KR100580382B1 - 멀티플직렬데이터통신기능을갖는컴퓨터시스템 - Google Patents

멀티플직렬데이터통신기능을갖는컴퓨터시스템 Download PDF

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Abstract

이 발명은 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템에 관한 것으로, 해당 장치와 멀티플 직렬 데이터 통신을 수행하기 위한 제어부와; 상기 제어부와 상기 해당 장치간에 데이터를 무선으로 송수신하기 위해 데이터를 변형시키는 마이크로 컨트롤러와; 상기 마이크로 컨트롤러에서 입, 출력되는 디지탈 데이터를 무선 송, 수신하는 송수신부를 포함하여 구성되어, 컴퓨터 본체와 키보드, 마우스, 프린터, 스캐너, 스피커 및 모니터 등의 주변기기 또는 주변기기간의 데이터 통신을 무선화함으로써 향후 컴퓨터와 오디오 비디오 기기간의 융합 제품에 적용하여 가정이나 사무실 등의 환경에서 기기간의 접속 및 통신시 위치에 큰 제한을 받지 않고 사용할 수 있는 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템에 관한 것이다.

Description

멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템
이 발명은 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 컴퓨터에서 컴퓨터 본체와 키보드, 마우스, 프린터,스캐너, 스피커 및 모니터 등의 주변기기 또는 주변기기간의 데이터 통신을 무선화 함으로써 향후 컴퓨터와 오디오 비디오(AV) 기기간의 융합 제품에 적용하여 가정이나 사무실 등의 환경에서 기기간의 접속 및 통신시 위치에 큰 제한을 받지 않고 사용할 수 있는 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템에 관한 것이다.
종래의 컴퓨터 본체와 주변기기 또는 주변기기간의 인터페이스는 거의 케이블로 이루어져 있다. 이로 인하여 사용위치의 제한을 받을 수밖에 없었다. 예를 들면, 키보드의 경우 본체와의 거리가 1미터 정도로 제한되었다.
한편 고주파(Radio Frequency)와 적외선 등을 이용한 일부 무선 키보드의 경우에도 적용범위가 본체와 자신간으로 한정되어 있으며, 데이터 전송속도도 극히 낮은 수Kbps∼수십Kbps정도까지만이 지원가능하였다.
이와 같이 종래에는 컴퓨터 본체와 주변기기 또는 전자기기간의 위치제한이 있고, 유선의 특성상 케이블이 많아 미관상으로도 깨끗하지 않은 단점이 있다.
그러므로 본 발명의 목적은 종래의 단점을 해결하고자 하는 것으로, 컴퓨터에서 컴퓨터 본체와 주변기기간의 위치제한이 없도록 하고, 전송속도도 빠르게 하며, 컴퓨터 본체의 원격조정도 가능하도록, 컴퓨터와 다수의 주변기기들간의 데이터 통신을 무선화하는데 있다.
상기 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은,
해당 장치와 멀티플 직렬 데이터 통신을 수행하기 위한 제어부와;
상기 제어부와 상기 해당 장치간에 데이터를 무선으로 송수신하기 위해 데이터를 변형시키는 마이크로 컨트롤러와;
상기 마이크로 컨트롤러에서 입, 출력되는 디지탈 데이터를 무선 송, 수신하는 송수신부를 포함하여 이루어진다.
상기 구성에 의하여 이 발명을 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.
도1은 이 발명의 실시예에 따른 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템의 구성도이고,
도2는 이 발명의 실시예에 따른 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템을 이용한 무선통신 시스템의 개략도이고,
도3은 이 발명의 실시예에 따른 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템의 송수신 모듈의 구성도이고,
도4는 이 발명의 실시예에 따른 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템의 유에스비 컨트롤러의 상세도이다.
도1 내지 도2에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템은,
컴퓨터 본체(21)내에 위치하며, 주변기기 (22∼27)와 데이터를 입출력하는 중앙처리장치(7)가 구비된 컴퓨터 본체(1)와;
상기 컴퓨터 본체(21)의 중앙처리장치 (7)와 데이터를 입출력하며, 유에스비(USB:Universal Serial Bus) 방식을 이용하는 유에스비 컨트롤러(1)와;
상기 유에스비 컨트롤러(1)와 데이터를 입출력하며, 무선 데이터 통신을 할 수 있도록 데이터를 조정하기 위한 마이크로 컨트롤러(2)와;
상기 마이크로 컨트롤러(2)와 데이터를 입출력하며, 컴퓨터 본체 (21)의 데이터를 변조하여 고주파로 변환하여 무선으로 송신하거나, 주변기기로부터 고주파로 송신되는 데이터를 수신하여 복조하기 위한 송수신모듈(3)로 이루어지는 무선 통신장치(8)를 포함하고,
이 주변에는,
주변기기(22∼27) 내에 설치되어 있으며, 유에스비 방식을 이용하는 유에스비 컨트롤러(6)와;
상기 유에스비 컨트롤러(6)와 송수신 데이터를 입출력하는 마이크로 컨트를러 (5)와;
상기 마이크로 컨트롤러(5)로부터 출력되는 송신 데이터를 변조하여 고주파로 변환하여 무선으로 송신하거나 컴퓨터 본체(21)의 송수신 모듈(3)로부터 고주파로 송신되는 데이터를 수신하여 복조하기 위한 송수신모듈(4)로 구성되는 무선 통신장치(9)를 포함하는 주변기기(22∼27)들이 사용자가 원하는 위치에 놓여진다.
상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템의 작용을 도1 내지 도4를 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 중앙처리장치(7)로부터 송신하고자 하는 신호가 유에스비 컨트롤러(1)로 출력된다.
그러면, 컴퓨터 본체(21)내에 설치된 유에스비 컨트롤러(1)는 이 신호를 해당하는 주변기기(22∼27)에 송신하도록 해당 시리얼 버스포트(Serial Bus Port 1 ∼Serial Bus Port n)로 출력한다.
다음, 이 출력신호는 마이크로 컨트롤러(2)를 통해 프리앰블(Preamble)이나 헤더비트(Header Bit) 등이 추가되어 무선으로 송신이 가능한 형태의 데이터로 변형된다. 여기서, 프리앰블이란 송신국에서 수신채널에 송출하는 비트열로서 타국과의 동기를 취한다든지 그 밖에 통신에 필요한 전송속도 등의 정보를 말하며, 해더비트는 데이터의 패킷에 선행하여 송신국/수신국 식별 등 제어정보를 포함한 부분을 말한다.
다음, 마이크로 컨트롤러(2)를 통해 출력된 신호는 송수신모듈(3)에서 고주파로 변조가 되어 무선으로 송신이 된다.
이렇게 송신된 신호는 주변기기 (22∼27)중 목표로 하는 하나에 수신이 된다.
예로 프린터(22)라고 가정하면, 프린터(22)의 송수신모듈(4)에서는 수신된 고주파 신호를 복조하여 마이크로 컨트롤러(5)를 통해 유에스비 컨트롤러 (6)로 전달하게 된다.
그러면 이 신호에 따라 프린터 (22)는 데이터를 출력하거나 수신된 데이터에 따라 동작을 하게 된다. 즉, 유선일 때와 마찬가지로 주변기기가 동작을 하게 된다.
반대로 주변기기(22∼27)의 데이터는 유에스비 컨트롤러(6), 마이크로컨트롤러(5), 송수신모듈(4)을 통해 고주파로 변조되어 송신되고, 이 신호는 메인 컴퓨터본체(21)의 송수신모듈(3)에서 복조되어 마이크로 컨트롤러(2)에 전달되고, 결과적으로 데이터는 유에스비 컨트롤러(1)를 통해 메인 컴퓨터 본체(21)의 중앙처리장치(7)로 가게 된다. 이와 같은 과정에 의해 무선 통신이 가능하게 된다.
이때, 유에스비 컨트롤러(1)는 데이터의 헤더비트와 프리앰블을 일정한 속도로 입력받아 도4에 도시된 클럭 제너레이션부(47)를 이용하여 원하는 데이터 전송속도가 되도록 조정을 한다. 이는 주변기기에 따라 전송속도가 차이가 나게 되기 때문이다. 예를 들면, 키보드(27), 마우스(26), 조이스틱(25)과 같은 주변기기는 낮은 전송속도로 전송되고, 스피커(24), 스캐너 (23) 등은 높은 전송속도를 갖기 때문이다. 이때, 주파수는 기본적으로 지정을 해놓아야 하며 임의의 속도에 무조건적으로 가변되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 각 구성부분의 동작에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저 유에스비 컨트롤러(1)에 대해 설명하기로 한다.
종래의 유에스비 케이블은 파워 (Power), 접지(GND), 송신(D+(TxD)), 수신(D-(RxD))의 4선으로 구성되어져 있으며, 이는 디바이스에 별도의 전원을 공급하거나 자체전원을 가지고 있을 경우에는 기존 고주파 전송방식의 송신, 수신 각 1라인씩을 사용하여 이를 대체할 수 있다.
유에스비 컨트롤러(1)는 퍼스널 컴퓨터 본체에 내장되어 있게 되고, 다중 접속을 실현하기 위해 랜(LAN)과 유사한 형태의 패킷(Packet) 전송방식을 사용하게 되는데 이는 정해진 프로토콜(Protocal)에 의해 통신이 이루어지고 있으며, 호스트 유에스비 컨트롤러(1)를 통하여 각 디바이스들에 대한 루팅(Routing)을 한다.
이때 각 접속된 각 디바이스(주변기기)들은 유에스비 컨트롤러(1, 6)의 제어에 '따라 동작을 하게 되는데 컴퓨터 본체(21)의 유에스비 컨트롤러(10)는 연결된각 디바이스(22, 23, 24, 25, 26, 27)들을 효율적으로 제어하기 위한 프로토콜을 통해 통신하게 되며, 또한, 메니지먼트 인터페이스(Management Interface), 컨피켜레이션(Configuration), 하드웨어 디파인(Hardware Define) 등의 역할도 담당하게 된다. 이에 대한 개략적인 구성도는 도 2에 나타내었으며, 컴퓨터 본체(21)가 주변기기(22∼27)와 무선으로 통신이 가능하도록 되어 있다.
컴퓨터 본체(21)내에 탑재된 유에스비 컨트롤러(1)는, 도4에 도시된 바와 같이, 각 디바이스를 제어하기 위한 프로토콜을 내장하는 램(41) 및 넌 볼레타일 메모리(Non-volatile Memory) (42)와, 시스템 버스와 페리퍼럴(Peripheral) 포트와의 인터페이스를 하는 버스 인터페이스부(43) 및 페리퍼럴 인터페이스부(45), 각종 페리퍼렐 입/출력 디바이스를 제어하기 위한 인터럽트 핸들러(Interupt Handler) (46), 전송속도 가변을 위한 클럭제너레이션부(47), 유에스비 컨트롤러 (1)의 동작 및 컨피겨레이션을 위한 명령 코어 로직부(Instruction Core Logic) (44)등으로 구성된다. 또한, 입출력은 여러개의 시리얼 포트(48) (Serial Bus Port 1∼Serial Bus Port n)를 통해 이루어지고, 인터널 로컬 버스(Internal Local Bus)를 통해 신호가 각 구성요소(41∼48)들 간에 전달되며, 각 주변기기(22∼27)에 따라 각기 다른 포트(48) (Serial Bus Port 1∼ Serial Bus Port n)를 통해 유에스비 컨트롤러(1)와 통신을 하게 된다. 또한, 도4에 도시된 바와 같은 클럭 제너레이션부(47)는 아이소크로노스 모드(Isochronous Mode)를 사용하여 전송속도가 각각 다른 주변기기(22∼27)들을 전송속도에 따라 주파수를 가변하여 수 Kbps∼ 수 Mbps 까지의 전송속도를 모두 전송가능하도록 하여, 유에스비 컨트롤러(1)와 다른 주변기기(22∼27)간의 데이터 전송이 가능하도록 한다.
또한, 컴퓨터 본체(21) 및 주변기기에 탑재된 유에스비 컨트롤러(1, 6)는 마이크로 컨트롤러(2, 5)와 병합 가능하며, 컴퓨터(2)의 유에스비 컨트롤러(1), 마이크로 컨트롤러(2) 및 송수신 모듈(3)은 주변기기(22∼27)에 장착되는 유에스비 컨트롤러(6), 마이크로 컨트롤러(5) 및 송수신 모듈(4)과 기본적으로 같은 기능을 수행한다.
상기와 같은 구성을 가진 유에스비 컨트롤러(1)의 입출력포트(48)에 도3에 도시된 바와 같은 마이크로컨트롤러(2)와 모뎀(302), 고주파/중간주파 변환기(303), 베이스밴드 프로세서(301) 및 국부발진기(305, 306) 등으로 구성된 무선 트랜시버 모듈인 송수신모듈(3)을 장착함으로써 와이어리스(Wireless) 통신이 가능하게 된다.
상기한 송수신모듈(3)의 구성은,
마이크로 컨트롤러(2)와 입출력을 하며, 베이스밴드의 데이터 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 프로세서(301)와;
상기 베이스밴드 프로세서(301)로 부터 입력된 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 중간 주파수로 변조하여 출력하거나, 또 다른 입력신호를 원래의 주파수로 변조하고, 디지탈 신호로 변환하여 상기 베이스 밴드 프로세서 (301)로 전달하기 위한 모뎀(302)과;
상기 모뎀(302)에서 출력되는 신호를 고주파로 변환하여 출력하고, 입력되는 고주파를 중간주파수로 변환시키기 위한 고주파/중간주파(Intermediate Frequency)변환기(303)와;
상기 고주파/중간주파 변환기(303)의 출력을 무선으로 송신하거나, 외부의 고주파 신호를 수신하여 상기 고주파/중간주파 변환기(303)로 전달하는 안테나(360)와;
상기 모뎀(302)과 고주파/중간주파 변환기(303)에 반송파 주파수를 공급하는 국부발진기(305, 306)와:
마이크로 컨트롤러(2)의 신호를 입력받아 상기 국부발진기(305, 306)의 주파수를 조정하는 신시사이저(Synthesizer) (304)를 포함하여 이루어진다.
도3에서 베이스밴드 프로세서(301)와 마이크로 컨트롤러(2)간에 입출력 포트로 2개의 라인만이 사용되는데 이는 대부분의 무선기기에서 사용되고 있는 송신 데이터와 수신 데이터의 두선으로 대체하여 사용이 가능하며 기타의 신호(Transmit Enable, Receive Enable: Sync Bit Generation, Error Recovery) 등과 같은 제어용 신호들은 마이크로 컨트롤러(2)와 와이어리스(Wireless) 모뎀(302)간의 프로토콜에 의해 하드웨어적으로 제어될 수 있도록 한다. 이렇게 하면, 유선인 시리얼 인터페이스 부분을 하드웨어와 펌웨어(Firmware)를 통해 쉽게 무선화할 수 있다.
상기 송수신 모듈(3)은 주변기기에도 내장되며 같은 기능을 수행한다. 그 동작은 다음과 같다.
먼저, 마이크로 컨트롤러(2)에서 송신될 디지탈 신호가 베이스밴드 프로세서(301)를 통해 모뎀(302)으로 입력된다.
그러면, 디지탈 신호는 디지탈/아날로그 컨버터(331)를 통해 아날로그 신호로 변환된 후, 증폭기(332), 필터(333)를 거쳐 합성기(334)에서 중간주파수가 만들어진다.
다음, 이 아날로그 신호는 증폭기(335), 밴드 패스 필터(342)를 거쳐 합성기(344)에서 국부발진기(305)로부터 입력되는 주파수를 합성하게 된다.
다음, 합성된 신호는 밴드패스필터(347), 증폭기(348)를 거친후, 파워 증폭기(350)에서 파워가 증폭이 되어 스위치(352), 밴드패스필터(356)를 거쳐 안테나(360)에서 무선으로 송신이 된다.
한편, 데이터가 수신되는 과정은 송신되는 과정의 역순이다.
안테나(360)를 통해 수신된 아날로그 신호는 밴드패스필터(356), 스위치(352)를 통해 로우 노이지(Low Noisy) 증폭기(351)에서 노이즈가 제거되며, 다시 증폭기(349), 밴드패스필터(346)를 거쳐 합성기(345)에서 고주파가 중간주파로 변환되고, 밴드패스필터(343)를 통제 모뎀(302)으로 입력이 된다.
다음, 이 신호는 버퍼(341, 340)를 통해 합성기(339)로 입력된다.
다음, 버퍼(341, 340)를 통과한 신호는 합성기(339)에서 주파수가 원래의 신호 레벨로 변환되고, 필터(338)를 거쳐, 아날로그/디지탈 변환기(337)로 입력되어 디지탈 신호로 변환된다.
다음, 이 디지탈 신호는 베이스밴드 프로세서(301)에서 원래의 신호로 변환된다. 이때, 베이스 밴드 프로세서(301)는 신호가 원하는 신호인지 아닌지를 판단하여 수신여부를 버퍼(341, 340)를 통해 결정할 수 있다.
상기한 바와 같은 과정에 의해 데이터의 송수신이 이루어지며, 마이크로 컨트롤러(2)는 신시사이저(304)를 제어하여 주파수를 가변할 수 있으며, 펌웨어를 저장하고 있는 플래시 메모리(362)와 에스램(363)에 연결되고 클럭신호(Xtall)를 컴퓨터 본체(21) 내부의 크리스탈 발진기로부터 입력받고 있다.
상기한 무선통신과정은 컴퓨터 본체(21)와 주변기기(22∼27) 뿐만 아니라 주변기기(22∼27)간에도 가능하며, 향후 오디오기기나 비디오 기기간에도 사용가능하다. 또한, 일정범위 내에서 리모콘을 이용한 원격조정이 가능하게 되며, 더 나아가서는 비디오와 디스크(Disk)의 하이 밴드위스(High Bandwidth)를 갖는 디바이스들과의 통신이 가능해진다.
이상에서와 같이, 이 발명의 실시예에서, 컴퓨터 본체와 주변기기간의의 데이터 통신을 고주파를 이용하여 무선화하여 다중접속을 함으로써 데이터 전송속도도 주변기기에 따라 수 Kbps∼ 수 Mbps 까지 되도록 하고, 주변기기의 위치를 자유롭게 선정할 수가 있으며, 케이블선이 필요없어 미관상 보기 좋은 효과를 가진 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템을 제공할 수 있다. 이 발명의 이러한 효과는 향후 컴퓨터와 오디오 및 비디오 기기간의 무선통신분야에 사용가능하다.
도1은 이 발명의 실시예에 따른 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템의 구성도.
도2는 이 발명의 실시예에 따른 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템을 이용한 무선통신 시스템의 개략도.
도3은 이 발명의 실시예에 따른 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템의 송수신 모듈의 구성도.
도4는 이 발명의 실시예에 따른 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템에서 유에스비 컨트롤러의 상세도.

Claims (4)

  1. 해당 장치와 멀티플 직렬 데이터 통신을 수행하기 위한 제어부와;
    상기 제어부와 상기 해당 장치간에 데이터를 무선으로 송수신하기 위해 데이터를 변형시키는 마이크로 컨트롤러와;
    상기 마이크로 컨트롤러에서 입, 출력되는 디지탈 데이터를 무선 송, 수신하는 송수신부를 포함하며,
    상기한 송수신부는,
    상기 마이크로 컨트롤러와 입출력을 하며, 베이스밴드의 데이터 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 프로세서와;
    상기 베이스 밴드 프로세서로부터 입력된 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 중간 주파수로 변조하여 출력하거나, 또 다른 입력신호를 원래의 주파수로 변조하고, 디지탈 신호로 변환하여 상기 베이스 밴드 프로세서로 전달하기 위한 모뎀과;
    상기 모뎀에서 출력되는 신호를 고주파로 변환하여 출력하고, 입력되는 고주파는 중간 주파수로 변환시키기 위한 고주파/중간주파 변환기와;
    상기 고주파/중간주파 변환기의 출력을 무선으로 송신하거나, 외부로부터 고주파 신호를 수신하여 상기 고주파/중간주파 변환기로 전달하는 안테나와;
    상기 모뎀과 고주파/중간주파 변환기에 중간 주파수를 고주파로 변환시키거나 고주파를 중간주파수로 변환시키기 위해 주파수를 공급하는 국부발진기와:
    상기 마이크로 컨트롤러의 신호를 입력받아 국부발진기의 주파수를 조정하는 신시사이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기한 제어부는,
    유에스비 방식의 멀티플 직렬 데이터 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기한 제어부는 통신 대상이 되는 주변기기의 전송속도에 대응하여, 전송속도를 조정하는 것을 특징으로 하는 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기한 마이크로 컨트롤러는 상기 제어부의 데이터가 무선으로 송수신이 되도록 프리앰블과 헤더비트를 추가하거나 제거하는 것을 특징으로 하는 멀티플 직렬 데이터 통신 기능을 갖는 컴퓨터 시스템.
KR1019970024309A 1997-06-12 1997-06-12 멀티플직렬데이터통신기능을갖는컴퓨터시스템 KR100580382B1 (ko)

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