KR102356703B1 - 수분 인식 시스템, 이를 포함하는 전자 장치 및 그 수분 인식 방법 - Google Patents

수분 인식 시스템, 이를 포함하는 전자 장치 및 그 수분 인식 방법 Download PDF

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Abstract

수분 인식 시스템, 이를 포함하는 전자 장치 및 그 수분 인식 방법이 개시된다. 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 전자 장치는, 외부의 케이블과 연결되고 다수의 핀들을 포함하는 커넥터와, 상기 다수의 핀들 중 하나 이상의 제1 핀에 연결되고, 상기 제1 핀의 저항에 기반하여 상기 커넥터에 수분이 존재하는지를 검출하여 제1 검출 결과를 발생하는 제1 수분 검출 회로 및 상기 다수의 핀들 중 하나 이상의 제2 핀에 연결되고, 상기 제1 검출 결과가 수분의 존재를 나타낼 때 수분 검출 모드로 진입하며, 상기 수분 검출 모드에서 상기 제2 핀의 저항에 기반하여 상기 커넥터에 수분이 존재하는지를 검출하는 제2 수분 검출 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

수분 인식 시스템, 이를 포함하는 전자 장치 및 그 수분 인식 방법{Water sensing system, electronic device and Water sensing system}
본 개시의 기술적 사상은 수분 인식 기능을 포함하는 전자 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 수분 인식 시스템, 이를 포함하는 전자 장치 및 그 수분 인식 방법에 관한 것이다.
커넥터의 부식을 방지를 하기 위해서는 커넥터 내부에 수분이 유입되었을 때 수분 인식을 정확하게 판단할 필요가 있다. 또한 수분이 유입된 상태에서 수분이 건조되었을 때 또한 정확하게 판단할 필요가 있다. 그 이유는 수분이 유입된 상황에서 커넥터를 통해 전류가 흐르는 경우에는 해당 핀들이 부식될 수 있기 때문이다.
따라서, 커넥터가 채용된 전자 장치는 커넥터에 수분이 유입된 상황 및 건조된 상황을 정확히 판단함으로써 핀들이 부식되는 것을 방지할 필요가 있으나, 커넥터의 물리적 손상 및 다양한 요인들로 인해 수분 유입 및 건조 상황을 판단하는 정확도가 낮아질 수 있는 문제가 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하려는 과제는, 수분이 유입된 상황 및 건조된 상황을 정확히 판별함으로써 커넥터의 부식을 방지하는 수분 인식 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 전자 장치는, 외부의 케이블과 연결되고 다수의 핀들을 포함하는 커넥터와, 상기 다수의 핀들 중 하나 이상의 제1 핀에 연결되고, 상기 제1 핀의 저항에 기반하여 상기 커넥터에 수분이 존재하는지를 검출하여 제1 검출 결과를 발생하는 제1 수분 검출 회로 및 상기 다수의 핀들 중 하나 이상의 제2 핀에 연결되고, 상기 제1 검출 결과가 수분의 존재를 나타낼 때 수분 검출 모드로 진입하며, 상기 수분 검출 모드에서 상기 제2 핀의 저항에 기반하여 상기 커넥터에 수분이 존재하는지를 검출하는 제2 수분 검출 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 전자 장치의 수분 인식 방법은, 다수의 핀들을 포함하는 커넥터의 제1 핀으로부터 검출된 저항값을 기초로 하여, 상기 커넥터에 수분이 존재하는지를 제1 집적 회로에 의해 제1 검출하는 단계와, 상기 제1 검출하는 단계에서 수분이 존재하는 것으로 검출되었을 때, 상기 커넥터의 제2 핀으로부터 검출된 저항값을 기초로 하여, 상기 커넥터에 수분이 존재하는지를 제2 집적 회로에 의해 제2 검출하는 단계 및 상기 제1 및 제2 검출하는 단계에서 모두 수분이 존재하는 것으로 검출되었을 때, 상기 커넥터에 수분이 존재함을 나타내는 제1 인식 결과를 생성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 수분 인식 시스템에 있어서, 수분 인식 시스템은 USB 타입 C 인터페이스에서 정의된 커넥터의 CC(configuration channel)1 핀 및 CC2 핀에 연결된 CC 집적 회로(CCIC)를 구비하고, 상기 CC 집적 회로는, 상기 커넥터의 제1 핀을 통한 제1 수분 검출 결과를 외부로부터 수신하고, 상기 제1 수분 검출 결과에 기반하여 상기 CC 집적 회로가 수분 검출 모드로 진입하도록 제어하는 모드 제어기와, 상기 수분 검출 모드에서 상기 커넥터의 제2 핀을 통해 상기 커넥터에 수분이 존재하는지를 검출하는 수분 검출 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기술적 사상의 수분 인식 시스템, 이를 포함하는 전자 장치 및 그 수분 인식 방법에 따르면, 수분 인식 및 건조 인식의 정확도를 향상할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 제1 수분 검출 회로의 일 구현 예를 나타내는 블록도이다.
도 3a,b 도 1의 제2 수분 검출 회로의 일 구현 예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에서의 커넥터가 USB Type-C 구조의 커넥터에 적용된 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 수분 검출을 위해 선택되는 제1 핀 및 제2 핀의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 인식 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 7 내지 도 9은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 수분 인식 및 건조 인식을 수행하는 방법들을 나타내는 플로우차트이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 다양한 종류의 핀들을 이용하여 수분을 검출하는 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 전자 장치에 포함될 수 있는 CCIC의 일 변형 예를 나타내는 블록도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 변형 가능한 수분 인식 방법을 나타내는 플로우차트이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 전자 장치(100)는 외부의 케이블에 연결되어 외부의 장치와 전자 장치(100) 사이의 통신을 수행하는 커넥터(110)를 포함할 수 있으며, 또한 전자 장치(100)는 커넥터(110)에 포함되는 핀에 연결되는 제1 수분 검출 회로(120) 및 제2 수분 검출 회로(130)를 포함할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 그 내부의 전반적인 동작을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있으며, 일 예로 전자 장치(100)는 어플리케이션 프로세서(Application Processor, AP(140))를 포함할 수 있다.
제1 수분 검출 회로(120) 및 제2 수분 검출 회로(130) 각각은 집적 회로(Integrated Circuit, IC)로 구현될 수 있다. 일 예로서, 제1 수분 검출 회로(120) 및 제2 수분 검출 회로(130) 각각은 커넥터(110)에 포함되는 핀으로부터 저항을 검출할 수 있는 회로를 포함할 수 있다. 즉, 커넥터(110)에 포함되는 핀으로 수분이 유입된 경우(또는, 커넥터(110)에 수분이 존재하는 경우) 상기 핀으로부터 검출되는 저항값이 변동되고, 제1 수분 검출 회로(120) 및 제2 수분 검출 회로(130) 각각은 변동된 저항을 검출함으로써 수분의 존재 여부를 검출할 수 있다.
커넥터(110)는 다양한 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 실시예들은 다양한 구조의 커넥터에 있어서 수분이 존재하는 상황 및 건조된 상황을 판별함으로써 커넥터의 부식을 방지할 수 있는 수분 인식 방법을 개시한다. 이하의 실시예들에서는 커넥터의 일 구조로서 USB Type-C 커넥터 구조가 개시되고, 또한, USB Type-C 커넥터 구조를 이용하여 수분 유입을 저항으로 판단하는 시스템이 개시될 것이다. 그러나, 본 발명의 실시예는 다른 다양한 구조의 커넥터에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있을 것이다. 일 예로, 본 발명의 실시예는 다른 타입의 USB 커넥터 구조에도 적용될 수 있을 것이다.
커넥터(110)에 수분이 유입되면, 전자 장치(100)는 해당 핀으로부터 서로 다른 값을 갖는 저항을 검출하고, 이로부터 수분을 인식할 수 있다. 수분을 인식한다 함은, 커넥터(110)에 수분이 존재함을 인식하거나 커넥터(110)의 수분이 건조되었음을 인식하는 개념을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 전자 장치(100)는 커넥터(110) 내에서 USB Type-C 동작에 영향을 주지 않는 영역을 활용하여, 수분 존재로 인한 저항값 변동이 발생하는 지 여부를 알 수 있다. 수분이 없을 때에는 플로팅(Floating) 상태로서 해당 핀으로부터 무한대의 저항이 검출되는 반면에, 수분이 존재하는 상태에서는 무한대의 저항이 아닌 작은 값(예컨대, 수 킬로 내지 수 메가의 옴(ohm))의 저항이 검출될 수 있다. 저항을 모니터링(Monitoring) 하는 방법은 다양하게 존재할 수 있으며, 전자 장치(100)는 다양한 저항 모니터링 방법을 선택적으로 활용함으로써 저항값의 변동을 검출할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(100)는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크 스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수분 인식 동작을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 예시적인 실시예에서, 제1 수분 검출 회로(120)는 커넥터(110)의 적어도 하나의 핀(예컨대, 제1 핀)에 전기적으로 연결되고, 제1 수분 검출 회로(120)는 제1 핀으로부터 저항을 검출함으로써 수분에 대한 제1 검출 동작을 수행할 수 있다. 일 예로서, 제1 수분 검출 회로(120)는 제1 핀으로부터 검출된 저항값에 따른 디지털 신호를 생성하는 저항 ADC(미도시)를 포함할 수 있다. 제1 수분 검출 회로(120)는 저항 ADC로부터의 출력을 이용하여 커넥터(110) 내의 수분 존재를 검출하고, 그 제1 검출 결과(Info_s)를 수분 인식 결과로세 제공할 수 있다. 즉, 도 1에서는 제1 검출 결과(Info_s)가 제2 수분 검출 회로(130)로 제공되는 예가 도시되었으나, 상기 제1 수분 검출 회로(120)로부터의 제1 검출 결과(Info_s)가 수분 인식 결과에 해당하는 경우에는, 상기 제1 검출 결과(Info_s)가 어플리케이션 프로세서(140)로 제공될 수 있을 것이다.
한편, 본 발명의 예시적인 실시예에서, 수분 인식 결과는 제1 수분 검출 회로(120)와 제2 수분 검출 회로(130)의 검출 결과를 조합함에 의해 생성될 수 있다. 일 예로서, 제1 수분 검출 회로(120)로부터의 제1 검출 결과(Info_s)는 제2 수분 검출 회로(130)로 제공될 수 있으며, 제2 수분 검출 회로(130)는 제1 검출 결과(Info_s)가 커넥터(110)에 수분이 존재함을 나타내는 결과에 해당할 때, 그 동작 모드를 수분 검출 모드로 설정하고, 설정된 수분 검출 모드 상태에서 수분 검출 동작을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따라, 커넥터(110)에 포함되는 다수의 핀들 중 상기 제1 핀은 수분 검출 동작에 전용으로 이용되는 핀일 수 있다. 즉, 상기 제1 핀은 전자 장치(100)와 외부의 장치와의 통신에 무관한 핀으로서, 제1 수분 검출 회로(120)는 수분 검출 동작 이외의 상기 통신과 관련된 동작을 수행하지 않을 수 있다. 즉, 상기 제1 핀은 전자 장치(100) 내에서 통신과 관련된 다른 집적 회로와는 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.
일 동작 예로서, 제2 수분 검출 회로(130)는 커넥터(110)의 상기 제1 핀과는 다른 하나 이상의 핀(예컨대, 제2 핀)에 전기적으로 연결되고, 제2 수분 검출 회로(130)는 제2 핀으로부터 저항을 검출함으로써 수분의 존재 여부에 대한 제2 검출 동작을 수행할 수 있다. 일 예로서, 제2 핀은 외부의 장치와의 통신에 관련된 핀으로서, 제2 수분 검출 회로(130)는 노멀 모드에서 상기 제2 핀을 이용하여 외부의 장치와의 통신에 관련된 동작을 수행할 수 있다. 즉, 제2 수분 검출 회로(130)는 제1 검출 결과(Info_s)에 따라 노멀 모드, 로우 파워(Low power) 모드에서 동작하거나 또는 수분 검출 모드에서 동작할 수 있다.
일 예로서, 제2 수분 검출 회로(130)는 로우 파워 모드의 상태에서 상기 제1 검출 결과(Info_s)를 수신할 수 있다. 만약, 커넥터(110)에 외부로부터의 정상적인 케이블이 연결됨에 따라 제1 핀의 저항값이 변동된 경우에는, 제2 수분 검출 회로(130)는 제1 검출 결과(Info_s)에 응답하여 노멀 모드에서 동작될 수 있다. 반면에, 커넥터(110)에 수분이 유입됨에 따라 제1 핀의 저항값이 변동된 경우에는, 제2 수분 검출 회로(130)는 제1 검출 결과(Info_s)에 응답하여 수분 검출 모드에서 동작될 수 있다.
일 실시예에 따라, 커넥터(110)에 포함되는 다수의 핀들은 외부의 장치를 식별하기 위해 이용되는 핀들을 포함할 수 있으며, USB Type-C 구조에서 상기 외부의 장치를 식별하기 위해 이용되는 핀들은 CC(configuration channel)1 핀 및 CC2 핀을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라, 상기 제2 핀은 CC1 핀 및 CC2 핀들 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 전자 장치(100)는 상기 CC1 핀 및 CC2 핀들로부터 검출된 저항에 따라 외부의 장치를 인식할 수 있는 CCIC(미도시)를 포함할 수 있다. 이 때, 제2 수분 검출 회로(130)는 상기 CCIC 내에 포함되는 구성일 수 있다.
제2 수분 검출 회로(130)는 제2 핀으로부터 저항을 검출하고, 이에 기반하여 제2 검출 결과(Info_D)를 발생할 수 있다. 만약, 제2 수분 검출 회로(130)에서도 커넥터(110)에 수분이 존재하는 것으로 검출되면, 상기 제2 검출 결과(Info_D)는 커넥터(110)에 수분이 존재하는 것으로 인식하는 최종 인식 결과에 해당할 수 있다. 상기 제2 검출 결과(Info_D)는 어플리케이션 프로세서(140)로 제공되며, 어플리케이션 프로세서(140)는 커넥터(110)의 부식을 방지하기 위한 각종 제어 동작을 수행할 수 있으며, 또한 수분이 유입되었음을 전자 장치(100)의 사용자에게 통보하기 위한 각종 제어 동작을 수행할 수 있다. 일 예로서, 어플리케이션 프로세서(140)는 파워 관리 IC(미도시)를 제어함으로써 커넥터(110)로 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있으며, 또한 충전 동작 등 커넥터(110)를 이용한 동작이 진행되는 것을 차단할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 외부의 장치와의 통신에 무관한 제1 핀을 이용하여 수분 검출을 수행할 수 있다. 일 예로서, 외부의 장치의 종류를 인식하는 기존의 방법으로서 MUIC가 식별 단자의 저항(RID)을 검출하는 방법이 제안되어 있으나, 본 발명의 실시예에 따르면 MUIC가 상기 제1 수분 검출 회로(120)로 이용되고, 외부의 케이블의 연결과는 무관하게 수분 검출 전용으로 이용되는 제1 핀의 저항이 전술한 저항(RID)으로서 MUIC에 의해 검출될 수 있다. 즉, 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 수분 검출을 위한 전용 핀 및 전용 집적 회로에 의해 커넥터(110)로의 수분 유입이 인식될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라, 제1 검출 동작 및 제2 검출 동작 결과가 모두 수분이 검출되었음을 나타낼 때 커넥터(110)로 수분이 존재하는 것으로 최종 인식될 수 있다. 즉, 커넥터(110)의 물리적인 손상 등 다양한 요인에 의해 수분 인식이 잘못 수행될 수 있으나, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면 서로 다른 검출 동작의 조합에 기반하여 수분 인식이 수행되므로 그 인식 정확도가 향상될 수 있다. 또한, 제1 핀과 제2 핀이 물리적으로 멀리 떨어진 핀들에 해당할 때, 제1 검출 동작 및 제2 검출 동작 결과가 모두 수분 존재를 나타내는 경우에는 커넥터(110) 내부에 수분이 유입되지 않았음에도 불구하고 수분 유입으로 잘못 인식되는 가능성이 매우 감소될 수 있다.
도 2는 도 1의 제1 수분 검출 회로의 일 구현 예를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 제1 수분 검출 회로(120)는 저항 검출기(121) 및 수분 검출기(122)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 제1 수분 검출 회로(120)는 제1 핀에 전기적으로 연결되고, 저항 검출기(121)는 제1 핀으로부터 저항을 검출하고, 검출된 저항값에 대응하는 디지털 신호를 출력하는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)를 포함할 수 있다. 즉, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)를 제1 핀의 저항값에 따라 서로 다른 레벨의 전압을 검출하고, 검출된 전압에 대응하는 디지털 코드를 출력함으로서 저항 검출 결과를 생성할 수 있다.
수분 검출기(122)는 저항 검출기(121)로부터의 출력을 이용하여 제1 검출 결과(Info_s)를 생성할 수 있다. 일 예로서, 저항 검출기(121)는 검출된 저항값에 따른 디지털 코드를 출력할 수 있으며, 수분 검출기(122)는 디지털 코드 값에 기반하여 수분이 검출되거나 검출되지 않았음을 나타내는 제1 검출 결과(Info_s)를 생성할 수 있다. 만약, 수분이 검출된 경우에는 그렇지 않은 경우에 비해 제1 핀으로부터 작은 저항값이 검출되고, 수분 검출기(122)는 디지털 코드 값이 기준값 이하(또는, 이상)일 때 수분이 검출되었음을 나타내는 제1 검출 결과(Info_s)를 생성할 수 있다.
도 3a,b 도 1의 제2 수분 검출 회로의 일 구현 예를 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 3a를 참조하면, 제2 수분 검출 회로(130)는 모드 제어기(131), 전원 생성기(132), 저항 검출기(133) 및 수분 검출기(134)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 제2 수분 검출 회로(130)는 제2 핀에 전기적으로 연결되고, 저항 검출기(133)는 제2 핀으로부터 저항을 단계 별로 검출하고, 검출된 저항 단계에 대응하는 정보를 출력할 수 있다. 즉, 저항 단계는 다수 개의 단계들(일 예로, Rp, Rd, Ra)로 정의될 수 있으며, 저항 검출기(133)는 제2 핀으로부터 검출된 저항값에 따라 어느 하나의 단계를 나타내는 정보를 수분 검출기(134)로 제공할 수 있다.
모드 제어기(131)는 제1 검출 결과(Info_s)에 응답하여 제2 수분 검출 회로(130)의 동작 모드를 제어할 수 있다. 일 예로, 도 3b를 참조하면, 제1 검출 결과(Info_s)가 커넥터(110)에서 수분이 검출되었음을 나타내는 경우, 모드 제어기(131)는 제2 수분 검출 회로(130)가 수분 검출 모드에서 동작하도록 제어 동작을 수행할 수 있다. 반면에, 제1 검출 결과(Info_s)가 커넥터(110)에서 수분이 검출되지 않았음을 나타내는 경우(또는, 외부 케이블이 정상적으로 연결되었음을 것을 나타내는 경우), 모드 제어기(131)는 제2 수분 검출 회로(130)가 노멀 모드에서 동작하도록 제어 동작을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따라, 제2 수분 검출 회로(130)가 로우 파워 모드 상태인 경우, 제2 수분 검출 회로(130)는 제2 핀으로 전류를 제공하지 않을 수 있다. 반면에, 제2 수분 검출 회로(130)가 수분 검출 모드 상태인 경우, 제2 수분 검출 회로(130)는 제2 핀의 저항을 검출하기 위해 작은 레벨의 전류를 제2 핀으로 제공할 수 있다. 또한, 제2 수분 검출 회로(130)가 노멀 상태인 경우, 제2 수분 검출 회로(130)는 외부의 장치와의 통신을 위해 상대적으로 큰 레벨을 갖는 정상 전류를 제2 핀으로 제공할 수 있다. 모드 제어기(131)는 제1 검출 결과(Info_s)에 따라 전원 생성기(132)를 제어하고, 전원 생성기(132)는 수분 검출 동작을 위해 그 레벨이 조절된 전류를 제2 핀으로 제공할 수 있다.
수분 검출기(134)는 저항 검출기(133)로부터의 검출 결과에 기반하여 제2 검출 결과(Info_D)를 출력할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제2 검출 결과(Info_D)는 커넥터(110)에 수분이 존재함을 나타내는 최종 인식 결과에 해당할 수 있다. 일 실시예에 따라, 상기 제2 검출 정보(Info_D)는 수분 유입 및 수분 종류에 관련된 다양한 정보를 포함할 수 있다. 일 예로서, 커넥터(110)에는 염수나 담수 등 다양한 종류의 수분이 유입될 수 있으며, 수분의 종류에 따라 그 전기 전도성이 달라질 수 있다. 이 때, 유입된 수분의 종류에 따라 제2 핀으로부터 검출되는 저항 값은 서로 다를 수 있으며, 저항 검출기(133)는 다수의 저항 단계들 중 어느 하나의 단계를 나타내는 정보를 수분 검출기(134)로 제공할 수 있다. 즉, 수분 검출기(134)로부터의 제2 검출 결과(Info_D)는 수분 유입을 나타내는 정보와 함께, 유입된 수분의 종류를 나타내는 정보를 더 포함할 수도 있을 것이다.
일 실시예에 따라, 제2 검출 결과(Info_D)는 모드 제어기(131)로 더 제공될 수 있다. 예컨대, 제2 수분 검출 회로(130)가 수분 검출 모드로 변동된 이후에, 커넥터(110)에 존재하였던 수분이 건조될 수 있으며, 이 때 제2 검출 결과(Info_D)는 수분이 존재하지 않음을 나타내는(또는, 수분이 건조되었음을 나타내는) 정보를 포함할 수 있다. 모드 제어기(131)는 제2 검출 결과(Info_D)에 기반하여 제2 수분 검출 회로(130)의 동작 모드를 수분 검출 모드에서 로우 파워 모드로 변동하거나, 또는 수분 검출 모드에서 노멀 모드로 변동할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 커넥터가 USB Type-C 커넥터 구조에 해당하는 경우를 가정하여 그 구성 및 동작 예가 설명될 것이다. 실시예에 따라, 상기 커넥터의 용어는 리셉터클(receptacle)로 대체되어도 무방할 것이다. 또한, 전술한 핀(pin)의 용어는 단자로 대체되어도 무방할 것이다.
이하에서는, USB Type-C 구조에서 개시되는 다양한 단자들 중 접지(GND) 단자, CC(Configuration Channel)1 단자, CC2 단자 등을 활용하여 수분 유입, 수분 건조를 파악하는 특징이 개시된다. 그러나 이는 하나의 실시예인 것으로서, 다른 다양한 종류의 단자들이 활용될 수도 있을 것이다. 또한, 전술한 제1 검출 동작에서 이용되는 단자는 USB Type-C 구조에서 정의된 접지(GND) 단자에 해당하나, 본 발명의 실시예에 따라 수분 검출에 이용되는 접지(GND) 단자는 실제 접지 전압을 전달하는 기능에 무관하므로, 본 발명의 실시예들에 따라 수분 검출에 이용되는 접지(GND) 단자는 RID 단자로 지칭되어도 무방할 것이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에서의 커넥터가 USB Type-C 구조의 커넥터에 적용된 예를 나타내는 도면이다. 도 4에 도시된 각종 용어들은 USB 스펙을 통해 당업자에게 용이하게 이해될 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략된다.
도 4를 참조하면, 상기 USB Type-C 구조의 커넥터에 포함되는 핀들은 대칭 구조를 가질 수 있다. 즉, 대칭 구조에 의해 케이블 또는 젠더와 전자 장치의 USB Type-C 커넥터 사이의 연결 시 케이블의 방향성에 관계 없이 연결이 가능하다. 일 예로서, 상기 USB 케이블을 커넥터의 핀 방향성에 일치시킬 필요 없이 연결이 가능하다.
USB Type-C 구조의 커넥터는 두 개의 열들의 핀들을 포함할 수 있다. 일 예로서, USB Type-C 구조의 커넥터는 제1 열의 핀들(A1 ~ A12) 및 제2 열의 핀들(B1 ~ B12)을 포함할 수 있다. 일 예로서, USB Type-C 구조의 커넥터는 다양한 속도의 데이터 통신을 지원할 수 있다. 일 예로서, USB Type-C 구조의 커넥터는 제1 규격(예컨대, USB 3.1)에 따른 고속 데이터 통신을 지원하는 핀들(A2 ~ A3, A10 ~ A11, B2 ~ B3, B10 ~ B11)과, 제2 규격(예컨대, USB 2.0)에 따른 저속 데이터 통신을 지원하는 핀들(A6 ~ A7, B6 ~ B7)을 포함할 수 있다. 이외에도, 제1 열의 핀들(A1 ~ A12) 및 제2 열의 핀들(B1 ~ B12) 각각은 고유의 기능을 수행할 수 있으며, 일 예로 VBUS 핀(A4, A9, B4, B9)은 전원 공급 핀에 해당하고, GND 핀(A1, A12, B1, B12)은 접지 전압을 전달하는 핀에 해당하며, SBU(Sideband Use) 핀(A8, B8)은 ALT(Alternate) 모드 지원을 위해 이용되는 핀으로서 Thunderbolt, DisplayPort, HDMI 등을 탑재한 케이블과 연결될 수 있다.
한편, USB Type-C 구조의 커넥터가 채용된 장치는 양방향 통신을 수행할 수 있다. 일 예로서, 전술한 전자 장치는 USB 인터페이스를 통해 외부의 장치와 연결될 때 호스트(예컨대, downstream facing port(DFP))로 동작하거나 또는 슬레이브(upstream facing port(UFP))로 동작할 수 있다. 또는, 전술한 전자 장치는 DRP(dual role port)로 동작할 수 있으며, 이 때 상기 전자 장치는 호스트(DFP) 또는 디바이스(UFP)의 역할을 적응적으로 변경할 수 있다.
상기와 같은 전자 장치의 역할은 USB Type-C 구조의 커넥터의 CC(Configuration Channels) 핀(A5, B5)을 통해 지정될 수 있다. 일 예로서, USB 인터페이스의 경우 데이터 연결(data connection) 및 제어(control)가 CC1/CC2 핀(A5, B5)을 통한 디지털 통신에 의해 수행될 수 있다.
전자 장치의 모델에 따라 상기 커넥터에 구비되는 다수의 핀들 중 일부만 핀들만이 이용될 수 있다. 일 예로, 일부의 모델은 다수의 GND 핀(A1, A12, B1, B12) 중 하나 이상의 GND 핀을 이용하지 않을 수 있다. 또는, 일부의 모델은 고속 데이터 통신에 관련된 핀들(A2 ~ A3, A10 ~ A11, B2 ~ B3, B10 ~ B11) 중 적어도 하나의 핀을 이용하지 않을 수 있다. 전자 장치에서 이용되지 않는 핀은 통신과 관련된 전자 장치 내의 집적 회로(IC)와 전기적으로 연결되지 않을 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 상기와 같이 이용되지 않는 핀들 중 적어도 하나의 핀을 전술한 실시예에서의 제1 핀으로 설정하고, 상기 제1 핀에 수분 검출을 위한 전용의 용도로 이용되는 수분 검출 회로를 연결할 수 있다.
도 5는 수분 검출을 위해 선택되는 제1 핀 및 제2 핀의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 전자 장치(200)는 USB Type-C 구조의 커넥터(210)를 포함하고, 커넥터(210)는 제1 열의 핀들(A1 ~ A12) 및 제2 열의 핀들(B1 ~ B12)을 포함할 수 있다. 또한, 다수의 GND 핀(A1, A12, B1, B12) 중 실제 이용되지 않는 하나의 GND 핀(예컨대, B12)이 전술한 제1 핀으로 선택되고, 수분 검출을 위한 마이크로 USB IC(MUIC(220))가 GND 핀(B12)에 연결되며, MUIC(220)는 GND 핀(B12)으로부터 저항값(RID)을 검출할 수 있다. 또한, 제1 열의 핀들(A1 ~ A12) 및 제2 열의 핀들(B1 ~ B12) 중 외부의 장치와의 통신에 관련된 하나 이상의 핀들이 전술한 실시예에서의 제2 핀으로서 선택될 수 있으며, 도 5에서는 그 일 예로서 CC1/CC2 핀(A5, B5)이 제2 핀으로 선택되는 예가 도시된다. 또한, CCIC(230)는 노멀 모드에서 데이터 연결(data connection) 및 제어(control)를 수행하고, 수분 검출 모드에서 CC1/CC2 핀(A5, B5)으로부터 저항을 검출하고, 검출된 저항값에 따라 수분 존재 여부를 검출할 수 있다.
CCIC(230)는 노멀 모드에서 CC1/CC2 핀(A5, B5)으로부터 저항을 검출함으로써 케이블을 인식하거나 호스트/디바이스 역할을 설정할 수 있다. 일 예로서, CCIC(230)는 CC1/CC2 핀(A5, B5)에 전류를 인가하여 전압을 검출하고, CC1/CC2 핀(A5, B5)의 저항값의 변동에 따라 그 레벨이 변동되는 전압값을 소정의 기준 전압(예컨대, 제1 기준 전압)과 비교함으로써 전술한 인식 및 설정 동작을 수행할 수 있다.
또한, CCIC(230)는 수분 검출 모드에서 CC1/CC2 핀(A5, B5)에 전류를 인가하여 전압을 검출하고, 이를 소정의 기준 전압(예컨대, 제2 기준 전압)과 비교함으로써 수분을 검출할 수 있다. 일 실시예에 따라, CCIC(230)는 노멀 모드에 비해 수분 검출 모드에서 상대적으로 낮은 레벨의 전류를 CC1/CC2 핀(A5, B5)에 인가할 수 있다. 또한, 수분 검출 모드에서 설정되는 기준 전압은 노멀 모드에서 설정되는 제1 기준 전압과 그 레벨이 상이할 수 있으며, 일 예로서 제2 기준 전압은 제1 기준 전압에 비해 큰 레벨을 가질 수 있다. 수분의 유입 여부, 그리고 유입된 수분의 종류(예컨대, 염수 또는 담수)에 따라 CC1/CC2 핀(A5, B5)의 저항값이 달라질 수 있으며, CCIC(230)는 저항값을 다수의 단계로 구분하여 검출함으로써 수분의 유입 여부와 함께, 유입된 수분의 종류도 판단할 수 있을 것이다.
일 실시예에 따라, CCIC(230)는 CC1/CC2 핀(A5, B5)을 이용하여 다양한 방식에 따라 수분을 검출할 수 있다. 예컨대, CCIC(230)는 CC1/CC2 핀(A5, B5) 각각으로부터 저항을 검출하고, CC1/CC2 핀(A5, B5)에서 모두 수분이 검출된 경우 커넥터(210)에 수분이 존재하는 것으로 인식 결과를 생성할 수 있다. 또는, 다른 예로서, CCIC(230)는 CC1 핀(A5) 및 CC2 핀(B5) 중 어느 하나의 핀에서 수분이 검출된 경우 커넥터(210)에 수분이 존재하는 것으로 인식 결과를 생성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 인식 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 6을 참조하면 수분을 인식함과 함께, 그 후 수분의 건조를 인식하는 방법 예가 설명된다. 전술한 실시예에서에 따라 적어도 두 개의 수분 검출 단계를 통해 수분 존재를 인식함과 함께, 이와 유사한 방식에 따라 적어도 두 개의 수분 건조 검출 단계를 통해 수분 건조가 인식될 수 있다. 일 예로, 제1 핀(예컨대, GND 핀)의 저항(RID)을 통해 수분 건조를 1차 검출하고, 수분 건조인 것으로 검출되는 경우에 선택적으로 제2 핀(예컨대, CC1, CC2 핀)을 통해 수분 건조를 2차 검출할 수 있다. 또한, 1차 및 2차 검출 단계에서 모두 수분 건조인 것으로 검출될 때, 커넥터에 유입되었던 수분이 건조된 것으로 최종 인식될 수 있다. 상기한 방식에 따라 수분 유입 및 건조에 대한 정확한 판단을 할 수 있으며, 수분에 관려된 정확한 판단은 전류의 흐름을 커넥터 단자에 허용하지 않기 때문에 수분으로 인한 커넥터의 부식을 방지할 수 있다.
일 동작 예로서, 도 6을 참조하면 건조 상태(Dried)에서 제1 핀으로부터의 저항(RID)을 통해 수분을 검출하고(S11), 수분이 검출되면 제2 핀(예컨대, CC1, CC2 핀)을 통해 수분을 검출하는 동작이 재차 수행된다(S12). 상기 다수의 핀들을 통한 1차 및 2차 검출 과정에서 모두 수분이 검출될 때 커넥터에 수분이 존재하는 것으로 인식된다. 반면, 적어도 하나의 핀에서 수분이 검출되지 않으면 수분이 존재하지 않은 것으로 인식될 수 있다.
수분 건조를 인식하는 방법 또한, 수분이 인식된 상태(Water)에서 제1 핀으로부터의 저항(RID)을 통해 수분 건조를 검출하고(S14), 수분이 건조된 것으로 검출되면 제2 핀(예컨대, CC1, CC2 핀)을 통해 수분 건조를 검출하는 동작이 재차 수행된다(S13). 1차 및 2차 검출 과정에서 모두 수분 건조가 검출될 때 커넥터에 유입된 수분이 건조된 것으로 인식된다. 또한, 수분 인식 및 수분 건조 인식 결과는 전자 장치 내의 다른 프로세서(예컨대, 어플리케이션 프로세서)로 제공될 수 있다.
상기와 같은 실시예에 따르면, 수분이 아닌 경우에서는 특정 핀의 물리적 특성으로 인한 수분 오인식을 방지할 수 있고, 수분이 유입된 상황에서 건조가 되는 경우에는 다수의 핀들로부터의 수분 건조를 검출함으로써 잔여 수분이 최대한 건조된 후에 건조 인식이 최종적으로 수행될 수 있으므로, 잔여 수분으로 인한 부식 이슈를 최소화 할 수 있다.
또한, 커넥터에 유입될 수 있는 수분 및 이물질은 그에 따른 저항값의 변동이 서로 다를 수 있으며, 또한 수분이 커넥터로 유입되었을 때 시시각각으로 그 성분이 변하거나, 또는 핀들이 서로 단락(Short) 상태가 될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들에 따르면, 다수의 핀들에 대해 수분 유입 또는 건조를 순차적으로 검출하고, 이에 따라 수분 인식 결과의 정확도가 향상됨으로써 시스템 또는 전자 장치가 안정적으로 동작될 수 있다.
도 7 내지 도 9은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 수분 인식 및 건조 인식을 수행하는 방법들을 나타내는 플로우차트이다. 이하의 실시예들에서는, 제1 수분 검출 회로가 MUIC에 포함되고, 제2 수분 검출 회로가 CCIC에 포함되며, 전술한 제1 핀이 GND 핀에 해당하고, 제2 핀이 CC1/CC2 핀에 해당하는 예가 도시되나, 본 발명의 실시예들은 이에 국한되지 않을 것이다.
도 7을 참조하면, MUIC는 GND 핀에 전기적으로 연결되고, 주기적 또는 비주기적으로 GND 핀으로부터 저항을 검출할 수 있다(S21). 또한, 검출된 저항값을 기반으로 하여 커넥터에 수분이 존재하는 지가 1 차로 검출될 수 있다(S22).
1 차 수분 검출 결과는 CCIC로 제공될 수 있으며, CCIC는 1 차 수분 검출 결과에 응답하여 수분 검출 모드로 진입할 수 있다(S23). 수분 검출 모드에서 CCIC는 CC1/CC2 핀으로부터 저항을 검출할 수 있다(S24). 또한, 검출된 저항값을 기반으로 하여 커넥터에 수분이 존재하는 지가 2 차로 검출될 수 있다(S25). 그리고, MUIC 및 CCIC를 포함하는 전자 장치는 상기 제1 및 제2 수분 검출 결과들을 이용하여 수분의 존재 및 수분의 건조를 최종 인식할 수 있다(S26). 일 실시예에 따라, 전술한 바와 같이 1 차 수분 검출 결과가 수분의 존재를 나타내고, CCIC가 2 차 수분 검출 동작에 기반하여 수분의 존재를 검출할 때, CCIC가 수분이 존재함을 나타내는 최종 인식 결과를 생성할 수 있을 것이다.
한편, 도 8을 참조하면, MUIC가 1 차 수분 검출 동작을 수행하고 이에 따른 결과를 CCIC로 제공할 수 있다(S31). 또한, MUIC는 유입된 수분에 의한 쇼트(short) 상태에서의 내부 동작을 차단하기 위하여 그 내부의 동작 전압(예컨대, 토글링 전압)을 비활성화시킬 수 있다(S32).
한편, CCIC는 MUIC에서 1차적으로 수분이 존재하는 것으로 검출될 때 2차 수분 검출 동작을 수행할 수 있으며, 2차 수분 검출 결과를 MUIC로 제공할 수 있다(S33). MUIC는 2차 수분 검출 결과가 수분이 검출되었음을 나타내는 결과인지를 판단하고(S34), 수분이 검출되었음을 나타낼 때 소정의 딜레이를 거친 후(S35), 1차 수분 검출 동작을 재차 수행하기 위해 동작 전압을 활성화시킬 수 있다(S36). 반면에, 2차 수분 검출 결과가 수분이 검출되지 않았음을 나타낼 때 MUIC는 딜레이를 거치지 않고 1차 수분 검출 동작을 재차 수행하기 위해 동작 전압을 활성화시킬 수 있다(S36).
한편, 도 9를 참조하면, CCIC는 로우 파워 모드 상태를 유지할 수 있으며(S41), CCIC는 MUIC로부터의 1차 수분 검출 결과를 수신할 수 있다(S42). 또한, 1차 수분 검출 결과가 수분이 검출되었음을 나타내면, CCIC는 수분 검출 모드로 그 모드가 변경되고, CC1/CC2 핀의 저항을 검출하기 위해 제1 전류를 CC1/CC2 핀으로 제공할 수 있다(S43). 상기 제1 전류 및 CC1/CC2 핀의 저항에 의해 전압이 검출되고, 검출된 전압은 제1 기준 전압과 비교될 수 있다(S44). 또한, 비교 결과에 따라 수분이 검출되고, 이에 따라 커넥터에 수분이 존재하는지가 최종 인식될 수 있다(S45).
한편, MUIC로부터 1차 수분 검출 결과가 수신되지 않고 로우 파워 모드를 유지하는 상태에서, CCIC는 CC1/CC2 핀으로부터 저항 변동을 검출하고, 이에 기반하여 커넥터에 케이블이 정상적으로 연결되었는지를 판단할 수 있다(S46). 케이블이 연결되지 않은 경우에는 CCIC는 로우 파워 모드를 유지하며, 반면에 케이블이 연결된 경우에는 CCIC는 노멀 모드로 그 모드가 변경되고, CC1/CC2 핀의 저항을 검출하기 위해 제2 전류를 CC1/CC2 핀으로 제공할 수 있다(S47). 또한, 상기 제2 전류 및 CC1/CC2 핀의 저항에 의해 전압이 검출되고, 검출된 전압은 제2 기준 전압과 비교될 수 있다(S48). 또한, 케이블이 연결된 것으로 판단됨에 따라 데이터 연결 및 제어 동작이 CCIC에 의해 수행될 수 있다(S49).
전술한 실시예에서와 같이, CCIC는 그 동작 모드에 따라 전원 조절 동작을 통해 각종 전압 및 전류의 레벨이 변동될 수 있으며, 일 예로 상기 제1 전류 및 제2 전류의 레벨은 상이할 수 있으며, 또한 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압의 레벨은 상이할 수 있다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 다양한 종류의 핀들을 이용하여 수분을 검출하는 예를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 전자 장치(300)는 USB Type-C 구조의 커넥터(310), 제1 수분 검출 회로(320) 및 제2 수분 검출 회로(330)을 포함할 수 있다. 커넥터(310)는 다양한 종류의 핀들을 포함할 수 있으며, 일 예로서 데이터 송수신에 관련된 제1 그룹의 핀(311_1) 및 제2 그룹의 핀(311_2)을 포함할 수 있다. 제1 그룹의 핀(311_1)은 고속 데이터 통신에 관련된 핀들 중 일부의 핀들(A2 ~ A3, B10 ~ B11)을 포함할 수 있으며, 제2 그룹의 핀(311_2)은 고속 데이터 통신에 관련된 핀들 중 다른 일부의 핀들(A10 ~ A11, B2 ~ B3)을 포함할 수 있다. 전자 장치(300)는 상기 제1 및 제2 그룹의 핀들(311_1, 311_2) 중 적어도 하나의 핀을 데이터 통신과 관련하여 이용하지 않을 수 있으며, 데이터 통신에 이용되지 않는 적어도 하나의 핀이 제1 수분 검출 회로(320)에 연결될 수 있다.
A2 핀(TX1+)이 수분 검출에 이용되는 제1 핀으로 설정된 것으로 가정할 때, 전술한 실시예에 따라 제1 수분 검출 회로(320)는 A2 핀(TX1+)으로부터 저항을 검출하고, 그 검출 결과를 제2 수분 검출 회로(330)로 제공할 수 있다. 일 예로서, 제1 수분 검출 회로(320)는 저항 ADC를 포함할 수 있으며, 저항 ADC로부터의 디지털 코드를 상기 검출 결과로서 제2 수분 검출 회로(330)로 제공할 수 있다. 이 때, 제2 수분 검출 회로(330)는 저항 ADC로부터의 디지털 코드를 판단하고, 이를 통해 제1 수분 검출 회로(320)에 의해 수분이 검출되었는지를 판단할 수 있다.
또는, 변형 가능한 예로서, 제1 수분 검출 회로(320)는 저항 ADC로부터의 디지털 코드를 내부적으로 판단함으로써 수분이 검출되었는지를 판단할 수 있으며, 그 판단 결과를 제2 수분 검출 회로(330)로 제공할 수 있다. 일 예로, 제1 수분 검출 회로(320)는 로직 하이 또는 로직 로우를 갖는 판단 결과를 제2 수분 검출 회로(330)로 제공할 수 있을 것이다.
한편, 전술한 실시예에서와 동일하게, 제2 수분 검출 회로(330)는 전술한 제2 핀으로서 CC1/CC2 핀(A5, B5)을 이용할 수 있다. 즉, 제2 수분 검출 회로(330)는 제1 수분 검출 회로(320)로부터의 검출 결과에 기반하여 수분 검출 모드로 진입하고, CC1/CC2 핀(A5, B5)으로부터 검출된 저항값에 기반하여 수분 존재를 인식하고 그 결과를 출력할 수 있다.
한편, 도 11에서는 제2 핀이 USB Type-C 구조의 커넥터의 CC1/CC2 핀 이외의 다른 핀에 해당하는 예가 도시된다. 전자 장치(400A)는 USB Type-C 구조의 커넥터(410A), 제1 수분 검출 회로(420A) 및 제2 수분 검출 회로(430A)를 포함할 수 있으며, 제1 핀은 전술한 실시예에서와 동일하게 GND 핀(B12)에 해당할 수 있다. 반면에, 도 11에서는 제2 핀이 CC1/CC2 핀(A5, B5) 이외에 커넥터(410A)에 포함되는 다른 핀에 해당하는 예가 도시되며, 일 예로서 SBU1 핀(A8) 및 SBU2 핀(B8)이 제2 핀에 해당하는 예가 도시된다.
커넥터(410A)에 구비되는 다양한 종류의 핀들 중 일부가 CCIC에 연결될 수 있으며, SBU1 핀(A8) 및 SBU2 핀(B8)은 노멀 모드에서 ALT 모드를 지원하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 제2 수분 검출 회로(430A)는 제1 수분 검출 회로(420A)로부터의 검출 결과에 기반하여 수분 검출 모드로 진입하고, SBU1/SBU2 핀(A8, B8)으로부터 검출된 저항에 기반하여 수분 존재를 검출하고 그 결과를 출력할 수 있다. 즉, 제2 수분 검출 회로(430A)를 포함하는 CCIC는 노멀 모드에서 SBU1 핀(A8) 및 SBU2 핀(B8)을 이용한 통신 기능을 수행하는 반면에, 수분 검출 모드에서 SBU1/SBU2 핀(A8, B8)의 저항을 검출함에 기반하여 수분 인식 동작을 수행할 수 있다. 전술한 실시예에서와 유사하게, SBU1/SBU2 핀(A8, B8)에서 모두 수분이 검출된 경우 수분이 존재하는 것으로 인식될 수 있으며, 또는 SBU1/SBU2 핀(A8, B8) 중 적어도 하나에서 수분이 검출된 경우 수분이 존재하는 것으로 인식될 수 있다.
한편, 도 12에서는 제2 수분 검출 회로(430A)가 더 많은 종류의 핀들을 이용하여 수분 검출 동작을 수행하는 예가 도시된다. 도 12를 참조하면, 전자 장치(400B)는 USB Type-C 구조의 커넥터(410B), 제1 수분 검출 회로(420B) 및 제2 수분 검출 회로(430B)를 포함할 수 있으며, 제1 핀은 전술한 실시예에서와 동일하게 GND 핀(B12)에 해당할 수 있다. 반면에, 제2 수분 검출 회로(430B)에 의해 수분 검출 동작에 이용되는 제2 핀은 CC1/CC2 핀(A5, B5) 및 SBU1/SBU2 핀(A8, B8)을 포함할 수 있다. 수분 검출 모드에서 CCIC에 포함되는 제2 수분 검출 회로(430B)는 CC1/CC2 핀(A5, B5) 및 SBU1/SBU2 핀(A8, B8)으로부터 저항을 검출하고, 이를 통해 수분 인식을 최종 판단할 수 있다. 전술한 실시예에서와 유사하게, CC1/CC2 핀(A5, B5) 및 SBU1/SBU2 핀(A8, B8)에서 모두 수분이 검출된 경우 수분이 존재하는 것으로 인식될 수 있다. 또는, 변형 가능한 동작 예로서, CC1/CC2 핀(A5, B5) 및 SBU1/SBU2 핀(A8, B8) 중 적어도 하나의 핀에서 수분이 검출된 경우 수분이 존재하는 것으로 인식될 수 있다. 또는, 변형 가능한 동작 예로서, CC1/CC2 핀(A5, B5) 및 SBU1/SBU2 핀(A8, B8) 중 소정의 기준 개수의 핀에서 수분이 검출된 경우 수분이 존재하는 것으로 인식될 수도 있을 것이다.
본 발명의 실시예들에 적용 가능한 제1 핀 및 제2 핀의 조합은 도 10 내지 도 12에 도시된 예에 한정될 필요 없다. 즉, USB Type-C 구조의 커넥터에 포함되는 다수의 핀들 중 선택된 일부의 핀이 제1 핀에 해당하고, 다른 일부의 핀이 제2 핀에 해당할 수 있을 것이다.
도 13은 본 발명의 전자 장치에 포함될 수 있는 CCIC의 일 변형 예를 나타내는 블록도이다.
도 13을 참조하면, CCIC는 USB 인터페이스에 따른 각종 기능들을 수행할 수 있으며, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 수분 검출 동작을 수행하기 위한 각종 구성 요소들을 포함할 수 있다. 일 예로서, CCIC(500)는 모드 제어기(510), 전원 조절기(520), 전원 생성기(530), 저항 검출기(540) 및 수분 검출기(550)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 수분 판단기(550)는 커넥터에 수분이 존재함을 나타내는 최종 인식 결과(Info_D)를 출력하는 것으로 가정된다. 또한, CCIC(500)는 CC1/CC2 핀들로부터 검출된 저항값을 이용하여 수분 검출 동작을 수행할 수 있다. 도 13에 도시된 구성 요소들 중 전술한 실시예에서 설명된 구성들에 대해서는 구체적인 설명이 생략된다.
전원 조절기(520)는 수분 검출 모드 및 노멀 모드에서 이용되는 각종 전원의 레벨을 조절하기 위한 제어 동작을 수행할 수 있다. 일 예로서, 전원 조절기(520)는 로우 파워 모드에서 CC1/CC2 핀들로 제공되는 전류를 차단할 수 있다. 또한, 전원 조절기(520)는 노멀 모드에 비해 수분 검출 모드에서 더 작은 레벨의 전류가 생성되도록 전원 생성기(530)를 제어할 수 있다. 또한, 수분이 검출된 경우, CC1/CC2 핀들로 제공되는 전류가 차단되도록 전원 생성기(530)를 제어할 수 있다.
본 발명의 보다 구체적인 수분 인식 동작을 도 14 및 도 15를 참조하여 설명한다. 도 14 및 도 15는 본 발명의 변형 가능한 수분 인식 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 저항(또는 RID) ADC, CC 핀 간 순차적인 검출 시퀀스(Detect sequence)가 구현될 수 있다. 우선 저항 ADC (RID)에 의해 검출된 저항값이 케이블을 삽입 할 때 발생되는 일회성 노이즈(Noise)인지, 또는 수분에 대한 유효(Valid)한 저항값인지 구분하기 위하여 복수 회(예컨대, 10 회) 반복하여 매번 체크할 때 전압(또는, 전원(Vbus))를 확인하는 것으로 가정된다. 이 과정에서 수분으로 판단이 되면 CC 핀으로 재검토를 하기 위하여 CCIC의 모드 상태(State)를 수분 검출 모드(CC check)로 설정하고 CC 핀을 수분 검출 용도로 설정할 수 있다.
이 때 수분 검출을 위한 CC 핀 설정은 아래와 같다.
CCIC는 수분 및 건조 검출(Water & Dry Check)을 위하여, 전술한 실시예에서와 같이 USB Type-C 커넥터의 CC1, CC2 핀을 이용할 수 있으며, CC 핀들은 USB Type-C 커넥터의 가운데에 병렬하게 위치해 있으며, 이 중 CC1, CC2 핀 모두에 수분이 묻었을 때 수분이 존재하는 것으로 검출될 수 있다.
또한, CC 핀과 연결된 CCIC의 내부 디지털 블록(digital block)에는 비교기(comparator)가 포함되어 있으며, 비교기는 CC 핀을 통해 전압을 검출하여 세 개의 구간(Rp/Rd/Ra)으로 구분된 저항을 검출할 수 잇다. 해당 구간을 나누는 기준 전압 값(예컨대, Rp와 Rd를 구분하는 기준 전압, Rd 와 Ra 를 구분하는 기준 전압)의 경우 CCIC의 내의 레지스터(register)를 설정함으로써 변경이 가능하다. 전술한 바와 같이, 노멀 동작을 위하여 Rp 와 Rd를 구분하는 제1 기준 전압과 수분 체크를 수행하는 경우의 Rp 와 Rd를 구분하는 제2 기준 전압은 달라질 수 있다. 일 예로서, 수분 체크를 위해 Rp 와 Rd를 구분하는 제2 기준 전압이 노멀 모드에서와는 다른 값(예컨대, 제1 기준 전압보다 큰 값)으로 설정될 수 있다. 만약, 제2 기준 전압이 2.75V에 해당하고, 수분 검출 모드에서 1uA 의 전류가 CC 핀으로 제공되는 것을 가정할 때, 상대적으로 높은 수분 저항 값(2.75M ohm X 1uA = 2.75V) 까지 측정될 수 있다. 상기 제1 및 제2 기준 전압들의 레벨은 다양하게 설정이 가능하다.
수분 검출 요청이 수신된 것과 유사하게, CCIC가 MUIC 로부터 건조 검출 요청(Dry check)을 받았을 경우에도 CC 핀으로 제공되는 전류값 및 기준 전압값이 설정될 수 있다. 일 예로서, MUIC로부터 건조 검출 요청을 받은 후 CCIC는 CC 핀에 전류 소스(Rp Src)로서 대략 1uA 를 인가할 수 있다. 수분의 경우 저항 값을 가지고 있기 때문에 해당 저항 값에 의해 V = 저항 값 * 1uA 의 전압이 검출되어, 이 저항 값의 상태를 CCIC 가 Rp 에 해당하는지 또는 Rd 에 해당하는지, 설정해 놓은 Rp/Rd 임계값에 의해 구분되어 판단될 수 있다. 저항 값의 상태는 Rp/Rd/Ra 로 표현될 수 있으며, 일 예로 전압 값이 2.75V 이상일 경우 Rp로 표현된다. 최종적으로 저항 값의 상태가 Rp로 검출될 경우에 CCIC는 수분이 건조된 것으로 판단할 수 있으며, CCIC는 수분 건조를 검출한 결과를 MUIC 로 제공하거나 또는 시스템 내의 다른 구성(예컨대, 어플리케이션 프로세서)으로 제공할 수 있다.
도 14에 도시된 각 블록의 기능을 설명하면 다음과 같다.
S54 단계는 RID의 저항값(Adc)이 변동하였는지를 판단하는 동작을 나타낸다. 만약 저항값이 변동된 경우, 현재 MUIC가 수분 상태인 지가 판단되고(S55), 현재 수분 상태가 아닌 경우에는 MUIC가 수분 상태로 진입할 것인지를 확인하기 위해 ADC를 리프레쉬하고 판단하는 동작이 다수 회(예컨대, 10회) 반복될 수 있다(S56). 만약, 다수 회의 판단 동작을 통해 ADC의 변동이 발생된 것으로 판단되면, 통신에 실제 이용되는 GND 핀을 통해 접지 전압이 전달되는지 또는 전원 전압(VBUS)이 전달되는 지를 판단함으로써(S57), 케이블이 정상적으로 연결되었는지가 판단될 수 있다(Plug attach, S58).
한편, RID의 저항값(Adc)이 변동하였을 때 현재 MUIC가 수분 상태인 것으로 판단된 경우에는, 수분 건조인 것을 판단하기 위한 동작들이 수행될 수 있다. 일 예로서, Adc 값이 수분 건조에 해당하는 오픈 상태(Open)에 해당하는지가 판단되고 (S51), 만약 오픈 상태인 것으로 판단되면 이에 대한 다수 회(예컨대, 10 회)의 판단 동작을 위해 ADC 리프레쉬 동작(S52) 및 Adc 값이 오픈 상태(Open)에 해당하는지를 판단하는 동작(S53)이 반복될 수 있다. 또한, 상기와 같은 반복 판단에 의해 수분 건조임이 검출되면, 최종적으로 수분 건조 상태가 인식될 수 있다(S64).
한편, 전술한 단계 S57에서 케이블이 정상적으로 연결되지 않은 것으로 판단된 경우에는, MUIC가 1차적으로 수분을 검출하였음을 나타내는 검출 결과가 CCIC로 제공되며, CCIC는 2차적으로 수분 검출을 위한 동작들을 수행할 수 있다. 일 예로, CCIC는 수분 검출을 위한 모드로 진입하고(S59), 전술한 실시예들에 따라 CCIC는 CC1/CC2를 통해 저항 단계를 검출하기 위한 동작을 수행하며(S60), 만약 저항이 Rd, Ra인 경우에는 수분이 감지된 것으로 판단될 수 있다. 단계 S60에서 수분이 감지되면 CC 핀에 인가된 전류를 방전하고 수분 감지를 나타내는 통보 동작을 처리할 수 있으며(S62), 또한 커넥터에 수분이 존재하는 것으로 최종 판단될 수 있다(S63). 반면에, Rd, Ra가 아닌 것으로 판단된 경우(수분이 아닌 것으로 검출된 경우)에는 다수 회 판단 동작(예컨대, 5 회)이 더 수행되고, 수분이 검출된 경우에는 전술한 바와 같이 S62 단계의 동작이 수행될 수 있으며, 수분이 검출되지 않은 경우에는 수분이 검출되지 않았음을 나타내는 결과를 MUIC로 통보할 수 있다(S61).
도 15는 수분 인식 및 건조 인식 별 동작방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 15의 수분 인식 플로우를 참조하면, RID의 변동이 발생되었는지가 판단되고(S71), 판단된 경우에는 RID ADC 값이 소정의 기준값(또는, 설정값) 이하인 지를 판단한다(S72). 기준값 이하로 판단된 경우에는 커넥터에 수분이 유입되었을 가능성이 있으며, 이에 따라 CC 핀을 통한 검출(CC Check)을 위하여 MUIC는 RID 디스에이블 상태로 변경된다(S73). 그리고, CC 핀을 통한 검출을 통해 상기 CC 체크에서도 수분이 검출되었는지가 판단될 수 있다(S74). 만약, 저항이 Rd, Ra인 경우(또는, Rp가 아닌 경우)에는 수분이 존재하는 것으로 검출될 수 있다.
CC 체크를 통해서도 수분이 검출되면 MUIC에서 RID 동작을 디스에이블하기 위해, 동작 전압(V_RID)이 토글하지 않고 0V 또는 매우 작은 값으로 유지되도록 전압이 제어될 수 있다(S75). 또한, 소정의 딜레이를 거친 후(S76), RID 체크를 다시 수행함으로써 수분 검출을 재차 수행할 수 있다(S77). 상기와 같은 단계를 거쳐 수분 인식이 최종 결정될 수 있으며, MUIC 및 CCIC는 수분 상태(Water_idle)를 유지할 수 있다.
한편, 수분 건조 플로우를 참조하면, RID 값이 변동되었는 지가 판단되고(S81), RID ADC 값이 소정의 기준값에 해당하는 지가 판단될 수 있다(S82). 상기 소정의 기준값은 수분이 건조되었음에 해당하는 오픈(Open) 값에 상응할 수 있으며, 상기와 같은 기준이 충족되는 경우 CCIC를 통한 수분 건조 검출을 위해 CC 체크 모드로 진입될 수 있다(S83).
CC 체크를 통해 전술한 CC1/CC2 핀의 저항 상태가 판단되고(S84), 저항 상태가 Rp에 해당하는 경우에는 수분이 건조된 것으로 판단될 수 있다(S85). 반면에, 저항 상태가 Rp에 해당하지 않는 경우에는 수분이 건조되지 않은 것으로 판단됨에 따라 CC1/CC2로 인가된 전류를 방전하는 동작 및 RID 디스에이블 동작이 수행될 수 있으며(S86), 소정의 딜레이를 거친 후(S87), 해당 결과가 MUIC로 제공됨에 따라 MUIC에서 수분 건조를 검출하는 동작이 재차 수행될 수 있다.
상기와 같은 본원발명의 실시예가 적용된 시스템은 다양한 시스템에 해당할 수 있다. 일 예로서, 본 발명의 시스템은 USB Type-C 시스템에서 CC 핀과 저항을 검출할 수 있는 추가의 핀을 함께 사용하여 정확하게 수분을 판단하는 시스템일 수 있다. 또한, 본 발명의 시스템은 상기 특징과 함께 저항 센싱 핀에서 케이블의 노이즈성 신호를 구분하기 위하여 전원 전압(VBUS)과 다수 회의 검출 방식을 사용하는 시스템일 수 있다. 또한, 본 발명의 시스템은 상기 특징과 함께 저항 센싱 핀을 통해 먼저 1차적으로 수분을 검출하고, 이에 기반하여 CC 핀을 노멀 동작을 배제한 수분 인식 용으로 설정할 수 있는 순차적 방식으로 동작하는 시스템일 수 있다. 또한, 본 발명의 시스템은 상기 특징과 함께 CC 핀을 통한 저항 검출을 위하여 검출 전류의 레벨을 변경하여 저항에 따라 형성되는 전압을 측정하여 Rp/Rd/Ra 의 세 가지 모드로 수분을 판단하는 시스템일 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 실시예들에 따르면, CC1/CC2 핀을 본래 목적인 USBPD(USB Power Delivery) DRP(Dual Role Power) 등의 노멀 동작(Normal Operation)을 고려하지 않고 수분에 대한 검출 목적으로 동작 시킬 수 있기 때문에, 자체 프로세서(Processor)나 실시간(Real-time) 시스템을 탑재하지 않은 CCIC에서도 비교적 수분 존재 여부를 간단하게 검출해 낼 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 실시예들에 따르면, CC 동작에 대한 상태 결정을 하기 전에 RID를 통해 수분 유입 판단을 먼저 할 수 있으며, 그 검출 결과에 따라 CCIC가 노멀 모드에서 동작하지 않을 수 있으므로 CC 핀에 전류를 인가하지 않을 수 있으며, 이에 따라 수분 유입이 있을 경우 커넥터 단 부식이 발생할 수 있는 전류 흐름을 사전에 차단할 수 있다. 또한, 수분이 유입되었을 때에 커넥터가 기울어져있거나 평행하지 않을 때, 또는 USB Type-C 커넥터 전체가 완전히 마르지 않는 상태인데도 특정 위치의 핀 부근만 수분이 건조된 조건 등에서는 수분에 대한 검출 정확도가 낮아질 수 있으나, 본 발명의 실시예에 따르면 커넥터의 중심부에 위치한 CC 핀을 더 이용하여 수분을 검출하므로 그 정확도가 향상될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 외부의 케이블과 연결되고 다수의 핀들을 포함하는 커넥터;
    상기 다수의 핀들 중 하나 이상의 제1 핀에 연결되고, 상기 제1 핀의 저항에 기반하여 상기 커넥터에 수분이 존재하는지를 검출하여 제1 검출 결과를 발생하는 제1 수분 검출 회로; 및
    상기 다수의 핀들 중 하나 이상의 제2 핀에 연결되고, 상기 제1 검출 결과가 수분의 존재를 나타낼 때 수분 검출 모드로 진입하며, 상기 수분 검출 모드에서 상기 제2 핀의 저항에 기반하여 상기 커넥터에 수분이 존재하는지를 검출하는 제2 수분 검출 회로를 구비하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수분 검출 회로 및 상기 제2 수분 검출 회로 중 적어도 하나로부터, 상기 커넥터에 수분이 존재함을 나타내는 수분 인식 결과를 수신하는 어플리케이션 프로세서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 수분 검출 회로는, 상기 제2 핀의 저항에 기반하여 상기 커넥터에 수분이 존재하는 것으로 검출될 때 상기 수분 인식 결과를 상기 어플리케이션 프로세서로 제공하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 수분 검출 회로는 상기 커넥터에 수분이 존재하는지를 검출한 제2 검출 결과를 상기 제1 수분 검출 회로로 제공하고,
    상기 제1 수분 검출 회로는, 상기 제1 및 제2 검출 결과들이 모두 상기 커넥터에 수분이 존재하는 것으로 검출되었을 때, 상기 수분 인식 결과를 상기 어플리케이션 프로세서로 제공하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 핀은 상기 수분을 검출하기 위한 전용 핀에 해당하고, 상기 제2 핀은 상기 외부의 케이블과 통신을 수행하는 핀에 해당하며,
    상기 전자 장치는 상기 제2 수분 검출 회로가 배치되는 집적 회로를 포함하고, 상기 집적 회로는 상기 제1 검출 결과가 수분이 존재하지 않음을 나타낼 때 노멀 모드로 진입하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 커넥터는 USB 타입 C 인터페이스에 따라 상기 외부의 케이블과 통신하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 핀은, 상기 USB 타입 C 인터페이스에서 정의된 다수의 접지(GND) 핀들 중 어느 하나의 접지 핀인 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 수분 검출 회로는, 상기 제1 핀으로부터 검출된 저항값을 디지털 값으로 변환하여 출력하는 저항 ADC를 포함하는 마이크로 USB 집적 회로(MUIC)인 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제2 핀은, 상기 USB 타입 C 인터페이스에서 정의된 CC(configuration channel)1 핀 및 CC2 핀 중 적어도 하나의 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 집적 회로는, 상기 노멀 모드에서 상기 CC1 핀 및 CC2 핀 중 적어도 하나를 통해 데이터 연결 및 제어를 수행하는 CC 집적 회로(CCIC) 인 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제2 핀은, 상기 USB 타입 C 인터페이스에서 정의된 CC1 핀, CC2 핀, SBU(Sideband Use)1 핀 및 SBU2 핀 중 적어도 하나의 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  12. 다수의 핀들을 포함하는 커넥터의 제1 핀으로부터 검출된 저항값을 기초로 하여, 상기 커넥터에 수분이 존재하는지를 제1 집적 회로에 의해 제1 검출하는 단계;
    상기 제1 검출하는 단계에서 수분이 존재하는 것으로 검출되었을 때, 상기 커넥터의 제2 핀으로부터 검출된 저항값을 기초로 하여, 상기 커넥터에 수분이 존재하는지를 제2 집적 회로에 의해 제2 검출하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 검출하는 단계에서 모두 수분이 존재하는 것으로 검출되었을 때, 상기 커넥터에 수분이 존재함을 나타내는 제1 인식 결과를 생성하는 단계를 구비하는 전자 장치의 수분 인식 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 인식 결과를 상기 전자 장치 내의 어플리케이션 프로세서로 제공하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 수분 인식 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 집적 회로는 상기 제1 핀으로부터 수분 존재의 검출을 위한 전용 회로이고,
    상기 제2 집적 회로는 상기 제1 검출하는 단계에서 수분이 존재하는 것으로 검출되었을 때 수분 검출 모드로 진입하여 상기 제2 검출을 수행하고, 상기 제1 검출하는 단계에서 수분이 존재하지 않는 것으로 검출되었을 때 노멀 모드로 진입하여 상기 제2 핀을 통한 통신을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 수분 인식 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 커넥터는 USB 타입 C 인터페이스에 따라 외부의 케이블과 통신하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 수분 인식 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 핀은, 상기 USB 타입 C 인터페이스에서 정의된 다수의 접지(GND) 핀들 중 어느 하나의 접지 핀인 것을 특징으로 하는 전자 장치의 수분 인식 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2 핀은, 상기 USB 타입 C 인터페이스에서 정의된 CC(configuration channel)1 핀 및 CC2 핀 중 적어도 하나의 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 수분 인식 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 제1 검출 및 제2 검출하는 단계 중 적어도 하나는, 다수 회의 검출 동작을 통해 모두 수분이 검출된 경우에 수분이 존재함을 나타내는 검출 결과를 발생하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 수분 인식 방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 제1 핀으로부터 검출된 저항값을 기초로 하여, 상기 커넥터의 수분이 건조되었는지를 상기 제1 집적 회로에 의해 제3 검출하는 단계;
    상기 제3 검출하는 단계에서 수분이 건조된 것으로 검출되었을 때, 상기 제2 핀으로부터 검출된 저항값을 기초로 하여, 상기 커넥터의 수분이 건조되었는지를 상기 제2 집적 회로에 의해 제4 검출하는 단계; 및
    상기 제3 및 제4 검출 결과가 모두 수분이 건조된 것으로 검출되었을 때, 상기 수분이 건조되었음을 나타내는 제2 인식 결과를 생성하는 단계를 더 구비하는 전자 장치의 수분 인식 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제3 검출 및 제4 검출하는 단계 중 적어도 하나는, 다수 회의 검출 동작을 통해 모두 수분 건조가 검출된 경우에 수분이 건조하였음을 나타내는 검출 결과를 발생하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 수분 인식 방법.
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