KR102009440B1 - 데이터 인터페이스 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 데이터 인터페이스 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 수신단의 입력 신호 타이밍과 상기 수신단의 동작 상태를 모니터하여 상기 수신단이 오동작하면 상기 수신단을 리셋시키는 Rx 모니터 장치를 포함한다.

Description

데이터 인터페이스 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING DATA INTERFACE}
본 발명은 데이터 인터페이스 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
대부분의 액정표시장치에서 데이터 전송을 위한 인터페이스 방식은 LVDS(Low-Voltage Differential Signaling) 인터페이스가 이용되고 있다. 그런데 LVDS 인터페이스는 액정표시장치의 고해상도, 컬러 뎁쓰(Color Depth) 확장, 응답 속도 향상을 위한 2 배속 또는 4 배속 구동으로 인한 데이터양 증가에 적절히 대응할 수 없다. Full HD(1920×1080)에서 10bit Color Depth의 120Hz 패널(Panel)에서는 LVDS 인터페이스를 채택할 대 24 페어(Pair) 48 개의 배선이 필요하다. LVDS 인터페이스에서는 데이터와 함께 클럭신호도 전송된다. 따라서, LVDS 인터페이스에서는 데이터양이 많아질수록 클럭 주파수도 높게 되어 EMI(Electromagnetic interference) 제어가 필요하다.
LVDS 인터페이스 규격에 의하면 그라운드(GND)에서 1.2V의 전압을 중심으로 변화하는 신호를 전송해야 한다. LSI(Large Scale Integration)의 미세화 공정 구현으로 인하여 LVDS 인터페이스에서 요구되는 신호 전압의 규격이 LSI 설계상의 큰 제한을 가져오게 되었다. 이러한 상황에서 DVI(Digital Video Interface)와 HDMI(High Definition Multimedia Interface), DisplayPort(DP) 등과 같은 인터페이스가 실용화되었다.
DVI 인터페이스와 HDMI 인터페이스는 스큐(Skew) 조정 기능이 있고, HDMI 인터페이스에는 컨텐츠 보호기능으로 HDCP(High-bandwidth digital Content Protection)가 내장되어 있기 때문에 기기 간 영상 신호 전송에 많은 잇점이 있지만, 라이센스 비용이 필요하고 기기 내부의 영상신호 전송으로는 기능이 과도하고 소비전력이 큰 단점도 있다.
DisplayPort(DP) 인터페이스는 VESA(Video Electronics Standards Association)에서 LVDS를 대체할 수 있는 사양으로 규격화되었다. DisplayPort(DP) 인터페이스는 보조 채널(AUX channel)을 통해 송신단(transmitter, Tx)에서 수신단(Receiver, Rx)의 동작 상태를 모니터(monitor)할 수 있다. DisplayPort(DP) 인터페이스는 HDMI 인터페이스와 마찬가지로 기기 간 전송을 고려하여 HDCP가 내장되어 있어 기능이 과도하며 소비전력 증대 문제가 있고, 전송 속도가 고정되어 저주파수로 신호를 전송할 때 손실이 발생하고 수신측에서 클럭을 재생할 필요가 있다.
V-by-One 인터페이스는 THine Electronics사에 의해 개발되었다. V-by-one 인터페이스는 이퀄라이저(equalizer, EQ) 기능의 도입으로 인하여 기존 LVDS 인터페이스와 비교할 때 신호 전송 품질이 향상되었고, 최대 1Pair당 3.75Gbps를 실현하여 고속 데이터 인터페이스를 실현하게 되었다. V-by-one 인터페이스는 CDR(Clock Data Recovery)의 채용으로 인하여 송신단(Vx1 Tx)에서 별도의 클럭을 전송하지 않기 때문에 LVDS 인터페이스의 클럭 전송에서 초래되는 스큐(Skew) 조정 문제를 해결하였다. 또한, V-by-one 인터페이스는 클럭 전송이 없기 때문에 클럭 전송으로 인한 EMI 노이즈를 줄일 수 있다. V-by-one 인터페이스는 데이터양이 증가되고 고배속되어 가는 추세에 효과적으로 대응할 수 있어 기존의 LVDS 인터페이스의 대체 기술로 각광받고 있다. 하지만, V-by-one 인터페이스는 송신단(Vx1 Tx)에서 수신단(Vx1 Rx)의 동작 상태를 알 수 없다. 정전기(Electro Static Discharge, ESD)와 같은 비정상적인 환경에서 수신단(Vx1 Rx)에서 비정상적으로 CDR 고정(Lock)될 수 있다. V-by-one 인터페이스는 이와 같은 수신단 오동작 문제를 송신단에서 알 수 없기 때문에 송신단과 수신단의 동작 상태가 동기되지 않아 송신단에서 전송된 데이터가 수신단에서 누락되는 문제를 해결하기가 어렵다.
본 발명은 V-by-One 인터페이스의 송신단에서 수신단 동작 상태를 모니터할 수 있는 데이터 인터페이스 제어 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 데이터 인터페이스 제어 장치는 CDR(Clock Data Recovery) 트레이닝 신호, 얼라인 트레이닝 신호, 디스플레이 데이터 순으로 신호를 출력하는 송신단; 상기 송신단으로부터의 신호를 수신하는 수신단; 및 상기 수신단의 입력 신호 타이밍과 상기 수신단의 동작 상태를 모니터하여 상기 수신단의 오동작 상태를 판단하고, 상기 수신단이 오동작하면 상기 수신단을 리셋시키는 Rx 모니터 장치를 포함한다.
본 발명의 데이터 인터페이스 제어 방법은 송신단으로부터 CDR 트레이닝 신호, 얼라인 트레이닝 신호, 디스플레이 데이터 순으로 신호가 수신단으로 전송되는 단계; Rx 모니터 장치를 이용하여 상기 수신단의 입력 신호 타이밍과 상기 수신단의 동작 상태를 모니터하는 단계; 및 상기 모니터 결과 상기 수신단의 오동작 상태를 판단하고 상기 수신단이 오동작하면 상기 수신단을 리셋시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 수신단의 입력 신호 타이밍고 수신단의 동작 상태를 모니터하여 수신단이 오동작할 때 수신단을 리셋시킨다. 그 결과, 본 발명은 V-by-One 인터페이스의 송신단에서 수신단 동작 상태를 모니터하여 수신단의 오동작시 인터페이스를 신속하게 정상화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 장치를 보여 주는 도면이다.
도 2는 V-by-one 인터페이스 시퀀스를 보여 주는 파형도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 인터페이스 제어 방법을 보여 주는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 나타내는 블록도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 인터페이스 제어 장치는 송신단(Vx1 Tx, 10), 수신단(Vx1 Rx, 20), 및 Rx 모니터 장치(30)를 포함한다.
V-by-one 인터페이스를 통한 데이터 통신을 위해서는 송신단(10)과 수신단(20) 사이에 데이터가 전송되는 메인 링크(Main Link) 이외에 LOCKN, HTPDN 등의 보조 신호 링크가 있어야 한다.
수신단(20)은 표시장치의 전원이 켜진 직후에 송신단(10)과의 물리적 연결을 확인한 후에 HTPDN 신호를 로우(low) 레벨로 낮춘다. 송신단(10)은 수신단(20)에서 HTPDN 신호를 로우(low) 레벨로 낮추면 V-by-one 인터페이스 규약에 따라 도 2와 같이 CRD 트레이닝신호를 출력한 후에 수신단(20)에서 LOCKN 신호를 낮추면 얼라인 트레이닝 신호와 디스플레이 데이터를 출력한다. 송신단(10)과 수신단(20) 사이에는 V-by-one 인터페이스 규격에 따라 클럭이 전송되지 않는다. 송신단(10)은 Rx 모니터 장치(30)와 직렬 인터페이스를 통해 연결되어 있다. 직렬 인터페이스는 I2C, 또는 USB(Universal Serial Bus) 등의 직렬 인터페이스가 가능하다. 대부분의 표시장치에는 호스트 시스템과 타이밍 콘트롤러 사이에 I2C 인터페이스가 연결되어 있다. 따라서, 직렬 인터페이스는 신규로 추가될 필요없이 기존의 호스트 시스템과 타이밍 콘트롤러 사이의 I2C 인터페이스로 사용될 수 있다.
송신단(10)은 Rx 모니터 장치(30)로부터 수신단(20)의 동작 상태를 수신 받을 수 있다. 또한, 송신단(10)은 수신단(20)의 동작 이상시에 이퀄라이저(EQ) 설정 변경 신호를 수신 받을 수 있다. 송신단(10)은 이퀄라이저(EQ) 설정 변경 신호에 응답하여 수신단(20)으로 전송되는 신호의 증폭비를 변경한다.
Rx 모니터 장치(30)는 수신단(20)의 입력 채널들과 수신단(20)의 출력 채널들에 연결된다. Rx 모니터 장치(30)는 직렬 인터페이스를 통해 송신단(10)에 연결된다. 이러한 Rx 모니터 장치(30)는 도 5와 같이 표시장치의 타이밍 콘트롤러(200)에 내장될 수 있다. Rx 모니터 장치(30)는 수신단(20)의 입력 타이밍과 수신단(20)의 동작 상태를 비교하여 수신단의 동작 상태를 모니터하여 수신단(20)의 오동작 여부를 판단한다. Rx 모니터 장치(30)는 수신단(20)이 오동작하면 수신단(20)을 리셋시킨다. 수신단(20)은 Rx 모니터 장치(30)에 의해 리셋되면 LOCKN을 하이 로직레벨로 변경하여 송신단(10)으로 하여금 CDR 트레이닝 신호 부터 다시 전송하게 한다. 또한, Rx 모니터 장치(30)는 수신단(20)이 오동작하면 직렬 인터페이스를 통해 이퀄라이저(EQ) 설정 변경 신호를 송신단(10)으로 전송하여 송신단(10)으로부터 출력되는 신호의 증폭비를 변경한다. 송신단(10)은 Rx 모니터 장치(30)로부터의 이퀄라이저(EQ) 설정 변경 신호에 응답하여 신호의 증폭비를 높일 수 있다.
수신단(20)의 오동작 상황은 다양한 원인에 의해 다양한 형태로 발생된다. 예를 들어, 얼라인 트레이닝 신호 전송 기간 동안 송신단(10)으로부터 수신단(20)에 1920 개의 데이터 인에이블신호(Data enable signal, DE)가 전송되는데, 수신단(20)에서 데이터 인에이블신호(DE)가 1900 개로 인식될 수 있다. 또한, 송신단(10)은 얼라인 트레이닝 신호 전송 기간 이후에 표시패널에 표시될 디스플레이 데이터를 전송하는데, 수신단(20)은 얼라인 트레이닝 상태로 유지되어 디스플레이 데이터를 샘플링하지 않는 예가 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 인터페이스 제어 방법을 보여 주는 흐름도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, Rx 모니터 장치(30)는 수신단(20)의 동작 상태 감시 결과 수신단(20)이 오동작하는 것으로 판단되면 수신단(20)을 리셋시킨다.(S31~S33) 수신단(20)은 Rx 모니터 장치(30)에 의해 리셋되어 도 2와 같이 LOCKN 신호를 하이 로직 레벨로 높여 CDR 트레이닝 신호, 얼라인 트레이닝 신호, 디스플레이 데이터 순으로 데이터를 다시 수신한다.
Rx 모니터 장치(30)는 수신단(20)이 오동작하는 것으로 판단되면 수신단(20)을 리셋시키고 직렬 인터페이스를 통해 송신단(10)에 이퀄라이저(EQ) 설정 변경 신호를 전송할 수 있다.(S41~S43) 수신단(20)은 Rx 모니터 장치(30)에 의해 리셋되어 도 2와 같이 LOCKN 신호를 하이 로직 레벨로 높여 CDR 트레이닝 신호, 얼라인 트레이닝 신호, 디스플레이 데이터 순으로 데이터를 다시 수신한다. 송신단(10)은 Rx 모니터 장치(30)로부터 수신된 이퀄라이저(EQ) 설정 변경 신호에 응답하여 수신단(20)으로 전송될 신호의 증폭비를 변경한다.
본 발명의 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시장치로 구현될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(300), 패널 구동회로, 타이밍 콘트롤러(200) 등을 포함한다.
표시패널(300)의 픽셀 어레이는 데이터라인들(301)과 스캔라인들(302)에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성된 픽셀들을 포함하여 입력 영상의 데이터를 표시한다.
패널 구동회로는 타이밍 콘트롤러(200)의 제어 하에 표시패널(300)에 입력 영상의 데이터를 기입한다. 패널 구동회로는 데이터 구동회로(310), 스캔 구동회로(320) 등을 포함한다. 데이터 구동회로(310)는 타이밍 콘트롤러(200)로부터 입력되는 픽셀 데이터(디지털 데이터)를 감마보상전압으로 변환하여 아날로그 데이터신호를 발생하고 그 데이터신호를 데이터라인들(301)에 공급한다. 스캔 구동회로(320)는 데이터신호에 동기되는 스캔신호를 스캔라인들(302)에 순차적으로 공급한다.
타이밍 콘트롤러(200)는 수신단(Vx1 Rx)을 통해 수신된 픽셀 데이터를 데이터 구동회로(310)로 전송하고 수신단(Vx1 Rx)을 통해 수신된 타이밍 데이터를 이용하여 데이터 구동회로(310)와 스캔 구동회로(320)의 동작 타이밍을 제어한다. 타이밍 콘트롤러(200)는 Rx 모니터 장치(30)를 이용하여 수신단(Vx1 Rx)의 동작 상태를 감지하여 도 3 및 도 4와 같이 인터페이스를 제어한다. 수신단(Vx1 Rx)과 Rx 모니터 장치(30)는 타이밍 콘트롤러(200)에 내장된다.
송신단(Vx1 Tx)은 호스트 시스템(host system)에 배치되어 픽셀 데이터, 타이밍 데이터 및 콘트롤 데이터를 수신단(Vx1 Rx)으로 전송한다. 송신단(Vx1 Tx)은 호스트 시스템(100)에 내장된다. 호스트 시스템은 텔레비젼 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)을 포함하여 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시패널(300)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템은 디지털 비디오 데이터와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 콘트롤러(200)로 전송한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10, Vx1 Tx : 송신단 20, Vx1 Rx : 수신단
30 : Rx 모니터 장치

Claims (5)

  1. 송신단으로부터 CDR(Clock Data Recovery) 트레이닝 신호, 얼라인 트레이닝 신호 및 디스플레이 데이터를 포함하는 신호를 수신하는 수신단; 및
    상기 수신단의 입력 신호 타이밍과 상기 수신단의 동작 상태를 모니터하여 상기 수신단의 오동작 상태를 판단하고, 상기 수신단이 오동작하면 상기 수신단을 리셋시키고 상기 송신단에 이퀄라이저 설정 변경 신호를 전송하는 Rx 모니터 장치를 포함하고,
    상기 수신단은 리셋 된 이후 상기 이퀄라이저 설정 변경 신호에 응답하여 상기 송신단에 의해 증폭비가 변경되는 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 데이터 인터페이스 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 Rx 모니터 장치는 직렬 인터페이스를 통해 상기 송신단과 연결되는 것을 특징으로 하는 데이터 인터페이스 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 Rx 모니터 장치와 상기 수신단은 타이밍 콘트롤러에 내장되고,
    상기 타이밍 콘트롤러는 표시패널에 입력 영상의 데이터를 기입하는 패널 구동회로를 제어하는 것을 특징으로 하는 데이터 인터페이스 제어 장치.
  5. 수신단이 송신단으로부터 CDR(Clock Data Recovery) 트레이닝 신호, 얼라인 트레이닝 신호 및 디스플레이 데이터를 포함하는 신호를 수신할 때 상기 수신단의 입력 신호 타이밍과 상기 수신단의 동작 상태를 모니터하는 단계;
    상기 모니터 결과 상기 수신단의 오동작 상태를 판단하고, 상기 수신단이 오동작하면 상기 수신단을 리셋시키는 단계; 및
    상기 수신단이 오동작하면 상기 송신단이 상기 수신단에 전송할 신호의 증폭비를 바꾸도록 상기 송신단에 이퀄라이저 설정 변경 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 인터페이스 제어 방법.
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