KR100655262B1 - Ｕｓｂ/ｕａｒｔ 공용 오디오 컨넥터 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 범용직렬버스(USB)/범용 비동기화 송수신기(UART) 공용 오디오 컨넥터 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 케이블을 이용하여 외부장치의 컨넥터와 AUDIO/USB/UART 겸용 컨넥터를 연결한 후 AUDIO/USB 혹은 AUDIO/UART 신호를 공용의 오디오 신호라인을 통해 오디오 장치에서 선택적으로 청취할 수 있는 오디오 컨넥터 기술에 관한 것이다. 따라서 본 발명에 의하면, 하나의 케이블 연결만으로도 오디오 장치를 통해 AUDIO/USB 혹은 AUDIO/UART 신호를 선택하여 청취할 수 있다.
AUDIO, USB, UART, 컨넥터, 케이블, 신호라인

Description

ＵＳＢ/ＵＡＲＴ 공용 오디오 컨넥터 시스템{USB/UART Common Audio Connector System}
도 1은 종래 기술에 따라 리모컨과 연결하여 사용되는 MP3 장치의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따라 카 오디오와 연결하여 사용되는 MP3 장치의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 USB/UART 공용 오디오 컨넥터 시스템의 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 USB/UART 공용 오디오 컨넥터 시스템의 회로구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 USB/UART 공용 오디오 컨넥터 시스템의 동작과정을 나타낸 흐름도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100: 외부장치 110: 외부장치 컨넥터
200: 통신용 케이블 300: 컨넥터 바디(body)
310: AUDIO 잭(jack) 330: USB/UART 컨넥터
400: 오디오 장치 410: AUDIO 잭 접속부
420: 아날로그 오디오 회로부 430: USB/UART 컨넥터 접속부
440: 아날로그 스위치부
본 발명은 범용직렬버스(Universal Serial Bus, 이하: USB)/범용 비동기화 송수신기(Universal Asynchronous Receiver Transmitter, 이하: UART) 공용 오디오 컨넥터 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 케이블을 이용하여 외부장치의 컨넥터와 AUDIO/USB/UART 겸용 컨넥터를 연결한 후 AUDIO/USB 혹은 AUDIO/UART 신호를 공용의 오디오 신호라인을 통해 오디오 장치에서 선택적으로 청취할 수 있는 오디오 컨넥터 기술에 관한 것이다.
최근 각종 미디어 재생장치가 보편화되면서 차량용 카 오디오나 가정용 오디오 장치의 스피커 시스템을 통해 미디어 재생장치에 저장되어 있는 곡들을 듣기를 원하는 소비자의 요구가 증가하고 있는 추세이다. 이를 위하여 종래의 미디어 재생장치에 FM 송신기능을 부가하여 미디어 재생장치가 재생된 곡을 특정 FM 주파수로 송신하고, 오디오 장치는 이를 FM 수신모드에서 주파수 튜닝하여 듣도록 하는 기술이 제안되어 현재 널리 사용되고 있다.
또한, 종래의 오디오 장치에 Aux-Line을 따로 외부로 뽑아내서 미디어 재생 장치의 이어폰 잭을 연결하여 듣는 방식도 일반적으로 사용되어 왔다. 이처럼 디지털 미디어 기술이 보편화되면서 차량용 카 오디오나 가정용 오디오 장치의 스피커 시스템을 통해 USB 메모리 등에 저장되어 있는 디지털 컨텐츠를 직접 재생하고자 하는 소비자의 요구가 증가하고 있다.
이를 위하여 본 특허출원인은 '외부 저장장치를 이용한 미디어 처리장치'에 관한 발명을 2002.04.04자로 출원번호 2003-21307호로 출원하여 2003.10.15자로 등록번호 403,376호로 특허등록을 받은 바 있다. 상기의 기술에 따르면 오디오 장치가 USB 호스트 인터페이스를 구비하여 USB 메모리에 저장되어 있는 컨텐츠를 직접 판독하여 재생하도록 되어 있다.
위에서 설명한 기존의 디지탈 미디어 기술에 적용하는 미디어 저장 또는 미디어 재생장치를 보면 표준 USB를 이용하는 MP3 장치 또는 USB 플래시 장치(UFD)의 제품군과, 인터페이스로서 UART와 IEEE 1394를 이용하는 애플사의 i-POD 제품군을 들 수 있다.
이와 같은 애플사의 i-POD는 도 1에 도시된 바와 같이, 32-핀 컨넥터(11)와 애플 PC에 연결하여 MP3 파일을 다운로드 하는데 사용하는 IEEE 1394 컨넥터(12)를 구비한 MP3 플레이어(10)를 리모콘에 접속하여 UART 통신방식으로 기기 제어와 곡정보 등의 디스플레이에 활용한다.
또한, 애플사의 i-POD는 도 2에 도시된 바와 같이, MP3 플레이어(10)의 32-핀 컨넥터(11)와 카 오디오(20)에 추가로 설치한 32-핀 컨넥터(21)를 접속하여 UART 통신방식으로 카 오디오(20) 측에서 곡 정보를 제공받고, MP3 플레이어(10) 측으로는 기기 조작에 대한 제어정보를 제공하는 32-핀 컨넥터를 활용한 카 오디오 패키지를 제공하여 왔다. 이러한 카 오디오를 iPOD-ready라고 하며, 참고로 아날로그 오디오는 Aux-Line으로 별도 연결된다.
그러나, 최근 카 오디오 등에 USB 컨넥터가 장착되는 추세이고, 그에 따라 iPOD-ready를 구현하거나 UART 통신을 구현하기 위해서는 확장 컨넥터와 USB 컨넥터를 모두 구비해야 함으로써 공간의 부족과 디자인 상의 문제가 유발된다.
이는 최근 애플사의 i-POD 제품이 전용 인터페이스를 통해서만 접속이 가능한 구조로 이루어져 있고 UART 통신을 하는 재생장치는 확장 컨넥터와 USB 컨넥터가 서로 다르기 때문에 카 오디오의 인터페이스를 추가로 구성하지 않는다면 종래의 방식을 사용하기가 곤란하고, 소비자들이 애플사의 i-POD 제품 또는 UART 통신용 제품을 많이 구입하여 사용하고 있음에도 불구하고 그 효용도에 있어서는 그다지 높지 않았다.
또한, 기존의 카 오디오 혹은 홈 오디오 시스템에서는 USB, UART, AUDIO 컨넥터가 따로 존재하고 있으므로 USB와 AUDIO를 사용할 경우 USB 케이블과 AUDIO 케이블을 각각 따로 사용해야 했으며, UART와 AUDIO를 사용할 경우에도 UART 케이블과 AUDIO 케이블을 각각 따로 사용해야 하는 불편함이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 특허출원인은 출원번호 10-2006-0001525,‘오디오 시스템’에 관한 발명을 2006.01.05자로 출원한 바 있다.
또한, 본 특허출원인은 출원번호 10-20067-0014962, ‘ USB/UART공용시스템 ’에 관한 발명을 2006.02.16자로 출원한 바 있다. 상기의 기 출원된 특허에서는 다양한 실시 예로서 USB/UART 기능을 공용으로 사용하거나, USB/UART/GPIO 기능을 공용으로 사용하거나 혹은 USB/UART/GPIO 기능을 개별로 사용하는 통신시스템을 제시하였다.
그러나, 본 발명에서는 상기의 기 출원된 특허에 제시된 다양한 실시 예를 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 보다 구체화될 수 있도록 진보된 기술을 보완하였다. 또한 실제 제품으로 구현될 수 있도록 제품의 완성도를 높였다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 하나의 케이블에 의해 외부장치의 컨넥터와 연결된 단일의 AUDIO/USB/UART 겸용 컨넥터를 이용하여 공용의 오디오 신호라인을 통해 AUDIO/USB 혹은 AUDIO/UART 신호를 오디오 장치에서 선택적으로 청취할 수 있도록 하는 USB/UART 공용 오디오 컨넥터 시스템을 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명에 의하면, 외부장치(100)와 접속되어 오디오 인터페이스를 제공하는 외부장치 컨넥터(110); AUDIO 신호 및 USB/UART 신호를 공용으로 접속하는 컨넥터 바디(body)부(300); 상기 외부장치 컨넥터(110)와 컨넥터 바디부(300) 사이를 매개하여 AUDIO 신호 및 USB/UART 신호를 연결하는 통신용 케이블(200); 및 상기 컨넥터 바디부 (300)와 접속되어 AUDIO/USB 혹은 AUDIO/UART 신호를 선택적으로 수신하는 오디오 장치(400); 를 포함하여 구성되는 USB/UART 공용 오디오 컨넥터 시스템을 제공한다.
본 발명의 USB/UART 공용 오디오 컨넥터 시스템에 의하면, 상기 컨넥터 바디부(300)는 AUDIO 잭(jack)(310)과 단일의 USB/UART 컨넥터(330)를 구비하고, 상기 오디오 장치(400)는 상기 AUDIO 잭(310)에 대응되는 AUDIO 잭 접속부(410) 및 상기 USB/UART 컨넥터(330)에 대응되는 USB/UART 컨넥터 접속부(430)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의하면 외부장치(100)와 접속되어 오디오 인터페이스를 제공하는 외부장치 컨넥터(110); AUDIO 잭(jack)(310)과 단일의 USB/UART 컨넥터(330)를 구비하며, AUDIO 신호 및 USB/UART 신호를 공용으로 접속하는 컨넥터 바디(body)부(300); 및 상기 외부장치 컨넥터(110)와 컨넥터 바디부(300) 사이를 매개하여 AUDIO 신호 및 USB/UART 신호를 연결하는 통신용 케이블(200); 를 포함하여 구성되는 USB/UART 공용 오디오 컨넥터 시스템을 제공한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 USB/UART 공용 오디오 컨넥터 시스템의 구성도이며, 도 4는 도 3에 도시된 USB/UART 공용 오디오 컨넥터 시스템의 회로구성도이다.
본 발명의 구성 및 작용 설명에 앞서 UART 및 USB 개념을 살펴보면, 데이터 전송을 위해 주로 사용되는 통신 포트의 종류에는 범용 비동기화 송수신기(UART)와 범용 직렬 버스(USB) 등이 적용된다.
먼저 UART는 비동기 직렬통신 처리장치로서 모든 컴퓨터에는 직렬 포트를 관리하기 위해 UART가 존재하며, 모든 내부 모뎀도 각자의 UART를 구비하고 있다. 이러한 UART는 컴퓨터에게 RS-232C 인터페이스를 제공함으로써 모뎀이나 기타 다른 직렬장치들과 통신하거나 데이터를 주고받을 수 있게 한다.
이와는 달리, USB는 IBM 등을 비롯한 7개사가 공동으로 제안한 주변기기 접속 인터페이스 규격으로서 여러 주변장치들을 개인용 컴퓨터에 접속하기 위한 인터페이스의 공동화를 목적으로 한다. 이러한 USB를 사용하면 주변기기 등을 개인용 컴퓨터와 연결할 때 소프트웨어나 하드웨어를 별도로 설정할 필요 없이 모든 주변 기기를 접속할 수 있기 때문에 포트 수를 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 설치가 간편하고 휴대형 컴퓨터의 소형화가 가능한 이점이 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 외부장치(100)의 컨넥터(110)와 컨넥터 바디(body)(300)가 통신용 케이블(cable)(200)에 의해 연결되어 있으며, 컨넥터 바디부(300)에는 오디오 잭(jack)(310)와 USB/UART 컨넥터(330)가 구비되어 있다.
오디오 잭(jack)(310)은 오디오 장치(400)의 오디오 잭 접속부(410)와 연결되어 체결되며, USB/UART 컨넥터(330)는 오디오 장치(400)의 USB/UART 컨넥터 접속부(430)와 연결되어 체결된다. 오디오 잭 접속부(410)에는 아날로그 회로부(420)가 연결되며, USB/UART 컨넥터 접속부(430)에는 아날로그 스위치부(440)가 연결되어 있다.
이때, USB/UART 컨넥터 접속부(430)와 아날로그 스위치부(analog switch)(440) 간에는 UART 송신신호 TXD 단자 혹은 USB 호스트 데이터(D+) 신호 HD+ 단자와 접속되는 USB 컨넥터 신호라인의 D+_RXD와, UART 수신신호 RXD 단자 혹은 USB 호스트 데이터(D-) 신호 HD- 단자와 접속되는 USB 컨넥터 신호라인의 D-_TXD가 연결되어 있다.
아날로그 스위치부(440)의 타 단에는 UART 송신신호의 TXD 단자, UART 수신신호의 RXD 단자, USB 호스트 데이터(D+) 신호의 HD+ 단자, USB 호스트 데이터(D-) 신호의 HD- 단자 및 스위치 셀렉터(selector)의 SW_SEL이 각각 연결되어 있다.
한편, 도 3에 도시되어 있지는 않으나, 아날로그 스위치부(440)로 제공되는 각종의 신호 라인들(UART_TXD, UART_RXD, USB_HD+, USB_HD-, SW_SEL)은 시스템의 제어부로부터 공급되거나 시스템의 제어부로 공급된다.
이때, 도 4의 회로도를 살펴보면 아날로그 스위치부(404)의 10번 핀(pin)과 전원(VDD) 사이에 접점된 캐패시터(C1)는 안정된 정전압을 공급하기 위해 리플(ripple) 및 잡음(noise)을 감소시키는 기능을 한다.
외부장치의 컨넥터(110)는 직접 접속되는 외부장치 혹은 어댑터 장치를 통해 접속되는 외부장치에 대하여 오디오 인터페이스를 제공한다. 이때, 외부장치의 컨넥터(100)는 표준의 컨넥터이거나 혹은 별도 설계된 컨넥터의 사용도 가능하다.
통신용 케이블(200)은 하나의 라인으로 구성되며, 케이블의 종류는 통신용이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
컨넥터 바디부(300)는 AUDIO의 L 신호와 R 신호를 수신하는 AUDIO 잭(310)과 USB/UART 공용 통신 접속이 가능한 단일의 USB/UART 컨넥터(330)로 구성되어 있다.
오디오 장치(400)는 카 오디오 시스템 혹은 홈 오디오 시스템에 적용되어 AUDIO/USB 혹은 AUDIO/UART 오디오 신호를 청취할 수 있는 오디오 기기를 나타낸다.
아날로그 오디오 회로부(420)는 아날로그 오디오를 구현하기 위한 각종 칩이 내장된 회로 기판을 나타낸다.
아날로그 스위치부(440)는 스위치 셀렉터 SW_SEL의 선택 제어신호에 따라 UART 컨넥터 신호라인 혹은 USB 컨넥터 신호라인 중 어느 하나의 경로를 선택적으로 설정하는 기능을 한다.
이때, 스위치 셀렉터 SW_SEL의 경로 설정 조건을 살펴보면, 디폴트(Default) 즉 초기상태에서 USB 컨넥터 신호라인의 D-_TXD가 HIGH(3.3V)이고, USB 컨넥터 신호라인의 D+_RXD 단자가 LOW(0V) 상태일 때 UART 데이터 라인의 경로를 선택적으로 설정하며, USB 컨넥터 신호라인의 D-_TXD가 LOW(0V)이고, USB 컨넥터 신호라인의 D+_RXD가 HIGH(3.3V) 상태일 때, USB 데이터 라인의 경로를 선택적으로 설정함으로써 USB 혹은 UART 공용 오디오 신호의 송수신이 가능하게 된다.
상기에서와 같이 구성된 본 발명의 기술적 특징을 살펴보면, 기존의 카 오디오 혹은 홈 오디오 시스템에서는 USB, UART, AUDIO 컨넥터가 따로 존재하고 있으므로 USB와 AUDIO를 사용할 경우 USB 케이블과 AUDIO 케이블을, UART와 AUDIO를 사용할 경우 UART 케이블과 AUDIO 케이블을 각각 따로 사용해야 하는 단점이 있었으나, 본 발명에서와 같이 외부장치(100)의 컨넥터(110)와 컨넥터 바디(300) 사이에 하나의 통신용 케이블(200) 연결에 의해 단일의 AUDIO/USB/UART 겸용 컨넥터를 이용하여 AUDIO/USB 혹은 AUDIO/UART 신호를 공용의 오디오 신호라인을 통해 오디오 장치(400)에서 청취할 수 있는 장점이 있다.
도 5는 본 발명에 따른 USB/UART 공용 오디오 컨넥터 시스템의 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 오디오 장치(400)의 아날로그 스위치부(440)와 연결된 스위치 셀렉터 SW_SEL를 초기상태, 즉 디폴트(default)의 LOW(0V) 상태로 설정한다(S110).
스위치 셀렉터 SW_SEL의 디폴트 상태에서 UART 송신신호 TXD 단자와 USB 컨넥터 신호라인(line)의 D+_RXD를 연결하고, UART 수신신호 RXD 단자와 USB 컨넥터 신호라인(line)의 D-_TXD를 각각 연결한다(S120).
이때, UART 송신신호 TXD 단자와 UART 수신신호 RXD 단자는 GPIO port의 기능으로서 입력 포트(INPUT port) 상태로 설정한다(S130).
또한, USB 호스트 데이터(D+) 신호의 HD+ 단자와 USB 호스트 데이터(D-) 신호의 HD- 단자는 USB port 상태로 설정한다(S140).
USB/UART 컨넥터(330)에서 외부장치의 컨넥터(110)를 통해 UART 송신신호의 TXD 단자(GPIO PORT) 신호와 UART 수신신호의 RXD 단자(GPIO PORT) 신호를 읽어들인 후 각각의 값이 LOW(0V)와 HIGH(3.3V) 상태 인지를 비교하여 UART 접속신호의 존재 여부를 판단한다(S150).
판단결과(S150), USB/UART 컨넥터(330)에 외부장치의 컨넥터(110)를 통해 UART 접속신호가 있는 경우, 하나의 케이블(200)에 의해 연결된 AUDIO/USB/UART 겸용 컨넥터(310,410,330,430)에서 UART 송신신호인 TXD 단자와 UART 수신신호인 RXD 단자를 GPIO기능에서 UART port 상태로 변경하여 설정한다(S160). 따라서 오디오 장치(400)에서 AUDIO /UART 신호의 청취(송수신)가 가능하게 된다(S170).
판단결과(S150), USB/UART 컨넥터(320)에 외부장치의 컨넥터(110)로부터 UART 접속신호가 아닌 경우, 하나의 케이블(200)에 의해 연결된 AUDIO/USB/UART 겸용 컨넥터(310,410,330,430)에서 UART 송신신호의 TXD 단자(GPIO PORT) 신호와 UART 수신신호의 RXD 단자(GPIO PORT) 신호를 읽어들인 후 각각의 값이 HIGH(3.3V)와 LOW(0V) 상태 인지를 비교하여 USB 접속신호의 존재 여부를 판단한다(S180).
판단결과(S180), USB/UART 컨넥터(320)에 외부장치의 컨넥터(110)로부터 USB 접속신호가 있는 경우, 아날로그 스위치(440)의 스위치 셀레터의 SW_SEL을 HIGH(3.3V) 상태로 설정한다.
이때, USB 호스트 데이터(D+) 신호인 HD+ 단자와 USB 컨넥터 신호라인(line)의 D+_RXD를 연결하고, USB 호스트 데이터(D-) 신호인 HD- 단자와 USB 컨넥터 신호라인(line)의 D-_TXD를 각각 연결함으로써(S190) 오디오 장치(400)에서 AUDIO/USB 신호의 청취(송수신)가 가능하게 된다(S200).
만약, 판단결과(S180) USB/UART 컨넥터(330)에 외부장치의 컨넥터(110)로부터 USB 접속신호가 아닌 경우, 외부에 USB 혹은 UART 접속신호가 없는 것으로 판단한다.
한편, 본 발명에서는 GPIO port와 UART port를 공용으로 사용하고 아날로그 스위치부를 사용하는 마이크로제어회로(MCU) 경우에 대하여 기술하였지만, GPIO port와 UART port를 공용으로 사용하고 아날로그 스위치를 사용하지 않는 마이크로제어회로(MCU)와 GPIO port와 UART port를 공용으로 사용하지 않는 즉, UART port가 마이크로제어회로(MCU)의 전용포트(port)로 사용할 경우와 에도 사용 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 기술적 범위 내에 포함된다 할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 하나의 케이블에 의해 연결된 외부장치의 컨넥터와 단일의 AUDIO/USB/UART 겸용 컨넥터를 이용하여 공용의 오디오 신호라인으로 AUDIO/USB 혹은 AUDIO/UART 신호를 선택적으로 검출할 수 있다. 따라서 본 발명은 하나의 케이블 연결만으로도 오디오 장치를 통해 AUDIO/USB 혹은 AUDIO/UART 신호를 선택하여 청취할 수 있다.

Claims (3)

  1. 외부장치(100)와 접속되어 오디오 인터페이스를 제공하는 외부장치 컨넥터(110);
    AUDIO 신호 및 USB/UART 신호를 공용으로 접속하는 컨넥터 바디(body)부(300);
    상기 외부장치 컨넥터(110)와 컨넥터 바디부(300) 사이를 매개하여 AUDIO 신호 및 USB/UART 신호를 연결하는 통신용 케이블(200); 및
    상기 컨넥터 바디부(300)와 접속되어 AUDIO/USB 혹은 AUDIO/UART 신호를 선택적으로 수신하는 오디오 장치(400);
    를 포함하여 구성되는 USB/UART 공용 오디오 컨넥터 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨넥터 바디부(300)는 AUDIO 잭(jack)(310)과 단일의 USB/UART 컨넥터(330)를 구비하고, 상기 오디오 장치(400)는 상기 AUDIO 잭(310)에 대응되는 AUDIO 잭 접속부(410) 및 상기 USB/UART 컨넥터(330)에 대응되는 USB/UART 컨넥터 접속부(430)를 구비하는 것을 특징으로 하는 USB/UART 공용 오디오 컨넥터 시스템.
  3. 외부장치(100)와 접속되어 오디오 인터페이스를 제공하는 외부장치 컨넥터(110);
    AUDIO 잭(jack)(310)과 단일의 USB/UART 컨넥터(330)를 구비하며, AUDIO 신호 및 USB/UART 신호를 공용으로 접속하는 컨넥터 바디(body)부(300); 및
    상기 외부장치 컨넥터(110)와 컨넥터 바디부(300) 사이를 매개하여 AUDIO 신호 및 USB/UART 신호를 연결하는 통신용 케이블(200);
    를 포함하여 구성되는 USB/UART 공용 오디오 컨넥터 시스템.
KR1020060015590A 2006-01-05 2006-02-17 Ｕｓｂ/ｕａｒｔ 공용 오디오 컨넥터 시스템 KR100655262B1 (ko)

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