KR101770743B1 - Apparatus and method for impedance matching in communication node - Google Patents

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KR101770743B1 KR1020170028882A KR20170028882A KR101770743B1 KR 101770743 B1 KR101770743 B1 KR 101770743B1 KR 1020170028882 A KR1020170028882 A KR 1020170028882A KR 20170028882 A KR20170028882 A KR 20170028882A KR 101770743 B1 KR101770743 B1 KR 101770743B1
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Abstract

According to the present invention, an apparatus for matching impedance of a communication node for wired communication comprises: a fixed impedance unit for matching impedance with a termination unit having a fixed resistance value; a first transceiver connected to the fixed impedance unit, and transceiving data; a first data processing unit for processing the data transceived by the first transceiver; a variable impedance unit for matching impedance of other communication node connected with a cable; a second transceiver connected to the variable impedance unit, and transceiving data; and a second data processing unit for processing the data transceived by the second transceiver.

Description

통신 노드에서의 임피던스 매칭 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR IMPEDANCE MATCHING IN COMMUNICATION NODE}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR IMPEDANCE MATCHING IN COMMUNICATION NODE [0002]

본 발명은 임피던스 매칭을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 유선 통신 노드에서 임피던스 매칭을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for impedance matching, and more particularly, to an apparatus and method for impedance matching at a wired communication node.

일반적으로 통신 노드에서는 데이터 송수신 시 지연 등에 의한 왜곡과 감쇠를 방지하기 위한 목적으로 임피던스(impedance) 매칭을 위한 종단 저항을 설치한다. 그러나, 유선 케이블을 통해 다수의 통신 노드들과 연결되는 경우에는, 연결되는 케이블의 특성에 따른 임피던스 매칭이 어려움에 따라 데이터 통신이 원활하지 못하게 되는 문제점이 있다. Generally, in a communication node, a terminating resistor for impedance matching is installed for the purpose of preventing distortion and attenuation due to delay or the like in data transmission / reception. However, when connecting to a plurality of communication nodes through a wired cable, it is difficult to perform impedance matching according to the characteristics of a connected cable, so that data communication is not smooth.

본 발명은 상술한 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유선 통신 노드에서 임피던스 특성이 다른 케이블들이 연결되더라도, 케이블의 특성에 따른 임피던스를 가변하여 임피던스 매칭을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for performing impedance matching by varying impedance according to characteristics of a cable even if cables having different impedance characteristics are connected at a wired communication node .

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 유선 통신을 위한 통신 노드의 임피던스 매칭 장치는, 고정 저항 값을 가지는 종단부와의 임피던스 매칭을 위한 고정 임피던스부, 상기 고정 임피던스부에 연결되어 데이터를 송수신하는 제1트랜시버, 상기 제1트랜시버와 송수신되는 데이터를 처리하는 제1 데이터 처리부, 케이블로 연결되는 타 통신 노드와의 임피던스 매칭을 위한 가변 임피던스부, 상기 가변 임피던스부에 연결되어 데이터를 송수신하는 제2 트랜시버, 상기 제2트랜시버와 송수신되는 데이터를 처리하는 제2 데이터 처리부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an impedance matching apparatus for a communication node for wire communication, including: a fixed impedance unit for impedance matching with a terminal having a fixed resistance value; A variable impedance unit for impedance matching with another communication node connected by a cable, a first impedance matching unit connected to the variable impedance unit, And a second data processor for processing data transmitted and received by the second transceiver.

그리고, 상기 고정 임피던스부는, 임피던스 매칭을 위한 종단 저항을 포함하는 종단부와 연결되는 제1 인터페이스부, 상기 제1인터페이스부를 통해 송수신되는 하이 신호와 로우 신호를 검출하는 검출부, 상기 제1인터페이스부를 통해 입력되는 노이즈로부터 상기 통신 노드를 보호하기 위한 과전압 억제(Transient Voltage Suppressor : TSV)부, 상기 종단 저항과의 임피던스 매칭을 위한 고정 임피던스 종단 저항이 포함된 고정 임피던스 종단 저항부를 포함한다. The fixed impedance unit includes a first interface unit connected to an end unit including an end resistance for impedance matching, a detection unit detecting a high signal and a low signal transmitted and received through the first interface unit, A transient voltage suppressor (TSV) part for protecting the communication node from noise to be inputted, and a fixed impedance terminating resistor part including a fixed impedance terminating resistor for impedance matching with the terminating resistor.

또한, 상기 가변 임피던스부는, 상기 타 통신 노드와의 통신을 위한 케이블이 접속되는 제2 인터페이스부, 상기 제2인터페이스부를 통해 송수신되는 하이 신호, 로우 신호를 검출하는 검출부, 상기 제2인터페이스부를 통해 입력되는 노이즈로부터 상기 통신 노드를 보호하기 위한 과전압 억제(Transient Voltage Suppressor : TSV)부, 상기 케이블의 특성에 따라 임피던스를 조정하는 임피던스 조절부를 포함한다. The variable impedance unit may include: a second interface unit to which a cable for communication with the other communication node is connected; a detection unit that detects a high signal and a low signal transmitted and received through the second interface unit; A transient voltage suppressor (TSV) part for protecting the communication node from noise, and an impedance adjusting part for adjusting the impedance according to the characteristics of the cable.

그리고, 상기 임피던스 조절부는, 임피던스 조절 신호에 의해 임피던스를 조절하는 임피던스 회로, 상기 제2 인터페이스부에 연결된 케이블에 대한 케이블 임피던스를 측정하고, 상기 측정된 케이블 임피던스와 상기 케이블의 특성에 따라 계산된 특성 임피던스를 비교하고, 상기 검출부에 의해 검출된 하이 신호와 로우 신호의 상태가 양호하지 않다면, 상기 비교 결과에 따라 생성된 임피던스 오차를 보상하기 위한 상기 임피던스 조절 신호를 발생하는 임피던스 설정부, 상기 케이블의 특성에 따른 상기 특성 임피던스를 계산하는 임피던스 계산부를 포함한다. The impedance controller may include an impedance circuit that adjusts an impedance by an impedance control signal, a cable impedance measuring unit that measures a cable impedance of the cable connected to the second interface unit, and calculates a cable impedance calculated based on the measured cable impedance and a characteristic of the cable An impedance setting unit for comparing the impedance and generating the impedance adjustment signal for compensating the impedance error generated according to the comparison result if the state of the high signal and the low signal detected by the detection unit is not good, And an impedance calculation unit for calculating the characteristic impedance according to the characteristics.

또한, 상기 임피던스 계산부는, 상기 특성 임피던스(R)를 아래의 <수학식 1>에 의해 계산함을 특징으로 하며, Also, the impedance calculation unit may calculate the characteristic impedance R according to Equation (1) below,

Figure 112017022726810-pat00001
Figure 112017022726810-pat00001

상기 <수학식 1>에서 R은 특성 임피던스로 저항값(Ω), ρ는 구리 비저항 값인 1.7X10-8(

Figure 112017022726810-pat00002
), ｌ은 케이블 길이(m), s는 미국 전선 규격(American Wire Gauge, AWG)에 따른 케이블 굵기(
Figure 112017022726810-pat00003
)이다. The <Equation 1> R in the impedance value is a resistance value of copper specific resistance (Ω), ρ 1.7X10 -8 characteristics (
Figure 112017022726810-pat00002
), l is the cable length (m), s is the cable thickness according to the American Wire Gauge (AWG)
Figure 112017022726810-pat00003
)to be.

그리고, 상기 가변 임피던스 회로는, 계단식 저항 제어 방식으로 구성됨을 특징으로 한다. The variable impedance circuit is characterized by a stepwise resistance control method.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 유선 통신을 위한 통신 노드에서 임피던스 매칭 방법은, 타 통신 노드와 연결된 케이블이 접속되면, 상기 케이블을 통해 송수신되는 데이터의 통신 상태를 확인하는 단계, 상기 통신 상태가 양호하지 않다면, 상기 케이블의 특성에 따라 임피던스를 조정하는 단계, 상기 조정된 임피던스를 통해 임피던스 매칭을 수행하는 단계, 상기 케이블을 통해 송수신되는 데이터를 처리하는 단계를 포함하고, 상기 임피던스를 조정하는 단계는, 상기 케이블에 대한 케이블 임피던스를 측정하는 단계, 상기 케이블의 특성에 따른 상기 특성 임피던스를 계산하는 단계, 상기 측정된 케이블 임피던스와 상기 케이블의 특성에 따라 계산된 특성 임피던스를 비교하는 단계, 상기 비교 결과에 따라 생성된 임피던스 오차를 보상하기 위해 상기 임피던스를 조정하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of impedance matching in a communication node for wire communication, the method comprising: confirming a communication state of data transmitted and received through the cable when a cable connected to another communication node is connected Adjusting the impedance according to the characteristics of the cable, performing impedance matching through the adjusted impedance, and processing data transmitted and received through the cable if the communication state is not good, Wherein the step of adjusting the impedance comprises the steps of measuring a cable impedance to the cable, calculating the characteristic impedance according to the characteristics of the cable, calculating a characteristic impedance calculated according to the measured cable impedance and the characteristics of the cable Comparing the impedance generated according to the comparison result, In order to compensate the error comprises the step of adjusting the impedance.

그리고, 상기 특성 임피던스(R)는 아래의 <수학식 2>에 의해 계산됨을 특징으로 하며, The characteristic impedance R is calculated by Equation (2) below,

Figure 112017022726810-pat00004
Figure 112017022726810-pat00004

상기 <수학식 2>에서 R은 특성 임피던스로 저항값(Ω), ρ는 구리 비저항 값인 1.7X10-8(

Figure 112017022726810-pat00005
), ｌ은 케이블 길이(m), s는 미국 전선 규격(American Wire Gauge, AWG)에 따른 케이블 굵기(
Figure 112017022726810-pat00006
)이다. The <Equation 2> R is the impedance value of a specific resistance of copper is the resistance (Ω), ρ 1.7X10 -8 characteristics (
Figure 112017022726810-pat00005
), l is the cable length (m), s is the cable thickness according to the American Wire Gauge (AWG)
Figure 112017022726810-pat00006
)to be.

또한, 상기 케이블을 통해 유입되는 노이즈로부터 상기 통신 노드를 보호하기 위해 과전압 억제를 수행하는 단계를 더 포함한다. The method may further include performing overvoltage suppression to protect the communication node from noise introduced through the cable.

그리고, 상기 임피던스를 조정하는 단계는, 상기 임피던스를 계단식 저항 제어 방식으로 조정하는 단계를 포함한다. The step of adjusting the impedance includes a step of adjusting the impedance by a stepwise resistance control method.

또한, 상기 통신 노드에 고정 저항 값을 갖는 종단부가 접속되면, 상기 종단부를 통해 송수신되는 하이 신호, 로우 신호를 검출하는 단계, 상기 종단부를 통해 입력되는 노이즈로부터 상기 통신 노드를 보호하기 위한 과전압 억제를 수행하는 단계, 상기 종단부에 포함된 고정 저항 값을 갖는 종단 저항과의 임피던스 매칭을 수행하는 단계, 상기 임피던스 매칭이 완료되면, 송수신 되는 데이터를 처리하는 단계를 포함한다. When a terminal having a fixed resistance value is connected to the communication node, a high signal and a low signal transmitted / received through the terminal are detected. An overvoltage suppression for protecting the communication node from noise inputted through the terminal Performing impedance matching with a terminating resistor having a fixed resistance value included in the terminating part, and processing data to be transmitted and received when the impedance matching is completed.

상술한 본 발명의 실시 예에 따르면, 유선 통신 노드에서 임피던스 특성이 다른 케이블이 연결되더라도, 케이블의 특성에 따라 임피던스를 가변하여 임피던스 매칭을 수행할 수 있어 케이블의 특성에 상관없이 양호한 통신 상태를 제공할 수 있다. According to the above-described embodiments of the present invention, impedance matching can be performed by varying the impedance according to the characteristics of the cable, even if cables having different impedance characteristics are connected in the wire communication node, thereby providing a good communication state regardless of the characteristics of the cable can do.

도 1은 본 발명에 따른 유선 통신 노드에서 임피 던스 매칭 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 노드의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 임피던스 조절부의 상세 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 통신 노드에서 임피던스 매칭을 수행하는 방법 흐름도이다. 1 is a conceptual diagram for explaining an impedance matching method in a wired communication node according to the present invention.
2 is a block diagram of a communication node according to an embodiment of the present invention.
3 is a detailed block diagram of an impedance controller according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a method for performing impedance matching at a communication node according to an embodiment of the present invention.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.The following merely illustrates the principles of the invention. Thus, those skilled in the art will be able to devise various apparatuses which, although not explicitly described or shown herein, embody the principles of the invention and are included in the concept and scope of the invention. Furthermore, all of the conditional terms and embodiments listed herein are, in principle, only intended for the purpose of enabling understanding of the concepts of the present invention, and are not to be construed as limited to such specifically recited embodiments and conditions do.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is also to be understood that the detailed description, as well as the principles, aspects and embodiments of the invention, as well as specific embodiments thereof, are intended to cover structural and functional equivalents thereof. It is also to be understood that such equivalents include all elements contemplated to perform the same function irrespective of the currently known equivalents as well as the equivalents to be developed in the future, i.e., the structure.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.Thus, for example, it should be understood that the block diagrams herein represent conceptual views of exemplary circuits embodying the principles of the invention. Similarly, all flowcharts, state transition diagrams, pseudo code, and the like are representative of various processes that may be substantially represented on a computer-readable medium and executed by a computer or processor, whether or not the computer or processor is explicitly shown .

프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.The functions of the various elements shown in the figures, including the functional blocks depicted in the processor or similar concept, may be provided by use of dedicated hardware as well as hardware capable of executing software in connection with appropriate software. When provided by a processor, the functions may be provided by a single dedicated processor, a single shared processor, or a plurality of individual processors, some of which may be shared.

또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.Also, the explicit use of terms such as processor, control, or similar concepts should not be interpreted exclusively as hardware capable of running software, and may be used without limitation as a digital signal processor (DSP) (ROM), random access memory (RAM), and non-volatile memory. Other hardware may also be included.

본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.In the claims hereof, the elements represented as means for performing the functions described in the detailed description include all types of software including, for example, a combination of circuit elements performing the function or firmware / microcode etc. , And is coupled with appropriate circuitry to execute the software to perform the function. It is to be understood that the invention defined by the appended claims is not to be construed as encompassing any means capable of providing such functionality, as the functions provided by the various listed means are combined and combined with the manner in which the claims require .

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: There will be. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 유선 통신 노드에서 임피 던스 매칭 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram for explaining an impedance matching method in a wired communication node according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 통신 노드의 임피던스 매칭은 두 가지의 경우로 구분된다. Referring to FIG. 1, impedance matching of a communication node according to the present invention is divided into two cases.

첫 번째의 경우는 고정 저항 값을 가지는 종단부(160, 170)와 직접 연결(110, 120)되는 경우이며, 두 번째의 경우는 유선 케이블(130, 140, 150)을 통해 n개의 통신 노드(100, 101, 102, 103)들이 연결되어 통신 인터페이스를 구성하는 경우이다. The first case is a direct connection 110 and 120 with the terminal end portions 160 and 170 having a fixed resistance value and the second case is a case where n communication nodes through the wire cables 130, 100, 101, 102 and 103 are connected to constitute a communication interface.

첫 번째의 경우 종단부들(160, 170)은 제1 인터페이스를 통해 통신 노드 1(100), 통신 노드 n(103)와 각각 연결되며, 통신 노드 1(100)은 종단부(160)에 포함된 고정 저항과의 임피던스 매칭을 위한 고정 임피던스 종단 저항을 포함하고, 통신 노드 n(103)은 종단부(170)에 포함된 고정 정항과의 임피던스 매칭을 위한 고정 임피던스 종단 저항을 포함한다. In the first case, the terminals 160 and 170 are connected to the communication node 1 (100) and the communication node n (103) through the first interface, respectively, and the communication node 1 (100) And a fixed impedance terminating resistor for impedance matching with the fixed resistor, and the communication node n (103) includes a fixed impedance terminating resistor for impedance matching with the fixed term included in the terminating end (170).

도 1에 도시된 바와 같이 통신 노드들(100, 101, 102, 103)은 종단부(160, 170)에 직접 연결되어 통신 노드 단위로 통신을 수행할 수도 있고, 복수 개의 통신 노드들을 케이블들로 연결한 시스템으로 구성하여 통신을 수행할 수도 있다. As shown in FIG. 1, the communication nodes 100, 101, 102, and 103 may be directly connected to the terminals 160 and 170 to perform communication on a communication node basis, It is also possible to configure the connected system to perform communication.

이러한 경우, 고정 저항을 포함하는 종단부(160, 170)과 직접 연결되는 데이터 패쓰의 경우에는 상기 종단부(160, 170)의 고정 저항 값을 사전에 알고 있으므로, 임피던스 매칭을 위한 종단 저항을 사전에 포함하여 구성할 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시 예에 따라 통신 노드들(100, 101, 102, 103)을 유선 케이블들(130, 140, 150)로 연결하여 전체 시스템으로 구성할 경우에는 각 연결된 케이블의 임피던스를 측정하고, 상기 연결된 케이블의 특성에 따라 계산된 특성 임피던스와 상기 측정된 케이블 임피던스를 비교하여 임피던스 오차를 보정함으로써, 임피던스 매칭을 수행한다. In this case, in the case of the data path directly connected to the termination portions 160 and 170 including the fixed resistance, since the fixed resistance values of the termination portions 160 and 170 are known in advance, the termination resistance for impedance matching is referred to as a dictionary As shown in FIG. When the communication nodes 100, 101, 102, and 103 are connected to the wired cables 130, 140, and 150 through the entire system according to the embodiment of the present invention, the impedance of each connected cable is measured , Impedance matching is performed by comparing the characteristic impedance calculated according to the characteristics of the connected cable and the measured cable impedance to correct the impedance error.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 노드(200)의 블록 구성도이다. 2 is a block diagram of a communication node 200 according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 통신 노드(200)는 고정 저항 값을 가지는 종단부와의 임피던스 매칭을 위한 고정 임피던스부(220), 상기 고정 임피던스부(220)에 연결되어 데이터를 송수신하는 제1트랜시버(Transceiver)(204), 상기 제1트랜시버(204)와 송수신되는 데이터를 처리하는 제1 데이터 처리부(202), 케이블로 연결되는 타 통신 노드와의 임피던스 매칭을 위한 가변 임피던스부(280), 상기 가변 임피던스부(280)에 연결되어 데이터를 송수신하는 제2 트랜시버(252), 상기 제2트랜시버와 송수신되는 데이터를 처리하는 제2 데이터 처리부(250)를 포함한다. The communication node 200 shown in FIG. 2 includes a fixed impedance unit 220 for impedance matching with a terminal having a fixed resistance value, a first transceiver 220 connected to the fixed impedance unit 220 to transmit and receive data, A variable impedance unit 280 for impedance matching with another communication node connected by a cable, a variable impedance unit 280 for impedance matching between the first and second transceivers 204 and 204, a first data processing unit 202 for processing data transmitted and received by the first transceiver 204, A second transceiver 252 connected to the first transceiver 280 for transmitting and receiving data, and a second data processor 250 for processing data transmitted and received by the second transceiver.

상기 고정 임피던스부(220)는 임피던스 매칭을 위한 종단 저항을 포함하는 종단부와 연결되는 제1 인터페이스부(212), 상기 제1인터페이스부(212)를 통해 송수신되는 하이 신호와 로우 신호를 검출하는 검출부(210), 상기 제1인터페이스부(212)를 통해 입력되는 노이즈로부터 상기 통신 노드를 보호하기 위한 과전압 억제(Transient Voltage Suppressor : TSV)부(208), 상기 종단 저항과의 임피던스 매칭을 위한 고정 임피던스 종단 저항이 포함된 고정 임피던스 종단 저항부(206)를 포함한다. The fixed impedance unit 220 includes a first interface unit 212 connected to an end portion including an end resistance for impedance matching and a second interface unit 212 for detecting a high signal and a low signal transmitted and received through the first interface unit 212 A Transient Voltage Suppressor (TSV) unit 208 for protecting the communication node from noise input through the first interface unit 212, a fixed unit for impedance matching with the termination resistance, And a fixed impedance terminating resistor portion 206 including an impedance terminating resistor.

상기 도 2에서 상기 가변 임피던스부(280)는 상기 타 통신 노드와의 통신을 위한 케이블이 접속되는 제2 인터페이스부(260), 상기 제2인터페이스부(260)를 통해 송수신되는 하이 신호, 로우 신호를 검출하는 검출부(258), 상기 제2인터페이스부(260)를 통해 입력되는 노이즈로부터 상기 통신 노드를 보호하기 위한 과전압 억제(Transient Voltage Suppressor : TSV)부(256), 상기 케이블의 특성에 따라 임피던스를 조정하는 임피던스 조절부(254)를 포함한다. 2, the variable impedance unit 280 includes a second interface 260 to which a cable for communicating with the other communication node is connected, a high signal transmitted / received through the second interface 260, A Transient Voltage Suppressor (TSV) unit 256 for protecting the communication node from noise input through the second interface unit 260, and a transient voltage suppressor And an impedance adjusting unit 254 for adjusting the impedance.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 임피던스 조절부(254)의 상세 블록 구성도이다. 3 is a detailed block diagram of the impedance adjusting unit 254 according to the embodiment of the present invention.

상기 임피던스 조절부(254)는 임피던스 회로(310), 임피던스 설정부(320)임피던및 임피던스 계산부(330)을 포함한다. 임피던스 회로(310)는 임피던스 설정부(320)가 생성한 임피던스 조절 신호에 의해 임피던스를 조절한다. 임피던스 설정부(320)는 상기 제2 인터페이스부(260)에 연결된 케이블에 대한 케이블 임피던스를 측정하고, 상기 측정된 케이블 임피던스와 상기 케이블의 특성에 따라 계산된 특성 임피던스를 비교하고, 상기 검출부(258)에 의해 검출된 하이 신호와 로우 신호의 상태가 양호하지 않다면, 상기 비교 결과에 따라 생성된 임피던스 오차를 보상하기 위한 상기 임피던스 조절 신호를 발생한다. The impedance adjusting unit 254 includes an impedance circuit 310, an impedance setting unit 320, and an impedance calculating unit 330. The impedance circuit 310 adjusts the impedance by an impedance adjustment signal generated by the impedance setting unit 320. The impedance setting unit 320 measures the cable impedance of the cable connected to the second interface unit 260, compares the measured cable impedance with the characteristic impedance calculated according to the characteristics of the cable, Generates the impedance adjustment signal for compensating the impedance error generated according to the comparison result, if the state of the high signal and the low signal detected by the comparator is not good.

그리고, 임피던스 계산부(330)는 상기 케이블의 특성에 따른 특성 임피던스를 아래의 <수학식 3>을 사용하여 계산한다. Then, the impedance calculation unit 330 calculates the characteristic impedance according to the characteristics of the cable using Equation (3) below.

Figure 112017022726810-pat00007
Figure 112017022726810-pat00007

상기 <수학식 3>에서 R은 특성 임피던스로 저항값(Ω), ρ는 구리 비저항 값인 1.7X10-8(

Figure 112017022726810-pat00008
), ｌ은 각 통신 노드 간의 케이블 길이(m), s는 미국 전선 규격(American Wire Gauge, AWG)에 따른 케이블 굵기(
Figure 112017022726810-pat00009
)이다. The <Equation 3> R is the resistance value to the characteristic impedance (Ω) in, ρ is the specific resistance value of copper 1.7X10 -8 (
Figure 112017022726810-pat00008
), l is the cable length (m) between each communication node, s is the cable thickness according to the American Wire Gauge (AWG)
Figure 112017022726810-pat00009
)to be.

그리고, 상기 도 3에 도시된 임피던스 회로(310)는 계단식 저항 제어 방식으로 구성된다. The impedance circuit 310 shown in FIG. 3 is configured by a stepwise resistance control method.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 통신 노드에서 임피던스 매칭을 수행하는 방법 흐름도이다.  4 is a flowchart of a method for performing impedance matching at a communication node according to an embodiment of the present invention.

402단계에서 통신 노드는 제2 인터페이스부(260)를 통해 타 통신 노드와 연결된 케이블이 접속되면, 404단계에서 상기 케이블을 통해 송수신되는 데이터를 검출한다. 그리고, 406단계에서 통신 노드는 회로를 보호하기 위해 상기 케이블을 통해 인입되는 노이즈를 제거하기 위해 과전압을 억제 동작을 수행한다. In step 402, when a cable connected to another communication node is connected through the second interface unit 260, the communication node detects data transmitted and received through the cable in step 404. In step 406, the communication node performs an overvoltage suppressing operation to remove noise introduced through the cable to protect the circuit.

408단계에서 통신 노드는 상기 케이블을 통해 송수신되는 데이터의 통신 상태를 확인하고, 410단계에서 양호하지 않다면, 412단계에서 상기 케이블의 임피던스를 측정하고, 414단계에서 상기 케이블의 특성의 특성에 따른 특성 임피던스를 계산한다. 이때 상기 케이블의 특성 값들은 사전에 저장되어 있을 수 있다. In step 408, the communication node checks the communication state of data transmitted and received through the cable. If the communication state is not good in step 410, the impedance of the cable is measured in step 412. In step 414, Calculate the impedance. At this time, the characteristic values of the cable may be stored in advance.

그리고, 416단계에서 통신 노드는 상기 케이블 임피던스와 상기 특성 임피던스를 비교하고, 418단계에서 상기 임피던스의 오차를 보상하기 위해 임피던스 회로의 임피던스를 조정한다. In step 416, the communication node compares the cable impedance with the characteristic impedance. In step 418, the impedance of the impedance circuit is adjusted to compensate for the impedance error.

상기 418단계에서 임피던스가 조정되면, 통신 노드는 420단계에서 상기 조정된 임피던스를 통해 임피던스 매칭을 수행하고, 422단계에서 데이터 처리를 수행한다. If the impedance is adjusted in step 418, the communication node performs impedance matching through the adjusted impedance in step 420, and performs data processing in step 422.

반면, 상기 410단계의 검사결과, 통신 상태가 양호하다면, 임피던스 매칭에 문제가 없는 상황이므로, 통신 노드는 422단계에서 데이터 처리를 수행한다. On the other hand, if it is determined in step 410 that the communication state is good, there is no problem in impedance matching. Therefore, the communication node performs data processing in step 422.

424단계에서 통신 노드는 제1 인터페이스부(212)를 통해 고정 저항 값을 갖는 종단부와 접속되었다면, 426단계에서 종단부를 통해 송수신되는 데이터를 검출한다. 그리고, 428단계에서 통신 노드는 회로를 보호하기 위해 상기 케이블을 통해 인입되는 노이즈를 제거하기 위해 과전압을 억제 동작을 수행하고, 430단계에서 상기 종단부의 종단 저항과의 임피던스 매칭을 수행한 후, 432단계에서 데이터 처리를 수행한다. If the communication node is connected to the terminal having the fixed resistance value through the first interface unit 212 in step 424, the communication node detects data transmitted and received through the terminal in step 426. In step 428, the communication node performs an overvoltage suppression operation to remove the noise introduced through the cable to protect the circuit. In step 430, the communication node performs impedance matching with the terminating resistance of the terminating part, And performs data processing in the step.

또한, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작 방법은 프로그램으로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다. 비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.Also, the method of operation according to various embodiments of the invention described above may be implemented as a program and stored in various non-transitory computer readable media. A non-transitory readable medium is a medium that stores data for a short period of time, such as a register, cache, memory, etc., but semi-permanently stores data and is readable by the apparatus. In particular, the various applications or programs described above may be stored on non-volatile readable media such as CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM,

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (9)

유선 통신을 위한 통신 노드의 임피던스 매칭 장치에 있어서,
고정 저항 값을 가지는 종단 저항을 포함하는 종단부와의 임피던스 매칭을 위한 고정 임피던스부;
상기 고정 임피던스부에 연결되어 데이터를 송수신하는 제1트랜시버;
상기 제1트랜시버와 송수신되는 데이터를 처리하는 제1 데이터 처리부;
케이블로 연결되는 타 통신 노드와의 임피던스 매칭을 위한 가변 임피던스부;
상기 가변 임피던스부에 연결되어 데이터를 송수신하는 제2 트랜시버;및
상기 제2트랜시버와 송수신되는 데이터를 처리하는 제2 데이터 처리부를 포함되,
상기 가변 임피던스부는, 상기 타 통신 노드와의 통신을 위한 케이블이 접속되는 제2 인터페이스부, 상기 제2 인터페이스부를 통해 송수신되는 하이 신호, 로우 신호를 검출하는 검출부 및 상기 제2 인터페이스부를 통해 입력되는 노이즈로부터 상기 통신 노드를 보호하기 위한 과전압 억제(Transient Voltage Suppressor:TSV)부 및 상기 케이블의 특성에 따라 임피던스를 조절하는 임피던스 조절부를 포함하고,
상기 임피던스 조절부는 임피던스 조절 신호에 의해 임피던스를 조절하는 임피던스 회로, 상기 제2 인터페이스부에 연결된 케이블에 대한 케이블 임피던스를 측정하고, 상기 측정된 케이블 임피던스와 상기 케이블의 특성에 따라 계산된 특성 임피던스를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 생성된 임피던스 오차를 보상하기 위한 상기 임피던스 조절 신호를 발생하는 임피던스 설정부 및 구리 비저항 값과, 상기 각 통신 노드간의 케이블 길이 및 케이블 굵기를 이용하여 상기 케이블의 특성에 따른 상기 특성 임피던스를 계산하는 임피던스 계산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유선 통신 노드에서 임피던스 매칭 장치. 1. An impedance matching apparatus for a communication node for wire communication,
A fixed impedance unit for impedance matching with a terminal end including a terminal resistor having a fixed resistance value;
A first transceiver connected to the fixed impedance unit to transmit and receive data;
A first data processing unit for processing data transmitted and received by the first transceiver;
A variable impedance unit for impedance matching with another communication node connected by a cable;
A second transceiver connected to the variable impedance unit to transmit and receive data;
And a second data processing unit for processing data transmitted and received by the second transceiver,
The variable impedance unit includes a second interface unit to which a cable for communication with the other communication node is connected, a detection unit that detects a high signal and a low signal transmitted and received through the second interface unit, A transient voltage suppressor (TSV) unit for protecting the communication node from the power supply voltage and an impedance adjusting unit for adjusting impedance according to characteristics of the cable,
Wherein the impedance controller adjusts impedance by an impedance control signal, measures an impedance of the cable with respect to the cable connected to the second interface, and compares the measured cable impedance with a characteristic impedance calculated according to characteristics of the cable An impedance setting unit and a copper resistivity value for generating the impedance adjustment signal for compensating for the impedance error generated according to the comparison result and a cable resistance value according to a characteristic of the cable using the cable length and the cable thickness between the communication nodes And an impedance calculation unit for calculating the characteristic impedance. 제1항에 있어서,
상기 고정 임피던스부는,
임피던스 매칭을 위한 종단 저항을 포함하는 종단부와 연결되는 제1 인터페이스부;
상기 제1인터페이스부를 통해 송수신되는 하이 신호와 로우 신호를 검출하는 검출부;
상기 제1인터페이스부를 통해 입력되는 노이즈로부터 상기 통신 노드를 보호하기 위한 과전압 억제(Transient Voltage Suppressor : TSV)부;및
상기 종단 저항과의 임피던스 매칭을 위한 고정 임피던스 종단 저항이 포함된 고정 임피던스 종단 저항부를 포함함을 특징으로 하는 유선 통신 노드에서 임피던스 매칭 장치.The method according to claim 1,
The fixed-
A first interface connected to a terminating part including a terminating resistor for impedance matching;
A detecting unit detecting a high signal and a low signal transmitted and received through the first interface unit;
A Transient Voltage Suppressor (TSV) unit for protecting the communication node from noise input through the first interface unit;
And a fixed impedance terminating resistor including a fixed impedance terminating resistor for impedance matching with the terminating resistor. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 임피던스 회로는,
계단식 저항 제어 방식으로 구성됨을 특징으로 하는 유선 통신 노드에서 임피던스 매칭 장치. The method according to claim 1,
Wherein the impedance circuit comprises:
And a step-by-step resistance control method. 유선 통신을 위한 통신 노드에서 임피던스 매칭 방법에 있어서,
타 통신 노드와 연결된 케이블이 접속되면, 상기 케이블을 통해 송수신되는 데이터의 통신 상태를 확인하는 단계;
상기 통신 상태가 양호하지 않다면, 상기 케이블의 특성에 따라 임피던스를 조정하는 단계;
상기 조정된 임피던스를 통해 임피던스 매칭을 수행하는 단계; 및
상기 케이블을 통해 송수신되는 데이터를 처리하는 단계;를 포함하고,
상기 임피던스를 조정하는 단계는, 상기 케이블을 통해 송수신되는 하이 신호, 로우 신호를 검출하는 단계, 상기 케이블을 통해 입력되는 노이즈로부터 상기 통신 노드를 보호하기 위한 과전압 억제를 수행하는 단계, 상기 케이블의 특성에 따라 임피던스를 조절하는 단계를 더욱 포함하며,
상기 임피던스를 조절하는 단계는, 상기 케이블에 대한 케이블 임피던스를 측정하는 단계, 상기 케이블의 특성에 따른 특성 임피던스를 계산하는 단계, 상기 측정된 케이블 임피던스와 상기 케이블의 특성에 따라 계산된 특성 임피던스를 비교하는 단계 및 상기 비교 결과에 따라 생성된 임피던스 오차를 보상하기 위해 상기 임피던스를 조정하는 단계를 포함하되, 특성 임피던스를 계산하는 단계는, 구리 비저항 값과, 상기 각 통신 노드간의 케이블 길이 및 케이블 굵기를 이용하여 상기 케이블의 특성에 따른 특성 임피던스를 계산하는 것을 특징으로 하는 유선 통신 노드에서 임피던스 매칭 방법.A method for impedance matching at a communication node for wire communication,
Confirming a communication state of data transmitted and received through the cable when a cable connected to another communication node is connected;
Adjusting the impedance according to the characteristics of the cable if the communication state is not good;
Performing impedance matching through the adjusted impedance; And
And processing the data transmitted and received via the cable,
Wherein the step of adjusting the impedance comprises the steps of detecting a high signal and a low signal transmitted and received through the cable, performing overvoltage suppression for protecting the communication node from noise inputted through the cable, And adjusting the impedance according to the impedance,
The step of adjusting the impedance may include the steps of measuring a cable impedance for the cable, calculating a characteristic impedance according to the characteristic of the cable, comparing the measured cable impedance and a characteristic impedance calculated according to the characteristic of the cable And adjusting the impedance to compensate for the impedance error generated according to the comparison result, wherein the step of calculating the characteristic impedance comprises: comparing the copper specific resistance value and the cable length and cable thickness between the communication nodes, And calculating a characteristic impedance according to characteristics of the cable using the impedance matching method. 삭제delete 제6항에 있어서,
상기 임피던스를 조정하는 단계는,
상기 임피던스를 계단식 저항 제어 방식으로 조정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 유선 통신 노드에서 임피던스 매칭 방법,The method according to claim 6,
The step of adjusting the impedance includes:
And adjusting the impedance by a stepwise resistance control method. The method of claim 1, 제6항에 있어서,
상기 통신 노드에 고정 저항 값을 갖는 종단부가 접속되면, 상기 종단부를 통해 송수신되는 하이 신호, 로우 신호를 검출하는 단계;
상기 종단부를 통해 입력되는 노이즈로부터 상기 통신 노드를 보호하기 위한 과전압 억제를 수행하는 단계;
상기 종단부에 포함된 고정 저항 값을 갖는 종단 저항과의 임피던스 매칭을 수행하는 단계;
상기 임피던스 매칭이 완료되면, 송수신되는 데이터를 처리하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 유선 통신 노드에서 임피던스 매칭 방법.The method according to claim 6,
Detecting a high signal and a low signal which are transmitted and received through the terminal when the terminal having a fixed resistance value is connected to the communication node;
Performing overvoltage suppression to protect the communication node from noise input through the termination;
Performing impedance matching with a terminating resistor having a fixed resistance value included in the terminating portion;
And processing the transmitted and received data when the impedance matching is completed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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