KR101199312B1

KR101199312B1 - 휴대용 단말기에서 확장 키를 사용을 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101199312B1
Application number: KR1020060074097A
Authority: KR
Inventors: 노진홍
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2012-11-09
Also published as: US7953898B2; KR20080013071A; US20080034124A1

Abstract

본 발명은 휴대용 단말기에서 입출력 확장칩을 이용한 확장 키 사용에 관한 것으로, 휴대용 단말기에서 확장 키 사용을 위한 입력장치에 있어서, 키 매트릭스를 구성하여 다수의 확장 키 입력을 위한 확장 키 매트릭스부와, 상기 확장 키 매트릭스부의 키 입력이 발생하면, 입출력 확장칩의 입력단자의 값을 모뎀칩으로 전송하여 내부의 변수에 저장하고, 상기 입력단자를 출력단자로 출력단자는 상기 입력단자로 변경하여, 상기 변경된 입력단자의 값을 읽어 모뎀칩으로 전송하여 상기 내부의 변수에 저장하고 상기 저장된 변수의 값들을 참조하여 해당 확장키를 인식하는 모뎀칩을 포함하여 다수의 키를 확장할 때 키입력을 위한 전용 직접회로를 사용하지 않고 상대적으로 저렴한 GPIO 입출력 확장 칩으로 구현함으로써 모뎀칩에 부족한 입출력 단자를 확장하고, 추가 키 입력을 위한 전용 직접회로의 사용을 줄일 수 있어 비용 절감을 시킬 수 있는 이점이 있다.

GPIO(General Propose Input Output), 키 매트릭스, 키 맵. 입출력 확장칩.

Description

휴대용 단말기에서 확장 키를 사용을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR USING EXPANSION KEY IN PORTABLE TERMINAL}

도 1은 종래 기술에 따른 휴대용 단말기에서 6*5 키 매트릭스(key matrix)의 키패드 입력장치 블록도,

도 2는 종래 기술에 따른 모뎀칩의 여분의 외부 인터럽트 입력 (External Interrupt) 단자를 이용하여 소정의 키를 확장한 장치 블록도,

도 3는 본 발명의 실시 예에 따른 입출력 확장칩을 사용하여 다수의 키를 확장하기 위한 장치 블록도,

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입출력 확장칩을 사용하여 다수의 키를 확장하기 위한 장치 블록도 및,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 입출력 확장칩을 사용하여 다수의 확장 키 인식 흐름도.

본 발명은 휴대용 단말기에서 확장 키를 사용을 위한 장치 및 방법 관한 것으로, 특히 상기 휴대용 단말기에서 범용 입출력 확장자를 이용하여 확장 키를 사용하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

휴대용 단말기에 문서작성, 실시간 이메일 주고 받기, 채팅, 메모 등 컴퓨터의 주요 기능이 추가되면서 상기 기능들을 사용하기 위해서 기능 키들이 필요해지고 있다. 특히, 개인 휴대 정보단말기(Personal Digital Assistant : PDA)나 QWERTY 폰과 같은 이메일 서비스, 메신저 서비스 기능을 위한 단말이 많이 생기면서 더 많은 키들을 요구하고 있다. 상기 키들은 N*M 키 매트릭스의 행(column)과 열(Row)에 대응된다. 따라서, 5*5 키 매트릭스의 키패드는 총 25개의 키를 만들어 사용할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 휴대용 단말기에서 6*5 키 매트릭스(key matrix)의 키패드 입력장치 블록도를 도시하고 있다.

상기 도 1을 참조하면, 종래의 휴대용 단말기의 키패드 입력장치는 6개의 행과 5개의 열로 이루어진 키매트릭스부의 키 눌림 상태에 따라 인터럽트를 처리하는 모뎀(Mobile Station Modem : MSM) 칩(100)과 상기 모뎀 칩의 키 센스(KEYSENSE) 핀과 연결되어 있는 키 매트릭스(Key Matrix)를 형성하여 숫자, 문자(영문, 한글, 특수문자 등) 및 각종 기능 정보를 입력하기 위한 키 매트릭스부(102)을 포함한다.

예를 들면, 상기 키 매트릭스부(102)의 행(column)은 풀업(PULL UP)(high 상태)되어 있고 상기 키 매트릭스부의 열(Row)은 풀다운(PULL DOWN)(low 상태)되어 있는 상태에서, 만약 사용자가 숫자 "1" 키를 눌렀다면, 상기 모뎀칩(100)의 KEY SEND8이 KEY SEND0과 연결되어 KEY SEND8의 전압 레벨이 접지되어 인터럽트가 발생하고 상기 모뎀칩(100)에서는 상기 발행된 인터럽트를 인지하여 키 스캐닝을 하여 해당 키를 인식한다.

도 2는 종래 기술에 따른 모뎀칩의 여분의 External Interrupt 단자를 이용하여 소정의 키를 확장한 장치 블록도을 도시하고 있다.

상기 도 2를 참조하면, 휴대용 단말기의 확장 키 입력장치는 키매트릭스부(204)의 키 눌림 상태에 따라 인터럽트를 처리하고 여분의 External Interrupt 단자로부터 확장키 입력에 대한 데이터를 처리하는 모뎀칩(Mobile Station Modem : MSM)(200), 상기 모뎀 칩(200)의 키 센스(KEYSENSE) 핀과 연결되어 있는 키 매트릭스(Key Matrix)를 형성하여 숫자, 문자(영문, 한글, 특수문자 등) 및 각종 기능 정보를 입력하기 위한 키 매트릭스부(204)와 상기 모뎀칩의 여분의 External Interrupt 단자와 연결되어 확장 키의 인터럽트를 발행시키는 키 확장부(202)를 포함한다.

종래 기술의 경우, 일반적으로 모뎀 칩이 지원하는 5x5, 6x6 등의 고정 키 매트릭스를 이용해 키 맵(Key map)을 구성한다. 따라서, 개인 휴대 정보단말기(Personal Digital Assistant : PDA)나 QWERTY 폰과 같이 많은 키 입력을 요하는 경우 한 모뎀칩에서 키 매트릭스를 지원하는 핀 개수의 한정으로 인해 키 사용에 제한이 생긴다. 따라서, 상기 휴대용 단말기의 키패드에서 키 매트릭스의 크기 제 한으로 숫자 키, 영문 키, 한글 키 구분을 할 수 없어 이메일이나 메신저 서비스중에 사용자가 영문모드, 한글모드, 숫자모드로 번갈아 가며 필요한 문자를 입력하여 문장을 작성해야 하기 때문에 번거롭고 시간도 많이 소요된다.

물론, 상기 모뎀칩의 여분의 External Interrupt 단자를 사용하여 몇 개 키를 추가할 수 있지만 상기 External Interrupt 단자의 경우 일반적으로 적은 갯수로 구성되어 있어 다수의 키 확장에는 한계가 있다. 다수의 키 입력을 전용 집적회로를 사용하여 키 매트릭스를 확장할 수 있지만 상기 키 입력을 전용 집적회로 사용은 원재료비 상승의 문제가 될 수 있다.

따라서, 휴대용 단말기에 키 입력을 전용 집적회로보다 가격이 저렴한 GPIO 확장칩을 사용하여 모뎀칩(MSM)의 입출력단자를 확장하고 상기 확장된 입출력단자를 이용하여 확장 키 매트릭스를 구현하기 위한 장치 및 방법이 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 휴대용 단말기에서 확장 키 사용을 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 휴대용 단말기에서 입출력 확장칩을 이용하여 다수의 확장 키를 사용하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 휴대용 단말기에서 확장 키 매트릭스를 구현하여 휴대용 단말기 사용범위를 더욱 넓히고 사용자 편리하게 입력할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장치는 휴대용 단말기에서 확장 키를 사용을 위한 입력장치에 있어서, 키 매트릭스를 구성하여 다수의 확장 키 입력을 하기 위한 확장 키 매트릭스부와, 상기 확장 키 매트릭스부의 키 입력이 발생하면 확장키 인터럽트가 발행 후 입출력 확장칩의 입력단자의 값을 읽어 모뎀칩으로 전송하여 내부 레지스터에 저장하고 상기 입력단자를 출력단자로 출력단자는 상기 입력단자로 변경하여 상기 변경된 입력단자의 값을 읽어 상기 모뎀칩으로 전송하여 상기 내부 레지스터에 저장하는 입출력 확장칩과, 상기 입출력 확장칩으로부터 상기 전송된 입력 값을 참조하여 해당 확장 키를 인식하는 모뎀칩을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방법은, 휴대용 단말기에서 확장 키를 사용을 위한 입력방법에 있어서, 확장 키 매트릭스부로부터 확장 키 입력이 발생하면 입출력 확장칩의 초기 설정된 해당 입력단자의 값을 읽어 모뎀칩으로 전송하여 저장 레지스터에 저장하는 과정과, 상기 입출력 확장칩의 입력단자를 출력단자로 초기 설정된 해당 출력단자는 입력단자로 변경하는 과정과, 상기 변경된 상기 입출력 확장칩의 입력단자의 값을 읽어 모뎀칩으로 전송하여 내부 레지스터에 저장하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구 체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명은 GPIO 입출력 확장자를 이용한 확장 키 사용을 위한 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 입출력 확장칩을 사용하여 다수의 키를 확장하기 위한 장치 블록도를 도시하고 있다.

상기 도 3을 참조하면, 휴대용 단말기의 확장 키 입력장치는 키매트릭스부(306)로부터 키 입력이 발생하여 인터럽트를 처리하여 입력된 키의 정보를 인식하고, 입출력 확장칩(302)과 외부 인터페이스를 통해 I2C(Inter-IC) 통신하여 확장 키의 인터럽트를 처리하는 모뎀(Mobile Station Modem : MSM) 칩(300), 상기 모뎀 칩(300)의 입출력 단자(예: 키센스(KEYSENSE))와 연결되어 키매트릭스(Key Matrix)를 형성하여 숫자, 문자(영문, 한글, 특수문자 등) 및 각종 기능 정보를 입력하기 위한 상기 키 매트릭스부(306)와 상기 입출력 확장칩(302)의 GPIO 입출력 단자와 연결되어 N*M 키 매트릭스를 구성하여 다수의 확장 키 입력을 위한 확장 키 매트릭스부(304)와 상기 모뎀칩(300)의 부족한 입출력 단자를 대신하여 다수의 GPIO 입출력 단자를 제공하고 상기 확장 키 매트릭스부(304)로부터 확장 키가 눌리면 상기 확장 키의 인터럽트를 발생시켜 상기 모뎀칩(300)으로 상기 확장의 인터럽트를 I2C 통신을 통해 전송하는 상기 입출력 확장칩(302)를 포함한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입출력 확장칩을 사용하여 다수의 키를 확장하기 위한 장치 블록도를 도시하고 있다.

상기 도 4를 참조하면, 상기 입출력 확장칩(400)의 GPIO 단자 6개를 이용하여 확장 키 입력을 위한 3*3 키 매트릭스를 구성한 예이다. 상기 키 매트릭스의 행에 해당하는 GPIO 1,2,3을 출력단자로 하고 하이(High)로 설정하고 상기 키 매트릭스의 열에 해당하는 GPIO 4,5,6 을 입력단자 하고 로우(Low)로 설정한다.

예를 들면, 상기 확장 입출력 확장칩(400)은 상기 GPIO 2(행)와 상기 GPIO 6(열)에 해당하는 키가 눌리면 GPIO 2는 하이(high)에서 하이(high)로 변함이 없고 GPIO 6은 로우(low)에서 하이(high)로 바뀐다. 여기서, GPIO 6에 해당하는 키가 눌려 GPIO 4,5,6 입력단자의 값은 LOW LOW HIGH(001)가 되어 입력단자의 변화로 확장 키 인터럽트가 발생하고 상기 입력단자의 값을 I2C 통신으로 모뎀칩으로 전송하여 모뎀칩 내부에 있는 저장 레지스터에 저장된다. 여기서, GPIO 2의 경우 신호의 변화가 없기 때문에 몇 번째 단자가 눌러졌는지 알 수가 없다. 다른 출력단자의 값을 읽기 위해서는 GPIO 입출력 방향을 변경한다. 즉, 기존 입력단자(GPIO 4 5 6)을 출력단자로 기존 출력단자(GPIO 1 2 3)을 입력단자로 변경한다. 상기 입출력 단자의 변경은 상기 입출력 확장칩(400) 내부의 입출력 방향을 결정하는 레지스터의 값을 변경함으로써 가능하다.

상기 변경된 입력단자(GPIO 1 2 3)의 값을 읽어와 I2C 통신으로 모뎀칩으로 전송하여 모뎀칩 내부의 상기 저장 레지스터에 저장한다. 다음 키 입력에 대비해 GPIO 입출력단자의 방향(direction)을 초기화하여 상기 입력단자는 GPIO 4 5 6으로 출력단자는 GPIO 1 2 3으로 원상 복귀시킨다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 입출력 확장칩을 사용하여 다수의 확장 키 인식 흐름도를 도시하고 있다.

상기 도 5를 참조하면, 입출력 확장자의 GPIO 단자 6개를 이용하여 3*3 키 매트릭스를 구성할 경우, 500 단계에서 상기 키 매트릭스의 행에 해당하는 GPIO 1,2,3을 출력단자로 하고 하이(High)로 설정하고 상기 키 매트릭스의 열에 해당하는 GPIO 4,5,6을 입력단자 하고 로우(Low)로 설정한다.

이후, 502 단계에서 확장 키 눌림이 발생하면 확장키 인터럽트가 발생하게 되고 504 단계로 진행하여 입력단자(GPIO 4,5,6)의 값을 읽어온다. 예를 들면, 상기 GPIO 2(행)와 상기 GPIO 6(열)에 해당하는 키가 눌리면 GPIO 2는 하이(high)에서 하이(high)로 변함이 없고 GPIO 6은 로우(low)에서 하이(high)로 바뀐다. 따라서, 행에 해당하는 GPIO 1,2,3 값은 몇 번째 단자가 눌러 졌는지 확인을 할 수 없고 열에 해당하는 GPIO 4,5,6 입력단자의 값을 읽어 온다. 여기서 GPIO 6에 해당하는 키가 눌려 GPIO 4,5,6 입력단자의 값은 LOW LOW HIGH(001)로 읽히게 된다.

이후, 506 단계에서는 읽어온 상기 입력단자의 값(001)을 I2C 통신으로 모뎀칩으로 전송하여 내부 레지스터에 저장한다.

이후, 508 단계에서 GPIO 1,2,3의 입출력 방향 셋팅(Direction setting)을 통해 기존 입력단자(GPIO 4 5 6)을 출력단자로 기존 출력단자(GPIO 1 2 3)을 입력단자로 변경시킨다. 여기서, 입력단자는 로우로 출력단자는 하이로 설정한다.

상기 입출력 방향 세팅은 GPIO 내부에 있는 입출력 방향을 결정하는 레지스터의 값을 변경하여 이루어진다.

이후, 510 단계에서 변경된 입력단자(GPIO 1 2 3)의 값을 읽어온다.

GPIO 2(행)와 상기 GPIO 6(열)에 해당하는 키가 눌려있는 상태에서 GPIO 2는 로우(high)에서 하이(high)로 변경되고 GPIO 6은 하이(high)에서 하이(high)로 변함이 없다. 따라서, 이번에는 행에 해당하는 변경된 GPIO 1,2,3 입력단자의 값을 읽어온다. 여기서, GPIO 2에 해당하는 키가 눌려있는 상태에서 변경된 GPIO 1,2,3 입력단자의 값은 LOW HIGH LOW(010)로 읽히게 된다.

이후, 510 단계에서는 읽어온 변경된 상기 입력단자의 값(010)을 I2C 통신으로 모뎀칩으로 전송하여 레지스터에 저장한다.

이후, 514 단계에서는 다음 키 입력에 대비해 GPIO 입출력단자의 방향(direction)을 원상복귀시킨다. 즉, 상기 입력단자는 GPIO 4 5 6으로 출력단자로 GPIO 1 2 3으로 원상 복귀시키고, 본 발명의 알고리즘을 종료한다.

본 발명의 알고리즘은 일반적으로 사용자가 키를 누르고 있는 동안에 처리되어야 한다. 상기 모뎁칩과 상기 입출력 확장칩 사이에 300kbps의 I2C 통신을 하면 [1ms] 2 ~ 3ms에 본 발명의 알고리즘을 수행할 수 있다. 사용자가 키를 누르는 시간은 일반적으로 50 ~ 100ms이며 최소 10ms로 충분히 입출력 단자를 스위칭하여 키 인식을 할 수 있다. 따라서, 현재 임베디드 시스템(Embeded System)에서 사용하는 대부분의 I2C 버스의 속도는 100kbps이상을 사용하기 때문에 구현가능하다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

다수의 키를 확장할 때 키 입력을 위한 전용 집적회로를 사용하지 않고 상대적으로 저렴한 GPIO 입출력 확장칩으로 구현함으로써 모뎀칩에 부족한 입출력 단자을 확장하고 추가 키 입력을 위한 전용 집적회로의 사용을 줄일 수 있어 비용 절감을 시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

휴대용 단말기에서 확장 키를 사용을 위한 입력장치에 있어서,

키 매트릭스를 구성하여 다수의 확장 키 입력을 하기 위한 확장 키 매트릭스부와,

상기 확장 키 매트릭스부의 키 입력이 발생하면 입출력 확장칩의 입력단자의 값을 읽어 모뎀칩으로 전송하여 내부 레지스터에 저장하고 상기 입력단자를 출력단자로 출력단자는 상기 입력단자로 변경하여 상기 변경된 입력단자의 값을 읽어 모뎀칩으로 전송하여 상기 내부 레지스터에 저장하는 입출력 확장칩과, 상기 입출력 확장칩으로부터 상기 전송된 입력 값을 참조하여 해당 확장 키를 인식하는 모뎀칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서,

상기 모뎀칩의 입출력 단자와 연결되어 키 매트릭스(Key Matrix)를 형성하여 숫자, 문자(영문, 한글, 특수문자 등) 및 각종 기능 정보를 입력하기 위한 키 매트릭스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서,

상기 확장 키 매트릭스부는 상기 입출력 확장칩의 입출력단자를 사용하여 키 매트릭스를 구현하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서,

상기 입출력 확장칩과 상기 모뎀칩은 I2C(Inter IC) 통신을 하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서,

상기 모뎀칩의 지시에 의해 상기 입출력 확장칩 내부에 있는 입출력 방향을 결정하는 레지스터의 값을 변경하여 상기 입력단자와 출력단자를 변경하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서,

상기 모뎀칩으로 전송되는 레지스터의 입력단자 값은 초기 입력단자의 값과 변경된 입력단자의 값으로 이루어진 것을 특징으로 하는 장치.
휴대용 단말기에서 확장 키를 사용을 위한 입력방법에 있어서,

확장 키 매트릭스부로부터 확장 키 입력이 발생하면 입출력 확장칩의 초기 설정된 해당 입력단자의 값을 읽어 모뎀칩으로 전송하여 저장 레지스터에 저장하는 과정과,

상기 입출력 확장칩의 입력단자를 출력단자로 초기 설정된 해당 출력단자는 입력단자로 변경하는 과정과,

상기 변경된 상기 입출력 확장칩의 입력단자의 값을 읽어 모뎀칩으로 전송하여 내부 레지스터에 저장하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서,

상기 확장 키 매트릭스부는 상기 입출력 확장칩의 입출력단자를 사용하여 키 매트릭스를 구현하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서,

상기 입출력 확장칩과 상기 모뎀칩은 I2C(Inter IC) 통신을 하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서,

상기 모뎀칩의 지시에 의해 상기 입출력 확장칩 내부에 있는 입출력 방향을 결정하는 레지스터의 값을 변경하여 상기 입력단자와 출력단자를 변경하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서,

상기 모뎀칩으로 전송되는 레지스터의 입력단자 값은 초기 입력단자의 값과 변경된 입력단자의 값으로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.