KR101468571B1 - 전자 부품 인터페이스 장치 - Google Patents

전자 부품 인터페이스 장치 Download PDF

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Abstract

전자 부품 인터페이스 장치가 개시된다. 데이터 전달을 위한 데이터 통신핀; 상기 데이터 통신핀과 병렬로 위치하며 접지에 연결되는 접지 연결핀; 및 상기 접지 연결핀과 병렬로 위치하여 전기 회로에 전압을 공급하는 공급 전압 연결핀을 포함하는 전자 부품 인터페이스 장치는 전기 회로에 전압을 공급하는 공급 전압 연결핀을 포함하는 효과가 있다.

Description

전자 부품 인터페이스 장치{Interface for electronic component}
본 발명은 전자 부품 인터페이스 장치에 관련된다.
일반적으로 데이터를 전달하는 1바이트는 8비트이고 8비트로 데이터를 전달하므로, 데이터 통신을 위한 커넥터는, 8개선으로 확장되는 보드와 연결하고 그라운드 정도를 함께 보내어 사용한다. 이 경우 데이터와 전원이 별도로 전송됨으로써, 상대편 확장 보드에 별도의 전원이 필요하게 된다.
예를 들면, 선행기술인 대한민국 공개특허 제2011-0046343호(공개일 : 2011.05.04)에는 데이터 전송과 전원 연결은 별도의 수단으로 구현된다.
하지만, 커넥터에서 데이터와 전원이 별도로 전송되는 경우 회로도 복잡해지고, 각 회로를 구현하기 위한 비용도 증가하게 되는 문제점이 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명은 전기 회로에 전압을 공급하는 공급 전압 연결핀을 포함하는 데이터 전달을 위한 커넥터를 제공한다.
본 발명이 제시하는 이외의 기술적 과제들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 메인보드와 확장모듈 사이에 데이터 및 전원을 전달하는 연결선이 상기 메인보드 및 상기 확장모듈과 결합되도록 하는 전자 부품 인터페이스 장치로서, 데이터 전달을 위한 데이터 통신핀; 상기 데이터 통신핀과 구분되며 상기 메인보드의 접지(Ground)에 연결되는 접지 연결핀; 및 상기 접지 연결핀과 구분되며 상기 메인보드의 전원부에 연결되어 상기 확장모듈에 동작 전압을 공급하는 공급 전압 연결핀을 포함하는 전자 부품 인터페이스 장치가 제공된다.
상기 데이터 통신핀은 데이트를 8비트씩 구분하여 전달하는 8개의 핀으로 이루어질 수 있다.
또는 상기 데이터 통신핀은 수신단 및 송신단을 형성하는 2개의 핀으로 이루어지는 전자 부품 인터페이스 장치.
상기 전자 부품 인터페이스 장치는 8비트 포트 또는 GPIO 입출력핀, UART, USART 및 RS-232C 중 어느 하나의 방식을 이용하는 커넥터일 수 있다.
상기 연결선을 감싸는 페라이트 링을 더 포함할 수 있다.
또는 상기 데이터 통신핀, 상기 접지 연결핀, 상기 공급 전압 연결핀을 포함하는 상기 전자 부품 인터페이스 장치의 케이스 내면 혹은 외면에 페라이트 링이 결합되어 있을 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 전자 부품 인터페이스 장치는 전기 회로에 전압을 공급하는 공급 전압 연결핀을 포함하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 부품 인터페이스 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 부품 인터페이스 장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자 부품 인터페이스 장치의 구성도.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전자 부품 인터페이스 장치의 구성도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈", "…수단" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 부품 인터페이스 장치의 구성도이다.
본 실시예는 데이터 전달을 위한 커넥터가 전기 회로에 전압을 공급하는 공급 전압 연결핀을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 포트와 인터페이스를 8비트씩 연장하여 사용이 가능하며, 전원과 GND도 함께 출력하여 편의성을 높일 수 있다. 본 실시예에 따른 커넥터는 확장모듈과 메인보드를 연결선으로 연결하여 데이터 및 전원을 전달하는 경우에 사용될 수 있다. 커넥터 표준을 정하고 제작함으로써, 회사 전체 보드의 호환성 및 편리성이 향상될 수 있다.
여기서, 메인보드란 예를 들어 AVR, 8051, PIC, MSP430, FPGA와 같은 마이크로프로세서나 프로그래밍이 가능한 마이크로 컨트롤러 등으로 만든 핵심보드를 의미한다.
확장모듈이란 메인보드에 연결되어, 메인보드에 추가적인 각종 기능을 부여해 줄 수 있는 주변 회로를 말하며, 예를 들어 센서모듈, 모터 구동모듈, 통신모듈, I/O 모듈, LCD모듈, 전원모듈 등이 있을 수 있다.
확장모듈에 대해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
예를 들어, 메인보드에 모터를 직접 붙이면, 모터를 돌릴만한 충분한 전류를 공급할 수도 없고, 모터가 돌면서 생기는 역기전력으로 인하여 메인보드의 마이크로 컨트롤러가 망가질 수 있다. 따라서, 반드시 모터를 모터 구동모듈을 통하여 메인보드와 연결하여 사용하게 되는데, 이런 모듈들이 메인보드의 기능을 확장해 주므로, 확장모듈이 되는 것이다.
여기서, 데이터를 전달하는 1바이트는 8비트이다. 따라서 일반적으로 8비트로 데이터를 전달하므로, 8개선으로 확장되는 보드와 연결하고 그라운드(또는 접지) 정도를 함께 보내어 사용한다. 이 경우 본 실시예와 같이, 접지와 VCC를 데이터 8비트와 함께 10 핀 케이블로 전송하면 매우 편리하다. 이 때, 10핀 케이블이 10핀 박스커넥터를 포함하여, 10핀의 어떤 커넥터로도 연결할 수 있으며, 핀배치가 변경되어도 같은 효과를 얻게 된다는 것은 쉽게 이해할 수 있다.
마이크로 컨트롤러의 입출력 데이터, 제어 데이터 등은 예를 들어 8비트, 16비트, 32비트 등과 같이 결국 8비트씩 나눠질 수 있는 바이트를 기초로 만들어 지기 때문에, 8비트로 쪼개서 제어가 가능하다. 이 경우, 서로 다른 한번에 처리가능한 데이터비트를 가진 마이크로 컨트롤러간에도 8비트씩 붙여서, 상호간 데이터를 주고 받을 수도 있게 되며, 다른 마이크로 컨트롤러를 학습할 때에도, 예전에 다른 마이크로 컨트롤러 학습시에 사용했던 확장모듈을 그대로 사용할 수 있게 되므로, 매우 편리하며, 활용도가 높아지게 된다.
이 경우 본 실시예에 기재된 바와 같이 데이터와 전원을 함께 전송함으로 인하여 상대편 확장 보드, 즉 확장모듈에 별도의 전원을 넣지 않아도 된다. 또한, 이로 인하여 확장되는 보드(확장모듈)에서는 전원회로를 생략할 수 있어 회로가 단순해지고 비용도 절감될 수 있다.
또한, UART, USART 또는 RS-232C 커넥터의 경우도 데이터 통신을 위하여 수신단(rx)과 송신단(tx) 그리고 접지 이렇게 3 핀으로 구성되는 규격을 가지는데, 본 실시예에 따르면 이 경우에도 VCC 전원선을 하나 더 추가하여 전송할 수 있다. 이 경우에도 상술한 바와 같은 효과가 발생할 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 커넥터의 핀 수는 다양하게 구현될 수 있으며, 예를 들면, 상술한 바와 같이 커넥터의 핀 수는 10 핀과 4 핀 등이 될 수 있다.
여기서, 전압은 VCC로 표현하였으나, 본 발명은 이러한 전압에 한정되지 않으며, 예를 들면, Vee, Vdd, Vss, VRef 등 다양한 전압이 될 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제2 내지 제4 실시예에 따른 전자 부품 인터페이스 장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 3핀 UART(RS-232C Level) 커넥터로서, MAX232C를 통과한 RS-232C Level의 시리얼 커넥터가 도시된다. 이는 예를 들면, 몰렉스 5267-3 호환 커넥터로서, 12V 레벨의 시리얼 통신시에 편리하다.
도 3을 참조하면, 3핀 UART(RS-232C Level) 커넥터로서, TTL Level(5V level) 또는 CMOS 레벨(1.8~3.3V Level)의 시리얼 통신을 위한 커넥터로서, 예를 들면, 몰렉스 5045-4 호환 커넥터가 될 수 있다.
도 4를 참조하면, 2핀 전원 커넥터로서, 2번이 VCC 12V, 5V, 3.3V 등과 같이 +전압이고, 1번이 GND인 커넥터가 도시된다.
또한, 10핀 케이블을 통하여 메인보드와 확장보드를 연결할 경우, 상호간 데이터 전송시 데이터에 유입될 수 있는 노이즈를 제거시킬 수 있는 방법도 제공한다.
본 실시예에 따른 메인보드와 확장보드를 연결하는 케이블은 데이터 라인과 전원 라인이 공존하여 전원 라인에서 야기되는 전자파로 인해 데이터 라인을 통해 전송되는 데이터가 고주파 에러로 인한 손상을 입을 수 있다.
이러한 손상을 방지하기 위해 메인보드와 확장보드를 연결하는 케이블을 감싸는 형상의 페라이트 링(ferrite ring)을 설치할 수 있다.
페라이트 링은 공통 모드 임피던스를 증가시켜 전원 라인과 데이터 라인 사이의 커패시턴스에 의해 발생되는 고주파 에러 문제를 해결할 수 있도록 한다. 즉, 페라이트 링은 내부에 감싸고 있는 데이터 라인에 대해서 인덕터 혹은 저항으로 작용하여 LC 필터 혹은 RC 필터 효과를 가져옴으로써 고주파 에러 문제를 해결할 수 있다.
또한, 페라이트 링은 회로 내에서 과도현상(transients) 혹은 기생 공진(parasitic resonance)에 의해 생성되는 고주파 오실레이션(high-frequency oscillation)을 흡수하는데 효과적이다.
또한, 페라이트 링은 10핀 커넥터의 케이스 내면 혹은 외면에 설치되어 있을 수도 있다.
그 외 본 발명의 실시예에 따른 전자 부품 인터페이스 장치에 대한 구체적인 신호 흐름, 통신 프로토콜, I/O 인터페이스 등 인터페이스 표준화 기술에 대한 구체적인 설명은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진자에게 자명한 사항이므로 생략하기로 한다.
상기한 바에서, 각 실시예에서 설명한 각 구성요소 및/또는 기능은 서로 복합적으로 결합하여 구현될 수 있으며, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 메인보드와 확장모듈 사이에 데이터 및 전원을 전달하는 연결선이 상기 메인보드 및 상기 확장모듈과 결합되도록 하는 전자 부품 인터페이스 장치로서,
    데이터 전달을 위한 데이터 통신핀;
    상기 데이터 통신핀과 구분되며 상기 메인보드의 접지(Ground)에 연결되는 접지 연결핀; 및
    상기 접지 연결핀과 구분되며 상기 메인보드의 전원부에 연결되어 상기 확장모듈에 동작 전압을 공급하는 공급 전압 연결핀을 포함하되,
    상기 데이터 통신핀은 수신단 및 송신단을 형성하는 2개의 핀으로 이루어지는 전자 부품 인터페이스 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터 통신핀은 데이터를 8비트씩 구분하여 전달하는 8개의 핀으로 이루어지는 전자 부품 인터페이스 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자 부품 인터페이스 장치는 8비트 포트 또는 GPIO 입출력핀, UART, USART 및 RS-232C 중 어느 하나의 방식을 이용하는 커넥터인 것을 특징으로 하는 전자 부품 인터페이스 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결선을 감싸는 페라이트 링을 더 포함하는 전자 부품 인터페이스 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터 통신핀, 상기 접지 연결핀, 상기 공급 전압 연결핀을 포함하는 상기 전자 부품 인터페이스 장치의 케이스 내면 혹은 외면에 페라이트 링이 결합되어 있는 전자 부품 인터페이스 장치.
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