KR100574359B1 - 직렬데이터의 송수신 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직렬 데이터 송수신 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 직렬 통신의 전력을 낮추기 위해 병렬 데이터를 직렬화 하기 전에 이전 데이터와 현재의 데이터를 트랜지션 코딩하여 그 차이만을 직렬화함으로써 신호의 변화를 최소화하여 전송함으로써 직렬데이터 송수신시 전력소모를 최소로 할 수 있는 이점이 있다

트랜지션 코딩, 직렬데이터, 저전력, 송수신

Description

직렬데이터의 송수신 장치 및 그 방법{SERIAL DATA TRANSMITTER - RECEIVER AND METHOD THEREOF}

도 1은 병렬 데이터 통신과 직렬 데이터 통신에서 데이터간 신호변화를 비교한 도면이다.

도 2는 본 발명에 의한 직렬데이터 송수신장치의 트랜스미터의 일부를 나타낸 블록구성도이다.

도 3은 본 발명에 의한 직렬데이터 송수신장치의 리시버의 일부를 나타낸 블록구성도이다.

도 4는 본 발명에 의한 직렬데이터 송수신 방법에서의 트랜지션 코딩 방법을 나타낸 도면이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 신호처리부 20 : 코딩부

22 : D-플립플롭 24 : XOR게이트

26 : 멀티플렉서 30 : 병렬-직렬변환기

40 : 직렬-병렬변환기 50 : 디코딩부

본 발명은 직렬 데이터 송수신 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직렬 통신의 전력을 낮추기 위해 병렬 데이터를 직렬화 하기 전에 이전 데이터와 현재의 데이터의 차이만을 트랜지션 코딩한 후 직렬화함으로써 신호의 변화를 최소화하여 전송함으로써 직렬 데이터 송수신시 전력소모를 최소로 할 수 있는 직렬 데이터 송수신 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

기존의 온-칩, 혹은 오프-칩 병렬 통신은 도선의 수를 많이 필요로 하며, 도선사이의 혼신(crosstalk), 지연차(skew) 등의 문제 때문에, 전기제품 간의 유선통신, 혹은 컴퓨터간의 인터넷 통신 그리고 칩 내부 기능 블록간의 통신 등에 직렬통신을 널리 사용하고 있다.

그러나, 이와 같은 직렬통신은 비용절감 및 고속화에 효과적이나 병렬 통신에 비해 추가적인 전력소비를 요구하게 될 확률이 높다는 문제점이 있다.

도 1은 병렬 데이터 통신과 직렬 데이터 통신에서 데이터간 신호변화를 비교한 도면이다.

여기에 도시된 바와 같이 8bit 병렬 데이터 통신의 경우 2번의 신호변화(Transition)가 발생한다. 하지만 같은 데이터를 가지고 직렬 통신을 할 경우 17번의 신호변화(Transition)가 도선 상에서 일어나게 된다.

이와 같은 신호변화는 도선을 충/방전시키는 동작이기 때문에 신호변화가 많 이 발생할수록 통신상의 주된 전력소비를 가져오게 된다. 특히 온-칩 통신에서는 이러한 전력 소비는 큰 문제가 될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 직렬 통신의 전력을 낮추기 위해 병렬 데이터를 직렬화 하기 전에 이전 데이터와 현재의 데이터를 트랜지션 코딩하여 그 차이만을 직렬화함으로써 신호의 변화를 최소화하여 전송함으로써 직렬 데이터 송수신시 전력소모를 최소로 할 수 있는 직렬 데이터 송수신 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 병렬-직렬변환기에 의해 병렬데이터를 직렬데이터로 변환하여 전송하는 트랜스미터와 직렬-병렬변환기에 의해 트랜스미터로부터 수신된 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하는 리시버로 이루어진 직렬데이터 송수신장치에 있어서, 상기 트랜스미터는 이전데이터와 그로부터 1 데이터 클럭 후에 출력될 현재 데이터간의 차이에 의해 트랜지션 코딩된 코딩데이터를 출력하는 코딩부가 더 포함되며, 상기 리시버는 상기 트랜스미터로부터 1 데이터 클럭 전에 수신된 이전데이터와 현재데이터를 트랜지션 디코딩하여 출력하는 디코딩부가 더 포함되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 코딩부는 병렬-직렬변환기 이전에 설치되는 것을 특징으로 한 다.

본 발명에서, 디코딩부는 직렬-병렬변환기 이후에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 코딩부와 디코딩부는 선택적으로 동작을 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 저전력 직렬 데이터 송수신 방법은 병렬데이터를 직렬데이터로 변환하여 송수신하는 직렬데이터 송수신 방법에 있어서, 직렬화하기 전에 병렬데이터를 이전데이터와 1 데이터 클럭 후에 출력될 현재데이터간에 트랜지션 코딩하여 전송하고 직렬데이터를 수신하여 병렬화한 후 1 데이터 클럭 전의 이전데이터와 현재데이터간에 트랜지션 디코딩하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 이루어진 본 발명은 이전에 보낸 이전데이터와 1 데이터 클럭 후 현재 보내려고 하는 현재데이터의 차이에 의한 트랜지션 코딩을 하여 차이만을 직렬로 변환하여 전송함으로써 이전데이터와 현재데이터간의 상관관계가 많은 경우 신호 변화가 적어지게 되어 전송선에서의 소비전력을 감소시키게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.

도 2는 본 발명에 의한 직렬데이터 송수신장치의 트랜스미터의 일부를 나타낸 블록구성도이고, 도 3은 본 발명에 의한 직렬데이터 송수신장치의 리시버의 일 부를 나타낸 블록구성도이다.

여기에 도시된 바와 같이 트랜스미터는 데이터 연산 및 프로세싱을 수행하는 신호처리부(10)와, 신호처리부(10)에서 출력되는 이전데이터와 1 데이터 클럭 후에 출력될 현재데이터간의 차이에 의해 트랜지션 코딩된 코딩데이터를 출력하는 코딩부(20)와, 코딩부(20)에서 출력되는 코딩데이터를 직렬로 변환하기 위한 병렬-직렬변환기(30)를 포함하여 이루어진다.

또한, 리시버는 트랜스미터에서 전송된 직렬데이터를 병렬로 변환하기 위한 직렬-병렬변환기(40)와, 직렬-병렬변환기(40)에서 변환된 1 데이터 클럭 전에 수신된 이전데이터와 현재데이터를 트랜지션 디코딩하여 출력하는 디코딩부(50)와, 디코딩부(50)에서 출력된 데이터를 연산 및 프로세싱을 수행하는 신호처리부(10)를 포함하여 이루어진다.

이때, 코딩부(20)와 디코딩부(50)는 입력데이터를 1 클럭 지연시키는 D-플립플롭(22)과, D-플립플롭(22)의 출력신호와 입력데이터의 차이값을 출력하는 XOR게이트(24)와, XOR게이트(24)의 출력값과 입력데이터를 선택적으로 출력하기 위한 멀티플렉서(26)로 이루어진다.

즉, 인에이블(ENABLE) 신호에 의해 멀티플렉서(26)의 작동을 제어함에 따라 XOR게이트(24)의 출력값과 입력데이터가 선택적으로 출력되도록 구성된다.

따라서, 코딩부(20)와 디코딩부(50)의 트랜지션 코딩 동작을 선택적으로 제어할 수 있게 된다.

이와 같이 이루어진 트랜스미터에서 신호처리부(10)의 출력값인 n bits의 병 렬데이터를 코딩부(20)로 전달하게 되면 코딩부(20)의 D-플립플롭(22)에 저장되어 있던 1 데이터클럭 전의 병렬데이터와 XOR게이트(24)에 의해 비교되어 서로 상이할 경우, 로직 '1'의 값을 출력하게 되고, 서로 동일할 경우 로직 '0'의 값이 출력되어 트랜지션 코딩이 이루어진다.

이렇게 코딩된 XOR게이트(24)의 출력값을 출력할 것인지 신호처리부(10)에서 출력된 원본데이터를 출력할 것인지 멀티플렉서(26)에 의해 선택되어 병렬-직렬변환기(30)에 의해 직렬데이터로 변환되어 전송선으로 전달된다.

이와 같이 전송선을 타고 전송된 직렬데이터는 리시버로 전달되어 병렬-직렬변환기(40)에 의해 직렬데이터로 변환된 후 디코딩부(50)로 전달되어 코딩부(20)에서의 동작과 동일한 과정을 거쳐 원본데이터로 복원되어 신호처리부(10)로 입력되어 데이터의 연산 및 프로세싱을 수행하게 된다.

이를 도 4에 도시된 본 발명에 의한 직렬데이터 송수신 방법에 의한 트랜지션 코딩 방법을 나타낸 도면을 참조하여 다시 설명하면 다음과 같다.

여기에 도시된 바와 같이 8 bit 병렬 데이터를 4 사이클에 걸쳐서 전송할 때 병렬데이터를 직렬데이터로 변환하기 전에 코딩부(20)에서 트랜지션 코딩이 이루어진다. 즉, 병렬데이터의 첫 사이클과 두 번째 사이클에서 각 bit위치에서 값이 변하게 되면 로직 '1'로, 값이 변하지 않으면 로직 '0'으로 코딩한다.

이와 같이 트랜지션 코딩을 하게 되면, 데이터간의 시간적인 상관관계가 많은 경우에는 많은 데이터들이 로직'0'으로 코딩이 된다. 이렇게 코딩이 된 병렬데이터를 병렬-직렬변환기에 의해 (가)와 같이 직렬로 변환하여 직렬통신을 하게 되 면 직렬 도선은 대부분 로직'0'이 많아지게 되어 도선 상의 변화가 적어지게 되고, 전송상의 소비전력이 감소된다.

(가)와 같이 트랜지션 코딩한 후 직렬로 변환한 데이터의 경우 6번의 천이가 일어나고 있어 전송상의 소비전력이 감소되나 (나)에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 트랜지션 코딩방법을 사용하지 않고 원본 데이터를 직렬로 변환하여 보낼 경우 17번의 천이가 일어나 전송상의 소비전력이 많음을 볼 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 직렬 통신의 전력을 낮추기 위해 병렬 데이터를 직렬화 하기 전에 이전 데이터와 현재의 데이터를 트랜지션 코딩하여 그 차이만을 직렬화함으로써 신호의 변화를 최소화하여 전송함으로써 직렬데이터 송수신시 전력소모를 최소로 할 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 병렬-직렬변환기에 의해 병렬데이터를 직렬데이터로 변환하여 전송하는 트랜스미터와 직렬-병렬변환기에 의해 트랜스미터로부터 수신된 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하는 리시버로 이루어진 직렬데이터 송수신장치에 있어서,

   상기 트랜스미터는 이전데이터와 그로부터 1 데이터 클럭 후에 출력될 현재데이터간의 차이에 의해 트랜지션 코딩된 코딩데이터를 출력하는 코딩부가 더 포함되며,

   상기 리시버는 상기 트랜스미터로부터 1 데이터 클럭 전에 수신된 이전데이터와 현재데이터를 트랜지션 디코딩하여 출력하는 디코딩부가 더 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 직렬데이터 송수신 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 코딩부는 상기 병렬-직렬변환기 이전에 설치되는 것을 특징으로 하는 직렬데이터 송수신 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 디코딩부는 상기 직렬-병렬변환기 이후에 설치되는 것을 특징으로 하는 직렬데이터 송수신 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 코딩부와 디코딩부는 선택적으로 동작을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 직렬데이터 송수신 장치.
5. 병렬데이터를 직렬데이터로 변환하여 송수신하는 직렬데이터 송수신 방법에 있어서,

   직렬화하기 전에 병렬데이터를 이전데이터와 1 데이터 클럭 후에 출력될 현재데이터간에 트랜지션 코딩하여 전송하고 직렬데이터를 수신하여 병렬화한 후 1 데이터 클럭 전의 이전데이터와 현재데이터간에 트랜지션 디코딩하는 것

   을 특징으로 하는 직렬데이터 송수신 방법.

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