KR100470827B1 - 범용 비동기 송수신기용 클럭 신호 발생 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) 유닛을 구비한 PCI(Peripheral Component Interconnection) 호환 인터페이스 카드에서 상기 UART용 1.8432 MHz 클럭 신호에 근접한 클럭 신호를 발생하는 방법을 제공한다. 이 방법은 PCI 로컬 버스로부터의 선택된 PCI 클럭 신호(예를 들면, 33 MHz PCI 클럭 신호)를 미리 설정된 정수 주파수 제수로 나누는 제 1 단계 및; 상기 나눗셈으로부터의 결과 주파수에 미리 설정된 정수 주파수 승수를 곱하는 단계를 포함한다. 상기 곱셈의 결과 주파수는 UART 유닛으로 공급하기 위하여 설계된 1.8432 MHz와 거의 일치한다. 바람직한 실시예에서, 상기 정수 주파수 승수는 8 또는 그 이상의 범위에 속한다. 이 방법은 외부 크리스탈 발진기를 사용하지 않고도 PCI 호환 인터페이스 카드 상의 UART 유닛용 클럭 신호를 더욱 정확하게 발생할 수 있다. 또한, 본 발명의 방법에 따른 결과 주파수의 편차는 종래보다 감소되었고, 종래의 기술과 비교해 볼 때 구현 비용을 현저하게 감소시킬 수 있다.

Description

범용 비동기 송수신기용 클럭 신호 발생 방법{METHOD OF GENERATING A CLOCK SIGNAL FOR UNIVERSAL ASYNCHRONOUS RECEIVER-TRANSMITTER}

본 발명은 컴퓨터 기술에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 PCI(Peripheral Component Interconnection) 호환(compliant) 인터페이스 카드 상에 장착되는 UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) 유닛용 클럭 발생 방법에 관한 것이다.

UART 유닛은 회로 모듈(circuit module)로서, 컴퓨터 시스템들 간의 비동기 직렬 통신을 위한 송신 회로와 수신 회로를 모두 포함하는 단일 집적 회로 칩(single integrated circuit chip)이다. 일반적으로 모뎀은 표준 규약에 따라 설계된다. 비동기 특성에 의하면 로컬 클럭 발생기(local clock generator)는 송신된 신호와 수신된 신호의 타이밍을 위해 요구되는 클럭 신호를 발생한다. 상기 클럭 발생기는 UART 유닛의 내부 또는 외부에 구성된다. 종래의 몇몇 UART 유닛은 외부의 크리스탈 발진기(crystal oscillator)를 이용하여 상기 UART 유닛의 표준화된 1.8432MHz의 클럭 신호를 발생하였다.

그러나, 외부 크리스탈 발진기를 이용한 스킴은 부가적인 입력 인터페이스를 필요로 하기 때문에 생산 비용을 상당히 증가시킨다. 또한, 상기 UART 유닛 내부에 클럭 발생기를 구비하면 UART 유닛의 IC 칩의 설계 면적이 증가되어 이 또한 생산 비용을 증가시키는 요인이 된다.

종래에는 ISA(Industry Standard Architecture) 버스를 구비한 UART 유닛에 사용되는 클럭 신호를 발생하는 방법으로, 상기 ISA 버스로부터의 표준화된 14.31818 MHz 클럭 신호를 이용하여 먼저 4를 곱한 후 그 결과 주파수에 31로 나누어서 UART 유닛용 클럭 주파수인 1.8432 MHz에 근접한 1.8475 MHz의 출력 주파수를 얻었다.

그러나, 상술한 방법에 따른 출력 주파수는 원하는 1.8432 MHz와의 편차가 상당히 크다. 더욱이, 상술한 방법을 수행하기 위해서는 주파수 분주기와 주파수 곱셈기가 필요하여 구현 비용이 비싸다는 단점이 있다. 상기 주파수 곱셈기가 내부 지연 회로(internal delay circuitry)로 구성될 경우에 상기 구현 비용은 더 많이 소요된다.

결론적으로, 종래의 기술은 두 가지의 단점을 갖는다. 첫 번째는, 외부 크리스탈 발진기를 사용하여 구현할 때 생산 비용이 증가한다는 것이다. 두 번째는, ISA 버스의 표준화된 14.31818 MHz 클럭 신호를 사용하는 경우는 주파수 곱셈기가 필요하고, 이는 생산 비용의 증가뿐만 아니라 원하는 주파수와 결과 주파수의 편차가 크다는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래와 비교할 때 UART 유닛의 생산 비용을 낮추기 위하여 외부 크리스탈 발진기를 사용하지 않고 PCI 호환 인터페이스 카드 상에 장착된 UART 유닛용 클럭 신호 발생 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 PCI 로컬 버스로부터의 PCI 클럭 신호들 가운데 하나를 이용하여 1.8432 MHz에 근접한 주파수를 발생하여 표준화된 1.8432 MHz와의 편차가 작은 신호를 PCI 호환 인터페이스 카드 상에 장착된 UART 유닛용 로컬 클럭 신호로 제공하기 위한 UART 유닛용 클럭 신호 발생 방법을 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 PCI 호환 인터페이스 카드 상에 장착된 UART 유닛용 클럭 신호를 발생하는 방법을 제공한다. 상기 PCI 호환 인터페이스 카드는 PCI 로컬 버스와 연결되고, 표준 주파수를 가지는 PCI 표준 클럭 신호를 제공한다. PCI 표준 클럭 신호는 정수 주파수 제수로 나누어진다. 상기 나누어진 PCI 표준 클럭 신호는 정수 주파수 승수로 곱해진다. 상기 나누어진 PCI 표준 클럭 신호는 결과 주파수를 가지는 UART 요구 클럭 신호로 변경되는데 이는 UART 유닛의 동작을 위해 사용될 수 있는 주파수와 거의 일치한다. 본 발명의 방법은 종래의 경우처럼 외부 크리스탈 발진기 또는 주파수 곱셈기를 사용하지 않고도 구현될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 방법에 따르면 클럭 신호는 표준 주파수 1.8432 MHz와의 편차가 종래보다 적다. 따라서, 본 발명은 종래보다 더욱 향상된 것이다.

본 발명의 방법은 우선, 제 1 PCI 클럭 신호가 미리 설정된 정수 주파수 제수로 나뉘어진다. 상기 나눗셈의 결과 주파수에 미리 설정된 정수 주파수 승수를 곱하여 그 결과 주파수가 UART 유닛에 설계된 클럭 신호인 1.8432 MHz에 근접하도록 한다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 정수 주파수 승수는 8 또는 그 이상의 범위에 속한다. 일 실시예에 있어서, 33 MHz의 PCI 클럭 신호가 1.8432 MHz 클럭 신호로 되도록 상기 정수 주파수 승수는 8 이고, 정수 주파수 제수는 143 이다. 다른 실시예에 있어서, 상기 정수 주파수 승수는 32이고, 상기 정수 주파수 제수는 573이다. 본 발명의 방법은 종래의 경우처럼 외부 크리스탈 발진기 또는 주파수 곱셈기를 사용하지 않고도 구현될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 방법에 따른 결과의 클럭 신호는 표준 주파수인 1.84321 MHz와의 주파수 편차가 종래보다 적다. 따라서, 본 발명은 종래보다 향상된 것이다.

(실시예)

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면 도 1을 참조하여 상세히 설명한다. 다음의 설명에서는 본 발명의 보다 철저한 이해를 제공하기 위해 특정한 상세들이 예를 들어 한정되고 자세하게 설명된다.

도 1은 PCI 호환 인터페이스 카드 상에 장착된 UART 유닛용 클럭 신호를 발생하는 방법이 실시되는 PCI 호환 인터페이스 카드의 블럭도이다. 도면에 도시된 바와 같이, PCI 호환 인터페이스 카드(12)는 PCI 로컬 버스(10)와 연결되고, UART 유닛(14)과 주파수 분주기(16)를 포함한다. PCI 표준에 따르면, PCI 로컬 버스(10)는 33 MHz 또는 66 MHz와 같은 표준 주파수를 가지는 PCI 표준 클럭 신호(이하, PCI 클럭 신호는 모두 이 규격에 따른다)를 PCI 호환 인터페이스 카드(12)의 클럭 신호로 제공한다. 본 발명에 따르면, UART 유닛(14)의 정상 동작을 위한 UART 요구 주파수(예를 들면, 1.8432 MHz)를 갖는 클럭 신호를 얻기 위하여 상기 PCI 클럭 신호는 주파수 분주기(16)에 의해 주파수 분주된다.

다음의 실시예에서, UART 유닛(14)을 위한 1.8432 MHz 클럭 신호에 근접한 신호를 얻기 위해 33 MHz의 PCI 클럭 신호가 사용된다. 본 발명에 따르면, PCI 클럭 신호는 먼저, 미리 설정된 주파수 제수(integer frequency divisor; D)로 나누어지고, 상기 나눗셈의 결과 주파수에는 미리 설정된 정수 주파수 승수(integer frequency multiplier; M)가 곱해진다. 곱셈의 결과 주파수는 UART 요구 주파수(즉, 1.8432 MHz)에 근접하고, UART 유닛(14)의 클럭 신호로 제공된다. 용이하게 설계하기 위하여, 정수 주파수 승수는 2의 제곱(예를 들면, 2, 4, 8, 16)으로 한다. 상기 정수 주파수 승수가 먼저 선택되고 나서, 정수 주파수 제수가 선택될 수 있다.

표 1은 12 가지의 주파수 승수들 및 제수들의 조합에 따른 결과 주파수들 및 편차들을 보여주고 있다.

표 1의 #5 항(M=8, D=143)을 보면, 결과 주파수는 1846153.846 Hz이고 표준 주파수 1.8432 MHz와의 편차는 -0.1603%이다. 그리고 # 11 항(M=32, D=573)을 보면, 결과 주파수는 1.842931.937 Hz이고, 표준 주파수 1.8432 MHz와의 편차는 0.0145%이다. 그러므로, 상기 두 조합이 UART 유닛(14)을 위한 1.8432 MHz와 근접하여 적은 편차를 제공하는데 사용될 수 있다.

일반적으로 말하면, 본 발명의 방법은 PCI 클럭 신호들(예를 들면, 33 MHz 또는 66 MHz) 가운데 하나를 미리 설정된 정수 주파수 제수(D)로 나누는 제 1 단계와; UART 유닛용 클럭 신호로 설계된 1.8432 MHz에 근접한 출력 주파수를 얻기 위해 상기 나눗셈으로부터의 결과 주파수에 미리 설정된 정수 주파수 승수(M)를 곱하는 제 2 단계를 포함한다. 표준 주파수와의 편차를 최소화하기 위해서 상기 정수 주파수 승수(M)는 8 또는 그 이상이다.

도 1에 도시된 PCI 호환 인터페이스 카드(12)에서 본 발명이 실시될 때, 본 발명은 PCI 로컬 버스(20)로부터의 33 MHz PCI 신호를 D/M 인자(factor)로 나누기 위해 상기 주파수 분주기(16)를 이용하는 방법으로 구현되고, 그 결과 주파수를 UART 유닛(14)용 클럭 신호로서 전달한다. 바람직한 실시예에 있어서, 승수들과 제수들의 조합으로는 (M=8, D=143) 그리고 (M=32, D=573)이 사용될 수 있다. 선택된 주파수 제수(D)와 선택된 주파수 승수(M)의 비(즉, D/M)는 PCI 로컬 버스(10)로부터의 33 MHz의 PCI 클럭 신호를 나누기 위해 상기 주파수 분주기(16)를 설정하는데 사용된다. 상기 주파수 분주기(16)는 디지털 타입의 회로 또는 아날로그 위상 고정 루프 회로(analog phase-locked loop circuit)이다.

표 2는 1.8432 MHz 주파수를 얻기 위하여 D/M = 143/8을 이용한 경우에서 다양한 데이터 전송율들에 대한 각각의 결과 데이터 전송율들과 주파수 편차들을 표준화된 1.8432 MHz 클럭 신호를 이용한 경우와 비교하여 보여주고 있다.

표 3은 1.8432 MHz 주파수를 얻기 위하여 D/M = 143/8 및 D/M = 573/32를 이용한 경우에서 다양한 데이터 전송율들에 대한 각각의 결과 주파수 전송율들 및 주파수 편차들을 D/M = 31/4를 이용한 종래의 경우, 그리고 표준화된 1.8432 MHz 클럭 신호를 이용한 경우와 비교하여 보여주고 있다.

표 2 및 표 3으로부터, 본 발명에 따른 D/M = 143/8인 경우에 있어서 대부분의 결과 주파수 편차는 약 0.16%로 종래의 D/M = 31/4를 이용한 경우의 0.23%보다 매우 향상되었음을 알 수 있다.

결론적으로, 본 발명은 PCI 클럭 신호를 미리 설정된 인자(즉, 선택된 정수 주파수 제수와 선택된 저수 주파수 승수의 비)로 나누어서 PCI 호환 인터페이스 카드 상의 UART 유닛용 클럭 신호를 발생하는 방법을 제공한다. 본 발명의 방법은 종래 기술에서 사용된 외부 크리스탈 발진기 또는 주파수 곱셈기를 사용하지 않고 구현될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 방법에 따른 결과 클럭 신호는 표준화된 1.8432 MHz와의 주파수 편차가 종래보다 작다. 그러므로, 본 발명은 종래의 기술보다 더욱 향상된 것이다.

예시적인 바람직한 실시예들을 이용하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 범위는 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것이 잘 이해될 것이다. 오히려, 본 발명의 범위에는 다양한 변형 예들 및 그 유사한 구성들을 모두 포함될 수 있도록 하려는 것이다. 따라서, 청구 범위는 그러한 변형 예들 및 그 유사한 구성들 모두를 포함하는 것으로 가능한 폭넓게 해석되어야 한다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

이상과 같은 본 발명에 의하면, 외부 크리스탈 발진기 또는 주파수 곱셈기를 사용하지 않고도 UART 유닛용 클럭 신호를 발생할 수 있어서, 생산 비용을 줄일 수 있다. 더욱이, UART 유닛용 클럭 신호의 표준 주파수와의 편차가 작은 클럭 신호를 발생할 수 있다.

도 1은 PCI 호환 인터페이스 카드 상에 장착된 UART 유닛용 클럭 신호를 발생하는 방법이 실시되는 PCI 호환 인터페이스 카드의 블럭도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : PCI 로컬 버스 12 : PCI 인터페이스 카드

13 : UART 유닛 16 : 주파수 분주기

Claims (8)

1. 표준화된 주파수를 가지는 PCI 표준 클럭 신호를 공급하는 PCI 로컬 버스와 연결된 PCI 호환 인터페이스 카드 상에 장착된 UART 유닛용 클럭 신호를 발생하는 방법에 있어서:

   상기 PCI 표준 클럭 신호를 정수 주파수 제수로 나누는 단계 및;

   상기 나누어진 PCI 표준 클럭 신호에 정수 주파수 승수를 곱하는 단계를 포함하며;

   상기 나누어진 PCI 표준 클럭 신호는 정수에 의해서 UART 요구 클럭 신호로 변경되며, 그 결과 주파수는 상기 UART 유닛의 동작에 사용되는 주파수와 거의 일치하는 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 UART 유닛용 클럭 신호 발생 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 정수 주파수 승수는 8 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 UART 유닛용 클럭 신호 발생 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 PCI 표준 클럭 신호의 표준화된 주파수가 33 MHz일 때, 상기 정수 주파수 승수는 8 이고 상기 정수 주파수 제수는 143 인 것을 특징으로 하는 UART 유닛용 클럭 신호 발생 방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 PCI 표준 클럭 신호의 표준화된 주파수가 33 MHz일 때, 상기 정수 주파수 승수는 32 이고, 상기 정수 주파수 제수는 573 인 것을 특징으로 하는 UART 유닛용 클럭 신호 발생 방법.
5. UART 유닛을 구비하고, PCI 로컬 버스와 연결된 PCI 호환 인터페이스 카드를 이용하여 1.8432 MHz에 근접한 UART 유닛용 클럭 신호를 발생하기 위한 방법에 있어서:

   선택된 PCI 클럭 신호를 미리 설정된 주파수 제수로 나누는 단계 및;

   상기 나눗셈의 결과 주파수에 미리 설정된 정수 주파수 승수를 곱하는 단계를 포함하며;

   상기 곱셈의 결과 주파수는 UART 유닛으로 공급하기 위하여 설계된 1.8432 MHz와 거의 일치하는 것을 특징으로 하는 UART 유닛용 클럭 신호 발생 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 정수 주파수 승수는 8 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 UART 유닛용 클럭 신호 발생 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 선택된 PCI 클럭 신호가 33 MHz일 때, 상기 정수 주파수 승수는 8 이고, 상기 정수 주파수 제수는 143 인 것을 특징으로 하는 UART 유닛용 클럭 신호 발생 방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 선택된 PCI 클럭 신호가 33 MHz일 때, 상기 정수 주파수 승수는 32 이고, 상기 정수 주파수 제수는 573 인 것을 특징으로 하는 UART 유닛용 클럭 신호 발생 방법.