFO(312, 313, 314)와 다수의 수신 FIFO(321, 322, 323)는 모두 FIFO로서, FIFO는 버퍼링과 흐름 제어를 위하여 전기 회로에서 보통 사용되는 장치이다. FIFO는 하드웨어 형태로서 FIFO는 주로 읽기와 쓰기 포인터들 집합과, 저장 장치(storage), 및 제어 로직으로 구성된다. 저장 장치는 SRAM(Static Random Access Memory), 플립플롭(flip-flops), 래치(latches) 또는 어떠한 다른 적당한 형태의 저장 장치여도 상관없다.

도 4a는 일반적인 SPI 방식으로 전송되는 데이터 프레임 구조를 도시한 도면 이다.

도 4a를 참조하면, 센서 네트워크와 연결되어 싱크 노드 기능과 게이트웨이의 기능을 수행하는 게이트웨이 내에서 일반적인 SPI 방식으로 전송되는 SPI 데이터 프레임의 포맷은 프리앰블(410), 프레임 시작 구분자(Start of Frame Delimiter:SFD), 프레임 길이(430), 메시지 프로토콜 데이터 단위(Message Protocol Data Unit:MPDU, 440)와 같은 필드들을 포함하는 구조를 가질 것이다. 따라서 그 SPI 데이터 프레임에서는 그 SPI 데이터 프레임이 전달되어야 하는 곳인 무선 송수신부에 관한 정보를 포함하고 있지 않다.

여기에서 MPDU라 함은 메시지 통신 시스템에서 다른 메시지 통신 시스템에 전송하기 위해 하위 계층에 데이터를 전송할 때의 프로토콜 데이터 단위를 의미한다.

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 또는 SPI 정합 장치 내에서 전송되는 데이터 프레임의 구조를 도시한 도면이다.

도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 또는 SPI 정합 장치 내에서 전송되는 SPI 데이터 프레임의 포맷은 프리앰블(510), SFD(520), 송수신부 선택 필드(Trans.Select, 530), 프레임 길이(540), MPDU(550)와 같은 필드들을 포함하는 구조를 가진다. 즉 도 4a의 SPI 프레임 포맷과 비교할 때, 도 4b의 SPI 프레임 포맷은 멀티채널을 제공하는 다수의 트랜시버 선택을 위한 물리층 헤더에 송수신부 선택 필드(530)를 추가하는 것이 특징이다. 앞에서도 언급하였듯이 도 3의 분배 처리부(311)는 송수신부 선택 필드(530)를 분석하여 해당하는 무선 송수 신부와 연결된 송신 FIFO에 데이터 프레임을 전달한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 장치 내 SPI 정합 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다. 구체적인 내용에 대하여는 도 2와 도 3의 내용을 참고하기로 한다.

도 5를 참조하면, 먼저 도 2의 SPI 정합부(230) 또는 도 3의 SPI 정합 장치는 멀티채널을 제공하는 다수의 무선 송수신부에 대한 연결을 확보하여야 한다(S510). 이후 직렬 주변장치 인터페이스(Serial Peripheral Interface;SPI)를 통해 데이터 프레임을 입력받는다(S520). 그리고 상기 입력받은 데이터 프레임에 포함된 무선 송수신부 선택에 관한 정보에 기초하여 상기 입력받은 데이터 프레임을 출력할 무선 송수신부를 결정한다(S530). 이후 상기 입력받은 데이터 프레임을 상기 결정된 무선 송수신부에게 출력한다(S540).

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 게이트웨이 장치 내 SPI 정합 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 먼저 도 2의 SPI 정합부(230) 또는 도 3의 SPI 정합 장치는 멀티채널을 제공하는 다수의 무선 송수신부에 대한 연결을 확보하여야 한다(S610). 이후 상기 다수의 무선 송수신부로부터 데이터 프레임들을 입력받는다(S620). 그리고 상기 입력받은 데이터 프레임들을 일정한 순서대로 직렬 주변장치 인터페이스(Serial Peripheral Interface:SPI)를 통해 출력한다(S630). 여기성 일정한 순서라 함은 라운드 로빈 또는 우선 순위에 따른 순서일 수 있다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이가 적용되는 환경을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이의 구성을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 SPI 정합 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 4a는 일반적인 SPI 방식으로 전송되는 데이터 프레임 구조를 도시한 도면이다.

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 또는 SPI 정합 장치 내에서 전송되는 데이터 프레임의 구조를 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 장치 내 SPI 정합 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 게이트웨이 장치 내 SPI 정합 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.

Claims (20)

1. 코어망(core network)과 데이터를 송수신하고 직렬 주변장치 인터페이스(Serial Peripheral Interface:SPI)를 포함하는 신호 처리부;

   센서 네트워크와 각각 다른 통신 채널을 통해 데이터를 송수신하는 다수의 무선 송수신부; 및

   상기 다수의 무선 송수신부와 연결되고, 상기 신호 처리부로부터 상기 SPI를 통해 입력받은 데이터 프레임에 포함된 무선 송수신부 선택에 관한 정보에 기초하여 상기 다수의 무선 송수신부 중 상기 입력받은 데이터 프레임을 출력할 무선 송수신부를 결정하고, 상기 다수의 무선 송수신부로부터 입력받은 데이터 프레임들을 SPI를 통해 상기 신호 처리부로 출력하는 SPI 정합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는

   하나의 마이크로 컨트롤러 유닛(Micro Controller Unit:MCU)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 다수의 무선 송수신부는

   상기 센서 네트워크 내의 센서 노드들과의 무선 통신 인터페이스를 제공하는 안테나; 및

   상기 안테나를 통해 상기 센서 네트워크와 데이터를 송수신하는 트랜시버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 다수의 무선 송수신부와 상기 SPI 정합부는 SPI 방식으로 통신하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리부로부터 입력받은 데이터 프레임은

   상기 무선 송수신부 선택에 관한 정보를 위한 송수신부 선택 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 SPI 정합부는

   상기 무선 송수신부 선택에 관한 정보에 의해 지정된 무선 송수신부를 향하여 상기 신호 처리부로부터 입력받은 데이터 프레임을 출력하는 분배 처리부; 및

   상기 다수의 무선 송수신부와 연결되고, 상기 분배 처리부로부터 출력된 데이터 프레임을 입력받아 연결된 무선 송수신부로 출력하는 다수의 송신 FIFO(First-In, First-Out);를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 SPI 정합부는

   상기 다수의 무선 송수신부와 연결되고, 연결된 무선 송수신부로부터 데이터 프레임을 입력받는 다수의 수신 FIFO; 및

   상기 다수의 수신 FIFO에 입력된 데이터 프레임들을 라운드로빈 또는 우선 순위에 따라 상기 신호 처리부로 출력하는 스케줄링부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
8. 멀티채널을 제공하는 다수의 무선 송수신부와 연결되고, 직렬 주변장치 인터페이스(Serial Peripheral Interface:SPI)를 통해 입력받은 데이터 프레임에 포함된 무선 송수신부 선택에 관한 정보에 기초하여 상기 입력받은 데이터 프레임을 상기 다수의 무선 송수신부 중 하나의 무선 송수신부로 출력하는 분배부; 및

   상기 다수의 무선 송수신부와 연결되고, 상기 다수의 무선 송수신부로부터 입력받은 데이터 프레임들을 SPI를 통해 출력하는 전송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 내 SPI 정합 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 분배부에서 입력받은 데이터 프레임은

   상기 무선 송수신부 선택에 관한 정보를 위한 송수신부 선택 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 내 SPI 정합 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 분배부는

    상기 무선 송수신부 선택에 관한 정보에 의해 지정된 무선 송수신부를 향하여 상기 분배부에서 입력받은 데이터 프레임을 출력하는 분배 처리부; 및

    상기 다수의 무선 송수신부와 연결되고, 상기 분배 처리부로부터 출력된 데 이터 프레임을 입력받아 연결된 무선 송수신부에 전달하는 다수의 송신 FIFO(First-In, First-Out);를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치 내 SPI 정합 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 분배부는

    상기 다수의 송신 FIFO에 의한 데이터 프레임 전달 작업을 동기화하는 동기화부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치 내 SPI 정합 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 분배 처리부는

    상기 무선 송수신부 선택에 관한 정보에 기초하여 상기 다수의 송신 FIFO 중 하나의 송신 FIFO와 연결하는 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치 내 SPI 정합 장치.
13. 제8항에 있어서, 상기 전송부는

    상기 다수의 무선 송수신부와 연결되고, 연결된 무선 송수신부로부터 데이터 프레임을 입력받는 다수의 수신 FIFO; 및

    상기 다수의 수신 FIFO에 입력된 데이터 프레임들을 라운드로빈 또는 우선 순위에 따라 출력하는 스케줄링부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치 내 SPI 정합 장치.
14. 제8항에 있어서, 상기 다수의 무선 송수신부와 SPI 방식으로 통신하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치 내 SPI 정합 장치.
15. 멀티채널을 제공하는 다수의 무선 송수신부에 대한 연결을 확보하는 단계;

    직렬 주변장치 인터페이스(Serial Peripheral Interface;SPI)를 통해 데이터 프레임을 입력받는 단계;

    상기 입력받은 데이터 프레임에 포함된 무선 송수신부 선택에 관한 정보에 기초하여 상기 다수의 무선 송수신부 중 상기 입력받은 데이터 프레임을 출력할 무선 송수신부를 결정하는 단계;

    상기 입력받은 데이터 프레임을 상기 결정된 무선 송수신부에게 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치 내 SPI 정합 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 입력받은 데이터 프레임은

    상기 무선 송수신부 선택에 관한 정보를 위한 송수신부 선택 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치 내 SPI 정합 방법.
17. 제15항에 있어서, 상기 입력받은 데이터 프레임을 상기 결정된 무선 송수신부에게 출력하는 것은

    SPI 방식으로 출력하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치 내 SPI 정합 방법.
18. 멀티채널을 제공하는 다수의 무선 송수신부에 대한 연결을 확보하는 단계;

    상기 다수의 무선 송수신부로부터 데이터 프레임들을 입력받는 단계; 및

    상기 입력받은 데이터 프레임들을 직렬 주변장치 인터페이스(Serial Peripheral Interfacee:SPI)를 통해 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치 내 SPI 정합 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 입력받은 데이터 프레임들은

    라운드로빈 또는 우선 순위에 의해 결정되는 순서에 따라 출력되는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치 내 SPI 정합 방법.
20. 제18항에 있어서, 상기 데이터 프레임들을 입력받는 것은

    SPI 방식으로 입력받는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치 내 SPI 정합 방법.

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