KR100681383B1 - Communication protocol for energy system integrated on a system communication bus - Google Patents
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Abstract
컴퓨터 시스템은 시스템 통신 버스 상에 통합된 에너지 시스템을 가지고, 통합된 에너지 시스템은 다수의 에너지 장치를 포함한다. 각 에너지 장치는 시스템 통신 버스 상에 통합되고, 메모리와 프로세서를 포함한다. 각 에너지 장치 프로세서는 통신 데이터 유휴 상태 동안 및 통신 데이터가 유휴 상태로 될 때 시스템 통신 버스를 선택적으로 모니터하며, 각 에너지 장치는 에너지 시스템의 기타 에너지 장치와 통신을 시도한다. 에너지 장치는 통신 데이터 유휴 상태가 검출된 후에 미리 정해진 시퀀스에 따라 통신을 시도한다. 에너지 장치의 예로서는 배터리 팩, 데스크탑 충전기, 분석기, 및 라디오가 있다.The computer system has an integrated energy system on the system communication bus, the integrated energy system comprising a number of energy devices. Each energy device is integrated on a system communication bus and includes a memory and a processor. Each energy device processor selectively monitors a system communication bus during communication data idle and when communication data is idle, each energy device attempting to communicate with other energy devices in the energy system. The energy device attempts to communicate according to a predetermined sequence after the communication data idle state is detected. Examples of energy devices are battery packs, desktop chargers, analyzers, and radios.
시스템 통신 버스, 에너지 장치 프로세서, 메모리, 배터리 팩, 데스크탑 충전기, 통신 데이터System Communication Bus, Energy Device Processor, Memory, Battery Pack, Desktop Charger, Communication Data
Description
도 1은 에너지 시스템 내에 다수의 에너지 장치를 가지는 통합된 에너지 시스템을 포함한 컴퓨터 시스템의 블록도. 1 is a block diagram of a computer system including an integrated energy system having multiple energy devices in the energy system.
도 2는 각 에너지 장치가 시스템 통신 버스를 모니터하여, 선택적으로 기타 에너지 장치와 통신하는 데 사용하는 양호한 프로토콜을 도시한 순서도.2 is a flow chart illustrating a preferred protocol that each energy device uses to monitor the system communication bus and optionally communicate with other energy devices.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 컴퓨터 시스템10: computer system
12 : 에너지 시스템12: energy system
14 : 시스템 통신 버스14: system communication bus
16 : 배터리 팩16: battery pack
18 : 분석기18: Analyzer
20 : 라디오20: radio
22 : 데스크탑 충전기22: desktop charger
24 : 데스크탑 충전기 디스플레이 24: desktop charger display
26 : 기타 에너지 시스템 장치26: other energy system devices
본 발명은 일반적으로 상주(resident) 에너지 시스템을 포함하는 컴퓨터 시스템에 관한 것이며, 특히, 시스템 통신 버스 상에 통합된 에너지 공급 시스템에 관한 것으로, 상기 에너지 공급 시스템은 특정한 통신 프로토콜로 상기 시스템 버스 상의 다른 에너지 장치와 통신한다. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to computer systems comprising resident energy systems, and more particularly, to energy supply systems integrated on a system communication bus, wherein the energy supply system is further adapted to the particular communication protocol. Communicate with energy devices.
셀룰러폰과 같은 휴대용 전자 장치를 위한 에너지 시스템은 전자적으로 상당히 정교화되어 왔다. 재충전 배터리와 같은 기존의 에너지 장치는 종종 전자 메모리와 프로세싱 기능을 가진다. 메모리를 갖는 재충전 배터리의 한 예는 "충전 절차를 저장하기 위한 메모리를 가진 배터리(Battery with Memory for Storing Charge Procedure)"의 제목으로 1996년 7월 9일자로 크레이싱어(Kreisinger) 등에게 허여된 미국 특허 번호 제 5,534,765호에 나타나 있다. 크레이싱어는 특정 충전 파라미터를 저장하기 위한 메모리를 가진 재충전 배터리와, 충전 전류와 전압을 공급하기 위한 충전기를 포함하는 배터리 충전기 시스템을 개시하고 있다. 충전 파라미터는 일반적으로 배터리의 충전을 조절하는 배터리 관련 정보이다. 배터리의 메모리에 저장된 배터리 관련 정보는 충전기를 위한 충전 명령이나, 배터리를 충전시키기 위한 특정 절차를 또한 포함할 수 있다. 따라서, 배터리는 충전기에 대한 충전 명령이나 절차를 주고 받기 위해 시스템 통신 버스에 접근해야만 한다. Energy systems for portable electronic devices such as cellular phones have been highly sophisticated electronically. Conventional energy devices, such as rechargeable batteries, often have electronic memory and processing capabilities. An example of a rechargeable battery with memory is the United States, issued to Kreisinger et al. On July 9, 1996, entitled "Battery with Memory for Storing Charge Procedure." It is shown in patent number 5,534,765. Crashinger discloses a battery charger system comprising a rechargeable battery having a memory for storing certain charging parameters and a charger for supplying charging current and voltage. The charging parameter is generally battery related information that controls the charging of the battery. The battery related information stored in the memory of the battery may also include a charging instruction for the charger or a specific procedure for charging the battery. Thus, the battery must access the system communication bus to send and receive charging commands or procedures for the charger.
휴대용 전자 장치를 위한 종래의 에너지 시스템에서는, 단지 두 에너지 시스템 장치만이 전자 장치의 시스템 통신 버스를 공유할 필요가 있다. 그러나, 최근 에너지 시스템은, 시스템 통신 버스에 모두 연결되어 시스템 통신 버스를 통해 통신하는 5개 이상의 에너지 장치를 포함할 수 있다. 다양한 에너지 장치들간에 증가된 통신의 복잡성으로 인해, 셀룰러폰의 통신 데이터와 같은, 버스를 통과하는 다른 데이터의 흐름이 중단될 수 있고, 전자 장치의 기능이 심각하게 방해받을 수 있다.In conventional energy systems for portable electronic devices, only two energy system devices need to share the system communication bus of the electronic device. However, modern energy systems may include five or more energy devices that are all connected to the system communication bus and communicate via the system communication bus. Due to the increased complexity of communication between the various energy devices, the flow of other data through the bus, such as the communication data of a cellular phone, can be interrupted and the functionality of the electronic device can be severely disturbed.
그러므로, 시스템 통신 버스 상에 통합된 여러 에너지 장치의 사용에 따라서, 다른 에너지 장치가 게이징, 충전, 통신 등과 같은 다른 전자 장치의 기능과 간섭을 일으키지 않고 통신할 수 있도록 하는 적절한 통신 프로토콜이 제공될 필요가 있다. 그러므로, 본 발명은 주로, 시스템 통신 버스 상에 상주하는 에너지 장치들 사이에서 만족스러운 통신 프로토콜을 갖는 개선된 에너지 시스템에 관련된다. Therefore, depending on the use of multiple energy devices integrated on the system communication bus, appropriate communication protocols may be provided that allow other energy devices to communicate without interfering with the functionality of other electronic devices such as gauging, charging, communication, and the like. There is a need. Therefore, the present invention mainly relates to an improved energy system having a satisfactory communication protocol between energy devices residing on a system communication bus.
본 발명의 양호한 실시예는 지금부터 자세하게 설명될 것이다. 도면을 보면, 같은 번호는 도면의 같은 부분을 지칭한다. 상세한 설명과 청구범위 전반에서 사용되는 바와 같이, 아래의 용어들은 문맥에서 달리 명백하게 규정하지 않는 한 명백하게 연관된 의미를 갖는 것으로, "a", "an", "the"는 여러 레퍼런스(reference)를 포함하고, "in"은 "in"과 "on"의 의미를 포함한다. Preferred embodiments of the invention will now be described in detail. In the drawings, like numerals refer to like parts of the figures. As used throughout the description and claims, the following terms have the meanings explicitly associated with the context, unless the context clearly dictates otherwise, and the terms "a", "an", and "the" include several references. "In" includes the meaning of "in" and "on".
도 1은 에너지 시스템(12)이 시스템 통신 버스(14)상에 통합된 컴퓨터 시스템(10)을 도시한다. 컴퓨터 시스템(10)은 셀룰러폰과 같은 휴대용 전자 장치 내에 존재하며, 배터리 재충전과 같은 액티브 에너지 관리 시스템을 필요로 한다. 여기서는 컴퓨터 시스템(10)이 에너지 시스템(12)을 포함하는 것으로 나타냈지만, 이 장치는 개별적인 컴퓨터 시스템(10)과 에너지 시스템(12)으로, 또는 에너지 시스템(12)으로만 선택적으로 구현될 수 있다. 에너지 시스템(12)은 배터리 팩(16), 분석기(18), 라디오(20), 데스크탑 충전기(22), 데스크탑 충전기 디스플레이(24), 또는 기타 에너지 시스템 장치(26)의 다수의 에너지 장치를 포함하고, 이들은 각각 시스템 통신 버스(14)상에서 통합되어, 버스(14)를 통해서 통신할 수 있다. 시스템 통신 버스(14)는 반 2중 모드나 전 2중 모드 중 하나로 에너지 장치들 간의 다분기(multipoint) 통신을 허용하고, 이에 따라 각 장치는 통신 버스(14)를 통해서 다른 장치와 통신 다이얼로그를 할 수 있다. 1 shows a
에너지 장치는, 통신 데이터 유휴 상태 즉, 블록(28)에 도시된 컴퓨터의 기타 장치가 데이터 전송을 위해 시스템 통신 버스(14)를 사용하지 않는 동안에, 각 에너지 장치 프로세서가 선택적으로 시스템 통신 버스(14)를 모니터할 수 있도록 각각 에너지 장치 프로세서를 포함한다. 또한, 에너지 장치는 에너지 장치용 데이터를 저장할 수 있는 메모리를 포함하는 것이 바람직하고, 이 데이터는 통신 버스(14)가 사용 가능할 때 기타 장치에 전송된다. 에너지 장치 프로세서는 본 기술 분야에 알려진 마이크로제어기, 마이크로프로세서 등의 어떤 프로세서라도 될 수 있다. 시스템 통신 버스(14)에서 통신 데이터가 유휴될 때, 각 에너지 장치(16,18,20,22,24,26)는 위에서 논의된 바람직한 시퀀스(sequence)에 따라, 시스템 통신 버스(10)에서 에너지 시스템(12)의 기타 에너지 장치(16,18,20,22,24,26)와 통신을 시도한다. 그 다음, 에너지 장치는 에너지 시스템 장치 데이터가 전송되기 위해 존재하는지를 결정하기 위해, 시스템 통신 버스(14)상의 기타 장치를 폴링하는 것이 바람직하다. The energy device is in a communication data idle state, i.e., while the other devices of the computer shown in
에너지 장치(16,18,20,22,24,26)의 프로세서는, 장치의 모니터링이 장치가 시스템 통신 버스(12) 상의 통신을 잘못 검출하게 하지 않도록, 미리 정해진 시퀀스로 통신 버스를 모니터한다. 또한, 에너지 장치는 에너지 장치가 버스(14)에서 서로 데이터 충돌이나 다른 버스 간섭을 일으키는 통신을 하지 않도록, 미리 정해진 시퀀스를 가지는 프로토콜로 유휴 시스템 통신 버스(14)를 통해 통신을 시도한다. 순차적 프로토콜 때문에, 에너지 시스템(12)의 에너지 장치는 여러 개의 장치를 갖는, 단선 달라스 버스(One-Wire Dallas bus)와 같은 단선 시스템 통신 버스(14)를 공유할 수 있다. 그러나, 배터리 팩(16)과 같은 어떤 배터리팩은 에너지 시스템(12)을 위한 두 개의 달라스 단선 반도체(Dallas Semiconductor One-Wire) 인터페이스 장치를 포함하기도 하고, 각 인터페이스 장치는 시스템 통신 버스(14)에 연결될 수 있다. 또한, 데스크탑 충전기(22)는 DS2502 EPROMs, DS2438 스마트 배터리 모니터(Smart Battery Monitors), DS2423 NVSRAMs, 및 코딩 저항기를 바람직하게 판독할 수 있다. The processors of the
도 2를 참조하면, 에너지 장치의 순차적 모니터링과 순차적 통신을 위한 바람직한 프로토콜이 도시되어 있다. 에너지 장치(16,18,20,22,24,26) 각각은 단계(34)에 나타낸 바와 같이, 시스템 통신 버스(14)를 지나는 통신 데이터의 흐름에 대해서 시스템 통신 버스(14)를 모니터한다. 에너지 장치는 포지티브 또는 네거티브 에지 트리거로 통신 데이터를 검출할 수 있다. 그 다음, 판정 단계(36)에 서 버스(14)에서 셀룰러폰에 대한 통신 데이터의 활성에 대해 판정이 행해진다. 단계(38)에 나타낸 것처럼, 버스에 통신 데이터의 흐름이 있다면 장치는 유휴 상태에서 미리 정해진 기간동안 대기하고, 통신 데이터에 대한 시스템 통신 버스(14)를 다시 한번 모니터하는데, 이것은 단계(34)로 돌아가는 것이다. 그러나, 장치가 통신 버스(14)를 몇 마이크로 초와 같이 매우 짧은 시간 동안 계속해서 모니터링 한다면 즉, 통신 버스(14)를 지속적으로 모니터링 하거나 주기적으로 모니터링 한다면, 단계(34)의 모니터링 상태와 단계(38)의 유휴 상태는 같은 단계가 될 수 있다. 그렇지 않으면, 대기 상태는 모니터링 단계 주기 중에 들어갈 것이다. Referring to FIG. 2, a preferred protocol for sequential monitoring and sequential communication of energy devices is shown. Each of the
시스템 통신 버스(14)를 재모니터링 하기 전에 미리 정해진 유휴 기간의 예는 아래와 같다:An example of a predetermined idle period before remonitoring the
라디오(20): 10 msec +/- 499 msecRadio (20): 10 msec +/- 499 msec
데스크탑 충전기(22): 11 msec +/- 499 msecDesktop Charger (22): 11 msec +/- 499 msec
데스크탑 충전기 디스플레이(24): 12 msec +/- 499 msecDesktop Charger Display (24): 12 msec +/- 499 msec
분석기(18): 13 msec +/- 499 msecAnalyzer (18): 13 msec +/- 499 msec
기타 에너지 시스템 장치(26): 14 msec +/- 499 msecOther Energy System Devices (26): 14 msec +/- 499 msec
위의 순차적 시퀀스의 중요성은, 장치가 다른 장치의 모니터링 활동을 감지하지 못하며, 라인(line) 상의 통신 활동에 대한 모니터링을 실수하지 않도록, 통신 버스(14)가 순차적으로 모니터링 된다는 것이다. 그러므로, 통신 버스(14)의 에너지 장치가 순차적으로 모니터링 되는 동안, 통신 버스(14)를 모니터링 하는 장치들 사이의 실제 지연 기간은 또 다른 장치의 모니터링을 방해하지 않는 충분한 기간 이상이어야만 한다. 그러므로, 배터리 팩(16)과 같은 기타 에너지 장치는 에너지 시스템(12)에 있는 장치의 최단 또는 최장의 유휴 시간보다 1 밀리 초 더 빠르거나 느린 유휴 모니터링 주기를 가지고, 순차적 프로토콜에 쉽게 더해질 수 있다는 것을 알 수 있다. The importance of the above sequential sequence is that the
판정 단계(36)를 다시 보면, 시스템 통신 버스(14)가 유휴 상태라면, 에너지 장치는 단계(40)에 도시된 것처럼, 미리 정해진 시퀀스 내에서 에너지 시스템(12)상의 다른 장치와 통신을 시도한다. 양호한 전송 프로토콜은 에너지 시스템(12)의 모든 외부 데이터 장치의 리셋(reset)을 발생시키는 펄스로 시작한다. 각 에너지 장치가 통신 버스(14)에서 리셋 펄스를 발생시키는 타이밍 시퀀스의 한 예는 아래와 같다:Looking back at
라디오(20): 574 msec +/- 10 msecRadio (20): 574 msec +/- 10 msec
데스크탑 충전기(22): 553 msec +/- 10 msecDesktop Charger (22): 553 msec +/- 10 msec
데스크탑 충전기 디스플레이(24): 532 msec +/- 10 msecDesktop charger display (24): 532 msec +/- 10 msec
분석기(18): 511 msec +/- 10 msecAnalyzer (18): 511 msec +/- 10 msec
기타 에너지 시스템 장치(26): 490 msec +/- 10 msecOther Energy System Devices (26): 490 msec +/- 10 msec
통신 버스(14)의 순차적 모니터링에 따르면, 리셋 펄스의 순서는 장치가 동시에 통신 버스(14)에서 통신을 시도하지 않고 데이터 충돌을 일으키지 않도록 되어야 한다. 따라서, 상기 시퀀스는 단순히 데이터 충돌을 피하기 위한 시퀀스의 한 예이고, 리셋 펄스들 사이의 다른 기간 또는 통신은 교대로 사용될 수 있다. According to the sequential monitoring of the
통신 버스(14) 제어의 한 예는 데스크탑 충전기(22) 내에 배터리팩이 있을 때에, 충전기(22)가 버스(14)를 하이(high) 유휴 상태와 같은 특정한 상태로 바꾸는 것이다. 통신 버스(14)가 하이 상태에서 유휴 중이면, 유휴 로우(low) 상태의 감지는 충전기(22)가 없다는 것이나, 통신이 일어나지 않고 충전기 이외의 시스템 장치가 통신해야 할 때 버스(14)를 이용할 수 있다는 것을 가리킨다. 그러나, 그러한 풀업(pull-up)은 버스(14)를 통한 에너지 장치에 의한 통신의 완료 시에 억제되어야 한다. 본 기술 분야에 알려진 통신 버스(14) 제어의 다른 방법은 본 발명에서 대안적으로 사용될 수 있다.One example of control of the
리셋 펄스 다음에, 에너지 장치는 판정 단계(42)에 나타낸 바와 같이, 시스템 통신 버스(14)가 작동하는지를 판정한다. 즉, 데이터가 시스템 통신 버스(14)를 지나서 흐르는지를 판정하기 위해 시스템 통신 버스(14)를 모니터 한다. 시스템 통신 버스(14)를 통한 통신이 있다면, 에너지 장치는 시스템 통신 버스(14) 데이터 라인에 통신 데이터가 있다는 것을 추정해야만 하며, 미리 정해진 기간(단계(38)) 동안 유휴 상태에서 다시 한번 대기해야 하고, 및/또는 미리 정해진 유휴 기간 후에 단계(34)의 통신 데이터에 대한 버스(14)를 모니터 해야만 한다. 리셋 펄스 후에 시스템 통신 버스(14)에 통신 데이터가 없다면, 에너지 시스템 장치는 단계(44)에 나타낸 바와 같이, 데이터를 시스템 통신 버스(14)를 통해 보낼 수 있다. 본질적으로, 에너지 시스템 장치는 본 시스템 통신 버스(14)를 통한 통신 시에 에너지 장치(16,18,20,22,24)의 전송 프로토콜 때문에, 높은 데이터 충돌 가능성 없이 시스템 통신 버스(14)를 순차적 모니터링과 이용할 수 있다. 일단 통신 데이터가 에너지 시스템 장치에 의해서 시스템 통신 버스(14)를 통해 보내 지면, 장치는 시스템 통신 버스(14)가 통신 데이터 또는, 또 다른 에너지 시스템 장치로부터의 데이터를 모니터 하도록 단계(34)로 되돌아온다. After the reset pulse, the energy device determines if the
판정 단계(42)에서 시스템 통신 버스(14)의 폴링과 통신 데이터의 검출에 따라, 데스크탑 충전기(22)는 배터리 팩(16)에 대한 어떤 충전이나 방전 전류의 흐름도 중지시킬 수 있다. 이러한 동작은 컴퓨터 시스템(10)의 기타 구성 요소에 대한 충전 전류의 흐름에 의해, 바람직하지 않은 전자기 방해(EMF)가 발생되는 것을 최소화시킨다. 그러나, EMF와 충전 전류에 의한 다른 방해들이 있는 시스템에서, 데스크탑 충전기(22)는 통신 버스(14)에서의 통신 데이터의 검출 시에 충전 전류를 억제시켜야만 하는 것은 아니다. Depending on the polling of the
본 발명은 상기 실시예에서 보여졌지만, 아래 청구항에 따른 본 발명의 근본적인 정신과 범위에서 벗어나지 않는 한, 형태와 요소 배열에서의 변형들이 있을 수 있다. While the invention has been shown in the foregoing embodiments, there may be variations in form and arrangement of elements, without departing from the spirit and scope of the invention according to the claims below.
본 발명의 시스템 통신 버스는 여러 에너지 장치의 사용에 따라서, 다른 전자 장치의 기능을 방해하지 않고 통신할 수 있는 적절한 통신 프로토콜을 제공한다. 또한, 본 발명의 에너지 시스템은 상주하는 에너지 장치들 사이에서 만족스러운 통신 프로토콜을 제공하는 효과가 있다. The system communication bus of the present invention provides an appropriate communication protocol that can communicate without interfering with the functionality of other electronic devices, depending on the use of various energy devices. In addition, the energy system of the present invention has the effect of providing a satisfactory communication protocol between resident energy devices.
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