KR100604985B1

KR100604985B1 - 소비전력 계측 장치 및 계측 방법

Info

Publication number: KR100604985B1
Application number: KR1020040047380A
Authority: KR
Inventors: 권영철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2006-07-31
Also published as: KR20050122307A

Abstract

아이들 모드를 포함하는 동작모드에 따라 전력소비를 달리하고 적어도 하나의 채널을 가지는 피계측 장치로부터 동작모드신호를 입력받는 수신부; 제어신호에 응답하여 실시간으로 가변되는 출력전압을 공급하는 적어도 하나의 전력채널; 상기 적어도 하나의 전력채널의 상기 출력전압과 상기 피계측장치의 소비전류를 측정하여 소비전력 데이터값을 출력하는 소비전력 측정부; 상기 입력된 동작모드신호에 응답하여 상기 적어도 하나의 전력채널의 상기 출력전압을 실시간으로 가변시키기 위한 상기 제어신호를 발생하고, 상기 소비전력 데이터값을 처리하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 소비전력 계측장치가 개시된다.

이에 따라, 출력 전압 및 소비 전력 측정을 능동적으로 조절할 수 있게 된다.

소비전력, 계측

Description

소비전력 계측 장치 및 계측 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING POWER CONSUMPTION}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 계측 장치의 구조를 나타내는 블록도이다.

도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 소비전력 계측방법의 흐름을 설명하는 순서도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 계측장치 200 : 피계측 장치

10 : 수신부 20 : 제어부

30 : 전력 채널 40 : 소비전력 측정부

50 : 저장 장치 60 : 송신부

본 발명은 계측 장치 및 계측 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력이 소비되는 부분과 부분별 소비전력을 능동적으로 측정할 수 있는 계측 장치 및 계측 방법에 관한 것이다.

최근에, PDA등의 모바일 기기의 보급이 늘어나고, 기술의 발전에 따라서 이러한 기기들을 구성하는 장치들의 집적도 및 계산능력(computing power)이 크게 향상됨에 따라서, 제한적인 용량을 가지는 배터리로 동작되는 모바일 장치의 사용시간을 연장시키기 위해 구성 장치들의 전력 소모량을 최소화시키는 것은 매우 중요한 일이 되었다. 특히 일반적으로 가장 큰 집적도를 가지고 있는 CPU의 소모 전력을 절감하는 것이 전력 소모량을 절감하는데 있어서는 큰 중요성을 가질 뿐만 아니라, 전체 시스템의 동작상태를 좌우하는 CPU의 동작 상태에 따라서 다른 전력 절감 방법을 적용하는 것이 필요하다.

이와 같은 이유로, 최근 휴대폰이나 PDA 과 같이 모바일 프로세서가 사용되는 시스템의 경우, 주어진 배터리를 오랜 시간 동안 사용하기 위해 소비전력을 줄이기 위한 많은 기법들이 적용되어 있는데, 이러한 각 부분별 소비전력의 측정 및 Mode 변화에 따른 소비전력의 변화량은 기존의 소비전력 계측 장치를 이용할 경우 정확한 소비전력의 측정이 용이하지 않다.

예를 들면, 모바일 프로세서가 아이들 상태에서 소비 전력을 줄이기 위해 공급 전압을 변화시키고자 할 경우, 계측기가 실시간으로 모바일 프로세서와 연동하여 전압을 움직일 수가 없다. 또한 전력이 소요되는 각 부분 별로 전압을 개별 인가하여 동작 상태별 온/오프가 자유로워야 하지만, 기존의 계측기로는 여러 대의 장비가 필요하고, 모바일 프로세서와 서로 연동시킬 수도 없다.

또한, 일반적으로 계측기는 대부분의 작업이 수작업에 의해 이뤄지기 때문에 시간이 많이 소요되고, 작업자의 실수가 우려되는 등의 문제가 있다. 즉, 계측 대 상이 되는 장치의 계측 조건을 변화시키려면 상기 계측 조건에 따른 피 계측 장치의 측정 범위를 예상하여 이를 일일이 수동으로 조절해주어야 하는 불편함이 있었다. 아울러 그에 따른 계측 결과의 정확성도 보장되지 않는 문제점이 있었다.

한편, 전기, 전자 및 통신 기기에서 발생되는 신호의 크기나 형태를 표시하거나 분석하는 장비로는 디지털 멀티미터(Digital Multimeter), 오실로스코프(Oscilloscope), 주파수 카운터(Frequency Counter), 주파수 발생기(Function Generator) 등이 있는데 이러한 계측기들은 기능에 따라 별개로 구성되어 있으므로 복수개의 계측기를 사용하는 불편함이 있고 계측 장비의 부피로 인해 공간을 비효율적으로 사용하게 되는 문제점이 있다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 부분별 소비전력을 능동적으로 측정할 수 있는 계측 장치 및 계측 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 계측 장치는 아이들 모드를 포함하는 동작모드에 따라 전력소비를 달리하고 적어도 하나의 채널을 가지는 피계측 장치로부터 동작모드신호를 입력받는 수신부; 제어신호에 응답하여 실시간으로 가변되는 출력전압을 공급하는 적어도 하나의 전력채널; 상기 적어도 하나의 전력채널의 상기 출력전압과 상기 피계측장치의 소비전류를 측정하여 소비전력 데이터값을 출력하는 소비전력 측정부; 상기 입력된 동작모드신호에 응답하여 상기 적어도 하나의 전력채널의 상기 출력전압을 실시간으로 가변시키기 위한 상기 제어신호를 발생하고, 상기 소비전력 데이터값을 처리하는 제어부를 포함한다.

한편, 동작 모드에 따라 전력소비를 달리하는 피계측 장치로부터 동작모드신호를 입력받는 단계;상기 동작모드신호에 응답하여 적어도 하나의 출력전압을 실시간으로 제어하는 단계; 상기 제어되는 출력전압과 소비전류를 실시간으로 측정하여 측정 데이터값을 발생하는 단계; 및 상기 측정된 데이터값에 응답하여 상기 피계측 장치에서 소모되는 소비전력을 실시간으로 처리하는 단계를 포함한다.

이러한 계측 장치 및 계측 방법에 의하면, 피계측 장치의 여러 채널의 소비 전력을 동시에 측정하며, 피계측 장치로부터 신호를 입력받아 능동적으로 출력 전압 및 소비전력을 측정할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 소비전력 계측장치(100)는 수신부(10), 제어부(20), 복수개의 전력 채널(30), 소비전력 측정부(40), 저장 장치(50) 및 송신부(60)을 포함한다.

상기 피계측 장치(200)는 동작모드에 따라 전력소비가 가변 되는 장치로서 예를 들어, 휴대폰이나 PDA 등과 같이 전력 소모를 줄이기 위한 아이들 모드, 스탠 드-바이 모드 등의 여러 동작 모드를 구비하고 있는 모바일 프로세서가 사용되는 응용 제품일 수 있다. 상기 피계측 장치(200)는 소비전력 계측시에, 상기 동작 모드가 가변되는 경우 이를 상기 계측 장치(100)에게 변경된 동작 모드에 따른 동작모드신호(202)를 실시간으로 제공한다.

상기 수신부(10)는 피계측 장치(200)로부터의 동작모드신호(202)를 입력받고 이를 제어부(20)에 제공한다. 상기 동작모드신호(202)에는 피계측 장치의 각각의 채널에 소요되는 전압 값에 대한 정보 및 그에 따라 피계측 장치(200)에서 소비되는 전류 크기의 예측에 대한 정보 범위가 포함되어 있다.

상기 소비전력 계측장치(100)는 상기 전압 값에 대한 정보에 상응하는 크기의 출력 전압을 생성하여 피계측 장치(200)의 각 채널에 제공하고, 상기 제공받은 출력 전압에 따라 피계측 장치(200)에서 소비되는 전류의 크기를 측정하여 피계측 장치(200)의 소비전력을 측정한다. 또한, 상기 소비전력 계측장치(100)는 피계측 장치(200)의 발신 신호에 따라 상기 피계측 장치(200)에서 소비되는 전류의 크기의 예측 범위에 대한 정보에 상응하여 계측 장치(100)의 전류 측정 범위를 자동으로 조절한다. 즉, 상기 피계측 장치(200)로부터의 동작모드신호(202)에 따라 출력 전압을 생성하여 피계측 장치(200)의 각 채널에 이를 제공하며, 계측 장치의 전류 측정 범위를 능동적으로 조절하면서 피계측 장치(200)에서 소비되는 전류를 측정한다.

상기 제어부(20)는 상기 수신부(10)로부터 제공받은 동작모드신호(202)에 근거하여 적어도 하나의 전력 채널(30)에 각각의 제어 신호(22)를 제공한다. 구체적으로, 상기 제어부(20)는 상기 각각의 채널에 소요되는 전압 값에 대한 정보에 상응하여 상기 전력 채널(30)이 피계측 장치(200)의 각 채널에서 사용되는 출력 전압(32)을 생성하도록 상기 제어 신호(22)를 상기 전력 채널(30)에 제공한다. 단, 실시간 조절이 가능해야 하므로, 외부 신호의 속도에 충분히 반응할 만큼 빨라야 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 제어부(20)는 상기 전력채널(30) 각각에 대한 개별 제어가 가능하며, 일부 전력채널에 대해서만 상기 제어 신호(22)를 제공할 수 있다.

또한, 상기 제어부(20)는 상기 소비전력 측정부(40)으로부터 측정된 소비전력 데이터를 전달받아 이를 저장 장치(50)에 전달하여 측정된 데이터 값을 저장하고 이를 전력 소모의 원인 분석 등의 기초 자료로서 활용할 수 있도록 한다. 또는, 상기 제어부(20)는 상기 측정된 소비전력 값을 외부의 요청에 따라 송신부(60)로 전달하여 상기 데이터를 외부로 전송할 수 있다.

상기 복수개의 전력채널(30)은 피계측 장치에 사용할 전원을 공급한다. 상세하게는, 상기 전력채널(30)은 상기 제어 신호(22)에 근거하여 피계측 장치(200)의 하나 이상의 채널에 대해 출력 전압(32)을 생성한다. 예를 들어, 출력 전압(32)은 50mV 이하의 분해능으로 미세하게 조절할 수 있다. 상기 복수개의 전력 채널(30)은 피계측 장치(200)의 하나 이상의 채널에 각기 대응한다. 또한, 상기 전력 채널(30)은 상기 제어부(20)에 의해 개별 제어되어 일부의 전력 채널(30)만이 출력 전압을 생성할 수도 있으며, 각기 서로 다른 출력 전압을 생성할 수 있다.

상기 소비전력 측정부(40)는 아날로그-디지털 컨버터(A-D Converter)로 구성되어 출력 전압(32)과 소비전류(204)를 측정한다. 구체적으로, 상기 전력채널(30)로부터 공급되는 전압에 상응하여 피계측 장치(200)에서 소모되는 소비전류를 측정하여 피계측 장치의 소비 전력을 계측한다. 즉, 상기 소비전력 측정부(40)는 상기 전력 채널(30)로부터 생성된 전압을 피계측 장치(200)의 각 채널에 출력 전압(32)으로 제공하고, 상기 출력 전압(32)과, 상기 출력 전압에 상응하여 피계측 장치(200)의 각 채널에서 소비되는 전류(204)를 측정하여 피계측 장치(200)의 각 채널별 소비전력을 측정한다. 상기 소비전력 측정부(40)는 상기 측정된 소비전력 값을 실시간 측정하기 위해 높은 시간 분해능으로 데이터 샘플링 하여 제어부(20)로 전달하고, 상기 제어부(20)는 이를 저장 장치(50) 또는 송신부(60)로 전달한다.

상기 저장 장치(50)는 상기 제어부(20)로부터 전달받은 각 채널별 소비전력 데이터를 저장한다. 에를 들어 상기 저장 장치(50)는 DRAM 또는 SRAM 일 수 있다.

상기 송신부(60)는 외부의 요청이 있을 시에, 상기 제어부(20)로부터 피계측 장치(200)의 각 채널별 소비전력 데이터값을 전달받아 이를 외부 PC 등에 제공한다. 상기 외부로 인출된 데이터는 각 채널별 소비전력 데이터의 비교, 분석 등에 사용될 수 있고, 나아가 모바일 플랫폼의 개발 및 설계에 필요한 기초 자료로 활용될 수 있다.

상기 측정된 소비전력 데이터값(48)은 제어부(20)로 전달되어, 상기 저장 장치(50) 또는 상기 송신부(60)로 전달된다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소비전력 계측방법의 흐름을 설명하는 순 서도이다.

도 2를 참조하면, 계측장치는 동작 모드에 따라 전력소비를 달리하는 피계측 장치로부터 동작모드신호를 입력받는다(S100). 상기 동작모드신호는 피계측 장치의 각 채널에 소요되는 전압 값에 대한 정보 및 그에 따라 상기 피계측 장치에서 소비되는 전류 크기의 예측 범위에 대한 정보를 갖는다. 상기 동작모드신호에 응답하여 적어도 하나의 출력전압이 실시간으로 제어된다(S200). 상기 적어도 하나의 출력전압은 상기 동작모드신호에 근거하여 상기 피계측 장치의 각 채널에 소요되는 전압을 제공하는 출력 전압이다. 상기 제어되는 출력전압과 소비전류를 실시간으로 측정하여 측정 데이터값이 발생된다(S300). 상기 측정된 데이터값에 응답하여 상기 피계측 장치에서 소모되는 소비전력은 실시간으로 처리된다(S400).

이처럼, 피계측기로부터 신호를 받아 출력 전압의 변경 및 소비 전류의 측정을 능동적으로 함으로써 각 부분별 전력소비량을 실시간 측정할 수 있고, 이를 저장함으로써 모바일 프로세서 및 응용 시스템 개발에 기초 자료로서 활용할 수 있다.

이러한 기본 구조를 가지는 계측 장치를 활용하면, 모바일 플랫폼 개발 및 응용 회로 개발에 필요한 기초자료를 축적할 수 있으며, 이를 통해 전력 소모의 원인 분석 및 설계에 많은 도움을 줄 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 소비전력 계측 장치는 피계측 장치로부터 실시간으로 신호를 수신하여 피계측 장치에서 사용되는 출력 전압을 제공하며, 피계측 장치에서 소비되는 전류 측정을 위해 전류의 측정 범위를 자동으로 조절함으로써, 소비전력을 피계측 장치의 발신 신호에 따라 능동적으로 측정할 수 있다. 또한 주로 사용하는 어플리케이션에 따라서도 소비전력이 변화하므로 실시간으로 전압과 전류를 기록하여, 어플리케이션별 소비전력 변화에 대한 분석 자료로 활용할 수 있을 것이다.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

아이들 모드를 포함하는 동작모드에 따라 전력소비를 달리하고 적어도 하나의 채널을 가지는 피계측 장치로부터 동작모드신호를 입력받는 수신부;

제어신호에 응답하여 실시간으로 가변되는 출력전압을 상기 피계측 장치의 각 채널에 공급하는 적어도 하나의 전력채널;

상기 적어도 하나의 전력채널의 상기 출력전압과 상기 피계측 장치의 소비전류를 측정하여 소비전력 데이터값을 출력하는 소비전력 측정부;

상기 입력된 동작모드신호에 응답하여 상기 적어도 하나의 전력채널의 상기 출력전압을 실시간으로 가변시키기 위한 상기 제어신호를 발생하고, 상기 소비전력 데이터값을 처리하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 소비전력 계측장치.
제1항에 있어서, 상기 동작모드신호는 상기 피계측 장치의 각 채널에서 소요되는 전압 값에 대한 정보 및 그에 상응하는 상기 피계측 장치에서 소비되는 전류 크기의 예측 범위에 대한 정보를 가지는 것을 특징으로 하는 소비전력 계측장치.
제2항에 있어서, 상기 제어부는 상기 피계측 장치의 각 채널에서 소요되는 전압 값에 대한 정보에 상응하여, 상기 적어도 하나의 전력채널에서 상기 피계측 장치의 각 채널에서 사용되는 상기 출력 전압이 공급되도록 상기 제어 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 소비전력 계측장치.
제2항에 있어서, 상기 소비전력 계측장치는 상기 피계측 장치에서 소비되는 전류 크기의 예측 범위에 대한 정보에 상응하여, 상기 소비전력 계측장치의 전류 측정 범위를 자동으로 조절하는 것을 특징으로 하는 소비전력 계측장치.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전력채널은 상기 피계측 장치의 각 채널에 대응하여 구비되는 것을 특징으로 하는 소비전력 계측장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 피계측 장치의 각 채널에 대한 온-오프 및 전원전압을 제어하기 위하여 상기 적어도 하나의 전력채널을 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 소비전력 계측장치.
제1항에 있어서, 상기 소비전력 계측장치는 상기 제어부에서 처리된 상기 소비전력 데이터값을 저장하기 위한 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소비전력 계측장치.
제7항에 있어서, 상기 소비전력 계측장치는 상기 제어부에서 처리되거나 상기 저장부에 저장된 상기 소비전력 데이터값을 외부에 송신하기 위한 송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소비전력 계측장치.
제1항에 있어서, 상기 피계측 장치는 모바일 프로세서 칩인 것을 특징으로 하는 소비전력 계측장치.
아이들 모드를 포함하는 동작 모드에 따라 전력소비를 달리하는 피계측 장치로부터 동작모드신호를 입력받는 단계;

상기 동작모드신호에 응답하여 적어도 하나의 출력전압을 실시간으로 제어하는 단계;

상기 제어되는 출력전압과 소비전류를 실시간으로 측정하여 측정 데이터값을 발생하는 단계; 및

상기 측정된 데이터값에 응답하여 상기 피계측 장치에서 소모되는 소비전력을 실시간으로 처리하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 소비전력 측정방법.