KR100948178B1 - 자동 보정 기능을 가지는 차량용 전자시계 및 차량용전자시계의 자동 보정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 차량용 전자시계는 발진을 담당하는 클럭 소자, 표시부, 클럭 소자와 연결되는 RTC부, RTC부와 연결되는 프로세서, 프로세서와 연결되며 입력수단에 의해 RTC의 오차값과 오차수정 주기를 포함하는 외부 설정값을 저장하는 비휘발성 메모리, 프로세서와 연결되며 표시부를 구동하는 드라이버부를 구비하여 이루어지며,

본 발명의 차량용 전자시계 보정 방법은 시계의 내장된 프로그램에 전자시계의 보정 주기를 설정하는 단계, RTC의 신호를 외부 측정 장비에 입력시켜 보정 주기당 RTC의 시각 오차를 측정하는 단계, 측정된 오차값을 입력 장치를 이용하여 오퍼레이터가 비휘발성 메모리에 입력시키는 단계, 보정 주기에 따라 비휘발성 메모리에 입력된 측정된 오차값을 반영하여 자동으로 시각을 보정하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 종래의 차량용 전자시계에 비해 보정이 간편하고 정확하게 이루어져 사용자가 빈번히 시각을 수정하는 불편을 줄일 수 있다.

Description

자동 보정 기능을 가지는 차량용 전자시계 및 차량용 전자시계의 자동 보정 방법{electron clock for vehicle enabling self correction and method of correcting the same}

본 발명은 기준 주파수 발진자를 가지는 전자시계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동 보정 기능을 가지는 차량용 전자시계에 관한 것이다.

통상의 기계식 시계에 비해 보다 정확한 시각을 알려줄 수 있는 전자시계가 많이 사용되고 있다. 전자시계는 수정 등 물질 고유의 발진 주파수를 이용하여 시각을 계산하고 나타내게 된다. 시계는 개인이 소지하거나 생활공간에 비치하기 위해 자체만으로 사용되는 외에 현재 각종의 생활 기구에 부가적으로 설치되어 사용되고 있다.

또한, 전자시계의 한 기본 형태 혹은 한 부분으로서, 컴퓨터, 통신기기 등 실시간 정보를 필요로 하는 각종 전자기기에서는 실시간의 흐름에 따라 원하는 시점에서 사용자가 요구하는 작업을 수행하도록 실시간을 연산하여 출력하는 알티씨(RTC : Real Time Clock)가 마이크로프로세서 등 제어부에 함께 설치되어 사용되는 경우가 많다.

차량에도 각종의 전자 장비의 장착이 일반화되고 있으며, 시계도 통상적으로 RTC 형태의 전자시계가 장착되어 사용되고 있다.

RTC는 일반적으로 발진주파수 32.768Khz, 4.194304Mhz 등의 수정 발진자나, 세라믹 발진자 등 클럭 소자와 연결되어 클럭 신호를 발생시킨다. 그러나, 이러한 클럭 신호는 여러 가지 이유로 한 주기 동안 약 20ppm 정도의 오차를 발생시킬 수 있다. 가령, 클럭 소자는 온도, 습도, 대기압 등의 환경 요인에 따라 발진주파수를 변화시켜 오차를 발생시킨다. 또한, 클럭 소자 자체의 특성에 의해 오차가 발생한다. 이런 오차에 의해 시간이 지남에 따라 표시되는 시각은 정확한 시각과 점차 큰 폭으로 차이를 가지게 된다.

따라서, 종래의 차량용 전자시계에서는 전자시계의 오차를 측정하여 전자시계 내부의 RTC에 연결되는 캐퍼시터에 그 오차에 해당하는 용량의 보조 캐퍼시터 혹은 부하 캐퍼시터(cX)를 부가하여, 결국 RTC에 연결되는 전체 캐퍼시터의 용량을 조절함으로써 클럭 소자에 기인하는 시간 오차를 보정하는 방법을 사용하였다.

그러나, 이런 종래의 방법은 측정된 오차에 따른 적정한 용량의 보조 캐퍼시터를 선택하여 이를 전자시계에 부속된 회로기판의 해당 위치에 설치하고 납땜하는 방법으로 이루어져 보정 작업이 매우 번거로웠다. 더욱이, 보조 캐퍼시터는 일일히 적정 용량의 것을 제작할 수는 없으므로 미리 몇 가지 용량의 보조 캐퍼시터를 제작하여 준비하고, 측정된 오차에 가장 근접한 해당 용량의 캐퍼시터를 사용하게 되므로 보정 후에도 어느 정도의 부정확성이 생기게 된다.

본 발명은 상술한 종래의 차량용 전자시계 보정 방법의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보조 캐퍼시터를 납땜으로 설치하는 번거로움을 없앨 수 있고, 종래에 비해 보다 정확한 시간 오차 보정이 이루어질 수 있는 차량용 전자시계 보정 방법 및 차량용 전자시계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 전자시계는

발진을 담당하는 클럭 소자, 표시부, 상기 클럭 소자와 연결되는 RTC부, 상기 RTC부와 연결되는 프로세서, 상기 프로세서와 연결되며 입력수단에 의해 상기 RTC의 오차값과 오차수정 주기를 포함하는 외부 설정값을 저장하는 비휘발성 메모리, 상기 프로세서와 연결되며 상기 표시부를 구동하는 드라이버부를 구비하여 이루어진다.

본 발명의 차량용 전자시계에서 상기 RTC부, 상기 프로세서, 상기 비휘발성 메모리, 상기 드라이버부는 하나의 반도체 칩으로 이루어져, MCU(micro control unit)를 이룰 수 있으며, 이 반도체칩은 자체 단자를 통해 전원과 상기 클럭 소자, 상기 표시부, 전자 시계 자체의 입력장치 혹은 RTC에 대한 외부 측정 장치를 포함한 외부의 입력 장치와 연결될 수 있다.

본 발명에서 비휘발성 메모리로는 기입이 용이한 EEPROM이 사용될 수 있다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 차량용 전자시계 보정 방법은 본 발명의 차량용 전자시계에서, 상기 시계의 내장된 프로그램에 전자시계의 보정 주기를 설정하는 단계, RTC의 신호를 외부 측정 장비에 입력시켜 보정 주기당 RTC의 시각 오차를 측정하는 단계, 측정된 오차값을 입력 장치를 이용하여 오퍼레이터가 상기 비휘발성 메모리에 입력시키는 단계, 상기 보정 주기에 따라 상기 비휘발성 메모리에 입력된 상기 측정된 오차값을 반영하여 자동으로 시각을 보정하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 차량용 전자시계의 제조과정 가운데 보정 공정에서 (제조과정 후의 시험과정으로 볼 수도 있다) 외부 측정 장치를 통해 클럭 소자에 의한 시간 오차를 정확히 확인하고 이 정확한 수치를 입력 장치를 통해 오퍼레이터가 비휘발성 메모리에 저장하여 일정 주기로 전자시계를 자동 수정할 수 있다. 그러므로, 장기적인 기간에 걸친 누적 오차로 인하여 차량용 전자시계의 표시시간이 표준시간과 많은 차이를 발생시키고, 이를 수정하기 위해 사용자가 일일이 시계를 수동적인 방법으로 보정하는 불편함을 없앨 수 있다.

또한, 종래와 같은 보조 캐퍼시터를 설치하는 번거로움을 없애 공정을 단축할 수 있다. 특히 EEPROM과 같은 전자적 기입이 가능한 비휘발성 메모리를 전자시계의 RTC 및 프로세서, 드라이버와 함께 원 칩으로 제작하여 사용할 경우, 부품 구성을 간단히 할 수 있으며, 전자시계에 전원 공급이 끊어진 후 다시 공급되는 경우 에도 미리 설정된 값을 기억하여 가동기간 중에 계속 측정된 오차값을 반영할 수 있게 된다.

이하 도면을 참조하면서 구체적인 일 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 차량용 전자시계의 개략적 구성을 나타내는 구성도이다.

종래의 차량용 전자시계와 유사하게 본 실시예에서는 표시부(13)와 수정발진기로 이루어진 클럭 소자(11), 이들 표시부(13) 및 클럭 소자(11)와 연결되는 MCU(micro control unit:15)를 구비한다. 그러나, MCU(15)는 RTC(151)와 드라이버(157), 프로세서(153)와 함께 비휘발성 메모리(155)로서 EEPROM을 구비한다. 이들 MCU를 이루는 요소들은 반도체 장치의 발전에 따라 하나의 반도체 칩으로 이루어지는 것이 가능하며, 이 하나의 반도체 칩 혹은 복수의 칩을 하나의 팩키지로 형성하여 사용될 수 있다. 따라서 통상 MCU(15)는 이를 구성하는 패키지에 복수 개의 연결 단자를 가진다. 여기서는 클럭 소자(11)를 RTC(151)와 별도인 것으로 하나 클럭 소자(11)를 RTC(151) 내의 한 요소로 생각하는 것도 가능하다.

전자시계(10)에는 또한, 연결 단자를 외부 장치 혹은 MCU 주변의 전자시계 내부 장치와 연결시키기 위한 접속부(미도시)가 설치된다.

RTC(151)는 클럭 소자(11)와 연결되며, 내부에 클럭 소자(11)의 발진 주파수 를 처리하여 가령 1Hz 혹은 1024Hz의 펄스 신호를 발생시키는 분주회로와, 분주회로의 출력을 받아 미리 입력된 연산 프로그램에 따라 연산을 하여 시각을 나타내는 신호로 변환시키는 계수 회로를 구비하여 이루어질 수 있다.

도2는 RTC의 한 구성예를 나타내는 구성도이다. 수정 발진기 클럭 소자(11)의 주파수 신호가 RTC의 카운터(41)로 입력되면 카운터(41)는 각 주파를 계수하고, 단위 시간인 1초 동안에 카운터(41)에서 계수된 수자는 미리 제1 레지스터(51)에 입력된 1초에 해당하는 주파수, 즉 발진주파수와 비교한다. 비교는 제1 비교기(43)를 통하여 이루어질 수 있다. 카운터(41)에서 계수된 주파의 숫자와 발진주파수가 일치하면 제1 비교기(43)가 신호를 출력한다. 이 제1 비교기(43)의 출력 신호는 계수 회로(45)에 대해서는 시간 계수 신호가 되어 시각을 변화시키며 한편으로 카운터(41)에 피드백 되어 카운터(41)의 계수를 리셋시키는 역할을 한다. 제1 레지스터(51)의 입력값인 발진주파수는 전자시계에 전원이 인가되어 가동될 때에 RTC와 연결된 프로세서(50)가 EEPROM(60)에 초기에 입력된 발진주파수 값을 RTC의 레지스터(51)에 전달하여 기입될 수 있다.

RTC의 계수 회로(45)를 거친 출력 신호는 프로세서(50)로 입력되며, 프로세서(50)는 이 출력 신호를 그대로 드라이버에 중계하거나 드라이버에 적합한 상태로 변환하여 전달한다. 가령, 프로세서(50)에도 RTC와 유사하게 제2 비교기(미도시)와 제2, 3, 4 레지스터(미도시)가 있고, 제2 레지스터에는 수정 주기, 가령 1 시간이 입력되고, 제3 레지스터에는 이전의 수정이 이루어진 시각(가령 13시)이 기록된다. 종래의 수정 시각(13시)과 현재의 시각(14시)이 1시간의 차이가 난다면 제3 레지스 터에는 현재의 시각(14시)이 기록되고 현재의 시각은 미리 제4 레지스터에 기입된 1시간당(보정 주기) 시각 오차값을 가감회로부를 통해 가감한 시각이 되도록 한다. 이때, 제4 레지스터의 1시간당 시각 오차값은 미리 외부의 측정 장비로 정밀하게 측정하여 오퍼레이터가 입력장치를 통해 EEPROM의 정해진 기억 장소에 기록한 값이다.

입력 장치는 간단하게 차량용 전자시계 자체에 내장되어 단위 시간당 오차값 등 입력할 수치를 증감 버튼으로 표시하고, 입력 버튼으로 입력하는 형태의 장치일 수 있다. 이런 경우, 필요한 회로는 MCU를 구성하는 반도체 칩 내에 형성되고, 이 회로와 접속을 위한 칩의 단자를 설치하고, 이 칩의 단자와 연결되는 일종의 수동 스위치로서 필요한 버튼들을 연결시키는 방법으로 구성할 수 있다.

입력 장치는 외장되는 별도의 장치로 이루어질 수도 있으며, 이런 경우, MCU(15)를 이루는 반도체 칩의 단자와 외장형 입력 장치(도1의 30)의 접속을 위한 접속부(미도시)가 차량용 전자시계에 설치된다.

여기서는 프로세서(50)에 제2 비교기와 제 2,3,4 레지스터 및 가감회로가 있는 것으로 상정하나, 이들 부분은 RTC 내에 계수회로(45)와 함께 설치되는 것도 가능하다.

도1의 드라이버(157)는 가령, 비트 맵 또는 세그먼트 변환기의 역할을 하여 프로세서(153)의 신호를 표시부(13)에 전달하여 시각 표시가 이루어지도록 한다. 드라이버(157)는 또한 MCU(15) 내에 포함되지 않고 별도의 부분을 이루는 것으로 할 수도 있다.

표시부(13)는 다양한 형태의 디스플레이 패널이 이용될 수 있으며, 가령 LCD, EL 혹은 LED 소자를 이용한 표시형태가 정형적으로 이용될 수 있다.

이러한 구성의 차량용 전자시계(10)에서는 일단 외부 측정 장치에 의해 클럭 소자 자체에 의한 시각 오차값이 일상의 범위에서 충분한 정밀도로 정확하게 가령 시간당 0.01초 단위로 측정될 수 있으며, 이 값을 MCU(15)의 단자를 통해 MCU(15) 내부에 구성된 비휘발성 메모리(155)인 EEPROM으로 간단하게 입력시킬 수 있다. 그러므로 위에서 살펴본 구성과 작용을 통해 입력된 값을 이용하여 자동적, 주기적으로 시각을 수정하여 주면 전자시계는 오랜 기간을 사용자가 수동 조작할 필요없이 정확한 시각을 지시할 수 있다.

다음으로 본 발명의 차량용 전자시계에서의 시각 오차값을 보정하는 방법의 측면에서 본 발명을 살펴보면, 본 발명의 차량용 전자시계(10)를 제작, 완성한 상태에서, 먼저, 전자시계의 기억장치에 내장된 프로그램에 전자시계의 보정 주기, 초기 시각을 포함하여 초기 설정값을 입력한다. 보정주기당 시각 오차값은 최초에는 0과 같은 임의의 값으로 한다. 통상 이러한 초기 설정값 입력은 전자시계에 전원을 연결하여 전자시계를 가동시키는 단계에 이어서 거의 동시적으로 이루어지게 된다. 혹은, 초기 구동 단계에서 초기 설정값은 별도로 입력되지 않고, 임의지정된 후, 이하 부분에서 언급되는 시각 오차값을 측정한 뒤 시각 오차값과 함께 입력되는 경우도 상정할 수 있다.

전원이 연결되고, 세팅이 이루어져 시각 표시가 가동되는 전자시계에서 RTC(151)의 신호를 외부의 정밀 측정 장비에 입력시켜 RTC(151)의 시간 오차를 측 정한다. MCU(15)의 단자 구성에 따라 RTC(151)의 신호는 직접 외부 측정 장비(20)로 입력될 수도 있고, 프로세서(153)를 통하여 외부 측정 장비(20)로 입력될 수도 있다. 보정 주기가 이미 정해진 경우, 1 보정 주기동안을 측정하면서 실제 전자시계의 오차값을 측정할 수도 있으나, 그런 경우 시간이 많이 걸리므로, 측정장비가 전자시계의 실제 발진주파수와 명목 발진주파수의 차이를 검출하여 보정 주기당 시각 오차값을 계산하는 방법을 사용할 수 있다.

수정발진소자(크리스탈)를 이용한 전자시계에서 발진주파수 4.194304MHz의 크리스탈을 사용할 경우 22회 분주하면 1Hz로 줄어들어 이것을 1초로 간주할 수 있다. 실제로는 대부분 기본주파수(4.194304MHz)를 12회 분주하여 1024Hz가 나오도록 하고 이를 외부로 출력하여 정밀한 외부 측정 장비(20)로 측정하여 그 오차를 확인하게 된다. 예를 들어, 보정 주기가 하루라면, 시계의 RTC(151)에서 직접 혹은 프로세서(153)를 통해 출력된 신호를 외부 측정 장비(20)로 측정한 결과 1024.00759Hz가 되었을 경우 출력 값에 하루치 초를 곱하고 다시 1024로 나눈 다음 하루치 초를 빼게 되면 +0.63이 나오고 이 값은 하루에 빨라지는 양이 초단위로 표시된 것이다. 이 값은 보정 주기당 시각 오차값이 되어 이 값을 가지고 보정을 실시한다.

차량용 전자시계(10) 자체에는 오차 보정을 위한 입력 장치는 직접 설치되지 않고, 외부 입력 장치(30)가 MCU(15)의 단자 접속부(미도시)를 통해 연결되어 숫자판을 이용하여 직접 계수를 입력하도록 형성되어 있다고 하면, 외부 측정 장비에서 측정된 오차값을 외부 입력 장치(30)를 이용하여 제작사의 자체 검사 과정에서 오 퍼레이터가 비휘발성 메모리(155)에 입력시키게 된다. 이 입력값은 EEPROM의 초기 설정값을 대체하여 비휘발성 메모리(155)의 정해진 주소에 입력된다.

프로세서(153)에서는 보정 주기마다 EEPROM의 해당 주소에서 보정 주기당 시각 오차값을 불러와서 연산에 이용할 수도 있으나, 한번 세팅을 할 때 오차값을 프로세서(153) 내의 레지스터에 기억시키고 계속적으로 이용하는 것이 통상적이다. 이런 경우, 현재 프로세서의 레지스트에 기록된 초기 설정 오차값을 대체하기 위해서는 시계를 다시 한번 세팅하는 것이 필요할 수 있다. 이러한 세팅은 공장에서 전자시계에 전원을 차단하고, 포장, 운송, 납품한 뒤 사용자가 전자시계에 다시 전원을 인가하고 세팅하는 방법으로 자연스럽게 이루어질 수도 있다.

즉, 오차 값이 실제로 측정되고 EEPROM의 해당 주소에 기록되면 전자시계는 전원이 꺼진 상태로 포장, 운송, 납품될 수 있다. 초기 설정값, 보정 주기당 시각 오차값은 모두 비휘발성 메모리(155)인 EEPROM에 저장된 상태이므로 그대로 유지될 수 있다. 전원(미도시)이 다시 인가되면 정확한 시각을 맞추는 세팅 작업 전에 혹은 후에 자동실행되는 초기 프로세스에 의해 MCU(15)의 프로세서(153)는 EEPROM이 초기 설정값, 측정되어 기록된 오차값을 MCU 내의 해당 레지스터에 기록시키고 시각을 표시부(13)에 표시하게 된다.

정상적인 시계 구동 상태에서 이미 입력된 보정 주기에 따라 비휘발성 메모리(155)에 입력된 측정된 오차값을 반영하여 자동으로 시각을 보정하게 된다.

기타, 통상의 전자시계의 구성 및 작용은 이미 잘 알려져 있는 것이므로 그 구성을 일일이 설명하는 것은 생략하기로 한다.

이상에서 한정된 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 요지를 변경하지 않으면서 다양한 형태로 본 발명을 실시할 수 있음은 당연한 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 차량용 전자시계의 개략적 구성을 나타내는 구성도이다.

도2는 본 발명의 차량용 전자시계 내의 RTC의 한 구성예를 나타내는 구성도이다.

Claims (5)

1. 발진을 담당하는 클럭 소자, 표시부, 상기 클럭 소자와 연결되어 발진 신호를 받는 RTC부, 상기 RTC부의 발생 신호를 받도록 연결되는 프로세서, 상기 프로세서와 연결되며 입력수단에 의해 상기 RTC의 오차값과 오차수정 주기를 포함하는 외부 설정값을 저장하는 비휘발성 메모리, 상기 프로세서와 연결되며 상기 표시부를 구동하여 상기 표시부에 시각을 표시하도록 하는 드라이버부를 구비하여 이루어지며, 발진을 담당하는 발진기는 상기 RTC부와 연결된 상기 클럭 소자에만 설치되는 차량용 전자시계.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 RTC부, 상기 프로세서, 상기 비휘발성 메모리, 상기 드라이버부는 하나의 반도체 칩을 내장한 하나의 패키지로 이루어지거나, 복수의 반도체 칩을 서로 연결시켜 내장한 하나의 패키지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 전자시계.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 RTC부, 상기 프로세서, 상기 비휘발성 메모리, 상기 드라이버부를 구비하여 이루어지는 MCU는 외부와 연결을 위한 단자를 가져, 상기 단자를 외부의 시각 오차값 측정 장치나, 초기 입력값 설정을 위한 입력 장치와 접속시키기 위한 접속부를 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 전자시계.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 비휘발성 메모리는 EEPROM인 것을 특징으로 차량용 전자시계.
5. 제1 항의 차량용 전자시계의 시각 보정하는 방법에 있어서,

   상기 차량용 전자시계의 내장된 프로그램에 시계 보정 주기를 설정하는 단계,

   상기 RTC의 신호를 외부 측정 장비에 입력시켜 보정 주기당 시각 오차값을 측정하는 단계,

   측정된 상기 시각 오차값을 입력 장치를 이용하여 오퍼레이터가 상기 비휘발성 메모리에 입력시키는 단계,

   상기 보정 주기에 따라 상기 비휘발성 메모리에 입력된 상기 측정된 오차값을 반영하여 시각을 보정하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 전자시계의 시각 보정 방법.

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