KR101071300B1 - 전자장치 제어신호의 재구성장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 전자장치의 제어신호의 재구성 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 비휘발성을 갖는 저장장치로서 직렬 인터페이스로 접속되는 이-퓨즈(E-FUSE)와, 상기 이-퓨즈로부터 초기 정보를 받아 저장하고 적어도 하나의 입출력제어기를 제어할 수 있는 레지스터와 같은 휘발성 저장장치를 갖는 제어기와, 상기 제어기와 직렬 혹은 병렬 사용자인터페이스 방식을 이용하여 접속되는 인터페이스장치와, 상기 제어기의 제어정보를 수신하는 적어도 하나의 입출력제어기와, 상기 적어도 하나의 입출력제어기와 접속되는 적어도 하나의 입출력기를 포함하고, 상기 적어도 하나의 입출력제어기는 상기 제어기로부터 받은 정보를 바탕으로 입출력제어기의 서로 다른 전압준위를 갖는 입출력기의 방향정보를 변경하거나 각 입출력기의 풀업(PULL-UP)/풀다운(PULL-DOWN)을 설정하는 것을 특징으로 하는 전자장치 제어신호의 재구성 장치 및 그 방법이 제시된다.
제어신호, 입출력기, 전압준위, 레벨쉬프트

Description

전자장치 제어신호의 재구성장치 및 그 방법{Reconstruction devices of electronic apparatus control signal and method thereof}
본 발명은 차량용 전자장치의 제어신호의 재구성 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 차량용 전자장치에서 서로 다른 전압준위를 제어하기 위한 단순한 레벨시프트를 사용하지 않고, 사용자 설정에 의해 제어신호를 재구성할 수 있는 복합기능을 갖는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
차량 제어 시스템이 갈수록 전자화 됨에 따라 하나의 시스템에 다양한 전기적 특성을 갖는 반도체들이 장착되어 운영되고 있다. 각각의 반도체들은 경우에 따라서 각각의 입출력 신호에 대한 전기적 특성이 다르기 때문에 레벨 쉬프트(Level Shift) 기능을 수행하는 별도의 반도체 소자를 이용하여 이를 극복하고 있다.
도 1은 종래의 서로 다른 전압을 이용하는 장치간의 인터페이스에 관한 개략적인 설명도이다. 도1의 예처럼, 제1 장치는 1.8V 의 인터페이스를 갖고 제2 장치는 3.3V 인터페이스 장치를 갖는 경우, 상기 두 장치간의 인터페이스를 위해서는 상호 간의 전압의 준위를 해당 장치에서 인식이 가능한 형태로 변경하여 제공해야 한다. 상기 이유로 상호 장치간에 레벨시프트(Level Shift)와 같이 전압준위를 변경해주는 별도의 장치가 요구된다.
그러나 상기 레벨시프트는 일반적으로 고정된 방향성을 갖게 되며, 방향성 제어가 가능한 경우에도 별도의 제어 핀이 요구됨으로 PCB 상에서 연결 복잡도가 발생한다. 또한, 상대적으로 적은 수의 레벨시프트 포트를 갖게 됨으로 많은 수의 전압준위의 변경이 필요한 경우에는 많은 수의 레벨시프트를 장착해야 하기 때문에 PCB 상의 공간과 비용의 손실이 많아지는 문제점을 갖게 된다.
따라서, 서로 다른 전기적 특성을 이용하는 입출력 신호에 대한 기능적 문제점을 개선하고 기존의 고정된 형태의 장치에서 사용자의 의도에 의해 별도의 저장장치를 구성하지 않고 재구성이 가능한 형태의 전자 장치가 요망된다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 차량용 전자장치에서 서로 다른 전압준위를 제어하기 위한 단순한 레벨시프트를 사용하지 않고, 사용자 설정에 의해 제어신호를 재구성할 수 있는 복합기능을 갖는 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 해결 수단으로서, 본 발명에서는 비휘발성을 갖는 저장장치로서 직렬 인터페이스로 접속되는 이-퓨즈(E-FUSE)와, 상기 이-퓨즈로부터 초기 정보를 받아 저장하고 적어도 하나의 입출력제어기를 제어할 수 있는 레지스터와 같은 휘발성 저장장치를 갖는 제어기와, 상기 제어기와 직렬 혹은 병렬 사용자인터페이스 방식을 이용하여 접속되는 인터페이스장치와, 상기 제어기의 제어정보를 수신하는 적어도 하나의 입출력제어기와, 상기 적어도 하나의 입출력제어기와 접속되는 적어도 하나의 입출력기를 포함하고, 상기 적어도 하나의 입출력제어기는 상기 제어기로부터 받은 정보를 바탕으로 입출력제어기의 서로 다른 전압준위를 갖는 입출력기의 방향정보를 변경하거나 각 입출력기의 풀업(PULL-UP)/풀다운(PULL-DOWN)을 설정하는 것을 특징으로 하는 전자장치 제어신호의 재구성 장치 및 그 방법이 제시된다.
본 발명에 의하면, 차량용 전자장치에서 서로 다른 전압준위를 제어하기 위한 단순한 레벨시프트를 사용하지 않고, 사용자 설정에 의해 제어신호를 재구성할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 전자장치 제어신호의 재구성장치에 관한 실시예의 개략적인 구성도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제어신호의 재구성장치는 직렬인터테이스장치 등을 통하여 접속되고 초기 방향정보 및 제어정보를 포함하고 있는 이-퓨즈(10)와, 상기 이-퓨즈(10)로부터 초기 설정 정보를 받아 저장하고 적어도 하나의 입출력제어기를 제어할 수 있는 레지스터와 같은 휘발성 저장장치를 갖는 제어기(20)와, 상기 제어기(20)와 직렬 혹은 병렬 사용자인터페이스 방식을 이용하여 접속되는 인터페이스장치(30)와, 상기 제어기(20)의 제어정보를 수신하는 적어도 하나의 입출력제어기(40)(60)와, 상기 적어도 하나의 입출력제어기(40)(60)와 각각 접속되는 적어도 하나의 입출력기(50)(70)를 포함하고 있다.
상기 이-퓨즈(10)는 저항 소자의 특성을 이용한 전기적 프로그램 가능한 퓨즈(electrical programmable fuse)로서, 모드 전환이나 리페어시 별도의 이-퓨징 장비가 필요하지 않고 ATE(Automatic Test Equipment)에서 해당 제품 테스트 하면서 이-퓨즈 회로 모드 전환 및 리페어가 동시에 가능하므로 테스트 효율 측면에서 차세대 공정(90나노, 65나노, 45나노)제품에 널리 사용되고 있다.
여기서 상기 이-퓨즈(10)는 직렬 인터페이스장치를 통해 상기 입출력제어기 (40) (60)의 초기 방향정보 및 제어정보를 포함하고 있다. 상기 이-퓨즈(10)에 저장되어 있는 상기 초기 방향정보 및 제어정보는 비휘발성 저장장치에 저장되어 있으므로 전원공급과는 무관하게 지속적으로 유지된다.
상기 제어기(20)는 호스트프로세서 또는 메인제어기에서 제어를 목적으로 직렬 또는 병렬 인터페이스 방식을 이용하여 상기 인터페이스장치(30)에 접속된다. 상기 인터페이스장치(30)를 통해 전달된 정보는 상기 제어기(20)에 저장 된다. 상기 제어기(20)는 적어도 하나 이상의 상기 입출력제어기(40)(60)를 제어할 수 있는 레지스터와 같은 휘발성 저장장치를 갖고, 상기 인터페이스장치(30)를 통해 입력된 상기 입출력제어기(40)(60)의 정보를 제공하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 제어기(20)는 상기 이-퓨즈(10)에서 전달된 초기 설정 정보와 상기 인터페이스장치(30)를 통해 전달된 사용자 요청 정보를 수용하고, 외부의 제어패드를 통해 입력 받은 입출력 패드 제어 정보를 수용하고, 수용된 정보를 사용자 요청에 의해 상기 입출력 패드 제어 정보 중에서 하나의 입출력 패드 제어 정보를 최종적으로 선택하는 기능을 갖는다.
상기 입출력제어기(40)(60)는 상기 제어기(20)로부터 받은 제어 정보를 바탕으로 상기 입출력제어기(40)(60)의 서로 다른 전압 준위를 갖는 상기 입출력기(50)(70)의 방향정보를 변경하거나 각 입출력기(50)(70)의 풀업/풀다운(PULL-UP/PULL-DOWN)을 설정하는 기능을 제어한다. 상기 입출력기(50)(70)는 입력패드와 출력패드를 갖고 양방향 통신이 가능하며, 별도의 풀업/풀다운(PULL-UP / PULL-DOWN) 기능을 갖는다.
예를 들면, 상기 제1 전압준위신호-A가 본 발명 장치를 통해 제2 전압준위신호-A로 출력 되고자 할 때 본 장치는 제1 전압준위신호-A의 입출력 패드를 입력으로 제2 전압준위신호-A 의 입출력 패드를 출력으로 설정한다.
도 3은 본 발명의 전자장치 제어신호의 재구성장치에서 사용자 설정정보에 따른 패드의 제어정보를 설명하기 위한 흐름도이다. 전원리셋이 인가되었는지를 체크하는 단계(S100)와, 전원리셋이 인가된 경우 주변의 회로와의 입출력기 방향성으로 인한 충동을 방지하기 위해 모든 패드에 하이-임피던스(Hi-impedence)를 출력하는 단계(S110)와, 전원리셋이 해제되었는지를 체크하는 단계(S120)와, 전원리셋이 해제된 경우 이-퓨즈에 포함되어 있는 초기 설정 정보로 입출력제어기 패드를 설정하는 단계(S130)와, 사용자 설정정보 변경이 활성화되었는지를 체크하는 단계(S140)와, 상용자 설정정보 변경이 활성화된 경우 제어기 내부의 레지스터 설정정보를 기초로 각 입출력제어기는 입출력기에 대한 제어 설정을 상기 제어기에 등록된 사용자 설정정보를 기초로 설정하는 단계(S150)를 포함한다.
도 4는 본 발명의 전자장치 제어신호 재구성장치의 입출력제어기의 구성 위치에 관한 개략적인 블록도이다. 상기 각각의 입출력기의 제1 그룹 및 제2 그룹은 각자 상이한 전압준위를 사용하는 패드(PAD)를 그룹화 한 것이다. 상기 각각의 패드에서 패드의 입력 정보와 입출력 제어기에서 출력되는 입출력기의 입출력 제어 정보와 입출력기의 출력 값을 전달한다. 상기 입출력기제어 정보에는 입출력 방향 제어 및 PULL-UP / PULL-DOWN 제어 정보를 제공한다.
도 5는 본 발명의 전자장치 제어신호 재구성장치의 입출력제어기의 상세 구성도이다. 도 5에 도시한 바와 같이 본 발명의 입출력제어기는 각각의 그룹에 A,B,C 세개 쌍이 있는 것을 가정하면 입출력제어기는 각 그룹의 출력패드 혹은 입력패드의 수와 동일한 출력부를 갖는다. 더 상세하게는 제1 그룹-A입력, 제1 그룹-B입력 및 제1 그룹-C입력과, 제2 그룹-A출력, 제2 그룹-B출력 및 제2 그룹-C출력이 있으면, 제1, 제2, 제3 출력부(100)(110)(120)를 구비하는 구성이다. 상기 각각의 출력부(100)(110)(120)는 제1 내지 제N 특수기능부와 같이 복수개 구비하고 있는 특수기능부(102)와, 특수기능선택기(104) 및 출력선택기(106)를 포함하고 있다. 상기 특수기능부(102)는 상기 제1 그룹-A입력, 제1 그룹-B입력 및 제1 그룹-C입력에서 입력되는 신호 정보를 특수한 기능을 갖는 MUX, AND, OR, Exclusive-OR, Inverter 등의 하나 이상의 조합회로로 구성이 가능하다. 특수기능부(102) 내의 각각의 특수기능부는 서로 중복 되지 않는 기능을 갖으며 제어기의 레지스터 정보로부터 전달받은 특수기능선택 정보를 바탕으로 상기 특수기능선택기(104)를 통해 선택적으로 출력한다. 또한, 각각의 입력에 대한 인버터 회로가 존재하며 제어기의 입력신호 반전 제어정보에 따라 입력 신호를 내부적으로 반전시키는 기능을 갖는다. 상기 출력선택기(106)는 상기 제어기에서 전달된 출력선택 정보로부터 상기 특수기능 선택기(104)에서 출력 신호, 상기 제어기의 레지스터 정보내의 제2 그룹-A GPIO 출력정보를 출력신호, 제1 그룹-A 입력 신호의 반전 혹은 비반전 신호를 제어정보에 의해 선택하여 선택된 정보를 출력신호 반전제어정보를 이용하여 반전 혹은 비반전하여 출력한다.
도 6은 상기 본 발명의 전자장치 제어신호 재구성장치의 입출력제어기에서 특수기능부(102)에 포함되는 각각의 특수기능부에 대한 구현가능한 예를 도시한 것이다.
도 6(A)는 예를 들어, 제1 그룹-A 입력 내지 제1 그룹-C 입력에 관한 MUX회로를 나타낸 것이다. 도 6(B)는 예를 들어, 제1 그룹-A 입력 및 제1 그룹-B 입력의 AND 회로와 제1 그룹-C 입력과의 OR회로를 나타낸 것이다. 도 6(C)는 예를 들어, 제1 그룹-A 입력 내지 제1 그룹-C 입력에 관한 XOR회로를 나타낸 것이다.
상술한 바와 같이, 도 5의 특수기능부(102)에 포함되는 제1 내지 제 N 특수기능부 각각은 서로 다른 중복되지 않는 기능을 갖도록 구현할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 다양한 실시예 중의 일부로 볼 수 있다. 본 발명의 기술적 범위는 서로 다른 전압준위를 갖는 그룹의 인터페이스장치에서 단순히 레벨쉬프트를 이용하여 전압준위를 변경하는 것이 아니라, 사용자 설정에 의해 제어신호를 재구성하는 복합기능을 갖는 장치 및 방법에 관한 것이다. 따라서, 상기 본 발명은 예측되는 다양한 실시예도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 포함된다 하겠다.
도 1은 종래의 레벨쉬프트 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 전자장치 제어신호의 재구성장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 전자장치 제어신호의 재구성방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 전자장치 제어신호의 재구성장치에서 입출력제어기의 위치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 전자장치 제어신호의 재구성장치의 입출력제어기의 개략적인 구성도이다.
도 6은 도 5의 입출력제어기가 포함하는 특수기능부의 구현 설명도이다.

Claims (12)

  1. 서로 다른 전압준위를 갖는 전자장치 상호 간의 신호 교환이 이루어지는 시스템에서,
    상기 전자장치 상호 간에 인식할 수 있는 전압준위로 변경하기 위한 적어도 하나의 입출력기와,
    상기 적어도 하나의 입출력기를 제어하기 위한 적어도 하나의 입출력제어기와,
    사용자 설정정보를 입력받기 위한 인터페이스장치와,
    초기 설정 정보와 상기 인터페이스장치로부터 사용자 설정 정보를 입력 받아 상기 입출력제어기에 제어신호로 제공하기 위한 제어기를 포함하는 전자장치 제어신호 재구성장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 입출력제어기는 상기 제어기로부터 수신된 초기 설정 정보 및 사용자 설정 정보를 이용하여 선택적으로 상기 적어도 하나의 입출력기의 방향 제어를 재구성하는 것을 특징으로 하는 전자장치 제어신호 재구성장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 초기 설정 정보를 포함하고 상기 초기 설정 정보를 상기 제어기에 제공하기 위한 비휘발성 저장장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치 제어신호 재 구성장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 인터페이스장치를 통해 입력받은 사용자 설정 정보는 휘발성 저장장치에 저장되는 것을 특징으로 하는 전자장치 제어신호 재구성장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 입출력기는 입력장치 및 출력장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치 제어신호 재구성장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 입출력기는 상기 입력장치 및 출력장치에 대해 풀업(pull-up), 풀다운(pull-down) 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 전자장치 제어신호 재구성장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 인터페이스장치는 병렬 인터페이스장치 및 직렬 인터페이스장치 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전자장치 제어신호 재구성장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 초기 설정 정보 및 사용자 설정 정보는 상기 입출력기의 방향 제어 정보, 입 출력기의 기능 제어, 특수 기능의 활성화 및 특수기능을 선택할 수 있도록 하는 정보인 것을 특징으로 하는 전자장치 제어신호 재구성장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 입출력제어기는,
    적어도 하나의 출력부를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 출력부는 복수의 특수기능부와, 상기 복수의 특수기능부를 선택하기 위한 특수기능선택기와, 출력을 선택하기 위한 출력선택기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치 제어신호 재구성장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 출력부는 상기 입출력제어기로 입력되는 신호를 기초로 하여 적어도 하나의 조합회로를 이용하여 출력을 선택적으로 발생시키는 것을 특징으로 하는 전자장치 제어신호 재구성장치
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 출력부는 상기 입출력제어기로 입력되는 입력신호 또는 출력신호를 사용자 설정에 의한 반전 또는 비반전 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 전자장치 제어신호 재구성장치.
  12. 서로 다른 전압준위를 갖는 전자장치 상호 간의 신호 교환이 이루어지는 시스템의 제어신호 재구성 방법에 있어서,
    제어기에서 전원리셋이 인가되었는지를 체크하는 단계와,
    상기 제어기에서 전원리셋이 인가된 경우 주변의 회로와의 입출력기 방향성으로 인한 충동을 방지하기 위해 모든 패드에 하이-임피던스(Hi-impedence)를 출력하는 단계와,
    상기 제어기에서 전원리셋이 해제되었는지를 체크하는 단계와,
    전원리셋이 해제된 경우 상기 제어기에서 이-퓨즈에 포함되어 있는 초기 설정 정보로 입출력제어기 패드를 설정하는 단계와,
    상기 제어기에서 사용자 설정 정보 변경이 활성화되었는지를 체크하는 단계와,
    사용자 설정정보 변경이 활성화된 경우 제어기 내부의 레지스터 설정정보를 기초로 각 입출력제어기에서 입출력기에 대한 제어 설정을 상기 제어기에 등록된 사용자 설정 정보를 기초로 설정하는 단계를 포함하는 전자장치 제어신호 재구성 방법.
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