KR100464156B1

KR100464156B1 - 비디오디스플레이

Info

Publication number: KR100464156B1
Application number: KR1019970009662A
Authority: KR
Inventors: 바레트 조지 존
Original assignee: 톰슨 콘슈머 일렉트로닉스, 인코포레이티드
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1997-03-21
Publication date: 2005-05-24
Also published as: US6018804A; EP0798922B1; EP0798922A3; JP3836934B2; EP0798922A2; DE69715711D1; MX9702243A; CN1202656C; DE69715711T2; KR970066904A; JPH09265270A; CN1166106A

Abstract

데이터 버스 제어를 갖는 비디오 디스플레이는 대기 상태 및 동작 상태를 갖는다. 비디오 디스플레이는 양방향 데이터 버스(105)를 갖는 마이크로프로세서(100)를 포함하며, 선택에 따라 동작 모드와 대기 모드 중 어느 한쪽 모드로 동작할 수 있다. 전원(350)은 마이크로프로세서(100)에 제어 가능하게 결합되어, 동작 모드와 대기 모드 중 어느 한쪽 모드로 전력을 공급한다. 집적 회로(500)는 전원(350)에 결합되어 있고, 양방향 데이터 버스 제어 기능을 갖는다. 결합 수단(700)은 전원(350)에 응답하되, 동작 모드에 응답해서는 양방향 데이터 버스(105)를 집적 회로(500)에 결합시키고, 대기 모드에 응답해서는 양방향 데이터 버스(105)를 분리(isolate)시킨다.

Description

비디오 디스플레이{VIDEO DISPLAY}

본 발명은 마이크로프로세서 제어를 갖는 비디오 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 동작 모드 및 대기 모드 동안의 데이터 버스의 결합(data bus coupling)에 관한 것이다.

마이크로프로세서로 제어되는 장치에 있어서, 데이터 버스는 통신을 위해 자주 사용된다. 일반적으로, 데이터 공급측(data source), 데이터 수신측(data recipient) 및 버스는 모두 그 장치 내에 들어 있기 때문에, 데이터의 전송이 장치를 넘어서 확장되는 경우에 사용되는 기술에 대해서는 거의 고려를 하지 않는다. 많은 전자 시스템에서는 원격 제어에 의해 기동 및 동작을 용이하게 할 수 있다. 원격 기동에서는 원격 명령을 수신하기 위해 피제어 장치(controllable apparatus)의 어떤 부분이 동작 상태(on)에 있어 전력 소모를 수반하게 된다는 것은 분명하다. 따라서, 전력 보존을 위해, 대부분의 전자 시스템은 2가지 동작 상태, 즉 STANDBY(대기) 모드와 RUN 또는 OPERATE(동작) 모드를 사용한다. 실제로는, 2개의 전원, 즉 AC 주전원에 접속되어 있는 동안에는 항상 전력을 공급받는 대기 전원(standby supply)과, 사용자가 기동시킨 이후에야 턴온되는 동작(RUN 또는 OPERATION) 전원이 설치되어 있다.

전술한 전형적인 장치에서는, 이들 각각의 전원에서 대기 모드 및 동작 모드를 사용함으로써, 전력이 계속 유지되는 회로와 전력이 스위칭되는 회로와의 사이에서 여러 가지 문제들이 발생하게 된다. 예컨대, 데이터 버스는 전력이 계속 유지되는 마이크로프로세서로부터 시작되어 동작 모드 동안에만 전력이 공급되는 회로쪽으로의 통신을 제공할 수도 있다. 통상적으로, 이와 같은 버스로 제어되는 회로(bus controlled circuitry)는 모든 입력 핀에 대한 정전기 방전 보호를 포함할 수 있는 집적 회로의 일부분을 형성한다. 일반적으로, 정전기 보호 또는 ESD 보호는 캐소드(cathode)가 IC 전원(Vcc)에 접속되고 애노드(anode)가 가장 낮은 회로 전위, 통상 접지에 접속되어 있는 직렬 접속된 다이오드 구조에 의해 제공될 수 있다. 2개의 다이오드의 접합부는 IC 입력 핀에 접속된다. 다이오드는 입력 핀의 전위가 각각의 다이오드 단부에 인가된 전위를 초과하면 항상 도통된다.

그러므로, 데이터 버스가 전력이 지속되는 마이크로프로세서로부터 시작하여, 입력 핀 보호를 가지며 또한 전력이 스위칭되는 집적 회로에 연결되어 있는 시스템에서는, 데이터 버스가 클램핑되는 경우, 통상은 전원이 차단된 것으로 스위칭된 Vcc 전원(absent switched Vcc supply)으로 클램핑되는 경우에 문제가 발생한다. 데이터 버스의 클램핑은 데이터 버스 풀-업 저항과 IC의 입력 핀에 있는 ESD 보호 다이오드간의 전류 흐름에 의해 발생된다. 그 결과, 데이터 버스가 동작하지 않게 되고, 장치는 원격 기동(remote activation)도 국부 구동(local activation)도 할 수 없게 된다.

데이터 버스 제어를 갖는 비디오 디스플레이는 대기 상태와 동작 상태를 갖는다. 이 비디오 디스플레이는 양방향 데이터 버스를 갖는 마이크로프로세서를 포함하며, 선택에 따라 동작 모드와 대기 모드 중 어느 한쪽 모드로 동작할 수 있다. 전원이 마이크로프로세서에 제어 가능하게 연결되어, 동작 모드와 대기 모드 중 어느 한쪽 모드로 전력을 공급한다. 집적 회로는 이 전원에 결합되어 있고, 양방향 데이터 버스 제어 기능을 갖게 된다. 결합 수단은 이 전원에 응답하되, 동작 모드에 응답해서는 양방향 데이터 버스를 집적 회로에 연결시키고, 대기 모드에 응답해서는 양방향 데이터 버스를 분리(isolate)시킨다.

도 1의 마이크로프로세서로 제어되는 예시적인 비디오 디스플레이는 데이터 버스(105)를 사용하며, 이 데이터 버스는 이 버스에 연결된 다른 장치와의 양방향 통신을 위해 예컨대 I²C 프로토콜을 이용한다. 예시적인 비디오 디스플레이는 3가지 상태, 즉

OFF(오프) 상태 : AC 주전원과의 접속이 단절된 상태,

STANDBY(대기) 상태 : AC 주전원으로부터 전력을 공급받지만, 저전력 소모 상태로 동작하며, 제어 명령을 기다리는 상태 및

OPERATE(동작) 상태 : 완전히 동작하고 있는 상태를 갖는다.

일단 비디오 디스플레이가 AC 주전원에 접속되면, 마이크로프로세서(100)는 대기 상태로 되며, 이 때 제어 명령 RC(remote command) 또는 LC(local command)의 수신 및 실행에 필요한 회로만이 활성의 전력 소모 상태로(in an active power dissipating condition) 유지된다. 예컨대, 원격 제어 수신기(50)는 전력을 공급받아 원격 명령 RC를 수신할 수 있고, 또한 마이크로프로세서(100)가 장치에 장착된 스위치(75)를 정기적으로 스캔(scan)하여 사용자에 의한 국부 제어 LC의 기동을 검출할 수 있다. 마이크로프로세서(100)는 ON 명령을 수신하게 되면 STANDBY/RUN 출력 라인(101)의 상태를 변화시켜 OPERATE 상태가 개시되었다는 신호를 보낸다. 예컨대, 도 1에서 실선으로 나타낸 제1 제어의 실시예에서, 출력 라인(101)은 다중 TV 기능 집적 회로(IC)(200)에 결합된다. 이러한 IC의 예로는 톰슨(Thomson) T 칩이 있으며, 이 칩은 출력 라인(101)을 통해 연결된 STANDBY/RUN 출력 신호에 의해 직접 기동될 수 있다. 이러한 마이크로프로세서(100)로부터의 직접적인 제어 접속에 의해, IC(200)가 동작의 안정성을 달성하고 나서, 마이크로프로세서(100)는 버스로 제어되는 다른 장치, 예를 들면 디지털 컨버젼스 집적 회로(digital convergence IC)(500)와의 데이터 버스 통신을 개시한다. 집적 회로(200)는 여러 가지 디스플레이 구동 신호를 발생시키는 위상 동기 발진기(phase locked oscillator)와 펄스 계수 회로(pulse counting circuitry)를 구비할 수 있다. 마이크로프로세서(100) 버스 명령에 응답하여, 수평 구동(Hd) 신호(201)가 IC(200)에 의해 발생 및 출력되어, 수평 편향단(300)에 연결된다. 수평 편향단(300)은 수평 주파수의 편향 신호를 발생하고, 이 신호는 CRT 어셈블리에 장착된 요크 어셈블리(400)에 인가되어, 전자빔을 수평 방향으로 편향시킨다. 스위치 모드의 전원(325)은 수평 편향단(300)에 접속되어 있으며, 수평 귀선 펄스(horizontal retrace pulse)에 의해 구동된다.

다른 제어의 실시예에서는, 마이크로프로세서(100)가 ON 명령을 수신하면, STANDBY/RUN 출력 라인(101)은 그 상태를 변화시켜 동작 상태를 개시하게 된다. 예컨대, 도 1에서 출력 라인(101)(점선으로 도시됨)은 스위치 모드 RUN 모드의 전원(a switched mode RUN mode power supply)(350)에 연결되어 있으며, 이 전원(350)은 대기 전원(150)에 의해 발생된 미가공의 미조정된 DC 전원(a raw unregulated DC supply)으로부터 전력을 공급받는다. 출력 라인(101) 상의 RUN 신호는 RUN 모드 전원(350)이 동작할 수 있도록 하고 이에 따라 전원(350)은 T 칩, 수평/수직 편향 회로 및 버스로 제어되는 편향 IC(500)에 전력을 공급한다. T 칩은 데이터 버스(105)를 통해 전송된 ON 명령에 의해 인에이블(enable)되며, 따라서 데이터 버스(105)를 통해 T 칩 ON 명령이 전송되기 이전에 RUN 모드의 전원(350)이 기동되도록 정확한 타이밍이 필요하다.

도 1의 실시예에 관해 기술한 제어 방법은, 전술한 바와 같이, 데이터 버스와 클록 버스의 클램핑 또는 래칭(latching)이라고 하는 문제를 일으킨다. 도 1의 편향 집적 회로(500)에서, 입력 보호 다이오드 Ip는 데이터 버스 라인(105)과 클록 라인(106)에 접속되어 있고, 이러한 사용은 공지되어 있다. 그러나, IC(500)로의 전력 공급이 차단되었을 때, 예를 들어 STANDBY 모드 동안, +5V 대기 전원과, 전원이 차단된 저 임피던스의 +5V RUN 모드 전원(absent, low impedance +5 volt RUN mode power supply)과의 사이에 DC 도전로(conduction path)가 형성된다. 전류 Io는 버스(105 및 106)를 통해 버스 풀-업 저항(R3 및 R4)으로부터 전원이 차단된 +5V RUN 전원(absent +5 volt RUN supply)에 연결된 각각의 보호 다이오드로 흐르는 것으로 도시되어 있다. 이와 같이, 각 버스는 비활성의 RUN 전원(inactive RUN supply)과 이 전원에 결합된 부하에 의해 제공된 공칭 접지 전위(nominally ground potential)보다 하나의 다이오드 전압 강하분만큼 높게 클램핑된다. 그러므로, 마이크로프로세서(100)는 양방향 데이터 버스(105)를 통한 통신의 송수신 모두를 할 수 없다. 이와 유사하게, 버스(106)상의 클록 신호도 공칭 0.6 V로 클램핑되므로, 일반적으로는 장치 전체의 클록 제어 동작(clocked operation)이 정지된다.

도 2의 비디오 디스플레이는 전체적으로 보아 도 1에 도시된 비디오 디스플레이와 유사하며, 유사한 기능에는 동일 부호를 부기하였다. 도 2의 비디오 디스플레이는 전체적으로 볼 때 전술한 바와 같이 동작하지만 도 1과는 다르며, 본 발명의 구성 요소(600 및 700)에 의해 유익한 버스 분리가 제공된다. 구성 요소(600)는 상보적 에미터 팔로워(complementary emitter follower)로서 버스(106)상의 클록 신호와 편향 IC(500)의 입력 보호 다이오드와의 사이에 버퍼를 제공한다. 상보적 에미터 팔로워의 동작은 공지되어 있으며, 클록 신호에 DC 오프셋이 도입되는 것을 막기 위해 사용될 수 있다. 클록 신호는 버스(106)상에서 단방향성(unidirectional)이며, 공칭 0 V 내지 5 V 사이의 임의 전압을 가질 수 있다. RUN 전원이 비동작 상태이면(absent), PNP 트랜지스터(Q1)의 에미터-베이스 접합은 역바이어스되고, NPN 트랜지스터(Q2)는 오프되며, 따라서 버스(106)를 분리시키게 된다.

도 2의 구성 요소(700)는 본 발명의 데이터 버스 분리기(data bus isolator)를 나타낸 것으로서, +5V RUN 전원의 비동작 상태(absense)에 응답하여 데이터 버스(105)를 분리시키기 위해 역병렬 구성(inverse parallel arrangement)으로 접속된 한쌍의 광-커플러(opto-coupler)를 사용하고 있다. 광-커플러는 광-분리기(opto-isolator) 또는 포토 커플러(photo-coupler)라고도 알려져 있으며, 발광원(a source of activating illumination)과 광감성 반도체(photo sensitive semiconductor)를 전기적으로 절연시키는데 이용되는 일이 많다. 그러나, 본 발명의 구성을 갖는 구성 요소(700)에서는, 전원 전압의 존재 여부에 따라 데이터 버스의 결합을 제어하기 위해 광 결합에 의한 분리 특성(opto-coupled isolation property)을 사용한다. 데이터 버스(105)는 I²C 프로토콜을 이용하여 마이크로프로세서(100)와 버스에 접속된 다른 장치와의 사이에서 양방향 통신을 제공한다. 마이크로프로세서(100)는 버스에 접속된 특정 장치를 어드레싱하고, 그 장치는 버스(105)를 로우(low) 레벨로 함으로써 버스 명령을 수신했음을 통보한다(acknowledge). 그러므로, 장치의 응답을 용이하게 행하기 위해, 데이터 버스 분리기(700)는 대칭적인 저 임피던스를 갖는 양방향 전송을 제공할 필요가 있다. 데이터 버스 분리기(700)는 유리하게도 역병렬 구성의 포토-트랜지스터(Q3 및 Q4)를 이용함으로써, 요구되는 대칭적인 양방향 전송을 제공한다. 포토-트랜지스터(Q3 및 Q4)는 각각의 발광 다이오드(D1 및 D2)에 의해 제어 가능하게 조명되는데, 이 다이오드(D1, D2)는 직렬로 접속되고, +5 V RUN 모드 전원에 연결된 저항(R5)을 통해 구동된다. 그러므로, +5V RUN 모드 전원이 인에이블되면, 포토-트랜지스터(Q3 및 Q4)는 각각의 LED에 의해 조명되고, 또한 그의 역병렬 접속에 의해 데이터 버스(105)와 편향 IC(500)와의 사이에 저 임피던스의 양방향 결합을 제공한다. STANDBY동작 모드에서는, +5 V RUN 모드 전원이 발생되지 않으며, 그 결과 각각의 발광 다이오드(D1 및 D2)는 구동되지 않고, 각각의 포토-트랜지스터(Q3 및 Q4)는 비도통 상태로 된다. 이와 같이, 데이터 버스(105)는 편향 IC(500)의 입력 보호 작용으로부터 분리된다.

구성 요소(700)의 유익한 광-커플링 특성은 광감성의 전계 효과 트랜지스터를 사용하는 광-커플링 소자에 의해서도 제공될 수 있다. 광감성의 전계 효과 트랜지스터, 즉 감광성의 FET는 대칭적인 양방향 결합을 제공할 수 있기 때문에, OPT01 및 OPT02의 역병렬 접속 대신에 단일 소자를 사용할 수도 있다. 그러나, 제조 비용을 고려하면, 이러한 소자의 사용을 배제할 수 있다. 왜냐하면, 이러한 소자는 포토 트랜지스터 커플러 OPT01 및 OPT02의 사용과 비교하여, 300% 이상의 비용 증가를 가져올 수 있기 때문이다.

유리하게도, 구성 요소(700)의 기능성은 리드 계전기(reed relay)에 의해서도 제공될 수 있다. 리드 계전기는 RUN 전원에 의해 구동되면 양방향 버스(105)를 IC(500)에 결합시키며, RUN 전원이 비동작 상태(absent)에 있을 때에는 버스(105)와 IC(500)간의 접속을 단절시키게 되므로, 입력 보호 다이오드에 의한 클램핑 동작을 방지하게 된다. 리드 계전기를 사용함으로써, 양방향 데이터 버스 결합을 제공하게 되지만, 재료 비용을 고려하면, 리드 계전기의 사용은 역병렬로 접속된 커플러 OPT01 및 OPT02의 비용에 비해 약 300%의 비용 증가를 가져오게 된다.

대기 및 동작 상태의 모드를 갖는 데이터 버스로 제어되는 비디오 디스플레이를 제공하여, 전원에 응답하되, 동작 모드에 응답해서는 양방향 데이터 버스를 집적회로에 연결시키며, 대기 모드에 응답해서는 양방향 데이터 버스를 분리시킴으로써, 전력의 효율성을 가져올 수 있다.

도 1은 마이크로프로세서로 제어되는 한 전형적인 디스플레이 장치를 나타낸 도면.

도 2는 도 1의 마이크로프로세서로 제어되는 한 전형적인 디스플레이 장치로서 본 발명의 데이터 버스 분리(data bus isolation)를 포함하고 있는 일례를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 마이크로프로세서

101 : 대기/동작 출력 라인

105 : 데이터 버스 라인

106 : 클록 라인

150 : 대기 모드 전원

200 : T 칩

350 : 동작 모드 전원

400 : CRT 어셈블리

Claims

대기 상태(standby condition) 및 동작 상태(operate condition)를 가지며 또한 데이터 버스 제어를 갖는 비디오 디스플레이로서,

양방향 데이터 버스(105)를 가지며, 선택에 따라 동작 모드(operate mode)와 대기 모드(standby mode) 중 어느 한쪽 모드로 동작할 수 있는 마이크로프로세서(100)와,

상기 마이크로프로세서(100)에 제어 가능하게 결합되어, 상기 동작 모드와 대기 모드 중 어느 한쪽 모드로 전력을 공급하는 전원(350)과,

상기 전원(350)에 결합되고, 양방향 데이터 버스 제어 기능을 갖는 집적회로(500)와,

상기 전원에 응답하되, 상기 동작 모드에 응답해서는 상기 양방향 데이터 버스(105)를 상기 집적 회로(500)에 결합시키며, 상기 대기 모드에 응답해서는 상기 양방향 데이터 버스(105)를 분리시키는 수단(700)을 포함하고,

상기 동작 모드 동안에는 상기 양방향 데이터 버스를 통해 상기 집적 회로에대한 통신이 제공되며, 상기 대기 모드 동안에는 상기 집적 회로에 대한 상기 데이터 버스의 래칭을 방지하기 위해 상기 양방향 데이터 버스가 상기 집적 회로로부터 단절되고 상기 양방향 데이터 버스와 상기 집적 회로 간에 전도가 방지되는, 비디오 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 결합 수단(700)은 역병렬 구성(inverse parallel arrangement)을 갖는 한 쌍의 광-커플러들(opto-couplers)(OPT01, OPT02)을 포함하는 것인 비디오 디스플레이.
제2항에 있어서, 상기 광-커플러들(OPT01, OPT02)의 각각은 발광 다이오드(D1, D2)에 의해 기동되는 포토-트랜지스터(photo-transistor)(Q3, Q4)를 포함하는 것인 비디오 디스플레이.
제2항에 있어서, 상기 양방향 데이터 버스(105)는 상기 광-커플러들(OPT01, OPT02)의 역병렬 접속된 포토-트랜지스터들(Q3, Q4)에 의해 결합되는 것인 비디오 디스플레이.
제4항에 있어서, 상기 역병렬 접속된 포토-트랜지스터들(Q3, Q4)의 각각은 상기 광-커플러들(OPT01, OPT02)의 각각의 발광 다이오드(D1, D2)에 의해 기동되는 것인 비디오 디스플레이.
제5항에 있어서, 상기 광-커플러들(OPT01, OPT02)의 상기 발광 다이오드들(D1, D2)은 직렬로 접속되어 상기 전원(350)에 의해 기동되는 것인 비디오 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 마이크로프로세서(100)에 의해 개시된 수평 구동 신호(Hd)에 응답하여 동작을 개시하는 수평 편향 회로(300)를 더 포함하는 것인 비디오 디스플레이.
제7항에 있어서, 상기 전원(350)은 상기 수평 편향 회로(300)의 동작에 응답하여 상기 동작 모드로 스위칭되는 것인 비디오 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 결합 및 분리 수단(700)은 광 결합 소자(700)를 포함하며,

상기 광 결합 소자(700)는 상기 데이터 버스에 결합되고 또한 상기 마이크로프로세서(100)에 제어가능하도록 결합되어 있으며, 상기 동작 모드 동안에는 상기 집적 회로(500)로의 데이터 버스(105) 전송을 이네이블(enable)하고, 상기 대기 모드 동안에는 상기 집적 회로로의 데이터 버스(105) 전송을 차단(isolate)시키는, 비디오 디스플레이.
제9항에 있어서, 상기 데이터 버스(105) 전송은 양방향인, 비디오 디스플레이.