WO2014065538A2 - 유에스비 멀티캐스트 지원 장치 및 방법 - Google Patents

유에스비 멀티캐스트 지원 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 빠른 시간 내에 모든 학생 수업용 단말에게 동일한 파일을 전송하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 무선 USB(Universal Serial Bus)를 지원하는 통신 시스템에서 호스트에서의 멀티캐스트 지원 방법에 있어서, 각 디바이스와 연결 설정하는 과정; 멀티캐스트 서비스가 필요한가를 판단하는 과정; 멀티캐스트 서비스가 필요한 경우, 유니캐스트 엔드 포인트(End Point : EP)에 멀티캐스트 EP를 매핑하는 과정; 및 데이터가 수신되면, 멀티캐스트 EP로 데이터를 전송하는 과정을 포함한다.

Description

유에스비 멀티캐스트 지원 장치 및 방법
본 발명의 USB(Universal Serial Bus) 멀티캐스트 지원 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 선생님 강의용 단말에서 복수의 학생 수업용 단말로 동일한 전자 수업 자료를 배포하는 일 예를 도시하고 있다.
호스트 시스템과 연결되는 주변 기기들은 데이터를 주고 받는 통신 채널로 직렬 포트, 병렬 포트 혹은 USB(Universal Serial Bus) 포트 등을 사용할 수 있다.
호스트 시스템은 예컨대, 후술될 선생님 강의용 단말(100)이라 할 수 있고, 주변 기기들은 예컨대, 후술될 학생 수업용 단말들(110, 112, 114, 116, 118)이라 할 수 있다.
도 1과 같이, 교실에서 선생님 강의용 단말(100)에서 복수의 학생 수업용 단말(110, 112, 114, 116, 118)로 동일한 전자 수업 자료를 배포할 경우, 모든 학생 수업용 단말들(110, 112, 114, 116, 118)로 전자 수업 자료를 보내기 위한 총 시간은 학생 수업용 단말 개수에 비례하였다. 왜냐하면, USB 포트는 유니캐스트(unicast)만 제공하므로, 선생님 강의용 단말(100)은 모든 학생 수업용 단말(110, 112, 114, 116, 118)과 각각 1:1 연결을 만들어 순차적으로 따로 보내야 하기 때문이다.
따라서, 빠른 시간 내에 선생님 강의용 단말(100)에서 모든 학생 수업용 단말(110, 112, 114, 116, 118)로 동일한 파일을 전송할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명은 빠른 시간 내에 모든 학생 수업용 단말에게 동일한 파일을 전송하는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 무선 USB(Universal Serial Bus)를 지원하는 통신 시스템에서 호스트에서의 멀티캐스트 지원 방법에 있어서, 각 디바이스와 연결 설정하는 과정; 멀티캐스트 서비스가 필요한가를 판단하는 과정; 멀티캐스트 서비스가 필요한 경우, 유니캐스트 엔드 포인트(End Point : EP)에 멀티캐스트 EP를 매핑하는 과정; 및 스트리밍 데이터가 수신되면, 멀티캐스트 EP로 데이터를 전송하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 디바이스에서의 방법은 무선 USB(Universal Serial Bus)를 지원하는 통신 시스템에서 디바이스에서의 멀티캐스트 지원 방법에 있어서, 호스트와 연결 설정하는 과정; 멀티캐스트 서비스가 필요한가를 판단하는 과정; 멀티캐스트 서비스가 필요한 경우, 유니캐스트 엔드 포인트(End Point, "이하 EP") PAL EP 및 멀티캐스트 PAL EP를 수신하는 과정; 및 스트리밍 데이터가 수신되면, 멀티캐스트 EP에 매핑된 USB EP를 이용하여 데이터를 전송하는 과정을 포함한다.
본 발명은 빠른 시간 내에 모든 단말들에게 동일한 파일을 전송할 수 있다.
본 발명은 동일한 데이터를 수신하는 단말 개수만큼 전송해야 하는 대역 낭비, 시간 소비를 방지하고, 한 번에 모든 단말들에게 데이터를 전송할 수 있다.
도 1은 선생님 강의용 단말에서 복수의 학생 수업용 단말로 동일한 전자 수업 자료를 배포하는 일 예를 도시한 시스템 구성도;
도 2는 WSB를 기반으로 하는 호스트와 디바이스의 계층 구조도;
도 3은 종래의 호스트와 디바이스들의 구조도;
도 4는 호스트와 디바이스의 구조도;
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 WSB 기반의 멀티캐스트를 지원하기 위한 호스트와 디바이스들의 구조도;
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 멀티캐스트 메시지의 구조도;
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 Host PAL에서의 WSB 기반의 멀티캐스트팅 동작 흐름도;
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 Device PAL에서의 WSB 기반의 멀티캐스트팅 동작 흐름도; 및
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 호스트 및 디바이스 간 WSB 기반의 멀티캐스트팅 동작 흐름도.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
도 2는 WSB를 기반으로 하는 호스트와 디바이스의 계층 구조도를 나타낸다.
WSB는 USB(Universal Serial Bus) 호스트와 USB 허브(Hub)/USB 디바이스간 무선(Wi-Fi) 링크를 이용하여 무선 연결하는 기술을 의미하고, 기존 mass storage 지원 USB 장치(MSC(Mass Storage Class), MTP(Multimedia Transfer Protocol))의 재활용 가능하다.
또한 WSB는 Non-IP 기반의 simple protocol로써, 독립된 교실/회의실 내에서 이루어지는 단순 파일 전송에 적합하다.
도 2를 참조하면, 호스트(200)는 USB 호스트 계층(202), 호스트 팔(PAL : Protocol Adaptation Layer) 계층(204), 와이파이(Wi-Fi) MAC/PHY 계층(206)으로 구성되고, 디바이스(210)는 USB 디바이스 계층(212), 디바이스 팔(PAL) 계층(214), 와이파이 MAC/PHY 계층(216)으로 구성된다. 호스트 팔은 와이파이 MAC/PHY 계층 위에 USB 호스트 계층을 사용하기 위한 Adapation 의 용도로써, USB 호스트에서 사용되는 제어 시그널링 및 데이터를 와이파이 메시지로 변환하거나 반대의 동작을 수행한다.
USB 호스트 계층(202)와 USB 디바이스 계층(212)은 EP(End Point)1(208)과 EP 1(218)을 통해 USB 데이터를 송수신한다.USB 디바이스 계층의 EP는 USB 계층에서 사용되는 데이터 터널의 구별자라 할 수 있다.
또한 호스트 팔 계층(204)과 디바이스 팔 계층(214)는 EP a(209)과 EP a(219)을 통해 시그널링한다.
도 3은 종래의 호스트와 디바이스들의 구조도를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 호스트(300)은 디바이스 1, 2(400, 500)로 USB 포트를 통해 USB 데이터를 송수신한다.
이때, 호스트(300)의 USB_EP_1(308-1)은 디바이스 1(400)의 USB_EP_1(408-1)와 매핑되고, 호스트(300)의 PAL_EP_1(309-1)은 디바이스 1(400)의 PAL_EP_1(409-1)와 매핑된다.
마찬가지로, 호스트(300)의 USB_EP_2(308-2)은 디바이스 2(400)의 USB_EP_2(508-2)와 일대일 매핑되고, 호스트(300)의 PAL_EP_2(309-2)은 디바이스 2(400)의 PAL_EP_2(509-2)와 일대일 매핑된다.
따라서, 종래 기술에서 언급한 바와 같이, 선생님 강의용 단말(100)은 모든 학생 수업용 단말(110, 112, 114, 116, 118)과 각각 1:1 연결을 만들어 순차적으로 따로 보내야 하기 때문에 파일 전송 시간이 학생 수업용 단말의 개수에 비례한다.
도 4는 호스트와 디바이스의 구조도를 나타낸다.
호스트(400)의 USB 호스트 계층(402)과 디바이스(410)의 USB 디바이스(412)는 도 4에 도시한 바와 같이, 유니캐스트만을 지원한다. 반면에, 호스트(400)의 와이파이 MAC/PHY 계층(406)과 디바이스(410)의 와이파이 MAC/PHY 계층(416)는 멀티캐스트를 지원한다.
따라서, 본 발명에서는 와이파이의 멀티캐스트 기능을 활용할 수 있도록 프로토콜적응 계층(Protocol Adaption Layer)(404, 414)을 활용하도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 WSB 기반의 멀티캐스트를 지원하기 위한 호스트와 디바이스들의 구조도를 나타낸다.
WSB 기반의 멀티캐스트 전송을 지원하기 위해 호스트 팔 계층(504)에서 각 USB_EP를 그룹핑(grouping)하는 가상의 멀티캐스트 주소를 할당한다(PAL_EP).
USB 호스트(502)가 호스트 팔(504)에게 USB 디바이스 EP를 전달한다. 호스트 팔(504)은 USB 디바이스 EP들을 하나의 멀티캐스트 EP에 binding한다. 호스트 팔(504)가 멀티캐스트 EP로 데이터를 디바이스 1(510), 디바이스 2(520)으로 멀티캐스트한다. 디바이스 팔(512, 522)은 멀티캐스트 데이터에 대한 ACK은 생략할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 멀티캐스트 메시지의 구조도이다.
할당된 주소를 포함하는 멀티캐스트 메시지를 디바이스 1(510), 디바이스 2(520)으로 멀티캐스팅하기 위해, 멀티캐스트 메시지의 구조를 살펴 보기로 한다.
도 6을 참조하면, 와이파이 MAC 프레임의 Device class data 필드를 참조하여, USB Host가 연결된 device의 descriptor로부터 device class를 확인할 수 있다.
EP handle 필드에서는 Host PAL에서 각 USB_EP를 그룹핑(grouping)하는 가상의 멀티캐스트 주소 PAL EP_m이 포함된다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 Host PAL에서의 WSB 기반의 멀티캐스트팅 동작 흐름도를 나타낸다.
먼저, 701 단계에서 Host PAL은 USB 디바이스 디스크립션(description)를 수신한다.
703 단계에서 Host PAL은 수신된 디스크립션으로부터 AV 디바이스 클래스(device class)를 확인한다. 즉, Host PAL은 멀티캐스트 서비스가 필요한가를 확인한다.
만약 AV 디바이스 클래스가 아닌 경우, Host PAL은 705 단계에서 디바이스에 유니캐스트 EP를 할당한다. 도 7에서는 기재하지 않았지만, 유니캐스트 EP가 할당되면, 종래의 USB 동작에 따라 별도의 binding 절차 없이 할당된 유니캐스트 EP를 통해 데이터가 전달된다.
반면에, AV 디바이스 클래스인 경우, Host PAL은 먼저 707 단계에서 Control session(device setup, description)에는 유니캐스트 EP를 할당하고, 707 단계에서 멀티캐스트 전달을 위한 멀티캐스트 EP를 함께 할당한다.
Host PAL은 711 단계에서 USB device EP 들을 하나의 multicast EP에 binding(또는매핑)한다. Host PAL은 713 단계에서 USB 호스트로부터 데이터를 수신하면, 715 단계에서 스트리밍 데이터인가를 판단한다.
만약 스트리밍 데이터가 아닌 경우 Host PAL은 719 단계에서 유니캐스트 EP로 데이터를 전송한다.
그러나 스트리밍 데이터인 경우 Host PAL은 717 단계에서 멀티캐스트 EP로 데이터를 전송한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 Device PAL에서의 WSB 기반의 멀티캐스트팅 동작 흐름도를 나타낸다.
먼저, 801 단계에서 Device PAL은 USB 디바이스 디스크립션을 송신한다.
803 단계에서 Device PAL은 수신된 디스크립션으로부터 AV 디바이스 클래스를 확인한다. 즉, 멀티캐스트 서비스가 필요한가를 확인한다.
만약 AV 디바이스 클래스가 아닌 경우, Device PAL은 805 단계에서 디바이스에 유니캐스트 EP를 할당한다. 이후에는 Device PAL은 후술될 813 단계로 진행한다.
반면에, AV 디바이스 클래스인 경우, Device PAL은 먼저 807 단계에서 Unicast PAL EP/Multicast PAL EP를 수신한다.
Device PAL은 809 단계에서 multicast PAL EP와 USB EP를 binding한다. Device PAL은 811 단계에서 Host PAL로부터 데이터를 수신하면, 813 단계에서 multicast EP로 수신되었는가를 판단한다.
만약 multicast EP로 수신되지 아닌 경우 Device PAL은 815 단계에서 USB EP를 이용하여 데이터를 USB 디바이스로 전달한다.
그러나 multicast EP로 수신된 경우 Device PAL은 817 단계에서 multicast EP에 Binding된 USB EP를 이용하여 데이터를 USB 디바이스로 전달한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 호스트 및 디바이스 간 WSB 기반의 멀티캐스트팅 동작 흐름도를 나타낸다.
먼저, Host PAL(902)이 920 단계에서 Device PAL(912)로 Reset request 메시지를 전송한다.
Device PAL(912)이 921 단계에서 Host PAL(902)로 Rest request 메시지에 대한 응답으로, Reset response 메시지를 전송한다.
Host PAL(902)이 922 단계에서 Device PAL(912)로 연결 요청을 위해 DeviceCapabilityExchange request 메시지를 전송한다.
Device PAL(912)은 Host PAL(902)로 DeviceCapabilityExchange request 메시지에 대한 응답으로, 923 단계에서 DeviceCapabilityExchange response 메시지를 전송한다.
Host PAL(902)이 924 단계에서 Device PAL(912)로 DeviceHandle request 메시지를 전송한다.
Device PAL(912)이 925 단계에서 Host PAL(902)로 DeviceHandle request 메시지에 대한 응답으로, DeviceHandle response 메시지를 전송한다.
Host PAL(902)은 926 단계에서 수신된 디스크립션으로부터 AV 디바이스 클래스(device class)를 확인한다. 즉, Host PAL(902)은 멀티캐스트 서비스가 필요한가를 확인한다. 이때 USB host(904)는 927 단계에서 일 예로 USB device(914)의 EP를 EP a로 설정한다.
이후, Host PAL(902)이 928 단계에서 Device PAL(912)로 unicast EP a, multicast EP m을 포함하는 DeviceHandle request 메시지를 전송한다. Device PAL(912)는 수신한 유니캐스트 EP a와 멀티캐스트 EP m을 binding 하여 저장, 관리한다.
USB device(914)는 929 단계에서 USB Host(904)가 할당한 EP a로 설정한다.
Device PAL(912)이 930 단계에서 Host PAL(902)로 DeviceHandle request 메시지에 대한 응답으로, DeviceHandle response 메시지를 전송한다. DeviceHandle response 메시지를 통해 할당된 USB device의 DeviceHandle과 할당성공 여부에 대한 ResultCode가 전달된다.
931 단계에서 Host PAL(902)이 USB host(904)로부터 데이터(EP a로 설정됨)를 수신하면, 932 단계에서 USB device EP 들을 하나의 multicast EP에 매핑한다.
이때, Host PAL(902)은 매핑 결과를 저장할 수 있는 메모리, 리스트 등을 가지고 있음은 물론이다.
Host PAL(902)이 933 단계에서 Device PAL(912)로 EP m, 데이터, 전송 상태(new) 등을 포함하는 Transfer request로 전송한다.
Device PAL(912)는 934 단계에서 수신한 WSE PAL 메시지의 EP m을 확인하여, EP m에 binding된 EP a로 매핑한다.
Device PAL(912)이 935 단계에서 USB device(914)로 EP a를 이용하여 데이터를 전송한다. USB device(914)이 936 단계에서 Device PAL(912)로 EP a를 이용하여 Ack 메시지를 전송한다. Device PAL(912)은 multicast data에 대한 ACK은 생략할 수 있다.
Device PAL(912)은 937 단계에서 Host PAL(902)로 Transfer request 메시지에 대한 응답으로, EP m, 데이터, 전송 상태(end) 등을 포함하는 Transfer response 메시지를 전송한다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (6)

  1. 무선 USB(Universal Serial Bus)를 지원하는 통신 시스템에서 호스트에서의 멀티캐스트 지원 방법에 있어서,
    각 디바이스와 연결 설정하는 과정;
    멀티캐스트 서비스가 필요한가를 판단하는 과정;
    멀티캐스트 서비스가 필요한 경우, 유니캐스트 엔드 포인트(End Point : EP)에 멀티캐스트 EP를 매핑하는 과정; 및
    스트리밍 데이터가 수신되면, 멀티캐스트 EP로 데이터를 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 멀티캐스트 지원 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매핑하는 과정은,
    프로토콜 적응 계층(Protocol Adaption Layer : PAL)에서 멀티캐스트 PAL EP와 USB EP를 매핑하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 멀티캐스트 지원 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터는 멀티캐스팅 메시지를 이용하여 각 디바이스로 전송되고,
    상기 멀티캐스팅 메시지는,
    디바이스 클래스 데이터를 나타내는 디바이스 클래스 데이터 필드, 호스트 팔(Host PAL)에서 각 USB_EP를 그룹핑(grouping)하는 가상의 멀티캐스트 주소를 포함하는 EP handle 필드 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 멀티캐스트 지원 방법.
  4. 무선 USB(Universal Serial Bus)를 지원하는 통신 시스템에서 디바이스에서의 멀티캐스트 지원 방법에 있어서,
    호스트와 연결 설정하는 과정;
    멀티캐스트 서비스가 필요한가를 판단하는 과정;
    멀티캐스트 서비스가 필요한 경우, 유니캐스트 엔드 포인트(End Point, "이하 EP") PAL EP 및 멀티캐스트 PAL EP를 수신하는 과정; 및
    스트리밍 데이터가 수신되면, 멀티캐스트 EP에 매핑된 USB EP를 이용하여 데이터를 USB 디바이스로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 멀티캐스트 지원 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 매핑하는 과정은,
    프로토콜 적응 계층(Protocol Adaption Layer : PAL)에서 멀티캐스트 PAL EP와 USB EP를 매핑하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 멀티캐스트 지원 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 호스트로부터 멀티캐스팅 메시지를 이용하여 수신되고,
    상기 멀티캐스팅 메시지는,
    디바이스 클래스 데이터를 나타내는 디바이스 클래스 데이터 필드, 호스트 팔(Host PAL)에서 각 USB_EP를 그룹핑(grouping)하는 가상의 멀티캐스트 주소를 포함하는 EP handle 필드 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 멀티캐스트 지원 방법.
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