KR101002604B1 - 무선 수신 웨이크-업 시스템 및 시스템 운용 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 수신 웨이크-업 시스템 및 시스템 운용 방법에 관한 것으로, 무선 데이터 수신 시 전류 소모를 최적화하기 위한 것이다. 본 발명에 따르면, 무선 수신 웨이크-업 시스템은 웨이크-업 감지 모듈을 활성화한다. 무선 수신 웨이크-업 시스템은 안테나를 통하여 수신된 무선 입력 신호와 기 저장된 참조 값을 비교한다. 비교 결과 무선 입력 신호가 기 저장된 참조 값과 동일한 경우, 무선 수신 웨이크-업 시스템은 웨이크-업 신호로 판단하고, 웨이크-업 명령어를 생성한다. 그리고 무선 수신 웨이크-업 시스템은 웨이크-업 명령어를 전달하여 비활성화 상태의 모듈을 활성화한다. 이때 활성되는 모듈은 마이크로 제어 유닛(MCU)이며, 마이크로 제어 유닛이 활성화되는 경우 무선 수신 웨이크-업 시스템은 웨이크-업 감지 모듈을 비활성화할 수 있다.

Description

무선 수신 웨이크-업 시스템 및 시스템 운용 방법{Wake-up System Operating Method And System thereof in Wireless Network}
본 발명은 무선 수신 웨이크-업 시스템 및 시스템 운용 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 데이터 수신 시 전류 소모를 최적화할 수 있는 무선 수신 웨이크-업 시스템 및 운용 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 무선 통신의 효용성이 증가하면서 기존에 존재하는 유선과 함께 다양한 분야에서 유무선을 통합한 형태의 연결망이 구축되고 있다. 이러한 유무선 통합 환경이 자리 잡아 가면서 다양한 형태의 무선 규격 등이 등장하고 있다. 이에 따라 고속 및 고전력의 기술뿐만 아니라, 저속, 저가 및 저전력의 기술에 대한 요구 사항 또한 제기되고 있다.
이러한 저속 및 저전력의 무선 통신 기술에 의하여 개발된 장치 중 웨이크-업 장치가 있는데, 웨이크-업 장치는 메인 송수신기를 오프 상태에 놓고, 통신을 하려고 할 때에만 메인 송수신기를 활성화함으로서, 전력 소비를 줄이고 배터리 수명을 길게 가져갈 수 있는 특징이 있다. 상술한 웨이크-업 장치가 적용된 사례 중 대표적인 것으로 차량용 경보기를 들 수 있다.
상기 차량용 경보기는 운전자 조작에 따라 활성화 상태를 지속적으로 유지할 수 있는데, 이 과정에서 상기 차량용 경보기는 지속적으로 전원을 소모하게 된다. 이에 따라 차량용 경보기는 많은 양의 전류 소모량을 가지게 되어, 배터리 교체가 빈번하게 발생하는 문제점이 있다. 특히 차량용 경보기 중 차량용 리모콘은 데이터를 받기 위해 RF 수신기(RF Receiver)와 CPU 등의 부품들이 활성화 되어 있어야 되며, 이 과정에서 전류 소모가 많이 발생하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 웨이크-업 시스템을 구성하는 모듈들에게 효율적으로 전력을 공급하는 한편 송수신되는 데이터의 비트율(bit rate)이 낮은 웨이크-업 신호를 감지함으로써 전류 소모를 최소화할 수 있는 구조를 가지는 무선 수신 웨이크-업 시스템 및 운용 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 안테나와 웨이크-업 감지 모듈을 포함하는 무선 수신 웨이크-업 시스템을 제공한다. 상기 안테나는 무선 신호를 수신한다. 그리고 상기 웨이크-업 감지 모듈은 상기 안테나가 수신하는 신호를 기 저장된 참조 값과 비교하여 웨이크-업 신호인지 여부를 판단하고 해당 웨이크-업 신호에 대응하는 웨이크-업 명령어를 생성하여 비활성화 상태의 모듈에 전달한다.
본 발명에 따른 무선 수신 웨이크-업 시스템은 상기 무선 수신 웨이크-업 시스템은 마이크로 제어 유닛(MCU), RF 수신기 및 RF 송신기를 더 포함할 수 있다. 상기 마이크로 제어 유닛은 상기 웨이크-업 감지 모듈로부터 웨이크-업 명령어를 수신하는 경우 비활성화 상태에서 활성화 상태로 전환한다. 상기 RF 수신기는 상기 마이크로 제어 유닛의 제어에 따라 활성화되어 상기 안테나가 수신한 무선 데이터 신호를 복조 및 복호하여 상기 마이크로 제어 유닛에 전달한다. 그리고 상기 RF 송신기는 상기 안테나와 연결되어 신호를 외부로 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 무선 수신 웨이크-업 시스템에 있어서, 상기 RF 수신기, 상기 RF 송신기 및 상기 웨이크-업 감지 모듈 중 적어도 두개는 통합 칩으로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 무선 수신 웨이크-업 시스템에 있어서, 상기 웨이크-업 감지 모듈은 상기 안테나가 수신한 신호를 증폭하는 증폭기, 상기 증폭된 신호를 검출하는 검출기, 상기 검출된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터, 상기 디지털 신호와 상기 참조 값을 비교하고 그 결과에 따라 웨이크-업 명령어를 생성하는 웨이크-업 인식/제어부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 무선 수신 웨이크-업 시스템에 있어서, 상기 웨이크-업 인식/제어부가 적어도 하나의 참조 값을 각각 저장하는 적어도 하나의 참조 레지스터, 상기 아날로그 디지털 컨버터의 출력 신호를 저장하는 쉬프트 레지스터, 상기 적어도 하나의 참조 레지스터에 저장된 참조 값과 상기 쉬프트 레지스터에 저장된 값을 비교하는 적어도 하나의 비교부, 상기 적어도 하나의 비교부 결과에 따라 적어도 한 종류의 웨이크-업 명령어를 생성하는 웨이크-업 발생부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 무선 수신 웨이크-업 시스템에 있어서, 상기 웨이크-업 시스템이 복수개의 칩으로 구성될 수 있다. 이때 상기 복수개의 칩은 상기 각 웨이크-업 명령어에 따라 독립적으로 활성화되어 구동될 수 있다. 그리고 상기 웨이크-업 감지 모듈은 상기 웨이크-업 신호의 샘플링 비트율을 외부 입력에 따라 1~4msec 이내로 조절이 가능하다.
본 발명은 또한, 웨이크-업 감지 모듈을 활성화하는 과정, 안테나를 통하여 수신된 무선 입력 신호와 기 저장된 참조 값을 비교하는 과정, 상기 무선 입력 신호가 기 저장된 참조 값과 동일한 경우 웨이크-업 신호로 판단하고, 웨이크-업 명령어를 생성하는 과정, 상기 웨이크-업 명령어를 전달하여 비활성 상태의 모듈을 활성화하는 과정을 포함하는 무선 수신 웨이크-업 시스템의 운용 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 무선 수신 웨이크-업 시스템의 운용 방법에 있어서, 상기 활성화하는 과정에서 활성되는 모듈은 마이크로 제어 유닛(MCU)일 수 있다.
본 발명에 따른 무선 수신 웨이크-업 시스템의 운용 방법은, 상기 마이크로 제어 유닛이 활성화되는 경우 상기 웨이크-업 감지 모듈을 비활성화하는 과정과, 상기 마이크로 제어 유닛에 연결된 RF 수신기를 활성화하고, 상기 RF 수신기를 기반으로 상기 안테나가 수신하는 무선 데이터 신호를 복조 및 복호한 후 상기 복호된 데이터 신호를 처리하는 과정 중 적어도 하나의 과정을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 무선 수신 웨이크-업 시스템의 운용 방법은, 상기 데이터 신호 처리가 완료되는 경우, 상기 웨이크-업 감지 모듈을 활성화하는 과정과, 상기 마이크로 제어 유닛 및 상기 RF 수신기 중 적어도 하나를 비 활성화하는 과정 중 적어도 하나의 과정을 더 포함할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 무선 수신 웨이크-업 시스템의 운용 방법에 있어서, 상기 웨이크-업 명령어를 생성하는 과정은 상기 무선 입력 신호와 복수개의 참조 값을 비교하는 과정, 상기 복수개의 참조 값 중 어느 하나의 참조 값에 대응하는 경우 해당 참조 값에 대응하는 웨이크-업 명령어를 생성하는 과정을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 무선 수신 웨이크-업 시스템 및 방법에 따르면, 본 발명은 비트율이 낮은 데이터 송수신을 통하여 전류 소모를 최소화 할 수 있다.
또한 본 발명은 데이터 처리를 단순화함으로써 보다 간단한 구조를 가지는 무선 수신 웨이크-업 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 전류 소모를 최소화함으로써 양방향 경보기 리모컨이나 차량 무선 통신 수신시에 배터리 소모를 최소화 할 수 있다.
또한 본 발명은 전류 소모 최소화에 따라 배터리 소모를 줄임으로써, 배터리 교체 주기를 연장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 수신 웨이크-업 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 웨이크 업 신호 감지 모듈 동작을 설명하기 위한 블록도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 두개 이상의 웨이크-업 신호 감지 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 웨이크-업 신호 패턴 및 시간 주기 조정을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 웨이크-업 시스템 운용 방법을 설명하기 위한 순서도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 수신 웨이크-업 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 설명에 앞서 이하에서는 상기 무선 수신 웨이크-업 시스템(100)을 차량용에 적용하는 사례에 대하여 주로 설명하기로 한다. 그러나 본 발명의 무선 수신 웨이크-업 시스템(100)이 차량용에 한정되는 것은 아니며, 다른 다양한 전자 기기에도 적용 가능하다.
상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 무선 수신 웨이크-업 시스템(100)은 안테나(110), 웨이크-업 감지 모듈(120), MCU(130) 및 RF 수신기(140)를 포함할 수 있다.
이와 같은 구성을 포함하는 본 발명의 무선 수신 웨이크-업 시스템(100)은 웨이크-업 감지 모듈(120)만을 활성화 상태로 유지하는 한편 MCU(130)와 RF 수신기(140)는 비활성화 상태로 유지함으로써 웨이크-업 신호 발생 이전에 MCU(130) 및 RF 수신기(140)에 의하여 소모되는 전류를 최소화할 수 있다. 그리고 웨이크-업 감지 모듈(120)이 웨이크-업 신호를 감지하는 경우, 상기 무선 수신 웨이크-업 시스템(100)은 MCU(130) 및 RF 수신기(140)를 활성화하여 데이터를 수신하는 한편 웨이크-업 감지 모듈(120)은 비활성화 상태로 유지함으로써 웨이크-업 감지 모듈(120)에 의해 소모되는 전류를 최소화할 수 있다. 이 과정에서 본 발명의 무선 수신 웨이크-업 시스템(100)은 사용되는 데이터의 비트율을 조절함으로서 데이터 송수신에 소모되는 전원 절약을 수행할 수 있다. 그리고 본 발명의 무선 수신 웨이크-업 시스템(100)은 데이터 수신이 종료되면 다시 웨이크-업 감지 모듈(120)만을 활성화 상태로 변경하고 MCU(130) 및 RF 수신기(140)는 비활성화 상태로 변경될 수 있다. 이하 상기 각 구성에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
상기 안테나(110)는 웨이크-업 신호 및 데이터를 수신할 수 있는 물리적 구성으로서, 상기 웨이크-업 신호 및 데이터가 송수신되는 주파수 대역을 커버할 수 있는 형태로 제작될 수 있다. 예를 들면 상기 안테나(110)는 300 ~ 450MHz 대역을 커버할 수 있는 형태로 제작될 수 있다. 상기 안테나(110)는 RF 수신기(140)에도 연결되어 RF 수신기(140)의 데이터 수신을 지원하는 구성이 될 수 있다. 또한 본 발명의 무선 수신 웨이크-업 시스템(100)이 RF 송신기를 포함하는 경우 상기 안테나(110)는 RF 송신기의 신호를 공중으로 방출하여 데이터를 송신하는 역할을 수행할 수 도 있다.
상기 웨이크-업 감지 모듈(120)은 상기 안테나(110)와 연결되어 안테나(110)가 수신하는 신호 중에서 기 설정된 웨이크-업 신호가 포함되어 있는지 여부를 확인한다. 그리고 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)은 기 설정된 웨이크-업 신호가 포함되어 있는 경우 MCU(130)를 깨울 수 있는 웨이크-업 명령어를 생성한 후, 생성된 웨이크-업 명령어를 MCU(130)에 전달할 수 있다. 이러한 웨이크-업 감지 모듈(120)은 도시된 바와 같이 증폭기(121), 검출기(123)(Detector), ADC(125)(Analog Digital Converter), 웨이크-업 인식/제어부(127)를 포함할 수 있다.
상기 증폭기(121)는 상기 안테나(110)가 수신하는 신호를 증폭하는 구성이다. 이러한 증폭기(121)는 자체적으로 가지는 성능에 대비되는 만큼 수신된 신호를 증폭하고, 증폭된 신호를 검출기(123)에 전송한다. 이를 통하여 상기 증폭기(121)는 무선 신호를 수신하는 환경에서 다소 신호 감도가 저조한 신호를 검출기(123)에서 적절하게 검출할 수 있도록 증폭 변환할 수 있다.
상기 검출기(123)는 상기 증폭기(121)가 증폭 변환하여 전달한 아날로그 신호를 검출하고, 검출된 아날로그 신호를 ADC(125)에 전달하는 구성이다. 이러한 검출기(123)는 수신된 신호 중에서 일정 형태의 아날로그 신호만을 추출하고, 노이즈를 제거할 수 있다.
상기 ADC(125)는 상기 검출기(123)가 검출한 신호를 디지털 신호로 변환하는 구성이다. 이러한 ADC(125)는 검출기(123)가 전달한 신호의 진폭 변화 등을 통하여 현재 입력되는 아날로그 신호의 하이(High) 상태 또는 로우(Low) 상태 등을 판단하고, 판단된 상태에 따라 디지털 신호 값 예를 들면 "1" 또는 "0"을 결정할 수 있다.
상기 웨이크-업 인식/제어부(127)는 상기 ADC(125)에서 전달되는 디지털 신호와 기 설정된 참조 값을 비교한다. 그리고 상기 웨이크-업 인식/제어부(127)는 비교 결과에 따라 상기 MCU(130)를 깨울 수 있는 웨이크-업 명령어를 생성하고, 생성된 웨이크-업 명령어를 MCU(130)에 전달할 수 있다. 이를 위하여 상기 웨이크-업 인식/제어부(127)는 기 설정된 참조 값을 저장하기 위한 참조 레지스터, ADC(125)로부터 전달되는 디지털 신호 값을 저장할 수 있는 쉬프트 레지스터, 상기 참조 레지스터에 저장된 값과 쉬프트 레지스터에 저장되는 값을 비교하기 위한 비교기, 비교기 결과에 따라 웨이크-업 명령어를 발생시키는 웨이크-업 발생부를 포함할 수 있다. 상기 웨이크-업 인식/제어부(127)의 웨이크-업 신호 감지와 웨이크-업 명령어 생성에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세히 후술하기로 한다.
상기 MCU(130)는 차량의 경우 차량 전반에 걸친 전자 제어를 수행하는 중앙 처리 장치에 해당할 수 있다. 즉 상기 MCU(130)는 Microcontroller Unit(마이크로 제어 유닛)이 될 수 있으나, 본 발명에서 상기 MCU(130)는 차량 전반에 걸쳐 전자 제어를 수행하는 구성으로 이해하는 것이 보다 바람직할 것이다. 이러한 MCU(130)는 비활성화 상태를 유지하다가 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)로부터 웨이크-업 명령어를 수신하는 경우, 활성화 상태로 변경된다. 그리고 상기 MCU(130)는 활성화 상태로 변경되면 RF 수신기(140)를 활성화하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 한편 RF 수신기(140)가 활성화되어 데이터를 수신하면, 상기 MCU(130)는 RF 수신기(140)가 수신한 데이터를 처리할 수 있다. 그리고 상기 MCU(130)는 데이터 수신이 완료되면 자동으로 비활성화 상태로 천이하고, 이 과정에서 상기 RF 수신기(140)도 비활성화 상태로 천이시키도록 제어할 수 있다. 또한 상기 MCU(130)는 웨이크-업 명령어를 수신하는 시점에 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)을 비활성화시키도록 제어할 수 있으며, 데이터 처리가 완료되는 시점에 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)을 활성화시키도록 제어할 수 있다. 이를 통하여 상기 MCU(130)는 웨이크-업 신호가 수신되는 시점에만 활성화되어 무선 데이터 수신 및 처리를 수행하고, 데이터 처리가 완료되면 비활성화 상태로 천이함으로써 소모되는 전류를 최소화할 수 있다.
상기 RF 수신기(140)는 상기 MCU(130)의 제어에 따라 활성화 및 비활성화되는 구성이다. 이러한 RF 수신기(140)는 MCU(130)로부터 활성화를 위한 제어 신호를 수신하면 활성화되어 안테나(110)가 수신하는 신호를 복조 및 복호하고, 복호된 신호를 MCU(130)에 전달할 수 있다. 그리고 상기 RF 수신기(140)는 MCU(130)의 제어에 따라 비활성화 상태로 천이할 수 있다. 이에 따라 RF 수신기(140)가 활성화되는 시점이 실질적으로 MCU(130)가 데이터를 처리하는 시간 동안만 유지됨으로써 소모되는 전류를 최소화할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 무선 수신 웨이크-업 시스템(100)은 웨이크-업 신호를 수신할 수 있는 웨이크-업 감지 모듈(120)만이 활성화 상태를 유지함으로써 웨이크-업 신호 수신 대기 시간 동안 MCU(130) 및 RF 수신기(140) 등에 의해 소모되는 전류를 제거할 수 있다. 또한 본 발명의 무선 수신 웨이크-업 시스템(100)은 웨이크-업 신호 수신 이후에는 웨이크-업 감지 모듈(120)을 비활성화 상태로 변경하여 웨이크-업 감지 모듈(120) 운용에 필요한 전류 소모를 제거할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 웨이크-업 인식/제어부(127)의 웨이크-업 신호 인식과 제어를 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 웨이크-업 신호가 안테나(110)를 통하여 수신된 이후 증폭기(121)와 검출기(123)를 거쳐 ADC(125)에 전달되면, 상기 ADC(125)는 디지털 신호를 웨이크-업 인식/제어부(127)에 전달할 수 있다. 한편 상기 웨이크-업 인식/제어부(127)는 에지 트리거(220)(Edge Trigger)를 마련하고, 이 에지 트리거(220)를 ADC(125)의 출력단과 연결하도록 배치시킬 수 있다. 이에 따라 ADC(125)에서 출력되는 신호는 쉬프트 레지스터(210) 및 에지 트리거(220)에 전달된다. 또한 상기 웨이크-업 인식/제어부(127)는 클락 발생부(230)를 마련하고, 에지 트리거(220)의 출력이 클락 발생부(230)에 전달되도록 배치하는 한편, 클락 발생부(230)의 출력이 쉬프트 레지스터(210)를 제어하도록 배치시킬 수 있다. 이에 따라 본 발명의 웨이크-업 인식/제어부(127)는 ADC(125)로부터 디지털 신호가 전송 되면 에지 트리거(220)에 의해 클락 발생부(230)를 리셋하게 되고, ADC(125)가 출력하는 신호의 샘플링을 수행하게 된다. 이때 입력된 신호(Signal)는 클락 발생부(230)의 리셋과 동시에 이루어질 수 있다. 이에 따라 클락 발생부(230)가 리셋 되는 동안 입력되는 신호의 샘플링이 수행되지 않을 수 있으므로, 에지 트리거(220)에 의해 트리거된 상태가 라이징 에지(Rising Edge)로 판단되는 경우, ADC(125)로부터 입력되는 신호를 하이 신호인 "1"로 인지하고, 그 이후에 샘플링되는 값을 쉬프트 레지스터(210)에 저장하도록 설계할 수 있다. 그리고 에지 트리거(220)에 의해 트리거된 상태가 폴링 에지(Falling Edge)로 판단되는 경우, ADC(125)로부터 입력되는 신호를 로우 신호인 "0"로 인지하고, 그 이후에 샘플링되는 값을 순차적으로 쉬프트 레지스터(210)에 저장하도록 설계할 수 있다.
예를 들어, 웨이크-업 신호 타이밍 타이어 그램은 도시된 바와 같이 일정 비트 길이를 가지는 Init 필드, Gap 필드, High 필드를 포함하며, Init 필드는 4개의 하이 값 즉 "1" 비트로, Gap 필드는 3개의 로우 값 즉 "0" 비트로, High 필드는 5개의 "1" 비트로 구성될 수 있다. 상술한 웨이크-업 신호 즉 Init 필드, Gap 필드, High 필드를 포함하는 신호를 검출하기 위하여 상기 웨이크-업 인식/제어부(127)의 참조 레지스터(201)는 상술한 값들에 대응하는 값 즉 "0111100011111"의 값을 저장할 수 있다. 그리고 상기 웨이크-업 인식/제어부(127)가 웨이크-업 신호를 수신하는 경우 상기 ADC(125)는 "0111100011111"을 쉬프트 레지스터(210)에 출력하게 되고, 상기 쉬프트 레지스터(210)는 클락 발생부(230)의 리셋 타임으로 인하여 도시된 바와 같이 좌측부터 "011.......111"을 저장하게 된다. 이에 따라 상기 비교기(241)는 쉬프트 레지스터(210)의 좌측 3개 비트 값과 우측 3개 비트 값이 일치하는지 여부를 확인하고, 이를 기반으로 웨이크-업 신호의 전달 유무를 판단할 수 있다. 한편 전술한 바와 같이 에지 트리거(220)의 트리거된 상태를 기준으로 ADC(125)에서 출력되는 신호의 상태를 하이 또는 로우로 판단하는 경우 상기 쉬프트 레지스터(210)는 트리거된 상태에 대응하는 신호들이 저장될 수 있으며, 정상적인 웨이크-업 신호를 수신한 경우 상기 쉬프트 레지스터(210)는 참조 레지스터(201)에 저장된 값들과 동일한 비트 값을 가지는 값들이 저장될 수 있다. 이 경우 상기 비교기(241)는 전체 쉬프트 레지스터(210) 값과 참조 레지스터(201) 값을 비교하고 그 결과에 따라 웨이크-업 신호의 수신 유무를 판단할 수 있을 것이다.
한편 상기 웨이크-업 인식/제어부(127)는 샘플링 된 값들이 쉬프트 레지스터(210)에 저장되면, 쉬프트 레지스터(210)에 저장된 값과 참조 레지스터(201)에 저장된 값을 비교기(241)를 통하여 비교할 수 있다. 이 과정에서 상기 웨이크-업 인식/제어부(127)는 비교기(241) 출력 결과가 쉬프트 레지스터(210)와 참조 레지스터(201)의 값이 일치하는 것으로 출력되면 웨이크-업 발생부(250)를 기반으로 웨이크-업 명령어 생성 및 출력을 제어할 수 있다. 상기 웨이크-업 명령어는 MCU(130)에 전달되며, 상기 MCU(130)는 웨이크-업 명령어 수신 시 비활성화 상태에서 활성화 상태로 천이하게 된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 웨이크-업 인식/제어부(127)의 구성을 기반으로 웨이크-업 명령어 생성을 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 웨이크-업 인식/제어부(127)는 제1 참조 레지스터(203), 제2 참조 레지스터(205), 쉬프트 레지스터(210), 에지 트리거(220), 클락 발생부(230), 제1 비교기(243), 제2 비교기(245) 및 웨이크-업 발생부(250)를 포함할 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 웨이크-업 인식/제어부(127)는 제1 참조 레지스터(203) 및 제2 참조 레지스터(205)에 각각 저장되는 별도의 참조 값을 마련하고, 서로 다른 웨이크-업 신호 수신 시 해당 신호에 따라 별도의 웨이크-업 명령어를 생성하도록 할 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 본 발명의 웨이크-업 인식/제어부(127)는 ADC(125)에서 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 쉬프트 레지스터(210)에 전달하면, 쉬프트 레지스터(210)는 해당 디지털 신호를 기입한다. 여기서 상기 도 2에서 설명한 바와 같이 ADC(125)의 출력 신호가 에지 트리거(220)에 전달되고, 에지 트리거(220)의 출력은 다시 클락 발생부(230)에 전달된다. 한편, 클락 발생부(230)는 에지 트리거(220)의 출력에 따라 리셋(reset)될 수 있으며 쉬프트 레지스터(210)를 제어한다. 이에 따라 본 발명의 웨이크-업 인식/제어부(127)는 ADC(125)로부터 디지털 신호가 전송 되면 에지 트리거(220)에 의해 클락 발생부(230)를 리셋하게 되고, ADC(125)가 출력하는 신호의 샘플링을 수행하게 된다. 이때 입력된 신호(Signal)는 클락 발생부(230)의 리셋과 동시에 이루어질 수 있다. 이에 따라 클락 발생부(230)가 리셋 되는 동안 입력되는 신호의 샘플링이 수행되지 않을 수 있으므로, 에지 트리거(220)에 의해 트리거된 상태가 라이징 에지(Rising Edge)로 판단되는 경우, ADC(125)로부터 입력되는 신호를 하이 신호인 "1"로 인지하고, 그 이후에 샘플링되는 값을 쉬프트 레지스터(210)에 저장하도록 설계할 수 있다. 그리고 에지 트리거(220)에 의해 트리거된 상태가 폴링 에지(Falling Edge)로 판단되는 경우, ADC(125)로부터 입력되는 신호를 로우 신호인 "0"로 인지하고, 그 이후에 샘플링되는 값을 순차적으로 쉬프트 레지스터(210)에 저장하도록 설계할 수 있다. 결과적으로, ADC(125)로부터 출력된 신호가 쉬프트 레지스터(210)에 순차적으로 저장되어 도시된 바와 같이 좌측부터 "011.......111"의 값이 쉬프트 레지스터(210)에 기입될 수 있다. 상기 쉬프트 레지스터(210)에 기입된 값은 연결된 신호 라인을 따라 제1 비교기(243) 및 제2 비교기(245)에 전달될 수 있다.
한편 상기 제1 참조 레지스터(203)에는 기 설정된 비트 값 예를 들면 "0011100011100"이 기 저장될 수 있으며, 제2 참조 레지스터(205)에는 기 설정된 비트 값 예를 들면 "0111100011111"이 저장될 수 있다. 상기 제1 참조 레지스터(203) 및 제2 참조 레지스터(205)에 각각 기입되는 값을 사전에 정의된 웨이크-업 신호에 대응하는 값이다. 그리고 제1 참조 레지스터(203) 및 제2 참조 레지스터(205)에 저장된 값은 각각 제1 비교기(243) 및 제2 비교기(245)에 각각 전달될 수 있다.
결과적으로 쉬프트 레지스터(210)에 ADC(125)의 출력이 기입되면 쉬프트 레지스터(210)에 저장된 값들은 제1 참조 레지스터(203)에 저장된 값 및 제2 참조 레지스터(205)에 저장된 값과 비교될 수 있다. 여기서 상기 쉬프트 레지스터(210)에 저장된 값이 제1 참조 레지스터(203)에 저장된 값과 동일한 경우 제1 비교기(243)는 그에 대응하는 값을 웨이크-업 발생부(250)에 출력할 수 있다. 또한 상기 쉬프트 레지스터(210)에 저장된 값이 제2 참조 레지스터(205)에 저장된 값과 동일한 경우 제2 비교기(245)는 그에 대응하는 값을 웨이크-업 발생부(250)에 출력할 수 있다.
상기 웨이크-업 발생부(250)는 제1 비교기(243) 또는 제2 비교기(245)로부터 특정 출력을 전달받고, 해당 출력에 따라 각기 다른 웨이크-업 명령어를 생성할 수 있다. 그리고 상기 웨이크-업 발생부(250)는 생성된 웨이크-업 명령어를 MCU(130)에 전달할 수 있다. 여기서 상기 웨이크-업 발생부(250)가 생성하는 서로 다른 웨이크-업 명령어 예를 들면 제1 웨이크-업 명령어 및 제2 웨이크-업 명령어는 해당 시스템 구성에 따라 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들면 전체 시스템이 각 웨이크-업 명령어에 따라 서로 다른 모듈들을 구동하도록 설계되었다면, 상기 전체 시스템은 전달되는 웨이크-업 명령어의 종류에 따라 특정 모듈들만을 구동하도록 제어함으로써 전체 모듈이 활성화되는데 소요되는 전원에 비하여 상대적으로 적은 전원 소모를 유도할 수 있을 것이다. 즉 상기 MCU(130)에 RF 수신기(140) 뿐만 아니라, 차량 시동 모듈이 연결되어 있다고 가정하고, 제1 웨이크-업 명령어 수신시에는 RF 수신기(140)가 동작하도록 설계되고 제2 웨이크-업 명령어 수신시에는 차량 시동 모듈이 동작하도록 설계되었다면, 사용자는 웨이크-업 발생 신호별로 특정 모듈만을 운용하도록 함으로써 전원 소모를 최소화할 수 있다.
한편 상술한 설명에서는 2개의 참조 값을 저장하는 제1 참조 레지스터(203) 및 제2 참조 레지스터(205)를 예로 하여 설명하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 본 발명의 웨이크-업 인식/제어부(127)는 보다 많은 개수의 참조 레지스터를 포함할 수 있으며, 이에 따라 보다 많은 개수의 비교기를 더 포함할 수 있을 것이다. 또한 예를 들어 상기 무선 수신 웨이크-업 시스템(100)의 구성이 복수개의 칩으로 구성되어 있다고 가정하면, 상기 복수개의 칩들은 각각의 웨이크-업 명령어에 따라 활성화되는 구성들이 될 수 있으며, 이 경우 특정 웨이크-업 신호에 따라 특정 칩만을 활성화함으로써 전원 소모를 비약적으로 절약할 수 있게 된다. 또한 상기 웨이크-업 발생부(250)의 웨이크-업 명령어가 MCU()로 전달되는 것으로 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 차량에 배치된 다양한 구성들 중 웨이크-업 명령어가 선택적으로 필요한 다양한 모듈에 직접적으로 전달될 수 도 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 웨이크-업 신호 타이밍 조정을 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 무선 수신 웨이크-업 시스템 설계자 또는 사용자는 샘플링 타임의 레지스터를 조정함으로써, Wake-up Signal Pattern의 샘플링 타임(T_STEP)을 변경할 수 있다. 즉 시스템 설계자 또는 사용자는 샘플링 타임을 예를 들면 0.5msec에서 2.5msec 이내에서 자유롭게 조정할 수 있다. 이 경우 상기 웨이크-업 신호 타이밍 다이어그램에서 상기 Init 필드, Gap 필드, High 필드의 길이를 임의로 조정하는 것이 가능하게 된다. 결과적으로 시스템 설계자 및 사용자는 자유롭게 웨이크-업 시스템에서 헤더 데이터 포맷의 설정을 변경할 수 있다. 여기서 상기 샘플링 타임을 0.5msec로 조정하고 상기 상기 Init 필드, Gap 필드, High 필드를 구성하는 모든 비트들의 개수를 일정 개수로 줄임으로써 전체 웨이크-업 신호를 1~4msec 이내에서 형성되도록 조절할 수 있다. 이 경우 본 발명의 무선 수신 웨이크-업 시스템(100)은 웨이크-업 신호의 데이터 비트율을 비약적으로 줄일 수 있어 신호 수신과 처리에서 소모되는 전류를 최소화할 수 있다. 또한 본 발명의 무선 수신 웨이크-업 시스템(100)은 상기 웨이크-업 신호의 데이터 비트율을 줄임으로써 웨이크-업 시스템의 다양한 구성들을 보다 간단하게 구성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 수신 웨이크-업 시스템 운용 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
상기 도 5를 참조하면, 본 발명의 무선 수신 웨이크-업 시스템 운용 방법은 먼저 501 단계에서와 같이 웨이크-업 감지 모듈(120)만이 활성화되어 있는 상태이고, MCU(130) 및 RF 수신기(140)는 비활성화되어 있는 상태를 유지할 수 있다. 이러한 상태에서, 외부로부터 웨이크-업 신호가 발생하는 경우 안테나(110)는 상기 웨이크-업 신호를 수신하여 웨이크-업 감지 모듈(120)에 전달할 수 있다. 즉 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)은 503 단계에서와 같이 외부로부터 특정 신호가 전달되는지 여부를 감시할 수 있다. 상기 503 단계에서 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)은 별도의 입력 신호가 발생하지 않는 경우 501 단계 이전으로 분기하여 이하 과정을 반복적으로 수행할 수 있다.
한편 상기 503 단계에서 특정 신호가 수신되면 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)은 505 단계에서 수신된 특정 신호를 참조 레지스터(201)에 기 저장된 값과 비교를 수행한다. 이를 위하여 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)은 수신된 신호를 디텍팅(Detecting)하고, 해당 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 뒤, 변환된 디지털 신호를 쉬프트 레지스터(210)에 저장할 수 있다. 그리고 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)은 쉬프트 레지스터(210)에 저장된 값과 상기 참조 레지스터(201)에 저장된 값을 서로 비교한다.
상기 505 단계에서 쉬프트 레지스터(210)에 저장된 값과 참조 레지스터(201)에 저장된 값이 일치하지 않는 경우 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)은 입력된 신호가 웨이크-업 신호가 아닌 것으로 판단한다. 그리고 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)은 상기 501 단계 이전으로 분기하여 이하 과정을 반복적으로 수행하도록 제어할 수 있다.
한편 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)은 505 단계에서 쉬프트 레지스터(210)에 저장된 값과 참조 레지스터(201)에 저장된 값이 일치하는 경우 수신된 신호가 웨이크-업 신호인 것으로 판단하고 507 단계에서 웨이크-업 명령어를 생성할 수 있다. 그리고 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)은 상기 507 단계에서 생성된 웨이크-업 명령어를 MCU(130)에 전달한다.
그러면 상기 MCU(130)는 509 단계에서 웨이크-업 명령어에 따라 비활성화 상태에서 활성화 상태로 전환한다. 그리고 상기 MCU(130)는 511 단계에서 RF 수신기(140)를 비활성화 상태에서 활성화 상태로 전환하도록 제어할 수 있다. 여기서 상기 MCU(130)는 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)을 비활성화 상태로 전환하도록 제어함으로써, 웨이크-업 감지 모듈(120)에 의한 전원 소모를 방지할 수 있다.
상기 511 단계에서 활성화된 RF 수신기(140)는 이후 513 단계에서 안테나(110)를 통하여 입력되는 무선 데이터를 수신하여 복조 및 복호화하고 복호된 데이터를 MCU(130)에 전달할 수 있다. 그러면 상기 MCU(130)는 수신된 데이터 신호에 따라 다양한 작업을 수행하게 된다.
한편 상기 MCU(130)는 515 단계에서 데이터 신호에 따른 작업이 종료되는지 여부를 확인하고, 해당 작업이 종료되면 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)을 활성화시키도록 제어할 수 있다. 즉 상기 MCU(130)는 작업 종료 시 501 단계 이전으로 분기하여 이하 과정을 반복적으로 수행하도록 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 무선 수신 웨이크-업 시스템의 운용 방법은 웨이크-업 감지 모듈(120)만이 활성화된 상태를 유지하도록 하고 MCU(130) 및 RF 수신기(140)는 비활성화 상태를 유지하도록 함으로써 전원 소모를 방지한다. 그리고 웨이크-업 신호가 수신되면 MCU(130) 및 기타 필요한 구성 즉 RF 수신기(140)를 활성화하며 웨이크-업 감지 모듈(120)은 비활성화 상태로 전환하도록 제어하여 추가적인 전원 소모를 방지할 수 있다.
한편 상술한 설명에서는 웨이크-업 감지 모듈(120)과 RF 수신기(140)를 별도로 구분되는 구성으로서 도시하고 각각 분리하여 설명하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)과 상기 RF 수신기(140)는 하나의 통합된 칩으로 구성될 수 있으며, 이 경우 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)에서 발생하는 웨이크-업 명령어가 RF 수신기(140)에 직접전달될 수 있다. 결과적으로 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)이 웨이크-업 신호를 수신하는 경우 RF 수신기(140)는 비활성화 상태에서 활성화 상태로 전환하고 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)은 활성화 상태에서 비활성화 상태로 전환할 수 있다. 여기서 본 발명의 웨이크-업 시스템 구성은 RF 수신기(140)만을 포함하는 것으로 설명하였으나, RF 송신기 또한 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)과 함께 하나의 통합된 칩으로 구성이 가능하다. 즉 본 발명의 웨이크-업 감지 모듈(120), RF 수신기(140) 및 RF 송신기 모두 하나의 통합된 칩으로 구성이 가능하며, 상기 RF 송신기의 활성화 또한 상기 웨이크-업 감지 모듈(120)의 웨이크-업 명령어에 따라 제어될 수 있을 것이다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
100 : 무선 수신 웨이크-업 시스템 110 : 안테나
120 : 웨이크-업 감지 모듈 121 : 증폭기
123 : 검출기 125 : ADC
127 : 웨이크-업 인식/제어부 130 : MCU
140 : RF 수신기 201,203,205 : 참조 레지스터
210 : 쉬프트 레지스터 220 : 에지 트리거
230 : 클락 발생부 241,243,245 : 비교기
250 : 웨이크-업 발생부

Claims (12)

  1. 무선 신호를 수신하는 안테나;
    상기 안테나가 수신하는 무선 신호를 기 저장된 참조 값과 비교하여 동일한 경우 비트율이 낮은 웨이크-업 신호로 판단하여 웨이크-업 명령어를 생성하고, 상기 웨이크-업 명령어를 비활성화 상태의 모듈에 전달하는 웨이크-업 감지 모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 수신 웨이크-업 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이크-업 감지 모듈로부터 웨이크-업 명령어를 수신하는 경우 비활성화 상태에서 활성화 상태로 전환하는 마이크로 제어 유닛(MCU);
    상기 마이크로 제어 유닛의 제어에 따라 활성화되어 상기 안테나가 수신한 무선 데이터 신호를 복조 및 복호하여 상기 마이크로 제어 유닛에 전달하는 RF 수신기;
    상기 안테나와 연결되어 신호를 외부로 전송하는 RF 송신기;
    중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 수신 웨이크-업 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 RF 수신기, 상기 RF 송신기 및 상기 웨이크-업 감지 모듈 중 적어도 두개는 통합 칩으로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 수신 웨이크-업 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이크-업 감지 모듈은
    상기 안테나가 수신한 신호를 증폭하는 증폭기;
    상기 증폭된 신호를 검출하는 검출기;
    상기 검출된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터;
    상기 디지털 신호와 상기 참조 값을 비교하고 그 결과에 따라 웨이크-업 명령어를 생성하는 웨이크-업 인식/제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 수신 웨이크-업 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 웨이크-업 인식/제어부는
    적어도 하나의 참조 값을 각각 저장하는 적어도 하나의 참조 레지스터;
    상기 아날로그 디지털 컨버터의 출력 신호를 저장하는 쉬프트 레지스터;
    상기 적어도 하나의 참조 레지스터에 저장된 참조 값과 상기 쉬프트 레지스터에 저장된 값을 비교하는 적어도 하나의 비교부;
    상기 적어도 하나의 비교부 결과에 따라 적어도 한 종류의 웨이크-업 명령어를 생성하는 웨이크-업 발생부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 수신 웨이크-업 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이크-업 시스템은 복수개의 칩으로 구성되며,
    상기 복수개의 칩은 상기 각 웨이크-업 명령어에 따라 독립적으로 활성화되어 구동되는 것을 특징으로 하는 무선 수신 웨이크-업 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이크-업 감지 모듈은
    상기 웨이크-업 신호의 샘플링 비트율을 외부 입력에 따라 1~4msec 이내로 조절하는 것을 특징으로 하는 무선 수신 웨이크-업 시스템.
  8. 웨이크-업 감지 모듈을 활성화하는 과정;
    안테나를 통하여 수신된 무선 입력 신호와 기 저장된 참조 값을 비교하는 과정;
    상기 무선 입력 신호가 기 저장된 참조 값과 동일한 경우 비트율이 낮은 웨이크-업 신호로 판단하고, 웨이크-업 명령어를 생성하는 과정;
    상기 웨이크-업 명령어를 비활성 상태의 모듈에 전달하여 활성화하는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 수신 웨이크-업 시스템의 운용 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 활성하는 과정에서 활성되는 모듈은 마이크로 제어 유닛(MCU)인 것을 특징으로 하는 무선 수신 웨이크-업 시스템의 운용 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 마이크로 제어 유닛이 활성화되는 경우 상기 웨이크-업 감지 모듈을 비활성화하는 과정;
    상기 마이크로 제어 유닛에 연결된 RF 수신기를 활성화하고, 상기 RF 수신기를 기반으로 상기 안테나가 수신하는 무선 데이터 신호를 복조 및 복호한 후 상기 복호된 데이터 신호를 처리하는 과정;
    중 적어도 하나의 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 수신 웨이크-업 시스템의 운용 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 데이터 신호 처리가 완료되는 경우, 상기 웨이크-업 감지 모듈을 활성화하는 과정;
    상기 마이크로 제어 유닛 및 상기 RF 수신기 중 적어도 하나를 비 활성화하는 과정;
    중 적어도 하나의 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 수신 웨이크-업 시스템의 운용 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 웨이크-업 명령어를 생성하는 과정은
    상기 무선 입력 신호와 복수개의 참조 값을 비교하는 과정;
    상기 복수개의 참조 값 중 어느 하나의 참조 값에 대응하는 경우 해당 참조 값에 대응하는 웨이크-업 명령어를 생성하는 과정;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 수신 웨이크-업 시스템의 운용 방법.
KR1020100037844A 2010-04-23 2010-04-23 무선 수신 웨이크-업 시스템 및 시스템 운용 방법 KR101002604B1 (ko)

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