KR101601323B1 - 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제어기의 반도체 장치에 의하여 이루어지는 스위치의 오픈 및 클로즈 상태 판정 로직을 새롭게 개선하여, 슬립 모드에서 웨이크업 출력 신호 생성이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 제어기의 반도체 장치에 외부 스위치의 오픈 및 클로즈 상태를 판정하는 동시에 웨이크업 신호를 발생시킬 수 있는 로직 블록을 설계하여, 반도체 슬립 모드 진입후, 스위치의 오픈 및 클로즈 상태 판정 로직이 진행됨과 더불어 슬립 모드에서 웨이크업 출력 신호 생성이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 장치 및 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 장치 및 방법{Method for detecting switch input in the sleep mode}

본 발명은 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제어기의 반도체 장치에 의하여 이루어지는 스위치의 오픈 및 클로즈 상태 판정 로직을 새롭게 개선하여, 슬립 모드에서 웨이크업 출력 신호 생성이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 전자제품(예를 들어, 차량의 배터리를 소모하는 전장품, 컴퓨터, 스마트폰 등)의 제어기에 포함된 반도체 장치는 슬립 모드로의 전환 기능을 포함하고 있다.

전자제품 등이 오랜 시간 동안 동작하지 않을 경우, 제어기의 반도체 장치에 슬립 모드를 위한 신호가 인가되는 동시에 반도체 장치가 슬립 모드로 전환되도록 함으로써, 전자제품에는 최소한의 전류만이 흐를 뿐, 각종 전장품을 비롯하여 이를 제어하는 제어기의 소모 전력을 줄일 수 있다.

반도체 장치가 슬립 모드로 전환된 후, 필요에 따라 다시 동작 모드로 전환되는 바, 다시 동작 모드로 전환할 때, 반도체 장치는 슬립 모드로 전환되기 이전의 상태로 복귀하여 다시 정상적으로 동작하게 된다.

첨부한 도 7은 차량의 전장품을 제어하기 위한 제어기 내부 블록도로서, 배터리 전원(10)과, 배터리 출력전압을 일정하게 조절하는 전원 레귤레이터(11)와, 저항 및 수동소자를 비롯한 전류소스(12)와, 스위치의 오픈 동작 및 클로즈 동작 등을 제어하는 마이컴(13) 등을 포함하여 구성되어 있고, 차량의 각종 전장품의 온/오프를 위한 다수의 스위치(14)가 마이컴(13)과 연결되어 있다.

종래 기술에 따르면, 스위치의 오픈/클로즈(Open/Close) 상태를 확인하기 위해서 제어기 내부에 수동소자와 마이컴이 적용되었는 바, 마이콤에 다수의 스위치가 연결되면 그 만큼 많은 수동소자가 사용되어야 하고, 많은 수동소자 탑재로 인한 제어기의 면적도 증가되며, 또한, 마이컴도 여러 개의 스위치 신호를 직접 입력을 받기 때문에 마이컴의 소프트웨어가 매우 복잡해지는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 제어기의 반도체 장치에 외부 스위치의 오픈 및 클로즈 상태를 판정하는 동시에 웨이크업 신호를 발생시킬 수 있는 로직 블록을 설계하여, 반도체 슬립 모드 진입후, 스위치의 오픈 및 클로즈 상태 판정 로직이 진행됨과 더불어 슬립 모드에서 웨이크업 출력 신호 생성이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 배터리 전원과; 배터리 출력전압을 일정하게 조절하는 전원 레귤레이터와; 외부 스위치에 전류를 인가하는 전류소스와; 스위치 오픈 및 클로즈 상태를 판정하여 웨이크업 출력 신호를 발생시키는 로직블록과; 웨이크 업 출력신호를 받아 제어대상 전장품의 동작을 제어하는 마이컴; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 장치.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 반도체 장치의 슬립모드 진입 단계와; 슬립 모드 진입시 모니터링된 스위치 선택 단계와; 선택된 스위치 상태를 일정 시간의 주기로 확인하는 단계와; 1차로 스위치의 오픈/클로즈 상태를 판정하는 단계와; 2차로 스위치의 오픈/클로즈 상태를 판정하여 웨이크업 출력 신호를 발생시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 구현예에서, 선택된 스위치의 상태를 일정 시간의 주기로 확인하는 단계는, 전류소스로부터 스위치에 전류를 인가하되, T_crt 시간 만큼의 전류를 펄스폭변조로 반복적으로 인가하는 동시에 미리 설정된 매 주기시간(T_period)마다 반복적으로 인가하는 과정을 진행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구현예에서, 1차로 스위치의 오픈/클로즈 상태를 판정하는 단계는, 스위치에 전류가 인가될 때, 로직블록의 입력 전압을 측정하여 이루어지되, 로직블록의 입력 전압을 여러 번 확인하여 모든 값이 0V인 경우에 스위치 상태를 클로즈로 판정하고, 여러 번중 한 번 이상 0V가 아닌 경우에는 스위치가 오픈 상태인 것으로 판정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구현예에서, 2차로 스위치의 오픈/클로즈 상태를 판정하여 웨이크업 출력 신호를 발생시키는 단계는, 스위치가 오픈에서 클로즈로 또는 클로즈에서 오픈으로 변경되는 경우와, 스위치가 오픈에서 클로즈로 또는 클로즈에서 오픈으로 2번 이상 변경되는 경우와, 스위치가 오픈에서 클로즈로 변경된 경우와, 스위치가 오픈에서 클로즈로 2번 이상 변경된 경우중 선택된 어느 하나의 경우에 웨이크업 출력 신호를 발생시키는 과정으로 진행되는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 반도체 슬립 모드 진입후, 스위치에 전류가 인가됨과 함께 로직블록에서 스위치의 오픈 및 클로즈 상태 판정 로직을 진행하여, 슬립 모드에서의 웨이크업 출력 신호 생성하도록 함으로써, 기존에 수동소자를 배제하면서도 스위치의 오픈/클로즈 상태를 용이하게 판정할 수 있고, 제어기의 안정화 및 설계 품질을 향상시킬 수 있고, 또한 제어기의 크기를 줄일 수 있다.

또한, 반도체 슬립 모드 상태에서 웨이크업 출력 신호를 발생시키기 위한 스위치의 오픈/클로즈 상태 판정 로직이 1차 및 2차에 걸쳐 이루어짐에 따라, 신호선에서 발생할 수 있는 노이즈를 필터링하여 제거할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 장치를 나타내는 회로 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 방법을 설명하는 순서도,
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 방법을 설명하는 도면으로서, 도 3은 스위치 입력에 따른 회로 블록의 동작을 설명하는 도면, 도 4는 스위치에 전류를 인가하여 스위치의 상태를 확인하는 방법을 설명하는 도면, 도 5는 스위치 오픈/클로즈 상태를 판정하는 방법을 설명하는 도면, 도 6은 스위치 상태 판정에 따른 웨이크업 신호 생성 과정을 설명하는 도면이며,
도 7은 종래의 제어기 내부 블록도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 첨부한 도 1 및 도 3을 참조로 제어기 내부 회로블록 구성 및 그 역할을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 장치는 배터리 전원(10)과, 배터리 출력전압을 일정하게 조절하는 전원 레귤레이터(11)와, 스위치(14)에 전류를 인가하는 전류소스(12)와, 스위치 오픈 및 클로즈 상태를 판정하여 웨이크업 출력 신호를 발생시키는 로직블록(15)과, 웨이크 업 출력신호를 받아 제어대상 전장품의 동작을 제어하는 마이컴(13)을 포함하여 구성된다.

상기 전류소스(12)는 반도체 슬립(sleep) 모드에서 스위치의 오픈/클로즈( Close/Open) 상태를 판단하기 위하여 외부의 스위치(14)에 주기적으로 PWM 형태의 전류를 인가시키는 역할을 하되, 슬립 모드에서는 암전류를 최소화하기 위해 스위치에 인가되는 전류를 각기 다른 시간 즉, 주기적인 시간마다 인가한다.

상기 로직블록(15)은 전류소스(12)로부터 스위치에 전류가 인가될 때, 스위치(14)의 오픈 또는 클로즈 상태를 확인하고, 스위치 상태가 클로즈인 경우에는 웨이크업 출력 신호를 주기적으로 발생시킨다.

이때, 상기 로직블록(15)에서 발생된 웨이크업 출력 신호는 마이컴(13)으로 입력되며, 웨이크업 출력 신호를 받은 마이컴(13)은 스위치(14)의 클로즈 상태를 인지하여 스위치 입력에 따른 동작을 실행한다.

여기서, 상기한 구성을 기반으로 하는 본 발명의 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 방법을 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스위치 입력 검출 방법은 반도체장치의 슬립모드 진입 단계와, 슬립 모드 진입시 모니터링된 스위치 선택 단계와, 선택된 스위치 상태를 일정 시간의 주기로 확인하는 단계와, 1차로 스위치의 오픈/클로즈 상태를 판정하는 단계와, 2차로 스위치의 오픈/클로즈 상태를 판정하여 웨이크업 출력 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.

반도체는 정상동작 상태인 액티브 모드와 저전류로 동작하는 슬립 모드 동작으로 구분되고, 반도체의 슬립 모드 상태에서는 외부 스위치 입력에 의해서만 웨이크업(wake-up)할 수 있다.

이를 위해, 반도체 슬립 모드 진입시 모니터링된 스위치를 선택하는 단계가 진행되며, 웨이크업 입력을 받을 스위치를 선택하여 슬립모드에서 전류가 소모되는 것을 최소화시킨다.

다음으로, 모니터링에 의하여 선택된 스위치의 오픈/클로즈 상태를 주기적으로 확인하는 단계가 진행된다.

즉, 첨부한 도 4에서 보는 바와 같이 스위치 오픈/클로즈 상태를 판단하기 위해서, 우선 펄스폭변조(PWM:pulse width modulation)로 주기적인 전류가 전류소스로부터 T_crt 시간 만큼 스위치에 인가된다.

이때, 스위치에 입력되는 펄스폭변조 시간을 T_period로 설정하고, 스위치에 입력되는 T_crt 시간 만큼의 전류는 매 시간(T_period)마다 반복적으로 인가된다.

다음으로, 스위치의 오픈/클로즈 상태를 주기적으로 확인한 후, 1차로 스위치의 오픈/클로즈 상태를 판정하는 단계가 진행된다.

즉, 상기 로직 블록에서 스위치가 클로즈 상태인지를 판단하고자, 상기와 같이 스위치에 전류가 인가될 때, 로직블록의 입력 전압을 측정하여 스위치가 클로즈 상태인지를 판단하게 된다.

보다 상세하게는, 첨부한 도 5에 도시된 바와 같이, 스위치의 클로즈 상태를 판단하기 위해서 스위치에 전류가 인가될 때 로직블록의 입력 전압을 여러 번 확인하여 모든 값이 0V인 경우에 스위치 상태를 클로즈로 판단하게 된다.

이때, 로직블록의 입력전압을 여러 번 확인한 결과, 0V가 아닌 경우가 한 번이라도 존재하면 스위치가 오픈 상태인 것으로 판단하는 것이 바람직하지만, 여러 번중 0V가 아닌 경우가 한 번 존재하는 경우에도 스위치가 오픈 상태인 것으로 판정하는 알고리즘을 적용할 수 있다.

다음으로, 2차로 스위치의 오픈/클로즈 상태를 판정하여 웨이크업 출력 신호를 발생시키는 단계가 진행된다.

상기와 같이 스위치의 상태가 오픈인지 클로즈인지를 1차로 판정한 후, 웨이크업 출력 신호를 발생시키기 위한 판정 과정으로서 로직블록에서 2차로 스위치 오픈/클로즈 상태를 확인하여 웨이크업 출력 신호를 발생시키게 된다.

상기 웨이크업 출력 신호를 발생시키는 예를 첨부한 도 6을 참조로 설명하면 다음과 같다.

첫번째 웨이크업 출력 신호가 발생되는 예는 스위치의 상태가 변경된 경우로서, 스위치가 오픈에서 클로즈로 또는 클로즈에서 오픈으로 변경되는 경우 웨이크업 출력 신호를 발생시킨다.

두번째 웨이크업 출력 신호가 발생되는 예는 스위치의 상태가 변경된 것을 2번 이상 체크, 즉 스위치가 오픈에서 클로즈로 또는 클로즈에서 오픈으로 변경되는지를 2번 이상 체크하여, 스위치의 상태가 2번 이상 변경되면 웨이크업 출력 신호를 발생시킨다.

세번째 웨이크업 출력 신호가 발생되는 예는 스위치의 상태가 오픈에서 클로즈로 변경된 경우에만 웨이크업 출력 신호를 발생시킨다.

네번째 웨이크업 출력 신호가 발생되는 예는 스위치의 상태가 오픈에서 클로즈로 변경되는 경우를 2번 체크하여, 스위치의 상태가 2번 이상 오픈에서 클로즈로 변경되면 웨이크업 출력 신호를 발생시킨다.

이와 같이, 전류소스로부터 스위치에 전류가 인가될 때, 로직블록의 입력 전압을 측정하여 스위치의 상태를 2차로 판정한 후, 로직블록에서 웨이크업 출력 신호를 발생시키면, 그 발생된 웨이크업 출력 신호를 받은 마이컴에서 해당 전자제품의 구동을 위한 제어 동작을 실행하게 된다.

10 : 배터리전원
11 : 전원 레귤레이터
12 : 전류소스
13 : 마이컴
14 : 스위치
15 : 로직블록

Claims (5)

1. 삭제
2. 배터리 전원의 출력전압을 일정하게 조절하는 전원 레귤레이터와, 외부 스위치에 전류를 인가하는 전류소스와, 상기 외부 스위치의 오픈 및 클로즈 상태를 판정하여 웨이크업 출력신호를 발생시키는 로직블록과, 상기 웨이크업 출력신호를 입력받아 제어대상 전장품의 동작을 제어하는 마이컴을 포함하는 반도체 장치의 슬립 모드 진입 단계;
   슬립 모드 진입 시 모니터링된 외부 스위치가 선택되어 상기 전류소스로부터 상기 선택된 외부 스위치에 전류가 인가될 때 로직블록이 상기 선택된 외부 스위치의 상태를 일정 시간의 주기로 확인하고 상기 선택된 외부 스위치에 전류가 인가될 때 로직블록에서 전류소스와 외부 스위치 사이의 연결회로로부터 측정되는 입력 전압을 확인하여 1차로 외부 스위치의 오픈/클로즈 상태를 판정하는 단계;
   상기 로직블록에서 상기 입력 전압으로부터 판정되는 외부 스위치의 오픈/클로즈 상태가 변경됨을 확인하여 2차로 외부 스위치의 오픈/클로즈 상태를 판정하고 외부 스위치의 오픈/클로즈 상태가 변경된 경우 웨이크업 출력신호를 발생시키는 단계;
   선택된 스위치의 상태를 일정 시간의 주기로 확인하는 단계는,
   전류소스로부터 스위치에 전류를 인가하되, T_crt 시간 만큼의 전류를 펄스폭변조로 반복적으로 인가하는 동시에 미리 설정된 매 주기시간(T_period)마다 반복적으로 인가하는 과정을 진행되는 것을 특징으로 하는 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 방법.
   
3. 삭제
4. 청구항 2에 있어서,
   1차로 스위치의 오픈/클로즈 상태를 판정하는 단계는,
   스위치에 전류가 인가될 때, 로직블록의 입력 전압을 측정하여 이루어지되, 로직블록의 입력 전압을 여러 번 확인하여 모든 값이 0V인 경우에 스위치 상태를 클로즈로 판정하고, 여러 번중 한 번 이상 0V가 아닌 경우에는 스위치가 오픈 상태인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 방법.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   2차로 스위치의 오픈/클로즈 상태를 판정하여 웨이크업 출력 신호를 발생시키는 단계는,
   스위치가 오픈에서 클로즈로 또는 클로즈에서 오픈으로 변경되는 경우와,
   스위치가 오픈에서 클로즈로 또는 클로즈에서 오픈으로 2번 이상 변경되는 경우와,
   스위치가 오픈에서 클로즈로 변경된 경우와,
   스위치가 오픈에서 클로즈로 2번 이상 변경된 경우,
   들중 선택된 어느 하나의 경우에 웨이크업 출력 신호를 발생시키는 과정으로 진행되는 것을 특징으로 하는 반도체 슬립 모드에서의 스위치 입력 검출 방법.

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