KR100457988B1 - 디지털회전계 - Google Patents

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KR100457988B1
KR100457988B1 KR10-1998-0705528A KR19980705528A KR100457988B1 KR 100457988 B1 KR100457988 B1 KR 100457988B1 KR 19980705528 A KR19980705528 A KR 19980705528A KR 100457988 B1 KR100457988 B1 KR 100457988B1
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케빈 제임스 틸레
더글라스 더블유 스위트
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

회전축의 회전 주파수에 대응하는 속도 값을 발생시키기 위한 회로. 디지털 회전계 회로는 회전계 회로와 전사/유지 회로를 가진다. 회전계 회로는 회전 주파수가 증가할 때 이득 상수에 의해 증가되고 회전 주파수가 감소할 때 감소되는 중간 속도 값을 유지한다. 전사/유지 회로는 선택된 구간에서 중간 속도 값을 샘플링하고 따라서 속도 값을 발생시킨다. 상기 속도 값은 사용자에게 디스플레이되고, 수송수단의 속도를 나타낸다.

Description

디지털 회전계
본 발명은 일반적으로 회전계(tachometer)에 대한 입력 신호의 주파수를 측정하는 장치에 관한 것이다.
자동 회전계들은 전체적인 기능성과 저 비용을 위해 설계되는 대량 시장 장치이다. 비용이 일반적으로 회전계 설계에서 추진 요소(driving factor)이고 적당한 정도의 정확성만이 일반적으로 요구되기 때문에, 많은 자동 회전계들은 최소한의 개수의 부품을 포함한다. 매우 적은 부품들을 가지는 것의 부가된 이점은 회전계가 또한 더 적은 실리콘 자원들을 요구한다는 것이다.
그러나, 저 비용 주파수 측정 회로들은 성능 한계를 가진다. 예를 들어, 많은 회로들이 주파수 펄스를 주파수 값으로 비-선형적으로 변환시킨다. 그 결과, 디스플레이는 비-선형적으로 증가하는 주파수 값들을 보상하도록 수정되어져야 한다. 아날로그 디스플레이에서, 이것은 종종 아날로그 디스플레이상에 비추어진 게이지 마크들(gauge marks) 사이의 간격(spacing)을 조정함으로써 보상된다. 결과로 나오는 디스플레이는 그후 마크 사이의 간격이 균일하지 않은 게이지 마크들을 가진다.
많은 저-비용 주파수 측정 회로들은 또한 감속 상태하에서 "래채팅 효과(ratcheting effect)"로 고민한다. 이러한 래채팅 효과는 디스플레이를 바라보는 사람에 의해 기대되어지는 부드러운 연속적인 이동 대신에, 아날로그 디스플레이상에 일련의 지침 점프(needle jumps)로써 두드러진다.
요구되는 것은 상기 설명된 선행기술의 한계를 극복하는 회전계 회로이다.
제 1도는 디스플레이와 디스플레이 드라이버에 결합된 디지털 회전계의 블록도.
제 2도는 제 1도의 디지털 회전계내의 회전계 회로의 블록도.
제 3도는 제 1도의 디지털 회전계의 전사/유지 회로의 블록도.
제 4도는 디지털 회전계에 대한 예시적 타이밍도.
제 5A와 5B도는 디지털 회전계를 작동시키는 방법의 플로챠트.
본 발명은 속도를 디지털적으로 측정하는 장치와 방법이다. 본 발명의 장치내에서, 회전계 회로는 회전계 레지스터 값(Tachometer Register Value(TRV))을 계산한다. TRV는 다음과 같은 방정식: TRVNEW = TRVCURRENT + Kg - TRVCURRENT/D 으로 나타내지는 것으로, 수송수단이 이동하고 있을 때의 속도의 실시간 근사치를 나타내며, 여기서 "TRVNEW"는 계산되어지는 새로운 TRV 이며, "TRVCURRENT" 는 현재 TRV이고,"Kg"는 TRVNEW 를 증가시키기 위하여 가산되는 이득 상수이고, "D" 는 TRVNEW 로부터 TRVCURRENT 의 퍼센티지를 감산시키는데 사용되는 상수이다. 과속 리미터(overspeed limiter)는 TRVNEW 가 현재 최대 값위로 올라가는 것을 막는다.
수송수단이 처음에 꺼질 때, 회전계 회로는 다음 방정식: TRVNEW = TRVCURRENT -Krtz 에 따라서 TRVNEW를 계산함으로써 디스플레이 게이지를 제로로 되돌리기 위해 일시적으로 전력 공급이 계속되며, 여기서 Krtz 은 TRVNEW를 감소시키기 위해 감산되는 상수 양이다.
전사/유지(copy/hold) 회로는 선택된 구간에서 TRV 의 열 개의 최상위 비트들(MSBs)을 모니터하고 전사한다. TRV의 10-MSBs는 속도 값(speed value)으로 정의되고 사용자에 의해 보여지기 위해서 디스플레이 게이지로 보내진다. TRV에 가산되는 제로 오프셋 상수(zero offset constant)는 디스플레이 게이지가 제로 포인터 위치로 정렬되는 것을 가능하게 한다. 직렬 비교기와 전사 제어기는 TRV가 감소할 때, 속도 값이 TRV의 10-MSBs와 같아지도록 보장한다.
본 발명의 방법에서, 현재 TRV는 제 1 쉬프트 레지스터에 저장된다. 한 주파수 사이클을 나타내는 하나의 입력 펄스가 수신된 후 그리고 수송수단이 작동하고 있을 동안에, 회전계 회로는 다음 방정식, TRVNEW = TRVCURRENT + Kg - TRVCURRENT/D에 따라 새로운 TRV를 계산한다. 수송수단이 꺼질 때, 회전계 회로는 TRVNEW 가 제로로 되돌아 갈 때까지 다음 방정식, TRVNEW = TRVCURRENT -Krtz 에 따라서 새로운 TRV를 계산한다. 사용자에게 디스플레이될 속도 값(SV)은 다음 방정식, SV= 10 MSBs of (TRVNEW) + Kb 계산되며, 여기서 Kb는 제로 오프셋이다.
회전계 회로내의 이중 가산기는 TRVNEW 의 최종 값이 전사/유지 회로로 전달되기 전에 TRV 방정식내의 가산과 감산이 수행되는 것을 가능하게 하고 따라서, 디지털 회로계의 선형성이 개선되기 때문에 본 발명의 장치와 방법은 유리하다. 또한, 감속동안에 속도 값은 계속해서 갱신되고, 따라서 디스플레이 게이지상의 어떤 래채팅 효과를 평활하게 한다.
본 발명은 아래에서 회전계와 관련하여 설명되지만, "회전계"라는 용어는 일반적으로 사용되고, 속도계를 또한 포괄하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
제 1도는 입력 장치(119)와, 디스플레이 드라이버(104)와 디스플레이(106)에 결합된 디지털 회전계(102)의 블록도이다. 디지털 회전계(102)는 라인(108)상으로 클럭 신호를, 라인(109)상으로 입력 신호를, 라인(110)상으로 런(run) 신호를, 라인(112)상으로 입력 펄스들을 수신한다. 클럭 신호는 크리스탈 오실레이터(도시안됨)에 의해 발생된 일정한 주파수의 방형파 신호이다. 입력 신호는 디지털 회전계(102)를 프로그램하기 위해, 사용자 입력으로부터 입력 장치(119)로 수신된 상수들을 포함한다. 디지털 회전계(102)를 포함하는 수송수단이 작동하고 있을 때 런 신호는 "참" 이고, 수송수단이 꺼질 때 런 신호는 "거짓" 이다. 수송수단이 꺼진 후에도 디지털 회전계(102)가 "거짓"으로 설정된 런 신호에 응답하여 어떤 필요한 기능들을 실행하도록 어떤 시간 간격동안 전력이 디지털 회전계(102)에 계속해서 가해진다. 입력 펄스(112)는 트랜스듀서(transducer)(도시안됨)로부터 수신된다. 디지털 회전계(102)는 라인(114)상으로 10 비트 속도 값을 발생시키기 위하여 클럭 신호, 런 신호, 라인(112)상의 입력 펄스를 처리한다. 라인(114)는 10 비트 병렬 버스이다. 디스플레이 드라이버(104)는 양호하게는 10 비트 속도 값을 수신하고 디스플레이(106)을 구동하기 위한 아날로그 신호로 변환시키는 필립스 SA-5775 삼각법 디지털 아날로그 게이지 드라이버(Trigonometric Digital to Analog Gauge Driver)이다. 디스플레이(106)은 속도값을 사용자에게 디스플레이하기 위하여 아날로그 신호에 의하여 유도된 자기력에 응답하여 아날로그 지침(needle)을 회전시킨다. 디지털 회전계(102)는 또한 라인(113)상으로 타임-아웃 신호를 출력한다. 런 신호가 "거짓"으로 설정된 후 선택된 시간 간격동안 타임-아웃 신호는 "참"으로 설정된다. 타임-아웃 신호가 "참"으로 설정된 동안, 수송수단상의 다른 회로들(도시안됨)은 런 신호가 "거짓"으로 설정된 이후에도 전력을 제공받는다.
디지털 회전계(102)는 클럭 디바이더(clock divider)(116), 메모리(118), 회전계 회로(120), 전사/유지 회로(copy/hold circuit)(122) 및 제어 논리(124)를 포함한다. 클럭 디바이더(116)은 입력으로써 라인(108)을 통해서 클럭 신호를, 메모리(118)로부터 라인(126)을 통해서 스케일 값(scale value)을 수신하고, 라인(128)을 통해서 스케일드 클럭 신호를 출력한다. 스케일드(scaled) 클럭 신호는 스케일 값에 의해 분할된 클럭 신호이다. 스케일 값은 입력 장치(119)에 의해 메모리(118)로 들어가는데, 이는 사용자로 하여금 디지털 회전계(102)가 속도값을 계산하는 속도(rate)를 조정하는 것을 가능하게 한다. 항상 보여지는 것은 아니지만, 라인(128)상의 스케일드 클럭은 회전계 회로(102)내의 모든 성분들 즉, 기능하기 위해서 클럭 펄스들을 요구하는 것으로 당업자가 인정하는 모든 구성 성분들을 구동한다.
메모리(118)은 사용자 정의 상수들(user defined constants)의 집합을 위한 저장소로 기능하고 따라서, 한 세트의 전용 레지스터들이 될 수 있다. 이러한 사용자 정의 상수들은 입력 장치(119)를 통해서 사용자에 의해 메모리(118)로 들어간다. 메모리(118)은 라인(126)상으로 스케일 값을, 라인(130)상으로 이득 상수(Kg)를, 라인(134)상으로 제로 오프셋 상수(Kb)를 출력한다. 스케일 값과 함께 Kg는 사용자로 하여금 디지털 회전계(102)가 속도값을 계산하는 속도를 조정하는 것을 가능하게 한다. 디지털 회전계(102)가 속도값을 계산하는 회수(frequency)는 스케일드 클럭의 주파수를 증가시키는 것과 이득 상수를 증가시키는 것에 의해서 증가될 수 있고 또는 스케일드 클럭의 주파수를 감소시키는 것과 이득 상수를 감소시키는 것에 의해서 감소될 수 있다. Kb는 사용자로 하여금 상이한 제로 오프셋들로 디지털 회전계(102)를 눈금조사(calibrate)하도록 허락한다.
제어 논리(124)는 회전계 회로(120)과 전사/유지 회로(122)가 라인(114)상으로 속도값을 발생시키는 방법을 제어한다. 제어 논리(124)는 라인(135)상으로 캐리-아웃(co) 신호를, 라인(128)상으로 스케일드 클럭을, 라인(110)상으로 런 신호를, 라인(112)상으로 입력 펄스를 입력받는다. 제어 논리(124)는 라인(113)상으로 타임-아웃 신호를, 라인(132)상으로 제로되돌림 상수(return to zero constant)(Krtz)를, 라인(136)상으로 동기화 신호(sync)를, 라인(138)상으로 제로 되돌림 제어 신호(return to zero control signal)(Rtz)를, 라인(140)상으로 마크 펄스(M2) 신호를, 라인(142)상으로 래치 제어(T19) 신호를 출력한다.
제어 논리(124)는 회전계 회로(120)에 의해 계산된 20-비트 회전계 레지스터 값(TRV)에 대응하는 20-상태(state) 카운터를 포함한다. 20-상태 카운터는 제어 논리(124)로 하여금 어떤 단계에서 새로운 TRV 계산이 있는 지를 결정하는 것을 가능하게 한다. 이러한 계산 동안에, 회전계 회로(120)에 의해 수행되는 직렬 나눗셈 기능들의 도움으로 20-비트 TRV의 열 개의 최하위 비트들(LSBs)을 마스크하는데 동기화 신호를 사용한다. 제어 논리(124)가 새로운 TRV가 계산되어졌다고 결정할 때, 제어 논리(124)는 라인(142)상으로 T19신호를 발송한다. 라인(110)상의 런 신호가 "거짓"으로 설정되면, 제어 논리(124)는 회전계 회로(120)가 상수 감산 모드로 들어가도록 명령하기 위하여 라인(138)상의 Rtz 신호를 이용하는데, 여기서 라인(132)상의 Krtz은 TRV가 제로로 되돌아갈 때까지 TRV로부터 감산되는 상수이다. 런 신호가 "참"이면, 제어 논리(124)는 회전계 회로(120)이 퍼센티지 감산 모드로 들어가도록 명령하기 위해 Rtz 신호를 이용한다. 제어 논리(124)는 또한 입력 펄스가 라인(112)상으로 수신될 때마다 라인(140)상으로 M2 신호를 발생시킨다.
런 신호가 "참"일 동안 그리고 런 신호가 "거짓"으로 설정된 후 몇 초 동안 제어 논리(124)는 라인(113)상으로 타임아웃 신호를 발생시킨다. 런 신호가 "거짓"으로 설정될 때, 제어 논리(124)는 먼저 Krtz 상수를 그것의 "제로 되돌림 값"으로 설정한다. 회전계 회로(120)은 이러한 "제로 되돌림 값"을 TRV를 감소시키는데 사용한다. TRV가 처음 한번 제로로 감소된 후, TRV는 "제로 되돌림 값"에 의해 제로 이하으로 더 감소되는데, 이것은 라인(135)상으로 캐리-아웃이 발생되는 결과를 가져온다. 제어 논리(124)는 이러한 캐리-아웃을 검출하고, 응답으로 처음에는, 어떤 새로운 속도 값들이 라인(114)상으로 보내지는 것을 막기 위하여 라인(142)상으로 T19 신호를 보내는 것을 멈추고 두 번째로, Krtz 상수를 "타임-아웃 값"으로 설정한다. 회전계 회로(120)은 그후, TRV가 두 번째 제로 미만으로 되돌아 갈 때까지 그리고 또다른 캐리-아웃이 라인(135)상으로 발생될 때까지, "제로 되돌림 값"이 감산되었던 것과 같은 방식으로 TRV로부터 "타임-아웃 값"을 감산한다. 제어 논리(124)가 캐리-아웃을 검출한 후, 제어 논리(124)는 라인(113)상에 타임-아웃 신호를 "거짓"으로 설정한다. "제로 되돌림 값"은 TRV가 두 번째에는 약 8초 내에 제로로 되돌아 가도록 양호하게 선택된다.
회전계 회로(120)는 라인(128)상으로 스케일드 클럭을, 라인(130)상으로 Kg를, 라인(132)상으로 Krtz을, 라인(136)상으로 동기화 신호를, 라인(138)상으로 Rtz을, 라인(142)상으로 T19를, 라인(140)상으로 M2를 입력받는다. 회전계 회로(120)는 라인(135)상으로 캐리-아웃을, 라인(144)상으로 TRV를 출력한다. TRV는 속도값과 주기적으로 동등한 계속적으로 변화하는 값이다. TRV는 1의 보수(one's complement) 직렬 산술을 이용하여 회전계 회로(120)에 의해 계산된 20-비트 워드이다. 당업자들은 병렬 산술이 상기 계산을 수행하기 위해 또한 이용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 부가적인 동작 세부적인 것들은 제 2도와 관련하여 아래에서 제공된다.
전사/유지 회로(122)는 라인(128)상으로 스케일드 클럭을, 라인(144)상으로 TRV를, 라인(134)상으로 Kb를, 라인(140)상으로 M2를, 라인(142)상으로 T19를 입력받고 라인(114)상으로 속도 값을 출력한다. 전사/유지 회로(122)의 주요 기능은 TRV를 샘플하는 것이다. 샘플된 TRV는 속도 값이다. 부가적인 동작 세부적인 것은 제 3도와 관련하여 아래에서 제공된다.
제 2도는 제 1도의 디지털 회전계(102)내의 회전계 회로(120)의 블록도이다. 회전계 회로(120)는 캐리-아웃(co)와 캐리-인(ci) 단자를 가진 제 1직렬 가산기(202), 제 1플립-플롭(204), 제 1MUX(206), 캐리-아웃(co)과 캐리-인(ci) 단자들을 가진 제 2직렬 가산기(208), 제 2플립-플롭(210), 20-비트 쉬프트 레지스터(212), 인버터(214), 제 2 MUX(216), AND 게이트(218), OR 게이트(219), 과속 리미터(220)을 포함한다. "MUX"는 여기에서 "멀티플렉서"로써 종래의 의미로 정의되고, 다수의 입력 신호로부터 하나의 출력 신호가 선택되도록 한다. 당업자들에게 잘 알려진 것처럼, 회전계 회로(120)을 포함하는 요소들은 직렬 산술 역할을 한다. 덧붙여서, 스케일드 클럭 입력들(두개의 직렬 가산기(202),(208)을 위해 보여진 것을 제외하고)과 양 및 음 전압과 같은, 당업자들에게 공지된 통상의 회로 연결은 도시되지 않는다.
현재 회전계 레지스터 값(TRVCURRENT)은 20-비트 쉬프트 레지스터(212)에 저장되고 라인(144)상으로 전사/유지 회로(122), 제 1 MUX(206), 제 1 직렬 가산기(202)에 순차적으로 출력된다. 제 1 직렬 가산기(202)는 라인(130)상의 이득 상수(Kg)와 라인(144)상의 TRVCURRENT 와 제 1 직렬 가산기(202)에서의 이전 합산으로부터 제 1플립-플롭에 저장된 어떤 캐리-아웃을 합산한다. 제 1 합은 제 1 직렬 가산기(202)로부터 라인(222)상에 출력된다. 라인(140)상의 M2가 "참" 상태로 설정되면, 제 1 MUX(206)은 라인(222)상의 제 1 합을 라인(224)를 통해서 제 2 가산기로 발송한다. M2는 제어 논리(124)가 라인(112)상으로 입력 펄스를 수신할 때마다 제어 논리(124)에 의해 "참"으로 설정된다. M2가 "거짓"으로 설정되면, 제 1 MUX(206)은 라인(144)상의 TRVCURRENT 를 라인(224)을 통하여 제 2 가산기에 발송한다.
제 2 직렬 가산기(208)는 라인(224)상의 제 1 MUX로부터의 출력과 라인(226)상의 AND 게이트(218)의 출력과 제 2 직렬 가산기(208)에서의 이전의 합산으로부터 제 2 플립-플롭(210)에 저장된 어떤 캐리-아웃을 합산한다. 제 2합은 제 2 직렬 가산기(208)로부터 라인(230)상으로 OR 게이트(219)에 출력된다. 보통의 상태에서는, OR 게이트(219)는 제 2 합이 직접 20-비트 쉬프트 레지스터(212)상으로 전달되도록 "거짓"으로 설정된 논리 레벨을 수신한다.
과속 리미터(220)은 제 2 가산기(208)의 캐리-아웃 출력으로부터 오버플로우 상태를 검출한다. 새로운 TRV(TRVNEW)의 최상위 비트(MSB)가 계산되어진 후에 오버플로우가 검출된다면, TRVNEW 는 최대 가능한 TRV를 초과하고, 이것은 에러 상태를 초래한다. 과속 리미터(220)은 제 2 직렬 가산기(208)로부터 캐리-아웃 비트를 모니터하는 때를 결정하기 위하여 MSB가 계산되어질 때마다 라인(142)상으로 T19 펄스를 수신한다. 에러 상태에 응답하여, 과속 리미터(220)는 라인(228)상에 논리 레벨을 "참"으로 설정한다. 그 결과 20-비트 쉬프트 레지스터(212)의 각 비트는 "참"으로 설정되고 이것은 최대 가능한 TRV와 같다.
20-비트 쉬프트 레지스터(212)는 10 MSBs 와 10 최하위 비트들(LSBs)을 포함한다. TRVCURRENT 의 모든 20 비트들이 라인(144)상으로 직렬로 출력되는 반면, 단지 10 MSBs 만이 전사/유지 회로(122)에 의해 라인(114)상으로 속도 값으로써 출력된다. 20-비트 쉬프트 레지스터(212)의 비트 10은 인버터(214)로 입력된다. 인버터(214)의 출력은 라인(215)에 의해 제 2 MUX(216)으로 연결된다. 제 2 MUX(216)은 또한 라인 (132)상으로 Krtz에 연결된다. 라인(138)상의 제어 신호 Rtz은 제 2 MUX(216)으로 하여금 라인(215)상의 신호 또는 라인(132)상의 신호를 AND 게이트(218)로 발송하도록 명령한다. AND 게이트(218)는 또한 라인(136)상으로 동기화 신호를 수신한다. AND 게이트(218)은 그후 두 입력들에 대해서 논리 "AND" 연산을 수행하고 라인(226)상으로 결과를 출력한다. 1의 보수 직렬 산술이 사용되기 때문에, 라인(136)상의 동기화 신호가 "참"으로 설정된다면, 그 효과는 제 2 MUX(216)으로부터의 출력을 라인(226)상으로 마스크하는 것이 될 것이다. 직렬 가산 기술들을 사용해서 나눗셈이 수행되는 것은 이러한 경로를 통해서이다.
설명된 회전계 회로(120) 연결들에 따라서, M2가 "참"이고 Rtz이 라인(215)에 있는 신호를 선택한다면, 회전계 회로(120)는 직렬 산술을 이용하여 방정식 (1)을 이행한다.
[수학식 1]
TRVNEW = TRVCURRENT + Kg - TRVCURRENT/D
여기서 D는 양호하게는 20-비트 TRV에 대해서 1024이다.
그러나, M2가 "거짓"이고 Rtz이 라인(215)에 있는 신호를 선택한다면, 회전계 회로(120)은 직렬 산술을 이용하여 방정식(2)를 이행한다.
[수학식 2]
TRVNEW = TRVCURRENT - TRVCURRENT/D
여기서 D는 양호하게는 20-비트 TRV에 대해서 1024이다.
마지막으로, M2가 "거짓"이고, Rtz이 라인(132)에 있는 신호를 선택한다면, 회전계 회로(120)는 직렬 산술을 이용하여 방정식 (3)을 이행한다.
[수학식 3]
TRVNEW = TRVCURRENT - Krtz
방정식 (1)이 풀리는 회수는 라인(112)상의 입력 펄스들의 주파수에 의존한다. 그러나, 방정식 (2)와 (3)이 풀리는 회수는 일정하고 라인(128)상의 스케일드 클럭 신호의 주파수에 의존한다. TRV 워드 크기가 20-비트보다 크면, 방정식(1)과 (2)의 "D"는, 양호한 실시예에서, 2TRVwordsize/2와 동일하게 설정된다. 그러나, 당업자들은 "D"가 다른 많은 값들을 취할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
제 3도는 제 1도의 디지털 회전계(102)내의 전사/유지 회로(122)의 블록도이다. 전사/유지 회로(122)는 제 3 직렬 가산기(302), 제 3 플립-플롭(304), 제 3 MUX(306), 직렬 비교기와 전사 제어기(SCCC)(308), 10-비트 쉬프트 레지스터(310), 10-비트 래치(312)를 포함한다. 스케일드 클럭 입력들(직렬 가산기(302)를 위해서 도시된 것을 제외하고)과 양 및 음 전압과 같이, 당업자에게 공지된 통상의 회로 연결은 도시되지 않는다. 제 3 직렬 가산기(302)는 라인(144)상의 TRVNEW와 라인(134)상의 제로 오프셋(Kb)과 제 3 직렬 가산기(302)에서의 이전의 합산으로부터 제 3 플립-플롭(304)에 저장된 어떤 캐리-아웃 비트를 합산한다. TRVNEW + Kb와 동일한 제 3 합은 제 3 직렬 가산기(302)로부터 라인(314)상으로 제 3 MUX(306)과 SCCC(308)에 출력된다. 제 1 제어신호가 라인(322)상으로 제공된다면, 제 3 MUX(306)은 제 3 합을 라인(316)을 통해서 10-비트 쉬프트 레지스터(310)으로 발송한다. TRVNEW + Kb의 단지 10 MSBs만이 10-비트 쉬프트 레지스터(310)내에 저장된다. 10 LSBs는 단순히 10-비트 쉬프트 레지스터(310)의 반대쪽 끝에서 오버플로우된다. 10-비트 쉬프트 레지스터(310)은 라인(318)에 연결된 1-비트 직렬 출력 단자와 라인(320)상으로 10-비트 래치(312)에 연결된 것으로 묘사되는 것과 함께, 10 병렬 출력 단자들을 가진다.
SCCC(308)은 라인(314)상으로 TRVNEW + Kb 에 대한 다음 값과 라인(318)상으로 TRVNEW + Kb의 10 MSBs에 대한 이전 값을 순차적으로 수신한다. SCCC(308)이 라인(140)상으로 M2 펄스를 수신할 때마다, 또는 라인(314)에 있는 다음 값의 10 MSBs가 라인(318)상의 이전 값보다 작다면, SCCC(308)은 라인(322)상으로 제 1 제어 신호를 출력하고, 다음 값은 제 3 MUX(306)에 의해 10-비트 쉬프트 레지스터(310)으로 전송된다. 그러나, 라인(140)상으로 M2 펄스가 없는 동안에 라인(314)상의 다음 값의 10 MSBs가 이전 값보다 크다면 SCCC(308)은 라인(318)상의 이전 값이 제 3 MUX(306)에 의해 10-비트 쉬프트 레지스터(310)으로 재순환되도록 라인(322)상으로 제 2 제어 신호를 출력한다. 10-비트 쉬프트 레지스터(310)은 방정식(4)에 의해 정의된 속도 값(SV)를 유지한다.
[수학식 4]
SV = 10 MSBs of (TRVNEW) + Kb
제어 논리(124)는 라인(142)상으로 T19 신호를 발송하고 이것은 새로운 TRV가 10-비트 쉬프트 레지스터(310)으로 로드될 때마다 10-비트 래치(312)로 하여금 10-비트 쉬프트 레지스터(310)으로부터의 속도 값을 저장하는 것을 가능하게 한다. 속도 값은 그후 라인(114)상으로 디스플레이 드라이버(104)에 출력된다.
제 4도는 디지털 회전계(102)에 대한 예시적인 타이밍 도이다. 예시적인 타이밍 도는 라인(110)상의 런 신호가 "참"으로 설정된 동안에 디지털 회전계(102)가 반응하는 방법을 도시한다.
예시적인 입력 펄스 그래프(400)가 제 4도에 도시되는데, 여기서 x-축은 증가하는 시간(402)를 나타내고 y-축은 제 1도의 라인(112)상에 제공되는 입력 펄스 값(404)를 도시한다. 입력 펄스 그래프(400)는 시작 속도 펄스들(406), 더 높은 속도 펄스들(408), 더 낮은 속도 펄스들(410)로 라벨이 붙은 세 개의 입력 펄스 속도들을 포함한다. 입력 펄스들이 시간상으로 함께 더 가까울수록, 디스플레이 드라이버(104)로 출력되는 라인(114)상의 속도 값은 더 높아진다.
예시적인 TRV 곡선(412)가 제 4도에 또한 도시되는데, 여기서 x-축은 증가하는 시간(402)를 나타내고 y-축은 제 1도의 라인(144)상으로 제공되는 TRV(416)을 도시한다. TRV 그래프(412) 위의 각 "원"(418)은 라인(114)상에 출력되는 속도 값을 나타낸다. 입력 펄스 값(404)와 TRV(416) 두 값에 대한 시간(402)는 서로 대응한다.
시간(402)이 t(0)와 같아지기 전에, 속도 값(SV)은 SV(1)로 도시된다. SV(1)값은 입력 펄스 그래프(400)의 시작 속도 부분(406)으로부터 나온다. 시간 t(0)에서 입력 펄스는 디지털 회전계(102)에 의해 수신된다. 응답으로, 이득 상수(Kg)(420)가 방정식(1)에 따라 TRV에 가산되고, TRV(416)을 포인트(422)로 올린다. 시간 t(0)와 t(1)사이에 TRV(416)은 방정식(2)에 따라 감소되고 TRV 그래프(412)의 부분(424)으로 도시된다. 또 다른 입력 펄스가 수신되는 시간 t(1)에서, 먼저 SV(1)의 속도 값이 라인(114)상으로 출력되고, 다음으로 전과 마찬가지로 Kg가 TRV(416)에 가산된다. 시간 t(1)과 t(2) 사이에 TRV(416)은 전과 마찬가지로 감소되지만, TRV(416)이 SV(1) 값에 도달할 수 있기 전에 다음 입력 펄스가 t(2)에서 수신된다. 따라서 SV(1)보다 큰 SV(2)의 새로운 속도 값이 라인(114)상으로 출력된다. SV(2)값은 입력 펄스 그래프(400)의 더 높은 속도 펄스들(408)로부터 나온다. 이러한 더 높은 속도 값은 TRV 곡선(412)의 포인트(426)가 도달될 때까지 지속된다. 포인트(426)에서 새로운 입력 펄스가 수신되지 않고, 따라서 TRV(416)은 TRV 그래프(412)의 부분(428)에 의해 도시된 것처럼, 방정식(2)에 따라 계속해서 감소된다. 각 새로운 TRV(416)이 이전의 TRV(416)보다 작기 때문에, 전사/유지 회로(122)는 속도 값에 대해서 점점 떨어지는 TRVs를 출력한다. 시간 t(5)에서, 다음 입력 펄스가 수신되지만, 이제 속도 값은 SV(3)으로 감소되었다. SV(3)값은 입력 펄스 그래프(400)의 더 낮은 속도 부분(410)으로부터 나온다.
제 5A도와 제 5B도는 함께 디지털 회전계(102)를 작동시키는 방법의 흐름도이다. 방법은 단계(502)에서 시작하는데, 새로운 TRV를 계산하는 계산 속도는 메모리(118)내에 저장된 스케일 값과 이득 상수를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 단계(504)에서, 새로운 TRV를 계산하는 계산 속도는 메모리(118)내에 저장된 스케일 값과 이득 상수를 감소시킴으로써 감소될 수 있다. 단계(506)에서, 현재 TRV는 20-비트 쉬프트 레지스터(212)에 저장된다. 다음, 단계(508)에서, 회전계 회로(120)는 입력 펄스에 응답하여, 방정식(1)에 따라서 현재 TRV에 이득 상수를 가산하고, 현재 TRV로부터 현재 TRV의 퍼센티지를 감산시킴으로써 새로운 TRV를 계산한다. 단계(510)에서, 회전계 회로(120)는 입력 펄스가 없는 동안, 런 신호가 참으로 설정된다면, 방정식(2)에 따라서 현재 TRV로부터 현재 TRV의 퍼센티지를 감산시킴으로써 새로운 TRV를 계산한다. 단계(512)에서, 새로운 TRV가 최대 허용될 수 있는 TRV를 초과한다면, 과속 리미터(220)은 새로운 TRV를 최대로 허용될 수 있는 TRV와 같도록 설정한다. 단계(514)에서, 제 3 직렬 가산기(302)는 메모리(118)에 저장된 제로 오프셋을 TRV에 가산한다.
다음 단계(516)에서, 10-비트 쉬프트 레지스터(310)은 속도 값(SV)을 저장한다. 단계(518)에서, 방정식(4)에 따라서, SCCC(308)은 제어 논리(124)가 라인(112)상의 입력 펄스로부터 발생시키는 라인(140)상의 M2 펄스에 응답하여 TRV가 10-비트 쉬프트 레지스터(310)에 전사되는 것을 가능하게 한다. 단계(520)에서, TRV가 SV보다 작지 않으면, SCCC(308)은 라인(140)상에 M2 펄스가 없는 동안에, SV가 10-비트 쉬프트 레지스터(310)로 재전사되는 것을 가능하게 한다. 단계(522)에서, 런 신호가 참으로 설정된다면, 방법은 단계(528)로 진행하고, 그렇지 않으면 방법은 단계(524)로 계속된다. 다음 단계(524)에서, 회전계 회로(120)는 거짓으로 설정되는 런 신호에 응답하여 방정식(3)에 따라서, 현재 TRV로부터 고정된 상수(Krtz)를 감산하므로써 새로운 TRV를 계산한다. 단계(526)에서, 제어 논리(124)는 런 신호가 거짓으로 설정된 후 어떤 시간 간격동안 라인(113)상에 타임-아웃 신호를 지속한다. 단계(528)에서, TRV가 SV보다 작다면, SCCC(308)은 TRV가 10-비트 쉬프트 레지스터(310)에 전사되는 것을 가능하게 한다. 다음 단계(530)에서, 디스플레이 드라이버(104)는 라인(114)상으로 SV를 수신하고 뷰어(viewer)에게 디스플레이하기 위해 디스플레이(106)에 SV를 보낸다. 단계(530) 후에, 디지털 회전계의 작동 설명은 완성된다.
본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 당업자들은 다양한 수정들이 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 양호한 실시예에 대한 변형들과 수정들이 본 발명에 의해서 제공되고, 본 발명은 단지 다음 청구 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (10)

  1. 변화하는 주파수의 입력 펄스들과 클럭으로부터 수신된 클럭 펄스들에 응답하여 속도 값을 발생시키는 회전계에 있어서,
    현재 회전계 레지스터 값을 저장하기 위한 수단과,
    입력 펄스가 수신되면, 회전계 레지스터 값 더하기(plus) 이득 상수와 동등한 중간 회전계 레지스터 값을 발생시키는 수단과,
    새로운 회전계 레지스터 값을 발생하기 위해 클럭 펄스들에 응답하여 상기 중간 회전계 레지스터 값에 감산 값을 가산하기 위한 수단과,
    현재 회전계 레지스터 값을 새로운 회전계 레지스터 값으로 대체시키기 위한 수단을 포함하는, 회전계.
  2. 제 1항에 있어서, 사용자로부터 스케일 값을 수신하는 회전계로서, 상기 스케일 값에 응답하여 클럭 펄스의 주파수를 변경시키기 위한 수단을 더 포함하는, 회전계.
  3. 제 1항에 있어서, 클럭 펄스들에 응답하여 상기 현재 회전계 레지스터 값에 제로 오프셋(zero offset)을 가산하기 위한 수단을 더 포함하는, 회전계.
  4. 제 1항에 있어서, 입력 펄스에 응답하여 속도 값을 현재 회전계 레지스터 값과 같도록 설정하기 위한 수단과,
    상기 속도 값을 사용자에게 디스플레이하기 위한 수단을 더 포함하는, 회전계.
  5. 제 1항에 있어서, 현재 회전계 레지스터 값이 속도 값보다 더 작으면, 속도 값을 현재 회전계 레지스터 값과 같도록 설정하기 위한 수단과,
    상기 속도 값을 사용자에게 디스플레이하기 위한 수단을 더 포함하는, 회전계.
  6. 제 1항에 있어서, 입력 펄스가 없는 동안에, 현재 회전계 레지스터 값이 속도 값보다 더 크면, 속도 값을 속도 값 그 자체와 같도록 설정하기 위한 수단과,
    상기 속도 값을 사용자에게 디스플레이하기 위한 수단을 더 포함하는, 회전계.
  7. 제 1항에 있어서, 사용자로부터 런 신호를 수신하는 회전계로서,
    참(true)으로 설정된 런 신호에 응답하여, 감산 값을 현재 회전계 레지스터 값의 퍼센티지로 설정하기 위한 수단과,
    클럭 펄스들에 응답하여 상기 현재 회전계 레지스터 값에 감산 값을 가산하기 위한 수단을 더 포함하는. 회전계.
  8. 제 1항에 있어서, 사용자로부터 런 신호를 수신하는 회전계로서,
    거짓(false)으로 설정된 런 신호에 응답하여, 감산 값을 고정된 상수로 설정하기 위한 수단과,
    클럭 펄스에 응답하여 상기 현재 회전계 레지스터 값에 감산 값을 가산하기 위한 수단을 더 포함하는, 회전계.
  9. 제 1항에 있어서, 사용자로부터 런 신호를 수신하고, 타임-아웃 신호를 발생시키는 회전계로서,
    거짓으로 설정된 런 신호에 응답하여 감산 값을 제 1 상수로 설정하기 위한 수단과,
    타임-아웃 신호를 참으로 설정하기 위한 수단과,
    클럭 펄스들에 응답하여 현재 회전계 레지스터 값에 감산 값을 가산하기 위한 수단과,
    회전계 레지스터 값이 제로에 도달할 때까지 대기하기 위한 수단과,
    감산 값을 제 2 상수로 설정하기 위한 수단과,
    클럭 펄스들에 응답하여 현재 회전계 레지스터 값에 감산 값을 가산하기 위한 수단과,
    회전계 레지스터 값이 두 번째로 제로에 도달할 때까지 대기하기 위한 수단과,
    상기 타임-아웃 신호를 거짓으로 설정하기 위한 수단을 더 포함하는, 회전계.
  10. 변화하는 주파수의 입력 펄스들에 응답하여 속도 값을 발생시키기 위한 회전계에 있어서,
    현재 회전계 레지스터 값을 저장하기 위한 수단과,
    입력 펄스에 응답하여 현재 회전계 레지스터 값에 가산시키기 위한 수단과,
    상기 가산기 수단에 의해 각 완료된 가산에 응답하여 던(done) 펄스를 발생시키기 위한 수단과,
    상기 던 펄스가 수신될 때, 상기 가산기 수단의 오버플로우 상태에 응답하여 현재 회전계 레지스터 값을 최대 회전계 레지스터 값으로 대체시키기 위한 수단을 포함하는, 회전계.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040090224A1 (en) * 2002-11-13 2004-05-13 Autotronic Controls Corporation Ignition system tachometer driver
US7145324B2 (en) * 2002-11-13 2006-12-05 Autotronic Controls Corporation System and method for driving a tachometer
US7091839B2 (en) * 2004-03-09 2006-08-15 Ford Global Technologies, Llc Indicator for a hybrid electric vehicle

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3805089A (en) * 1972-12-26 1974-04-16 Rockwell International Corp Digital acceleration measurement device
US3891833A (en) * 1974-04-05 1975-06-24 Westinghouse Electric Corp Vehicle coast control system
US3968434A (en) * 1974-07-19 1976-07-06 Reliance Electric Company Digital tachometer
US4051434A (en) * 1976-05-28 1977-09-27 General Motors Corporation Digital frequency measuring circuitry
IT1077281B (it) * 1977-03-16 1985-05-04 Alfa Romeo Spa Trasduttore digitale della velocita' di rotazione di un albero rotante a velocita' variabile
US4138723A (en) * 1977-08-12 1979-02-06 General Motors Corporation Motor vehicle speed control system
US4151466A (en) * 1977-12-05 1979-04-24 Ford Motor Company Digital speedometer with index counter control of display
GB2013896B (en) * 1978-02-01 1982-04-28 Rolls Royce Tachometer and electrical circuit therefore
US4286685A (en) * 1979-05-23 1981-09-01 The Bendix Corporation Speed control for heavy duty trucks
US4547732A (en) * 1983-03-25 1985-10-15 Westinghouse Electric Corp. Digital tachometer
US4777435A (en) * 1987-02-02 1988-10-11 Altronic, Inc. Digital tachometer
US5265037A (en) * 1989-12-06 1993-11-23 Nippondenso Co., Ltd. Rotational speed detecting apparatus storing alternate information in two memories
US5357451A (en) * 1993-01-07 1994-10-18 Ford Motor Company Digital system controller with programmable ranges for analog speedometer and tachometer gauges
JP3272157B2 (ja) * 1994-08-05 2002-04-08 株式会社東芝 速度表示装置、水道メータ
US5803043A (en) * 1996-05-29 1998-09-08 Bayron; Harry Data input interface for power and speed controller

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