KR100758565B1 - Ｕｓｂ/ｕａｒｔ 공용 통신시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 범용직렬버스(USB)/범용 비동기화 송수신기(UART) 공용 통신시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단일의 USB 콘넥터를 이용하여 USB와 UART 접속신호를 자동으로 검출하여 공용의 신호라인으로 사용함으로써 USB 혹은 UART 통신을 선택적으로 사용할 수 있는 통신시스템에 관한 것이다. 따라서 본 발명에 의하면 사용자는 USB 및 UART 접속신호의 상관없이 하나의 USB 콘넥터를 겸용으로 사용할 수 있다.
USB, UART, 콘넥터, 아날로그 스위치, 신호라인

Description

ＵＳＢ/ＵＡＲＴ 공용 통신시스템{Telecommunication system for common using USB and UART}
도 1은 종래 기술에 따라 리모컨과 연결하여 사용되는 MP3 장치의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따라 카오디오와 연결하여 사용되는 MP3 장치의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 USB/UART 공용 통신시스템의 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 USB/UART 공용 통신시스템의 회로구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 USB/UART 공용 통신시스템의 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 USB/UART/GPIO 기능을 공용으로 사용하는 통신시스템의 회로구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 USB/UART/GPIO 기능을 공용으로 사용하는 통신시스템의 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 USB/UART/GPIO 기능을 별도로 사용하는 통신시스템의 회로구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 USB/UART/GPIO 기능을 별도로 사용하는 통신시스템의 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 범용직렬버스(Universal Serial Bus, 이하: USB)/범용 비동기화 송수신기(Universal Asynchronous Receiver Transmitter, 이하: UART) 공용 통신시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단일의 USB 콘넥터를 이용하여 USB와 UART 접속신호를 자동으로 검출하여 공용의 신호라인으로 사용함으로써 USB 혹은 UART 통신을 선택적으로 사용할 수 있는 통신시스템에 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 보조라인(Aux-Line)을 따로 외부로 뽑아내서 미디어 재생장치의 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 출원인은 '외부 저장장치를 이용한 미디어 처리장치'에 관한 발명을 2002.04.04.에 출원번호 2003-21307호로 출원하여 2003.10.15.에 등록번호 403,376호로 특허등록을 받은 바 있다. 이 기술에 따르면 오디오 장치가 USB 호스트 인터페이스를 구비하여 USB 메모리에 저장되어 있는 컨텐츠를 직접 판독하여 재생하도록 되어 있다.
위에서 설명한 기존의 디지털 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.
애플사의 i-POD는 도 1에 도시된 바와 같이, 32-핀 콘넥터(11)와 애플 PC에 연결하여 MP3 파일을 다운로드 하는데 사용하는 IEEE 1394 콘넥터(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 콘넥터(11)와 카 오디오(20)에 추가로 설치한 32-핀 콘넥터(21)를 접속하여 UART 통신방식으로 카 오디오(20) 측에서 곡 정보를 제공받고, MP3 플레이어(10) 측으로는 기기 조작에 대한 제어정보를 제공하는 32-핀 콘넥터를 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 콘넥터가 장착되는 추세이고, 그에 따라 iPOD-ready를 구현하거나 UART 통신을 구현하기 위해서는 확장 콘넥터와 USB 콘넥터를 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 콘넥터와 USB 콘넥터가 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.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 출원번호 10-2006-1525,‘오디오 시스템’에 관한 발명을 2006.01.05.에 출원한 바 있다. 그러나, 본 발명에서는 이 특허출원에 대하여 보다 구체화될 수 있도록 진보된 기술을 보완하였으며, 또한 실제 제품으로 구현될 수 있도록 제품의 완성도를 높였다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 외부장치가 사용하는 통신이나 인터페이스를 제공하는 접속모듈의 규격에 제한 없이 외부장치와의 인터페이스 제공이 가능하도록 제어할 수 있는 USB/UART 공용 통신시스 템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 단일의 USB 콘넥터 상에서 외부장치로부터 USB와 UART의 접속신호를 검출한 후 USB 혹은 UART 데이터 신호라인으로 연결되도록 스위칭 절체함으로써 USB 혹은 UART 통신이 선택적으로 가능한 USB/UART 공용 통신시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 USB/UART 공용 통신시스템은, 외부장치에 대하여 인터페이스를 제공하고 신호라인 데이터(D+)와 데이터(-)를 가지고 있는 콘넥터; 선택 제어신호에 따라 콘넥터의 신호라인(D+_RXD, D-_TXD)에 대하여 UART 데이터 신호라인(UART_TXD, UART_RXD) 또는 USB 데이터 신호라인(USB_HD+, USB_HD-) 중 어느 하나의 경로를 선택적으로 설정하는 아날로그 스위치부; 및 UART 데이터 신호라인 단자를 GPIO로 설정하여 그 신호레벨을 판독하여 그 판독 결과에 따라 콘넥터에 UART가 접속되었는지 USB가 접속되었는지를 검출하고, 만일 UART 접속이 검출된 경우 UART 데이터 신호라인 단자를 UART 포트로 설정하고, 선택 제어신호를 통해 UART 데이터 신호라인과 콘넥터 신호라인의 경로가 연결되도록 설정한 후 UART 통신을 수행하며, 만일 USB 접속이 검출된 경우 선택 제어신호를 통해 USB 데이터 신호라인과 콘넥터 신호라인의 경로가 연결되도록 설정한 후 USB 통신을 수행하도록 하는 시스템 제어부;를 포함하여 구성된다.
본 발명의 USB/UART 공용 통신시스템에서는, 콘넥터의 신호라인에 있어서 데이터(D+_RXD) 신호라인이 HIGH 이고 데이터(D-_TXD) 신호라인이 LOW 이면 콘넥터에 USB 가 접속된 것으로 판단한다.
본 발명의 USB/UART 공용 통신시스템에서는, 콘넥터의 신호라인에 있어서 데이터(D-_TXD) 신호라인이 HIGH 이고 데이터(D+_RXD) 신호라인이 LOW 이면 콘넥터에 UART가 접속된 것으로 판단한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 USB/UART 공용 통신시스템의 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 USB/UART 공용 통신시스템의 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.
UART는 비동기 직렬통신 처리장치로, 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 데이터를 주고받을 수 있다.
USB는 IBM 등을 비롯한 7개사가 공동으로 제안한 주변기기 접속 인터페이스 규격으로 여러 주변장치를 개인용 컴퓨터에 연결하기 위한 인터페이스의 공동화를 목적으로 한다. USB를 사용하면 소프트웨어나 하드웨어를 별도로 설정할 필요없이 모든 주변기기를 개인용 컴퓨터에 연결할 수 있기 때문에 포트 수를 획기적으로 줄일 수 있고 설치가 간편하며 컴퓨터의 소형화가 가능한 이점이 있다.
USB/UART 공용 통신시스템에서, USB 콘넥터(100)의 일단과 아날로그 스위치부(200)의 일단 간에는, UART 송신신호 TXD 단자 혹은 USB 호스트 데이터(D+) 신호 HD+ 단자와 접속되는 USB 콘넥터 신호라인의 D+_RXD와, UART 수신신호 RXD 단자 혹은 USB 호스트 데이터(D-) 신호 HD- 단자와 접속되는 USB 콘넥터 신호라인의 D-_TXD가 연결되어 있다.
아날로그 스위치부(200)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 셀렉터의 SW_SEL이 각각 연결되어 있다.
도시되어 있지는 않으나, 아날로그 스위치부(200)로 제공되는 각종의 신호 라인들(UART_TXD, UART_RXD, USB_HD+, USB_HD-, SW_SEL, SW1, SW2, SW3)은 시스템의 제어부로부터 공급되거나 시스템의 제어부로 공급된다.
도 4의 회로도를 살펴보면 아날로그 스위치(200)의 10번 핀과 전원(VDD) 사이에 접점된 캐패시터(C1)는 안정된 정전압을 공급하기 위해 리플(ripple)과 잡음을 감소시키는 기능을 한다.
USB 콘넥터(100)는 직접 접속되는 외부장치 혹은 어댑터 장치를 통해 접속되는 외부장치에 대하여 인터페이스를 제공한다. USB 콘넥터(100)는 표준 USB 콘넥터이거나 혹은 별도 설계된 콘넥터의 사용도 가능하다.
아날로그 스위치부(200)는 스위치 셀렉터 SW_SEL의 선택 제어신호에 따라 UART 콘넥터 신호라인 혹은 USB 콘넥터 신호라인 중 어느 하나의 경로를 선택적으로 설정하는 기능을 한다.
스위치 셀렉터 SW_SEL의 경로 설정 조건은, 디폴트(default), 즉 초기상태에서 USB 콘넥터 신호라인의 D-_TXD가 HIGH(3.3V)이고 D+_RXD가 LOW(0V)이면 UART 데이터 라인 경로를 선택적으로 설정한다. USB 콘넥터 신호라인의 D-_TXD가 LOW(0V)이고 D+_RXD가 HIGH(3.3V)이면 USB 데이터 라인의 경로를 선택적으로 설정한다. 이로써, USB 혹은 UART 통신을 하게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 USB/UART 공용 통신시스템의 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.
■ 아날로그 스위치(200)와 연결된 스위치 셀렉터(SW_SEL)를 디폴트 상태에서 LOW(0V)로 설정한다(S110).
■ 이러한 디폴트 상태에서, UART 송신신호 TXD 단자와 USB 콘넥터 신호라인의 D+_RXD를 연결하고, UART 수신신호 RXD 단자와 USB 콘넥터 신호라인의 D-_TXD를 각각 연결한다(S120).
■ UART 송신신호 TXD 단자와 UART 수신신호 RXD 단자는 GPIO 포트의 기능으로서 입력 포트(INPUT port) 상태로 설정한다(S130).
■ USB 호스트 데이터(D+) 신호의 HD+ 단자와 USB 호스트 데이터(D-) 신호의 HD- 단자는 USB 포트 상태로 설정한다(S140).
■ 이 상태에서 USB 콘넥터(100)에 외부장치로부터 UART 송신신호의 TXD 단자와 UART 수신신호의 RXD 단자에 인가되는 신호를 읽어들인다. 이들의 값이 각각 LOW(0V)와 HIGH(3.3V)인지 여부를 체크하여 UART 접속신호의 존재 여부를 판단하는 것이다(S150).
■ 판단결과(S150), USB 콘넥터(100)에 외부장치로부터 UART 접속신호가 있다면 UART 송신신호인 TXD 단자와 UART 수신신호인 RXD 단자를 GPIO 기능에서 UART 포트 상태로 변경 설정한다(S160). UART 통신이 가능하게 된다(S170).
■ 판단결과(S150), USB 콘넥터(100)에 외부장치로부터 UART 접속신호가 없다면 UART 송신신호의 TXD 단자와 UART 수신신호의 RXD 단자에 인가된 신호를 읽어들인다. 이들의 값이 각각 HIGH(3.3V)와 LOW(0V)인지 여부를 체크하여 USB 접속신호의 존재 여부를 판단한다(S180).
■ 판단결과(S180), USB 콘넥터(100)에 외부장치로부터 USB 접속신호가 있다면 아날로그 스위치(200)의 스위치 셀렉터(SW_SEL)을 HIGH(3.3V)로 설정한다.
스위치 셀렉터(SW_SEL)가 HIGH(3.3V)로 설정됨에 따라, USB 호스트 데이터의 D+, D- 신호인 HD+ 단자와 HD- 단자가 USB 콘넥터 신호라인의 D+_RXD 및 D-_TXD에 각각 연결되고(S190), 이로써 USB 통신이 가능하게 된다(S200).
■ 판단결과(S180), USB 콘넥터(100)에 외부장치로부터 인가된 신호가 USB 접속신호가 아니면, USB나 UART 접속신호가 없는 것으로 판단한다.
본 명세서에서는 USB 콘넥터 신호라인의 D+_RXD가 HIGH(3.3V)이고 USB 콘넥터 신호라인의 D-_TXD가 LOW(0V)이면, 외부장치로부터 USB 접속신호(USB가 삽입된 상태)가 있는 것으로 판단하고, USB 콘넥터 신호라인의 D-_TXD가 HIGH(3.3V)이고 USB 콘넥터 신호라인의 D+_RXD가 LOW(0V)이면 외부장치로부터 UART 접속신호(UART가 삽입된 상태)가 있는 것으로 판단한다.
따라서, 본 발명에서는 USB 콘넥터(100)에 외부장치로부터 UART 혹은 USB 접속신호의 검출조건(PULL-DOWN 저항이 연결된 상태)은 다음의 [표 1]의 조건 값을 만족한다.
D-_TXD or UART_RXD D+_RXD or UART_TXD
NONE LOW(0V) LOW(0V)
UART 접속 HIGH(3.3V) LOW(0V)
USB 접속 LOW(0V) HIGH(3.3V)
본 발명의 실시예로서 외부의 UART 디바이스가 USB/UART 공용 통신시스템에 접속되며, UART 디바이스의 두 신호인 UART_TXD와 UART_RXD에 모두 풀-업(PULL-UP) 저항이 삽입 되어있는 경우 UART 접속조건이 변경될 수 있다. 이때, UART 접속이 되었지만 USB 콘넥터 신호라인의 D-_TXD가 HIGH(3.3V), USB 콘넥터 신호라인의 D+_RXD 또한 HIGH(3.3V) 경우가 발생할 수 있다. 따라서 UART 접속 검출조건을 D+_RXD의 상태(LOW 혹은 HIGH)와 상관없이 USB 콘넥터 신호라인 D-_TXD의 상태에 따라 설계 변경될 수 있다.
본 명세서에서는 GPIO 포트와 UART 포트를 공용으로 사용하고 아날로그 스위치부(200)를 사용하는 마이크로제어회로(MCU)에 대해 기술하였으나, GPIO 포트와 UART 포트를 공용으로 사용하고 아날로그 스위치부(200)를 사용하지 않는 마이크로제어회로(MCU), 및 GPIO 포트와 UART 포트를 공용으로 사용하지 않는 경우, 즉 UART 포트가 전용포트인 경우에도 사용 가능하다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 USB/UART/GPIO 기능을 공용으로 사용하는 통신시스템의 회로구성도로서 아날로그 스위치부를 사용하지 않는 경우를 나타낸 것이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 USB/UART/GPIO 기능을 공용으로 사용하는 통신시스템의 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6을 살펴보면, GPIO_TXD 단자가 풀다운 저항과 연결된 GPIO_USB_HD+ 단자에 접점되고, GPIO_RXD 단자가 풀다운 저항과 연결된 GPIO_USB_HD- 단자에 접점되어 있으며, GPIO_USB_HD+ 단자 및 GPIO_USB_HD- 단자는 USB 콘넥터(100)의 일단과 연결되어 있다. 이때, GPIO 단자는 통상의 입출력 포트 기능을 수행한다.
이러한 구성을 갖는 회로구성도에서는 시스템 제어부가 하나의 포트로서 UART 포트와 GPIO 포트의 기능을 선택하여 사용하고, 또한 하나의 포트로서 USB 포트와 GPIO 포트의 기능을 선택하여 사용하는 경우 아날로그 스위치부를 사용하지 않아도 되는 장점이 있다.
즉, 외부장치의 UART 송신신호 TXD 단자의 신호는 디폴트, 즉 초기상태에서 HIGH(3.3V)이고, USB Device 데이터(D+) 신호라인은 HIGH(3.3V) 상태가 된다.
따라서 UART 송신신호 TXD 단자와 USB 호스트 데이터(D+) 신호인 HD+ 단자의 레벨을 사용하여 간단하게 USB 혹은 UART를 선택하여 통신할 수 있게 된다.
좀 더 구체적으로 살펴보면, 도 7에 도시된 바와 같이 GPIO_TXD 단자와 GPIO_RXD 단자를 GPIO 포트 기능으로서 입력포트의 상태로 설정하고, GPIO_USB_HD+ 단자와 GPIO_USB_HD- 단자 또한 GPIO 포트 기능으로서 입력포트의 상태로 설정한다(S210).
그 후, GPIO_TXD(GPIO PORT) 단자와 GPIO_RXD(GPIO PORT) 단자의 신호레벨을 판독한다(S220).
만약, GPIO_RXD 단자가 LOW(0V)이고 GPIO_TXD 단자가 LOW(0V)이면 외부장치로부터 USB 혹은 UART 접속신호가 없는 것으로 판단한다. 만약, GPIO_RXD 단자가 HIGH(3.3V)이면 외부장치로부터 UART 신호가 접속된 것으로 판단한다(S230). 만약, GPIO_TXD 단자가 HIGH(3.3V)이면 외부장치로부터 USB 신호가 접속된 것으로 판단한다(S260).
판단결과(S230), 외부장치로부터 UART 신호가 USB 콘넥터(100)에 접속되었을 경우 GPIO _RXD(GPIO PORT) 단자와 GPIO _TXD(GPIO PORT) 단자의 상태를 판독하여 그 결과가 HIGH(3.3V)와 LOW(0V)상태라면 GPIO _TXD 단자와 GPIO _RXD 단자의 기능을 GPIO 기능에서 UART 포트의 상태로 설정한다(S240). 따라서 UART 통신이 가능하게 된다(S250).
판단결과(S260), 외부장치로부터 USB 신호가 USB 콘넥터(100)에 접속되었을 경우 GPIO_RXD(GPIO PORT) 단자와 GPIO_TXD(GPIO PORT) 단자의 상태를 판독하여 그 결과가 LOW(0V)와 HIGH(3.3V)상태라면 GPIO _USB_HD+ 단자와 GPIO_USB_HD- 단자의 기능을 GPIO 기능에서 USB 포트의 상태로 설정한다(S270). 따라서 UART 통신이 가능하게 된다(S280).
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 USB/UART/GPIO 기능을 별도로 사용하는 통신시스템의 회로구성도이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따라 USB/UART/GPIO 기능을 별도로 사용하는 통신시스템의 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.
USB 콘넥터(100)의 일단과 아날로그 스위치부(200)의 일단 간에는 GPIO_A 단자와 UART 송신신호 TXD 단자 혹은 USB 호스트 데이터(D+) 신호 HD+ 단자와 접속되는 USB 콘넥터 신호라인의 D+_RXD와, GPIO_B 단자와 UART 수신신호 RXD 단자 혹은 USB 호스트 데이터(D-) 신호 HD- 단자와 접속되는 USB 콘넥터 신호라인의 D-_TXD가 연결되어 있다.
아날로그 스위치부(200)의 타 단에는 GPIO PORT 신호 GPIO_A, GPIO_B 단자 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 SW1, SW2, SW3가 각각 연결되어 있다.
이러한 구성을 갖는 회로구성도에서는 시스템 제어부가 각각의 포트로서 UART 포트, USB 포트, GPIO 포트의 기능이 각각 제어 되어지는 경우 아날로그 스위치부(200)를 이용한 것이다.
외부장치의 UART 송신신호 TXD 단자의 신호는 디폴트(default), 즉 초기상태에서 HIGH(3.3V)이고, USB Device 데이터(D+) 신호라인은 HIGH(3.3V) 상태가 된다.
따라서, 통상의 입출력 포트 기능 GPIO_A, GPIO_B의 신호 레벨을 이용하여 간단하게 USB 혹은 UART를 선택하여 통신할 수 있게 된다.
좀 더 구체적으로 살펴보면, 도 9에 도시된 바와 같이 아날로그 스위치부(200)와 연결된 스위치 셀렉터 SW1, SW2, SW3를 초기상태, 즉 디폴트의 LOW(0V) 상태로 설정한다(S310).
스위치 셀렉터(SW1)를 HIGH(3.3V)로 하여 GPIO_A 단자와 GPIO_B 단자를 각각 USB 콘넥터 신호라인의 D+_RXD와 D-_TXD로 연결한다(S320).
GPIO_A 단자와 GPIO_B 단자의 신호레벨을 판독한다(S330). GPIO_A 단자가 LOW(0V)이고 GPIO_B 단자가 LOW(0V)이면 외부장치로부터 USB 혹은 UART 접속신호가 없는 것으로 판단한다. GPIO_B 단자가 HIGH(3.3V)이고 GPIO_A 단자가 LOW(0V)이면 외부장치로부터 UART 신호가 접속된 것으로 판단한다(S340). 만약 GPIO_A 단자가 HIGH(3.3V)이고 GPIO_B가 LOW(0V)이면 외부장치로부터 USB 신호가 접속된 것으로 판단한다(S370).
판단결과(S340), 외부장치로부터 UART 신호가 USB 콘넥터(100)에 접속되었을 경우 GPIO_A 단자와 GPIO_B 단자의 상태를 판독하여 그 결과가 각각 LOW(0V)와 HIGH(3.3V) 상태라면 아날로그 스위치부(200)의 스위치 셀렉터 SW1을 LOW(0V), SW2을 HIGH(3.3V)상태로 하여 UART_TXD 단자와 UART_RXD 단자를 각각 D+_RXD 단자와 D-_TXD 단자로 연결시킨다(S350). 따라서 UART 통신을 시작한다(S360).
판단결과(S370), 외부장치로부터 USB 신호가 USB 콘넥터(100)에 접속된 경우 USB 호스트 데이터(D+) 신호인 HD+ 단자에는 1.5K 풀업 저항이 연결되어 있으므로 GPIO_A 단자와 GPIO_B 단자의 상태를 판독하여 그 결과가 각각 HIGH(3.3V), LOW(0V) 상태라면 아날로그 스위치부(200)의 스위치 셀렉터 SW1을 LOW(0V), SW2을 LOW(0V), SW3을 HIGH(3.3V) 상태로 하여 USB_HD+ 단자와 USB_HD- 단자를 각각 D+_RXD 단자와 D-_TXD 단자로 연결한다(S380). 따라서 USB 통신이 가능하게 된다(S390).
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 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.
본 발명에 따르면 하나의 USB 콘넥터를 이용하여 USB의 접속신호와 UART의 접속신호를 자동으로 검출하여 공용의 데이터 신호라인으로 사용함으로써 사용자는 USB 및 UART 접속신호의 상관없이 USB 콘넥터를 겸용으로 사용할 수 있다.

Claims (9)

  1. 외부장치에 대해 인터페이스를 제공하고 1쌍의 신호라인(D+_RXD, D-_TXD)을 내부로 제공하는 콘넥터;
    선택 제어신호(SW_SEL)에 따라 상기 콘넥터 신호라인(D+_RXD, D-_TXD)에 대하여 UART 데이터 신호라인(UART_TXD, UART_RXD) 및 USB 데이터 신호라인(USB_HD+, USB_HD-) 중 어느 하나와 연결되는 경로를 선택적으로 설정하는 아날로그 스위치부; 및
    UART 데이터 신호라인 단자를 GPIO 입력 포트로 설정하고, 상기 아날로그 스위치부에서 상기 콘넥터 신호라인(D+_RXD, D-_TXD)과 상기 UART 데이터 신호라인(UART_TXD, UART_RXD)이 연결되도록 상기 선택 제어신호(SW_SEL)를 제공하고, 상기 GPIO 입력 포트로 설정된 UART 데이터 신호라인 단자로부터 상기 콘넥터 신호라인(D+_RXD, D-_TXD)의 신호 레벨을 판독하고, 그 판독 결과, 신호 레벨의 조합에 따라 상기 콘넥터에 UART가 접속되었는지 USB가 접속되었는지를 검출하고, UART 접속으로 검출된 경우 상기 UART 데이터 신호라인 단자를 UART 포트로 설정하고, 상기 아날로그 스위치부를 통해 상기 UART 데이터 신호라인과 상기 콘넥터 신호라인의 경로가 연결되도록 설정한 후 UART 통신을 수행하며, USB 접속으로 검출된 경우 상기 아날로그 스위치부를 통해 상기 USB 데이터 신호라인과 상기 콘넥터 신호라인의 경로가 연결되도록 설정한 후 USB 통신을 수행하도록 하는 시스템 제어부;
    를 포함하여 구성되는 USB/UART 공용 통신시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템 제어부는 상기 판독된 콘넥터 신호라인(D+_RXD, D-_TXD)에 있어서 데이터(D+_RXD) 신호라인이 HIGH 이고 데이터(D-_TXD) 신호라인이 LOW 이면 상기 콘넥터에 USB가 접속된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 USB/UART 공용 통신시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 시스템 제어부는 상기 판독된 콘넥터 신호라인(D+_RXD, D-_TXD)에 있어서 데이터(D-_TXD) 신호라인이 HIGH 이고 데이터(D+_RXD) 신호라인이 LOW 이면 상기 콘넥터에 UART가 접속된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 USB/UART 공용 통신시스템.
  4. 외부장치에 대해 인터페이스를 제공하고 1쌍의 신호라인(D+, D-)과 연결된 제1 신호라인 단자(GPIO_TXD, GPIO_USB_HD+)와 제2 신호라인 단자(GPIO_RXD, GPIO_USB_HD-)를 구비하는 콘넥터;
    상기 제1 및 제2 신호라인 단자를 GPIO 입력 포트로 설정하고, 상기 GPIO 입력 포트로부터 상기 제1 및 제2 신호라인 단자의 신호 레벨을 판독하고, 그 판독 결과, 신호 레벨의 조합에 따라 상기 콘넥터에 UART가 접속되었는지 USB가 접속되었는지를 검출하고, UART 접속으로 검출된 경우 상기 UART 신호라인 단자(GPIO_TXD, GPIO_RXD)를 UART 포트로 설정한 후 UART 통신을 수행하는 한편, USB 접속으로 검출된 경우 상기 USB 신호라인 단자(GPIO_USB_HD+, GPIO_USB_HD-)를 USB 포트로 설정한 후 USB 통신을 수행하도록 설정하는 시스템 제어부;
    를 포함하여 구성되는 USB/UART 공용 통신시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 시스템 제어부는 상기 콘넥터의 신호라인에 있어서 제2 신호라인 단자의 GPIO_RXD가 HIGH 이고 제1 신호라인 단자의 GPIO_TXD가 LOW 이면 상기 콘넥터에 UART가 접속된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 USB/UART 공용 통신시스템.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 시스템 제어부는 상기 콘넥터의 신호라인에 있어서 제1 신호라인 단자의 GPIO_TXD가 HIGH 이고 제2 신호라인 단자의 GPIO_RXD가 LOW 이면 상기 콘넥터에 USB가 접속된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 USB/UART 공용 통신시스템.
  7. 외부장치에 대해 인터페이스를 제공하고 1쌍의 신호라인(D+_RXD, D-_TXD)을 내부로 제공하는 콘넥터;
    상기 콘넥터의 신호라인(D+_RXD, D-_TXD)을 GPIO 검출 신호라인(GPIO_A, GPIO_B)과 연결 설정하고, 선택 제어신호에 따라 상기 콘넥터의 신호라인(D+_RXD, D-_TXD)에 대하여 UART 데이터 신호라인(UART_TXD, UART_RXD) 및 USB 데이터 신호라인(USB_HD+, USB_HD-) 중 어느 하나와 연결되는 경로를 선택적으로 설정하는 아날로그 스위치부; 및
    상기 GPIO 검출 신호라인(GPIO_A, GPIO_B)을 통하여 상기 콘넥터 신호라인(D+_RXD, D-_TXD)의 신호 레벨을 판독하고, 상기 판독 결과 GPIO 검출(GPIO_A) 신호라인이 LOW이고 GPIO 검출(GPIO_B) 신호라인이 HIGH 이면 상기 콘넥터에 UART가 접속된 것으로 판단하여 상기 아날로그 스위치부를 통해 상기 UART 데이터 신호라인(UART_TXD, UART_RXD)과 상기 콘넥터 신호라인(D+_RXD, D-_TXD)의 경로가 연결되도록 설정한 후 UART 통신을 수행하고, 상기 판독 결과 GPIO 검출(GPIO_A) 신호라인이 HIGH 이고 GPIO 검출(GPIO_B) 신호라인이 LOW 이면 상기 콘넥터에 USB가 접속된 것으로 판단하여 상기 아날로그 스위치부를 통해 상기 USB 데이터 신호라인과 상기 콘넥터 신호라인의 경로가 연결되도록 설정한 후 USB 통신을 수행하도록 하는 시스템 제어부;
    를 포함하여 구성되는 USB/UART 공용 통신시스템.
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