KR101115149B1

KR101115149B1 - 주변 장치들을 가지는 차량용 시스템에서 고속 부팅 및 전원 관리 장치

Info

Publication number: KR101115149B1
Application number: KR1020050014067A
Authority: KR
Inventors: 최동국; 김철수; 최진영
Original assignee: 주식회사 현대오토넷
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2012-02-24
Also published as: KR20060093371A

Abstract

본 발명은 주변 장치들을 가지는 차량용 시스템에서 고속 부팅 및 전원 관리 장치에 있어서, 운영 시스템 구성 정보들을 저장하는 플래시(flash) 메모리, 소정 제어에 따라 상기 차량용 시스템의 시스템 정보를 저장하는 동기식 동적 랜덤 억세스 메모리(SDRAM), 소정 제어에 따라 전원을 공급하는 전원 공급부, 상기 차량용 시스템에 배터리 전원이 최초 연결시 콜드 부팅(cold booting)을 수행하여 상기 차량용 시스템이 실행 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 실행 모드에서 미리 설정한 설정 시간 동안 차량 운전자의 입력 혹은 이벤트가 발생하지 않을 경우 상기 차량용 시스템이 대기 모드로 동작하도록 제어하며, 상기 대기 모드 동작시 파워 오프를 요청하고, 전원 공급이 차단된 이후에 전원의 재 공급이 있는 경우, 웜 부팅(warm booting)을 수행하여 상기 차량용 시스템이 상기 대기 모드에서 실행 모드로 동작하도록 제어하는 중앙 처리부 및 상기 차량용 시스템에 상기 배터리 전원이 최초 연결시 상기 전원 공급부를 통해 상기 주변 장치들과, 중앙 처리부에 전원을 공급하도록 제어하고, 전원 상태 정보를 관리하며, 상기 중앙 처리부로부터 대기 모드 동작에 따른 파워 오프가 요청되면 상기 중앙 처리부 및 주변 장치들의 전원 공급을 차단하도록 제어하고, 상기 전원 차단 후 부팅 요구 검출시 상기 중앙 처리부 및 주변 장치들에 전원을 재 공급하도록 제어하는 주제어부를 포함함을 특징으로 한다.

실행 모드, 대기 모드, 콜드 부팅, 웜 부팅, SDRAM, 시스템 정보

Description

주변 장치들을 가지는 차량용 시스템에서 고속 부팅 및 전원 관리 장치{APPARATUS FOR A FAST BOOTING AND MANAGING POWER IN A CAR SYSTEM WITH A PLURALITY OF PERIPHERALS}

도 1은 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 차량용 시스템의 내부 구조를 도시한 블록도

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 시스템의 부팅 및 전원 관리 동작을 개략적으로 도시한 도면

본 발명은 주변 장치들을 가지는 차량용 시스템에 관한 것으로서, 특히 주변 장치들을 가지는 차량용 시스템에서 고속 부팅(fast booting) 및 전원을 관리하는 장치에 관한 것이다.

최근 들어, 차량이 필수 불가결한 수단으로 인식되면서 차량 주행에 필수적으로 필요한 디바이스들, 일 예로 엔진 등과 같이 차량 주행에 필수적으로 필요한 디바이스들 이외에 차량 운전자에게 각종 편의를 제공하도록 하는 다양한 주변 장치들, 일 예로 차량 네비게이션(navigation) 시스템과, 차량용 텔레매틱스(telematics) 시스템과 같은 다양한 주변 장치들이 활발하게 연구.개발되고 있다. 여기서, 상기 차량 네비게이션 시스템이란 지능형 교통 체계(ITS : Intelligent Transport System)를 구체화시킨 시스템으로서, 전세계 위치 시스템(GPS: Global Positioning System, 이하 "GPS"라 칭하기로 한다) 위성을 사용한 위치 정보를 차량에 도입하여 현재 차량의 위치를 기준으로 주변의 도로 상황 등을 차량 운전자에게 제공하는 시스템이다. 또한, 차량용 텔레매틱스(telematics) 시스템은 이동 통신 방식과 위치 추적 방식을 접목하여 차량 사고 발생 혹은 차량 도난 발생을 검출하고, 차량 운전 경로를 안내하며, 각종 기타 정보 등을 차량 운전자에게 제공하는 시스템이다. 즉, 상기 차량용 텔레매틱스 시스템은 이동 통신 시스템과 GPS 위성을 사용하는 GPS 시스템을 기반으로 차량을 통해 정보를 제공하는 시스템이다.

그러면 여기서 상기 차량 네비게이션 시스템과, 차량용 텔레매틱스 시스템과 같은 주변 장치들을 가지는 차량용 시스템의 부팅 및 전원 관리 동작에 대해서 설명하기로 한다. 이하, 설명의 편의상 상기 주변 장치들을 가지는 차량용 시스템을 "차량용 시스템"이라 약칭하기로 한다.

첫 번째로, 상기 차량용 시스템의 부팅 동작에 대해서 설명하기로 한다.

먼저, 상기 차량용 시스템의 부팅은 일반적인 퍼스널 컴퓨터와 같이 수행된다. 즉, 상기 차량용 시스템이 파워 온(power on)되면, 상기 차량용 시스템은 그 하드웨어(hardware)를 초기화하고, 운용 시스템(OS: Operating System, 이하 "OS" 라 칭하기로 한다) 구성 요소를 로딩하고, 상기 OS 로딩이 완료되면 커널을 실행하고, 상기 차량용 시스템을 구성하는 각 디바이스 드라이버들을 실행하고, 응용 어플리케이션들을 실행하여 부팅을 수행한다. 여기서, 상기 하드웨어 초기화 동작은 중앙 처리부(CPU: Central Processing Unit)와, 메모리 제어부를 초기화하고, 클럭을 설정하고, 칩 선택(chip selection)과 같은 동작을 수행하는 것을 나타내며, 상기 OS 로딩 동작은 상기 차량용 시스템의 flash 메모리로부터 OS 구성 요소를 SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)으로 로딩하는 것을 나타낸다. 또한, 상기 차량용 시스템을 구성하는 각 디바이스 드라이버들을 실행하는 동작은 flash 파일 시스템 드라이버와, 터치 드라이버와, 네트워크 드라이버와, 오디오 드라이버와, PCI(Peripheral Component Interconnect) 드라이버와 같은 각 디바이스 드라이버들을 실행하는 것을 나타낸다.

상기에서 설명한 바와 같은 차량용 시스템의 부팅 동작은 상기 차량용 시스템이 파워 온 되는 시점마다 수행되기 때문에, 상기 차량용 시스템의 부팅 동작이 종료되는 시점까지 상기 부팅 동작으로 인해 장시간이 소요된다는 문제점이 있었다.

두 번째로, 상기 차량용 시스템의 부팅 동작에 대해서 설명하기로 한다.

상기 차량용 시스템은 일반적인 시스템들과는 달리 배터리를 그 전원으로 사용하고 있으며, 차량내의 다른 디바이스들로부터 발생하는 다수의 이벤트(event)들을 수신하고, 그 수신한 이벤트들에 즉시 대응해주어야만 하는 특성을 가진다. 즉, 차량 운전자가 차량에 시동을 켜놓고 있지 않은 상태라고 할지라도 상기 차량용 시 스템은 차량내의 다른 디바이스들로부터 발생하는 다수의 이벤트들을 수신하고, 그 수신한 이벤트들에 즉시 대응해주도록 대기해야만 한다. 따라서, 상기 차량용 시스템이 배터리 전원을 얼마만큼 효율적으로 사용하느냐에 따라 상기 차량용 시스템의 동작 가능 시간을 장시간 유지시키는 것이 가능하다. 현재, 차량용 시스템은 차량에 시동이 켜있지 않을 경우에는 그 동작 모드를 대기 모드로 전환시켜 최소한의 전류 소모만을 하도록 하여 배터리 전원 소모를 최소화시키고 있다. 그러나, 상기 차량용 시스템이 그 성능이 발전하면서 상기 대기 모드에서의 전류 소모 역시 증가하게 배터리 전원 소모가 증가하게 된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 주변 장치들을 가지는 차량용 시스템에서 고속 부팅 및 전원 관리 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 주변 장치들을 가지는 차량용 시스템에서 고속 부팅 및 전원 관리 장치에 있어서, 운영 시스템 구성 정보들을 저장하는 플래시(flash) 메모리, 소정 제어에 따라 상기 차량용 시스템의 시스템 정보를 저장하는 동기식 동적 랜덤 억세스 메모리(SDRAM: Synchronous Dynamic Random Access Memory), 소정 제어에 따라 전원을 공급하는 전원 공급부, 상기 차량용 시스템에 배터리 전원이 최초 연결시 콜드 부팅(cold booting)을 수행하여 상기 차량용 시스템이 실행 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 실행 모드에서 미리 설정한 설정 시간 동안 차량 운전자의 입력 혹은 이벤트가 발생하지 않을 경우 상기 차량용 시스템이 대기 모드로 동작하도록 제어하며, 상기 대기 모드 동작시 파워 오프를 요청하고, 전원 공급이 차단된 이후에 전원의 재 공급이 있는 경우, 웜 부팅(warm booting)을 수행하여 상기 차량용 시스템이 상기 대기 모드에서 실행 모드로 동작하도록 제어하는 중앙 처리부 및 상기 차량용 시스템에 상기 배터리 전원이 최초 연결시 상기 전원 공급부를 통해 상기 주변 장치들과, 중앙 처리부에 전원을 공급하도록 제어하고, 전원 상태 정보를 관리하며, 상기 중앙 처리부로부터 대기 모드 동작에 따른 파워 오프가 요청되면 상기 중앙 처리부 및 주변 장치들의 전원 공급을 차단하도록 제어하고, 상기 전원 차단 후 부팅 요구 검출시 상기 중앙 처리부 및 주변 장치들에 전원을 재 공급하도록 제어하는 주제어부를 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명은 주변 장치들을 가지는 차량용 시스템에서 고속 부팅(fast booting) 및 전원을 관리하는 장치를 제안한다. 이하, 설명의 편의상 상기 주변 장치들을 가지는 차량용 시스템을 "차량용 시스템"이라 약칭하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 차량용 시스템의 내부 구조를 도시한 블록도이다.

상기 도 1을 참조하면, 먼저 상기 차량용 시스템은 16 비트(16 bits) 주제어부(MCU: Main Control Unit)(111)와, 32비트(32 bits) 중앙 처리부(CPU: Central Processing Unit)(113)와, 전기적 소거 및 프로그램 가능 읽기 전용 메모리(EEPROM: Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory, 이하 "EEPROM"이라 칭하기로 한다)(115)와, 플래쉬(flash, 이하 "flash"라 칭하기로 한다) 메모리(117)와, 동기식 동적 랜덤 억세스 메모리(SDRAM: Synchronous Dynamic Random Access Memory, 이하 "SDRAM"이라 칭하기로 한다)(119)와, 전원 공급부(power logic)(121)와, 주변 장치들(123)로 구성된다. 여기서, 상기 SDRAM(119)은 정적 랜덤 억세스 메모리(SRAM: Static Random Access Memory)로 대체될 수도 있다.

먼저, 상기 16 비트 주제어부(111)는 상기 차량용 시스템이 파워 온(power on)되면, 상기 전원 공급부(121)를 제어하여 상기 32비트 중앙 처리부(113)와 상기 주변 장치들(123)로 전원을 공급한다. 또한, 상기 16 비트 주제어부(111)는 전원 상태(power status) 정보를 관리하며, 또한 상기 전원 상태 정보를 상기 32비트 중앙 처리부(113)로 전달한다. 만약, 상기 32비트 중앙 처리부(113)로부터 범용 비동기화 송수신기(UART: Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)를 통해 파워 오프(power off) 요청을 수신하면, 상기 전원 공급부(121)를 제어하여 상기 32비트 중앙 처리부(113) 및 상기 주변 장치들(123)로 공급되고 있는 전원을 차단한다.

또한, 상기 32비트 중앙 처리부(113)는 부팅이 발생함을 검출하면 초기화를 수행하고, 범용 입출력(GPIO: General Purpose Input/Output) 포트를 통해 상기 16 비트 주제어부(111)에 저장되어 있는 전원 상태 정보를 읽어 콜드 부팅(cold booting, 이하 "cold booting"라 칭하기로 한다)을 수행할지 혹은 웜 부팅(warm booting, 이하 "warm booting"라 칭하기로 한다)을 수행할지를 결정한다. 여기서, 상기 cold booting이라 함은 상기 종래 기술 부분에서 설명한 바와 같이 상기 차량용 시스템이 배터리 전원에 처음 연결될 때 일반 퍼스널 컴퓨터와 같이 전체 부팅 동작을 수행하는 부팅을 나타내며, 상기 warm booting이라 함은 상기 cold booting이 수행된 이후 차량 운전자가 차량 시동을 켤때마다 수행되는 부팅을 나타낸다. 즉, 상기 warm booting은 차량 시동이 꺼지기 전의 상기 차량용 시스템의 시스템 상태를 상기 SDRAM(119)에 저장시키고, 차량에 시동이 꺼지더라도 상기 SDRAM(119)에는 지속적으로 전원을 공급하여 상기 SDRAM(119)에 저장되어 있는 데이터들이 유지되도록 하는 부팅이다. 결과적으로, 상기 warm booting은 단지 상기 32비트 중앙 처리부(113)만을 초기화시키는 부팅을 나타낸다.

또한, 상기 32비트 중앙 처리부(113)는 상기에서 설명한 바와 같이 cold booting이 수행된 이후 UART를 통해 전원 상태 정보를 변경시켜 이후에 발생되는 부팅시 상기 cold booting이 아닌 상기 warm booting을 수행하도록 제어한다. 또한, 상기 32비트 중앙 처리부(113)는 상기 warm booting시에는 운용 시스템(OS: Operating System, 이하 "OS"라 칭하기로 한다) 구성 요소를 상기 flash 메모리(117)로부터 로딩하는 대신 상기 SDRAM(119)에 저장되어 있는 내용을 상기 SDRAM(119)으로 복사하도록 한다.

상기 도 1에서는 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 차량용 시스템의 내부 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 시스템의 부팅 및 전원 관리 동작에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 시스템의 부팅 및 전원 관리 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, 먼저 상기 차량용 시스템은 그 모드를 실행 모드(active mode)(213)와 대기 모드(power saving mode)(215)로 운용한다. 상기 실행 모드(213)는 상기 차량용 시스템을 구성하는 모든 하드웨어(hardware) 및 디바이스 드라이버들과, 응용 어플리케이션이 실행중인 모드를 나타낸다. 상기 대기 모드(215)는 SDRAM(119)과 16 비트 주제어부(111)를 제외한 상기 차량용 시스템의 모든 구성들에 전원 공급이 차단된 상태로서, 상기 SDRAM(119)은 self-refresh 상태로 상기 실행 모드(213)에서 보유하고 있던 상기 차량용 시스템의 시스템 정보를 그대로 보유한다.

상기에서 설명한 바와 같이 상기 차량용 시스템이 배터리 전원에 최초로 연결되면(211) 상기 차량용 시스템은 cold booting을 수행하여 상기 실행 모드(213)로 진입한다. 상기 실행 모드(213)에서 차량 운전자의 입력 혹은 이벤트(event)가 미리 설정한 설정 시간 동안 발생하지 않으면 상기 차량용 시스템은 전원 소모를 최소화하기 위해 상기 대기 모드(215)로 진입한다. 상기 대기 모드(215)에서 상기 차량용 시스템은 상기 16 비트 주제어부(111)와 SDRAM(119)의 전원 공급만을 유지하고, 나머지 상기 차량용 시스템의 구성들에 대한 전원 공급을 차단한다.

한편, 상기 대기 모드(215)에서 차량 운전자가 시동을 켜면 상기 차량용 시스템은 상기 대기 모드(215)에서 상기 실행 모드(213)로 다시 진입한다. 그러면, 상기 차량용 시스템은 상기 SDRAM(119)을 제외한 상기 32비트 중앙 처리부(113)와 상기 주변 장치들(123)에 전원을 다시 공급하게 된다. 여기서, 상기 32비트 중앙 처리부(113)는 상기 cold booting을 수행할 경우와 마찬가지로 상기 flash 메모리(117)로부터 OS 구성 요소들을 상기 SDRAM(119)에 로딩하여 실행하는 대신 상기 SDRAM(119)이 이미 보유하고 있는 시스템 상태 정보를 가지고 바로 warm booting을 수행하여 빠른 시간 내에 상기 차량용 시스템이 정상적으로 운용되도록 한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 주변 장치들을 가지는 차량용 시스템에서 빠른 시간내에 부팅을 가능하게 하여 차량용 시스템의 정상 동작에 소요되는 시간을 최소화시킴과 함께 전력 소모를 최소화하여 배터리 전원의 안정성을 유지시킨다는 이점을 가진다.

Claims

주변 장치들을 가지는 차량용 시스템에서 고속 부팅 및 전원 관리 장치에 있어서,

운영 시스템 구성 정보들을 저장하는 플래시(flash) 메모리,

소정 제어에 따라 상기 차량용 시스템의 시스템 정보를 저장하는 동기식 동적 랜덤 억세스 메모리(SDRAM: Synchronous Dynamic Random Access Memory),

소정 제어에 따라 전원을 공급하는 전원 공급부,

상기 차량용 시스템에 배터리 전원이 최초 연결시 콜드 부팅(cold booting)을 수행하여 상기 차량용 시스템이 실행 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 실행 모드에서 미리 설정한 설정 시간 동안 차량 운전자의 입력 혹은 이벤트가 발생하지 않을 경우 상기 차량용 시스템이 대기 모드로 동작하도록 제어하며, 상기 대기 모드 동작시 파워 오프를 요청하고, 전원 공급이 차단된 이후에 전원의 재 공급이 있는 경우, 웜 부팅(warm booting)을 수행하여 상기 차량용 시스템이 상기 대기 모드에서 실행 모드로 동작하도록 제어하는 중앙 처리부 및

상기 차량용 시스템에 상기 배터리 전원이 최초 연결시 상기 전원 공급부를 통해 상기 주변 장치들과, 중앙 처리부에 전원을 공급하도록 제어하고, 전원 상태 정보를 관리하며, 상기 중앙 처리부로부터 대기 모드 동작에 따른 파워 오프가 요청되면 상기 중앙 처리부 및 주변 장치들의 전원 공급을 차단하도록 제어하고, 상기 전원 차단 후 부팅 요구 검출시 상기 중앙 처리부 및 주변 장치들에 전원을 재 공급하도록 제어하는 주제어부를 포함함을 특징으로 하는 주변 장치들을 가지는 차량용 시스템에서 고속 부팅 및 전원 관리 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 중앙 처리부는 상기 콜드 부팅을 수행하도록 결정할 경우 상기 플래시 메모리로부터 상기 운영 시스템 구성 정보들을 로딩하여 부팅함을 특징으로 하는 주변 장치들을 가지는 차량용 시스템에서 고속 부팅 및 전원 관리 장치.
제1항에 있어서,

상기 중앙 처리부는 상기 웜 부팅을 수행하도록 결정할 경우 상기 SDRAM에 저장되어 있는 상기 차량용 시스템의 시스템 정보를 사용하여 부팅함을 특징으로 하는 주변 장치들을 가지는 차량용 시스템에서 고속 부팅 및 전원 관리 장치.