KR102118297B1 - 데이터 프레임의 에너지 효율적 교환 - Google Patents

Abstract

본 발명은 명령 유닛과 복수의 LED 제어 유닛 사이에서 데이터 프레임의 에너지 효율적인 교환 또는 전송을 위한 통신 배열에 관한 것이다. 또한, 명령 유닛 자체 및 제어 유닛 자체가 제안되고, 제안된 통신 배열을 동작시키는 통신 방법이 제안된다. 또한, 본 발명은 방법을 수행하거나 통신 배열을 동작시키는 제어 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 구성요소들사이에서 데이터를 안전하고 에너지 효율적으로 교환할 수 있은 방식으로 복수의 수단이 편리하게 결합된다.

Description

데이터 프레임의 에너지 효율적 교환

본 발명은 명령(command) 유닛과 복수의 LED 제어(control) 유닛 사이에서 데이터 프레임의 에너지 효율적인 교환 또는 전송을 위한 통신 배열(arrangement)에 관한 것이다. 또한, 명령 유닛 그 자체 및 제어 유닛 그 자체가 제안되고, 또한 제안된 통신 배열을 동작시키는 통신 방법이 제안된다. 또한, 본 발명은 방법을 수행하거나 통신 배열를 동작시키는 제어 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 구성 요소들간에 데이터를 안전하고 에너지 효율적으로 교환할 수 있는 방식으로 복수의 수단이 편리하게 결합된다.
WO 2017/070595 A1은 복수의 통신 모드를 가진 전자적 최종 장치에 대한 방법을 나타낸다.
DE 10 2015 222 504 A1은 하나 이상의 프로세싱 모듈뿐만 아니라 내부 데이터 버스 및 다양한 LED 유닛을 포함하는 차량의 조명 장치를 도시한다.
US 2008/0205454 A1은 직렬 데이터 프레임을 전송하는 방법을 나타낸다.

제어 유닛을 갖는 복수의 LED를 제공하고 대응하는 제어 유닛을 직렬로 연결하는 것이 공지되어 있다. 이와 관련해서, 어드레싱(addressing) 시스템을 사용하여 제어 유닛을 어드레싱하는 명령 유닛이 제공된다. 또한, 데이터 스트림은 개별 유닛들 사이의 통신 라인에서 생성되며, 동기화되어야 한다. 이런 목적을 위해, 데이터 흐름을 해석하고(interpret) 그에 따라 데이터 스트림을 논리 유닛으로 세분(subdivide)할 수 있는 다양한 회로를 제공하는 것이 알려져 있다. 이와 관련하여, 많은 수의 회로가 설치되어야 하고, 추가로 고가의 방식으로 작동되어야 한다. 따라서, 대응하는 회로가 에너지를 차지하고 많은 수의 결과로 인해 잠재적으로 결함이 발생하기 쉽다는 단점을 가진다. 특히, 이와 관련해서, 데이터 스트림을 해석하고 유닛을 동기화하기 위해서는 기술적인 복잡성이 높다.

일반적으로, 직렬 통신(series communication )이 알려져 있으며, 명령 유닛은 페이로드 데이터 또는 IDLE 프레임으로 알려진 빈 프레임이 전송되는 방식으로 개별 제어 유닛과 통신한다. 빈 프레임은 페이로드 데이터가 현재 전송되고 있지 않음을 통신 수신기에 나타내는(indicates) 미리결정된 비트 패턴이다. 이 유형의 신호 전송은 빈 프레임에서도 비트가 드롭되어 원하지 않는 비트 패턴으로 되는 가능성이 있기 때문에 복잡하고 오류가 발생하기 쉽다. 따라서 이 방법은, LED의 상태 변화가 발생하지 않는다고 가정되어도 정보가 운반되어야만 하므로 이 방법은 오류가 발생하기 쉽고(fault-prone), 에너지를 많이 사용한다.

통신 파트너와의 통신을 위해, 개별 필드(individual fields)를 갖는 데이터 프레임을 사용하는 것이 더 알려져 있다. 이와 관련하여, 하나 이상의 바이트에 대응하는 일정한 길이의 필드가 일반적으로 사용된다. 그러나, 이와 관련하여, 대응하는 데이터 프레임의 코딩은 애플리케이션 시나리오에 의존하고, 기존 하드웨어 구성 요소는 일반적으로 기초로서 취해지지 않는다. 따라서, 너무 작은 메모리의 존재는 통신 방법의 성공을 위협하기에 충분하지만, 과도하게 큰 메모리 공간의 경우 일부 개별 비트가 사용되지 않는 오버행(overhang)으로 알려진 것이 발생하게 된다.

따라서, 종래 기술에서, 비트가 낭비되고, 특히 긴 데이터 스트림이 짧은 데이터 스트림보다 전송하기가 더 복잡하고 보다 오류가 발생하기 쉽기 때문에 결함이 민감하게 증가하는 단점이 있다. 일반적으로 많은 수의 애플리케이션 시나리오에 대해 설계된, 사전 정의된 데이터 프레임이 사용된다. 그러나, 직렬 연결된 LED에 대한 제어 유닛과 통신하는 경우에 특별한 요구가 발생된다. 예를 들어, 이러한 유형의 LED는 전력이 공급되는 자동차에 설치된다. 따라서, 전류 흡수율(current uptake)은 차량의 이동 범위에 직접적인 영향을 미치므로 이는 매우 중요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 특히 유리하게 차량에 설치될 수 있는 데이터 프레임의 에너지 효율적인 교환을 위한 통신 배열을 제안하는데 있다. 또한, 본 발명의 목적은 제안된 통신 방법 및 제안된 통신 배열에서 사용하기위한 명령 유닛 및 제어 유닛 뿐만 아니라 대응하는 셋업(set-up) 통신 방법을 제안하는데 있다. 또한, 방법을 수행하거나 통신 배열을 동작시키는 제어 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 제안한다.

본 발명의 목적은 청구항 제1항의 특징에 의해 달성될 수 있다. 다른 유리한 실시예들은 종속 청구항에 따른다.

따라서, 제어 유닛과 그에 직렬로 연결된 LED 제어 유닛 사이에서 데이터 프레임의 에너지 효율적인 교환을 위한 통신 배열이 제안되고, 명령 유닛 및 LED 제어 유닛은 지원되는 명령 세트, LED 제어 장치의 수, 및 최소 길이의 사용된 파라미터의 범위의 기능(function)으로서 데이터 프레임을 생성하도록 설정되고, 데이터 프레임 내에 명확하게 코딩된 제어 명령을 이용하여 통신을 동기화 하고, 데이터 프레임의 송신(sending) 사이의 온고잉 오퍼레이션(ongoing operation) 동안 신호를 보내지 않도록 설정된다.

제안된 통신 배열은 다른 것들 중에서도 명령 유닛과 복수의 LED 제어 유닛을 포함하고, 이는 하나의 명령 유닛이 제공되고 여기에 추가의 LED 제어 유닛이 연결되는 방식으로 직렬로 연결된다. 즉, 추가의 LED 제어 유닛이 이 추가의 LED 제어 유닛에 연결되고, 명령 유닛으로 시작하는 구성요소의 체인으로 되어, 추가의 LED 제어 유닛이 이어진다. 개별 구성요소들은 데이터 신호들이 유닛들 사이에서 전송될 수 있는 방식으로 통신 연결 또는 통신 채널 또는 라인을 사용하여 전기적으로 결합된다. 이를 위해, 당업자는 다른 구성 요소, 특히 인터페이스가 필요하다는 것을 인식할 것이다. 제안된 특징은 특히 차량에 사용하기에 적합하다.

이러한 유형의 통신 라인에 의해, 데이터 프레임이, 비트를 코딩하는 신호의 논리적 시퀀스를 나타내는 방식으로 유닛들 사이에서 데이터 프레임이 교환된다. 따라서, 본 발명의 관점에서, 데이터 프레임은 필드(field)로도 알려진 복수의 논리 유닛을 포함하는 비트 스트림이다. 이들 각 필드에는 특정 시멘틱(semantic)이 할당된다. 예를 들어, 명령 필드, 어드레스 필드 및 데이터 필드 또는 파라미터 필드가 제공될 수 있다. 이들 필드 수단에 의해, 제안된 구성요소들 내의 정보가 해석될 수 있고, 따라서 대응하는 명령이 전송되고 수용될 수 있다. 따라서 데이터 프레임 교환은 데이터 프레임의 전송(transmitting) 또는 송신(sending) 및 수신(receving)을 기술한다.

본 발명에 따르면, 데이터 프레임이 최소 길이로 생성되는 것이 특히 유리하다. 따라서, 전송은 구현이 용이하고 추가적으로 공지된 방법보다 결함 발생이 적다. 이와 관련하여, 명령 유닛 및 LED 제어 유닛 모두에 의해 지원되는 지원 명령 세트가 기본(basis)으로 사용된다. 따라서 개별 유닛은 대응하는 기능을 구현하며 개별 명령을 사용하여 호출할 수 있다. 따라서 명령 세트는 명령 유닛 및/또는 LED 제어 유닛에 의해 구현될 수 있는 명령 세트를 포함한다. 따라서 명령 세트의 범위는 명령 세트의 카디널리티(cardinality) 또는 지원되는 명령 수에 대응한다. 예를 들어, 대응하는 값 범위가 실제로 여전히 명령의 수에 대응하도록 너무 많은 비트가 사용되는 경우, 데이터 프레임의 대응 부분은 최소이다. 예를 들어 16개의 명령이 지원되는 경우 대응하는 최소 길이는 초기적으로 4 비트이다. 또한, 그러나, 비트 시퀀스는 여전히 모호하지 않게 되어야 하는데, 이런 이유로 인해 이후에 더 설명되는 바와 같이, 4 비트를 5 비트에 매핑하는 것이 유리하다. 이 예에서, 대응하는 최소 길이는 따라서 궁극적으로 5 비트이다.

LED 제어 유닛의 수는 또한 대응하는 데이터 프레임의 최소 길이를 요구한다. 이 경우에도, 직렬로 연결된 LED 제어 유닛의 수는 다시 결정되며, 이로부터 대응하는 수는 초과 비트가 사용되지 않도록 코딩된다. 예를 들어, 15개의 LED 제어 유닛이 직렬로 연결된 경우, 4 비트는 여전히 LED 제어 유닛의 어드레싱 시스템을 구현하기에 충분하다. 예를 들어, LED 제어 유닛의 수가 13인 경우, 마찬가지로 4 비트가 사용되어야 한다. 그러나, LED 제어 유닛의 수가 20 이라면, 5 비트가 사용된다. 따라서, 모든 LED 제어 유닛은 비트가 불필요하게 낭비되지 않으면서 데이터 프레임에 코딩된 어드레스를 사용하여 어드레싱될 수 있다.

동일한 방식으로, 이용가능한 파라미터가 결정되고 사용된 파라미터를 코딩하기에 충분히 큰 필드가 구성된다. 따라서 대응하는 필드가 최대로 점유될 때 비어 있는 비트가 없다.

그러나, 이와 관련하여, 제어 명령이 더 이상 모호하지 않게 코딩될 수 없도록 최소 길이가 너무 짧아서는 안된다는 요구사항이 추가로 존재한다. 특히, 이는 함께 묶인 복수의 데이터 프레임에도 적용된다. 이와 관련하여, 개별 제어 명령 또는 일반적으로 비트 시퀀스가 더 이상 모호하지 않은 방식으로 복수의 데이터 프레임이 함께 묶는 것이 가능하다. 따라서, 어떤 논리 컨텐츠가 현재 코딩되고 있는지 식별할 수 없는 방식으로 제1 데이터 프레임의 끝부가 제2 데이터 프레임의 시작부와 병합되는 경우일 수 있다. 이를 위해, 제어 명령이 명확하게 코딩되는 방식으로 특정 길이의 제1 비트 시퀀스를 특정 길이의 제2 비트 시퀀스에 매핑하는 대응하는 테이블이 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 비트 스트림으로부터 미리 결정된 비트 패턴을 갖는 제어 명령을 판독할 수 있다. 데이터 프레임이 함께 묶여 있어도 이 유형의 비트 패턴이 명확하게 유지되므로 제어 명령도 항상 모호하지 않게 코딩되는 방식으로, 이 비트 패턴은 통신 전반에 걸쳐 모호하지 않는다.

따라서, 최소 길이는 대응하는 필요한 메모리 공간을 고려할뿐 만 아니라, 최소 길이는 제어 명령이 스트림에서 항상 명확하게 식별되어야 함을 고려해야 한다. 따라서, 누적적으로 존재해야하는 2가지 요건이 데이터 프레임의 최소 길이에 적용되어야 하다. 첫째, 비트가 낭비되지 않아야 하고, 둘째, 코딩된 제어 명령은 데이터 프레임이 함께 묶여도 모호하지 않아야 한다.

이는 데이터 프레임이 초기에 예비적인 최소 길이로 결정되고, 이어서 이 최소 길이가 제어 명령을 명백하게 코딩하기에 충분한지 여부에 따라 경험적으로 결정되어 구현된다. 그렇지 않은 경우, 예비 최소 길이는 제어 명령이 추가의 최소 제어 명령에 매핑되는 방식으로 조정되어야 하며, 이는 일반적으로 예비 최소 길이 보다 길지만 모호하지는 않다. 따라서 이들 테이블은 실행 시간 전에 계산 및 준비 될 수도 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 특히 효율적이고, 특히 에너지 효율적인 통신을 제공하고, 그렇게함으로써 데이터 통신을 동기화에 필요한 회로가 필요없게 될 수있다. 제어 명령이 명확하게 코딩되어 있기 때문에 수신기는 요구되는 별도의 클럭킹 없이 항상 제어 명령을 식별할 수 있다. 이는 제어 명령이 명확하기 때문에 미리 결정된 비트 패턴에 대해 대응하는 제어 명령이 항상 추론될 수 있기 때문이다.

본 발명에 따른 추가적인 특징은 데이터 프레임의 송신 사이에 진행중인(ongoing) 동작에서 신호가 전송되지 않는다는 것이다. 따라서 빈 프레임을 생략할 수 있으며 에너지가 요구되지 않는다. 개별 구성요소의 상태 변화가 발생하거나 값이 판독되는 즉시, 페이로드 데이터를 포함하는 데이터 프레임이 다시 전송되고, 대응하는 제어 명령이 전송될 수 있다. 그러나, 통신 배열이 데이터 전송이 발생되지 않음을 나타내는 비트 패턴을 항상 전송하는 것이 특히 유리하게 방지된다. 이는 종래 기술에서 구현되었지만 에너지 효율을 목표로 하지 않는다. 대응하는 종래 기술의 방법은 대응하는 주 네트워크로부터 제공된 고정(secured) 에너지 공급으로부터 시작된다.

그러나, 본 발명에 따르면, 통신 배열이 예를 들어 전기 자동차에 사용될 수있는 것이 특히 유리하다. 빈 프레임, 다시 말해 페이로드 데이터가 전송되지 않음을 나타내는 비트 패턴을 억제함으로써, 본 발명에 따르면, 전기 자동차의 주행 범위는 부정적인 영향을 받지 않는 것이 달성된다.

본 발명의 하나의 양태에서, 제어 명령은 추가 정보 없이 명확하게 코딩되거나, 또는 파라미터는 추가 정보를 사용하여 모호하게 코딩된 제어 명령을 명확하게 코딩하도록 설정된다. 이는 각각의 경우 제어 명령의 명확한 코딩이 달성되고, 제어 명령이 그 자신의 권리에서 명확하게 코딩되거나, 또는 상기 제어 명령은 초기 또는 예비적으로 모호하게 코딩되고 파라미터를 사용하여 모호하지 않은 코딩에 대한 부가 정보가 제공된다는 이점을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따르면 서로 명확하게 코딩되지 않은 카테고리의 제어 명령을 생성하는 것이 가능하다. 이를 위해, 모호하게 지정된 제어 명령과 협력하여 상기 제어 명령을 명확하게 지정하는 추가 정보가 파라미터 필드에 코딩된다. 따라서, 제어 명령 그룹이 동일한 비트 시퀀스를 갖는 것이 가능하고, 이 모호한 비트 시퀀스에 대해 파라미터가 제공되고, 그 후 모호한 코딩과 협력하여 각 제어 명령을 명확하게 지정한다. 일반적으로, 각각의 제어 명령은, 예를 들어 각 제어 명령이 넘버링 시스템 내에서 그 명확한 비트 시퀀스를 갖는 방식으로, 이를 명확하게 기술하는 비트 시퀀스를 할당 받는다. 따라서, 대응하는 비트 시퀀스 만이 전송되어야 하고, 통신 수신기는 어느 제어 명령이 수행되어야 하는지를 안다.

본 발명의 다른 양태에서, 동적 데이터 프레임 길이에 대해 전송될 각 비트가 페이로드 데이터를 코딩하거나, 정적 데이터 프레임 길이에 대해 통신 배열의 모든 가능한 비트 점유가 오버행이 없이 코딩될 수 있다면, 데이터 프레임은 최소 길이이다. 이는 동적, 다시 말하면 유연한 데이터 프레임 길이 및 고정된 데이터 프레임 길이가 모두 지원될 수 있다는 이점이 있다. 동적 데이터 프레임 길이의 경우 실제로 필요한 만큼의 비트만 전송된다. 정적 데이터 프레임 길이의 경우, 전체 데이터 프레임 길이는 최소 길이로 한 번 지정되며, 이 고정 데이터 프레임 길이가 항상 사용된다. 이와 관련하여 모든 제어 명령, 어드레스 및 파라미터를 지정하는 데 최대 몇 비트가 필요한지 테스트된다. 따라서 최소 프레임 길이가 설정되어 데이터 필드가 완전히 활용되지 않더라도 항상 사용된다. 여기서, 오버행은 존재하는 최대 가능한 데이터 점유에 사용되지 않는 적어도 1 비트를 의미하는 것으로 이해된다. 따라서, 데이터 프레임은 예를 들어 명령어를 위한 필드, 주소를 위한 필드 및 파라미터를 위한 필드를 포함한다. 이와 관련하여, 최대 제어 명령, 최대 어드레스 및 최대 파라미터가 각각 선택되고, 이어서 최대 가능한 데이터 프레임이 결정된다. 이 데이터 프레임은 추가 비트가 제공되지 않고 설정됩니다. 따라서 오버행이 방지된다.

본 발명의 다른 양태에서, 모호한 비트 점유는 할당을 사용하여 더 긴 길이의 모호하지 않은 비트 점유로 매핑된다. 이는 실제로 존재하는 통신 배열에 기초하여 예비적으로 모호한 비트 점유가 선택 될 수 있다는 이점을 갖는다. 이어서 비트 점유가 모호한 것이 발견되면, 비트 점유의 최소 길이가 현재 하드웨어 및 대응하는 제어 명령을 명확하게 코딩될 수 있도록 하는 요건을 고려하는 방식으로, 이러한 모호한 비트 점유는 명확한 비트 점유로 매핑되어야 한다. 따라서, 더 많은 양의 비트 시퀀스가 허용되지만, 명확한 비트 시퀀스를 생성하게 된다.

본 발명의 다른 양태에서, 데이터 프레임의 송신 사이에는, 명령 유닛과 LED 제어 유닛 사이의 통신 채널 상에 전압이 실질적으로 없다. 이는 빈 프레임이 방지되므로 LED 제어 장치의 상태 변경이 필요하지 않은 경우 전압이나 에너지가 사용되지 않는다는 이점이 있다.

따라서 실제로 통신이 진행중인 경우에만 전류가 흐른다. 따라서, 페이로드 데이터가 전송되고 있지 않음을 수신기에 표시하는 빈 프레임이 방지된다. 이는 본 발명에 따라 방지될 수 있으며, 특히 에너지 효율적인 방법 및 통신 배열이 제안된다. 이와 관련하여, 당업자는 "실질적으로"는 선택적인 특징으로 이해되어야 하며, 전압이 능동적으로 인가되지 않는 경우에도 바람직하지 않은 전압이 여전히 발생할 수 있음을 이해할 것이다.

본 발명의 다른 양태에서, 하향의 데이터 프레임은 상향의 데이터 프레임과 다르게 구성된다. 이는 통신 방향의 함수로서 데이터 프레임이 가능한 효율적으로 선택될 수 있고, 따라서 하향 방향으로의 데이터 프레임 길이가 상향 방향으로의 데이터 프레임 길이와 상이하게 선택될 수 있다는 이점을 갖는다. 따라서, 대응하는 데이터 프레임이 대응하는 요구사항을 고려할 수있는 방향의 함수로서 최적의 결과가 달성된다.

본 발명의 다른 양태에서, 상향 방향의 데이터 프레임은 하향 방향의 데이터 프레임보다 짧게 구성된다. 이는 LED의 애플리케이션 시나리오가 고려될 수 있다는 장점을 가지며, 예를 들어 하향 방향으로 LED의 컬러가 RBG 코드를 사용하여 설정 될수 있도록 한다. 본 발명에 따르면, 이는 상향 방향이 아닌 하향 방향에서만 발생된다. 따라서, 저장 영역이 여기에 저장 될 수 있고, 데이터 프레임은 하향 방향보다 더 효율적으로, 즉 더 짧게 만들어질 수 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 각각의 제어 명령은 4 또는 5 비트로 코딩된다. 이는 이 값 범위 내에서 각각의 제어 명령이 명확하게 지정될 수 있다는 장점을 가지며, 특히 최대 16개의 명령을 갖는 LED가 예를 들어 자동차의 애플리케이션 시나리오에서 통상적인 기능(function)이 구현될 수 있는 방식으로 어드레스될 수 있다는 놀랍게도 발견되었다. 그러므로, LED 제어 유닛에 의해 사용되는 전체 제어 명령 세트가 일반적으로 16개 명령을 초과하지 않기 때문에 4비트를 사용하는 것이 유리하다. 그러나,이 경우에, 파라미터가 또한 추가로 코딩될 수 있다. 그러나, 이와 관련하여, 명확한 비트 시퀀스를 생성하는 것이 항상 가능한 것은 아니며, 이 때문에 본 발명에 따라 5 비트를 사용하는 것이 특히 유리하다. 따라서, 4 비트로 코딩된 제어 명령은 5 비트로 코딩된 제어 명령으로 매핑된다. 이는 명확한 일련의 제어 명령을 초래하며, 특히 복수의 데이터 프레임이 함께 묶인 경우에 여전히 명확하다. 따라서, 이런 관점에서 특히 5 비트를 사용하는 것이 명확한 데이터 프레임 또는 명확한 제어 명령이 생성될 수 있고, 따라서 비트가 낭비되지 않아 유리하다. 따라서 제어 명령을 위한 필드의 최소 길이는 5 비트일 수 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 파라미터는 24 또는 30 비트로 코딩된다. 이는 RGB 값과 같은 긴 파라미터도 제안된 길이로 코딩될 수 있다는 장점이 있다. 일반적으로 컬러 코드에는 8 비트가 필요하므로 적색, 녹색 및 청색과 같은 3가지 컬러가 24 비트로 된다. 그러나, 3개의 값을 코딩하는 24 비트로부터 명확한 제어 명령 또는 명확한 데이터 프레임을 생성하는 것이 항상 가능한 것은 아니기 때문에, 4 비트가 5 비트로 맵핑되는 방식으로 30 비트가 사용된다. 따라서, 본 애플리케이션 시나리오에서 30 비트가 특히 유리하게 사용된다. 따라서 24 또는 30 비트는 대응하는 파라미터 필드의 최소 길이이다.

본 발명의 다른 양태에서, 명령 유닛 및 제어 유닛은 데이터 프레임 상으로의 전송을 보안하기 위해 스트링 테스트 정보로 설정된다. 이는 예를 들어 주기적 중복 테스트를 위한 CRC 코드가 데이터 프레임의 데이터 전송이 성공적이었는지 여부를 확립할 수 있는 장점을 가진다. 이와 관련하여, 체크섬은 일반적으로 데이터 전송에 결함이 있는지를 학립하는데 적합하다. 만약 그런 경우 데이터 프레임을 새로 전송될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 하향 방향의 데이터 프레임은 상향 방향의 데이터 프레임보다 25% 더 길게 만들어진다. 이는 개별 필드의 특히 유리한 코딩이 4 비트가 항상 5 비트로 매핑되는 방식으로 발생할 수 있다는 이점을 갖는다. 이로 인해 최소 길이의 데이터 프레임이 생성되지만 그럼에도 불구하고 명확하다.

이 목적은 LED 제어 유닛(CTRL)과의 통신하는 명령 유닛(BE)에 의해 달성되는데, LED 제어 유닛은 명령 유닛에 직렬로 연결되어 있고, 명령 유닛(BE)은 지원되는 명령 세트의 범위, LED 제어 유닛(CTRL)의 수 및 최소 길이의 사용된 파라미터의 함수(function)로서 데이터 프레임을 생성하고, 데이터 프레임 내에 명확하게 코딩된 제어 명령을 사용하여 통신을 동기화하도록 설정(setup)되고, 데이터 프레임의 송신 사이에 진행중인 동작(omgoing operation) 동안 신호를 전송하지 않도록 더 설정된다.

이 목적은 통신을 위해 명령 유닛(BE) 및 추가 LED 제어 유닛(CTRL)과 직렬로 결합될 수 있는 LED 제어 유닛에 의해 달성되고, LED 제어 유닛은 지원되는 명령 세트의 범위, LED 제어 유닛(CTRL)의 수 및 최소 길이의 사용된 파라미터의 함수(function)로서 데이터 프레임을 생성하고, 데이터 프레임 내에 명확하게 코딩된 제어 명령을 사용하여 통신을 동기화하도록 설정(setup)되고, 데이터 프레임의 송신 사이에 진행중인 동작(omgoing operation) 동안 신호를 전송하지 않도록 더 설정된다.

본 목적은 대응하는 통신 배열과 유사하게 구성된 데이터 프레임의 에너지 효율적인 교환을 위한 통신 방법에 의해 달성된다.

본 발명의 목적은 컴퓨터상에서 실행될 때 또는 제안된 통신 배열을 동작 시키거나 명령 유닛 및/또는 LED 제어 유닛을 동작시키는 방법을 수행하는 제어 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 통신 배열이 통신 방법을 수행하도록 설정되거나, 통신 방법이 통신 배열을 동작시키도록 설정되는 것이 특히 유리하다. 본 발명에 따르면, 제안된 명령 유닛 및 제안된 LED 제어 유닛은 통신 배열에 사용될 수 있거나 이들 유닛은 통신 방법을 적어도 부분적으로 작동시킬 수 있다. 따라서, 방법 단계들과 유사하게 적용될 수 있는 구조적 특징들이 제안된다. 또한, 방법 단계는 구조적 특징을 사용하여 모방될 수 있다.

본 발명에 따르면 전술한 목적이 달성될 수 있다.

추가의 유리한 실시예가 첨부 도면을 통해보다 상세하게 설명된다 :
도 1은 본 발명의 출발점으로서 공지된 애플리케이션 시나리오를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 하나의 양태에 따른 하향 방향의 예시적인 데이터 프레임을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 하나의 양태에 따른 상향 방향의 예시적인 데이터 프레임을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 이점에 따라 달성될 수 있는 측정 결과를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 하나의 양태에 따른 데이터 필드를 포함하는 데이터 프레임을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 하나의 양태에 따른 통신 방법의 개략적인 흐름도이다.

도 1은 예를 들어 본 발명의 기초를 형성할 수 있는 것과 같은 통신 배열을 도시한다. 이러한 유형의 통신 배열은 이미 공지되어 있으며, 이 통신 배열은 본 발명에 따른 통신 배열에 대응하는 방식으로 낮은 기술 복잡도로 적응가능하다. 이와 관련하여, 특히 데이터 프레임은 본 발명에 따라 제안된 것과 동일한 방식으로 구성되어야 한다. 또한, 종래의 방법에서 제안된 바와 같이, 빈 프레임이 전송되지 않는 것이 보장되어야 한다. 일반적으로, 본 발명에 따르면, 추가의 구성요소가 제공되어야 하지만, 본 발명에 따르면 명확한 제어 명령이 전송되기 때문에 통신을 동기화하기 위한 회로가 생략될 수 있다.

도 1에서, 마이크로 컨트롤러가 좌측에 도시되어 있고, 명령 유닛(BE)의 형태일 수 있다. 마이크로 컨트롤러의 우측에는 LED 제어 유닛(CTRL)이 연결되어 개별 LED를 작동시킨다. 개별 LED는 상측에 배치되고, 예를 들어 개별 LED 유닛을 사용하여 적색 R 광, 녹색 G 광 및 청색 B 광의, 특정 색조의 혼합비를 생성할 수 있다. 또한, 도 1에서, 제어 유닛은 명령 유닛이 좌측에 제공되고 추가로 제어 유닛이 우측에 배치되는 방식으로 직렬로 연결되어 모든 구성요소들이 직렬로 연결되는 것이 보여진다. 이는 적어도 하나의 통신 채널을 사용하여 발생한다. 이와 관련하여, 명령 유닛은 대응하는 데이터 프레임을 생성하고 이를 제어 유닛으로 전달하도록 설정된다. 개별 제어 유닛(CTRL)은 차례로 자신의 데이터 프레임을 생성하거나 수신된 데이터 프레임을 전달한다. 따라서 데이터 구성 요소는 개별 구성 요소 사이에서 교환된다. 이와 관련하여, 교환은 데이터 프레임의 전송에 기초한다.

명령 유닛(BE) 및 제어 유닛(CTRL)은 모두 특정 명령 세트를 지원하며, 예를 들어 컬러 값의 전송을 명령하는 명령을 포함한다. 따라서, 명령 유닛은 특정 어드레스, 즉 특정 LED 또는 제어 유닛에 대해 특정 컬러 값이 설정되어지는 명령을 출력할 수 있다. 컬러 값은 적색, 녹색 및 청색을 혼합하여 생성되기 때문에 파라미터는 예를 들어 3바이트, 즉 24 비트를 사용하여 전송할 수 있다. 각각의 경우에 이들 8 비트는 잠재적으로 명확하게 코딩될 수 없기 때문에, 각각의 경우에 이들 8 비트는 10 비트로 매핑되는데, 이는 명확한 비트 시퀀스를 초래하기 위함이다. 따라서, 데이터 프레임 내에 3 개의 필드, 즉 명령 필드, 어드레스 필드 및 파라미터 필드가 전송된다.

명령 필드는 예를 들어 여러 명령을 지정하는 비트 시퀀스를 가질 수 있다. 여기에서 이 명령은 LED의 해당 믹싱 값을 설정한다. 또한, 직렬로 연결된 LED들 또는 LED들 중 어느 것이 어드레싱될 것인지를 지정하는 어드레스 필드가 제공될 수 있다. 이와 관련하여, 제어 유닛은 항상 직접적으로 어드레스되고 이어서 LED를 설정한다. 또한, 특정 컬러 값을 지정하는 파라미터 필드가 제공될 수 있다.

도 2는 다운 스트림으로 송신되는 대응하는 프레임을 나타낸다. 본 발명에서, 종래와 같이, 명령 유닛(BE)으로부터 현재 우측으로 진행하는 방향은 하향 방향이고, 제어 유닛(CTRL)으로부터 명령 유닛(BE)을 향해 진행하는 방향은 상향 방향인 것으로 가정한다. 따라서, 도 1은 좌측에서 우측으로 하향 방향 및 우측에서 좌측으로 상향 방향을 갖는다. 따라서, 도 2는 현재의 도 1에서 데이터 프레임의 최소 길이에 대한 예시적인 값과 함께, 좌측에서 우측으로 전송되는 데이터 프레임을 나타낸다. 현재, 예를 들어, 명령에 대해 4 비트, LED 어드레스 또는 제어 유닛의 어드레스에 대해 12 비트, 파라미터 또는 데이터에 대해 24 비트, 및 부가적으로는 체크섬에 대해 8 비트가 제공된다.

그러나, 본 발명에 따르면, 4 비트가 명확하게 코딩될 수 없기 때문에, 이들 4 비트는 4 비트의 각각의 비트 시퀀스에 5 비트의 비트 시퀀스가 할당되는 방식으로 5 비트로 확장된다. 본 발명에 따르면, 이는 통신 배열이 작동되기 전에 제공되는 테이블을 사용하여 이루어진다. 이 테이블은 경험적으로 결정되거나 계산될 수도 있다.

본 발명에 따르면 16개의 제어 명령은 충분하기 때문에, 5 비트로 확장된 4 비트의 필드 길이가 이러한 목적으로 제안된다. 따라서 좌측 값 열(column)은 순(net) 데이터 레이트이고 우측 값 열은 총(gross) 데이터 레이트이다. 따라서, 12 비트는 15 비트, 24 비트는 30 비트, 8 비트는 10 비트로 확장된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 16개의 제어 명령에 대해, 4,096개의 제어 비트, 3 바이트의 컬러 값 및 8 비트의 체크섬, 각각 5, 15, 30 및 10 비트의 필드 길이가 설정된다. 또한 60 비트의 최소 데이터 프레임 길이가 된다. 따라서, 제어 명령의 명확한 코딩이 여전히 가능한 데이터 프레임의 최소 길이가 계산되었다.

이러한 관점에서, 대응하는 데이터 프레임이 추가 정보를 코딩하는 추가 필드를 선택적으로 포함할 수 있음을 표에서 보여진다.

도 3은 상향 방향으로 전송되는 데이터 프레임을 나타낸다. 이와 관련하여, 본 발명에 따르면, LED의 컬러 값이 전송될 필요가 없으므로 데이터 프레임 길이가 더 낮게 설정될 수 있다. 이들 파라미터 값은 상향 방향으로 저장될 수 있는 가장 긴 파라미터 값이다. 동일하게, 상향 방향은 일반적으로 단지 LED의 상태 정보를 판독하는 것을 포함하기 때문에, 상향 방향으로 명령이 전송될 필요가 없다. 따라서, 제어 명령에 대해 대응하는 필드는 0 비트일 수있다. 따라서, 체크섬이 전체적으로 단축될 수도 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 각 방향에 대해 최소 데이터 프레임 길이가 선택 될 수 있고, 따라서 효율적이고 저-전류 통신이 전체적으로 가능하다는 이점이 발생함을 명백히 알 수 있다. 짧은 비트 시퀀스의 결과로서, 제안된 통신 배열은 추가로 특히 내결함성(fault-proof)을 가진다.

도 4는 본 발명에 따라 달성될 수 있는 대응하는 데이터 레이트를 나타낸다. 따라서, 좌측 열에는 제어 장치 수가 표시되고 중앙 열에는 시간 값이 표시되고 우측 열에는 시간 단위가 표시된다. 따라서, 예를 들어 4,096개의 제어 유닛, 즉 4,096개의 LED에 대해 215ms의 업데이트 속도가 달성될 수 있다는 이점을 가진다. 따라서, 147ms의 판독 시간이 달성될 수 있다.

도 5는 다양한 데이터 필드를 갖는 데이터 프레임을 나타낸다. 본 발명에 따르면, 제2 행(row)은 제어 필드를 위한 좌측 필드가 제공되고, 이어서 우측에 어드레스 필드가, 이어서 우측에 파라미터 필드 또는 데이터 필드 및 테스트 정보를 위한 추가의 필드가 제공되는 것을 보여준다. 본 발명에 따르면, 특히 개별 필드들을 합산이 실제로는 전체로서 데이터 프레임의 최소 길이로 되는 방식으로 개별 필드들이 각각 최소 길이로 구성되는 이점이 있다. 이러한 관점에서, 비트 시퀀스의 최소 길이에도 불구하고, 제어 명령을 명확하게 코딩하는 것이 가능하다. 이는 연속적인 데이터 프레임에서 제공된 정보가 항상 명확해지는 것을 보장한다. 이는 명확한 제어 명령을 사용하여 동기화가 이루어지므로 하드웨어 지출이 방지된다.

도 6은 명령 유닛과 LED 제어 유닛이 직렬로 연결된, 명령 유닛과 LED 제어 유닛 사이에서 데이터 프레임의 에너지 효율적인 교환을 위한 발명에 따른 통신 방법의 개략적인 흐름도이고, 명령 유닛과 LED 제어 유닛은 지원 명령 세트의 범위, LED 제어 유닛의 수 및 최소 길이의 사용된 파라미터의 기능으로서 100개의 데이터 프레임을 생성하도록 설정되며, 통신은 데이터 프레임에서 명확하게 코딩된 제어 명령을 사용하여 동기화되고(101); 또한, 데이터 프레임의 송신(102,104) 사이의 진행중인 오퍼레이션 동안 신호가 전송되지 않는다(103). 이와 관련하여, 당업자는 제안된 방법이 추가 방법 단계를 포함할 수 있으며, 특히 개별 방법 단계가 반복적으로 및/또는 다른 순서로 수행될 수 있음을 이해할 것이다.

명확한 코딩은 제어 명령과 연관되고, 선택적으로 모든 추가 데이터 필드와 관련된다. 따라서, 데이터 프레임은 지원 명령 세트의 범위, LED 제어 유닛의 수 및 최소 길이의 사용된 파라미터의 기능으로서 명확하게 코딩된다. 또한 선택적으로 개별 필드는 명확하게 코딩된다.

본 발명은 바람직하게는 전기 자동차에 사용된다. 따라서, 저 전류 흡수(uptake)는 차량의 주행 범위에 직접적인 영향을 미치므로 특히 유리하다.

컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터상에서 실행될 때 또는 제안된 통신 배열을 동작 시키거나 명령 유닛 및/또는 LED 제어 유닛을 동작시키는 방법을 수행하는 제어 명령을 포함한다. 이와 관련하여, 컴퓨터 프로그램 제품은 예를 들어 통신 배열에 설치된 모듈의 형태로 제공될 수있다. 이와 관련하여, 컴퓨터는 특히 마이크로 컨트롤러를 포함하는 배열을 포함하는 임의의 계산 유닛을 의미하는 것으로 이해된다. 본 발명에 따른 통신 방법은 또한 저장 매체 상에 제공되는 통신 프로토콜로서 제공될 수 있다.

Claims (15)

1. 명령 유닛(BE) 및 이에 직렬로 연결된 LED 제어 유닛(CTRL) 사이에서 데이터 프레임의 에너지 효율적인 교환을 위한 통신 배열(arrangement)에 있어서,
   명령 유닛(BE) 및 LED 제어 유닛(CTRL)은 지원되는 명령 세트의 범위, LED 제어 유닛(CTRL)의 수 및 최소 길이의 사용된 파라미터의 함수(function)로서 데이터 프레임을 생성하고, 데이터 프레임 내에 명확하게 코딩된 제어 명령을 사용하여 통신을 동기화하도록 설정(setup)되고, 데이터 프레임의 송신 사이에 진행중인 동작(omgoing operation) 동안 신호를 전송하지 않도록 더 설정되고,
   상기 데이터 프레임은, 동적 데이터 프레임 길이에 대해 전송될 각각의 비트가 페이로드(payload) 데이터를 코딩하거나, 정적 데이터 프레임 길이에 대해 통신 배열의 모든 가능한 비트 점유(occupancies)는 오버행 없이 코딩될 수 있는 경우, 최소 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 통신 배열.
   
2. 제1항에 있어서,
   제어 명령은 추가 정보없이 명확하게 코딩되고, 또는 파라미터는 추가 정보를 사용하여 모호하게 코딩된 제어 명령을 명확하게 코딩하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 통신 배열.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   모호한 비트 점유는 할당(allocation)을 사용하여 더 긴 길이의 명확한 비트 점유로 매핑되는 것을 특징으로하는 통신 배열.
   
4. 제1항에 있어서,
   데이터 프레임을 송신하는 사이에, 명령 유닛(BE)과 LED 제어 유닛(CTRL) 사이의 통신 채널 상에 전압이 실질적으로 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 통신 배열.
   
5. 제1항에 있어서,
   하향 방향의 데이터 프레임은 상향 방향의 데이터 프레임과 상이하게 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 배열.
   
6. 제5항에 있어서,
   상향 방향의 데이터 프레임은 하향 방향의 데이터 프레임보다 더 짧게 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 배열.
   
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제어 명령의 각각은 4 비트 또는 5 비트로 코딩되는 것을 특징으로 하는 통신 배열.
   
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 파라미터는 24 비트 또는 30 비트로 코딩되는 것을 특징으로 하는 통신 배열.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 명령 유닛(BE) 및 상기 제어 유닛(CTRL)은 상기 데이터 프레임으로의 전송을 보안(securing)하기 위해 테스트 정보를 스트링하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 통신 배열.
   
10. 제5항에 있어서,
    하향 방향의 데이터 프레임은 상향 방향의 데이터 프레임보다 25% 더 긴 것을 특징으로 하는 통신 배열.
    
11. LED 제어 유닛(CTRL)과의 통신하는 명령 유닛(BE)에 있어서 - LED 제어 유닛은 명령 유닛에 직렬로 연결되어 있음 - ;
    명령 유닛(BE)은 지원되는 명령 세트의 범위, LED 제어 유닛(CTRL)의 수 및 최소 길이의 사용된 파라미터의 함수(function)로서 데이터 프레임을 생성하고, 데이터 프레임 내에 명확하게 코딩된 제어 명령을 사용하여 통신을 동기화하도록 설정(setup)되고, 데이터 프레임의 송신 사이에 진행중인 동작(omgoing operation) 동안 신호를 전송하지 않도록 더 설정되고 상기 데이터 프레임은, 동적 데이터 프레임 길이에 대해 전송될 각각의 비트가 페이로드(payload) 데이터를 코딩하고 또는 통신 배열의 정적 데이터 프레임 길이에 대해 모든 가능한 비트 점유(occupancies)는 오버행 없이 코딩되는 최소 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 명령 유닛.
    
12. 통신을 위해 명령 유닛(BE) 및 추가 LED 제어 유닛(CTRL)과 직렬로 결합될 수 있는 LED 제어 유닛에 있어서,
    LED 제어 유닛은 지원되는 명령 세트의 범위, LED 제어 유닛(CTRL)의 수 및 최소 길이의 사용된 파라미터의 함수(function)로서 데이터 프레임을 생성하고, 데이터 프레임 내에 명확하게 코딩된 제어 명령을 사용하여 통신을 동기화하도록 설정(setup)되고, 데이터 프레임의 송신 사이에 진행중인 동작(omgoing operation) 동안 신호를 전송하지 않도록 더 설정되고 상기 데이터 프레임은, 동적 데이터 프레임 길이에 대해 전송될 각각의 비트가 페이로드(payload) 데이터를 코딩하고 또는 통신 배열의 정적 데이터 프레임 길이에 대해 모든 가능한 비트 점유(occupancies)는 오버행 없이 코딩되는 최소 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 LED 제어 유닛.
    
13. 명령 유닛(BE) 및 이에 직렬로 연결된 LED 제어 유닛(CTRL) 사이에서 데이터 프레임의 에너지 효율적인 교환을 위한 통신 방법에 있어서,
    명령 유닛(BE) 및 LED 제어 유닛(CTRL)은 지원되는 명령 세트의 범위, LED 제어 유닛(CTRL)의 수 및 최소 길이의 사용된 파라미터의 함수(function)로서 데이터 프레임을 생성하고(100), 데이터 프레임 내에 명확하게 코딩된 제어 명령을 사용하여 통신을 동기화하고(101), 데이터 프레임의 송신(102,104) 사이에 진행중인 동작(omgoing operation) 동안 신호를 전송하지 않고(103), 상기 데이터 프레임은, 동적 데이터 프레임 길이에 대해 전송될 각각의 비트가 페이로드(payload) 데이터를 코딩하고 또는 통신 배열의 정적 데이터 프레임 길이에 대해 모든 가능한 비트 점유(occupancies)는 오버행 없이 코딩되는 최소 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
    
14. 제13항에 따른 방법이 컴퓨터에서 실행될 때 수행되는 제어 명령을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램이 저장된 기록매체.
15. 삭제

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