KR101038852B1 - 에러 검출 기능을 갖는 ｌｅｄ 구동 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 구동 회로에 관한 것으로, SPI(Serial Peripheral Interface) 데이터중 디밍 데이타와 제어 데이타를 분리하고, 상기 디밍 데이터 및 제어 데이터를 기설정된 데이터 단위로 출력하는 시프트 레지스터(200); 상기 시프트 레지스터(200)로부터의 제어 데이타에 따라 스캔 데이타를 생성하는 스캔 레지스터(300); 상기 시프트 레지스터(200)로부터의 디밍 데이터의 에러를 검출하는 제1 에러 검출부(500); 상기 스캔 레지스터(300)로부터의 스캔 데이터의 에러를 검출하는 제2 에러 검출부(600); 및 상기 제1 에러 검출부(500)의 출력신호와 상기 제2 에러 검출부(600)로부터의 출력신호를 논리합 연산하여 리세트 신호를 생성하는 논리 연산부(700)를 포함한다.
Figure R1020090121835
LED, 구동, IC, 에러, CRC, Cyclic Redundancy Check, 리세트

Description

에러 검출 기능을 갖는 ＬＥＤ 구동 회로{LED DRIVING CIRCUIT WITH ERROR DETECTING FUNCTION}
본 발명은 LED 백라이트 유니트를 이용하는 LCD TV 세트에 적용될 수 있는 에러 검출 기능을 갖는 LED 구동 회로에 관한 것으로, 특히 정전기방전(Electrostatic Discharge)이나 서지(Surge)와 같은 노이즈에 의한 에러를 검출할 수 있는 에러 검출 기능을 갖는 LED 구동 회로에 관한 것이다.
일반적으로, LCD(liquid crystal display)는 스스로 발광을 하지 못하는 수광 소자이므로 화면을 표시하기 위해서는 백라이트 유니트(BLU: Back Light Unit)를 필수적으로 필요로 한다.
이러한 백라이트 유니트(BLU)의 광원으로 기존에는 주로 냉음극형광램프(CCFL: Cold Cathod Fluorescent Lamp)와 외부전극형광램프(EEFL: External Electrode Fluorescent Lamp)가 사용되어 왔다.
그런데, 최근에는 환경 친화적이면서도 소비전력이 낮고, 명암비와 색 재현성 등이 뛰어난 발광다이오드(LED)를 적용하여 백라이트를 구현하고 있다.
이러한 백라이트 유니트의 구동방식은 한 화면이 다른 화면으로 전환될 때 잔상으로 인한 화면 끌림 현상(motion blur)을 일으켜 화질을 떨어뜨리는 요인으로 작용하였다.
이러한 단점을 개선하기 위하여, 로칼 디밍(Local Dimming) 방식과 스캔 디밍(Scan Dimming) 방식이 사용되고 있으며, 여기서, 스캔 디밍은, 백라이트 유니트(BLU)를 입력되는 영상신호에 따라 위쪽 백라이트 유니트(BLU)에서 아래쪽 백라이트 유니트(BLU)까지 순차적으로 점등시키는 방식이다.
도 1은 LED 백라이트 유니트(BLU)의 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, LED 백라이트 유니트는, 다수의 LED 램프들로 구성된 LED 램프 어레이(10)와 상기 LED 램프 어레이(10)를 구동시키는 복수의 LED 구동 IC를 포함하는 LED 구동 회로부(20)로 이루어져 있다.
상기 LED 구동 회로부(20)는, 영상 처리부(30)(일명, 영상처리보드)로부터의 영상 데이터에 포함되는 수직동기신호(Vsync) 및 화소값을 이용하여, 로칼 디밍 및 스캔 디밍을 수행하여 도 2에 도시한 바와 같은 구동신호를 생성한다.
도 2는 LED 백라이트 유니트의 스캔 디밍에 의한 구동신호의 타이밍 챠트이다. 도 2에서, 수직동기신호(Vsync)의 한 주기 동안에, 복수의 구동 신호(DS0~DS9)가 순차적으로 하이레벨을 갖는다. 이에 따라, 상기 LED 구동 IC는 복수의 LED를 순차적으로 점등시킨다.
한편, 기존의 백라이트 유니트에서는, 영상 처리부에서 스캔/로칼 디밍에 관련된 LED PWM 신호를 직접 생성하여 LED 구동 IC에 제공하는 방식을 채택해 왔으나, 이러한 구동 방법은 구동하는 채널 수만큼의 라인이 필요하게 되어 PCB 보드상의 단가를 상승시키는 단점이 있다.
이러한 단점을 해소하기 위해서, 최근에는 LED 구동 IC에서 디밍에 필요한 데이터만 영상 처리부에서 입력받아 구동 IC내에서 디밍에 관련된 신호를 직접 생성하는 구동 방식을 채택하고 있다.
이와 같은 LED 구동 IC에 대해 간단히 설명하면, 로칼 디밍(Local Dimming)에 필요한 PWM 신호와 스캐닝 동작을 위한 LED 점등시간 제어신호를 생성한다. 상기 LED 구동 IC는 PWM 신호 및 LED 점등시간 제어신호를 생성하기 위하여, 제공받은 특정한 명령어와 제어신호를 IC 내부에 저장하고, 저장된 명령어에 따라 주기적으로 PWM 신호를 생성한다.
즉, LED 구동 IC는 LED 디밍(로칼, 스캔)에 필요한 PWM 신호 및 LED 점등시간 제어신호를 생성하기 위하여, 영상처리부에서 하기 3가지 데이터를 전송받아 내부 레지스터에 저장된다.
- PWM 신호 생성을 위한 로칼 디밍 데이터(0-255)
- 스캔 디밍을 시작위치를 알려 주는 스캔 디밍 시작점(start point)
- 스캔 디밍 점등구간을 알려 주는 스캔 디밍 마스크(Mask)
이와 같은 3개의 데이터를 이용하여 LED 구동 IC는 LED 구동용 PWM 신호를 원하는 구간에 점등시킬 수 있다.
그런데, 이와 같은 LED 구동 IC는 TV나 모니터와 같은 디스플레이 장치에 적용되는 경우, 서지(Surge)나 정전기방전(ESD) 노이즈 등과 같은 다양한 노이즈에 노출되므로, 이러한 서지나 정전기방전(ESD) 노이즈에 의해서, 신호가 왜곡되어 결국 LED 구동 IC가 오동작하는 등과 같은 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로써, 그 목적은, 정전기방전(Electrostatic Discharge)이나 서지(Surge)와 같은 노이즈에 의한 에러를 검출할 수 있는 에러 검출 기능을 갖는 LED 구동 회로를 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 기술적인 측면은, SPI(Serial Peripheral Interface) 데이터중 디밍 데이타와 제어 데이타를 분리하고, 상기 디밍 데이터 및 제어 데이터를 기설정된 데이터 단위로 출력하는 시프트 레지스터; 상기 시프트 레지스터로부터의 제어 데이타에 따라 스캔 데이타를 생성하는 스캔 레지스터; 상기 시프트 레지스터로부터의 디밍 데이터의 에러를 검출하는 제1 에러 검출부; 상기 스캔 레지스터로부터의 스캔 데이터의 에러를 검출하는 제2 에러 검출부; 및 상기 제1 에러 검출부의 출력신호와 상기 제2 에러 검출부로부터의 출력신호를 논리합 연산하여 리세트 신호를 생성하는 논리 연산부를 포함하는 에러 검출 기능을 갖는 LED 구동 회로를 제안한다.
상기 제1 에러 검출부는, 상기 시프트 레지스터로부터의 디밍 데이터 및 기설정된 CRC 데이타를 이용하여 순환 중복 검사(CRC)를 수행하여 에러검출시 에러신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 에러 검출부는, 상기 스캔 레지스터로부터의 스캔 데이터 및 기설정된 CRC 데이타를 이용하여 순환 중복 검사(CRC)를 수행하여 에러검출시 에러신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제1 기술적인 측면은, 디밍 데이타와 제어 데이타를 포함하는 SPI 데이터를 입력받아 래치시키는 SPI 스레이브; 상기 SPI 스레이브로부터의 SPI 데이터중 디밍 데이타와 제어 데이타를 분리하고, 상기 디밍 데이터 및 제어 데이터를 기설정된 데이터 단위로 출력하는 시프트 레지스터; 상기 시프트 레지스터로부터의 제어 데이타에 따라 스캔 데이타를 생성하는 스캔 레지스터; 상기 시프트 레지스터로부터의 디밍 데이타 및 스캔 데이타에 따라 PWM 신호를 생성하는 PWM 생성부; 상기 시프트 레지스터로부터의 디밍 데이터의 에러를 검출하는 제1 에러 검출부; 상기 스캔 레지스터로부터의 스캔 데이터의 에러를 검출하는 제2 에러 검출부; 및 상기 제1 에러 검출부의 출력신호와 상기 제2 에러 검출부로부터의 출력신호를 논리합 연산하여 리세트 신호를 생성하는 논리 연산부를 포함하는 에러 검출 기능을 갖는 LED 구동 회로를 제안한다.
상기 제1 에러 검출부는, 상기 시프트 레지스터로부터의 디밍 데이터 및 기설정된 CRC 데이타를 이용하여 순환 중복 검사(CRC)를 수행하여 에러검출시 에러신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 에러 검출부는, 상기 스캔 레지스터로부터의 스캔 데이터 및 기설정된 CRC 데이타를 이용하여 순환 중복 검사를 수행하여 에러검출시 에러신호를 출 력하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 정전기방전(Electrostatic Discharge)이나 서지(Surge)와 같은 노이즈에 의한 에러를 검출할 수 있고, 이에 따라 에러검출에 따라 LED 구동을 정지시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 설명되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해서 사용된다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 구동 회로의 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 LED 구동 회로는, SPI(Serial Peripheral Interface) 데이터중 디밍 데이타와 제어 데이타를 분리하고, 상기 디밍 데이터 및 제어 데이터를 기설정된 데이터 단위로 출력하는 시프트 레지스터(200)와, 상기 시프트 레지스터(200)로부터의 제어 데이타에 따라 스캔 데이타를 생성하는 스캔 레지스터(300)와, 상기 시프트 레지스터(200)로부터의 디밍 데이터의 에러를 검출하는 제1 에러 검출부(500) 와, 상기 스캔 레지스터(300)로부터의 스캔 데이터의 에러를 검출하는 제2 에러 검출부(600)와, 상기 제1 에러 검출부(500)의 출력신호와 상기 제2 에러 검출부(600)로부터의 출력신호를 논리합 연산하여 리세트 신호를 생성하는 논리 연산부(700)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 디밍 데이터는 PWM 신호를 생성하기 위해 필요한 밝기 정보를 포함하고 있고, 상기 제어 데이터는 스캔 디밍의 시작점 및 스캔 디밍의 점등구간 정보를 포함한다.
또한, 본 발명의 LED 구동 회로는, 디밍 데이타와 제어 데이타를 포함하는 SPI 데이터를 입력받아 래치시켜 상기 시프트 레지스터(200)에 출력하는 SPI 스레이브(100)와, 상기 시프트 레지스터(200)로부터의 디밍 데이타 및 스캔 데이타에 따라 PWM 신호를 생성하는 PWM 생성부(400)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 SPI 데이터는 디밍 데이타와 제어 데이터 이외에 CRC 코드를 포함하고 있으며, 이때, 상기 SPI 데이터는 상기 시프트 레지스터(200)에서 CRC 코드를 포함하는 디밍 데이터와, CRC 코드를 포함하는 제어 데이터로 분리된다.
이때, 상기 제1 에러 검출부(500)는, 상기 시프트 레지스터(200)로부터의 디밍 데이터 및 기설정된 CRC 데이타를 이용하여 순환 중복 검사(CRC: Cyclic Redundancy Check)를 수행하여 에러검출시 에러신호를 출력하도록 이루어질 수 있다.
상기 제2 에러 검출부(600)는, 상기 스캔 레지스터(300)로부터의 스캔 데이터 및 기설정된 CRC 데이타를 이용하여 순환 중복 검사(CRC: Cyclic Redundancy Check)를 수행하여 에러검출시 에러신호를 출력하도록 이루어질 수 있다.
이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 3을 참조하여 본 발명의 LED 구동 회로에 대해 설명하면, 도 3에서, 본 발명의 LED 구동 회로의 SPI 스레이브(100)는, SPI 마스터로부터 디밍 데이타와 제어 데이타를 포함하는 SPI 데이터를 입력받아 래치시켜 시프트 레지스터(200)에 제공한다.
상기 시프트 레지스터(200)는, SPI(Serial Peripheral Interface) 데이터중 디밍 데이타와 제어 데이타를 분리하고, 상기 디밍 데이터 및 제어 데이터를 기설정된 데이터 단위로 정렬하여 상기 디밍 데이터를 PWM 생성부(400) 및 제1 에러 검출부(500)에 출력하고, 상기 제어 데이터를 스캔 레지스터(300) 및 제2 에러 검출부(600)에 출력한다.
상기 스캔 레지스터(300)는, 상기 시프트 레지스터(200)로부터의 제어 데이타에 따라 스캔 데이타를 생성하여 PWM 생성부(400)에 제공한다.
즉, 상기 디밍 데이터는 PWM 신호를 생성하기 위해 필요한 밝기 정보를 포함하고 있고, 상기 제어 데이터는 스캔 디밍의 시작점 및 스캔 디밍의 점등구간 정보를 포함한다. 이에 따라, 상기 스캔 레지스터(300)는, 스캔 디밍의 시작점 및 스캔 디밍의 점등구간 정보를 이용하여 스캔 데이터를 생성할 수 있다.
상기 PWM 생성부(400)는, 상기 시프트 레지스터(200)로부터의 디밍 데이타 및 스캔 데이타에 따라 PWM 신호를 생성한다. 즉, 밝기정보를 갖는 디밍 데이터와 상기 스캔 시작점 및 점등구간에 기초한 스캔 데이터를 이용하여 LED 구동에 필요한 PWM 신호를 생성한다.
상기 제1 에러 검출부(500)는, 상기 시프트 레지스터(200)로부터의 디밍 데이터의 에러를 검출할 수 있다.
또한, 제2 에러 검출부(600)는, 상기 스캔 레지스터(300)로부터의 스캔 데이터의 에러를 검출할 수 있다.
그리고, 논리 연산부(700)는, 상기 제1 에러 검출부(500)의 출력신호와 상기 제2 에러 검출부(600)로부터의 출력신호를 논리합 연산하여 리세트 신호를 생성할 수 있다.
여기서, 상기 SPI 데이터는 디밍 데이타와 제어 데이터 이외에 CRC 코드를 포함하고 있으며, 이때, 상기 SPI 데이터는 상기 시프트 레지스터(200)에서 CRC 코드를 포함하는 디밍 데이터와, CRC 코드를 포함하는 제어 데이터로 분리된다.
이때, 상기 제1 에러 검출부(500)는, 상기 시프트 레지스터(200)로부터의 디밍 데이터 및 기설정된 CRC 데이타를 이용하여 순환 중복 검사(CRC: Cyclic Redundancy Check)를 수행하여 에러검출시 에러신호를 출력하도록 이루어질 수 있다.
예를 들어, 상기 디밍 데이터에 포함된 CRC 코드와 기설정된 CRC 코드와 비교하여 일치하면 에러가 없는 것으로 판단할 수 있고, 불일치하면 에러가 있는 것으로 판단하여 에러발생을 통보하기 위한 에러신호 신호 "1"을 출력한다.
또한, 상기 제2 에러 검출부(600)는, 상기 스캔 레지스터(300)로부터의 스캔 데이터 및 기설정된 CRC 데이타를 이용하여 순환 중복 검사(CRC: Cyclic Redundancy Check)를 수행하여 에러검출시 에러신호를 출력하도록 이루어질 수 있다.
예를 들어, 상기 제어 데이터에 포함된 CRC 코드와 기설정된 CRC 코드와 비교하여 일치하면 에러가 없는 것으로 판단할 수 있고, 불일치하면 에러가 있는 것으로 판단하여 에러발생을 통보하기 위한 에러신호 "1"을 출력한다.
이에 따라, 상기 논리 연산부(700)는, 상기 제1 에러 검출부(500)의 에러신호 "1"과 상기 제2 에러 검출부(600)로부터의 에러신호 "1"을 논리합 연산하여 리세트 신호를 생성한다.
예를 들어, 상기 논리 연산부(700)가 논리합 논리소자인 오아 게이트(OR gate)로 이루어지는 경우에는, 상기 제1 에러 검출부(500)의 에러신호 "1"과 상기 제2 에러 검출부(600)로부터의 에러신호 "1"중에서 하나의 신호가 "1"인 경우에도 검출할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 논리 연산부(700)에서 출력되는 리세트 신호를 이용하여 본 발명의 LED 구동 회로의 동작을 정지시킬 수 있다.
이에 따르면, 본 발명의 LED 구동 회로에서는, 디밍 데이터의 에러와 제어 데이터의 에러중 적어도 하나의 데이터에 에러가 존재하는 경우를 검출할 수 있게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명에서, 정전기방전(Electrostatic Discharge)이나 서지(Surge)와 같은 노이즈에 의한 에러를 검출할 수 있고, 이에 따라 에러검출에 따라 LED 구동을 정지시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 LED 백라이트 유니트(BLU)의 블록도.
도 2는 LED 백라이트 유니트의 스캔 디밍에 의한 구동신호의 타이밍 챠트.
도 3은 본 발명에 따른 LED 구동 회로의 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : SPI 스레이브 200 : 시프트 레지스터
300 : 스캔 레지스터 400 : PWM 생성부
500 : 제1 에러 검출부 600 : 제2 에러 검출부
700 : 논리 연산부

Claims (6)

  1. SPI(Serial Peripheral Interface) 데이터중 디밍 데이타와 제어 데이타를 분리하고, 상기 디밍 데이터 및 제어 데이터를 기설정된 데이터 단위로 출력하는 시프트 레지스터;
    상기 시프트 레지스터로부터의 제어 데이타에 따라 스캔 데이타를 생성하는 스캔 레지스터;
    상기 시프트 레지스터로부터의 디밍 데이터의 에러를 검출하는 제1 에러 검출부;
    상기 스캔 레지스터로부터의 스캔 데이터의 에러를 검출하는 제2 에러 검출부; 및
    상기 제1 에러 검출부의 출력신호와 상기 제2 에러 검출부로부터의 출력신호를 논리합 연산하여 리세트 신호를 생성하는 논리 연산부
    를 포함하는 에러 검출 기능을 갖는 LED 구동 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 에러 검출부는,
    상기 시프트 레지스터로부터의 디밍 데이터 및 기설정된 CRC 데이타를 이용하여 순환 중복 검사(CRC)를 수행하여 에러검출시 에러신호를 출력하는 것
    을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 에러 검출부는,
    상기 스캔 레지스터로부터의 스캔 데이터 및 기설정된 CRC 데이타를 이용하여 순환 중복 검사(CRC)를 수행하여 에러검출시 에러신호를 출력하는 것
    을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  4. 디밍 데이타와 제어 데이타를 포함하는 SPI 데이터를 입력받아 래치시키는 SPI 스레이브;
    상기 SPI 스레이브로부터의 SPI 데이터중 디밍 데이타와 제어 데이타를 분리하고, 상기 디밍 데이터 및 제어 데이터를 기설정된 데이터 단위로 출력하는 시프트 레지스터;
    상기 시프트 레지스터로부터의 제어 데이타에 따라 스캔 데이타를 생성하는 스캔 레지스터;
    상기 시프트 레지스터로부터의 디밍 데이타 및 스캔 데이타에 따라 PWM 신호를 생성하는 PWM 생성부;
    상기 시프트 레지스터로부터의 디밍 데이터의 에러를 검출하는 제1 에러 검출부;
    상기 스캔 레지스터로부터의 스캔 데이터의 에러를 검출하는 제2 에러 검출부; 및
    상기 제1 에러 검출부의 출력신호와 상기 제2 에러 검출부로부터의 출력신호를 논리합 연산하여 리세트 신호를 생성하는 논리 연산부
    를 포함하는 에러 검출 기능을 갖는 LED 구동 회로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 에러 검출부는,
    상기 시프트 레지스터로부터의 디밍 데이터 및 기설정된 CRC 데이타를 이용하여 순환 중복 검사(CRC)를 수행하여 에러검출시 에러신호를 출력하는 것
    을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 에러 검출부는,
    상기 스캔 레지스터로부터의 스캔 데이터 및 기설정된 CRC 데이타를 이용하여 순환 중복 검사를 수행하여 에러검출시 에러신호를 출력하는 것
    을 특징으로 하는 LED 구동 회로.
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