KR101110625B1 - 전송 데이터의 무결성 검사 방법 및 수단 - Google Patents

Abstract

본 발명은 범용 CRC/체크섬 생성기에 관한 것으로, 다양한 데이터 통신 프로토콜에 종속되지 않는 유연성을 지니는 CRC 혹은 체크섬을 계산하는 장치에 관한 것이다. 또한, 상기의 특성을 지니는 범용 CRC/체크섬 생성기를 구비하는 통신용 반도체 장치 및 이를 이용한 전송 데이터의 무결성 검사 방법에 관한 것이다.

Description

전송 데이터의 무결성 검사 방법 및 수단{METHOD AND APPARATUS FOR CHECKING INTEGRITY OF TRANSMISSION DATA}

도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 범용 CRC/체크섬 생성기를 포함하는 통신용 반도체 장치의 구성을 보여주는 블록도.

도2는 다양한 데이터 통신 프로토콜의 형태를 보여주는 구성도.

도3은 본 발명에 따른 통신용 반도체 장치의 데이터 전송 에러 감지 방법을 보여주는 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : CRC/체크섬 엔진부 20 : 버스 모니터링부

30 : 레지스터부 31 : 데이터 통신 프로토콜 레지스터

32 : 데이터 주소범위 레지스터 33 : 결과 레지스터

100 : 범용 CRC/체크섬 생성기 200 : 통신용 IP

300 : 중앙처리장치 400 : 메모리

1000 : 통신용 반도체 장치

본 발명은 전송 데이터의 무결성을 검사하는 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 범용 CRC/체크섬 생성기에 관한 것이다.

데이터 통신 시 발생하는 전송 에러의 감지와 교정에 사용되는 기술은 정확도, 효율, 속도 측면에서 계속 발달해왔다. 일반적으로 널리 사용되는 데이터 전송 에러의 감지와 교정 방법은 CRC(Cyclic Redundancy Check : 순환 중복 검사)와 체크섬(Checksum) 방식이 있다.

체크섬은 수신기가 같은 수의 값이 1인 비트가 도착했는지를 확인할 수 있도록 전송 단위 내의 비트 수를 세는 것이다. 만약 계산이 맞으면, 데이터가 에러없이 원만하게 수신된 것으로 간주된다.

CRC는 디지털 통신에서 빈번히 사용되는 에러검출방식으로 송신측은 송신데이터를 고차의 다항식으로 간주하고 소정의 생성다항식으로 제산하여 얻어지는 나머지를 CRC 부호로서 송신데이터에 부가한다. 수신측은 동일한 생성다항식을 이용하여 생성다항식의 제산을 행하여, 나머지가 0이면 전송된 데이터에 에러가 없다고 판정하고 나머지가 0이 아니면 에러가 있다고 판정한다.

상기와 같은 부호화나 에러검출을 하는 장치로서는 하드웨어로 CRC나 체크섬 연산을 하는 CRC/체크섬 연산장치가 있다. CRC 연산장치는 시프트 레지스터와 배타적 논리합 게이트로 구성된 제산기를 이용한다. CRC 연산장치는 상기 시프트 레지스터와 상기 배타적 논리합 게이트가 어떻게 접속되는지에 따라 생성다항식이 결정된다. 따라서, 하드웨어로 구성되는 CRC 연산장치는 생성다항식을 변경할 수 없다. 그러므로 적용되는 생성다항식마다 다른 장치를 사용해야하는 문제가 있다. 또 송 신측과 수신측에서 동일한 생성다항식이 적용되는 장치를 개별적으로 가지고 있어야 한다.

한편, 여러 가지 생성다항식을 유연하게 적용할 수 있는 CRC 연산장치로서는 소프트웨어로 CRC 연산을 하는 장치가 있다. 이러한 장치는 단지 프로그램 또는 데이터를 교체함으로써 용이하게 여러 가지의 생성다항식을 적용할 수 있다. 그런데 통상적으로 상기 CRC 연산은 통신단말의 프로세서에 의해 실행되고, 그 프로세서에 큰 부하가 걸리기 때문에 통신단말의 처리능력이 저하된다. 또 소프트웨어에 의한 CRC 연산은 연산속도가 느리기 때문에 고속통신에는 적합하지 않다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 다양한 데이터 통신 프로토콜에 종속되지 않는 유연성을 지니는 CRC 혹은 체크섬을 계산하는 범용 CRC/체크섬 생성기를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기의 특성을 지니는 범용 CRC/체크섬 생성기를 구비하는 통신용 반도체 장치 및 이를 이용한 전송 데이터의 무결성 검사 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 범용 CRC/체크섬 생성기는 외부에서 데이터 전송이 발생하면, 무결성을 검사해야 되는 데이터를 선별적으로 추출하는 모니터링부와; 상기 추출한 데이터의 통신 프로토콜에 따라 알맞은 CRC 생성다항식이나 체크섬으로 CRC나 체크섬 연산을 수행하는 엔진부와; 상기 엔진부에서 연산한 CRC나 체크섬 값이 저장되는 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 통신용 반도체 장치는 데이터 전송이 이루어지는 버스와; 상기 버스에서 데이터 전송이 발생하면, 무결성을 검사해야 되는 데이터를 선별적으로 추출하는 모니터링부와 상기 추출한 데이터의 통신 프로토콜에 따라 알맞은 CRC 생성다항식이나 체크섬으로 CRC나 체크섬 연산을 수행하는 엔진부와 상기 엔진부에서 연산한 CRC나 체크섬 값이 저장되는 레지스터를 포함하는 범용 CRC/체크섬 생성기와; 외부 장치와 데이터 통신이 발생하면, 상기 레지스터에 무결성을 검사해야 되는 데이터의 주소범위와 상기 데이터의 통신 프로토콜을 저장하며, 상기 범용 CRC/체크섬 생성기에서 연산한 결과값을 이용하여 데이터의 무결성 여부를 판단하는 중앙처리장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 통신용 반도체 장치의 전송 데이터의 무결성 검사 방법은 외부 장치와 데이터 통신이 발생하면, 무결성을 검사해야 되는 데이터의 주소범위와 상기 데이터의 통신 프로토콜을 저장하고, 이전 무결성 검사 결과를 초기화시키는 단계와; 무결성을 검사해야 되는 상기 데이터를 선별적으로 추출하는 단계와; 상기 추출한 데이터의 상기 저장된 통신 프로토콜에 알맞은 CRC 생성다항식이나 체크섬으로 CRC나 체크섬 연산을 수행하여 그 결과를 저장하는 단계와; 상기 저장된 결과값을 이용하여 상기 전송된 데이터의 무결성을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 범용 CRC/체크섬 생성기를 포함하는 통신용 반도체 장치의 구성을 보여주는 블록도이다. 통신용 반도체 장치(1000)는 범용 CRC/체크섬 생성기(100)와 통신용 IP(Internet Protocol)(200), 중앙처리장치(300), 메모리(400), 그리고 버스(500)로 구성된다.

범용 CRC/체크섬 생성기(100)는 데이터 전송 에러의 감지와 교정을 한다. 범용 CRC/체크섬 생성기(100)는 CRC/체크섬 엔진부(10)와 버스 모니터링부(20), 그리고 레지스터부(30)로 구성된다.

CRC/체크섬 엔진부(10)는 데이터의 CRC와 체크섬 연산이 수행되는 부분이다. CRC의 경우에는 각 데이터 통신 프로토콜별로 상이한 CRC 생성다항식이 CRC/체크섬 엔진부(10)에 저장되어 있어, 데이터 통신 시 발생하는 전송 에러의 감지와 교정을 위한 CRC 연산을 통신 프로토콜에 적합한 생성다항식으로 하게 된다.

버스 모니터링부(20)는 데이터 버스로 전송되는 데이터 중 특정 주소에 대한 데이터 트랜잭션이 발생하면, 그 데이터를 읽어오는 역할을 한다.

레지스터부(30)는 데이터 통신 프로토콜 레지스터(31)와 데이터 주소범위 레지스터(32), 그리고 결과 레지스터(33)로 구성된다. 데이터 통신 프로토콜 레지스터(31)는 데이터 통신이 시작되면, 현재 전송되는 데이터의 통신 프로토콜이 어떤 것인지 설정된다. 예를 들어, 데이터 통신 프로토콜은 IEEE 802.11 MAC 프레임 포맷이나 IEEE 802.16 MAC 프레임 포맷, IEEE 802.3 MAC 프레임 포맷, ATM AAL3/2, 혹은 ATM AAL5 등이 있을 수 있다. 데이터 통신 프로토콜 레지스터(31)에서 설정된 통신 프로토콜 값에 따라, CRC/체크섬 엔진부(10)에서 전송 에러의 감지와 교정에 적합한 연산을 행하게 된다. 데이터 주소범위 레지스터(32)는 CRC 혹은 체크섬을 계산할 데이터의 주소범위를 저장해두는 곳으로, CRC 혹은 체크섬을 계산할 데이터의 시작 주소(Start Address)와 끝 주소(End Address)가 저장된다. 버스 모니터링부(20)는 데이터 주소범위 레지스터(32)에 저장된 주소범위의 값을 참조하여, 설정된 주소범위 데이터의 트랜잭션이 발생하면, 그 데이터를 읽어오게 된다. 결과 레지스터(33)는 CRC/체크섬 엔진부(10)에서 연산한 결과값인 CRC 혹은 체크섬 값이 저장되는 곳이다.

통신용 IP(200)는 유선이나 무선을 통한 제 2 장치(2000)와의 데이터 통신 시 입력 및 출력부로 동작한다. 종래 방식의 경우, 통신용 IP(200)에서 데이터 통신 프로토콜에 알맞은 방식으로 CRC나 체크섬을 이용한 데이터 전송 에러의 감지와 교정을 하기도 하나, 본 발명의 통신용 IP(200)는 데이터 입/출력부로만 동작하게 된다. 여기서, 제 2 장치(2000)는 통신용 반도체 장치(1000)와 데이터 통신이 이루어지면서, CRC나 체크섬을 이용하여 데이터 전송 에러의 감지와 교정을 하는 장치가 된다.

중앙처리장치(300)는 통신용 반도체 장치(1000)의 일반적인 제어를 담당하는 곳으로, 데이터 통신이 시작되면, 현재 전송되는 데이터의 통신 프로토콜을 인식하여 범용 CRC/체크섬 생성기(100)의 데이터 통신 프로토콜 레지스터(31)에 통신 프로토콜을 설정한다. 또한, 중앙처리장치(300)는 메모리(400)에 저장되어 있는 CRC 혹은 체크섬을 계산할 데이터의 주소범위를 범용 CRC/체크섬 생성기(100)의 데이터 주소범위 레지스터(32)에 저장한다. 그리고 중앙처리장치(300)는 데이터 통신이 시작되면, 범용 CRC/체크섬 생성기(100)의 결과 레지스터(33)의 값을 초기화시킨다. 중앙처리장치(300)는 결과 레지스터(33)에 저장된 결과값을 데이터와 함께 외부로 전송하거나, 외부로부터 전송된 CRC나 체크섬 값을 결과 레지스터(33)에 저장된 결과값과 비교하여 전송되는 데이터의 무결성을 검사하는 역할도 한다.

메모리(400)는 통신용 IP(200)를 통하여 입력되는 데이터와 출력되는 데이터가 저장되는 곳이다.

버스(500)는 데이터의 이동 경로로 사용된다. 버스(500)를 통하여 메모리(400)에 저장되어 있는 데이터가 이동할 경우, 범용 CRC/체크섬 생성기(100)의 버스 모니터링부(20)는 그 데이터를 버스(500)로부터 읽어오게 된다.

도 2는 다양한 데이터 통신 프로토콜의 형태를 보여주는 것으로, 각각의 G(x) 다항식은 CRC 연산에 사용되는 생성다항식이 된다. 통신 프로토콜에 따라 각기 다른 G(x) 다항식은 범용 CRC/체크섬 생성기(100)의 CRC/체크섬 엔진부(10)에 저장된다. 그리고 각 데이터 통신 프로토콜은 데이터 통신이 시작되면, 현재 전송되는 데이터의 통신 프로토콜을 중앙처리장치(300)에서 인식하여 범용 CRC/체크섬 생성기(100)의 데이터 통신 프로토콜 레지스터(31)에 설정한다. 따라서 하나의 범용 CRC/체크섬 생성기(100)를 이용하여 다양한 통신 프로토콜에 대한 데이터 전송 에러의 감지와 교정을 행할 수 있게 된다. 즉, 범용 CRC/체크섬 생성기(100)는 데이터 통신 프로토콜에 종속되지 않는 유연성을 지니게 된다.

도 3은 통신용 반도체 장치(1000)의 데이터 전송 에러 감지 방법을 보여주는 흐름도이다. 유선이나 무선을 통하여 외부와의 데이터 통신이 시작되면(S800), 중앙처리장치(300)는 데이터 통신 프로토콜과 데이터 주소범위를 범용 CRC/체크섬 생성기(100)의 데이터 통신 프로토콜 레지스터(31)와 데이터 주소범위 레지스터(32)에 설정한다(S810). 그리고 중앙처리장치(300)는 결과 레지스터(33)의 값을 초기화한다(S820). 통신용 반도체 장치(1000) 내에서 버스(500)를 통한 데이터 통신이 발생하면(S830), 범용 CRC/체크섬 생성기(100)의 버스 모니터링부(20)는 데이터 주소범위 레지스터(32)에 설정된 데이터 주소범위의 데이터를 버스(500)에서 읽어오게 된다(S840). 그리고 CRC/체크섬 엔진부(10)는 데이터 통신 프로토콜 레지스터(31)에 설정된 값에 알맞은 CRC 생성다항식이나 체크섬을 이용하여 CRC/체크섬 연산을 실행하여 그 결과값을 결과 레지스터(33)에 저장한다(S850). 모든 데이터(프레임 또는 패킷)에 대한 전송이 완료되었는지 확인하여(S860), 데이터 전송이 완료되지 않으면 버스를 통한 데이터 통신이 발생하는 단계(S830)부터 다시 수행한다. 만약 데이터에 대한 전송이 완료되면, 중앙처리장치(300)는 결과 레지스터(33)에 저장된 결과값을 데이터와 함께 외부로 전송하거나, 외부로부터 전송된 CRC나 체크섬 값을 결과 레지스터(33)에 저장된 결과값과 비교하여 전송되는 데이터의 무결성을 검사하게 된다(S870).

이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양 한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 하나의 범용 CRC/체크섬 생성기를 이용하여 다양한 통신 프로토콜에 대한 데이터 전송 에러의 감지와 교정을 행할 수 있게 된다. 즉, 범용 CRC/체크섬 생성기는 빠른 에러 감지 및 처리능력을 가지며 데이터 통신 프로토콜에 종속되지 않는 유연성을 지니게 된다.

Claims (11)

1. 무결성을 검사해야 하는 데이터의 주소 범위를 저장하는 제 1 레지스터와;

   상기 제 1 레지스터에 저장된 주소 범위를 참조하여 상기 무결성을 검사해야 하는 데이터를 추출하는 모니터링부와;

   전송되는 데이터의 통신 프로토콜을 저장하는 제 2 레지스터와;

   복수의 통신 프로토콜들 각각에 대응하는 복수의 CRC 생성다항식들을 저장하고, 상기 제 2 레지스터에 저장된 통신 프로토콜을 참조하여 상기 복수의 CRC 생성다항식들 중에서 상기 추출된 데이터의 통신 프로토콜에 적합한 CRC 생성다항식을 선택하고, 상기 선택된 CRC 생성다항식으로 CRC 연산을 수행하는 엔진부를 포함하는 범용 CRC/체크섬 생성기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 엔진부는 상기 복수의 통신 프로토콜들 각각에 대응하는 복수의 체크섬 연산식들을 더 저장하는 범용 CRC/체크섬 생성기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 엔진부는 상기 제 2 레지스터에 저장된 통신 프로토콜을 참조하여 상기 복수의 체크섬 연산식들 중에서 상기 추출한 데이터의 통신 프로토콜에 적합한 체크섬연산식을 선택하고, 상기 선택된 체크섬 연산식으로 체크섬 연산을 수행하는 범용 CRC/체크섬 생성기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 엔진부에서 연산한 CRC나 체크섬 값을 저장하기 위한 제 3 레지스터를 더 포함하는 범용 CRC/체크섬 생성기.
5. 외부 장치와 데이터 통신이 이루어지는 통신용 반도체 장치에 있어서,

   데이터 전송이 이루어지는 버스와;

   상기 버스에서 데이터 전송이 발생하면, 무결성을 검사해야 하는 데이터의 주소 범위가 저장되는 제 1 레지스터와, 상기 제 1 레지스터에 저장된 주소 범위를 참조하여 상기 무결성을 검사해야 하는 데이터를 선별적으로 추출하는 모니터링부와, 상기 전송되는 데이터의 통신 프로토콜이 저장되는 제 2 레지스터와, 복수의 통신 프로토콜들 각각에 대응하는 복수의 CRC 생성다항식들을 저장하고 상기 제 2 레지스터에 저장된 통신 프로토콜을 참조하여 상기 복수의 CRC 생성다항식들 중에서 상기 추출한 데이터의 통신 프로토콜에 적합한 CRC 생성다항식을 선택하고 상기 선택된 CRC 생성다항식으로 CRC 연산을 수행하는 엔진부를 포함하는 범용 CRC/체크섬 생성기와;

   외부 장치와 데이터 통신이 발생하면, 상기 제 1 레지스터에 상기 무결성을 검사해야 하는 데이터의 주소 범위를 저장하고, 상기 제 2 레지스터에 상기 데이터의 통신 프로토콜을 저장하며, 상기 범용 CRC/체크섬 생성기에서 연산한 결과값을 이용하여 데이터의 무결성 여부를 판단하는 중앙처리장치를 포함하는 통신용 반도체 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 엔진부는 상기 복수의 통신 프로토콜들 각각에 대응하는 복수의 체크섬 연산식들을 더 저장하는 통신용 반도체 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 엔진부는 상기 제 2 레지스터에 저장된 통신 프로토콜을 참조하여 상기 복수의 체크섬 연산식들 중에서 상기 추출한 데이터의 통신 프로토콜에 적합한 체크섬연산식을 선택하고, 상기 선택된 체크섬 연산식으로 체크섬 연산을 수행하는 통신용 반도체 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 범용 CRC/체크섬 생성기는 상기 엔진부에서 연산한 CRC나 체크섬 값을 저장하기 위한 제 3 레지스터를 더 포함하는 통신용 반도체 장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 중앙처리장치는 데이터 통신이 발생하면, 상기 제 1 내지 제 3 레지스터에 저장된 결과값을 초기화하는 것을 특징으로 하는 통신용 반도체 장치.
10. 외부 장치와 데이터 통신이 이루어지는 통신용 반도체 장치의 전송 데이터의 무결성 검사 방법에 있어서,

    외부 장치와 데이터 통신이 발생하면, 현재 전송되는 데이터의 통신 프로토콜을 저장하는 단계와;

    무결성을 검사해야 하는 상기 데이터의 주소범위를 저장하는 단계와;

    이전 무결성 검사 결과를 초기화시키는 단계와;

    상기 주소범위를 참조하여 무결성을 검사해야 하는 데이터를 선별적으로 추출하는 단계와;

    상기 저장된 통신 프로토콜을 참조하여 상기 추출한 데이터에 알맞은 CRC 생성다항식이나 체크섬으로 CRC나 체크섬 연산을 수행하여 그 결과를 저장하는 단계와;

    상기 저장된 결과값을 이용하여 상기 전송된 데이터의 무결성을 판단하는 단계를 포함하는 전송 데이터의 무결성 검사 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 통신용 반도체 장치는 복수의 통신 프로토콜들 각각에 대응하는 복수의 CRC 생성다항식들 또는 체크섬 연산식들이 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 전송 데이터의 무결성 검사 방법.

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