IEEE 1355

3. 역사

IEEE 1355는 트랜스퓨터 모델 T9000의 칩 내 직렬 데이터 인터페이스를 위해 개발된 비동기 직렬 네트워크에서 유래했다.^[7] 트랜스퓨터는 병렬 계산을 저렴하게 구현하기 위해 개발된 마이크로프로세서였다. IEEE 1355는 트랜스퓨터의 단순한 데이터 네트워크 구조를 유지하려는 시도에서 비롯되었다.

데이터 스트로브 인코딩 방식은 링크가 스스로 클록 신호를 생성하여 다양한 속도에 자동으로 적응할 수 있게 한다. 이 기술은 인모스에 의해 영국 특허(번호 9011700.3, 청구항 16)와 1991년 미국 특허(번호 5341371, 청구항 16)를 받았다.^[1] 이 특허들은 2011년에 만료되었다.

전기 전자 기술자 협회(IEEE)에서의 표준화 작업은 개방형 마이크로프로세서 시스템 이니셔티브의 일환으로 버스 아키텍처 표준 위원회의 후원을 받았다. 표준화 그룹의 의장은 콜린 휘트비-스트레븐스, 공동 의장은 롤랜드 마보, 편집자는 앤드류 코플러였다.

이 표준은 1995년 9월 21일, 이기종 상호 연결(HIC, Heterogeneous InterConnect)에 대한 IEEE 표준으로 승인되었으며, 공식 명칭은 '병렬 시스템 구성을 위한 저비용, 저지연 확장 가능한 직렬 상호 연결'이고, IEEE Std 1355-1995로 출판되었다.^[5]

1999년 10월에는 관련 기술을 홍보하기 위한 무역 협회가 결성되어 2004년까지 웹사이트를 운영했다.^[6]

4. 활용 분야

IEEE 1355는 스페이스와이어 기술 개발에 영감을 주었다. 이 기술은 과학 기기, 컨트롤러, 기록 시스템 간 디지털 데이터 연결에 사용되기도 한다. 프로그래밍이 쉽고, 복잡한 실시간 소프트웨어 없이도 대부분의 이벤트를 자체적으로 관리할 수 있어 과학 계측 분야에 적합하다.

또한, 네트워크 스위칭 및 라우팅 장비 등 전자 제품 내부에서 저렴하고 빠른 단거리 통신을 위한 프로토콜로 활용될 수 있다. 근거리 통신망(LAN)이나 광역 통신망(WAN)에 적용 가능한 중거리 및 장거리 네트워크 프로토콜 규격도 포함하고 있다.

IEEE 1355는 점대점(point-to-point) 통신을 위해 설계되었으며, 저전압 차동 신호(LVDS)와 같은 신호 기술을 사용하면 일반적인 이더넷의 사용 방식을 대체할 수도 있다.^[2]

USB, FireWire, PCI 등 다른 소비자용 프로토콜보다 구조가 간단하여 소비자 디지털 기기에도 적용될 수 있다. 이러한 단순성은 장비 비용을 절감하고 신뢰성을 높이는 데 기여할 수 있다. 다만, IEEE 1355 자체는 메시지 수준의 트랜잭션을 정의하지 않으므로, 이는 별도의 보조 표준을 통해 정의되어야 한다.

1997년 유럽에서는 'Macramé'라고 불리는 1024개 노드 규모의 테스트베드가 구축되었다.^[3] 이 테스트베드의 성능과 신뢰성을 측정한 연구 결과는 표준 제정 실무 그룹에 유용한 정보를 제공했다.^[4]

5. 기술적 특징

IEEE 1355는 간단하고 저렴한 점대점 통신 링크를 이용한 스위치 네트워크를 위해 설계되었다. 이 네트워크는 가변 길이의 데이터 패킷을 고속으로 안정적으로 전송하며, 웜홀 라우팅 방식을 사용하여 패킷 경로를 결정한다. 토큰 링이나 다른 근거리 통신망(LAN)과 달리, IEEE 1355는 더 높은 전송 속도 없이도 1,000개 이상의 노드로 확장될 수 있다. 인터넷 프로토콜(IP)이나 비동기 전송 모드(ATM) 같은 다른 네트워크 트래픽을 전송할 수 있도록 설계되었지만, 데이터 전송이나 스위칭 자체는 다른 프로토콜에 의존하지 않는다. 이는 다중 프로토콜 레이블 스위칭(MPLS)과 유사한 특징이다.

IEEE 1355는 Futurebus, 확장 가능한 일관성 인터페이스(SCI), 인피니밴드와 유사한 목표를 가졌으며, 패킷 라우팅 시스템은 VPLS와도 유사점을 보이고 MPLS와 비슷한 패킷 레이블링 방식을 사용한다.

이 표준은 비교적 간단한 디지털 전자 회로와 최소한의 소프트웨어만으로 설계 목표를 달성한다. 이러한 단순성은 많은 엔지니어와 과학자들에게 높이 평가된다. 폴 워커는 FPGA로 구현했을 때, 이 표준이 UART(표준 직렬 포트)의 약 3분의 1 하드웨어 리소스만 사용하며, 완전한 스위칭 네트워크를 구현하면서도 프로그래밍이 더 쉽고 데이터 전송 용량은 100배라고 언급했다.

표준 개발자들은 단일 규격만으로는 모든 가격대와 성능 요구사항을 만족시킬 수 없다고 보았다. 따라서 표준에는 저렴한 단일 종단(Single-ended) 방식, 신뢰성 높은 차동(Differential) 방식, 빠른 고속 전기 인터페이스, 그리고 광섬유 인터페이스 규격이 포함되어 있다. 장거리 또는 고속 인터페이스는 케이블을 통해 전력을 전송하지 않도록 설계되었다.

전송 속도는 초당 10메가비트에서 초당 1기가비트까지 지원한다. 네트워크에서 전송되는 일반 데이터는 흐름 제어와 함께 전송되는 8비트 바이트로 구성된다. 이는 표준 통신 링크를 포함한 다른 일반 전송 매체와 호환성을 보장한다.

다양한 데이터 전송 매체의 최대 길이는 1m에서 3km까지이며, 가장 빠른 규격이 3km 연결을 지원한다. 다른 규격들은 비용 효율성에 중점을 둔다.

커넥터는 플러그가 잭에 맞으면 연결이 작동하도록 정의된다. 케이블은 양쪽 끝에 동일한 유형의 플러그가 있으므로 각 표준에는 하나의 케이블 유형만 있다. "익스텐더"는 두 개의 표준 케이블을 연결하는 양단 잭으로 정의된다.

인터페이스 전자 장치는 대부분의 패킷 처리, 라우팅, 하우스키핑 및 프로토콜 관리를 수행한다. 이러한 작업에는 소프트웨어가 필요하지 않다. 오류가 발생하면 링크의 두 끝이 침묵 간격 또는 재설정을 교환한 다음 전원이 켜진 것처럼 프로토콜을 다시 시작한다.

스위칭 노드는 패킷의 처음 몇 바이트를 주소로 읽은 다음 패킷의 나머지 부분을 읽거나 변경하지 않고 다음 링크로 전달한다. 이것은 표준의 부록에서 "웜홀 스위칭"이라고 불린다. 웜홀 스위칭은 스위칭 패브릭을 구현하기 위해 소프트웨어가 필요하지 않으며, 간단한 하드웨어 논리로 중복 링크로의 페일오버를 배열할 수 있다.

각 링크는 두 개의 통신 전자 부품 간의 전이중(연속 양방향 전송 및 수신) 점대점 통신 연결을 정의한다. 모든 전송 경로에는 흐름 제어 프로토콜이 있어 수신기가 너무 많은 데이터를 받기 시작하면 흐름을 줄일 수 있다. 모든 전송 경로의 전자 장치는 일반 데이터와 별도로 링크 제어 데이터를 보낼 수 있다. 링크가 유휴 상태일 때는 NULL 문자를 전송한다. 이렇게 하면 동기화가 유지되고 나머지 전송이 빠르게 완료되며 링크가 테스트된다.

일부 스페이스와이어(SpaceWire) 사용자는 반이중(Half-duplex) 버전을 실험하고 있다.^[7] 일반적인 방식은 반이중이 두 개의 전송 채널 대신 하나의 전송 채널을 사용한다는 것이다. 우주에서는 전선의 무게가 절반이기 때문에 유용하다. 컨트롤러는 패킷 종료 문자를 보낸 후 링크를 반전한다. 이 방식은 스페이스와이어와 같은 자기 클럭 전기 시스템에서 가장 효과적이다. 고속 광 슬라이스에서 반이중 처리량은 비트 클럭을 복구하는 데 사용되는 위상 고정 루프의 동기화 시간에 의해 제한될 수 있다.

6. 계층 구조 및 슬라이스

IEEE 1355 표준은 통신 시스템을 논리적인 계층(Layer)과 실제 구현을 위한 슬라이스(Slice)로 나누어 정의한다.
계층은 서로 다른 물리적 전송 매체나 신호 코딩 방식을 사용하더라도 유사한 네트워크 기능을 수행하는 단계들을 의미한다. 가장 낮은 계층은 물리적인 신호 전송 방식을 정의하며, 가장 높은 계층은 데이터 패킷의 구조를 정의한다. 각 계층의 구체적인 역할과 기능은 계층별 상세 하위 섹션에서 다룬다.
슬라이스는 특정 환경이나 요구사항에 맞춰 호환되는 계층들을 수직적으로 조합한 것으로, 실제로 상호 운용이 가능한 구현 표준을 나타낸다. 각 슬라이스는 신호 코딩(SC), 전송 매체(TM), 속도(dd)를 나타내는 '''SC-TM-dd''' 형식의 코드로 식별된다. 다양한 슬라이스의 종류와 상세 사양은 정의된 슬라이스 하위 섹션에서 확인할 수 있다.

6. 1. 정의된 슬라이스

• '''SC'''는 신호 코딩 시스템을 나타낸다. 유효한 값은 DS (데이터 스트로브 인코딩), TS(Three of Six), HS(High Speed)이다.
• '''TM'''은 전송 매체를 나타낸다. 유효한 값은 SE(Single-ended Electrical, 단일 종단 전기), DE(Differential Electrical, 차동 전기), FO(Fiber Optic, 광섬유)이다.
• '''dd'''는 100 메가보드(MBd) 단위의 속도를 나타낸다. 보드 속도는 신호 변화율과 관련 있으며, 전송 코딩 방식에 따라 초당 보드당 여러 비트 또는 초당 비트당 여러 보드를 전송할 수 있다.

=== DS-SE-02 ===

DS-SE는 "Data and Strobe, Single-ended Electrical"의 약자로, 가장 저렴한 전기 표준이다. 최대 1m 거리에서 초당 최대 200 Mbit의 데이터를 전송하며, 전자 장비 내부에서 신뢰성 있는 저핀 수 통신에 유용하다.

연결은 각 방향으로 2개의 채널을 가지며, 각 채널은 스트로브(strobe)와 데이터(data)를 전달하는 2개의 와이어로 구성된다. 스트로브 라인은 데이터 라인이 이전 비트와 동일한 값으로 새로운 비트를 시작할 때마다 상태가 변경된다. 이 방식은 링크가 자체 클록킹(self-clocking)되어 서로 다른 속도에 자동으로 적응할 수 있게 한다.

데이터 문자는 홀수 패리티 비트로 시작하고, 그 뒤에 0 비트, 그리고 8개의 데이터 비트가 온다. 링크 제어 문자는 홀수 패리티 비트, 1 비트, 그리고 2 비트로 시작한다. 홀수-1 조합은 링크 제어 문자임을 나타내며, 뒤따르는 2 비트에 따라 흐름 제어 문자(FCC, 00), 일반 패킷 종료(EOP, 01), 예외적 패킷 종료(EEOP, 10), 이스케이프 문자(ESC, 11)로 구분된다. NULL 문자는 "ESC FCC" 시퀀스로 정의된다. FCC는 8개의 일반 데이터 문자를 전송할 권한을 부여한다.

각 라인은 이상 또는 0.8 V 미만의 두 가지 상태를 가지며, 이는 단일 종단 CMOS 또는 TTL 논리 레벨 신호에 해당한다.^[8] 공칭 임피던스는 3.3 V 시스템의 경우 50 옴, 5 V 시스템의 경우 100 옴이다. 상승 및 하강 시간은 100 ns 미만이어야 하며, 정전 용량은 100 MBd에서 300pF 미만, 200 MBd에서 4pF 미만이어야 한다. DS-SE는 장비 내부용이므로 커넥터는 정의되지 않았다.

=== DS-DE-02 ===

DS-DE는 "Data and Strobe, Differential Electrical"의 약자로, 전기적 노이즈에 가장 강한 전기 표준이다. 최대 10m 거리에서 최대 200 Mbit/s 속도로 데이터를 전송하며, 계측기 연결에 유용하다. 케이블은 두껍고 표준 커넥터는 무겁고 비싼 편이다.

스페이스와이어는 마이크로미니어처 9핀 "D" 커넥터와 저전압 차동 신호(LVDS)를 사용한다는 점을 제외하면 DS-DE-02와 매우 유사하다. 또한 스페이스와이어는 진공 및 심한 진동 환경에서 안정적으로 작동하기 위한 상위 수준 메시지 형식, 라우팅 방법, 커넥터 및 와이어 재료를 추가로 정의한다.

DS-DE 케이블은 데이터를 전달하는 8개의 전선(각 방향당 4개, 즉 2개의 꼬임쌍선)을 가진다. 각 채널에서 한 쌍은 차동 스트로브를, 다른 쌍은 차동 데이터를 전달한다. 문자 계층 및 그 이상의 인코딩은 DS-SE와 유사하다. 케이블에는 총 10개의 전선이 있으며, 남는 한 쌍(검정/흰색)은 선택적으로 5 V 전원 및 리턴을 전달할 수 있다.

드라이버 상승 시간은 0.5 ns에서 2 ns 사이여야 한다. 차동 전압은 0.8 V에서 1.4 V 사이이며, 가 일반적이다. 이는 차동 PECL 논리 레벨 신호에 해당한다.^[8] 차동 임피던스는 95 ± 10 옴이다. 공통 모드 출력 전압은 2.5–4 V이다. 수신기 입력 임피던스는 100 옴 (±10%)이어야 하며, 입력 공통 모드 전압은 -1 V에서 7 V 사이여야 한다. 수신기 감도는 최소 200 mV여야 한다.

표준 케이블은 10개의 전선을 가지며, 커넥터는 IEC-61076-4-107이다. 케이블은 "하프 트위스트"되어 있어 각 플러그의 동일한 핀으로 입력과 출력이 라우팅된다. 핀 1C/검정(5 V)과 2C/흰색(리턴)으로 전원을 공급할 경우, 자동 복구 퓨즈가 있어야 하며 접지 결함 보호 기능이 있을 수 있다. 전원 공급이 없는 경우, 핀은 정전압 방전을 위해 접지에 1 MΩ 저항을 포함해야 한다.

=== TS-FO-02 ===

TS-FO는 "Three of Six, Fiber Optical"의 약자로, 근적외선 영역에서 작동하는 저렴한 플라스틱 멀티모드 광섬유를 위해 설계되었다. 초당 200 Mbit의 속도로 약 300m까지 데이터를 전송한다.

파장은 760~900 nm 사이의 근적외선 영역이어야 한다. 작동 속도는 최대 250 MBd (±100 ppm 변동)이며, 동적 범위는 약 12 dB이다.

링크 케이블은 62.5um 직경의 멀티모드 광섬유 두 가닥을 사용한다. 광섬유의 최대 감쇠는 850 nm 파장에서 4 dB/km이어야 한다. 각 끝의 표준 커넥터는 듀플렉스 MU 커넥터이며, 페룰 2는 항상 "in", 페룰 1은 "out"이다. 케이블은 "하프 트위스트"되어 있다.

라인 코드 "3/6"은 6비트 중 항상 3비트가 1인 고정 가중치 코드를 사용한다. 20개의 가능한 문자 중 16개는 4비트 데이터(니블)를 전송하는 데 사용되고, 2개는 링크 제어 문자를 구성하는 데 사용되며, 2개(111000, 000111)는 사용되지 않는다. 이 코드는 모든 단일 비트 오류를 감지하며, 종방향 중복 검사(LRC)와 결합하여 CRC의 필요성을 줄인다.

일반 데이터 바이트는 하위 니블부터 두 개의 데이터 문자로 전송된다. 특수 기호(NULL, FCC, INIT, EOP_1, EOP_2)는 최소 하나의 제어 문자를 포함하는 쌍으로 전송된다. 두 개의 제어 문자(010101, 101010)는 이전 문자의 마지막 비트에 따라 번갈아 사용되어 DC 밸런스를 유지한다. 데이터 오류는 모든 데이터 니블의 배타적 논리합(XOR) 결과인 4비트 체크섬 니블을 패킷 종료 기호에 포함하여 감지한다.

링크는 유휴 상태일 때 NULL을 전송하며, 각 FCC는 상대방에게 8바이트(16개 데이터 문자) 전송 권한을 부여한다. 링크는 INIT 문자를 교환하여 시작된다. 125 μs 동안 INIT을 수신한 후 NULL 전송으로 전환하고, 125 μs 동안 NULL을 보낸 후 단일 INIT을 보낸다. 링크가 단일 INIT을 모두 보내고 수신하면 FCC를 보내고 데이터 수신을 시작할 수 있다.

=== HS-SE-10 ===

HS-SE는 "High Speed, Single-ended Electrical"의 약자로, 가장 빠른 전기 슬라이스이다. 초당 1 Gbit를 전송하지만, 최대 거리가 8m로 짧아 계측기 후면판(backplane) 연결 등에 사용이 제한된다. 이 표준의 변조 및 링크 제어 기능은 광역 광섬유 프로토콜(HS-FO-10)에서도 사용된다.

링크 케이블은 두 개의 직경 2.85mm, 50 Ω 동축 케이블로 구성된다. 커넥터는 IEC 1076-4-107을 따르며, "하프 트위스트"되어 핀 B는 항상 "in", 핀 A는 항상 "out"이다. 전기 링크는 단일 종단 방식이며, 3.3 V 작동 시 로우는 1.25 V, 하이는 2 V, 5 V 작동 시 로우는 2.1 V, 하이는 2.9 V이다. 신호 전송 속도는 100 MBd에서 1 GBd이며, 최대 상승 시간은 300 ps, 최소 상승 시간은 100 ps이다.

HS 링크는 8B/12B 라인 코드를 사용한다. 이는 균형 잡힌 짝수 불균형 코드로, 런닝 불균형(running disparity)을 추적하여 문자를 선택적으로 반전시킴으로써 순 전력 전달이 없도록 한다. 또한 각 문자에 클록 전환을 보장한다. 8B/12B 코드는 홀수 패리티 비트, 8비트 데이터(LSB 우선), 반전 비트, 시작 비트(1), 정지 비트(0) 순서로 전송된다.

링크 제어 문자는 불균형이 0이고 반전된 형태로 전송된다(IDLE, START_REQ, START_ACK, STOP_REQ, STOP_ACK, STOP_NACK, FCC, RESET 등). 링크 시작 시 각 측은 상대방이 보정될 때까지 IDLE을 전송하며, START_REQ/ACK 교환을 통해 링크를 설정한다. FCC는 수신기에 32개의 데이터 문자를 보낼 권한을 부여한다. 링크 종료는 양쪽 노드가 모두 요청하고 확인해야 한다.

=== HS-FO-10 ===

HS-FO는 "High Speed, Fiber Optical"의 약자로, 가장 빠르고 가장 긴 통신 거리를 제공하는 슬라이스이다. 초당 1 Gbit를 최대 3000m까지 전송한다.

회선 부호화 및 상위 계층 프로토콜은 HS-SE-10과 동일하다. 케이블은 TS-FO-02와 유사하지만, 필수 라벨과 IEC-1754-6 커넥터를 사용한다. HS-FO-10과 TS-FO-02는 상호 운용되지 않는다.

케이블은 비용과 허용 거리에 따라 62.5um 다중 모드(100m), 50um 다중 모드(1000m), 또는 9 μm 단일 모드(3000m) 광섬유를 사용할 수 있다.

• 다중 모드 광섬유: 송신기 발사 전력은 일반적으로 -12 dBm이며, 파장은 760~900 nm(근적외선)이다. 수신기 동적 범위는 10 dB이고, 감도는 10^-12 비트 오류율(BER)에서 -21 dBm이다.
• 단일 모드 광섬유: 송신기 발사 전력은 일반적으로 -12 dBm이며, 파장은 1250~1340 nm(원적외선)이다. 수신기 동적 범위는 12 dB이고, 감도는 10^-12 BER에서 -20 dBm이다.

6. 2. 계층별 상세

• 신호 계층 (Layer 0): 물리적인 링크 연결과 전이중 방식의 신호 전송을 담당한다.
• 문자 계층 (Layer 1): 데이터 문자(N-문자)와 제어 문자(L-문자)를 정의하고, 패리티를 이용한 오류 감지 및 흐름 제어 기능을 제공한다.
• 교환 계층 (Layer 2): 링크 시작 절차, 지속적인 문자 교환(데이터 없을 시 NULL 문자 전송), 오류 발생 시 링크 재설정 및 복구를 다룬다.
• 공통 패킷 계층 (Layer 3): 패킷의 구조를 정의하고, 웜홀 소스 라우팅과 같은 방식으로 패킷을 목적지까지 전달하는 역할을 한다.
• 트랜잭션 계층 (Layer 4): 실제 유용한 작업을 수행하기 위한 패킷 시퀀스의 필요성을 인정하지만, 구체적인 트랜잭션 프로토콜은 정의하지 않는다.

6. 2. 1. Layer 0: 신호 계층 (Signal Layer)

6. 2. 2. Layer 1: 문자 계층 (Character Layer)

6. 2. 3. Layer 2: 교환 계층 (Exchange Layer)

6. 2. 4. Layer 3: 공통 패킷 계층 (Common Packet Layer)

6. 2. 5. Layer 4: 트랜잭션 계층 (Transaction Layer)

6. 3. 슬라이스별 상세

• 플러그 A (핀 1 우선): a: 갈색/파란색, b: 빨간색/녹색, c: 흰색/검은색, d: 주황색/노란색, e: 보라색/회색
• 플러그 B (핀 2 우선): e: 갈색/파란색, d: 빨간색/녹색, c: 검은색/흰색, b: 주황색/노란색, a: 보라색/회색

라인 코드는 "3/6" 고정 가중치 코드를 사용하는데, 이는 전송되는 6비트 중 항상 3비트가 1로 설정됨을 의미한다. 총 20개의 가능한 문자가 있으며, 16개는 4비트 데이터(니블)를 전송하는 데 사용되고, 2개(111000, 000111)는 사용되지 않으며, 나머지 2개(101010, 010101)는 링크 제어 문자를 구성하는 데 사용된다. 이 코드는 모든 단일 비트 오류를 감지할 수 있으며, 종방향 중복 검사(LRC)와 결합하여 순환 중복 검사(CRC) 없이도 데이터 무결성을 확보한다.

일반 데이터 바이트는 하위 니블이 먼저 전송되는 방식으로 두 개의 데이터 문자로 나뉘어 전송된다. 특수 기호(링크 제어 등)는 최소 하나의 제어 문자를 포함하는 쌍으로 전송된다. 두 제어 문자인 '제어'(Control)와 '제어*'(Control*)는 이전 문자의 마지막 비트 값에 따라 101010 또는 010101 값을 번갈아 가진다. 이를 이용해 NULL, FCC, INIT, EOP_1, EOP_2 등의 특수 기호를 정의한다.

데이터 오류는 종방향 패리티(LRC)로 감지된다. 패킷 내 모든 데이터 니블을 XOR(배타적 논리합)한 결과가 패킷 종료 기호(EOP) 내 4비트 체크섬 니블로 전송된다.

링크는 유휴 상태일 때 NULL 문자를 전송한다. 각 흐름 제어 문자(FCC)는 상대방에게 8바이트(16개 데이터 문자)를 보낼 수 있는 권한을 부여한다. 링크 초기화는 INIT 문자를 교환하는 과정을 통해 이루어진다. 링크는 INIT 문자를 전송하여 시작하며, 125 마이크로초(μs) 동안 수신 후 NULL 전송으로 전환한다. 다시 125 μs 동안 NULL을 보낸 후 단일 INIT을 보낸다. 링크가 단일 INIT을 모두 보내고 수신하면 FCC를 보내고 데이터 수신을 시작할 수 있다.

=== HS-SE-10 ===

HS-SE는 "고속, 단일 종단 전기"(High Speed, Single-Ended Electrical)를 의미하며, 가장 빠른 전기 슬라이스이다. 초당 기가비트급 속도를 제공하지만, 전송 거리가 8m로 제한되어 주로 계기판 연결 등에 사용된다. 이 표준의 변조 및 링크 제어 방식은 광역 광섬유 프로토콜에서도 활용된다.

링크 케이블은 두 개의 직경 2.85mm, 50 Ω 동축 케이블로 구성되며, 전체 전송선의 임피던스는 50 ohm ±10%이다. 커넥터는 IEC 1076-4-107 표준을 따르며, "반 회전"(half-turn) 구조로 핀 B는 항상 'in', 핀 A는 항상 'out'이 되도록 연결된다.

전기 신호는 단일 종단 방식이다. 3.3 V 작동 시 로우(Low)는 1.25V, 하이(High)는 2V이며, 5 V 작동 시 로우는 2.1V, 하이는 2.9V이다. 신호 전송 속도는 100 MBd에서 1 GBd까지 가능하다. 최대 상승 시간은 300 ps, 최소 상승 시간은 100 ps이다.

HS 링크는 8B/12B 라인 코드를 사용한다. 이는 균형 잡힌 짝수 불균형 코드(balanced disparity code)로, 런닝 불균형(running disparity)을 추적하여 전송되는 1과 0의 수를 평균적으로 같게 유지함으로써 순 전력 전달이 없도록 한다. 이를 위해 문자를 선택적으로 반전시키며, 반전된 문자는 설정된 반전 비트로 표시된다. 또한, 8B/12B 코드는 각 문자마다 클록 전환을 보장한다. 전송 순서는 홀수 패리티 비트, 8비트 데이터(최하위 비트부터), 반전 비트, 1(시작 비트), 0(정지 비트) 순이다.

링크 제어 문자는 불균형이 0이고 반전된 형태로 전송되며, 총 126개가 가능하다. 주요 링크 제어 문자에는 IDLE, START_REQ, START_ACK, STOP_REQ, STOP_ACK, STOP_NACK, FCC, RESET 등이 있다.

링크 시작 시, 각 측은 수신기가 보정되기 전까지 'CAL' 비트를 0으로 유지하며, 이 동안 수신된 데이터는 버려진다. 링크 초기화는 양측이 IDLE, START_REQ, START_ACK 등의 제어 문자를 교환하는 과정을 통해 이루어진다. 만약 상대방이 5 ms 내에 응답하지 않으면 재시도하고, 50 ms 후에도 응답이 없으면 오류로 간주하고 링크를 중단한다(이는 연결되지 않은 광섬유 끝에서의 눈 부상 방지 목적도 있다).

흐름 제어 문자(FCC) 하나는 수신기에 32개의 데이터 문자를 보낼 수 있는 권한을 부여한다. RESET 문자는 에코되며 단방향 시작 절차를 유발한다. 링크 종료는 양쪽 노드가 모두 종료를 요청(STOP_REQ)하고 상대방이 이를 확인(STOP_ACK)해야 완료된다.

=== HS-FO-10 ===

HS-FO는 "고속 광섬유"(High Speed, Fiber Optical)를 의미하며, IEEE 1355 슬라이스 중 가장 빠르고 가장 긴 통신 거리를 제공한다. 초당 1 Gbit/s의 속도로 최대 3000m까지 데이터를 전송할 수 있다.

회선 부호화(8B/12B) 및 상위 계층 프로토콜은 HS-SE-10과 동일하다.

케이블은 TS-FO-02와 유사한 광섬유를 사용하지만, 커넥터는 IEC-1754-6 표준을 따르며 필수 라벨이 부착된다. HS-FO-10과 TS-FO-02는 서로 호환되지 않는다. 사용 가능한 광섬유 종류와 최대 전송 거리는 다음과 같다:

• 62.5 마이크로미터 다중 모드 광섬유: 100m
• 50 마이크로미터 다중 모드 광섬유: 1000m
• 9 마이크로미터 단일 모드 광섬유: 3000m

참조

_[1] 특허 Communication interface
_[2] 논문 Ethernet Over Spacewire—Software Issues http://www.4links.co[...] 2006-09
_[3] 논문 Results from the Macramé 1024 Node IEEE 1355 Switching Network 1997-11-03
_[4] 문서 The IEEE 1355 Standard: Developments, Performance and Application in High Energy Physics http://inspirehep.ne[...] 1998
_[5] 웹사이트 IEEE Std 1355-1995 Standard for Heterogeneous InterConnect http://grouper.ieee.[...] IEEE Standards Association 1998-10-30
_[6] 웹사이트 1355 Association http://www.1355.org/ 2000-02-24
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