KR100710033B1 - 트립 컴퓨팅 및 ｇｐｓ 제어 기능을 구비한 카 오디오 장치 - Google Patents

트립 컴퓨팅 및 ｇｐｓ 제어 기능을 구비한 카 오디오 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어 기능을 구비한 카 오디오 장치에 관한 것으로서, 카 오디오 장치의 제어를 수행하며 디스플레이 정보를 출력하는 마이컴과, 상기 마이컴으로부터 출력되는 디스플레이 정보를 표시하는 디스플레이부와, GPS 신호를 수신하는 GPS 안테나와, 지리 정보를 저장하는 메모리와, 상기 차량 네트워크로부터 수집된 상태 데이터로부터 차량 상태 정보를 생성하고 상기 GPS 안테나로부터 수신된 GPS 신호를 처리하여 상기 메모리에 저장된 지리 정보와 기초하여 위치 정보를 생성하는 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부와, 상기 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부로부터 출력되는 차량 상태 정보 및 위치 정보를 상기 마이컴으로부터 출력되는 디스플레이 정보와 결합하여 상기 디스플레이부에 제공하는 컨트롤러를 포함한다.
카 오디오, 트립 컴퓨팅, GPS, FPGA, CPLD, CAN

Description

트립 컴퓨팅 및 ＧＰＳ 제어 기능을 구비한 카 오디오 장치{CAR AUDIO DEVICE WITH TRIP COMPUTING AND GPS CONTROL CAPABILITY}
도 1은 종래 기술에 따른 트립 컴퓨터의 구성을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어 기능을 구비한 카 오디오 장치의 구성 개념도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어 기능을 구비한 카 오디오 장치의 블록도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110: ECU 120: TCU
130: 차속센서 140: 유량센서
150: 트립 컴퓨터 160: 입력 인터페이스
170: CPU 180: 출력 인터페이스
190: 스피커 200: 디스플레이 장치
300: 카오디오 장치 310: 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부
320: 컨트롤러 330: 마이콤
340: 플래시 메모리 350: 디스플레이부
360: GPS 안테나 370: USB 인터페이스(I/F)
380 : 메모리
본 발명은 카 오디오 장치에 관한 것으로서, 특히 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어 기능을 구비한 카 오디오 장치에 관한 것이다.
최근 들어 자동차 내부에 포함되는 각종 장치들은 전자제어화 되어가는 추세에 있다. 예컨대 트립 컴퓨팅(Trip Computing) 기능은 잔류 연료의 주행가능거리, 제한속도, 연비, 주행시간, 주행거리, 평균속도, 외기속도, 타이어 압력 등의 주행에 관련된 정보를 제공하는 장치이다.
도 1은 종래 기술에 따른 트립 컴퓨터의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 트립 컴퓨터(150)는 엔진제어장치(ECU)(110)로부터 차량 속도, 변속제어장치(120)로부터의 정보, 차속센서(130)로부터 속도 정보, 유량센서(140)로부터 출력되는 연료량 등의 상태 데이터를 입력받는 입력 인터페이스(160)와, 이들 상태 데이터로부터 각종 차량 상태 정보를 연산하는 중앙처리장치(이하 "CPU"라 함)(170)와, 상기 중앙처리장치(170)의 연산결과에 따라 부저 또는 스피커(190) 등으로 경보음을 출력하는 출력 인터페이스 수단(180)과, 상기 중앙처리장치(170)로부터 출력되는 차량 상태 정보를 디스플레이하는 디스플레이 장치(200)로 구성되어 있다. 디스플레이 장치(200)는 트립 컴퓨터 외부인 대시보드에 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display, 이하 "LCD"라 함)의 형태로 장착될 수 있다.
그런데, 종래의 트립 컴퓨터는 차량 상태 정보의 계산을 위하여 상당한 연산량을 요구하기 때문에 고성능 CPU를 구비한 별도의 장치로 구현되는 것이 일반적이다. 또한 운전자에게 트립 컴퓨팅에 따른 정보들을 디스플레이하기 위한 디스플레이 장치를 별도로 포함하는 것이 대부분이다. 네비게이션 장치, 텔레매틱스 단말기 등에 내장된 고성능 CPU를 이용하여 전술한 트립 컴퓨팅 기능의 일부를 구현하는 것을 고려할 수는 있으나, 통상의 카 오디오 장치에 구비된 마이컴은 데이터 처리량이 제한적이기 때문에, 전술한 트립 컴퓨팅 기능을 구현하기가 용이하지 않은 문제점이 있다.
한편, 차량 네비게이션과 관련하여, 차량의 현재 위치를 정확히 계산하기 위해서는 GPS 장치가 요구되며, 전용 GPS 장치의 경우 고가일 뿐만 아니라 차량에 설치시에 별도의 공간을 차지하는 단점이 있다.
따라서 중복되는 하드웨어의 사용을 회피하고 이를 통합하여 구성함으로써 생산 비용을 줄일수 있는 방안에 대한 필요성이 커지고 있다.
전술한 문제점을 해결하고자, 본 발명은 카 오디오 장치의 하드웨어를 이용하여 트립 컴퓨팅 기능을 간편하고 비용 효율적인 방법으로 구현하는 데 그 목적이 있으며, 특히 트립 컴퓨팅 기능과 함께 GPS 제어 기능을 함께 수행할 수 있는 카 오디오 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르면 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어 기능을 구비한 카 오디오 장치가 제공되며, 카 오디오 장치의 제어를 수행하며 디스플레이 정보를 출력하는 마이컴과, 상기 마이컴으로부터 출력되는 디스플레이 정보를 표시하는 디스플레이부와, GPS 신호를 수신하는 GPS 안테나와, 지리 정보를 저장하는 메모리와, 상기 차량 네트워크로부터 수집된 상태 데이터로부터 차량 상태 정보를 생성하고 상기 GPS 안테나로부터 수신된 GPS 신호를 처리하여 상기 메모리에 저장된 지리 정보와 기초하여 차량의 위치 정보를 생성하는 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부와, 상기 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부로부터 출력되는 차량 상태 정보 및 위치 정보를 상기 마이컴으로부터 출력되는 디스플레이 정보와 결합하여 상기 디스플레이부에 제공하는 컨트롤러를 포함한다.
이 때, 바람직하게는 상기 컨트롤러가 상기 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부와 상기 마이컴 사이의 데이터 교환을 중계하며, 상기 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부는 상기 마이컴을 이용하여 상기 차량 상태 정보를 생성하는 연산 중에서 적어도 일부를 수행할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 마이컴으로부터 출력되는 디스플레이 정보가 상기 컨트롤러를 거쳐 상기 디스플레이부에 제공될 수 있으며, 또한 상기 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부는 CPLD 또는 FPGA로 원칩화하여 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하며, 전술한 도 1과 동일한 도면 부호는 동일하거나 유사한 구성 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어 기능 을 구비한 카 오디오 장치의 구성 개념을 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 카 오디오 장치(300)는 차량 네트워크, 예컨대 CAN 네트워크 등을 통해 전술한 ECU 및/또는 TCU(110, 120), 차속센서 및/또는 유량센서(130, 140)에 연결되어, 이들 장치로부터 상태 데이터를 취득하며, 또한 GPS 안테나(360)로부터 GPS 신호를 무선으로 수신한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어 기능을 구비한 카 오디오 장치(300)의 블록 구성을 도시한 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어 기능을 구비한 카 오디오 장치(300)는, 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)와, 컨트롤러(320)와, 마이컴(330)과, 플래시 메모리(340)와, 디스플레이 장치(350)와, GPS 안테나(360)와, USB 인터페이스(I/F)(370)와, 메모리(380)로 구성되어 있다. 한편, 설명의 편의를 도모하고자 카 오디오 장치의 여타 구성 요소는 도시하지 않았다.
트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)는 차량내의 각종 전장 장치 및/또는 센서류, 예컨대, 엔진제어장치(ECU)(110), 변속제어장치(TCU)(120), 차속센서(130), 유량센서(140) 등으로부터 전술한 상태 데이터를 수신하며, 이를 위해 CAN 컨트롤러(도시되지 않음)를 통해 CAN 네트워크에 연결되어 있다. 한편, 전술한 CAN 컨트롤러는 카 오디오 장치에 구비된 것을 이용할 수 있다. 또한, 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)는 GPS 안테나(360)로부터 GPS 신호를 수신하고, 수신된 위치 정보를 분석하여 현재 차량의 위치를 계산한다. 즉, 상기 GPS 안테나로부터 수신된 GPS 신호를 처리하고, 상기 메모리에 저장된 지리 정보와 기초하여 차량의 위치 정보를 생성하며, 그 생성된 차량의 위치 정보를 문자 또는 그래픽 형태의 정보로서 컨트롤러(320)에 제공한다.
트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)는 전술한 CAN 네트워크로부터 수신된 상태 데이터 및 GPS 안테나(360)로부터 GPS 신호의 처리를 처리하여 차량 상태 정보를 생성하도록 사전에 트립 컴퓨팅 기능이 논리 설계된다. 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)의 설계에 있어서, 카 오디오 장치의 마이컴(330)의 연산 기능을 최대한 이용할 수 있도록 사전에 프로그래밍함으로써, 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)에 요구되는 연산량 및 하드웨어 요구 사항을 낮출 수 있다.
이 때, CPLD (complex programmable logic device) 또는 FPGA (field programmable gate array)를 이용하여 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)를 원칩으로 구현함으로써, 필요에 따라 트립 컴퓨팅 기능을 추가/변경할 수 있다.
상기 원칩 구현된 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)의 장착과 관련하여, 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)가 실장된 별도의 회로기판을 통상의 카 오디오 장치 내부에 장착하고, 카 오디오 메인보드의 입력 포트와 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)가 실장된 회로기판의 출력 포트를 상호 접속하도록 구성할 수 있으며, 이 때는 카 오디오 장치의 여타 컴포넌트를 동일하게 재사용할 수 있다. 대안으로서, 카 오디오 장치의 메인보드 상에 원칩화된 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)를 장착할 수 있는 탈착식 소켓을 마련할 수 있으며, 이에 따라 트립 컴퓨팅 기능 및/또는 GPS 제어 기능의 필요 여부에 따라 선택적으로 구현할 수 있다.
컨트롤러(320)는 카 오디오 장치(300) 내부의 각종 컴포넌트 간에 데이터 교환을 중계하는 기능을 수행한다. 예컨대, 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)로부터 계산된 차량 상태 정보(GPS 위치 정보를 포함함)를 마이컴(330)에 제공하여 디스플레이 장치(350)로 출력하도록 하거나, 직접 디스플레이 장치(350)에 제공할 수도 있다.
트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)로부터 계산된 차량 상태 정보가 디스플레이 장치(350)에 직접 전달될 경우에는 디스플레이 장치(350)로부터 출력되는 이미지 정보에 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)로부터 계산된 차량 상태 정보를 삽입하도록 구성될 수 있다.
또한, 컨트롤러(320)는 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)가 플래시 메모리(340)를 액세스하여, 연산 과정에서 요구되는 데이터 또는 이로부터 산출되는 차량 상태 정보 등을 플래시 메모리(340)에 저장 및/또는 인출할 수 있도록 한다. 그리고, 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)와 상기 마이컴(330) 사이의 데이터 교환을 중계하여 상기 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)가 상기 마이컴(330)을 이용하여 상기 차량 상태 정보 계산에 요구되는 연산 중에서 적어도 일부를 수행할 수 있도록 한다.
마이컴(330)은 통상의 카 오디오 장치에 구비되는 것과 같이, 디스플레이 장치(350)를 포함한 각종 컴포넌트(예컨대, 튜너 데크, CDP 데크 등)의 제어 및 데이터 연산 기능을 수행한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 마이컴(330)은 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)로부터 출력되는 정보를 수신하여 디스플레이 장치(350)의 미리 지정된 화면 영역에 표시하도록 디스플레이 장치(350)를 제어하는 것이 바람직하다.
플래시 메모리(340)는 마이컴(330)에 의해 액세스되어 이에 요구되는 데이터를 저장하며, 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)에서 요구되는 데이터 및/또는 차량 상태 정보를 저장 및/또는 인출할 수 있도록 구성될 수 있다.
디스플레이 장치(350)는 통상의 카 오디오 장치에 제공되는 것을 동일하게 사용할 수 있으며, 마이컴(330) 및/또는 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)로부터 트립 컴퓨팅 결과로서의 차량 상태 정보 및/또는 GPS 위치 정보를 입력받아 운전자에게 표시할 수 있다. 트립 컴퓨팅 결과로서의 차량 상태 정보는 디스플레이 장치(350)의 미리 지정된 영역에 표시될 수 있으며, 카 오디오 장치(300)의 전면 패널에 트립 컴퓨팅을 이용한 차량 상태 정보의 표시를 제어할 수 있는 버튼을 구비하여 표시를 ON/OFF하도록 구성할 수 있다.
GPS 안테나(360)는 카 오디오 장치(300)의 외부에 설치하여 케이블로 연결할 수 있으며, 전술한 바와 같이 GPS 위성으로부터 GPS 위치 정보가 포함된 신호를 수신하여 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(360)에 제공한다.
USB 인터페이스(I/F)(370)는 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(360)에 연결되며, USB 인터페이스를 구비한 외부 기기를 연결하여 메모리(380) 또는 플래시 메모리(340)에 저장된 차량 상태 정보 및/또는 GPS 위치 정보를 교환할 수 있도록 구성되어 있다. USB 인터페이스(I/F)(370)를 통한 데이터 교환은 카 오디오 장치(300)의 전면 패널에 장착된 버튼을 이용하여 사용자의 선택에 따라 작동시킬 수 있도록 구 성될 수 있다.
메모리(380)는 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(360)에 연결되며, GPS 기능과 관련하여 지리정보 데이터베이스 또는 개별 데이터 형태의 지리 정보를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(380)는 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(360)로부터 각종 상태 데이터를 수신하여 저장하거나, 혹은 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부(310)의 트립 컴퓨팅 연산시에 임시 데이터를 저장하거나, 트립 컴퓨팅 결과로서 생성된 차량 상태 정보를 저장할 수 있다. 이러한 메모리(380)의 기능은 전술한 플래시 메모리(340)에 의해 대체될 수 있으므로, 카 오디오에 장착된 플래시 메모리(340)의 용량이 불충분한 경우에 선택적으로 설치하여 활용될 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 여타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 이하의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 카 오디오 장치의 하드웨어를 이용하여 트립 컴퓨팅 기능을 간편하고 비용 효율적으로 구현할 수 있으며, 특히 카 오디오 장치에 트립 컴퓨팅과 함께 GPS 제어 기능을 효과적으로 부가할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 차량 네트워크에 연결되고 GPS 신호를 수신하는 카 오디오 장치로서,
    카 오디오 장치의 제어를 수행하며 디스플레이 정보를 출력하는 마이컴과,
    상기 마이컴으로부터 출력되는 디스플레이 정보를 표시하는 디스플레이부와,
    GPS 신호를 수신하는 GPS 안테나와,
    지리 정보를 저장하는 메모리와,
    상기 차량 네트워크로부터 수집된 상태 데이터로부터 차량 상태 정보를 생성하고, 상기 GPS 안테나로부터 수신된 GPS 신호를 처리하여 상기 메모리에 저장된 지리 정보에 기초하여 차량의 위치 정보를 생성하는 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부와,
    상기 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부와 상기 마이컴과 전기적으로 연결되고, 상기 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부와 상기 마이컴 사이의 데이터 교환을 중계하는 컨트롤러
    를 포함하는 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어 기능을 구비한 카 오디오 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부는 상기 마이컴을 이용하여 상기 차량 상태 정보를 생성하는 연산 중에서 적어도 일부를 수행하는 것인 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어 기능을 구비한 카 오디오 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 마이컴으로부터 출력되는 디스플레이 정보는 상기 컨트롤러를 거쳐 상기 디스플레이부에 제공되는 것인 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어 기능을 구비한 카 오디오 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어부는 CPLD 또는 FPGA로 원칩화하여 구현되는 것인 트립 컴퓨팅 및 GPS 제어 기능을 구비한 카 오디오 장치.
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