KR102454640B1 - 적응형 uart 시리얼 인터페이스를 구비한 집적회로 - Google Patents

적응형 uart 시리얼 인터페이스를 구비한 집적회로 Download PDF

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유광현
최연훈
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(주)파인디어칩
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Abstract

본 발명은 사용자에 의해 신호가 입력되는 적어도 하나 이상의 입력수단, 일정 형태로 정보를 출력하는 적어도 하나 이상의 출력수단 및 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU, Micro Controller Unit)을 구비한 제어대상 장치에 설치되어 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 분리 독립된 형태로 상기 적어도 하나 이상의 입력수단으로부터 발생하는 입력신호를 기반으로 상기 적어도 하나 이상의 출력수단 중 대응되는 출력수단의 출력 구동을 제어하기 위해 상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 통신하는 집적회로(IC, Integrated Circuit)에 관한 것으로, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 신호 수신라인을 구축하여 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 데이터 신호를 수신하는 Rx핀과 상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 신호 송신라인을 구축하여 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로 데이터 신호를 송신하기 위한 Tx핀을 구비하여, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 통신 프로토콜을 갖추는 시리얼 인터페이스(Serial Interface);를 포함한다.

Description

적응형 UART 시리얼 인터페이스를 구비한 집적회로 {INTEGRATED CIRCUIT HAVING ADAPTIVE UART SERIAL INTERFACE}
본 발명은 적응형 UART 시리얼 인터페이스를 구비한 집적회로에 관한 것이다.
각종 가전기기들은 사용자가 기기의 특정 동작을 구동을 위한 입력신호를 발생시키기 위한 입력수단과, 이와 같은 입력수단으로부터 사용자에 의해 발생된 입력신호를 기반으로 대응되는 특정 정보를 사용자에게 출력시키기 위한 출력수단은 물론이고, 입력신호의 검출에서부터 출력신호의 생성 및 출력에 이르는 일련의 과정들을 제어하기 위한 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU, Micro Controller Unit)까지 갖추고 있다.
즉, 신호의 입력과 출력을 통해 다양한 기능들이 제공될 수 있도록 기기의 작동상태를 제어하는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)은 기술적 발적을 통해 요구되는 기능의 수준 및 종류가 점점 늘어남에 따라 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)에 가해지는 기능적 부하가 점점 늘어나고 있다.
이에 따라, 마이크로 컨트롤러 유닛의 작업 부하를 분산시키기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있으며, 이와 관련하여 출원인은
마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 독립하여 LED 발광을 통한 시각정보의 디스플레이상 출력 및 부저음 발생을 통한 청각정보의 부저상 출력과 관련한 작업 부하를 분산시킨 출력 구동 관련 전용 하드웨어를 제공하기 위해 선행문헌으로서 대한민국 등록특허공보 제10-2213405호의 "사용자 입출력 인터페이스 집적회로"(이하, '종래기술'이라고 함)을 출원한바 있다,
이를 통해 출원인은 가전기기 내 설치된 입력수단 및 출력수단과 연동되어 출력 구동을 제어함에 있어 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)을 통한 작업 부하를 분산 시킨 집적회로를 개발하여 제시하였다.
이에 더 나아가, 출원인은 본 발명을 통해 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 이로부터 독립된 구성으로서 가전기기의 입력수단과 출력수단 작동과 관련한 제어에 있어 상호 연동되는 집적회로가 구축하고 있는 신호의 통신방식에 있어서의 기술적 변화를 통해 신호 통신에 있어서 송신되는 신호와 수신되는 신호의 구분을 비롯해 송신 시 통신속도와 수신 시 통신속도간의 대응을 위해 추가적으로 요구되었던 소프트웨어적인 처리 기술의 필요성을 배제시키고자 하였다.
또한, 출원인은 본 발명을 통해 종래기술과 달리 노이즈가 많은 환경에서도 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 집적회로간의 신호 통신에 있어 오류발생을 쉽게 검출하고 이를 통해 신호 통신에 관한 안정성 및 신뢰성을 고도화시키고자 하였다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 독립하여 LED 발광을 통한 시각정보의 디스플레이상 출력 및 부저음 발생을 통한 청각정보의 부저상 출력과 관련한 작업 부하를 분산시킨 출력 구동 관련 전용 하드웨어를 마련할 수 있는 기술을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 마이크로 컨트롤러 유닛과 집적 회로 간의 통신망 구축에 있어 신호 통신에 있어서 송신되는 신호와 수신되는 신호의 구분을 비롯해 송신 시 통신속도와 수신 시 통신속도간의 대응을 위해 추가적으로 요구되었던 소프트웨어적인 처리 기술의 필요성을 배제시킬 수 있는 통신 프로토콜을 갖춘 집적회로를 제공하는데 있다.
아울러, 본 발명의 목적은 마이크로 컨트롤러 유닛과 집적 회로 간의 신호 통신에 있어 노이즈가 많은 환경에서도 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 집적회로간의 신호 통신에 있어 오류발생을 쉽게 검출하고 이를 통해 신호 통신에 관한 안정성 및 신뢰성을 고도화시킨 집적회로를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 사용자에 의해 신호가 입력되는 적어도 하나 이상의 입력수단, 일정 형태로 정보를 출력하는 적어도 하나 이상의 출력수단 및 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU, Micro Controller Unit)을 구비한 제어대상 장치에 설치되어 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 분리 독립된 형태로 상기 적어도 하나 이상의 입력수단으로부터 발생하는 입력신호를 기반으로 상기 적어도 하나 이상의 출력수단 중 대응되는 출력수단의 출력 구동을 제어하기 위해 상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 통신하는 집적회로(IC, Integrated Circuit)에 있어서, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 신호 수신라인을 구축하여 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 데이터 신호를 수신하는 Rx핀과 상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 신호 송신라인을 구축하여 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로 데이터 신호를 송신하기 위한 Tx핀을 구비하여, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 통신 프로토콜을 갖추는 시리얼 인터페이스(Serial Interface); 및 상기 시리얼 인터페이스의 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로 데이터 신호를 송신하는 통신속도에 관한 작동을 제어하는 제어 로직(Control Logic);을 포함한다.
여기서, 상기 제어로직은, 상기 신호 수신라인을 통해 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 상기 Rx핀을 거쳐 상기 시리얼 인터페이스로 수신되는 제1데이터 신호의 통신속도(Baud Rate)를 분석하여 상기 신호 송신라인을 통해 상기 제1데이터 신호의 응답으로 상기 시리얼 인터페이스로부터 상기 Tx핀을 거쳐 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로 송신되는 제2데이터 신호의 통신속도(Baud Rate)를 분석된 상기 제1데이터 신호의 통신속도와 동일하게 대응시킬 수 있도록 상기 시리얼 인터페이스를 제어하는 적응형 통신속도 제어부;를 포함한다.
또한, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 상기 시리얼 인터페이스간의 쓰기(Writing)형 통신 프로토콜에 따른 상기 제1데이터 신호는, 신호의 시작을 알리는 제1시작비트; 상기 제1시작비트에 이어지는 상기 제1시작비트와 반대되는 값을 나타내는 제1인접비트; 상기 제1인접비트에 이어지며 상기 제1데이터 신호가 읽기 또는 쓰기 유형 중 쓰기 유형임을 나타내는 제1유형표시비트; 제1유형표시비트에 이어지며 집적회로의 레지스터(Register) 중 상기 제1데이터 신호의 타겟 레지스터에 대한 레지스터 어드레스(Register Address) 정보를 나타내는 연속된 복수의 비트에 해당하는 제1커맨드(Command) 영역; 및 상기 제1커맨드 영역에 이어지며, 신호의 종료를 알리는 제1종료비트;를 포함하는 제1레지스터 어드레싱 패킷(Register Addressing Packet); 및 상기 제1레지스터 어드레싱 패킷의 상기 제1종료비트에 이어지며, 신호의 시작을 알리는 제3시작비트; 상기 제3시작비트에 이어지며 타겟 레지스터에 제공할 레지스터 데이터(Register Data) 정보를 나타내는 연속된 복수의 비트에 해당하는 데이터(Data)영역; 및 상기 데이터 영역에 이어지며, 신호의 종료를 알리는 제3종료비트;를 포함하는 레지스터 데이터 패킷(Register Data Packet);을 포함하며, 상기 적응형 통신속도 제어부는 상기 제1레지스터 어드레싱 패킷의 상기 제1커맨드(Command) 영역 내 연속된 복수의 비트를 분석하여 상기 제1데이터 신호의 통신속도를 판단한다.
아울러, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 상기 시리얼 인터페이스간의 읽기(Reading)형 통신 프로토콜에 따른 상기 제1데이터 신호는, 신호의 시작을 알리는 제2시작비트; 상기 제2시작비트에 이어지며, 상기 제2시작비트와 반대되는 값을 나타내는 제2인접비트; 상기 제2인접비트에 이어지며 상기 제2데이터 신호가 읽기 또는 쓰기 유형 중 읽기 유형임을 나타내는 제2유형표시비트; 제2유형표시비트에 이어지며 집적회로의 레지스터(Register) 중 상기 제2데이터 신호의 타겟 레지스터에 대한 레지스터 어드레스(Register Address) 정보를 나타내는 연속된 복수의 비트에 해당하는 제2커맨드(Command) 영역; 및 상기 제2커맨드 영역에 이어지며, 신호의 종료를 알리는 제2종료비트;를 포함하는 제2레지스터 어드레싱 패킷(Register Addressing Packet);을 포함하며, 상기 적응형 통신속도 제어부는 상기 제2레지스터 어드레싱 패킷의 상기 제2커맨드(Command) 영역 내 연속된 복수의 비트를 분석하여 상기 제2데이터 신호의 통신속도를 판단한다.
그리고 상기 적응형 UART 시리얼 인터페이스를 구비한 집적회로는, 상기 적어도 하나 이상의 입력수단과 각각 대응 연결되어 사용자에 의해 상기 적어도 하나 이상의 입력수단 각각에 입력 동작이 이루어짐에 따라 발생하는 입력 신호를 감지함으로써, 감지된 입력 신호에 대한 입력정보를 검출하는 적어도 하나 이상의 입력정보 검출기; 및 상기 적어도 하나 이상의 출력수단과 각각 대응 연결되며, 상기 시리얼 인터페이스가 상기 적어도 하나 이상의 입력정보 검출기를 통해 검출된 입력정보를 기반으로 상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 통신하여 제공받은 입력정보에 대응되는 구동 명령에 관한 데이터 신호를 기반으로 대응되는 출력수단에 기 설정된 정보의 출력 구동을 제어하는 적어도 하나 이상의 출력 구동기;를 더 포함한다.
여기서, 상기 입력정보 검출기는, 상기 제어대상 장치에 구비되며 키(Key) 버튼 형태로 마련되는 제1입력수단과 연결되어 사용자에 의해 상기 제1입력수단에 입력 동작이 이루어짐에 따라 발생하는 입력 신호를 감지함으로써, 상기 제1입력수단에서 감지된 입력 신호에 대한 제1입력정보를 검출하는 제1입력정보 검출기; 및 상기 제어대상 장치에 구비되며 로터리 인코더(Rotary Encoder)에 연결된 놉(Knob) 형태로 마련되는 제2입력수단과 연결되어 사용자에 의해 상기 제2입력수단에 입력 동작이 이루어짐에 따라 발생하는 입력 신호를 감지함으로써, 상기 제2입력수단에서 감지된 입력 신호에 대한 제2입력정보를 검출하는 제2입력정보 검출기;를 포함한다.
또한, 상기 출력 구동기는, 상기 제어대상 장치에 구비되며 LED 발광을 통해 시각정보를 출력하는 디스플레이 형태로 마련되는 제1출력수단과 연결되어 상기 시리얼 인터페이스를 통해 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 수신된 디스플레이 구동 명령에 관한 데이터 신호를 기반으로 상기 제1출력수단의 LED 발광을 통한 시각정보의 출력 구동을 제어하는 제1출력 구동기; 및 상기 제어대상 장치에 구비되며 부저음을 내어 청각정보를 출력하는 제2출력수단과 연결되어 상기 시리얼 인터페이스를 통해 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 수신된 부저 구동 명령에 관한 데이터 신호를 기반으로 상기 제2출력수단의 부저음을 내는 청각정보의 출력 구동을 제어하는 제2출력 구동기;를 포함한다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 독립하여 디스플레이 구동, 부저 구동과 관련한 작업을 수행할 수 있는 전용 하드웨어로서의 집적회로를 제공할 수 있다.
둘째, 마이크로 컨트롤러 유닛의 LED 발광을 통한 시각정보의 디스플레이상 출력 및 부저음 발생을 통한 청각정보의 부저상 출력과 관련한 작업 부하를 분산 및 해소시켜 마이크로 컨트롤러 유닛의 출력 구동 외 다양한 정보 처리 상의 작업 효율을 개선시키고, 출력 구동에 따른 다른 작업의 지연 문제를 해소할 수 있다.
셋째, 집적회로의 시리얼 인터페이스(Serial Interface)와 마이크로 컨트롤러 유닛간의 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 통신 프로토콜을 갖추어 신호 통신에 있어서 송신되는 신호와 수신되는 신호의 구분을 위해 추가적으로 요구되었던 소프트웨어적인 처리 기술의 필요성을 배제시킬 수 있다.
넷째, 집적회로의 시리얼 인터페이스(Serial Interface)와 마이크로 컨트롤러 유닛간의 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 통신 프로토콜을 갖추고, 제어 로직의 적응형 통신속도 제어부를 통해 송신 시 통신속도(Baud Rate)를와 수신 시 통신속도(Baud Rate)를 가변적으로 대응시켜 최적의 적응형 통신속도로 통신 기능을 수행할 수 있다.
다섯째, 집적회로의 시리얼 인터페이스(Serial Interface)와 마이크로 컨트롤러 유닛간의 신호 통신에 있어 노이즈가 많은 환경에 놓이더라도, 제어 로직의 Truesum 피드백 제어부를 통해 Noise에 의한 오류 검출 능력을 극대화시키고 데이터 신호의 통신에 있어서의 안정성 및 신뢰도를 높일 수 있다.
여섯째, 제2입력수단이 최상위 비트(MSB, Most Significant Bit)가 로터리 인코더의 회전방향을 나타내는 방향비트에 해당하고, 이에 이어 최상위 비트가 나타내는 회전방향으로 로터리 인코더가 회전한 카운트(Count) 값에 대한 정보를 나타내는 연속된 복수의 비트에 해당하는 카운트 영역이 배치되는 구조로 입력 신호를 발생킴에 따라 제2입력정보 검출기는 제2입력수단에 의해 발생된 입력 신호를 기반으로 로터리 인코더의 회전 방향 및 카운트 값에 대한 제2입력정보를 검출할 수 있다.
일곱째, 제2입력수단이 제2입력정보의 마이크로 컨트롤러 유닛으로의 송신 후 새로운 제2입력정보의 검출에 기반이 되는 입력 신호의 발생에 있어, 로터리 인코더의 회전 카운트 값에 대한 정보를 초기화시킨 상태에서부터 다시 판단함에 따라 더욱 쉽고 정확한 정보의 판단을 비롯해 정보의 오버플로(Overflow)로 인한 추가적인 기능의 부가 필요성을 배제시킬 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 집적회로의 외적 구조 및 핀 연결 상태를 도시한 도면이다.
도2는 본 발명에 따른 집적회로와 입력수단, 출력수단 그리고 마이크로 컨트롤러 유닛 간의 연결 구조를 도시한 회로도이다.
도3은 본 발명에 따른 집적회로의 구성요소 및 입력수단, 출력수단 그리고 마이크로 컨트롤러 유닛 간의 연결 구조를 도시한 블록도이다.
도4는 본 발명에 따른 집적회로의 마이크로 컨트롤러 유닛과 시리얼 인터페이스간의 쓰기(Writing)형 통신 프로토콜에 따른 제1데이터 신호 및 제2데이터 신호의 구조에 관해 설명하기 위한 도면이다.
도5는 본 발명에 따른 집적회로의 마이크로 컨트롤러 유닛과 시리얼 인터페이스간의 쓰기(Writing)형 통신 프로토콜에 따른 제2데이터 신호와 관련한 Truesum 피드백 제어부의 분석형태를 설명하기 위한 도면이다.
도6은 본 발명에 따른 집적회로의 마이크로 컨트롤러 유닛과 시리얼 인터페이스간의 읽기(Reading)형 통신 프로토콜에 따른 제1데이터 신호 및 제2데이터 신호의 구조에 관해 설명하기 위한 도면이다.
도7은 본 발명에 따른 집적회로의 마이크로 컨트롤러 유닛과 시리얼 인터페이스간의 읽기(Reading)형 통신 프로토콜에 따른 제2데이터 신호와 관련한 Truesum 피드백 제어부의 분석형태를 설명하기 위한 도면이다.
도8은 본 발명에 따른 집적회로의 제2입력수단의 작동에 의해 입력 신호의 발생 및 작동형태별 발생 형태 차이를 설명하기 위한 개요도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
<적응형 UART 시리얼 인터페이스를 구비한 집적회로의 구성요소 및 작동형태에 관한 설명>
본 발명은 사용자에 의해 신호가 입력되는 적어도 하나 이상의 입력수단(K, R), 일정 형태로 정보를 출력하는 적어도 하나 이상의 출력수단(L, B) 및 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU, Micro Controller Unit)을 구비한 제어대상 장치에 설치되어 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로부터 분리 독립된 형태로 상기 적어도 하나 이상의 입력수단(K, R)으로부터 발생하는 입력신호를 기반으로 상기 적어도 하나 이상의 출력수단 중 대응되는 출력수단(L, B)의 출력 구동을 제어하는 집적회로(1000, IC, Integrated Circuit)에 관한 것으로, 도1 내지 도3의 구성 블록도 및 회로도를 참조하여 상세하게 설명한다.
여기서, 입력수단은 키(Key) 버튼 형태로 마련되는 제1입력수단(K)과 로터리 인코더(Rotary Encoder)에 연결된 놉(Knob) 형태로 마련되는 제2입력수단(R)을 포함한다.
또한, 출력수단은 LED 발광을 통해 시각정보를 출력하는 디스플레이 형태로 마련되는 제1출력수단(L) 및 부저음을 내어 청각정보를 출력하는 제2출력수단(B)를 포함한다.
궁극적으로 집적회로(1000)는 제어대상 장치에 설치된 각종 모듈, 센서 등의 부속품의 작동을 제어함에 있어 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)의 동작에 가해지는 부하의 정도를 분산시킬 수 있도록 독립된 구성을 갖춤으로써, 분산제어 기능을 제공할 수 있게 된다.
이를 위해, 본 발명의 집적회로(1000)는 도3에 도시된 바와 같이 제1입력정보 검출기(100), 제2입력정보 검출기(200), 제1출력 구동기(300), 제2출력 구동기(400), 시리얼 인터페이스(500), 제어 로직(600), 오실레이터(700), 타이밍 정보 생성기(800) 및 램(900)을 포함한다.
우선, 본 발명의 사용자 입출력 인터페이스 집적회로(1000)는 앞서 설명한 구성들의 작동에 있어 외부 기기 혹은 구성 간의 연결 및 통신망 구축을 위해 도1과 과 같은 핀 구성을 외측에 갖추게 된다.
제1입력정보 검출기(100)는 제1입력수단(K)과 연결되어 사용자에 의해 제1입력수단에 입력 동작이 이루어짐에 따라 발생하는 입력 신호를 감지함으로써, 제1입력수단(K)에서 감지된 입력 신호에 대한 제1입력정보를 검출한다.
여기서, 제1입력정보 검출기(100)는 종래의 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)이 소프트웨어적인 방식으로 키(Key) 버튼 형태와 같은 제1입력수단(K)으로부터 발생한 입력신호의 감지 및 이를 기반으로 정보의 검출, 더 나아가 감지된 신호 및 검출된 정보의 저장을 수행했던 것과 달리 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로부터 분리 독립되어 자체적으로 해당 기능들의 수행이 가능한 하드웨어적인 구성을 의미한다.
구체적으로, 제1입력정보 검출기(100)는 사용자에 의해 키(Key) 버튼과 같은 제1입력수단(K)에 누름 동작이 이루어짐에 따라 발생하는 입력신호를 감지하고, 감지된 신호를 기반으로 누름 동작이 이루어진 키(Key) 버튼에 대한 제1입력정보를 검출할 수 있는 키 스캔(Key Scan) 회로로 마련되는 것이 바람직하다.
하지만, 이에 한정되지 않고 제1입력정보 검출기(100)의 경우 키 스캔(Key Scan) 회로를 포함한 별도의 드라이버, 키 매트릭스(Key Matrix) 혹은 모듈 등의 형태로 다양하게 실시 가능하다.
따라서 제1입력정보 검출기(100)는 제1입력수단(K)으로부터 발생한 입력신호의 스캔펄스 및 전원전압 변화를 감지하여, 사용자에 의해 누름 동작이 이루어진 키(Key) 버튼을 인지하게 된다.
즉, 제1입력정보 검출기(100)는 일측이 키(Key) 버튼 형태와 같은 제1입력수단(K)과 연결되고, 타측이 시리얼 인터페이스(500)를 통해 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 연결되어 있어, 검출된 제1입력정보를 시리얼 인터페이스(500)를 통해 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)에 제공한다.
또한, 실시에 따라 도1 및 도2와 같이 제1입력정보 검출기(100)에는 키(Key) 버튼 형태와 같은 제1입력수단(K)의 단자와 연결되기 위한 제1입력 핀(100P)이 결합될 수도 있다.
아울러, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)은 제1입력정보 검출기(100)를 통해 제공받은 제1입력정보를 내부에 기 저장된 명령어 생성 기준 정보를 토대로 디스플레이 구동 명령에 관한 데이터 신호 혹은 부저 구동 명령에 관한 데이터 신호 중 적어도 하나 이상의 명령어 생성에 기반으로 삼는다.
제2입력정보 검출기(200)는 제2입력수단(R)과 연결되어 사용자에 의해 제2입력수단(R)에 입력 동작이 이루어짐에 따라 발생하는 입력 신호를 감지함으로써, 제2입력수단(R)에서 감지된 입력 신호에 대한 제2입력정보를 검출한다.
여기서, 제2입력정보 검출기(200)는 종래의 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)이 소프트웨어적인 방식으로 로터리 인코더(Rotary Encoder)에 기초한 로터리 놉(Rotary Knob) 형태와 같은 제2입력수단(R)으로부터 발생한 입력신호의 감지 및 이를 기반으로 정보의 검출, 더 나아가 감지된 신호 및 검출된 정보의 저장을 수행했던 것과 달리 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로부터 분리 독립되어 자체적으로 해당 기능들의 수행이 가능한 하드웨어적인 구성을 의미한다.
이에 따라, 제2입력정보 검출기(200)는 일측이 로터리 인코더(Rotary Encoder)에 기초한 로터리 놉(Rotary Knob) 형태와 같은 제2입력수단(R)과 연결되고, 타측이 시리얼 인터페이스(500)를 통해 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 연결되어 있어, 검출된 제2입력정보를 시리얼 인터페이스(500)를 통해 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)에 제공한다.
여기서, 제2입력수단(R)은 도8에 도시된 바와 같이 최상위 비트(MSB, Most Significant Bit)가 로터리 인코더의 회전방향을 나타내는 방향비트에 해당하고, 최상위 비트에 이어 상기 최상위 비트가 나타내는 회전방향으로 로터리 인코더가 회전한 카운트(Count) 값에 대한 정보를 나타내는 연속된 복수의 비트에 해당하는 카운트 영역이 배치되는 구조로 입력 신호를 발생시킨다.
도8에 도시된 바와 같이 시계 방향으로 로터리 인코더가 회전할 경우 제2입력수단(R)에 의해 발생된 입력 신호의 최상위 비트(MSB, Most Significant Bit)가 ‘0’으로 표시되고, 반시계 방향으로 로터리 인코더가 회전할 경우 제2입력수단(R)에 의해 발생된 입력 신호의 최상위 비트(MSB, Most Significant Bit)가 ‘1’로 표시된다.
아울러, 제2입력수단(R)에 의해 발생된 입력 신호의 각 회전방향 별 최상위 비트(MSB, Most Significant Bit)에 이어져 발생하는 ‘0000011’은 각 회전방향을 따라 로터리 인코더가 회전한 카운트(Count) 값에 대한 정보를 나타낸다.
또한, 제2입력수단(R)은 제2입력정보 검출기(200)를 통해 검출된 제2입력정보가 시리얼 인터페이스(500)를 통해 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로 송신될 경우 로터리 인코더(R)가 회전한 카운트(Count) 값에 대한 정보를 ‘0’으로 초기화시킨다.
이를 통해, 사용자에 의해 다시 제2입력수단(R)에 입력 동작이 이루어짐에 따라 제2입력수단(R)이 새로운 입력 신호를 발생시킬 경우, 로터리 인코더(R)가 회전한 카운트 값에 대한 정보를 초기화된‘0’의 값으로부터 다시 계산하여 나타내게 됨으로써, 카운트 값에 대한 정보를 쉽고 정확하게 판단할 수 있을 뿐만 아니라 카운트 값에 대한 정보가 오버플로(Overflow)되어 별도의 연산 기능이 요구되는 문제를 해결하고 있다.
또한, 실시에 따라 도1 및 도2와 같이 제2입력정보 검출기(200)에는 로터리 놉(Rotary Knob) 형태와 같은 제2입력수단(R)의 단자와 연결되기 위한 제2입력 핀(200P)이 결합될 수도 있다.
아울러, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)은 제2입력정보 검출기(200)를 통해 제공받은 제2입력정보를 내부에 기 저장된 명령어 생성 기준 정보를 토대로 디스플레이 구동 명령에 관한 데이터 신호 혹은 부저 구동 명령에 관한 데이터 신호 중 적어도 하나 이상의 명령어 생성에 기반으로 삼는다.
이와 관련하여, 시리얼 인터페이스(500)는 앞서 설명된 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 제1입력정보 검출기(100), 제2입력정보 검출기(200), 제1출력 구동기(300) 및 제2출력 구동기(400)간의 통신을 위한 망을 구축하는 인터페이스 전체를 의미한다.
구체적으로, 시리얼 인터페이스(500)는 상기 적어도 하나 이상의 입력정보 검출기(K, R)를 통해 검출된 입력정보를 기반으로 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 통신하여 입력정보에 대응되는 구동 명령에 관한 데이터 신호를 제공받는 구성에 해당한다.
따라서 제1입력 구동기(100)를 통해 검출된 제1입력정보 또는 제2입력정보 검출기(200)를 통해 검출된 제2입력정보를 시리얼 인터페이스(500)를 통해 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)에 제공하면, 이에 대한 피드백으로 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)은 제1입력정보 또는 제2입력정보에 대응되는 구동 명령에 관한 데이터 신호(추후 설명될 디스플레이 구동 명령에 관한 데이터 신호 혹은 부저 구동 명령에 관한 데이터 신호)를 시리얼 인터페이스(500)에 전송 제공하여, 제1출력 구동기(300) 및 제2출력 구동기(400)에 전달되도록 한다.
이러한 시리얼 인터페이스(500)는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 신호 수신라인(500RL)을 구축하여 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로부터 데이터 신호를 수신하는 Rx핀(500RP)과 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 신호 송신라인(500TL)을 구축하여 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로 데이터 신호를 송신하기 위한 Tx핀(500TP)을 구비한다.
이를 통해, 시리얼 인터페이스(500)는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 통신 프로토콜을 갖추게 되며, Rx핀(500RP)과 Tx핀(500TP)이 별도로 마련되어 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)에 통신을 위한 별도의 소프트웨어적 처리가 필요하지 않으며, 전이중 통신(Full Duplex) 모드로서 작동될 수 있다.
여기서, 신호 수신라인(500RL)을 통해 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로부터 Rx핀(500RP)을 거쳐 시리얼 인터페이스(500)로 수신되는 제1데이터 신호(DS1, DS’1)는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 시리얼 인터페이스(500)간의 통신 프로토콜 유형에 따라 다른 패킷구조를 갖춘다.
우선, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 시리얼 인터페이스(500)간의 쓰기(Writing)형 통신 프로토콜에 따른 제1데이터 신호(DS1)는, 도4에 도시된 바와 같이 제1레지스터 어드레싱 패킷(Register Addressing Packet, AP1)과 레지스터 데이터 패킷(Register Data Packet, DP)를 포함하는 구조를 기본으로 하여 실시에 따라 레지스터 데이터 패킷(DP)이 복수개가 연달아 이어지는 형태로 마련될 수 있다.
여기서, 제1레지스터 어드레싱 패킷(AP1)은 도4에 도시된 바와 같이 제1시작비트(SB1), 제1인접비트(IB1), 제1유형표시비트(EB1), 제1커맨드(Command) 영역(CA1) 및 제1종료비트(TB1)가 순차적으로 이어지는 구조를 갖춘다.
먼저, 제1시작비트(SB1)는 제1데이터 신호(DS1)의 최상위 비트(MSB, Most Significant Bit)로서 신호의 시작을 알리는 비트에 해당하며, 제1인접비트(IB1)는 제1시작비트(SB1)에 이어지며 제1시작비트(SB1)와 반대되는 값을 나타낸다.
이어, 제1유형표시비트(EB1)는 제1인접비트(IB1)에 이어지며, 제1데이터 신호가 읽기 또는 쓰기 유형 중 쓰기 유형임을 나타내는 비트로서, 읽기형일 경우 ‘1’을 표시하고 쓰기형일 경우 ‘0’을 표시한다.
다음으로, 제1커맨드(Command) 영역(CA1)은 제1유형표시비트(EB1)에 이어지며 집적회로(100)의 레지스터(Register) 중 제1데이터 신호의 타겟 레지스터에 대한 레지스터 어드레스(Register Address) 정보를 나타내는 연속된 복수의 비트에 해당한다.
마지막으로, 제1종료비트(TB1)는 제1커맨드 영역(CA1)에 이어지며, 신호의 종료를 알리는 비트에 해당한다.
그리고 레지스터 데이터 패킷(DP)은 도4에 도시된 바와 같이 제3시작비트(SB3), 데이터(Data)영역 및 제3종료비트가 순차적으로 이어지는 구조를 갖춘다.
우선, 제3시작비트(SB3)는 제1레지스터 어드레싱 패킷(AP1)의 제1종료비트(TB1)에 이어지며, 신호의 시작을 알리는 비트에 해당한다.
다음으로, 데이터(Data)영역(DA)은 제3시작비트(SB3)에 이어지며, 타겟 레지스터에 제공할 레지스터 데이터(Register Data) 정보를 나타내는 연속된 복수의 비트에 해당한다.
마지막으로, 제3종료비트(TB3)는 데이터 영역(DA)에 이어지며, 신호의 종료를 알리는 비트에 해당한다.
아울러, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 시리얼 인터페이스(500)간의 읽기(Reading)형 통신 프로토콜에 따른 제1데이터 신호(DS’1)는, 도6에 도시된 바와 같이 제2레지스터 어드레싱 패킷(Register Addressing Packet, AP2)을 포함하는 구조를 기본으로 한다.
여기서, 제2레지스터 어드레싱 패킷(AP2)은 도6에 도시된 바와 같이 제2시작비트(SB2), 제2인접비트(IB2), 제2유형표시비트(EB2), 제2커맨드(Command) 영역(CA2) 및 제2종료비트(TB2)가 순차적으로 이어지는 구조를 갖춘다.
먼저, 제2시작비트(SB2)는 제1데이터 신호(DS’1)의 최상위 비트(MSB, Most Significant Bit)로서 신호의 시작을 알리는 비트에 해당하며, 제2인접비트(IB2)는 제2시작비트(SB2)에 이어지며 제2시작비트(SB2)와 반대되는 값을 나타낸다.
이어, 제2유형표시비트(EB2)는 제2인접비트(IB2)에 이어지며, 제1데이터 신호(DS’1)가 읽기 또는 쓰기 유형 중 읽기 유형임을 나타내는 비트로서, 읽기형일 경우 ‘1’을 표시하고 쓰기형일 경우 ‘0’을 표시한다.
다음으로, 제2커맨드(Command) 영역(CA2)은 제2유형표시비트(EB2)에 이어지며 집적회로(100)의 레지스터(Register) 중 제2데이터 신호의 타겟 레지스터에 대한 레지스터 어드레스(Register Address) 정보를 나타내는 연속된 복수의 비트에 해당한다.
마지막으로, 제2종료비트(TB2)는 제2커맨드 영역(CA2)에 이어지며, 신호의 종료를 알리는 비트에 해당한다.
제어 로직(Control Logic, 600)은 시리얼 인터페이스(500)의 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로 데이터 신호를 송신하는 통신속도에 관한 작동을 제어하고, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로 Rx핀(500RP)을 거쳐 시리얼 인터페이스(500)로 수신되는 제1데이터 신호(DS1, DS’1)의 비트 구조를 분석한 정보를 나타내는 연속된 복수의 비트에 해당하는 분석영역을 포함하는 제2데이터 신호(DS2, DS’2)가 시리얼 인터페이스(500)로부터 Tx핀(500TP)을 거쳐 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로 피드백을 위해 송신될 수 있도록 한다.
이를 위해, 제어 로직(Control Logic, 600)은 적응형 통신속도 제어부(610) 및 Truesum 피드백 제어부(620)를 포함한다.
우선, 적응형 통신속도 제어부(610)는 신호 수신라인(500RL)을 통해 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로부터 상기 Rx핀(500RP)을 거쳐 시리얼 인터페이스(500)로 수신되는 제1데이터 신호의 통신속도(Baud Rate)를 분석한다.
이어, 적응형 통신속도 제어부(610)는 신호 송신라인(500TL)을 통해 제1데이터 신호(DS1, DS’1)의 응답으로 시리얼 인터페이스(500)로부터 Tx핀(500TP)을 거쳐 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로 송신되는 제2데이터 신호(DS2, DS’2)의 통신속도(Baud Rate)를 분석된 제1데이터 신호(DS1, DS’1)의 통신속도와 동일하게 대응시킬 수 있도록 시리얼 인터페이스(500)를 제어하여 적응형 UART 시리얼 인터페이스를 갖출 수 있도록 한다.
구체적으로, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 시리얼 인터페이스(500)간의 쓰기(Writing)형 통신 프로토콜에 따른 제1데이터 신호(DS1)의 통신속도를 적응형 통신속도 제어부(610)가 분석할 경우 제1레지스터 어드레싱 패킷(AP1)의 제1커맨드(Command) 영역(CA1) 내 연속된 복수의 비트를 분석하여 제1데이터 신호(DS1)의 통신속도를 판단한다.
또 다르게는, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 시리얼 인터페이스(500)간의 읽기(Reading)형 통신 프로토콜에 따른 제1데이터 신호(DS’1)의 통신속도를 적응형 통신속도 제어부(610)가 분석할 경우 제2레지스터 어드레싱 패킷(AP2)의 제2커맨드(Command) 영역(CA2) 내 연속된 복수의 비트를 분석하여 제2데이터 신호(DS’1)의 통신속도를 판단한다.
이와 같은 적응형 통신속도 제어부(610)의 제1데이터 신호(DS1, DS’1)의 레지스터 어드레싱 패킷(AP1, AP2) 내 커맨드(Command) 영역(CA1, CA2)을 기반으로 한 통신속도의 분석은 커맨드(Command) 영역(CA1, CA2)을 구성하는 연속된 복수의 비트의 펄스 별 엣지(Edge)를 감지한 뒤, 클록(Clock) 정보를 생성하는 오실레이터(700, Oscillator)를 통해 생성된 클록 정보를 기반으로 타이밍 정보를 생성하고, 펄스 별 엣지(Edge)에 관한 감지결과를 기반으로 커맨드(Command) 영역의 펄스 폭(Pulse Width)을 계산하고, 계산된 펄스 폭 카운팅 값을 기반으로 펄스 각각의 비트 값을 샘플링하여 각 펄스 값을 읽어내는 과정으로 진행될 수 있다.
그리고 최종적으로 인접한 비트 사이의 펄스 폭 시간을 기반으로 제1데이터 신호의 통신속도를 산출할 수 있다.
다음으로, Truesum 피드백 제어부(620)는 신호 수신라인(500RL)을 통해 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로부터 Rx핀(500RP)을 거쳐 시리얼 인터페이스(500)로 수신되는 제1데이터 신호(DS1, DS’1)의 소정의 영역 내 비트 중 ‘1’을 가지는 비트의 수를 나타낸 Truesum을 산출하기 위한 분석을 수행하고, 산출된 Truesum 결과값을 나타내는 분석영역을 포함하는 제2데이터 신호가 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)에 피드백될 수 있도록 시리얼 인터페이스(500)를 제어한다.
구체적으로, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 시리얼 인터페이스(500)간의 쓰기(Writing)형 통신 프로토콜에 따른 제1데이터 신호(DS1)에 대해 Truesum 피드백 제어부(620)는 도5에 도시된 바와 같이 제1레지스터 어드레싱 패킷(AP1)의 제1커맨드(Command) 영역(CA1) 및 레지스터 데이터 패킷(DP)의 데이터 영역(DA) 내 연속된 복수의 비트 중 ‘1’을 가지는 비트의 수를 Truesum 결과값으로 산출하도록 분석을 수행한다.
예를 들어, 도5에 도시된 바와 같이 제1레지스터 어드레싱 패킷(AP1)의 제1커맨드(Command) 영역(CA1)에 ‘1’을 가지는 비트의 수는 2개이고, 레지스터 데이터 패킷(DP)의 데이터 영역(DA)에‘1’을 가지는 비트의 수는 3개일 경우 Truesum 피드백 제어부(620)가 분석한 Truesum 결과값은 ‘5’로 산출되고, 이에 대한 정보를 제2데이터 신호(DS2)에 반영한다.
이에 따라, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 시리얼 인터페이스(500)간의 쓰기(Writing)형 통신 프로토콜에 따른 제1데이터 신호(DS1)의 응답으로서 제2데이터 신호(DS2)는 도4에 도시된 바와 같이 신호의 시작을 알리는 제4시작비트(SB4), 제4시작비트(SB4)에 이어지며, Truesum 피드백 제어부(620)를 통해 산출된 Truesum 결과값에 대한 정보를 나타내는 연속된 복수의 비트에 해당하는 제1분석영역 및 제1분석 영역(TA1)에 이어지며, 신호의 종료를 알리는 제4종료비트(TB4)를 포함하는 제1피드백 패킷(Feedback Packet, FP1) 형태로 마련된다.
다음으로, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 시리얼 인터페이스(500)간의 읽기(Reading)형 통신 프로토콜에 따른 제1데이터 신호(DS’1)에 대해 Truesum 피드백 제어부(620)는 도7에 도시된 바와 같이 제2레지스터 어드레싱 패킷(AP2)의 제2커맨드(Command) 영역(CA2) 내 연속된 복수의 비트 중 ‘1’을 가지는 비트의 수를 Truesum 결과값으로 산출하도록 분석을 수행한다.
예를 들어, 도7에 도시된 바와 같이 제2레지스터 어드레싱 패킷(AP2)의 제2커맨드(Command) 영역(CA2)에 ‘1’을 가지는 비트의 수는 3개일 경우 Truesum 피드백 제어부(620)가 분석한 Truesum 결과값은 ‘3’로 산출되고, 이에 대한 정보를 제2데이터 신호(DS’2)에 반영한다.
이에 따라, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 시리얼 인터페이스(500)간의 읽기(Reading)형 통신 프로토콜에 따른 제1데이터 신호(DS’1)의 응답으로서 제2데이터 신호(DS’2)는 도6에 도시된 바와 같이 리드 데이터 패킷(Read Data Packet, RP)과 제2피드백 패킷(Feedback Packet, FP2)을 포함한다.
여기서, 리드 데이터 패킷(RP)은 신호의 시작을 알리는 제5시작비트(SB5), 제5시작비트(SB5)에 이어지며 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)에 제공할 리드 데이터(Read Data) 정보를 나타내는 연속된 복수의 비트에 해당하는 리드 데이터(Read Data)영역(RA); 및 리드 데이터 영역(RA)에 이어지며, 신호의 종료를 알리는 제5종료비트(TB5)를 포함하는 형태로 마련된다.
또한, 제2피드백 패킷(FP2)은 리드 데이터 패킷(RP)의 신호의 제5종료비트(TB5)에 이어지며, 시작을 알리는 제6시작비트(SB6), 제6시작비트(SB6)에 이어지며, Truesum 피드백 제어부(620)를 통해 산출된 Truesum 결과값에 대한 정보를 나타내는 연속된 복수의 비트에 해당하는 제2분석영역(TA2); 및 제2분석 영역에(TA2) 이어지며, 신호의 종료를 알리는 제6종료비트(TB6)를 포함하는 형태로 마련된다.
이와 같은 Truesum 피드백 제어부(620)를 통해 노이즈가 강한 사용 환경에서도 오류 검출 능력을 극대화시켜 정상 동작이 최대한 가능하도록 하고, 데이터 신호의 통신에 있어서의 신뢰성을 충분히 확보할 수 있게 된다.
이 외에도, 제어 로직 (600)은 제1입력정보 검출기(100), 제2입력정보 검출기(200), 제1출력 구동기(300), 제2출력 구동기(400), 시리얼 인터페이스(500)오실레이터(700), 타이밍 정보 생성기(800)의 각종 구성들의 작동 상태를 제어하며, 상호간 연결된 네트워크를 통해 각종 정보, 데이터, 신호 등의 이동 또한 제어 수행한다.
제1출력 구동기(300)는 제1입력정보 검출기(100)를 통해 검출된 제1입력정보 또는 제2입력정보 검출기(200)를 통해 검출된 제2입력정보를 기반으로 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)이 생성한 디스플레이 구동 명령에 관한 데이터 신호를 수신한다.
아울러, 제1출력 구동기(300)는 제1출력수단(L)과 연결되어 수신된 디스플레이 구동 명령에 관한 데이터 신호를 기반으로 제1출력수단(L)의 LED 발광을 통한 시각정보의 출력 구동을 제어한다.
여기서, 제1출력 구동기(300)이라 함은 종래의 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)이 소프트웨어적인 방식으로 정보를 처리하여 LED 발광을 통한 시각정보의 디스플레이상 출력을 수행했던 것과 달리 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로부터 분리 독립되어 자체적으로 디스플레이 구동제어 기능의 수행이 가능한 하드웨어적인 구성을 의미한다.
이를 위해, 제1출력 구동기(300)는 세그먼트 드라이버(310, Segment Driver), 디지트 드라이버(320, Digit Driver) 및 디밍 회로부(330)를 포함한다.
더욱 구체적으로, 제1출력 구동기(300)는 도2 내지 도3에 도시된 바와 같이 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 제1출력수단(L)와 연결되어 디스플레이 구동에 있어서 요구되는 일련의 정보 처리 과정에서 상호 연계된다.
여기서, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)은 제1출력 구동기(300)와 시리얼 인터페이스(500)를 통해 상호 연결되어 정보 또는 신호의 이동 통신망을 구축하며, 구체적으로는 디밍 회로부(330) 내 디스플레이 구동 명령에 관한 데이터 신호 수신부분(미도시)과 연결됨이 바람직하다.
다시 말해, 제1출력 구동기(300)는 일측이 시리얼 인터페이스(500)를 통해 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 연결되고, 타측이 디스플레이로 마련되는 제1출력수단(L)과 연결된다.
우선, 세그먼트 드라이버(310)는 제1출력수단(L)의 세그먼트 단자와 연결되는 세그먼트 핀(310P)이 결합되어 있는 디스플레이 구동 신호 출력을 위한 구성이다.
다음으로, 디지트 드라이버(320)는 제1출력수단(L)의 디지트 단자와 연결되는 세그먼트 핀(310P)이 결합되어 있는 디스플레이 구동 신호 출력을 위한 구성이다.
이와 관련하여, 디스플레이로 마련되는 제1출력수단(L)은 도1에 도시된 바와 같이 LED 발광을 통한 숫자 혹은 문자의 시각적 표시가 가능하도록 자리 단위를 이루는 디지트(D, Digit)와 디지트(D)의 표시 방식을 달리할 수 있는 세부 구성으로 디지트(D) 내 다수 개로 구성되는 세그먼트(SE, Segments)로 이루어져 있음을 알 수 있다.
따라서 디스플레이로 마련되는 제1출력수단(L)의 정보 표시를 위해 마련된 디지트(D)와 세그먼트(SE)의 구성에 따라 제1출력 구동기(300) 내 세그먼트 드라이버(310)와 디지트 드라이버(320) 각각의 핀 구조 및 단자에 대한 연결 형태는 다양한 실시예로 구현될 수 있다.
또한, 세그먼트 드라이버(310)에 결합된 세그먼트 핀(310P)의 일부는 키 입력을 위한 키 매트릭스 핀으로 함께 사용 가능하며, 제1입력정보 검출기(100)에 연결된 제1입력 핀(100P)과 함께 매트릭스를 구성하여 입력신호 수신에 기능을 수행할 수도 있다.
이를 통해, 제1출력 구동기(300)는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로부터 수신된 디스플레이 구동 명령에 관한 데이터 신호를 기반으로 디지트 드라이브(320)를 통한 제1출력수단(L)의 디지트 단자로의 전원전압 인가 여부 및 디지트 드라이브(320)를 통한 제1출력수단(L)의 디지트 단자로의 전원전압 인가될 시의 세그먼트 드라이브(310)를 통한 제1출력수단(L)의 세그먼트 단자로 인가된 전원전압의 선택적 단락(Short) 또는 개방(Open) 여부를 달리 제어할 수 있다.
결과적으로, 제1출력 구동기(300)는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로부터 전송된 디스플레이 구동 명령에 관한 데이터 신호와 대응되는 형태의 LED 발광을 통한 시각정보가 제1출력수단(L)에 출력되도록 할 수 있다.
다음으로, 디밍 회로부(330)는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로부터 디스플레이 구동 명령에 관한 데이터 신호를 수신하여, 수신된 부저 구동 명령에 관한 데이터 신호를 디코딩(Decoding)하여 디스플레이 구동 명령에 관한 데이터 신호 내 제1출력수단(L)의 디지트 및 세그먼트 별 전원전압 인가를 통한 표시 형태에 대한 정보를 추출하여 내부에 저장하는 디스플레이 구동 명령에 관한 데이터 신호 수신부분(미도시)과 디스플레이 구동 명령에 관한 데이터 신호 수신부분(미도시)으로부터 입력받은 제1출력수단(L)의 디지트 및 세그먼트 별 전원전압 인가를 통한 표시 형태에 대한 정보와 함께 오실레이터(700, Oscillator) 및 타이밍 정보 생성기(800, Timing Generator)로부터 확보한 클록 정보 및 타이밍 정보 중 적어도 하나 이상을 기반으로 특정 시간에 걸쳐 디스플레이로 마련되는 제1출력수단(L) 내 특정 디지트 및 세그먼트 별로 전원전압을 인가하기 위한 디스플레이 구동 신호를 생성하는 디스플레이 구동 신호 생성부분(미도시)을 포함한다.
이와 같이 생성된 디스플레이 구동 신호는 세그먼트 드라이버(310)와 디지트 드라이버(320) 각각에 전달되어 앞서 설명한 바와 같이 디스플레이로 마련되는 제1출력수단(L) 내 특정 디지트 및 세그먼트 별로 개별 구동 출력됨으로써, LED 발광을 통해 특정 패턴, 문자 혹은 숫자와 같은 시각정보의 표시가 이루어진다.
제2출력 구동기(400)는 제1입력정보 검출기(100)를 통해 검출된 제1입력정보 또는 제2입력정보 검출기(200)를 통해 검출된 제2입력정보를 기반으로 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)이 생성한 부저 구동 명령에 관한 데이터 신호를 수신한다.
아울러, 제2출력 구동기(400)는 제2출력수단(B)과 연결되어 수신된 부저 구동 명령에 관한 데이터 신호를 기반으로 제2출력수단(B)의 부저음을 내는 청각정보의 출력 구동을 제어한다.
여기서, 제2출력 구동기(400)이라 함은 종래의 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)이 소프트웨어적인 방식으로 정보를 처리하여 부저음을 출력했던 것과 달리 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로부터 분리 독립되어 자체적으로 부저 구동제어 기능의 수행이 가능한 하드웨어적인 구성을 의미하며, 하나의 예로 부저 드라이버(Buzzer Driver)로 실시 가능하나, 이에 한정되지 아니한다.
다시 말해, 제2출력 구동기(400)는 일측이 시리얼 인터페이스(500)를 통해 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)과 연결되고, 타측이 부저로 마련되는 제2출력수단(B)과 연결된다.
램(900, RAM)은 사용자 입출력 인터페이스 집적회로(1000) 내 제1입력정보 검출기(100), 제2입력정보 검출기(200), 제1출력 구동기(300), 제2출력 구동기(400), 시리얼 인터페이스(500), 제어 로직(600), 오실레이터(700), 타이밍 정보 생성기(800)와 같은 각종 세부 구성을 통해 생성되거나 처리되는 각종 정보, 데이터, 신호 등의 기록 저장을 위한 별도의 저장 공간을 제공한다.
본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000 : 집적회로
100 : 제1입력정보 검출기
100P : 제1입력 핀
200 : 제2입력정보 검출기
200P : 제2입력 핀
300 : 제1출력 구동기
310 : 세그먼트 드라이버
310P : 세그먼트 핀
320 : 디지트 드라이버
320P : 디지트 핀
330 : 디밍 회로부
400 : 제2출력 구동기
500 : 시리얼 인터페이스
500RP : Rx핀 500TP : Tx핀
500RL : 신호 수신라인 500TL : 신호 송신라인
600 : 제어 로직
610 : 적응형 통신속도 제어부
620 : Truesum 피드백 제어부
700 : 오실레이터 800 : 타이밍 정보 생성기
900 : 램 950 : 레귤레이터
MCU : 마이크로 컨트롤러 유닛
K : 제1입력수단 R : 제2입력수단
L : 제1출력수단 B : 제2출력수단

Claims (7)

  1. 사용자에 의해 신호가 입력되는 적어도 하나 이상의 입력수단, 일정 형태로 정보를 출력하는 적어도 하나 이상의 출력수단 및 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU, Micro Controller Unit)을 구비한 제어대상 장치에 설치되어 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 분리 독립된 형태로 상기 적어도 하나 이상의 입력수단으로부터 발생하는 입력신호를 기반으로 상기 적어도 하나 이상의 출력수단 중 대응되는 출력수단의 출력 구동을 제어하기 위해 상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 통신하는 집적회로(IC, Integrated Circuit)에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 신호 수신라인을 구축하여 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 데이터 신호를 수신하는 Rx핀과 상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 신호 송신라인을 구축하여 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로 데이터 신호를 송신하기 위한 Tx핀을 구비하여, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 통신 프로토콜을 갖추는 시리얼 인터페이스(Serial Interface); 및
    상기 시리얼 인터페이스의 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로 데이터 신호를 송신하는 통신속도에 관한 작동을 제어하는 제어 로직(Control Logic);을 포함하며,
    상기 제어로직은,
    상기 신호 수신라인을 통해 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 상기 Rx핀을 거쳐 상기 시리얼 인터페이스로 수신되는 제1데이터 신호의 통신속도(Baud Rate)를 분석하여 상기 신호 송신라인을 통해 상기 제1데이터 신호의 응답으로 상기 시리얼 인터페이스로부터 상기 Tx핀을 거쳐 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로 송신되는 제2데이터 신호의 통신속도(Baud Rate)를 분석된 상기 제1데이터 신호의 통신속도와 동일하게 대응시킬 수 있도록 상기 시리얼 인터페이스를 제어하는 적응형 통신속도 제어부;를 포함하며,
    상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 상기 시리얼 인터페이스간의 쓰기(Writing)형 통신 프로토콜에 따른 상기 제1데이터 신호는,
    신호의 시작을 알리는 제1시작비트; 상기 제1시작비트에 이어지는 상기 제1시작비트와 반대되는 값을 나타내는 제1인접비트; 상기 제1인접비트에 이어지며 상기 제1데이터 신호가 읽기 또는 쓰기 유형 중 쓰기 유형임을 나타내는 제1유형표시비트; 제1유형표시비트에 이어지며 집적회로의 레지스터(Register) 중 상기 제1데이터 신호의 타겟 레지스터에 대한 레지스터 어드레스(Register Address) 정보를 나타내는 연속된 복수의 비트에 해당하는 제1커맨드(Command) 영역; 및 상기 제1커맨드 영역에 이어지며, 신호의 종료를 알리는 제1종료비트;를 포함하는 제1레지스터 어드레싱 패킷(Register Addressing Packet); 및
    상기 제1레지스터 어드레싱 패킷의 상기 제1종료비트에 이어지며, 신호의 시작을 알리는 제3시작비트; 상기 제3시작비트에 이어지며 타겟 레지스터에 제공할 레지스터 데이터(Register Data) 정보를 나타내는 연속된 복수의 비트에 해당하는 데이터(Data)영역; 및 상기 데이터 영역에 이어지며, 신호의 종료를 알리는 제3종료비트;를 포함하는 레지스터 데이터 패킷(Register Data Packet);을 포함하며,
    상기 적응형 통신속도 제어부는 상기 제1레지스터 어드레싱 패킷의 상기 제1커맨드(Command) 영역 내 연속된 복수의 비트를 분석하여 상기 제1데이터 신호의 통신속도를 판단하는 것을 특징으로 하는
    적응형 UART 시리얼 인터페이스를 구비한 집적회로.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 상기 시리얼 인터페이스간의 읽기(Reading)형 통신 프로토콜에 따른 상기 제1데이터 신호는,
    신호의 시작을 알리는 제2시작비트; 상기 제2시작비트에 이어지며, 상기 제2시작비트와 반대되는 값을 나타내는 제2인접비트; 상기 제2인접비트에 이어지며 상기 제1데이터 신호가 읽기 또는 쓰기 유형 중 읽기 유형임을 나타내는 제2유형표시비트; 상기 제2유형표시비트에 이어지며 집적회로의 레지스터(Register) 중 상기 제2데이터 신호의 타겟 레지스터에 대한 레지스터 어드레스(Register Address) 정보를 나타내는 연속된 복수의 비트에 해당하는 제2커맨드(Command) 영역; 및 상기 제2커맨드 영역에 이어지며, 신호의 종료를 알리는 제2종료비트;를 포함하는 제2레지스터 어드레싱 패킷(Register Addressing Packet);을 포함하며,
    상기 적응형 통신속도 제어부는 상기 제2레지스터 어드레싱 패킷의 상기 제2커맨드(Command) 영역 내 연속된 복수의 비트를 분석하여 상기 제2데이터 신호의 통신속도를 판단하는 것을 특징으로 하는
    적응형 UART 시리얼 인터페이스를 구비한 집적회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적응형 UART 시리얼 인터페이스를 구비한 집적회로는,
    상기 적어도 하나 이상의 입력수단과 각각 대응 연결되어 사용자에 의해 상기 적어도 하나 이상의 입력수단 각각에 입력 동작이 이루어짐에 따라 발생하는 입력 신호를 감지함으로써, 감지된 입력 신호에 대한 입력정보를 검출하는 적어도 하나 이상의 입력정보 검출기; 및
    상기 적어도 하나 이상의 출력수단과 각각 대응 연결되며, 상기 시리얼 인터페이스가 상기 적어도 하나 이상의 입력정보 검출기를 통해 검출된 입력정보를 기반으로 상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 통신하여 제공받은 입력정보에 대응되는 구동 명령에 관한 데이터 신호를 기반으로 대응되는 출력수단에 기 설정된 정보의 출력 구동을 제어하는 적어도 하나 이상의 출력 구동기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    적응형 UART 시리얼 인터페이스를 구비한 집적회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 입력정보 검출기는,
    상기 제어대상 장치에 구비되며 키(Key) 버튼 형태로 마련되는 제1입력수단과 연결되어 사용자에 의해 상기 제1입력수단에 입력 동작이 이루어짐에 따라 발생하는 입력 신호를 감지함으로써, 상기 제1입력수단에서 감지된 입력 신호에 대한 제1입력정보를 검출하는 제1입력정보 검출기; 및
    상기 제어대상 장치에 구비되며 로터리 인코더(Rotary Encoder)에 연결된 놉(Knob) 형태로 마련되는 제2입력수단과 연결되어 사용자에 의해 상기 제2입력수단에 입력 동작이 이루어짐에 따라 발생하는 입력 신호를 감지함으로써, 상기 제2입력수단에서 감지된 입력 신호에 대한 제2입력정보를 검출하는 제2입력정보 검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    적응형 UART 시리얼 인터페이스를 구비한 집적회로.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 출력 구동기는,
    상기 제어대상 장치에 구비되며 LED 발광을 통해 시각정보를 출력하는 디스플레이 형태로 마련되는 제1출력수단과 연결되어 상기 시리얼 인터페이스를 통해 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 수신된 디스플레이 구동 명령에 관한 데이터 신호를 기반으로 상기 제1출력수단의 LED 발광을 통한 시각정보의 출력 구동을 제어하는 제1출력 구동기; 및
    상기 제어대상 장치에 구비되며 부저음을 내어 청각정보를 출력하는 제2출력수단과 연결되어 상기 시리얼 인터페이스를 통해 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로부터 수신된 부저 구동 명령에 관한 데이터 신호를 기반으로 상기 제2출력수단의 부저음을 내는 청각정보의 출력 구동을 제어하는 제2출력 구동기;를 포함하는 것을 특징으로
    적응형 UART 시리얼 인터페이스를 구비한 집적회로.
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