KR101828652B1 - 센서 디바이스 및 센서 장치 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 통합된 센서 디바이스(130)는 감지 요소(140) 및 외부의 제어 유닛(110)과 통신하는 통신 인터페이스(150)를 포함한다. 통신 인터페이스(150)는 외부 디바이스로부터, 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 수신하는 수신기 회로(160), 및 수신된 신호에 기초하여 전송 모드를 변경하는 송신기 회로(170)를 포함한다. 실시예를 이용함으로써, 악 동작 조건 하에서도 센서를 구비하는 시스템의 강인성과, 그러한 구현 또는 아키텍처를 간소화하는 것과, 그의 에너지 소비 그리고 그의 기반 설비의 대역폭과의 상쇄 관계를 개선하는 것이 가능할 수 있다.

Description

센서 디바이스 및 센서 장치{SENSOR DEVICE AND SENSOR ARRANGEMENT}
실시예는 집적된 센서 디바이스, 제어 유닛, 및 방법에 관한 것이다.
많은 기술 분야에서, 물리적인 양, 화학적인 양 그리고 기타의 양이 다양한 이유로 검출되거나 모니터링된다. 이러한 양을 검출하기 위해, 센서가 사용된다. 이러한 양이 검출되는 장소는 종종 해당하는 데이터가 수집되거나, 전-처리되거나 처리되는 장소와는 다르다. 그 결과 센서 관련 데이터는 센서로부터 데이터가 적어도 수집되는 유닛으로 전송된다.
많은 기술 분야 및 응용 예에서, 센서 관련 데이터는 고도로 정교한 전송 방식을 사용하여 센서로부터 다른 유닛으로 전송될 수 있지만, 이러한 데이터를 전송하는데 사용되는 기반 설비를 간소화하려는 경향이 존재한다. 이런 분야 및 응용 예 중 적어도 일부에서, 비교할 수 있을 만큼 열악한 동작 조건이 존재할 수 있고, 이것은 예를 들어 센서의 전송 시 장애를 초래할 수 있다. 그러나, 또한 이러한 더 어려운 동작 조건 하에서, 관련 데이터의 가용성이 중요할 수 있거나 심지어 머신 또는 시스템을 동작시키는데 중대할 수 있다.
기반 설비를 비롯한 고도로 정교한 전송 방식이 심지어 더 엄격한 동작 조건하에서도 센서를 동작시킬 수 있지만, 센서 관련 데이터를 센서로부터 제어 유닛 등으로 전송하는데 필요한 기반 설비의 구현을 간소화하려는 경향이 존재한다. 예를 들어, 차폐의 가용성, 이용 가능한 공간, 계산 능력, 에너지 소비 및 다른 경계 조건이 한정될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 그러한 시스템의 강건한 동작, 간단한 구현 또는 아키텍처 및 데이터 전송을 위한 강력한 프로토콜이 바람직할 수 있다. 동시에, 결과적인 기반 설비를 통해 데이터의 대역폭 또는 이용 가능한 처리량을 증가시켜서 대량의 센서 관련 데이터를 다른 유닛으로 제공할 수 있게 그리고/또는 가능하면 많은 센서를 다른 유닛에 결합해줄 수 있게 하려는 요구가 존재한다.
예를 들어, 용량이 큰 아키텍처 및 저가 구현의 분야에서, 이러한 과제의 해결책을 찾는 것이 다른 기술 분야에서 해결책을 찾는 것보다 더 관련 있을 수 있다. 예를 들어, 동력 설비를 갖추거나 또는 갖추지 않은 자동차에서 센서 관련 애플리케이션은 매우 많은 가혹한 동작 조건과 아주 많은 여러 종류의 장애를 받을 수 있다. 예를 들어, 장애는 데이터를 그러한 센서로부터 다른 유닛으로 전송하기 위해 사용되는 전송 링크에 용량적으로 또는 유도적으로 결합될 수 있는 차량의 시스템을 동작시키는데 사용되는 전자 임펄스에서 비롯될 수 있다. 환경적 조건에 의해 상황이 더 악화될 수 있고, 이것은 예를 들어 온도의 큰 변동 또는 수분의 영향으로 인해 신호의 저하를 가져올 수 있다. 뿐만아니라, 그러한 기반 설비는 예를 들면, 충격 및 진동을 비롯한 기계적인 스트레스를 받을 수 있다.
비록 전기 시스템 및 신호 전송 방식의 사례에서, 이러한 영향은 다른 전송 방식에서보다 더 중요해질 수 있을지라도, 데이터를 전송하거나 교환하기 위해 전기 신호를 사용할 때뿐만 아니라, 자기 신호, 광학 신호 또는 다른 신호를 또한 사용할 때도 유사한 과제가 생긴다. 더욱이, 용적이 크지 않은 아키텍처 및/또는 저가가 아닌 애플리케이션을 비롯한 다른 기술 분야에서도 비교할 수 있을 만한 상황이 존재할 수 있다.
그러므로, 심지어 악 동작 조건 하에서도 센서를 포함하는 시스템의 강인성(rubustness)과, 그러한 구현 또는 아키텍처를 간소화하는 것과, 그의 에너지 소비 그리고 기반 설비의 대역폭과의 상쇄 관계를 개선하려는 요구가 존재한다.
이러한 요구는 독립항 중 어느 독립항에 따르든 통합된 센서 디바이스, 제어 유닛 및 방법에 의해 충족될 수 있다.
통합된 센서 디바이스는 감지 요소 및 외부의 제어 디바이스와 통신하는 통신 인터페이스를 포함한다. 통신 인터페이스는 외부 디바이스로부터 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 수신하는 수신기 회로 및 수신된 신호에 기초하여 전송 모드를 변경하는 송신기 회로를 포함한다.
외부 제어 디바이스로 하여금 통합된 센서 디바이스의 전송 모드를 변경하게 해줌으로써 악조건 하에서도 동작의 강인성과, 간단한 구현 또는 아키텍처와, 에너지 소비 그리고 이용 가능한 대역폭 간의 앞에서 언급한 상쇄 관계를 개선하는 것이 가능할 수 있다.
선택 사양으로, 통합된 센서 디바이스에서, 송신기 회로는 복수의 전송 모드 중 하나의 모드에서 신호를 전송하도록 구성될 수 있으며, 복수의 전송 모드는 디폴트 전송 모드 및 그 디폴트 전송 모드와 비교하여 왜곡 대비 더 높은 강인성을 가진 신호를 전송할 수 있게 하는 적어도 하나의 추가 전송 모드를 포함한다. 선택 사양으로, 통합된 센서 디바이스에서, 송신기 회로는 전송 모드와 상이한 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 신호의 부재 시, 통합된 센서 디바이스의 작동 시작 및 통합된 센서 디바이스의 초기화 중 적어도 하나의 이후에 사전 결정된 전송 모드에서 전송하도록 구성될 수 있다. 이러한 대책의 어느 대책이라도 사전 결정된 전송 모드를 적어도 하나의 추가 전송 모드 또는 디폴트 전송 모드로 전환함으로써 왜곡 대비 강인성을 증가시키거나 데이터 처리량을 증가시키는 것이 가능할 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 통합된 센서 디바이스에서, 적어도 하나의 추가 전송 모드는 디폴트 전송 모드와 비교하여, 전송될 신호의 전송 속도를 줄이는 것과, 전송될 신호의 진폭을 높이는 것과, 오류 검출을 가능하게 하는 오류 검출 코드를 사용하는 것과, 개선된 오류 검출을 가능하게 하는 오류 검출 코드를 사용하는 것과, 그리고 감지 요소에 의해 검출된 양의 값을 포함하는 메시지를 반복하는 것 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 대책 중 하나 이상을 실시함으로써, 특정한 단편의 정보를 전송하는데 사용되는 에너지 양을 증가시키는 것이 가능하다. 그 결과로서, 수신기 회로는 악 동작 조건 하에서도 감지 요소에 의해 검출되는 양의 값을 포함하는 신호를 더 신뢰성 있게 검출할 수 있다. 예를 들어, 오류 검출 코드를 사용하면 추가적인 여유분(redundancy)이 도입될 수 있어서 양의 값을 전송하는데 사용되는 전체 에너지가 증가되고 오류 미검출 확률이 상당히 줄어들 수 있다. 마찬가지로, 전송 속도를 줄이고, 더 큰 진폭을 사용하고 그리고/또는 메시지를 반복하면 양의 값을 전송하는데 사용되는 에너지를 증가시킬 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 통합된 센서 디바이스에서, 복수의 전송 모드는 복수의 추가 전송 모드를 포함할 수 있다. 이것은 외부의 제어 디바이스로 하여금 통합된 센서 디바이스를 디폴트 전송 모드로부터 그 디폴트 전송 모드와 비교하여 왜곡 대비 더 높은 강인성을 제공하는 적어도 두 가지의 상이한 추가 전송 모드 중 하나의 모드로 절환하게 해줄 수 있다. 예를 들어, 왜곡의 종류에 따라서, 외부의 제어 유닛은 복수의 전송 모드 중 가장 유망한 추가 전송 모드를 선택할 수 있다. 복수의 전송 모드는 여러 종류의 왜곡에 대응할 가능성을 제공할 수 있고 그리고/또는 현재의 왜곡에 따라서 더 신뢰할 수 있게 감지 요소에 의해 검출된 양의 값을 나타내는 신호를 전송하는 기회를 제공할 수 있다. 복수의 추가 전송 모드는 부가적으로 또는 대안으로 추가 전송 모드 중 하나 이상과 비교하여 더 강인성의 전송을 제공하는 추가 전송 모드를 포함할 수 있다. 그러므로, 왜곡의 개수 또는 왜곡의 강도가 증가하는 경우에 사용될 수 있는 전송 모드의 계층 구조를 구현하는 것이 가능할 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 통합된 센서 디바이스는 전력 공급 장치에 결합되도록 구성될 수 있고, 통합된 센서 디바이스는 전력 공급 장치에 의해 제공되는 더 높은 전력에 반응하여 전송된 신호의 진폭을 증가하기 및 전력 공급 장치에 의해 제공되는 더 높은 전력에 반응하여 통합된 센서 디바이스의 전력 공급 제거 비(power supply rejection ratio, PSRR)를 향상하기 중 적어도 하나를 수행하도록 구성될 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 통합된 센서 디바이스는 ECU에 의해 전력 공급이 증가된 것을 인식하도록 구성될 수 있고 이것을 표시로서 사용하여 더 신뢰할 만한 프로토콜 옵션으로 변경하고, 데이터를 통합된 센서 디바이스로부터 단편의 정보 당 더 많은 에너지, 여유분 또는 시간을 가진 외부의 디바이스로 전송하고, 그리하여 왜곡된 환경에서 더욱 신뢰할 수 있게 동작하도록 구성될 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 통합된 센서 디바이스에서, 감지 요소는 양의 값을 검출하도록 구성될 수 있고, 감지 요소는 통신 인터페이스에 결합될 수 있고, 통신 인터페이스는 검출된 양의 값을 나타내는 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 선택 사양으로, 통합된 센서 디바이스는 감지 요소와 통신 인터페이스 사이에 결합된 처리 회로를 더 포함할 수 있고, 처리 회로는 검출된 양의 값을 처리하고 그 처리된 양의 값을 통신 인터페이스로 제공하도록 구성될 수 있으며, 통신 인터페이스는 처리된 값을 나타내는 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 그러므로, 예를 들어, 통합된 센서 디바이스는 교정 데이터를 감지 요소에 의해 제공되는 센서 신호에 적용할 수 있다. 그러나, 예를 들어 룩업 테이블 또는 다른 데이터 처리 알고리즘에 기초하여 더 복잡한 신호 처리 알고리즘 및/또는 조작이 적용될 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 통합된 센서 디바이스는 수신된 신호의 품질을 모니터링하고, 수신된 신호의 모니터링된 품질이 수신된 신호의 품질 저하라고 표시할 때는 전송 모드를 왜곡 대비 더 높은 강인성을 가진 신호를 전송하게 하는 전송 모드로 변경하는 모니터 회로를 포함할 수 있다. 그러므로 통합된 센서 디바이스는 추가로 수신된 신호의 품질을 자체 모니터링하게 하고 수신된 신호의 저하가 관측되는 경우에는 조치를 취하게 할 수 있다. 이것은 외부의 제어 유닛의 영향과 무관하게 악 동작 조건에서 동작의 강인성을 또한 증진시킬 수 있다. 수신된 신호는 예를 들면, 통합된 센서 디바이스로의 요청, 상태 메시지, 및 다른 디바이스 등으로의 요청을 나타내는 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통합된 센서 디바이스에서, 모니터 회로는 통계적 분석에 기초하여 수신된 신호의 품질을 모니터링하도록 구성될 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 통합된 센서 디바이스에서, 모니터 회로는 전기적 왜곡의 표시를 전기적으로 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 모니터 회로는 공급 전압 리플이 증가된 것을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 송신기 회로는 전송 모드를 더 신뢰할 만한 프로토콜에 기초하는 더 나은 전송 모드로 변경하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 송신기 회로는 줄어든 속도 및 증가된 신호 레벨 중 적어도 한 가지를 포함하는 전송 모드로 변경하도록 구성될 수 있다. 그 결과, 통합된 센서 디바이스는 전기적인 공급 문제에 대응하는 것이 가능할 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 통합된 센서 디바이스에서, 통신 인터페이스는 신호를 비동기적으로 전송하도록 구성될 수 있다. 비동기적 전송 프로토콜을 사용함으로써, 전송될 신호를 전송하는데 사용되는 공통 클럭 신호를 제공하지 않게 되므로 통합된 센서 디바이스를 더 큰 시스템에서 구현하는 것이 간략화될 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 통합된 센서 디바이스에서, 통신 인터페이스는 펄스 폭 변조 방식, 진폭 변조 방식, 맨체스터 변조 방식, 전송될 신호의 전류 레벨을 변조하는 것에 기초한 전송 방식, 및 전송될 신호의 전압 레벨을 변조하는 것에 기초한 전송 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용하여 전송하도록 구성될 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로, 통합된 센서 디바이스에서, 통신 인터페이스는 PSIx(Peripheral Sensor Interface, Version x) 통신 프로토콜, SPC(Short PWM Code; PWM = Pulse Width Modulation) 통신 프로토콜, SENT(Single Edge Nibble Transmission) 통신 프로토콜, LIN(Local Interconnect Network) 통신 프로토콜, 및 DSIx(Digital Serial Interface, Version x) 통신 프로토콜 중 적어도 하나를 사용하도록 구성될 수 있다. 이러한 사례 중 임의의 사례에서, x는 정수 또는 다른 버전의 표시일 수 있다.
제어 유닛은 센서 디바이스에 의해 감지되는 값을 나타내는 신호를 수신하는 수신기 회로와, 수신된 신호의 품질을 모니터링히는 모니터 회로와, 수신된 신호의 품질을 모니터링하고, 수신된 신호의 모니터링된 품질이 수신된 신호의 저하, 수신된 신호의 품질 향상, 및 수신된 신호의 일정한 품질 중 적어도 하나를 표시할 때는 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 전송하는 송신기 회로를 포함한다.
그러한 제어 유닛을 사용함으로써, 제어 유닛이 센서 디바이스의 전송 모드를 변경하게 해주므로 악 조건 하에서도 동작의 강인성과, 간단한 구현 또는 아키텍처와, 에너지 소비 그리고 사용 가능한 대역폭과의 이전에 언급한 상쇄 관계를 개선하는 것이 가능할 수 있다.
선택 사양으로, 제어 유닛에서, 모니터 회로는 통계적 분석에 기초하여 수신된 신호의 품질을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 이것은 제어 유닛이 장기간의 저하를 검출하게 하고 분리되어 있는 것처럼 보일 수 있는 단지 단기간의 장애를 무시하게 할 수 있다. 그러한 분리된 장애 사례를 무시함으로써, 전체 처리량을 증가시킬 수 있고 센서 디바이스가 더 높은 주파수에서 동작하게 하는 것이 가능할 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 제어 유닛에서, 모니터 회로는 오류 검출 코드의 검증, 수신된 신호의 타이밍 변동을 모니터링하기, 수신된 신호에 포함된 메시지 카운터를 모니터링하기, 및 누락 메시지 또는 그 일부를 검출하기 중 적어도 한 가지에 기초하여 수신된 신호의 품질을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 그러므로, 모니터 회로는 각종 기술 중 한 가지 이상의 기술을 사용하여 수신된 신호의 저하를 검출할 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 제어 유닛에서, 송신기 회로는 센서 디바이스의 작동 시작과, 센서 디바이스의 초기화 중 적어도 하나 이후에 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 신호의 부재 시, 디폴트 전송 모드와 비교하여 왜곡 대비 더 높은 강인성을 가진 신호를 전송하기 위해 센서 디바이스의 전송 모드를 변경하라는 요청을 나타내는 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 선택 사양으로, 제어 유닛에서, 신호에 의해 표시되는 전송 모드는, 센서 디바이스의 디폴트 전송 모드와 비교하여, 신호의 줄어든 전송 속도로 신호를 전송하기, 신호의 더 큰 진폭으로 신호를 전송하기, 오류 검출을 가능하게 하는 오류 검출 코드를 사용하여 신호를 전송하기, 개선된 오류 검출을 가능하게 하는 오류 검출 코드를 사용하여 신호를 전송하기, 및 센서 디바이스에 의해 검출된 양의 값을 포함하는 메시지를 반복하기를 포함하여 신호를 전송하기 중 적어도 한 가지를 가능하게 할 수 있다. 그러므로 제어 유닛은 센서 디바이스가 전송된 단편의 정보 당 더 높은 에너지를 가진 전송 모드로 절환하게 할 수 있다. 예를 들면, 오류 검출 코드 또는 개선된 오류 검출 코드를 사용함으로써, (부가적인) 여유분이 도입될 수 있어서 단편의 정보 당 더 많은 에너지가 전송될 수 있다. 유사하게, 더 큰 진폭을 사용하거나 메시지를 반복하여 전송 속도를 감소시킴으로써, 전송되는 에너지 양이 증가되어 제어 유닛이 악 동작 조건 하에서도 정보를 더 쉽게 검출하게 해줄 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 제어 유닛에서, 송신기 회로는 센서 디바이스의 복수의 전송 모드 중 센서 디바이스의 하나의 전송 모드로 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 전송하도록 구성될 수 있고, 복수의 전송 모드는 디폴트 전송 모드 및 복수의 추가 전송 모드를 포함할 수 있다. 이것은 제어 유닛으로 하여금, 예를 들어, 모니터 회로에 의해 검출된 왜곡의 종류에 따라서, 디폴트 전송 모드와 비교하여 왜곡 대비 더 높은 강인성을 제공하는 적어도 두 개의 추가 전송 모드 사이에서 선택하게 할 수 있다. 그러므로 제어 유닛은 모니터 회로에 의해 모니터링된 왜곡의 영향에 대응하는 선택적인 대책을 적용할 수 있다. 앞에서 개요 설명한 바와 같이, 여러 왜곡 레벨에 대응하는 전송 모드의 계층 구조를 구현하는 것이 또한 가능할 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 제어 유닛에서, 송신기 회로는 수신된 신호의 모니터링된 품질이 수신된 신호의 저하라고 표시할 때, 전송 모드를 왜곡 대비 더 높은 강인성을 가진 전송 모드로 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로, 제어 유닛에서, 송신기 회로는 수신된 신호의 모니터링된 품질이 수신된 신호의 품질 향상 및 수신된 신호의 일정한 품질 중 적어도 한가지를 표시할 때, 전송 모드를 왜곡 대비 더 낮은 강인성을 가진 전송 모드로 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 첫 번째 옵션은 왜곡에 대해 악화된 상황에 대응할 수 있게 해주는 한편 두 번째 옵션은 상황으로 보아 왜곡에 대비한 예방 조치를 완화하려 할 때 데이터의 처리량을 증가시켜 줄 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 제어 유닛에서, 송신기 회로는 수신된 신호의 모니터링된 품질이 수신된 신호의 품질 향상 및 수신된 신호의 일정한 품질 중 적어도 한가지를 표시할 때, 작동중인 전송 모드와 비교하여 왜곡 대비 더 낮은 강인성을 가진 신호를 전송하게 하기 위해 센서 디바이스의 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 이것은 제어 유닛이 센서 디바이스를 왜곡 대비 더 낮은 강인성을 가진 전송 모드로 다시 절환하게 해줄 수 있다. 이것은 더 높은 전송 속도와 더 낮은 에너지 소비와의 상쇄 관계를 개선하게 해줄 수 있다. 그러므로, 왜곡의 개수 또는 왜곡의 심각성으로 인해 왜곡 대비 더 낮은 강인성을 가진 전송 모드로 다시 절환하게 할 때, 제어 유닛은 센서 디바이스로 하여금 그렇게 하도록 해줄 수 있다. 예를 들면, 제어 유닛은 현재의 전송 모드가 여전히 적절하다면 심지어 수신된 신호의 일정한 품질에서도 다시 절환함으로써 이를 입증할 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 제어 유닛에서 수신기 회로는 변경 가능한 코너 주파수에 기초하는 필터 특성을 구비하는 입력 필터를 포함할 수 있다. 수신기 회로는 신호가 전송 속도를 줄여 신호를 전송하게 하는 전송 모드로 변경하라는 요청을 표시할 때, 코너 주파수를 감소시키도록 구성될 수 있다. 이것은 더 높은 주파수를 가진 장애를 더 쉽게 필터링하게 해줄 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 제어 유닛에서, 수신기 회로는 변경 가능한 최대 시간에 기초하는 필터 특성을 구비하는 스파이크 필터를 포함할 수 있으며, 수신기 회로는 신호가 전송 속도를 줄여 신호를 전송하게 하는 전송 모드로 변경하라는 요청을 표시할 때, 최대 시간을 증가시키도록 구성될 수 있다. 스파이크 필터가 변경 가능한 최대 시간을 갖게 구현함으로써, 그리고 전송 속도를 줄인 전송 모드로 변경하려고 요청하는 신호에 응답하여 최대 시간을 증가시켜줌으로써, 많은 수의 스파이크와 같은 장애를 걸러내는 것이 가능할 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 제어 유닛은 센서 디바이스에게 전력을 공급하도록 구성될 수 있으며, 수신된 신호의 모니터링된 품질이 수신된 신호의 품질 저하라고 표시할 때는 센서 디바이스에 제공되는 전력을 증가시키도록 구성될 수 있다. 다시 말해서, 제어 유닛은 센서 디바이스에게 전송 모드의 변경을 표시하는 신호를 제공할 뿐만 아니라, 왜곡 대비 강인성을 증진시키기 위해 예를 들면, 증가된 공급 전압 및/또는 증가된 공급 전류의 형태로 더 많은 전력을 공급함으로써 센서 디바이스를 지원할 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 제어 유닛에서, 수신기 회로는 복수의 센서 디바이스로부터 신호를 수신하도록 구성될 수 있고, 모니터 회로는 복수의 수신된 신호의 품질을 모니터링하도록 구성될 수 있고, 송신기 회로는 전송 모드를 변경하라는 요청을 나타내는 신호를 복수의 센서 디바이스의 센서 디바이스들 중 적어도 하나의 디바이스에게 전송하도록 구성될 수 있으며, 한 그룹의 센서 디바이스는 복수의 센서 디바이스 중 적어도 두 개의 상이한 센서 디바이스 및 복수의 센서 디바이스의 모든 센서 디바이스를 포함한다. 구현과 존재하는 장애에 따라서, 제어 유닛은 센서 디바이스 그룹 중 단일의 센서 디바이스 또는 심지어 동시에 모든 센서 디바이스의 전송 모드를 변경할 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 제어 유닛에서, 수신기 회로는 신호를 비동기적으로 수신하도록 구성될 수 있다. 이것은 제어 유닛이 데이터를 센서 디바이스로부터 제어 유닛으로 전송하기 위해 시간을 기준으로 하는 클럭 신호의 형태로 제공하지 않을 수 있기 때문에 제어 유닛을 구비하는 아키텍처를 더 간단하게 구현할 수 있다.
부가적으로 또는 대안으로, 제어 유닛에서, 수신기 회로는 펄스 폭 변조 방식, 진폭 변조 방식, 맨체스터 변조 방식, 수신된 신호의 전류 레벨을 변조하는 것에 기초한 전송 방식, 및 수신된 신호의 전압 레벨을 변조하는 것에 기초한 전송 방식 중 적어도 한 가지 방식을 사용하여 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로, 제어 유닛에서, 수신기 회로는 PSIx 통신 프로토콜, SPC 통신 프로토콜, SENT 통신 프로토콜, LIN 통신 프로토콜, 및 DSIx 통신 프로토콜 중 적어도 한 가지를 사용하도록 구성될 수 있다. 여기서, 되풀이하면 x는 앞에서 언급한 바와 같이, 정수 또는 다른 버전 표시일 수 있다.
부가적이거나 대안의 예에 따른 제어 유닛은 센서 디바이스로부터 양의 값을 나타내는 신호를 수신하는 수신기 회로와, 수신된 신호의 품질을 모니터링하는 모니터 회로를 포함하며, 제어 유닛은 센서 디바이스에게 전력을 공급하도록 구성되고, 수신된 신호의 모니터링된 품질이 수신된 신호의 품질 저하라고 표시할 때는 센서 디바이스에 제공되는 전력을, 예를 들면, 증가된 공급 전압의 형태 및/또는 증가된 공급 전류의 형태로 증가시키도록 구성된다.
이것은 제어 유닛으로 하여금 추가의 에너지를 센서 디바이스에게 제공함으로써 장애의 영향에 대응하도록 더 많은 에너지를 가진 양의 값을 구비하는 신호를 제공할 때 센서 디바이스에게 도움을 줄 수 있다. 그러므로, 제어 유닛은 추가의 에너지를 센서 디바이스에게 제공함으로써 센서 디바이스가 단편의 정보 당 더 높은 에너지를 가지고 신호를 전송하게 해줄 수 있다. 추가의 에너지를 제공함으로써, 장애의 영향이 누그러질 수 있으며 제어 유닛에 의해 수신된 신호에 포함된 값을 검출하는 신뢰성이 향상될 수 있다.
통합된 센서 디바이스 또는 센서 디바이스에 의해 수행될 수 있는 방법은, 전송 모드에 따라서 감지 요소에 의해 검출된 양의 값을 나타내는 신호를 전송하는 단계와, 전송 모드를 변경하라는 요청을 나타내는 신호를 수신하는 단계와, 수신된 신호에 기초하여 전송 모드를 변경하는 단계를 포함한다.
제어 유닛에 의해 수행될 수 있는 방법은, 센서 디바이스로부터 양의 값을 나타내는 신호를 수신하는 단계와, 수신된 신호의 품질을 모니터링하는 단계와, 수신된 신호의 모니터링된 품질이 수신된 신호의 품질 저하, 수신된 신호의 품질 향상, 및 수신된 신호의 일정한 품질 중 적어도 한 가지를 표시할 때 센서 디바이스의 전송 모드를 변경하라는 요청을 나타내는 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
제어 유닛에 의해 수행될 수 있는 방법은, 센서 디바이스에게 전력을 공급하는 단계와, 센서 디바이스로부터 양의 값을 표시하는 신호를 수신하는 단계와, 수신된 신호의 품질을 모니터링하는 단계와, 수신된 신호의 모니터링된 품질이 수신된 신호의 품질 저하라고 표시할 때, 센서 디바이스에 제공되는 전력을 증가시키는 단계를 포함한다.
앞에서 언급한 방법의 프로세스는 단연코 언급된 순서대로 수행될 필요는 없다. 명시적으로 달리 언급하지 않는 한, 상이한 프로세스는 상이한 순서대로 수행될 수 있다. 더욱이, 프로세스는 적어도 부분적으로 한꺼번에, 궁극적으로는 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 프로세스는 단일의 행위에 의해 수행될 수 있다. 그러므로, 단 하나보다 많은 프로세스를 하나 이상의 행위에 의해 수행하는 것이 가능하다. 프로세스는 또한 언급되지 않은 하위 프로세스를 포함할 수 있다. 또한 부가적인 프로세스가 실시될 수 있다. 방법은 하나의 프로세스, 몇 개의 프로세스 또는 심지어 모든 프로세스를 반복적으로, 예를 들어, 사전 결정된 조건이 충족될 때까지 수행하는 과정을 포함할 수 있다.
이러한 방법 중 임의의 방법은, 예를 들어, 프로그램 가능한 하드웨어에서 구동할 때, 각각의 방법 또는 방법들을 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 프로그램에 기초하여 구현될 수 있다. 프로그램 가능한 하드웨어는, 예를 들면, 프로세서, 중앙 처리 유닛(a central processing unit, CPU), 그래픽처리 유닛(a graphical processing unit, GPU), 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(a field programmable gate array, FPGA), 주문형 집적 회로(an application specific integrated circuit, ASIC), 시스템 온 칩(a system on chip, SOC) 또는 임의의 다른 프로그램 가능한 하드웨어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 방법 중 임의의 방법을 수행하기 위한 프로그램은 펌웨어의 형태로 구현될 수 있다. 프로그램은 메모리, 비휘발성 메모리 등과 같은 프로그램 캐리어에 포함될 수 있다.
예를 들어, 앞에서 기술된 통합된 센서 디바이스 및 제어 유닛은 함께 센서 시스템 또는 센서 구성에서 구현될 수 있다.
본 발명의 여러 실시예는 첨부 도면을 참조하여 기술될 것이다.
도 1은 실시예에 따른 센서 디바이스의 개략적인 개요도를 도시한다.
도 1은 통합된 센서 디바이스 및 제어 유닛을 포함하는 센서 시스템의 블록도를 도시한다.
도 2는 다른 제어 유닛의 블록도를 도시한다.
도 3은 다른 센서 시스템의 블록도를 도시한다.
도 4는 복수의 센서 디바이스를 포함하는 센서 시스템의 블록도를 도시한다.
도 5는 예를 들어, 센서 디바이스에 의해 수행되는 방법의 플로우차트를 도시한다.
도 6은 예를 들어, 제어 유닛에 의해 수행될 수 있는 방법의 플로우차트를 도시한다.
도 7은 예를 들어, 제어 유닛에 의해 수행될 수 있는 다른 방법의 플로우차트를 도시한다.
아래에서, 본 발명에 따른 실시예가 더 상세히 기술될 것이다. 이러한 맥락에서, 포괄적인 참조 부호는 동시에 여러 개체를 기술하거나 이러한 개체의 공통적인 특징, 치수, 특성 등을 기술하는데 사용될 것이다. 포괄적인 참조 부호는 이들의 개개의 참조 부호에 기초한다. 더욱이, 여러 실시예 또는 여러 도면에서 출현하지만 그의 기능적이거나 구조적인 특징 중 적어도 일부의 관점에서 동일하거나 적어도 유사한 개체는 동일하거나 유사한 참조 부호로 표시될 것이다. 명시적으로 또는, 설명과 도면의 맥락을 고려하여, 암시적으로 달리 언급하지 않는 한, 불필요한 반복을 회피하기 위해, 그러한 개체를 언급하는 부품은 또한 상이한 실시예 또는 상이한 도면의 대응하는 개체와 관련된다. 그러므로, 유사하거나 관련된 개체는 적어도 일부의 동일하거나 유사한 특징, 치수, 및 특성으로 구현될 수 있지만, 또한 다른 특성으로도 구현될 수 있다.
앞에서 언급한 바와 같이, 많은 응용 분야에서, 센서라고도 지칭되는 센서 디바이스는 물리적인 양, 화학적인 양 또는 다른 양의 값을 결정하는데 사용된다. 그러나, 그 양이 검출되는 장소 또는 위치는 각각의 값이 수집되거나, 수신되거나, 선 처리되거나 또는 심지어 처리되는 장소 또는 위치마다 다를 수 있다. 그러므로, 그 양에 관해 검출된 값을 제어 유닛 또는 다른 유닛으로 전송하는 것이 필요할 수 있다.
그러한 값을 전송하기 위하여, 여러 접근 방법, 기술 및 프로토콜이 사용될 수 있다. 예를 들면, 전송될 값을 그 값의 적시의 해상도와 전송 가능한 값이라는 두 가지 측면에서 연속적일 수 있는 아날로그 신호로 인코딩함으로써 대응하는 데이터를 전송하는 것이 가능할 수 있다. 그러나, 예를 들어, 값을 디지털적으로 인코딩하여 전송하는 상이한 전송 프로토콜 또한 사용될 수 있다. 그러한 경우에서, 전송되는 값은 그 값의 적시의 해상도와 그 값의 범위라는 두 가지로 양자화될 수 있다. 다른 구현 예에서, 전송은 예를 들어, 적시의 해상도의 측면에서는 연속적인 전송을 사용하되, 값의 양자화된 전송 또는 그 반대로 사용하는 이러한 전송 방식들의 임의의 조합을 또한 포함할 수 있다.
사용되는 전송 방식에 따라서, 전기적인 전송 방식의 경우 각 개개의 센서 디바이스에게 하나 또는 그 이상의 전선 또는 회선을 갖게 하는 것이 필요할 수 있다. 이것은 센서 디바이스의 개수가 늘어날 때는 다소 복잡한 센서 시스템을 초래할 수 있다. 예를 들어, 큰 용적의 아키텍처 및/또는 저가의 아키텍처에서, 하나 이상의 센서 디바이스에 의해 수집되는 데이터를 제어 유닛과 같은 중앙 유닛에게 제공해주는데 필요한 기반 설비를 줄이려는 경향이 존재한다. 아래에서, 자동차 기술 분야에서 비롯하는 예가 기술될 것이다. 그러나, 단연코 예는 이러한 기술 분야로 한정되지 않는다.
자동차 섹터에서, 대응하는 센서 인터페이스 또는 통신 인터페이스를 포함하는 센서 디바이스가 제어 유닛과 같은 그러한 중앙 유닛과 통신하게 해주는 여러 프로토콜이 사용될 수 있다. 이러한 프로토콜 중 일부 프로토콜은 센서 디바이스를 중앙 유닛에 배선하고 연결하는 작업을 간소화 해주는 버스 시스템에 기초하여 통신 또는 전송 링크를 사용할 수 있다. 상이한 센서 인터페이스 및 프로토콜의 예는 몇 가지 가능한 프로토콜 및 전송 기술을 예를 들자면, 예를 들어, SENT(Single Edge Nibble Transmission) 프로토콜, SPC(Short PWM Code; PWM = Pulse Width Modulation) 프로토콜, LIN(Local Interconnect Network) 프로토콜, PSI5 프로토콜과 같은 PSIx (Peripheral Sensor Interface, version x) 프로토콜, 및 DSI (Digital Serial Interface) 프로토콜을 포함한다.
앞에서 언급한 바와 같은 센서 인터페이스는 종종 데이터 속도와 전송 품질 간의 상쇄 관계에 맞추어 설계된다. 종종 센서 인터페이스는 전기적 센서 인터페이스의 경우 전자기 결합(electromagnetic coupling, EMC)으로 인해 전송을 방해할 수 있는, 동력 설비를 갖추거나 갖추지 않은 차량의 자동차 환경과 같은 환경에서 사용된다. 종종, 이러한 인터페이스의 사양은 정상적인 또는 명시된 차의 동작에 대해 예상된 범위 내에서 전자기 결합이 작용하는 사례에서 적절하게 동작하도록 설계된다. 그러나, 예외적인 상황의 경우, 예를 들어, 차량의 다른 시스템이 방해 받을 때, 이러한 사양의 한도를 넘어설 수 있어서 이러한 통신 인터페이스에 의해 전송된 신호의 전송 장애로 이어질 수 있다. 이러한 인터페이스에서, 우아한 성능 저하에 대비한 메커니즘은 통상적으로 구현되지 않고 누락되어 있다.
데이터를 센서 디바이스로부터 제어 유닛과 같은 중앙 유닛으로 또는 센서 디바이스로 전송하기 위해 사용되는 전송 프로토콜은 통상 부분적으로 매우 모순적인 설계 목표 하에서 동작한다. 한편, 전송 프로토콜은 단일의 센서 디바이스 또는 소수의 센서 디바이스가 검출된 양을 매우 높은 속도로 전송할 수 있도록 가능하면 효과적으로 데이터를 전송하여 높은 데이터 처리량을 이루게 해줄 것이라고 추정된다. 다수의 센서 디바이스를 그러한 통신 링크에 결합하여 통신 프로토콜 및 대응하는 통신 링크에 의해 제안된 대역폭을 센서 디바이스들 사이에서 공유하게 해주고 그리고 여전히 센서 디바이스마다 데이터 처리량을 충분히 높여 주어 중앙 유닛에게 그의 작업을 이행할 수 있는 양의 데이터를 제공할 수 있게 하는 것이 또한 가능할 수 있다.
그러나, 어플리케이션에 따라서, 그러한 통신 링크는 예를 들어, 다른 컴포넌트에 의해 야기되는 장애, 또는 환경적 요소 등을 비롯한 수 많은 장애에 직면할 수 있다. 예를 들면, 유선 기반의 전송 방식의 경우에 있어서, 통신 링크에는 용량적으로 및/또는 유도적으로 교란이 결합될 수 있다. 예를 들면, 컴포넌트를 제어하기 위해 펄스 폭 변조 방식을 채용하는 엔진 제어 시스템의 경우, 고주파 스파이크가 용량적으로 통신 링크에 결합할 수 있다. 뿐만 아니라, 연결 품질은 플러그 내부의 접점의 품질에 의해 영향 받을 수 있다. 예를 들어, 몇 가지 예를 들자면, 습도, 심하게 변동하는 온도, 기계적 진동 및 충격을 비롯한 환경적 요인에 의해 상황이 악화될 수 있다.
이러한 장애에 대처하기 위하여, 통신 링크 또는 전송 링크는 예를 들어, 차폐를 비롯한 물리적인 컴포넌트뿐 아니라, 기반 프로토콜의 일부로서 구현될 수 있는 논리적인 보호 조치를 제공할 수 있다.
그러나, 이러한 모든 대책은 데이터를 센서 디바이스에서 중앙 유닛으로 전송하는데 필요한 더 복잡한 구현과 더 복잡한 기반 설비에 이르게 할 수 있다. 예를 들어, 큰 용적의 아키텍처 및/또는 저가의 어플리케이션에서, 이러한 대책은 실행 가능하지 않을 수 있다.
그러므로, 전송 속도 또는 높은 데이터 처리량, 악 조건 하에서도 강건한 동작과, 간단한 구현과, 그리고 에너지 소비 사이와의 상쇄 관계를 개선하려는 과제가 존재한다. 센서 디바이스의 개수에 따라서, 예상되는 소비된 에너지를 줄이는 것은 센서 디바이스를 포함하는 시스템을 구비하는 센서 시스템의 전체 에너지 소비량을 줄이려는 또 다른 양상일 수 있다.
도 1은 제어 유닛(110) 및 센서 디바이스(120) - 통합된 센서 디바이스(130)로서 구현될 수 있음 - 를 포함하는 센서 시스템(100)의 블록도를 도시한다. 아래에서, 센서 디바이스(120)는 통합된 센서 디바이스(130)라고 기술될 것이다. 그러나, 이것은 단연코 반드시 그럴 필요는 않다.
통합된 센서 디바이스(130)는 센서 요소라고도 지칭되며 물리적인 양, 화학적인 양 또는 기타의 양의 값을 검출하도록 구성되는 감지 요소(140)를 포함한다. 감지 요소(140)는 통신 인터페이스(150)에 결합되어 그 통신 인터페이스(150)에게 값을 나타내는 신호를 제공한다. 예를 들어, 감지 요소는 자계 강도, 감지 요소(140)에 작용하는 자계의 방위 등, 또는 자계의 공간 컴포넌트 중 어떤 것에 민감할 수 있는 자계 감지 요소일 수 있다. 그러나, 감지 요소(140)는 또한 빛의 세기, 감지 요소(140)와 상호작용하는 방사의 파장이나 주파수와 같은 광학적인 양에 민감한 감지 요소, 또는 전계 강도, 전류 등에 민감한 전기적 감지 요소, 또는 온도, 습도나 다른 물리적이거나 화학적인 양에 민감한 감지 요소일 수 있다. 예를 들어, 감지 요소는 환경적 특성의 변동에 민감한 저항, 반도체 접합 또는 다른 구조를 포함할 수 있으며, 각각의 구조는 그 환경적 특성에 반응, 예를 들어 그의 저항의 변동에 반응한다.
통신 인터페이스는 도 1에 도시된 센서 시스템(100)에서 제어 유닛(110)으로서 구현될 수 있는 외부의 제어 디바이스와 통신하도록 설계되고 구성될 수 있다. 통신 인터페이스(150)는 수신기 회로(160)를 포함하며, 수신기 회로는 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 수신하도록 구성된다. 통신 인터페이스(150)는 수신된 신호에 기초하여 전송 모드를 변경하도록 구성되는 송신기 회로(170)를 더 포함한다. 이를 가능하게 하기 위하여, 도 1에 도시된 예에서, 수신기 회로(160) 및 송신기 회로(170)는 서로 결합된다.
도 1에 도시된 예에서 수신기 회로(160) 및 송신기 회로(170)가 별개의 회로로서 묘사되어 있을지라도, 송신기 회로 및 수신기 회로는 하나 이상의 전기적 컴포넌트를 공유할 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 더욱이, 수신기 회로(160) 및 송신기 회로(170)는 신호를 수신하고 송신하는 두 가지를 겸용할 수 있게 구성되는 송수신기로서 구현될 수 있다. 송수신기 회로를 포함하는 예는 도 3 및 도 4와 관련하여 더 자세히 기술될 것이다.
송신기 회로(170)는 예를 들어, 비동기 전송 방식을 이용하여 감지 요소(140)에 의해 검출된 값을 나타내는 신호를 전송할 수 있다. 이것은 센서 시스템(100)을 용이하게 구현하게 해줄 수 있는데, 그 이유는 센서 시스템(100)에게 필요한 공통의 클럭 신호 또는 공통의 시간 기준을 제공하는 것이 회피될 수 있기 때문이다. 사용되는 전송 프로토콜 및 전송 기술에 따라서, 통신 인터페이스(150)는 송신기 회로(170) 또는 수신기 회로(160)에 의해 해당하는 신호를 각기 송신 및/또는 수신하는데 사용될 수 있으며, 임의의 전송 방식은 예를 들어, 펄스 폭 변조 방식(PWM) 및/또는 진폭 변조 방식을 포함한다. 진폭 변조 방식의 경우, 인코딩될 신호는 적어도 두 가지의 상이한 신호 레벨로 인코딩될 수 있다. 전기 통신 시스템의 경우, 전송 방식은 전송될 신호의 전류 레벨을 변조하는 것 및/또는 전송될 신호의 전압 레벨을 변조하는 것을 기초로 할 수 있다.
예를 들어, SENT 기반 또는 SPC 기반의 전송 방식은 전압 변조된, 펄스 폭 변조 방식일 수 있다. 예를 들어, LIN 기반의 전송 방식의 경우, 정보는 전압의 진폭에 포함된다. 유사하게, DSIx 기반의 전송 방식에서, 전송될 정보는 마찬가지로 전류 레벨로 인코딩될 수 있다. PSIx 기반의 전송 방식에서, 정보는 사용되는 전류 레벨로 인코딩될 수 있다. 여기서, 맨체스터 코딩 방식이 데이터를 전송하는데 사용될 수 있다.
송신기 회로(170)는 단 하나보다 많은 전송 모드에서 동작하도록 구성된다. 상세히 말해서, 송신기 회로(170)는 최고의 데이터 레이트 을 제공할 수 있는 디폴트 전송 모드, 및 디폴트 전송 모드와 비교하여 왜곡 대비 더 높은 강인성을 가진 신호를 전송하게 하는 적어도 하나의 추가 전송 모드를 포함하는 복수의 전송 모드에서 동작할 수 있다. 디폴트 전송 모드는 예를 들어, 통합된 센서 디바이스(130)의 작동 시작, 통합된 센서 디바이스(130)의 초기화 또는 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 이전 신호의 부재 시 이후에 선택될 수 있다. 그러나, 통합된 센서 디바이스(130)는 통합된 센서 디바이스(130)의 작동 시작, 통합된 센서 디바이스(130)의 초기화 또는 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 이전 신호의 부재 시 이후에 다른 사전 결정된 동작 모드에서도 동작할 수 있다. 디폴트 동작 모드는 전술한 환경 하에서 사용되는 사전 결정된 전송 모드에 대한 한가지 가능성일 수 있다.
예를 들어, 사전 결정된 동작 모드는 디폴트 전송 모드보다 왜곡 대비 더 높은 강인성을 제공하는 전송 모드일 수 있다. 이 모드는 심각한 왜곡이 그 순간에 존재할지라도 기동 시 첫 통신이 실패하지 않도록 해줄 수 있다. 다시 말해서, 이 모드는 기동 시 어려운 조건 하에서도 통신이 설정될 수 있게 보장할 수 있다. 예를 들어, 데이터 레이트를 증가시키려는 시도가 실패할 때 파워-온 리셋에 의해 더 강인성의 셋업으로 또한 되돌아오게 할 수 있다.
송신기 회로(170)에 의해 전송되는 신호의 왜곡 대비 강인성을 증가시키기 위하여, 단편의 정보 또는 데이터 당 전송된 에너지 양이 디폴트 전송 모드와 비교하여 증가될 수 있다. 단편의 정보는 단일의 비트, 니블(4 비트), 바이트(8 비트) 또는 임의의 다른 데이터일 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 추가 전송 모드는 디폴트 전송 모드와 비교하여 전송 속도를 줄여 신호를 전송하는 것을 포함할 수 있다. 줄어든 전송 속도로 인해, 신호를 통해 전송되는 단편의 정보 당 시간은 증가되고 그래서 단위 시간 당 에너지 전체 x 단편의 정보를 전송하는 지속 기간이 디폴트 전송 모드보다 높아진다.
유사하게, 신호를 전송하기 위해 더 큰 진폭이 사용될 수 있고, 이것은 전송되는 단편의 정보 당 역시 에너지를 증가시킬 수 있다. 전송 속도를 줄이는 것과 유사하게, 감지 요소(140)에 의해 검출된 양의 값을 포함하는 메시지가 반복될 수 있고, 이 또한 단편의 정보가 전송되는 시간 양을 더 많게 할 수 있다.
전송되는 신호에서 오류를 검출할 수 있게 하거나 심지어 오류를 정정할 수 있게 하는 오류 검출 코드 또는 개선된 오류 검출 코드가 사용될 수 있으며, 이렇게 하여 여유분을 신호에 도입하거나 추가적인 여유분을 신호에 도입하여 단편의 정보를 전송하는데 사용되는 에너지 양이 적어도 평균적으로 증가되도록 한다. 예를 들어, 에러 검출 코드로서, 상이한 길이의 패리티 비트, 체크 섬, 해밍 코드 또는 순환 중복 검사(cyclic redundancy check, CRC)가 사용될 수 있다. 오류 검출 코드는 또한 일부 오류, 예를 들면, 1 비트 오류를 최소한 정정할 수 있는 오류 정정 코드를 사용하는 것을 포함할 수 있다.
디폴트 전송 모드와 비교하여, 적어도 하나의 추가 전송 모드는 단편의 정보를 전송하는 동안 전송되는 에너지 양을 증가시키는 한가지 이상의 전술한 대책을 사용할 수 있다. 다시 말해서, 이전에 언급한 대책뿐만 아니라, 왜곡 대비 더 높은 강인성을 제공하는 특정의 추가 전송 모드에서 이전에 언급한 대책의 임의의 조합이 실시될 수 있다.
그저 두 가지 전송 모드, 즉 디폴트 전송 모드 및 왜곡 대비 더 높은 강인성을 제공하는 하나의 추가 전송 모드를 실시하는 대신, 송신기 회로(170)는 단 하나보다 많은 추가 전송 모드에서 동작하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛(110)에 의해 해당하는 요청을 통합된 센서 디바이스(130)로 전송함으로써 복수의 추가 전송 모드 중 임의의 전송 모드가 선택될 수 있다.
앞에서 개요 설명한 바와 같이, 감지 요소(140)는 통신 인터페이스(150)에 결합되어 감지 요소(140)에 의해 검출된 양의 값을 나타내는 신호를 통신 인터페이스(150)에 제공한다. 통신 인터페이스(150)의 송신기 회로(170)는 전송 링크(180)를 통해 제어 유닛(110) 또는 유사한 외부의 디바이스에게 값을 전송할 수 있다. 전송 링크(180)는 각각의 개개의 센서 디바이스(120)를 제어 유닛(110)에 결합하는 전기적 접속부를 포함할 수 있다. 그러나, 전송 링크(180)는 단지 하나보다 많은 센서 디바이스(120)를 대응하는 제어 유닛(110) 또는 유사한 외부의 디바이스에 결합할 수 있는 버스 또는 유사한 전기적 전송 링크로서도 또한 구현될 수 있다. 전기적인 접속부 이외에, 전송 링크(180)는 광전송 링크, 자기 전송 링크 등으로서도 또한 구현될 수 있다.
송신기 회로(170) 및 전송 링크(180)에 의해 사용되는 전송 기술에 따라서, 송신기 회로(170)는 감지 요소(140)에 의해 검출된 값을 전송하기 위해 각각의 인코딩 방법을 사용하여 신호를 발생하도록 구성될 수 있다. 전송 링크(180)는 신호를 통합된 센서 디바이스(130)로부터 제어 유닛(110)으로 전송하는데 사용될 수 있다. 전송 링크는 또한 예를 들면, 제어 유닛(110)으로부터 통합된 센서 디바이스(130)로 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 전송하는데도 사용될 수 있다.
선택 사양의 구현 예로서, 통합된 센서 디바이스(130)는 감지 요소(140)와 통신 인터페이스(150) 사이에 결합되어 검출된 양의 값을 처리하고 처리된 양의 값을 통신 인터페이스(150)로 제공하는 처리 회로(190)를 포함할 수 있다. 이 경우, 송신기 회로(170) 또는 통신 인터페이스(150)는 처리된 값을 나타내는 대응하는 신호를 발생하도록 구성된다. 예를 들어, 처리된 값은 예를 들자면 감지 요소(140)에 의해 검출된 여러 값들의 평균 값을 포함할 수 있다. 그러나, 예를 들어 각 값의 선-분할(pre-discretizing)을 비롯한 다른 신호 조작이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 처리 회로(190)는 감지 요소(140)에 의해 검출된 값이 조절 가능하거나, 프로그램 가능하거나, 일정하거나 또는 그렇지 않으면 사전 결정된 문턱 값보다 크거나 작은지에 대해 평가하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 처리 회로(190)는 비교기를 포함할 수 있다. 처리 회로(190)는 또한 감지 요소(140)에 의해 검출된 양에 관한 값에 교정 데이터를 적용하는 데도 사용될 수 있다.
통합된 센서 디바이스(130)는 수신기 회로(160)에 결합되어 전원 공급 신호의 양을 모니터링할 수 있게 구성되는 모니터 회로(200)를 더 포함할 수 있다. 모니터 회로(200)에 의한 평가에 기초하여, 통합된 센서 디바이스는 또한 송신기 회로(170)의 전송 모드를 왜곡 대비 더 높은 강인성을 구비하는 전송 모드로, 또는, 가능하다면, 수신된 신호의 품질이 수신된 신호의 저하, 수신된 신호의 일정한 품질 또는 심지어 수신된 신호의 향상 품질을 나타낼 때 왜곡 대비 더 높은 강인성을 구비하는 전송 모드로 변경할 수 있다.
센서 측에서 그러한 왜곡 모니터링은 예를 들어, 전압 피크 또는 전류 피크를 모니터링하고, 대역 에너지로부터 벗어난 것을 측정하고, 통신 프로토콜의 하나 이상의 유휴 윈도우 동안 인입 전압 레벨 및 전류 레벨의 편차를 확인함으로써 신호의 물리적인 변동을 주시할 수 있다. 왜곡 모니터링은 전송들 간의 유휴 기간 내에서 심지어 물리적인 공급 신호의 스펙트럼의 FFT(Fast Fourier Transformation) 분석을 수행할 수 있다. 또한, 제어 유닛(110)의 채널 모니터링에 기초하여 제어 유닛(110)에 의해 공급 전압의 의도적인 증가의 모니터링이 검출될 수 있으며 이는 전원 공급을 더 높게 하는 것 이외에 변조 전류를 증가시키는 것과 같이 센서의 부가적인 작동을 초래할 수 있다.
그러나, 모니터 회로(200)는 예를 들면, 통계적 분석에 의해 수신된 신호의 품질을 또한 모니터링하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로 모니터 회로(200)를 구현함으로써, 통합된 센서 디바이스(130)는 수신된 신호의 품질이 신호 품질의 저하 가능성을 시사하는지, 그래서 전송 링크(180)에서 왜곡이 시작됨을 시사하는지에 대해 추가적으로 검증할 수 있다. 이러한 왜곡이 제어 유닛(110)에 의해 통지되지 않을지라도, 통합된 센서 디바이스(130)는 모니터 회로(200)에 의해 그러한 왜곡의 시작을 검출할 수 있고 적절한 행위를 취할 수 있다. 예를 들어, 업스트림 통신과 다운스트림 통신의 변조 원리가 예를 들어, 센서에서 ECU로의 3 레벨 전류 진폭 변조 및 ECU에서 센서로의 공급 전압 맨체스터 변조 또는 BPSK 변조를 행하는 DSI3의 사례에서와 같이 상이할 때, 이러한 경우, 상이한 결합 효과가 하나의 채널을 방해할 수 있지만 다른 채널을 방해하지 않는다. 뿐만 아니라, 이것은 양쪽 방향이 상이한 주파수에서 동작하고 그래서 상이한 왜곡 스펙트럼에도 민감할 때도 가능할 수 있다. 모니터 회로(200)는 수신된 신호의 품질을 결정하기 위해 통계적 분석을 사용할 수 있다. 이것은 전송 링크(180)에서 심각하거나 현저한 저하가 분명한 경우에서만 모니터 회로(200)가 분리된 단일의 왜곡 이벤트를 무시하게 하고 전송 부하를 변경하게 해줄 수 있다. 앞에서 개요 설명한 바와 같이, 추가 전송 모드는 단편의 정보 당 전송될 에너지 양을 증가하게 해줄 수 있다. 전송 모드의 구현에 따라서, 추가적인 전기 에너지를 제공함으로써 이러한 전송 모드를 지원하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 통합된 센서 디바이스(130)는 전력 공급 장치에 결합될 수 있다. 그러면 통합된 센서 디바이스(130)는 전력 공급장치에 의해 제공되는 높은 전력에 응답하여 전송된 신호의 진폭을 증가시키도록 구성될 수 있다. 그러나, 통합된 센서 디바이스(130)는 통합된 센서 디바이스(130)에 의해 발생된 신호의 신호 진폭을 증가시키지 않고도 반응할 수 있다. 예를 들어, 레일-투-레일 출력 드라이버(rail-to-rail output driver)의 전력 공급을 증가시킴으로써 센서의 공급 전압 레귤레이터의 헤드룸(headroom)을 증가시켜서 그의 전력 공급 제거 비(power supply rejection ratio, PSRR)를 개선하는 것이 가능할 수 있다. 이것은 예를 들어, 전자기 결합(EMC)에 의해 공급 라인으로 야기되는 왜곡에 대응하는데 도움을 줄 수 있다. 이것은 또한 예를 들어, SENT 또는 SPC와 같은 디지털 3-와이어 전압 인터페이스의 경우에 대해서 전송된 신호 에너지를 직접 증가시킬 수 있다. 이것은 센서 디바이스가 변동 없이 유지될 수 있는 어플리케이션일 수 있다. 그러므로 이것은 통상의 센서 디바이스를 포함하는 시스템에 흥미거리가 될 수 있다.
전송 링크(180)는 또한 전기 에너지를 통합된 센서 디바이스(130)에 제공하도록 사용될 수 있다. 그러나, 다른 예에서, 전기 에너지는 상이한 전기 접속부를 통해 제공될 수 있다.
제어 유닛(110)은 통합된 센서 디바이스(130)에 의해 감지된 값을 나타내는, 도 1에 도시된 통합된 센서 디바이스(130)로부터 신호를 수신하는 수신기 회로(210)를 포함한다. 제어 유닛은 수신기 회로(210)에 결합되어 수신된 신호의 전송 품질을 모니터링하도록 구성된 모니터 회로(220)를 더 포함한다. 모니터링된 수신된 신호의 전송 품질이 예를 들어, 일정한, 프로그램 가능한 또는 변경 가능한 기간에 걸쳐 수신된 신호의 저하, 수신된 신호의 품질 향상 및/또는 수신된 신호의 일정한 품질을 표시할 때, 제어 유닛(110)은 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 전송하는 송신기 회로(230)를 더 포함한다. 적절한 표시를 수신하기 위하여, 모니터 회로(220)는 송신기 회로(230)에 결합된다.
통합된 센서 디바이스(130)의 모니터 회로(200)의 맥락에서 앞에서 개요 설명한 바와 같이, 모니터 회로(220)는 또한 통계적 분석에 기초하여 수신된 신호의 품질을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 모니터 회로(220)는 오류 검출 코드의 검증에 기초하여 신호의 품질을 모니터링할 수 있고, 수신된 신호의 타이밍 변동을 모니터링하고, 수신된 신호에 포함된 메시지 카운터를 모니터링하고, 그리고/또는 예상되었으나 누락 메시지 또는 그의 일부를 검출할 수 있다. 원리적으로, 제어 유닛(110)의 모니터 회로(220) 및 통합된 센서 디바이스(130)의 모니터 회로(200)는 각기 수신된 신호의 품질을 결정하는 동일한 알고리즘 및 방식을 사용할 수 있다.
모니터 회로(220)가 이전에 언급한 수신된 신호의 품질 저하를 표시할 때, 송신기 회로(230)는 전송 모드를 더 높은 강인성을 가진 통합된 센서 디바이스(130)로 변경하라는 요청을 포함하는 대응하는 신호를 전송할 수 있다. 앞에서 개요 설명한 바와 같이, 제어 유닛(110) 및 통합된 센서 디바이스(130) 또는 센서 디바이스(120)의 역량에 따라서, 제어 유닛(110)은 현재의 왜곡에 적절하면서 각각의 센서 디바이스(120, 130)에 의해 지원되는 임의의 전송 모드를 선택할 수 있다.
수신된 신호의 품질이 변함없고 왜곡 대비 더 강인성을 가진 전송 모드가 대응하는 통합된 센서 디바이스(130)에 의해 현재 사용되고 있다는 것을 모니터 회로(220)가 검출할 때, 또는 대응하는 통합된 센서 디바이스(130)가 여전히 왜곡 대비 더 높은 강인성을 가진 전송 방식을 사용하지만 모니터 회로(220)가 수신된 신호의 품질의 향상을 검출할 때, 제어 유닛(110)는 송신기 회로(230)로 하여금 더 높은 신호 전송 속도 및/또는 더 낮은 에너지 소비를 가능하게 할 수 있는 디폴트 전송 모드로 다시 변경하라는 요청을 포함하는 신호를 전송하게 할 수 있다. 다시 말해서, 왜곡의 레벨이 줄어들 때, 제어 유닛(110)은통합된 센서 디바이스(130)가 더 완화된 전송 모드로 다시 절환하도록 해줄 수 있다. 디폴트 전송 모드로 즉시 다시 절환하는 대신, 송신기 회로(230)는 왜곡 대비 더 낮은 강인성을 가지되, 그래도 디폴트 전송 모드와 비교하여 여전히 왜곡 대비 더 높은 강인성을 가진 추가 전송 모드로 절환하려는 요청을 포함하는 대응하는 신호를 발생할 수 있다.
제어 유닛(110)의 송신기 회로(230) 및 통합된 센서 디바이스(130)의 송신기 회로(170)는 원리적으로 동일할 수 있다. 그러나, 이들 회로는 일부 세부 구현의 면에서는 차이가 있을 수 있다. 제어 유닛(110)의 수신기 회로(210) 및 통합된 센서 디바이스(130)의 대응하는 수신기 회로(160)에 대해서도 또한 마찬가지이다. 따라서, 제어 유닛(110)의 수신기 회로(210) 및/또는 송신기 회로(230)는 선택사양으로 비동기적 전송 방식으로 동작할 수 있고, 펄스 폭 변조 방식, 진폭 변조 방식, 전류 레벨을 변조하는 방식에 기초한 전송 방식 및/또는 전압 레벨을 변조하는 방식에 기초한 전송 방식을 사용할 수 있다. 다시 말해서, 제어 유닛(110) 및 통합된 센서 디바이스(130)는 앞에서 언급한 동일한 통신 프로토콜을 사용할 수 있다.
통합된 센서 디바이스(130)에게 전력을 공급하기 위하여, 제어 유닛(110)은 예를 들어, 전송 링크(180)를 통해 통합된 센서 디바이스(130)와 결합되어 통합된 센서 디바이스(130)에게 전력을 공급하는 전력 공급 장치(240) 또는 전력 공급 회로를 포함할 수 있다. 모니터 회로(220)가 수신 회로의 품질 저하를 검출할 때, 모니터 회로(220)는 전력 공급 장치(240)로 적절한 제어 신호를 제공하여 통합된 센서 디바이스(130)에게 더 높은 전력이 제공되게 할 수 있다. 다시 말해서, 모니터 회로(220)가 수신된 신호의 품질 저하를 검출할 때, 전력 공급 장치(240) 또는 제어 유닛(110)은 통합된 센서 디바이스(130)에게 증가된 전력을 공급할 수 있다.
수신기 회로(210)는 입력 필터(250)를 더 포함할 수 있고, 입력 필터는 변경 가능한 코너 주파수에 기초하는 필터 특성을 가지고 있다. 송신기 회로(230)에 의해 수신될 신호의 전송 속도를 줄인 전송 모드로 변경하라는 요청을 표시할 때, 수신기 회로(210)는 코너 주파수를 감소시킬 수 있다. 유사하게, 수신기 회로(210)는 변경 가능한 최대 시간에 기초하는 필터 특성을 포함하는 스파이크 필터(260)를 더 포함할 수 있다. 신호가 전송 속도를 줄여 신호를 전송하는 통합된 센서 디바이스(130)의 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시할 때, 수신기 회로(210)는 최대 시간을 증가시킬 수 있다. 스파이크 필터는 예를 들어, 원(original) 신호 및 지연된 신호를 추가하거나 더해주는 지연 요소 및 가산기 또는 게이트를 포함할 수 있다. 지연된 신호 및 원 신호의 중첩으로 인해, 용량성 결합에 의해 전송 링크(180) 쪽으로 발생되거나 통합된 센서 디바이스(130) 또는 제어 유닛(110) 쪽으로 직접 발생되는 스파이크를 줄이는 것이 가능할 수 있다. 결과적으로, 스파이크는 줄어들 수 있다. 스파이크 필터의 프레임워크에서 사용되는 최대 시간은 지연 요소에 의해 사용되는 지연 시간일 수 있다. 예를 들어, 지연 라인은 플립 플롭의 체인으로서 구현될 수 있고, 지연 시간 또는 다른 말로 최대 전송 시간은 지연 라인을 따라서 놓인 상이한 위치에서 지연된 신호를 탭핑함으로써 조절될 수 있다.
입력 필터(250) 및 대응하는 스파이크 필터(260)가 통합된 센서 디바이스(130)의 수신기 회로(160)의 부품으로서 도시되어 있지 않지만, 수신기 회로(160)는 앞에서 시사한 바와 같이 유사한 컴포넌트를 포함할 수 있다.
비록 도 1에서 센서 시스템(100)이 통합된 센서 디바이스(130)에 대해 주로 기술되었을지라도, 다른 센서 디바이스(120)가 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛(110)는 더 많은 일반적인 센서 디바이스(120)에 결합될 수 있다.
통합된 센서 디바이스(130)는 반도체 다이와 같은 하나 이상의 다이 상에서 구현될 수 있다. 구현 예에 따라서, 단일의 다이 또는 다수의 다이가 인쇄 회로 기판 상의 공통의 패키지에 다수개 패키지될 수 있다. 예를 들어, 그러한 패키지는 패키지가 전기적으로 그리고 선택 사양으로는 기계적으로 인쇄 회로 기판 또는 유사한 캐리어에 결합되게 하는 사전 결정된 개수의 단자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 앞에서 언급한 바와 같이, 통합된 센서 디바이스(130)는 교정 프로세스를 받을 수 있고, 그 교정 프로세스의 교정 데이터는 처리 회로(190)의 일부로서 저장될 수 있다. 하나 이상의 반도체 다이를 대신하여, 절연 다이 또는 유사한 기판이 사용될 수 있다. 전형적으로 다이는 두께가 3차원 좌표 시스템의 기초가 되는 방향을 포함할 수 있는 두 개의 선형적인 독립적 방향을 따른 연장선보다 실질적으로 더 작은 공간의 한 방향을 따른 두께를 갖는다. 사용된 다이 또는 기판 재료에 따라서, 세 개의 방향은 결정 축을 따라서 지향될 수 있다. 세 방향은 또한 데카르트 좌표 시스템의 직교 방향을 추종할 수 있다.
복수의 센서는 단일의 송수신기에 연결될 수 있으며 측정된 값은 동일한 채널을 통해 전송된다. 이 경우, 이것은 가장 중요하지 않은 센서의 정보, 예를 들면 다이 온도 측정치를 배제시키는 부가적인 탈락 옵션일 수 있으며, 예를 들어 매니폴드 기압 및/또는 트로틀 밸브 위치 데이터를 전송하는 더 중요한 센서의 데이터에 대해서는 전송 용량을 사용할 수 있다.
그러한 센서 시스템(100)에서, 오류 통계 자료는 수신기 측에서 또는 달리 말하자면 제어 유닛(110) 측에서 평가될 수 있다. 수신 품질 기준이 언더컷(undercut)인 경우, 제어 유닛(110)은 전송 데이터 레이트 을 줄이거나 전송 모드를 수정하라는 커맨드를 통합된 센서 디바이스(130)로 전송할 수 있고, 이는 채널 인코딩이라고도 지칭되기도 한다. 이를 가능하게 하기 위하여, 통합된 센서 디바이스(130)는 전자 제어 유닛(electronic control unit, ECU)이라고도 지칭될 수 있는 제어 유닛(110)로부터 메시지를 수신할 수 있어야 한다. 적합한 통신 모드는 예를 들어, 몇 가지 예를 들자면 SPC, PSI5, LIN 또는 DSI3과 같은 통신 프로토콜을 포함할 수 있다. 통합된 센서 디바이스(130)는 제어 유닛(110)의 요청에 의거하여 그의 전송을 최소한 하나의 축퇴 레벨에 적응하게 할 수 있다. 전송된 비트 당 신호 에너지를 증가시키기 위하여, 가능한 축퇴는 예를 들어, 전송 속도를 줄이는 것을 포함한다. 변조 레벨이 또한 증가될 수 있다. 예를 들어, PSIx 전송 방식의 경우, 통합된 센서 디바이스(130)의 송신기 회로(170)는 저전력 모드에서 정규 모드로 절환될 수 있다. 또한, 표준 CRC 또는 프로토콜 표준에서 정의된 패리티를 대신하여 또는 그 외에 예를 들어, 8비트 또는 16 비트 순환 중복 검사 값(CRC 값)을 사용하여 증대된 여유분이 추가될 수 있다. 더욱이, 각각의 메시지는 반복될 수 있다. 물론, 임의의 조합도 사용될 수 있다.
제어 유닛(110)은 통합된 센서 디바이스(130)에 의해 송신된 메시지를 수신하고 적어도 하나의 검사 메커니즘을 적용하여 수신 메시지의 정확함을 입증한다. 이것은 모니터 회로(220)에 의해 수행될 수 있다. 가능한 입증 메커니즘은 예를 들어, 해당하는 표준 프로토콜에서 정의된 바와 같은 순환 중복 검사 또는 패리티, PSI5 프로토콜의 경우에는 맨체스터 타이밍과 같은 프로토콜에 따른 타이밍 검증, 메시지 카운터의 정확함 및 예를 들자면 PSI5동기 프레임에서 예상되는 잃어버린 메시지와 같은 유실된 프레임의 검출이다.
뿐만 아니라, 모니터 회로는 인입 신호, 예를 들어 다른 부가적인 통신 선 상의 센서 버스 공급 전압, 센서 버스 공급 전류 또는 전압 또는 전류와 같은 전기적 파라미터의 측정치를 사용하고 전기 왜곡의 표시를 검출하기 위해 전압 피크 또는 전류 펄스를 계수하거나, 통신 대역 바깥 쪽의 전기 에너지를 측정하거나, 신호의 (FFT) 스펙트럼을 예상된 스펙트럼 패턴과 비교함으로써 이 측정치를 분석할 수 있다.
오류에 따라서, 제어 유닛(110)은 전송 오류 통계치를 발생하며 프로토콜 축퇴가 필요한지를 판단할 수 있다. 상이한 축퇴를 선택하는 경우, 상이한 유형의 오류마다 적절한 대책이 할당될 수 있다. 예를 들어, 검출된 타이밍 위반의 회수가 늘어난 경우, 프로토콜 타이밍이 확장될 수 있다. CRC 위반의 회수가 늘어난 경우, 프로토콜 타이밍의 확장 및/또는 CRC 보호를 증가시킬 수 있다. 프레임의 유실의 경우, 반복적인 전송이 개시될 수 있다.
센서 측에서 센서 시스템(100)에 의해 개시될 수 있는 세가지 대책 외에, 그 자체 측에서 직접 하나 이상의 옵션을 실시할 수 있다. 예를 들면, 센서 공급 전압이 제어 유닛(110)으로부터 증가될 수 있다. 그 결과로서, 센서는 신호 에너지를 증가시키기 위해 변조 전류 레벨을 증가시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 입력 필터(250)의 코너 주파수가 센서 측에서 선택된 데이터 레이트의 저감에 따라서 감소될 수 있다. 더욱이, 완화된 프로토콜 타이밍에 따라서 제거된 스파이크의 최대 시간을 증가시키는 것이 가능할 수 있다. 더욱이, 센서는 홀 소자 바이어스 전류를 증가시키는 것과 같이 측정치가 왜곡 대비 더 강인성을 갖게 하거나 또는 신호 경로 내부에 있는 내부 필터의 코너 주파수를 감소시키는 대책을 또한 마련할 수 있다.
도 2는 도 1에서 도시된 바와 같은 제어 유닛(110)과 유사한 제어 유닛(110)의 다른 예를 도시한다. 또한 도 2에서, 제어 유닛은 센서 디바이스로부터 양의 값을 표시하는 신호를 수신하는 수신기 회로(210)와, 수신된 신호의 품질을 모니터링하는 모니터 회로 및 모니터 회로(220)를 포함한다. 제어 유닛(110)은 모니터 회로(220)에 결합되어 도 2에 도시되지 않은 센서 디바이스에게 전력을 공급하고 모니터링된 신호 품질이 수신된 신호의 품질 저하를 표시할 때 그 센서 디바이스에 제공된 전력을 증가시키는 전력 공급 장치(240)를 더 포함한다. 선택 사양으로, 제어 유닛(110)은 전송 링크(180)를 통해 센서 디바이스 또는 다른 컴포넌트와 통신하게 해주는 송신기 회로(230)를 또한 포함할 수 있다.
도 3은 제어 유닛(110) 및 도 3에서 센서라고도 지칭되는 하나의 통합된 센서 디바이스(130)를 포함하는 다른 센서 시스템(100)의 블록도를 도시한다. 되풀이하여 설명하면, 통합된 센서 디바이스(130)는 앞에서 언급한 송신기 회로(170) 및 수신기 회로(160)를 구비하는 송수신기(270)에 결합된 감지 요소(140)를 포함한다. 통합된 센서 디바이스(130)의 수신기 회로(160) 및 송신기 회로(170)는 둘 다 도 3에 도시되지 않는다.
통합된 센서 디바이스의 송수신기(270)는 전송 품질에 따라서 여러 전송 모드에서 동작할 수 있다. 도 3에서, 상이한 전송 모드는 축퇴 레벨 1 내지 축퇴 레벨 N이라고 지칭된다.
제어 유닛(110)에 의해 수신되는, 즉 제어 유닛(110)(ECU)이 전송 링크(180)를 통해 수신하는 신호의 품질에 따라서, 제어 유닛(110)은 통합된 센서 디바이스(130)의 송수신기(270)에게 디폴트 전송 모드를 대신하여 축퇴 레벨 중 임의의 레벨을 사용하도록 지시하고 지령을 내릴 수 있다.
제어 유닛(110)은 또한 도 3에서 둘 다 도시되지 않은 수신기 회로(210) 및 송신기 회로(230)을 구비하는 송수신기(280)를 또한 포함한다. 또한, 제어 유닛(110)의 송수신기(280)는 디폴트 전송 모드에서뿐만 아니라 이전에 언급한 축퇴 레벨에서도 동작할 수 있다. 제어 유닛(110)은 송수신기(280)에 결합되어 오류 통계치를 결정하고 그 오류 통계치를 기준과 비교하는 모니터 회로(220)를 더 포함한다. 기준이 충족될 때, 모니터 회로(220)는 송수신기(280)에 적절한 커맨드를 보내 전송 신호의 저하를 개시한다.
통합된 센서 디바이스(130)로부터 전송 링크(180)를 통해 전송되는 데이터에 포함되는 수신된 값 또는 메시지는 제어 유닛(110) 또는 제어 유닛(110)에 결합된 다른 컴포넌트에 의해 추가로 처리될 수 있다.
도 4는 복수의 통합된 센서 디바이스(130-1, 130-2,..., 130-N)를 구비하는 다른 센서 시스템(100)의 개략적인 블록도를 도시한다. 통합된 센서 디바이스(130)는 제어 유닛(110)(ECU)에 연결된 버스일 수 있는 전송 링크(180)를 통해 결합된다. 되풀이 하여 말하자면, 제어 유닛(110)은 통합된 센서 디바이스(130) 마다 오류 통계 유닛(290-1, 290-2,..., 290-N)를 구비하는 송수신기(280) 및 모니터 회로(220)를 포함한다. 오류 통계 유닛(290)은 축퇴를 개시시키는 기준이 충족되는지를 검증하는 모니터 회로(220)의 평가 유닛(300)에 결합된다. 만일 이것이 그런 경우라면, 모니터 회로(220)의 평가 회로(300)는 축퇴 커맨드를 개시하고 이 축퇴 커맨드를 송수신기(280)에 제공하며, 그러면 송수신기는 이에 따라서 전송 모드를 변경하라는 요청을 나타내는 신호를 전송한다. 상이한 시나리에 맞는 상이한 기준을 포함할 수 있는 구현 예에 따라서, 복수의 통합된 센서 디바이스(130) 중 하나의 통합된 센서 디바이스(130), 적어도 두 개의 상이한 통합된 센서 디바이스(130)를 포함하는 통합된 센서 디바이스(130)의 그룹, 또는 모든 통합된 센서 디바이스(130)는 전송 모드를 변경하라는 대응하는 요청의 주소지일 수 있다. 센서 버스의 경우, 다시 말해서, 오류 통계치의 평가는 각각의 통합된 센서 디바이스(130) 마다 개별적으로 수행될 수 있다. 통합된 센서 디바이스(130)는 대응하는 전송 모드로 절환함으로써 선택적으로 또는 전역적으로 축퇴된 프로토콜 중 하나의 프로토콜로 절환될 수 있다. 예를 들어, 센서 네트워크에서 충분한 여유분이 존재하면, 오류 데이터를 전달하는 것으로 식별된 특정 센서를 비활성화시켜서 그의 프로토콜을 축퇴시키는 대신에 또 다른 왜곡을 방지하는 것이 가능할 수도 있다.
도 4는 개개의 통합된 센서 디바이스(130)에 의해 전송되는 데이터의 전송 시퀀스를 추가로 도시한다. 예를 들어, 센서 디바이스(130)는 어드레스 또는 숫자에 따라서 자기들의 데이터를 전송할 수 있다. 예를 들어, 통합된 센서 디바이스(130)에 의해 전송되는 데이터는 그룹(310)으로 전송될 수 있다. 각 그룹(310)은 번호에 따라서 각각의 통합된 센서 디바이스(130)의 개개 데이터의 시퀀스를 포함한다. 예를 들어, 각 그룹(310)은 N-째 통합된 센서 디바이스(130-N)가 그룹(310)의 최종 구성신호를 형성하는 그의 신호를 전송하기까지의 센서(130-1)의 제 1 데이터 패키지와, 그 뒤를 이은 제 2 통합된 센서 디바이스(130-2)에 의한 메시지 또는 신호 및 기타 등등을 포함할 수 있다. 나중에, 데이터의 제 2 그룹(310)이 전송될 수 있다.
다른 예에서, 개개의 통합된 센서 디바이스(130)에 의해 전송되는 데이터 또는 신호의 순서는 도 4에 도시된 순서와 상이할 수 있다. 더욱이, 모든 통합된 센서 디바이스(130)가 해당하는 신호를 각 그룹에 실어 전송하는 것이 단연코 반드시 필요한 것은 아니다. 예를 들어, 하나의 통합된 센서 디바이스(130), 통합된 센서 디바이스(130)의 그룹, 또는 심지어 모든 통합된 센서 디바이스(130)는 예를 들어, 제어 유닛(110)에 의해 전송되는 특정 요청에 관한 데이터만을 전송하도록 구성될 수 있다. 그러한 센서 시스템의 경우, 부가적인 축퇴 모드는 버스에 관계된 구성요소를 전체 시스템의 일종의 림프 홈 동작(limp home operation)에 필요한 모드로 한정할 수도 있다. 예를 들어, 모터 제어 시스템의 경우, 이것은 발생된 마력을 저감시키는 것일 수 있거나 스티어링 보조 시스템의 경우에는 시티어링 보조 동력을 저감시키는 것일 수 있다.
이러한 것과 유사한 안전한 특징 및 프로토콜 요건은, 예를 들어, 전송 레이트 또는 전송 모드를 변경하는 커맨드 옵션을 제공하는 SPC 기반의 센서 인터페이스와 같은 센서 인터페이스에 사용할 수 있도록 지정될 수 있다.
도 5는 프로세스(P100)에서, 전송 모드에 따라서 감지 요소(140)에 의해 검출된 양의 값을 나타내는 신호를 전송하는 과정을 포함하는 방법의 플로우차트를 도시한다. 프로세스(P110)에서, 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 신호가 수신될 수 있다. 프로세스(P120)에서, 수신된 신호에 기초하여 전송 모드가 변경될 수 있다.
앞에서 개요 설명한 바와 같이, 도 5에 도시된 프로세스의 순서는 결코 정해진 것은 아니다. 이 순서는 단지 예를 나타낸다. 프로세스는 적어도 부분적으로 동시에, 예를 들어, 적시에 중복 방식으로 수행될 수 있다. 더욱이, 기술되는 프로세스는 예를 들어, 변경 가능한, 사전 결정된, 일정한 또는 기타 조건이 충족될 때까지 순환하여 수행될 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같은 방법은 통합된 센서 디바이스(130)에 의해 수행될 수 있다. 또한 방법은 소프트웨어 관련된 구현의 경우에는 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 구비하는 프로그램으로서도 구현될 수 있다. 이 경우, 통합된 센서 디바이스는 예를 들어, 프로그램 가능한 하드웨어 컴포넌트를 포함할 수 있으며 프로그램은 통합된 센서 디바이스(130)의 펌웨어로서 구현될 수 있다.
도 6은 프로세스(P200)에서 통합된 센서 디바이스(130)로부터 양의 값을 나타내는 신호를 수신하는 과정을 포함하는 방법의 플로우차트를 도시한다. 방법은 또한 프로세스(P210)에서, 수신된 신호의 전송 품질을 모니터링하는 과정과, 프로세스(P220)에서, 신호의 모니터링된 품질이 수신된 신호의 품질의 저하, 수신된 신호의 품질의 향상, 및 수신된 신호의 일정한 품질 중 적어도 한 가지를 표시할 때, 센서 디바이스(130)의 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 전송하는 과정을 더 포함한다.
앞에서 기술한 바와 같이, 도 6에 도시된 프로세스의 순서는 결코 정해진 것은 아니며, 단지 예일뿐이다. 또한, 이 경우, 개개의 프로세스는 앞에서 기술한 바와 같이 순환에 기초하여 동시에, 적시에 중복하여 수행될 수 있다. 그러나, 도 5에 도시된 방법과 대조적으로, 도 6의 방법은 제어 유닛(110)에 의해 수행될 수 있는 방법이다. 예를 들어, 이 방법은 제어 유닛(110)이 프로그램 가능한 하드웨어 컴포넌트를 포함하는 경우에는 제어 유닛(110)에 의해 수행되는 프로그램으로서 구현될 수 있다. 이 경우, 프로그램은 예를 들면, 펌웨어일 수 있다.
도 7은 예를 들어 제어 유닛(110)에 의해 수행될 수 있는 다른 방법의 플로우차트를 도시한다. 유사하게, 방법은, 예를 들어, 제어 유닛(110)의 프로그램 가능한 하드웨어에 의해 수행될 수 있는 프로그램으로서 구현될 수 있다. 이 경우, 프로그램은 제어 유닛(110)의 펌웨어의 일부일 수 있다.
프로세스(P300)에서, 센서 디바이스(130)는 전력을 공급 받는다. 이 프로세스(P310)에서, 센서 디바이스(130)로부터 양의 값을 나타내는 신호가 수신된다. 프로세스(P320)에서, 수신된 신호의 품질이 모니터링된다. 프로세스(P330)에서, 모니터링된 수신된 신호의 품질이 수신된 신호의 품질 저하라고 표시할 때 센서 디바이스(130)로 제공되는 전력이 증가될 수 있다.
실시예를 이용함으로써, 악 동작 조건 하에서도 센서를 구비하는 시스템의 강인성, 그러한 구현 또는 아키텍처를 간소화하는 것, 그의 에너지 소비 그리고 기반 설비의 대역폭과의 상쇄 관계를 개선하는 것이 가능할 수 있다.
설명과 도면은 그저 본 발명의 원리를 예시할 뿐이다. 그러므로 본 기술에서 통상의 지식을 가진 자들이라면 비록 본 출원에서 명시적으로 설명되거나 도시되지 않을지라도, 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 정신과 범위에 포함되는 다양한 구성을 창작할 수 있을 것이라고 인식될 것이다. 뿐만 아니라, 본 개시에 언급된 모든 예들은 주로, 독자가 본 발명의 원리 및 발명자(들)가 기여한 개념을 이해하여 기술을 진전시키도록 교육적인 목적으로만 분명히 의도된 것이며, 그와 같이 특정하게 언급된 예 및 조건으로 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다. 더욱이, 본 발명의 원리, 양태, 및 실시예는 물론이고 본 발명의 특정 예를 언급하는 본 출원에서의 모든 문구는 그 균등물을 망라하고자 한다.
본 출원에서 기술된 방법은 소프트웨어로서, 예를 들면, 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 하위 프로세스는 그러한 프로그램에 의해, 예를 들어, 메모리 장소에 기록함으로써 수행될 수 있다. 마찬가지로, 데이터를 판독하거나 수신하는 작업은 동일 또는 다른 메모리 장소로부터 판독함으로써 수행될 수 있다. 메모리 장소는 레지스터 또는 적절한 하드웨어의 다른 메모리일 수 있다. "수단", "형성하는 수단", "결정하는 수단" 등으로서 표시된 임의의 기능 블록을 포함하는 도면에 도시된 각종 요소의 기능은 "형성기", "결정기" 등과 같은 전용의 하드웨어뿐만 아니라, 적절한 소프트웨어와 연관하여 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어를 사용하여 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 기능은 단일의 전용 프로세서에 의해, 단일의 공유 프로세서에 의해, 또는 그 중 일부가 공유될 수 있는 복수의 개개 프로세서에 의해 제공될 수 있다. 더욱이, "프로세서" 또는 "제어기"라는 용어의 명시적인 사용은 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어만을 배타적으로 언급하는 것으로 해석되지 않아야 하고, 이것으로 한정하는 것은 아니지만 디지털 신호 프로세서(digital signal processor, DSP) 하드웨어, 네트워크 프로세서, 주문형 반도체(application specific integrated circuit, ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array, FPGA), 소프트웨어를 저장하기 위한 판독 전용 메모리(read only memory, ROM), 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM), 및 비-휘발성 저장 장치를 암시적으로 포함할 수 있다. 종래의 및/또는 주문 제작한 다른 하드웨어가 또한 포함될 수 있다. 통상적인 및/또는 관례적인 다른 하드웨어가 또한 포함될 수 있다. 유사하게, 도면에 도시된 임의의 스위치는 개념적인 것일 뿐이다. 이들의 기능은 프로그램 로직의 동작을 통해, 전용의 로직을 통해, 프로그램 제어 및 전용 로직의 상호작용을 통해, 전후 관계로부터 더 구체적으로 이해되는 바와 같은 시행도구에 의해 선택가능해지는 특정 기술을 통해 실행될 수 있다.
본 기술에서 통상의 지식을 가진 자들이라면 본 출원의 모든 블록도는 본 발명의 원리를 구현하는 예시적인 회로의 개념도를 표현하는 것임을 인식하여야 한다. 유사하게, 모든 플로우차트, 흐름도, 상태 전이도, 및 의사 코드 등은 컴퓨터 판독가능한 매체에서 실질적으로 표현될 수 있고 그래서 컴퓨터 또는 프로세서가 명시적으로 도시되어 있든 아니든, 그러한 컴퓨터 또는 프로세서에 의해서 실행될 수 있는 각종 프로세서를 표현한다는 것이 인식될 것이다.
뿐만 아니라, 다음의 청구범위는 상세한 설명에 포함되는데, 각각의 청구항은 자체를 별개의 실시예로서 주장할 수 있다. 각각의 청구항이 자체를 별개의 실시예로서 주장할 수 있지만, 하나의 종속 항이 청구범위에서 하나 이상의 다른 청구항과의 특정 조합을 언급할 수 있을지라도, 다른 실시예는 그 종속 항이 각기 다른 종속 항의 주제와의 조합을 포함할 수 있음을 또한 주목하여야 한다. 특정 조합이 의도된 것이 아니라고 언급하지 않는 한 그러한 조합이 본 출원에서 제안된다. 뿐만 아니라, 하나의 청구항의 특징을 어떤 다른 독립 항에 포함시키는 것 또한 이 청구항이 독립 항에 직접 종속되지 않는다 할지라도 그렇게 포함하는 것으로 의도하고자 한다.
또한 명세서에서 또는 청구범위에서 개시된 방법은 이러한 방법의 개개 단계의 각각을 수행하는 수단을 갖는 디바이스에 의해서 구현될 수 있음을 주목하여야 한다.
또한, 명세서 및 특허청구범위에 개시된 다수의 작용 또는 기능의 개시는 특정한 순서로 놓여야 되는 것으로 해석되지 않을 수 있음은 물론이다. 그러므로, 다수의 프로세스 또는 기능의 개시는 그러한 프로세스 또는 기능이 기술적인 이유로 상호교환가능하지 않는 한 이들을 특정 순서로 한정하지 않을 것이다.
뿐만 아니라, 일부 실시예에서 단일의 프로세스는 다수의 하위 프로세스를 포함하거나 다수의 하위 프로세스로 나뉘어 질 수 있다. 그러한 하위 프로세스는 명시적으로 배제되지 않는 한 이러한 단일 프로세스의 개시에 포함될 수 있으며 그의 일부일 수 있다.

Claims (29)

  1. 통합된 센서 디바이스로서,
    감지 요소와,
    상기 감지 요소와 연결되고, 외부 제어 디바이스와 통신하도록 구성된 통신 인터페이스 - 상기 통신 인터페이스는 상기 외부 제어 디바이스로부터 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 수신하도록 구성된 수신기 회로 및 상기 수신된 신호에 기초하여 상기 전송 모드를 변경하도록 구성된 송신기 회로를 구비함 - 를 포함하되,
    상기 통신 인터페이스는 적어도 펄스 폭 변조 방식을 사용하여 상기 송신기 회로를 통해 상기 외부 제어 디바이스로 송신하도록 구성되고,
    상기 통합된 센서 디바이스는 전력 공급 장치에 결합되도록 구성되며, 또한 상기 통합된 센서 디바이스는 상기 전력 공급 장치에 의해 제공되는 더 높은 전력에 반응하여 상기 송신기 회로에 의해 전송되는 신호의 진폭을 증가하는 것과 상기 전력 공급 장치에 의해 제공되는 더 높은 전력에 반응하여 상기 통합된 센서 디바이스의 전력 공급 제거 비(power supply rejection ratio)를 향상하는 것 중 적어도 하나를 수행하도록 구성되는
    통합된 센서 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신기 회로는 신호를 복수의 전송 모드 중 한 가지 전송 모드로 전송하도록 구성되고, 상기 복수의 전송 모드는 디폴트 전송 모드 및 상기 디폴트 전송 모드와 비교하여 왜곡 대비 더 높은 강인성(robustness)을 갖는 신호를 전송하게 해주는 적어도 하나의 추가 전송 모드를 포함하는
    통합된 센서 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 송신기 회로는 상기 전송 모드로 변경하라는 요청을 표시하는 신호의 부재 시, 상기 통합된 센서 디바이스의 작동 시작(a power-up) 및 상기 통합된 센서 디바이스의 초기화 중 적어도 하나 이후에 사전 결정된 전송 모드로 전송하도록 구성되는
    통합된 센서 디바이스.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 추가 전송 모드는, 상기 디폴트 전송 모드와 비교하여, 전송될 신호의 전송 속도를 줄이는 것과, 전송될 신호의 진폭을 높이는 것과, 오류 검출을 가능하게 하는 오류 검출 코드를 사용하는 것과, 개선된 오류 검출을 가능하게 하는 오류 검출 코드를 사용하는 것과, 전송될 신호의 프레임 구조를 변경하는 것과, 상이한 또는 여유분의(redundant) 센서 디바이스의 전송 시퀀스를 변경하는 것과, 상기 감지 요소에 의해 검출된 양의 값을 포함하는 메시지를 반복하는 것 중 적어도 한 가지를 포함하는
    통합된 센서 디바이스.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 전송 모드는 복수의 추가 전송 모드를 포함하는
    통합된 센서 디바이스.
  6. 삭제
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 인터페이스는 비동기적으로 신호를 전송하도록 구성되는
    통합된 센서 디바이스.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 인터페이스는 또한, 진폭 변조 방식, 맨체스터 변조 방식, 전송될 신호의 전류 레벨을 변조하는 것에 기초한 전송 방식, 또는 전송될 신호의 전압 레벨을 변조하는 것에 기초한 전송 방식을 사용하여 전송하도록 구성되는
    통합된 센서 디바이스.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 인터페이스는 PSIx 통신 프로토콜, SPC 통신 프로토콜, SENT 통신 프로토콜, LIN 통신 프로토콜, 및 DSIx 통신 프로토콜 중 적어도 하나를 사용하도록 구성되는
    통합된 센서 디바이스.
  10. 적어도 펄스 폭 변조 방식을 사용하여 센서 디바이스에 의해 감지되는 값을 나타내는 신호를 수신하도록 구성된 수신기 회로와,
    상기 수신기 회로와 연결되고, 상기 수신된 신호의 품질을 모니터링하도록 구성된 모니터 회로와,
    상기 모니터 회로와 연결되고, 상기 수신된 신호의 모니터링된 품질이 상기 수신된 신호의 저하(degradation), 상기 수신된 신호의 품질 향상(improvement), 및 상기 수신된 신호의 일정한 품질(constant quality) 중 적어도 하나를 표시할 때, 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 전송하도록 구성된 송신기 회로를 포함하되,
    상기 송신기 회로는 상기 수신된 신호의 모니터링된 품질이 상기 수신된 신호의 저하라고 표시될 때, 상기 전송 모드를 왜곡 대비 더 높은 강인성을 가진 전송 모드로 변경하라는 요청을 나타내는 신호를 전송하도록 구성되는
    제어 유닛.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 모니터 회로는 통계적 분석에 기초하여 상기 수신된 신호의 품질을 모니터링하도록 구성되는
    제어 유닛.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 모니터 회로는 오류 검출 코드의 검증, 상기 수신된 신호의 타이밍 변동을 모니터링하는 것, 상기 수신된 신호에 포함된 메시지 카운터를 모니터링하는 것, 및 누락 메시지 또는 그 일부를 검출하는 것 중 적어도 하나에 기초하여 상기 수신된 신호의 품질을 모니터링하도록 구성되는
    제어 유닛.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 송신기 회로는, 상기 전송 모드를 변경하라는 상기 요청을 표시하는 신호의 부재 시, 상기 센서 디바이스의 작동 시작, 및 상기 센서 디바이스의 초기화 중 적어도 하나 이후에 상기 센서 디바이스가 동작하는 사전 결정된 전송 모드와 비교하여 왜곡 대비 더 높거나 또는 더 낮은 강인성을 가지고 전송하기 위해 전송 모드를 변경하라는 요청을 나타내는 신호를 전송하도록 구성되는
    제어 유닛.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 센서 디바이스로 하여금 상기 신호에 의해 표시되는 바와 같이 더 높은 강인성을 가지고 전송하게 하는 상기 전송 모드는, 상기 센서 디바이스의 상기 사전 결정된 전송 모드와 비교하여, 신호를 상기 신호의 감소된 전송 속도로 전송하는 것과, 신호를 상기 신호의 더 큰 진폭으로 전송하는 것과, 신호를 오류 검출을 가능하게 하는 오류 검출 코드를 사용하여 전송하는 것과, 신호를 개선된 오류 검출을 가능하게 하는 오류 검출 코드를 사용하여 전송하는 것과, 프레임 구조를 변경하는 것과, 상이한 또는 여유분의 센서 디바이스의 전송 시퀀스를 변경하는 것과, 상기 센서 디바이스에 의해 검출된 양의 값을 포함하는 메시지를 반복하기를 포함하여 신호를 전송하는 것 중 적어도 하나로 구성되는
    제어 유닛.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 송신기 회로는 상기 센서 디바이스의 복수의 전송 모드 중 상기 센서 디바이스의 하나의 전송 모드로 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 전송하도록 구성되며, 상기 복수의 전송 모드는 상기 사전 결정된 전송 모드 및 적어도 하나의 추가 전송 모드를 포함하는
    제어 유닛.
  16. 삭제
  17. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 송신기 회로는 상기 수신된 신호의 모니터링된 품질이 상기 수신된 신호의 품질 향상 및 상기 수신된 신호의 일정한 품질 중 적어도 하나를 표시할 때, 상기 전송 모드를 왜곡 대비 더 낮은 강인성을 가진 전송 모드로 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 전송하도록 구성되는
    제어 유닛.
  18. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 수신기 회로는 변경 가능한 코너 주파수에 기초하는 필터 특성을 구비하는 입력 필터를 포함하며, 상기 수신기 회로는 상기 신호가 전송 속도를 줄여 신호를 전송하게 하는 전송 모드로 변경하라는 요청을 표시할 때 상기 코너 주파수를 감소시키도록 구성되는
    제어 유닛.
  19. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 수신기 회로는 변경 가능한 최대 시간에 기초하는 필터 특성을 구비하는 스파이크 필터를 포함하며, 상기 수신기 회로는 상기 신호가 전송 속도를 줄여 신호를 전송하게 하는 전송 모드로 변경하라는 요청을 표시할 때 상기 최대 시간을 증가시키도록 구성되는
    제어 유닛.
  20. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 센서 디바이스에게 전력을 공급하도록 구성되며 상기 수신된 신호의 모니터링된 품질이 상기 수신된 신호의 품질 저하라고 표시할 때는 상기 센서 디바이스에 제공되는 전력을 증가시키도록 구성되는
    제어 유닛.
  21. 적어도 펄스 폭 변조 방식을 사용하여 센서 디바이스에 의해 감지되는 값을 나타내는 신호를 수신하도록 구성된 수신기 회로와,
    상기 수신기 회로와 연결되고, 상기 수신된 신호의 품질을 모니터링하도록 구성된 모니터 회로와,
    상기 모니터 회로와 연결되고, 상기 수신된 신호의 모니터링된 품질이 상기 수신된 신호의 저하(degradation), 상기 수신된 신호의 품질 향상(improvement), 및 상기 수신된 신호의 일정한 품질(constant quality) 중 적어도 하나를 표시할 때, 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 전송하도록 구성된 송신기 회로를 포함하되,
    상기 수신기 회로는 복수의 센서 디바이스로부터 신호를 수신하도록 구성되고,
    상기 모니터 회로는 상기 복수의 수신된 신호의 품질을 모니터링하도록 구성되고,
    상기 송신기 회로는 상기 전송 모드를 변경하라는 요청을 나타내는 신호를 상기 복수의 센서 디바이스의 센서 디바이스 중 적어도 하나, 상기 복수의 센서 디바이스 중 적어도 두 개의 상이한 센서 디바이스를 포함하는 한 그룹의 센서 디바이스, 또는 상기 복수의 센서 디바이스의 모든 센서 디바이스로 전송하도록 구성되는
    제어 유닛.
  22. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 수신기 회로는 신호를 비동기적으로 수신하도록 구성되는
    제어 유닛.
  23. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 수신기 회로는 진폭 변조 방식, 맨체스터 변조 방식, 수신된 신호의 전류 레벨을 변조하는 것에 기초한 전송 방식, 또는 수신된 신호의 전압 레벨을 변조하는 것에 기초한 전송 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용하여 상기 신호를 수신하도록 구성되는
    제어 유닛.
  24. 적어도 펄스 폭 변조 방식을 사용하여 센서 디바이스에 의해 감지되는 값을 나타내는 신호를 수신하도록 구성된 수신기 회로 - 상기 수신기 회로는 PSIx 통신 프로토콜, SPC 통신 프로토콜, SENT 통신 프로토콜, LIN 통신 프로토콜, 및 DSIx 통신 프로토콜 중 적어도 하나를 사용하도록 구성됨 - 와,
    상기 수신기 회로와 연결되고, 상기 수신된 신호의 품질을 모니터링하도록 구성된 모니터 회로와,
    상기 모니터 회로와 연결되고, 상기 수신된 신호의 모니터링된 품질이 상기 수신된 신호의 저하(degradation), 상기 수신된 신호의 품질 향상(improvement), 및 상기 수신된 신호의 일정한 품질(constant quality) 중 적어도 하나를 표시할 때, 전송 모드를 변경하라는 요청을 표시하는 신호를 전송하도록 구성된 송신기 회로를 포함하는
    제어 유닛.
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 제어 유닛에 포함되고 전송 링크를 통해 센서 디바이스와 결합된 전력 공급 장치로부터 상기 센서 디바이스에 전력을 공급하는 단계와,
    적어도 펄스 폭 변조 방식을 사용하여 상기 센서 디바이스로부터 양의 값(a value of quantity)을 나타내는 신호를 수신하는 단계와,
    상기 수신된 신호의 품질을 모니터링하는 단계와,
    상기 수신된 신호의 모니터링된 품질이 상기 수신된 신호의 품질 저하라고 표시할 때, 상기 센서 디바이스에 제공되는 전력을 증가시키는 단계를 포함하는
    방법.
  29. 삭제
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