USB(Universal Serial Bus)의 데이터 송수신 성능향상을 위한 적응성 통신방식

An Adaptive USB(Universal Serial Bus) Protocol for Improving the Performance to Transmit/Receive Data

USB(Universal Serial Bus)는 최근 컴퓨터시스템에서 가장 인기 있는 인터페이스 중의 하나인데 이를 보다 확대하여 사용 시 즉, 다수의 디바이스들이 서로 연결되는 댁내망을 구성할 때는 버스대역을 시분할 다중화(TDM, Time Division Multiplexing) 방식으로 사용하는 USB의 특징상 버스대역의 병목현상을 초래하게 되는 데 이러한 상황을 보다 효율적으로 대처할 수 있는 버스 대역 사용방안을 제안 한다. 기본적으로 USB 통신방식으로 디지털 정보가전 간 실시간 동영상 정보 전송을 위한 시스템을 구현함에 있어 보다 효율적인 데이터 전송을 위한 USB 데이터 전송타입과 디바이스 간 정보 교환을 위한 정의된 포맷을 가지는 데이터 구조인 각 디스크립터(Descriptor)들을 분석하여 동영상 전송을 위한 등시성(Isochronous)전송 방식의 세부 성능 향상 방법을 제안한다. 하나의 디바이스 설정(Configuration)이 2개의 대안적 설정(AlternateSetting)을 가지는 인터페이스(Interface)를 가정할 경우 버스 트래픽 과다에 의한 Isochronous 전송이 원활하지 않을 경우에 인터페이스의 AlternateSetting을 변경하고 설정요청(SetInterface() Request)하여 충분한 버스대역을 할당받지 못 하는 디바이스에 있어서도 최소한의 데이터 프레임률을 보장하고자 한다. 그리고 버스 트래픽이 정상인 경우 원래의 AlternateSetting으로 복귀하는 알고리즘을 제안한다. 이 제안 방법으로 다수의 디바이스들이 연결되어지는 홈 네트워크 댁내망에서의 동영상 데이터 전송 시 발생할 수 있는 병목현상을 해결한다.

USB(Universal Serial Bus) is one of the most popular communication interfaces. When USB is used in an extended range, especially configurating In-home network by connecting multiple digital devices each other, USB interface uses the bandwidth in the way of TDM(Time Division Multiplexing) so that the bottleneck of bus bandwidth can be brought. In this paper, the more effective usage of bus bandwidth to overcome this situation is introduced. Basically, in order to realize the system for transferring realtime moving picture data among digital information devices, we analyze USB transfer types and Descriptors and introduce the method to upgrade detailed performance of Isochronous transfer that is one of USB transfer types. In the case that Configuration descriptor of a device has Interface descriptor that has two AlternateSetting, if Isochronous transfers are not processed smoothly due to excessive bus traffic, the application of the device changes AlternateSetting of the Interface descriptor and requires a new configuration by SetInterface() request. As a result of this adaptive configuration, the least data frame rate is guaranteed to a device that the sufficient bandwidth is not alloted. And if the bus traffic is normal, the algorithm to return to the original AlteranteSetting is introduced. this introduced method resolve the bottleneck of moving picture transfer that can occur in home network connected by multiple digital devices.