KR102317086B1

KR102317086B1 - 컴퓨팅 장치 및 그 장치의 구동방법

Info

Publication number: KR102317086B1
Application number: KR1020210073459A
Authority: KR
Inventors: 서병찬
Original assignee: 서병찬
Priority date: 2021-06-07
Filing date: 2021-06-07
Publication date: 2021-10-25
Also published as: TWI769123B; EP4124927A1; US11347258B1; JP2022187465A; WO2022260223A1; JP7106180B1; CN116529692B; EP4124927A4; TW202248799A; CN116529692A

Abstract

본 발명은 컴퓨팅 장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨팅 장치는, 복수의 소자가 구성된 메인 보드를 포함하는 컴퓨팅 장치로서, 파워서플라이에서 제공된 전압을 복수의 소자에서 요구하는 서로 다른 크기의 전압으로 각각 변환하여 제공하는 복수의 리니어 레귤레이터를 포함하는 리니어 레귤레이터부, 및 복수의 소자의 동작 제어시 각각 사용하도록 서로 다른 주파수의 펨토급 클럭을 발생하는 복수의 펨토클럭 발생기를 포함하는 펨토클럭 발생부를 포함할 수 있다.

Description

컴퓨팅 장치 및 그 장치의 구동방법{Computing Device and Driving Method Thereof}

본 발명은 컴퓨팅 장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가령 기존의 컴퓨터 또는 서버 등의 컴퓨팅 장치는 노이즈가 많고 저품질 클럭이 사용되고 있어 고음질, 고화질, 고정밀성이 요구되는 사용개소에 부적합하므로 오디오용 뮤직서버 등을 위한 초저노이즈 및 초정밀 클럭의 사용이 가능한 컴퓨팅 장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것이다.

메인보드(mainboard), 마더보드(motherboard 또는 mobo), 주회로 기판(main circuit board), 주 기판(base board), 플레이너 보드(planar board) 또는 시스템 보드(system board)는 컴퓨터, 엘리베이터 등과 같은 전자적 장치에서 주회로가 내장된 보드이다. 컴퓨터와 같은 확장 가능한 전자기기에 쓰이는 필수 주요부품의 일종으로, 각종 케이블이나 배선을 통합하여 연결하는 회로와 입출력 포트가 설치되어 있는 전자기판이다. CPU나 램과 같은 시스템이 작동되기 위한 주요 부품 장착과 주변 장치를 연결할 수 있는 인터페이스를 제공하는 인쇄회로기판(PCB)을 의미한다. 애플의 매킨토시나 아이폰 등에서는 로직 보드(logic board)라는 이름으로 불리기도 한다.

PC용 마더보드는 주로 사운드 카드, 네트워크 카드를 내장하고 있는 경우가 많으며, 용도에 따라서는 CPU, 램, 저장장치까지 마더보드에 내장되어 있는 경우도 있다.

범용 컴퓨터용은 데스크톱 컴퓨터용 주요 부품의 대부분을 사용할 수 있도록 제작된 일반적인 형태의 기판으로 보통 메인보드라 하는 것은 이러한 제품을 뜻한다. 또한 특수 목적용은 특별한 용도를 위해 제작이 되는 기판으로 범용 목적의 기판과 달리 독자적인 구조를 갖고 있다. 노트북 컴퓨터, 게임기, 휴대전화 등이 이러한 메인보드를 사용한다.

그런데 최근들어 디지털 음악 재생 미디어의 변화(예: CD/DVD → 디지털 스트링 플레이)나 편리성 추구로 인한 뮤직서버의 수요가 발생하면서 기존의 오디오용 A/V 서버, 의료용 컴퓨터, 군사용 컴퓨터, 각종 정밀 제어용 컴퓨터(예: 3D 프린팅 등)의 경우 고화질, 고음질, 고정밀 제어 등이 매우 제한적이다.

다시 말해, 기존의 컴퓨터를 위의 환경을 위해 사용하는 경우 노이즈가 많고, 클럭(clock)의 품질이 저하되는 문제가 발생한다.

한국등록특허공보 제10-2212177호(2021.01.29) 한국등록특허공보 제10-0390690호(2003.06.27) 한국등록특허공보 제10-0676698호(2007.01.25) 한국등록특허공보 제10-1370351호(2014.02.27) 한국공개특허공보 제10-2008-0023544호(2008.03.14)

본 발명의 실시예는 가령 기존의 컴퓨터 또는 서버 등의 컴퓨팅 장치는 노이즈가 많고 저품질 클럭이 사용되고 있어 고음질, 고화질, 고정밀성이 요구되는 사용개소에 부적합하므로 오디오용 뮤직서버 등을 위한 초저노이즈 및 초정밀 클럭의 사용이 가능한 컴퓨팅 장치 및 그 장치의 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 컴퓨팅 장치는, 복수의 소자가 구성된 메인 보드를 포함하는 컴퓨팅 장치로서, 파워서플라이에서 제공된 전압을 상기 복수의 소자에서 요구하는 서로 다른 크기의 전압으로 각각 변환하여 제공하는 복수의 리니어(linear) 레귤레이터를 포함하는 리니어 레귤레이터부, 및 상기 복수의 소자의 동작 제어시 각각 사용하도록 서로 다른 주파수의 펨토(FEMTO)급 클럭을 발생하는 복수의 펨토클럭 발생기를 포함하는 펨토클럭 발생부를 포함한다.

상기 컴퓨팅 장치는 상기 복수의 리니어 레귤레이터 및 상기 복수의 펨토클럭 발생기의 구비에 따라 방열 기능의 팬(fan)은 미구성할 수 있다.

상기 복수의 리니어 레귤레이터는, 상기 메인 보드상에서 직렬 연결되며, 일측에서 타측으로 갈수록 상기 파워서플라이로부터 제공된 전압을 순차적으로 전압 강하하여 상기 복수의 소자로 각각 제공할 수 있다.

상기 복수의 펨토클럭 발생기는 상기 복수의 소자의 개수와 동일 개수로 구성되어 상기 복수의 소자에 일대일로 연결되어 동작할 수 있다.

상기 복수의 펨토클럭 발생기는 초당 100㎒ 이내의 범위에서 서로 다른 주파수의 클럭을 발생시킬 수 있다.

상기 복수의 펨토클럭 발생기는 상기 메인 보드상의 프로세서에 연결되며, 상기 프로세서는 상기 복수의 펨토클럭 발생기에서 각각 발생되는 펨토 클럭을 이용하여 상기 복수의 소자의 동작을 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 구동방법은, 복수의 소자가 구성된 메인 보드를 포함하는 컴퓨팅 장치의 구동방법으로서, 복수의 리니어 레귤레이터를 포함하는 리니어 레귤레이터부가, 파워서플라이에서 제공된 전압을 상기 복수의 소자에서 요구하는 서로 다른 크기의 전압으로 각각 변환하여 제공하는 단계, 및 복수의 펨토클럭 발생기를 포함하는 펨토클럭 발생부가, 상기 복수의 소자의 동작 제어시 각각 사용하도록 서로 다른 주파수의 펨토(FEMTO)급 클럭을 발생하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면 저노이즈로 인접 장비에 영향이 없으며, 고정밀 클럭으로 고화질, 고음질, 각종 제어분야에 활용시 정밀한 결과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 단순 오디오뿐만이 아닌 범용의 윈도우 OS를 활용할 수 있는 합리적 가격의 고음질 컴퓨터로 제작하여 보급이 가능할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 구조를 나타내는 도면,
도 2는 도 1의 마더 보드의 세부구조를 예시한 블록다이어그램,
도 3은 도 2의 레귤레이터부의 세부구조를 예시한 도면,
도 4는 도 2의 클럭발생부의 세부구조를 예시한 도면,
도 5는 기존의 전압 노이즈 및 지터 품질 개선을 설명하기 위한 도면, 그리고
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 컴퓨팅 장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 [0017] 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 구조를 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1의 마더 보드의 세부구조를 예시한 블록다이어그램이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는 가령 오디오용 A/V 서버, 의료용 컴퓨터, 미세 신호처리가 필요한 군사용 컴퓨터, 나아가 3D 프린팅과 같이 각종 정밀제어가 요구되는 컴퓨터에 사용되는 컴퓨팅 장치로서, 보호회로부(110), 전압공급부(120) 및 마더보드부(130)의 일부 또는 전부를 포함한다.

여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 보호회로부(110)나 전압공급부(120)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 도 1의 컴퓨팅 장치(100)가 구성되거나, 보호회로부(110)나 전압공급부(120)와 같은 일부 구성요소가 마더보드부(130)와 같은 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.

보호회로부(110)는 컴퓨팅 장치(100)를 구성하는 마더보드부(130)상의 다양한 전자부품들에 대한 전자파 장애 등의 방지를 위한 동작을 수행할 수 있으며, 또 보호회로부(110)는 전압공급부(120) 즉 본 발명의 실시예에 따른 리니어 파워서플라이에서 과전력, 과전류, 과전압 등의 문제가 발생하지 않도록 하거나 발생시에는 제품이나 회로 보호를 위한 동작을 수행할 수 있다. 대표적으로 공급되는 전원을 자동 차단하는 또는 일시적으로 차단하는 동작이 이에 해당할 수 있다. 보호회로부(110)는 다양한 형태로 구성되어 동작할 수 있으므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

전압공급부(120)는 가령 메인보드부(130)상에 구성되는 CPU, RAM, LAN 등 IC 칩의 형태로 구성되는 다양한 소자의 동작 전원, 또는 전원전압(Vcc)을 공급한다. 물론 해당 소자들은 사용하는 전원의 크기가 서로 다르다. 따라서 전압공급부(120)는 이러한 다양한 크기의 전압이 생성되어 사용될 수 있도록 구성된다. 무엇보다 본 발명의 실시예에서는 고음질, 고정밀 등의 효과를 요구하므로, 각 소자들로 전원 인가시 노이즈가 전달되지 않도록 하는 것이 무엇보다 중요하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 전압공급부(120)는 메인보드부(130)상에 구성되는 리니어 레귤레이터들에 연결되어 동작할 수 있다.

전압공급부(120)는 통상 220V의 상용전원을 제공받아 지정된 레벨의 DC 전압으로 변환한다. 이를 위한 전압공급부(120)는 정류기나 평활회로 등을 포함하여 DC-DC 컨버터 등을 포함할 수 있다. 이를 통해 메인보드부(130)상에 구성되는 소자의 전원전압 중 가장 레벨이 높은 전압을 생성하여 제공할 수 있다. 가령, 최대 크기의 전압이 DC 5V였다면, 5V 전압을 생성하여 제공할 수 있다. 물론 본 발명의 실시예에 따른 전압공급부(120)는 다양한 크기의 전압을 생성하여 병렬 구조의 형태로 레귤레이터에 연결되어 전압을 제공할 수도 있으므로, 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

마더보드부(130)는 메인보드부 또는 메인회로부 등 다양하게 명명될 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)를 동작시키는 CPU나 MPU, 나아가 GPU 등의 메인 회로를 구성하는 PCB 기판 등을 의미한다고 볼 수 있다. 물론 통신모듈이나 메모리 등의 그 주변회로들을 더 포함할 수 있다. 도 2에서는 메인 기판상에 (리니어) 레귤레이터부(200), IC칩 등의 복수의 소자(211 ~ 214), 그리고 (펨토)클럭발생부(220)가 구성되어 있는 것을 보여준다.

물론 도 2에서 볼 때, 레귤레이터부(200)는 도 1의 전압공급부(120)에 연결되어 전압을 공급받을 수 있다. 레귤레이터부(200)는 램(211), CPU(212), 랜(213) 등의 소자들로 서로 다른 레벨 즉 크기의 전압(예: 5V, 3.3V, 1.2V 등)을 각각 제공하기 위한 복수의 레귤레이터를 포함할 수 있다. 더 정확하게는 전원전압을 필요로 하는 모든 소자마다 각각 리니어 레귤레이터를 구성할 수 있다. 이를 통해 각 소자 가령 칩에서 필요한 극저노이즈의 전압(예: ＜1mv)으로 변환하여 제공할 수 있다. 가령 SMPS 레귤레이터의 경우는 스위칭소자의 스위칭 과정에서 노이즈가 다량 발생하여 상호 연결되는 장치 즉 소자들에 잡음을 전달할 수 있으므로 본 발명의 실시예에서는 바람직하지 않으며, 리니어 레귤레이터를 사용하는 것이 바람직하다.

물론 리니어 레귤레이터는 전압 강하 즉 직접적으로 전압을 떨어뜨리는 방식이며, DC-DC 컨버터의 일종이라고 볼 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 회로가 비교적 단순하고 노이즈가 적은 리니어 레귤레이터를 사용한다. 또한 복수의 리니어 레귤레이터들은 서로 직렬 연결되어 이전 리니어 레귤레이터에서 사용한 전압을 제공받아 전압을 강하는 등의 동작을 수행할 수 있다. 이를 통해 초저노이즈를 달성함으로써 가령 SMPS를 사용한 컴퓨터와 비교시 잡음이 100배 이상 감소하여 외부 장비에 영향을 최소화함으로써 오디오, 의료, 군사, 정밀제어 등의 예민한 신호를 다루는 곳에 유리하게 적용할 수 있다. 물론 본 발명의 실시예에서는 뮤직 서버 등에 적용시 매우 유용할 수 있다. 리니어 레귤레이터와 관련한 내용은 이후에 좀더 다루기로 한다.

또한, 복수의 소자(211 ~ 214)는 메인보드부(130)를 구성하는 메인기판상에 IC 칩의 형태로 구성되는 다양한 소자를 포함할 수 있다. 각각의 소자(211 ~ 214)들은 소자의 동작을 위하여 전원전압(Vcc) 혹은 바이어스 전압을 요구하며, 따라서 리니어 레귤레이터로부터 저노이즈의 전압을 제공받음으로써 노이즈가 적은 정밀 동작을 수행할 수 있는 것이다.

메인보드부(130)는 램(211), 랜(213), USB(214)의 소자에 대한 전반적인 제어 동작을 수행하는 CPU(212), 혹은 MPU나 GPU 등의 프로세서를 포함한다. 예를 들어, CPU(212)는 랜(213)이나, USB(214) 등을 통해 제공되는 데이터를 램(211)에 임시 저장한 후 불러내어 데이터 처리 동작을 수행할 수 있다. 또한, CPU(212)는 레귤레이터부(200)를 통해 제공되는 전압이 각각의 소자(211 ~ 214)로 제공되도록 제어 동작을 수행할 수도 있다. 또한, CPU(212) 즉 제어부는 클럭발생부(220)에서 발생된 클럭신호를 이용하여 각 소자(211 ~ 214)의 동기화 등의 동작시 이용할 수 있다. 다시 말해, 발생된 클럭신호를 이용하여 각 소자(211 ~ 214)의 동기화 동작시 이용할 수 있다.

나아가, 메인보드부(130)는 클럭발생을 위한 클럭발생부(220)를 포함한다. 클럭발생부(220)는 본 발명의 실시예에 따라 초정밀 클럭을 발생시키기 위한 펨토급 클럭을 생성한다. 그러한 클럭을 발생시키는 클럭발생기 가령 오실레이터를 포함할 수 있다. 펨토급 클럭은 초당 500㎒ 이하의 주파수를 갖는 것을 의미할 수 있지만, 본 발명의 실시예에서는 100㎒ 이하의 범위에서 서로 다른 주파수를 이용할 수 있다. 클럭발생부(220)는 가령 크리스탈(Crystal) 클럭 대비 최소 1000배 이상의 정밀한 클럭을 사용함으로써 고화질, 고음질, 고정밀 제어 등을 달성할 수 있다. 물론 클럭발생부(220)부에서 생성된 클럭은 각각의 소자(211 ~ 214)의 동작을 제어하기 위해 이용될 수 있으며, 이를 위하여 클럭발생부(220)는 다양한 주파수를 갖는 클럭을 생성할 수 있다. 이를 위하여 복수의 소자(211 ~ 214)의 개수에 대비되는 수만큼의 클럭발생기 혹은 오실레이터를 구성할 수 있다. 물론 본 발명의 실시예에서는 이러한 클럭발생기의 경우에는 리니어 형태로 구성함으로써 고주파의 클럭을 저주파의 클럭으로 순차적으로 변환하여 사용하는 형태로 구성할 수 있다. 주파수 체배기의 경우에는 주파수를 2배, 3배로 증가시키는 것이지만, 증가시키든 감소시키든 다양한 형태로 사용될 수 있다. 자세한 구성은 이후에 좀더 다루기로 한다.

상기의 구성 결과, 본 발명의 실시예는 가령 크리스탈 클럭 대비 지터 즉 지연 품질이 높은 클럭을 각 소자(212 ~ 214)에 공급 혹은 사용할 수 있어, 장치의 초정밀 제어 등이 가능할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예는 도 1의 컴퓨터 장치(100)의 구성시 각각 소자(212 ~ 214)에 대응되는 리니어 레귤레이터를 구성함으로써 레귤레이터 등에서의 발열을 줄이기 위한 쿨러 등의 수단이 불필요할 수 있다. 통상 리니어 레귤레이터의 경우에는 방열판을 달아 열을 식혀 줄 수도 있고, 또 종래에는 팬(fan)을 구성하여 외부로 열을 배출하고 있지만, 이러한 구성이 불필요할 수 있을 것이다.

도 3은 도 2의 레귤레이터부의 세부구조를 예시한 도면이고, 도 4는 도 2의 클럭발생부의 세부구조를 예시한 도면이며, 도 5는 기존의 전압 노이즈 및 지터 품질 개선을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에서 볼 때, 도 2의 레귤레이터부(200)는 복수의 리니어 레귤레이터를 포함하며, 각각의 리니어 레귤레이터는 소자부(210)를 구성하는 각 소자(211 ~ 214)에 각각 연결되어 구성된다.

또한, 복수의 리니어 레귤레이터들간에도 서로 직렬 연결되어 선형 즉 선의 형태로 구성되어 있다. 이러한 구성은 최대 전압을 전압공급부(120)로부터 제공받은 제1 리니어 레귤레이터가, 입력받은 전압을 안정화시켜 즉 노이즈를 제거하여 그에 연결되는 소자(CHIP #N)로 전압을 공급하고, 또는 제1 리니어 레귤레이터에 연결되어 있는 제2 리니어 레귤레이터는 제1 리니어 레귤레이터의 전압을 강하시켜 자신에 연결되어 있는 소자(CHIP #3)로 안정된 전압을 제공한다. 물론 본 발명의 실시예에서는 노이즈가 섞인 전압에서 노이즈를 제거한다기보다는 노이즈 없는 전압을 생성해 제공한다는 것이 오히려 바람직할 수 있다. 이와 같이 리니어 형태로 구성함으로써 전압 강하시에 발생되는 전력 소모, 또 그에 따른 발열을 줄이는 데에 유용할 수 있다. 예를 들어, 5V의 전압을 3.3V로 강하할 때와 1.2V로 바로 강하할 때의 에너지 즉 전력 소모량을 상이할 수 있다. 따라서, 그에 따라 발열이 심하게 발생할 수 있으며, 그러한 면에서 도 3에서와 같이 순차적으로 전하 강하 즉 강압 동작이 이루어지도록 구성하는 것이 바람직하다.

물론 이러한 복수의 리니어 레귤레이터에서의 신호는 도 2의 CPU(212)로 제공되어 감시 동작이 이루어질 수도 있으므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 반대로 CPU(212)는 각각 리니어 레귤레이터에 연결되어 동작을 제어하는 것도 얼마든지 가능할 수 있을 것이다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 도 2의 클럭발생부(220)는 복수의 클럭발생기를 포함할 수 있으며, 각각의 클럭발생기는 복수의 소자(211 ~ 214))에 각각 연결되어 동작할 수 있다.

복수의 클럭발생기는 펨토급(예: ＜500 femto sec)의 클럭을 발생시키는 클럭발생기가 바람직하며 발진기 즉 오실레이터를 포함할 수 있다. 물론 복수의 클럭발생기는 도 2의 CPU(212)의 제어하에 동작할 수 있으며, CPU(212)는 각각의 클럭발생기의 제어 동작을 수행할 수 있다. 각각의 클럭발생기 즉 펨토클럭 발생기는 10㎒ ~ 100㎒의 범위에서 다양한 주파수 대역의 펨토 클럭을 생성하여 각 소자(211 ~ 214)의 동작을 위해 사용할 수 있다. 도 3에서 복수의 리니어 레귤레이터들은 서로 직렬 연결되는 것과 다르게 복수의 펨토클럭 발생기는 직렬 연결되지 않을 수 있지만, 그것에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

상기와 같은 구성에 따라 펨토급 클럭을 사용하여 지터품질이 아주 높은 클럭을 공급함으로써 오디오, 의료, 군사 분야 등에서 고화질, 고음질, 고정밀 제어 등의 목적을 달성할 수 있게 된다.

다시 말해, 본 발명의 실시예는 디지털 음악 재생 미디어의 변화에 따른 뮤직서버의 수요에 유연하게 대응할 수 있고, 또 기존 컴퓨터의 노이즈와 낮은 품질의 클럭으로 인한 음질 열화, 컴퓨터와 네트워크간 플레이시 음질 열화 등의 문제를 개선할 수 있을 것이다.

컴퓨터는 기본적으로 비트 퍼펙트(bit perfect)이지만, 실시간 수행하는 작업시 전원의 품질과 클럭의 품질이 수행 작업에 영향을 주므로 매우 중요한 요소이다. 따라서, 본 발명의 실시예는 이러한 중요한 요소를 개선한다고 볼 수 있다. 여기서 비트 퍼펙트는 가령 음원의 비트깊이/샘플링레이트와 출력하는 기기(예: 사운드 카드 또는 DAC)의 비트깊이/샘플링레이트가 동일하도록 재생하는 기법을 의미하며, 음악 감상에 있어, 음질을 향상시키기 위해 사용하는 기법 중 하나이다.

도 5의 (a)는 도 3의 리니어 레귤레이터의 잡음과 일반 SMPS 레귤레이터 잡음을 서로 비교하려는 것으로서, 도 5의 (a)에서와 같이 일반 SMPS 레귤레이터 잡업은 16.8mV이나 본 발명의 실시예에 따른 리니어 레귤레이터는 0.1mV 이하로 반영하려는 것을 보여주고 있다.

또한, 도 5의 (b)는 클럭에 따른 파형 왜곡 즉 지터를 비교하려는 것으로서, 도 5의 (b)에서와 같이 일반 크리스탈 클럭을 사용하는 경우에는 지터 즉 클럭의 지연이 발생할 수 있다. 물론 이러한 문제로 인해 정확한 동기화가 이루어지지 않을 수도 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 고정밀 펨토 클럭을 사용하고 이를 위하여 각 소자(211 ~ 214)에 대응되는 각각의 펨토클럭 발생기를 구성함으로써 지터의 발생을 개선할 수 있게 된다. 여기서, 지터는 신호가 기준점보다 얼마나 빨리 혹은 늦게 나타나는가를 표현하는 값으로서 이상적인 에지 포인터와 실제 측정된 파형과의 차이를 나타낸다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 컴퓨팅 장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.

설명의 편의상 도 6을 도 1과 함께 참조하면, 도 1의 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 리니어 레귤레이터를 포함하는 리니어 레귤레이터부가, 파워서플라이에서 제공된 전압을 복수의 소자에서 요구하는 서로 다른 크기의 전압으로 각각 변환하여 제공한다(S600). 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)에서 사용하는 서로 다른 크기의 전압의 개수가 10개이면, 복수의 리니어 레귤레이터는 10개가 구성될 수 있다. 또는 복수의 리니어 레귤레이터는 메인 보드상에 구성되어 전원전압(Vcc)을 이용하는 IC 칩 등의 소자가 10개인 경우 그에 상응하여 10개의 리니어 레귤레이터를 구성할 수 있다. 물론 위의 구성에서 복수의 소자가 동일 크기의 전압을 사용하는 경우에는 공통 연결을 통해 사용되도록 리니어 레귤레이터를 구성할 수 있으며, 서로 다른 리니어 레귤레이터를 사용하도록 구성할 수도 있다. 이는 시스템 설계자의 의도에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있는 것이므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

또한, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 펨토클럭 발생기를 포함하는 펨토클럭 발생부가, 복수의 소자의 동작 제어시 각각 사용하도록 서로 다른 주파수의 펨토(FEMTO)급 클럭을 발생한다(S610). 예를 들어, 각 소자로 제공되는 클럭은 동기화를 위해 사용될 수 있으며, 동기화는 정밀 제어를 위해 반드시 요구될 수 있을 것이다.

상기한 내용 이외에도 도 1의 컴퓨팅 장치(100)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.

한편, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.

여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 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 이해되어서는 안 될 것이다.

110: 보호회로부 120: 전압공급부
130: 마더보드부 200: (리니어) 레귤레이터부
210: 소자부 220: (펨토)클럭발생부

Claims

복수의 소자가 구성된 메인 보드를 포함하는 컴퓨팅 장치로서,
파워서플라이에서 제공된 전압을 상기 복수의 소자에서 요구하는 서로 다른 크기의 전압으로 각각 변환하여 제공하는 복수의 리니어(linear) 레귤레이터를 포함하는 리니어 레귤레이터부; 및
상기 복수의 소자의 동작 제어시 각각 사용하도록 서로 다른 주파수의 펨토(FEMTO)급 클럭을 발생하는 복수의 펨토클럭 발생기를 포함하는 펨토클럭 발생부;를 포함하되,
상기 복수의 펨토클럭 발생기는 상기 메인 보드상의 프로세서에 연결되며,
상기 프로세서는 상기 복수의 펨토클럭 발생기에서 각각 발생되는 펨토 클럭을 이용하여 상기 복수의 소자의 동작을 제어하는 컴퓨팅장치.
제1항에 있어서,
상기 컴퓨팅 장치는 상기 복수의 리니어 레귤레이터 및 상기 복수의 펨토클럭 발생기의 구비에 따라 방열 기능의 팬(fan)은 미구성하는 컴퓨팅장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 리니어 레귤레이터는, 상기 메인 보드상에서 직렬 연결되며, 일측에서 타측으로 갈수록 상기 파워서플라이로부터 제공된 전압을 순차적으로 전압 강하하여 상기 복수의 소자로 각각 제공하는 컴퓨팅장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 펨토클럭 발생기는 상기 복수의 소자의 개수와 동일 개수로 구성되어 상기 복수의 소자에 일대일로 연결되어 동작하는 컴퓨팅장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 펨토클럭 발생기는 초당 100㎒ 이내의 범위에서 서로 다른 주파수의 클럭을 발생시키는 컴퓨팅장치.
삭제
복수의 소자가 구성된 메인 보드를 포함하는 컴퓨팅 장치의 구동방법으로서,
복수의 리니어 레귤레이터를 포함하는 리니어 레귤레이터부가, 파워서플라이에서 제공된 전압을 상기 복수의 소자에서 요구하는 서로 다른 크기의 전압으로 각각 변환하여 제공하는 단계; 및
복수의 펨토클럭 발생기를 포함하는 펨토클럭 발생부가, 상기 복수의 소자의 동작 제어시 각각 사용하도록 서로 다른 주파수의 펨토(FEMTO)급 클럭을 발생하는 단계;를 포함하되,
상기 복수의 펨토클럭 발생기는 상기 메인 보드상의 프로세서에 연결되며,
상기 프로세서는 상기 복수의 펨토클럭 발생기에서 각각 발생되는 펨토 클럭을 이용하여 상기 복수의 소자의 동작을 제어하는 컴퓨팅 장치의 구동방법.