KR100847148B1

KR100847148B1 - 주파수 센싱 장치

Info

Publication number: KR100847148B1
Application number: KR1020070040514A
Authority: KR
Inventors: 박지만; 박영수; 전성익; 김영세; 김무섭; 주홍일; 김영수
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2008-07-18
Also published as: KR20080050210A

Abstract

본 발명은 소정 주파수의 클럭 신호에 의해 동작하는 하드웨어 장치의 안전한 동작과 시스템의 신뢰성을 구축하기 위하여 상기 클럭 신호의 주파수의 이상을 탐지하는 주파수 센싱 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는, 판별 대상인 클럭 신호의 적분 전압으로부터 상기 클럭 신호가 정상 주파수 범위보다 낮은 지를 감지하며, 상기 클럭 신호의 적분 전압의 비교 신호의 미분 전압으로부터 상기 클럭 신호가 정상 주파수 범위보다 높은 지의 여부를 감지하도록 구성된다.

클럭, 주파수 이상, 적분기, 미분기

Description

주파수 센싱 장치{Frequency sensing device}

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 주파수 센싱 장치의 구성을 나타낸 블록도,

도 2는 상기 도 1에 보인 주파수 센싱 장치의 상세 구성을 보인 회로도,

도 3은 상기 도 2에 보인 주파수 센싱 장치의 동작 타이밍도,

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 주파수 센싱 장치의 구성을 나타낸 블록도,

도 5는 상기 도 4에 보인 주파수 센싱 장치의 상세 구성을 보인 회로도,

도 6은 도 5에 보인 주파수 센싱 장치의 동작 타이밍도, 그리고

도 7 내지 9는 본 발명에 의한 주파수 센싱 장치의 응용 예를 보인 블록도이다.

본 발명은 소정 주파수의 클럭에 의해 동작하는 하드웨어 장치의 안전한 동작과 시스템의 신뢰성을 구축할 수 있도록 상기 클럭 신호의 주파수 이상을 탐지하며 칩 형태로 구현가능한 주파수 센싱 장치에 관한 것이다.

모든 전자 장치에서 구비되는 하드웨어로 구성된 칩, 보드, 각종 시스템 등과 같은 장치는 소정 주파수의 클럭 신호를 입력받아 상기 클럭 신호를 기준으로 요구되는 기능을 수행하며, 상기 클럭 신호의 주파수 이상은 해당 하드웨어 장치의 동작에 대한 안전성 및 신뢰성을 저하시킨다.

따라서, 일정 기준 클럭 신호에 의해 동작하는 하드웨어 장치의 안전성 및 신뢰성을 확보하기 위해서는, 상기 하드웨어 장치로 인가되는 클럭 신호의 주파수 이상을 감지할 수 있어야 한다.

그런데, 상기와 같이 하드웨어 장치로 인가되는 클럭에 대한 주파수의 빠르고 느린 정도를 인식하기 위해서는, 상기 클럭의 주파수보다 빠른 주파수의 클럭을 만들어야 하며, 이를 만들기 위해서는 하드웨어 장치의 사이즈가 증가한다는 문제점이 있으며, 특히 칩으로 만들기 위해서는 많은 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은, 소정 주파수의 클럭 신호에 의해 동작하는 하드웨어 장치에서 상기 클럭 신호의 주파수 이상을 탐지하여 상기 하드웨어 장치의 안전한 동작과 시스템의 신뢰성을 구축할 수 있는 주파수 센싱 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 주파수 센싱 장치 는, 판별 대상인 클럭 신호를 입력받아 적분하는 적분기; 및 상기 적분기의 출력과 문턱 전압을 비교하는 비교기를 포함하고, 상기 비교기의 출력은 상기 클럭 신호가 정상 주파수 범위보다 낮은지의 여부를 나타내는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 구현하기 위한 다른 구성 수단으로서, 본 발명의 주파수 센싱 장치는, 판별 대상인 클럭 신호를 입력받아 적분하는 제1 적분기; 상기 적분기의 출력과 제1 문턱 전압을 비교하는 제1 비교기; 상기 제1 비교기의 출력을 미분하는 미분기; 및 상기 미분기의 출력을 제2 문턱 전압과 비교하는 제2 비교기를 포함하고, 상기 제2 비교기의 출력은 상기 클럭 신호가 정상 주파수 범위보다 높은 지의 여부를 나타내는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 구현하기 위한 다른 구성 수단으로서, 본 발명에 의한 주파수 센싱 장치는, 판별 대상인 클럭 신호의 적분 전압이 사전에 설정된 제1 문턱 전압보다 큰지를 비교하는 제1 주파수 센싱부; 상기 클럭 신호의 적분 전압을 사전에 설정된 제2 문턱 전압과 비교하고, 비교 결과를 미분한 후, 상기 미분 전압이 사전에 설정된 제3 문턱 전압보다 작은 지를 비교하는 제2 주파수 센싱부; 상기 클럭 신호의 반전 신호의 적분 전압이 상기 제1 문턱 전압보다 큰지를 비교하는 제3 주파수 센싱부; 상기 클럭 신호의 반전 신호의 적분 전압을 사전에 설정된 제2 문턱 전압과 비교하고, 비교 결과를 미분한 후, 상기 미분 전압이 사전에 설정된 제3 문턱 전압보다 작은 지를 비교하는 제4 주파수 센싱부; 상기 제1,2 주파수 센싱부의 비교 결과와, 제3,4 주파수 센싱부의 비교 결과로부터 상기 클럭 신호가 50% 듀티비를 갖는 지를 판별하는 제어기를 포함하여 이루어진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주파수 센싱 장치를 나타낸 블록도이다.

상기 도 1에 도시된 주파수 센싱 장치는, 해당 시스템이 요구하는 정상 주파수 범위보다 낮은 주파수의 클럭 신호를 인식하는 장치로서, 이상 여부의 판별 대상인 클럭 신호(Vin)를 입력받아 적분하는 적분기(11)와, 상기 적분기(11)에서 출력되는 적분 전압을 미리 설정된 문턱 전압(Vth)과 비교하여 이상 여부를 판별하는 비교기(12)로 구성된다. 이때, 상기 문턱 전압(Vth)은 클럭 신호에 대한 정상 주파수 범위의 하한 주파수에 대응하는 적분 전압으로 설정하거나 그보다 높게 설정한다.

상기 비교기(12)는 상기 적분기(11)에서 출력되는 전압을 상기 문턱 전압(Vth)와 비교하여, 문턱 전압(Vth)보다 큰지 작은 지를 나타내는 비교 신호를 출력한다. 이때 적분기(11)의 출력전압이 제1 문턱 전압(Vth)보다 크면 입력 주파수가 정상 주파수보다 낮은 것을 의미한다.

더하여, 상기 비교기(12)의 출력 전압을 입력으로 하여 상기의 하드웨어 장치를 제어하는 제어부(도시생략)을 더 구비하도록 할 수 있으며, 예를 들어, 상기 제어부는 정상 주파수보다 낮은 주파수로 판별되는 경우 상기 하드웨어 장치의 동작을 정지시키거나, 특별한 신호가 발생하도록 함으로써, 주파수를 이용한 물리적인 해킹을 방어할 수 있게 된다.

도 2는 상기 도 1에 보인 주파수 센싱 장치의 상세 구성을 나타낸 회로도로서, 도 2를 참조하여 더 구체적으로 설명하면, 상기 적분기(11)는, 일정 전류를 발생시키는 정전류원(Is)와, 상기 정전류원(Is)과 접지 사이에 구비되어 입력된 클럭 신호(Vin)에 따라서 온/오프하는 스위치(SW1)와, 상기 스위치(SW1)와 병렬로 연결되어 상기 스위치(SW1)의 오프시 상기 정전류원(Is)의 전류가 충전되는 캐패시터(C1)로 구성되며, 상기 비교기(12)는 상기 정전류원(Is)과 캐패시터(C1)의 접점에 그 비반전단자(+)가 연결되고 반전단자(-)로 임계전압(Vth)이 인가되는 연산증폭기(op1)로 구성된다.

상술한 구성의 주파수 센싱 장치의 동작을 도 3의 타이밍도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 주파수 센싱 장치로 입력되는 신호(Vin)는 대상 하드웨어 장치로 인가되는 주파수 이상 여부의 판별 대상이 되는 클럭 신호로서, 상기 적분기(11)의 스위치(SW1)을 온/오프시킨다. 예를 들어, 클럭 신호가 1일 때는 온되고, 클럭신호가 0일때는 오프된다. 그리고 상기 스위치(SW1)가 오프 상태일 때는 정전류원(Is)에서 발생된 전류가 커패시터(C1)으로 인가되어 충전되며, 스위치(SW1)가 온 되면 상기 캐패시터(C1)에 충전된 전류가 방전되어 0가 된다. 상기 캐패시터(C1)의 전압이 적분기(11)의 출력 전압, 즉, 적분 전압(Vc1)이 된다.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 클럭 주파수가 느려지는 경우, 상기 스위치(SW1)의 오프 시간이 길어지고, 오프 시간이 길수록 충전 시간이 길어져, 적분 전압(Vc1)이 증가하게 된다.

이때, 상기 비교기(12)는 제1 문턱 전압(Vth)과 상기 적분 전압(Vc1)을 비교하여, 상기 적분 전압(Vc1)이 제1 문턱 전압(Vth)보다 작으면, 논리 '0'이라는 신호를 발생하고, 적분 전압(Vc1)이 제1 문턱 전압(Vth)보다 커지면, 논리 '1'이라는 신호를 발생한다. 즉, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 적분 전압(Vc1)이 제1 문턱 전압(Vth)보다 낮은 동안에는 '0'(로우 레벨의 전압)을 출력하다가, 입력 신호의 주파수가 느려져 적분 전압(Vc1)이 제1 문턱 전압(Vth)보다 높아지면 '1'(하이 레벨의 전압)을 출력한다. 따라서, 상기 비교기(12)의 출력 신호가 1이라면, 입력 주파수 신호가 정상 주파수보다 느리다는 것을 의미한다. 그러므로 상기 비교기(12) 의 출력 신호를 이용하여 하드웨어 장치를 제어할 수 있다.

상술한 실시 예에서는 정상 주파수보다 느린 주파수만을 판별하였으나, 정상 주파수보다 빨라지는 경우도 발생할 수 있다. 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 주파수 센싱 장치를 나타낸 것으로서, 상기 장치는 하드웨어 장치로 입력되는 클럭 주파수가 정상 주파수보다 빨라지는 것을 감지한다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 주파수 센싱 장치는, 이상 여부 판별 대상인 클럭 신호(Vin)를 입력받아 적분하는 적분기(21)와, 상기 적분기(21)로부터 출력되는 적분 전압을 미리 설정된 제1 문턱 전압(Vtl)과 비교하는 제1 비교기(22)와, 상기 비교기(22)의 출력 전압을 미분하는 미분기(23)와, 상기 미분기(23)로부터 출력된 미분 전압과 제2 문턱 전압(vd)을 비교하여 정상 주파수보다 높은 주파수의 발생 여부를 알리는 제2 비교기(24)로 구성된다.

여기서, 제1 문턱 전압(Vtl)은 정상 주파수 범위의 상한 주파수에 대응하는 적분 전압 이하의 값으로 설정되며, 제2 문턱 전압(Vd)은 정상 주파수 범위에서 나타나는 상기 미분 전압의 하한값으로 설정된다.

상술한 실시 예의 주파수 센싱 장치는, 앞서와 마찬가지로, 제2 비교기(24)의 출력 전압을 입력으로 하여 상기의 하드웨어 장치를 제어하는 제어부(도시생략)을 더 구비하도록 할 수 있으며, 예를 들어, 상기 제어부가 정상 주파수보다 높은 주파수로 판별되는 경우 상기 하드웨어 장치의 동작을 정지시키거나, 특별한 신호가 발생하도록 함으로써, 주파수를 이용한 물리적인 해킹을 방어할 수 있게 된다.

도 5는 상기 도 4에 보인 주파수 센싱 장치의 상세 회로도로서, 도 5를 참조하여 더 구체적으로 설명하면, 상기 적분기(21)는, 일정 전류를 발생시키는 정전류원(Is)와, 상기 정전류원(Is)과 접지 사이에 구비되어 입력 주파수 신호(Vin)에 따라서 온/오프하는 스위치(SW1)와, 상기 스위치(SW1)와 병렬로 연결되어 상기 스위치(SW1)의 오프시 상기 정전류원(Is)의 전류가 충전되는 캐패시터(C1)로 구성되며, 상기 제1 비교기(22)는 상기 정전류원(Is)과 캐패시터(C1)의 접점에 그 비반전단자(+)가 연결되고 반전단자(-)로 제1 임계전압(Vtl)이 인가되는 연산증폭기(op1)로 구성된다. 예를 들어, 상기 제1 임계전압(Vtl)은 정상 주파수 범위(예를 들어, 10MHz~20MHz)의 상한값(즉, 20MHz)에 대응하는 적분 전압(Vc1) 이하의 값으로 설정된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 상기 적분기(21) 및 제1 비교기(22)는 상기 도 1에 보인 정상주파수보다 낮은 신호를 감지하기 위한 주파수 센싱 장치에 구비된 적분기(11) 및 비교기(12)와 동일한 구성 및 기능을 갖는다.

다시 도 5를 참조하면, 상기 미분기(23)는 상기 제1 비교기(22)의 출력에 일단이 연결되는 커패시터(C2)와 상기 커패시터(C2)의 타단과 접지 사이에 구비되는 저항(R2)으로 구성되며, 제2 비교기(24)는 상기 커패시터(C2)와 저항(R2)의 접점이 비반전 입력단자(+)로 연결되고 반전 입력단자로 제2 문턱전압(Vd)이 인가되는 연산증폭기(op2)로 구현된다.

도 6은 상기 도 5에 보인 주파수 센싱 장치의 동작 타이밍도로서, 이를 참조하여 상기 주파수 센싱 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 5에서 이상 여부의 판별 대상인 클럭 신호(Vin)(즉, 해당 하드웨어 장치로 인가되는 클럭 신호)는 적분기(21)의 스위치(SW1)를 온-오프한다.

상기 스위치(SW1)가 오프 일 때, 정전류원(Is)의 전류는 커패시터(C1)에 충전되고, 스위치(SW1)가 온 일 때, 상기 커패시터(C1)에 충전된 전류가 방전된다. 이러한 커패시터(C1)에 걸리는 전압이 적분기(21)에서 출력되는 적분 전압(Vc1)이 된다. 따라서, 스위치(SW1)의 오프 시간이 길수록 적분기의 적분 전압(Vc1)은 증가하고, 스위치(SW1)의 오프 시간이 짧을수록 적분 전압(Vc1)은 작아진다.

제1 비교기(22)의 연산증폭기(op1)는 정상 주파수 범위의 상한 주파수에 대응하여 설정된 제1 문턱 전압(Vtl)과 상기 적분 전압(Vc1)을 비교하여, 제1 문턱 전압(Vtl)이 적분 전압(Vc1) 보다 크면, 논리'0'이라 신호(로우레벨 전압)를 발생하고, 문턱 전압(Vtl)이 적분 전압(Vc1) 보다 작으면, 논리 '1'이라 신호(하이레벨 전압)를 발생시킨다. 즉 제1 비교기(22)는 정상 주파수 범위일 때는 임펄스 형태의 신호를 출력하는데 반해, 정상 주파수 범위보다 클럭 주파수가 높아지면 '0'를 출력한다.

상술한 클럭 신호(Vin)의 변화에 따른 적분 전압(Vc1) 및 제1 비교기(22)의 출력 전압(Vc2)의 변화는 도 6의 타이밍 도에 나타낸다.

이러한 제1 비교기(22)의 출력전압(Vc2)은 미분기(23)에서 미분되며, 상기 미분기(23)에서 출력된 미분 전압은 제2 비교기(24)에서 사전에 설정된 제2 문턱 전압(Vd)와 비교된다. 이때 제2 문턱 전압(Vd)는 정상 주파수 범위의 입력신호(Vin)에서 나타나는 상기 미분기(23)의 출력 전압의 하한값으로 설정된다.

따라서, 도 6에 나타난 바와 같이, 정상 주파수 범위의 입력 신호인 경우에 상기 미분기(23)의 출력 전압은 소정 레벨 이상으로 나타나지만, 정상 주파수 범위보다 클럭 주파수가 빨라지는 경우, 0로 된다.

상기 제2 비교기(24)는 이러한 미분기(23)의 출력 전압과 제2 문턱 전압(Vd)를 비교하여, 클럭 주파수가 정상 주파수보다 빠른지를 판별할 수 있다. 정상 출력 범위인 경우 미분기(23)의 출력이 제2 문턱 전압(Vd)보다 높으므로 상기 제2 비교기(24)의 출력이 '1'이 되는데 반하여, 정상 주파수 범위보다 빠른 경우에는, 미분기(23)의 출력 전압이 제2 문턱 전압(Vd)보다 낮아져 제2 비교기(24)의 출력은 '0'가 된다. 즉, 상기 제2 비교기(24)의 출력 신호가 '0'이라는 것은 비정상적인 빠른 클럭이 입력되었다는 것을 의미한다.

상기에서 미분기(23)는 해당하는 하드웨어 장치가 요구하는 클럭 신호에 맞추어 시정수값이 설정된다.

상기 제2 비교기(24)는 두 전압을 비교하는 전압 비교기 또는 적분기 출력 전압만 인식하는 슈미트 트리거 형태의 비교기로 구현될 수 있다. 상기의 슈미트 트리거는 디지털 및 아날로그 슈미트로 구현한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 주파수 센싱 장치는, 간단한 구성으로 정상 주파수보다 빠르거나 느린 이상 주파수의 클럭 신호를 감지할 수 있으며, 그 결과 해당 하드웨어 장치의 안전성 및 신뢰성을 보장할 수 있다. 더하여, 본 발명에 의한 주파수 센싱 장치는, 단순하게 비교기, 적분기, 미분기 등으로만 구현되기 때문에, 반도체 소자를 이용하여 매우 작은 칩으로 구현할 수 있다.

더하여 본 발명에 의한 주파수 센싱 장치는, 필요에 따라서 다양하게 응용될 수 있으며, 도 7 내지 도 9는 본 발명에 의한 주파수 센싱 장치의 응용 예를 도시한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 주파수 센싱 장치로서, 주파수 인식율을 높이기 위해서 입력 신호의 주파수 범위를 적정 비율로 조절하는 주파수 제어부를 더 포함한 경우이다.

도 7을 참조하면, 본 발명은 상기 도 1 또는 도 4와 같이 구성된 주파수 센싱부(32)의 입력 측에 입력신호(Vin)의 주파수를 제어하는 주파수 제어부(31)를 더 포함한다. 상기 주파수 센싱부(32)는 도 1 또는 도 2와 같이 구성되거나, 도 1 및 도 2의 구성을 모두 포함할 수 있다.

상기 주파수 제어부(31)는 클럭 신호(Vin)의 주파수를 상기 주파수 센싱부(32)에서 감지가능한 범위로 조절하여, 클럭 주파수의 이상 여부 인식률을 좋게 한다. 상기의 주파수 제어부(31)는 입력 신호의 주파수를 일정 비율로 빠르게 조절하거나 느리게 조절할 수 있다. 예를 들어, 정상 주파수 범위가 너무 빠르거나 느려서 감지가 어려운 경우, 상기 입력 신호의 주파수를 일정 비율로 느리게 하거나 빠르게 한 후에 주파수 센싱부(32)로 인가함으로써, 상기 주파수 센싱부(32)가 주파수 이상 여부를 감지할 수 있도록 한다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예를 보인 것으로서, 주파수 센싱 결과에 따 라서 해당 하드웨어 장치를 제어할 수 있도록 구현된 경우를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 본 발명은 상기 도 1 및 도 4와 같이 각각 구성된 제1,2 주파수 센싱부(41,42)를 구비하고, 상기 제1,2 주파수 센싱부(41,42)의 출력 신호에 따라서 하드웨어 장치를 제어하는 제어기(43)를 더 포함한다.

상기 도 8의 응용 예는, 해당하는 하드웨어 장치가 원하는 주파수의 클럭보다 빠르거나 느린 클럭의 인가를 동시에 인식하면서, 인식 결과에 따라서 하드웨어 장치의 동작을 정지시키는 등의 제어를 수행함으로써, 하드웨어 장치의 안전성을 확보할 수 있다. 상기 도 8에서는 제1,2 주파수 센싱부(41,42)를 모두 구비한 경우가 도시되었으나, 필요에 따라서 제1 주파수 센싱부(41) 또는 제2 주파수 센싱부(42) 만을 구비하도록 할수 도 있다.

도 9는 본 발명에 의한 주파수 센싱 장치가, 50% 듀티비를 갖는 펄스 신호의 탐지에 응용된 예를 나타낸 블록도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명에 의한 주파수 센싱 장치는, 각각 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 구성되며 탐지 대상이 되는 클럭 신호(Vin)를 입력받는 제1,2 주파수 센싱부(51,52)와, 각각 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 구성되며 탐지 대상이 되는 클럭 신호(Vin)의 반전 신호가 입력되는 제3,4 주파수 센싱부(53,54)와, 상기 제1 내지 제4 주파수 센싱부(51~54)의 출력 신호를 비교하여 50%의 듀티비를 갖는 펄스 신호인지를 감지하는 제어부(55)를 포함하여 이루어진다.

상기에서, 제1,3 주파수 센싱부(51,53)는 동일하게 도 1에 도시된 바와 같이 구성되고, 제2,4 주파수 센싱부(52,54)는 도 2에 도시된 바와 같이 동일하게 구성되지만, 상기 제1,2 주파수 센싱부(51,52)에 입력되는 신호와, 제3,4 주파수 센싱부(53,54)는 에 입력되는 신호는 서로 반대이기 때문에, 50%의 듀티비를 갖는 클럭 신호인 경우에는 제1,2 이상 주파수 판별기(51,52)의 출력과, 제3,4 이상 주파수 판별기(53,54)의 출력이 동일하게 나타나지만, 50%의 듀티비를 갖지 않는 클럭 신호인 경우에는 제1,2 이상 주파수 판별기(51,52)의 출력과 제3,4 이상 주파수 판별기(53,54)의 출력이 다르게 나타나며, 이를 통하여 제어기(55)는 50% 듀티비를 갖는 클럭을 탐지할 수 있으며 그 탐지 결과를 출력한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다.

상술한 바에 의하면, 본 발명은 일정한 클럭 신호에 의해 동작하는 하드웨어 장치로 인가되는 클럭 신호의 주파수 변화를 간단한 구성으로 감지하여 하드웨어 장치의 위험 요소를 제거하고 안전성을 유지시킬 수 있으며, 더하여, 간단한 구성에 의한 소형의 칩 형태로 구현가능함으로써 하드웨어 장치에 적용이 용이하다는 우수한 효과가 있다.

Claims

판별 대상인 클럭 신호를 입력받아 적분하는 적분기; 및

상기 적분기의 출력과 사전에 설정된 문턱 전압을 비교하는 비교기를 포함하고, 상기 비교기의 출력은 상기 클럭 신호가 정상 주파수 범위보다 낮은지의 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 주파수 센싱 장치.
제1항에 있어서, 상기 문턱 전압은

상기 클럭 신호의 정상 주파수 범위의 하한 주파수에 대응하는 적분기의 출력 전압 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 주파수 센싱 장치.
판별 대상인 클럭 신호를 입력받아 적분하는 제1 적분기;

상기 적분기의 출력과 사전에 설정된 제1 문턱 전압을 비교하는 제1 비교기;

상기 제1 비교기의 출력을 미분하는 미분기; 및

상기 미분기의 출력을 제2 문턱 전압과 비교하는 제2 비교기를 포함하고, 상기 제2 비교기의 출력은 상기 클럭 신호가 정상 주파수 범위보다 높은 지의 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 주파수 센싱 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 문턱 전압은

정상 주파수 범위의 상한 주파수에 대응하는 상기 적분기의 출력값 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 주파수 센싱 장치.
제3항에 있어서, 상기 제2 문턱 전압은

정상 주파수 범위의 클럭신호가 입력시의 미분기의 출력값중에서 하한값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 주파수 센싱 장치.
제3항에 있어서, 상기 미분기는

정상 주파수 범위에 해당하는 클럭 신호에 대응하는 시정수를 갖는 것을 특징으로 하는 주파수 센싱 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 적분기는

일정 전류를 발생시키는 정전류원와,

상기 정전류원과 접지사이에 구비되어 입력된 클럭 신호에 따라서 온/오프하는 스위치와,

상기 스위치와 병렬로 연결되어 상기 스위치의 오프시 충전되고 스위치의 온시에 방전되는 캐패시터로 구성되며,

상기 캐패시터의 전압이 적분기의 출력전압으로 출력되는 것을 특징으로 하는 주파수 센싱 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,

이상 주파수 인식 효율을 높이기 위하여, 상기 클럭 신호의 주파수를 이상 주파수가 감지가능한 범위가 되도록 일정 비율로 조정하여 상기 적분기를 인가하는 주파수 조절기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 센싱 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 비교기 또는 제2 비교기의 출력에 의해 해당 클럭 신호의 주파수 이상 유무를 인지하여, 상기 클럭 신호에 의해 동작하는 하드웨어 장치를 제어하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 센싱 장치.
판별 대상인 클럭 신호를 입력받아 적분하는 제1 적분기와, 상기 제1 적분기의 출력과 사전에 설정된 제1 문턱 전압을 비교하는 비교기를 포함하여, 상기 클럭 신호가 정상 주파수 범위보다 낮은 지를 감지하는 제1 주파수 센싱부;

상기 클럭 신호를 입력받아 적분하는 제2 적분기와, 상기 제2 적분기의 출력과 사전에 설정된 제2 문턱 전압을 비교하는 제2 비교기와, 상기 제2 비교기의 출력을 미분하는 미분기와, 상기 미분기의 출력을 제3 문턱 전압과 비교하는 제3 비교기를 포함하여, 상기 클럭 신호가 정상 주파수 범위보다 높은 지를 판별하는 제2 주파수 센싱부; 및

상기 제1 주파수 센싱부와 제2 주파수 센싱부의 출력에 따라서 상기 클럭 신호에 의해 동작하는 하드웨어 장치를 제어하는 제어기를 포함하는 주파수 센싱 장치.
판별 대상인 클럭 신호의 적분 전압이 사전에 설정된 제1 문턱 전압보다 큰지를 비교하는 제1 주파수 센싱부;

상기 클럭 신호의 적분 전압을 사전에 설정된 제2 문턱 전압과 비교하고, 비교 결과를 미분한 후, 상기 미분 전압이 사전에 설정된 제3 문턱 전압보다 작은 지를 비교하는 제2 주파수 센싱부;

상기 클럭 신호의 반전 신호의 적분 전압이 상기 제1 문턱 전압보다 큰지를 비교하는 제3 주파수 센싱부;

상기 클럭 신호의 반전 신호의 적분 전압을 사전에 설정된 제2 문턱 전압과 비교하고, 비교 결과를 미분한 후, 상기 미분 전압이 사전에 설정된 제3 문턱 전압보다 작은 지를 비교하는 제4 주파수 센싱부;

상기 제1,2 주파수 센싱부의 비교 결과와, 제3,4 주파수 센싱부의 비교 결과로부터 상기 클럭 신호가 50% 듀티비를 갖는 지를 판별하는 제어기를 포함하는 주파수 센싱 장치.
제11항에 있어서, 상기 제1 문턱 전압은

상기 클럭 신호의 정상 주파수 범위의 하한 주파수에 대응하는 적분 전압 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 주파수 센싱 장치.
제11항에 있어서, 상기 제2 문턱 전압은

상기 클럭 신호의 정상 주파수 범위의 상한 주파수에 대응하는 상기 적분 전압 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 주파수 센싱 장치.
제11항에 있어서, 상기 제3 문턱 전압은

정상 주파수 범위의 클럭 신호에 대한 상기 미분 전압중에서 하한값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 주파수 센싱 장치.