KR102384855B1 - 신호 처리 방법, 장치 및 프로그램 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 제어 장치의 N(N은 자연수)개의 포트를 이용하여 N가지 이상의 제어 신호를 처리 하는 방법은, 상기 N개의 포트 각각의 논리 신호로 구성되는 N비트의 신호 프레임 (Signal Frame)를 정의하는 단계; 상기 신호 프레임에 따른 포트의 순서를 참조하여, 상기 N개의 포트 각각의 사용 유무를 결정하는 포트 설정 비트 를 생성하는 단계; 상기 신호 프레임에 따른 상기 N개의 포트 각각의 논리 신호와 상기 포트 설정 비트를 비트 연산하여 결과 비트를 생성하는 단계; 및 상기 결과 비트에 기초하여 신호를 처리하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

신호 처리 방법, 장치 및 프로그램{APPARATUS, METHOD AND COMPUTER PROGRAM FOR SIGNAL PROCESSING}
본 발명의 실시예들은 신호 처리 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
기술의 급격한 발전에 따라 로봇(Robot)은 사람을 대신하여 각종 작업을 수행하는 도구로서 중요한 역할을 수행하고 있다. 로봇은 주로 사람의 팔을 대신하여 제조업 생산 라인에서 물류, 조립, 용접, 페인팅을 비롯한 여러 형태의 작업의 자동화에 사용됨으로써 생산성 향상에 기여한다.
이러한 로봇은 목적에 따른 동작을 수행하도록 하기 위하여, 입출력 포트를 통하여 외부장치 등과 신호를 주고 받는데, 이러한 포트는 로봇 제어 장치의 물리적 크기의 제약 등으로 인하여 그 수가 제한되어 있는 것이 일반적이다.
따라서 로봇 제어 장치 등이 포함하는 포트의 수 이상의 데이터 송수신 채널이 필요한 경우, 로봇 제어 장치 자체를 포트수가 더 많은 다른 로봇 제어 장치로 변경하거나, 별도의 확장 모듈을 로봇 제어 장치와 연동하여 사용하였다.
그러나 이와 같은 로봇 제어 장치의 변경이나 별도의 확장 모듈의 사용은 시스템의 운용 비용을 증가시킬 뿐만 아니라, 시스템의 복잡도를 증가시키며, 시스템의 재정비를 위한 시간을 소모하여 적지 않은 손실을 야기시켰다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 로봇 제어 장치가 포함하는 포트의 수 이상의 데이터 송수신 채널이 필요한 경우, 로봇 제어 장치의 변경이나 별도의 확장 모듈의 사용 없이도 복수의 채널을 유기적으로 결합하여 사용함으로써 제한된 포트의 수로도 많은 양의 신호를 처리할 수 있도록 하는 신호 처리 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램을 제공하고자 한다.
특히 본 발명은 복수의 포트의 논리 신호를 병렬적으로 병합하여 사용함으로써 포트의 수 이상의 가짓수의 신호를 처리할 수 있도록 하는 신호 처리 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 복수의 포트의 논리 신호를 병렬적으로 병합하여 사용함으로써 포트의 수 이상의 가짓수의 신호를 처리함과 동시에, 사용하지 않는 포트의 사용성도 증가시킬 수 있고, 나아가 포트를 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 할 수 있는 신호 처리 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 제어 장치의 N(N은 자연수)개의 포트를 이용하여 N가지 이상의 제어 신호를 처리 하는 방법은, 상기 N개의 포트 각각의 논리 신호로 구성되는 N비트의 신호 프레임 (Signal Frame)를 정의하는 단계; 상기 신호 프레임에 따른 포트의 순서를 참조하여, 상기 N개의 포트 각각의 사용 유무를 결정하는 포트 설정 비트 를 생성하는 단계; 상기 신호 프레임에 따른 상기 N개의 포트 각각의 논리 신호와 상기 포트 설정 비트를 비트 연산하여 결과 비트를 생성하는 단계; 및 상기 결과 비트에 기초하여 신호를 처리하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 포트 설정 비트를 생성하는 단계는 상기 N개의 포트 중 사용하는 포트에 대응되는 포트 설정 비트를 1로, 상기 N개의 포트 중 사용하지 않는 포트에 대응되는 포트 설정 비트를 0으로 생성할 수 있다.
상기 N개의 포트 중 사용하는 포트의 수가 U(N>=U, U는 자연수)개인 경우, 상기 결과 비트는 2의 U제곱 가지일 수 있다.
상기 신호 처리 방법은 상기 신호를 처리하는 단계 이후에 상기 N개의 포트 중 사용하지 않는 포트에 대한 신호를 처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 사용하지 않는 포트에 대한 신호를 처리하는 단계는 상기 신호 프레임 및 상기 포트 설정 비트와 무관하게 상기 사용하지 않는 포트 각각의 논리 신호를 개별적으로 처리할 수 있다.
상기 사용하지 않는 포트는 복수이고, 상기 신호 프레임에 따른 포트의 순서에 따를 때, 상기 복수의 사용하지 않는 포트들은 서로 인접하지 않을 수 있다.
상기 신호의 처리는 출력 신호의 생성이고, 상기 결과 비트를 생성하는 단계는 내부적으로 생성된 상기 N개의 포트 각각의 논리 신호와 상기 포트 설정 비트를 비트 연산하여 출력 신호 비트를 생성할 수 있다.
상기 신호의 처리는 입력 신호의 획득이고, 상기 결과 비트를 생성하는 단계는 외부 장치로부터 획득된 상기 N개의 포트 각각의 논리 신호와 상기 포트 설정 비트를 비트 연산하여 입력 신호 비트를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 N(N은 자연수)개의 포트를 이용하여 상기 N가지 이상의 제어 신호를 처리 하는 로봇 제어 장치는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 N개의 포트 각각의 논리 신호로 구성되는 N비트의 신호 프레임(Signal Frame)를 정의하고, 상기 신호 프레임에 따른 포트의 순서를 참조하여, 상기 N개의 포트 각각의 사용 유무를 결정하는 포트 설정 비트를 생성하고, 상기 신호 프레임에 따른 상기 N개의 포트 각각의 논리 신호와 상기 포트 설정 비트를 비트 연산하여 결과 비트를 생성하고, 상기 결과 비트에 기초하여 신호를 처리할 수 있다.
상기 제어부는 상기 N개의 포트 중 사용하는 포트에 대응되는 포트 설정 비트를 1로, 상기 N개의 포트 중 사용하지 않는 포트에 대응되는 포트 설정 비트를 0으로 생성할 수 있다.
상기 N개의 포트 중 사용하는 포트의 수가 U(N>=U, U는 자연수)개인 경우,
상기 결과 비트는 2의 U제곱 가지일 수 있다.
상기 제어부는 상기 N개의 포트 중 사용하지 않는 포트에 대한 신호를 상기 결과 비트에 기초한 신호와 별개로 처리할 수 있다.
상기 제어부는 상기 신호 프레임 및 상기 포트 설정 비트와 무관하게 상기 사용하지 않는 포트 각각의 논리 신호를 개별적으로 처리할 수 있다.
상기 사용하지 않는 포트는 복수이고, 상기 신호 프레임에 따른 포트의 순서에 따를 때, 상기 복수의 사용하지 않는 포트들은 서로 인접하지 않을 수 있다.
상기 신호의 처리는 출력 신호의 생성이고, 상기 제어부는 내부적으로 생성된 상기 N개의 포트 각각의 논리 신호와 상기 포트 설정 비트를 비트 연산하여 출력 신호 비트를 생성할 수 있다.
상기 신호의 처리는 입력 신호의 획득이고, 상기 제어부는 외부 장치로부터 획득된 상기 N개의 포트 각각의 논리 신호와 상기 포트 설정 비트를 비트 연산하여 입력 신호 비트를 생성할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 로봇 제어 장치가 포함하는 포트의 수 이상의 데이터 송수신 채널이 필요한 경우, 로봇 제어 장치의 변경이나 별도의 확장 모듈의 사용 없이도 복수의 채널을 유기적으로 결합하여 사용함으로써 제한된 포트의 수로도 많은 양의 신호를 처리할 수 있도록 하는 신호 처리 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램을 구현할 수 있다.
또한 복수의 포트의 논리 신호를 병렬적으로 병합하여 사용함으로써 포트의 수 이상의 가짓수의 신호를 처리함과 동시에, 사용하지 않는 포트의 사용성도 증가시킬 수 있고, 나아가 포트를 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 할 수 있는 신호 처리 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 프레임의 예시이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부가 신호 프레임에 따른 N개의 포트 각각의 논리 신호와 생성된 포트 설정 비트를, 비트 연산하여 결과 비트를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 로봇 제어 장치에 의해 수행되는 신호 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하의 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명의 실시예의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 잇는 것과 유사하게, 본 발명의 실시예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 시스템은 로봇 제어 장치(100) 및 로봇(200)을 포함할 수 있다.
본 발명에서 로봇(Robot, 200)은 하나 이상의 엑츄에이터 및 하나 이상의 파트를 포함하는 장치일 수 있다. 이때 엑츄에이터(Actuator)는 제어신호에 기초하여 전기에너지를 운동에너지로 변환하는 다양한 장치를 의미할 수 있다. 가령 엑츄에이터는 직류(DC) 서보 모터, 교류(AC) 서보 모터, 스테핑 모터, 리니어 모터, 유압 실린더, 유압 모터, 공기압 실린더 및 공기압 모터 중 어느 하나 일 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
한편 파트(Part)는 전술한 엑츄에이터를 특정 위치에 고정시키는 구조물 또는 엑츄에이터에 고정되어 운동하는 구조물을 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇은 가령 다관절 로봇, 스카라 로봇 및 원통 좌표 로봇 중 어느 하나일 수 있다. 다관절 로봇(Articulated Robot)은 하나 이상의 관절 및 관절과 다른 관절을 연결하는 파트(또는 바디)를 포함하는 로봇일 수 있다. 스카라 로봇(Scara Robot)은 로봇의 암(Arm)이 특정 평면 내에서 동작하는 로봇일 수 있다. 원동 좌표 로봇(Cylindrical Robot)은 로봇의 암(Arm)이 적어도 1개의 회전 관절과 적어도 1개의 직진 관절을 갖는 로봇을 의미할 수 있다. 다만 이는 예시적인 것이며, 본 발명의 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 따라서 전술한 바와 같이 하나 이상의 엑츄에이터(Actuator) 및 하나 이상의 파트(Part)를 포함하고 제어신호에 따라 동작하는 장치는 본 발명의 로봇에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 제어 장치(100)는 로봇의 제어 및/또는 조작을 위한 장치로, 제어부(110), 디스플레이부(120) 및 입출력부(130)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 입출력부(130)를 통하여 로봇(200)의 제어를 위한 신호를 입력 받거나, 로봇(200)의 제어와 관련된 신호를 출력할 수 있다. 이때 제어부(110)는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부(120)는 로봇(200)의 현재 동작 상태 등을 표시할 수 있다. 따라서 디스플레이부(120)는 도형, 문자 또는 영상을 표시하는 표시장치를 의미할 수 있다. 예컨대, 디스플레이부(120)는 CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), PDP (Plasma Display Panel), LED(Light-Emitting Diode) 및 OLED(Organic Light Emitting Diode) 중 어느 하나로 구성될 수 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입출력부(130)는 로봇(200)의 제어를 위한 신호를 입력 받거나, 로봇(200)의 제어와 관련된 신호를 출력하는 수단으로 복수개의 포트(Port)를 포함할 수 있다. 이때 각각의 포트는 로봇 제어 장치(100)와 다른 외부 장치가 데이터를 송수신 하기 위한 개별적인 채널(또는 통로)을 의미할 수 있다. 각각의 포트는 논리 신호(High(1) 또는 Low(0))의 형태로 데이터를 송수신 할 수 있다.
가령 입출력부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 8개의 포트(0번 포트 내지 7번 포트)를 포함할 수도 있고, N개(N은 자연수)의 포트를 포함할 수도 있다. 입출력부(130)의 포트가 도 2에 도시된 바와 같이 8개인 경우, 로봇 제어 장치(100)는 8개의 채널을 통해 외부 장치에 데이터를 전송하거나, 8개의 채널을 통해 외부 장치로부터 데이터를 수신할 수 있다. 또한 입출력부(130)는 8개의 채널 중 4개의 채널로는 외부 장치로부터 데이터를 수신하는데 사용하고, 나머지 4개의 채널은 외부 장치에 데이터를 전송하는데 사용할 수 있다.
이와 같은 입출력부(130)의 포트는 로봇 제어 장치(100)의 물리적 크기의 제약 등으로 인하여 그 수가 제한되어 있는 것이 일반적이다. 따라서 입출력부(130)가 포함하는 포트의 수 이상의 데이터 송수신 채널이 필요한 경우, 로봇 제어 장치(100) 자체를 포트수가 더 많은 다른 로봇 제어 장치(미도시)로 변경하거나, 별도의 확장 모듈(미도시)을 로봇 제어 장치(100)와 연동하여 사용하였다.
그러나 이와 같은 로봇 제어 장치의 변경이나 별도의 확장 모듈의 사용은 시스템의 운용 비용을 증가시킬 뿐만 아니라, 시스템의 복잡도를 증가시키며, 시스템의 재정비를 위한 시간을 소모하여 적지 않은 손실을 야기시켰다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 입출력부(130)가 포함하는 포트의 수 이상의 데이터 송수신 채널이 필요한 경우, 로봇 제어 장치의 변경이나 별도의 확장 모듈의 사용 없이도 복수의 채널을 유기적으로 결합하여 사용함으로써 제한된 포트의 수로도 많은 양의 신호를 처리할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 입출력부(130)는 사용자의 입력을 획득하는 다양한 수단을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 입출력부(130)는 키보드, 마우스, 트랙볼, 마이크 및 버튼 중 어느 하나를 포함하거나, 어느 하나 이상의 조합을 포함할 수 있다. 또한 입출력부(130)는 전술한 디스플레이부(120)상에 입력을 수행하는 터치 감지 수단을 더 포함할 수도 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 제어 장치(100)는 통신부(미도시) 및 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이때 통신부(미도시)는 로봇 제어 장치(100)가 로봇(200)과 같은 외부장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다. 통신부(미도시)는 전술한 입출력부(130)의 포트를 통해 다른 외부 장치와의 통신 프로토콜에 따라 신호를 인코딩 하거나 디코딩 할 수 있다.
메모리(미도시)는 로봇 제어 장치(100)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행한다. 가령 메모리(미도시)는 입출력부(130)를 통하여 외부장치로부터 수신한 신호를 저장할 수 있다. 메모리(미도시)에 저장된 신호는 로봇(200)의 모션을 제어하는데 사용될 수 있다. 이때 메모리는 자기 저장 매체(magnetic storage media) 또는 플래시 저장 매체(flash storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 제어 장치(100)는 도시된 바와 같이 로봇(200) 및/또는 로봇(200)의 제어 장치(미도시)와 별도로 구비되는 장치일 수 있다. 또한 도시된 바와 달리, 로봇 제어 장치(100)는 로봇(200) 및/또는 로봇(200)의 제어 장치(미도시)에 포함된 장치일 수 있다.
바꾸어 말하면, 로봇(200) 또는 로봇(200)의 제어 장치(미도시)는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 제어 방법을 수행할 수 있다. 다만 이하에서는 설명의 편의를 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 로봇 제어 장치(100)가 별도로 구비됨을 전제로 설명한다.
이하에서는 로봇 제어 장치(100)가 N(N은 자연수)개의 포트를 이용하여 N가지 이상의 제어 신호를 처리 하는 방법을 중심으로 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 제어 장치(100)의 제어부(110)는 입출력부(130)에 포함되는 N개의 포트 각각의 논리 신호로 구성되는 N비트의 신호 프레임(Signal Frame)를 정의할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제어부(110)는 N비트의 신호의 몇 번째 비트가 어떤 포트의 논리 신호인지를 정의할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 프레임(210)의 예시이다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 도시된 바와 같이 입출력부(130)가 8개의 포트(0번 포트 내지 7번 포트)를 포함하는 것을 전제로 설명한다. 또한 신호 프레임(210)은 가장 우측의 자리가 0번째 자리, 가장 좌측의 자리가 7번째 자리임을 전제로 설명한다.
상술한 전제 하에, 제어부(110)는 0번 포트의 논리 신호가 신호 프레임(210)의 0번째 자리에, 1번 포트의 논리 신호가 신호 프레임(210)의 1번째 자리에, 2번 포트의 논리 신호가 신호 프레임(210)의 2번째 자리에 오도록 정의할 수 있다. 또한 제어부(110)는 제3 번 포트 내지 제7 번 포트의 논리 신호에 대해서 전술한 방법과 같은 논리로 신호 프레임(210)내의 각 자리에 오도록 정의할 수 있다.
이때 제어부(110)는 사용자의 입력에 기초하여 각 포트의 논리 신호의 신호 프레임(210) 내에서의 자리를 결정할 수 있다. 바꾸어 말하면 사용자는 자신의 시스템 설계에 따라 신호 프레임(210)내의 원하는 순서에 원하는 포트의 논리 신호를 위치시킬 수 있다. 사용자의 입력은 전술한 디스플레이부(120)에 표시되는 GUI(Graphic User Interface)를 통하여 획득된 것일 수 있다.
물론 제어부(110)는 사용자의 입력 외에도, 포트의 순서, 포트의 일련번호 등에 따라 각 포트의 논리 신호의 신호 프레임(210) 내에서의 자리를 결정할 수도 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 전술한 과정에 의해서 정의된 신호 프레임(210)에 따른 포트의 순서를 참조하여, N개의 포트 각각의 사용 유무를 결정하는 포트 설정 비트를 생성할 수 있다.
본 발명에서 '포트 설정 비트'는 포트의 사용 유무를 결정하기 위한 비트를 의미할 수 있다. 이때 '포트의 사용 유무'는 해당 포트의 절대적인 사용 또는 불사용을 의미하는 것이 아니라, 해당 포트를 본 발명의 일 실시예에 따른 방법(N개의 포트를 이용하여 N가지 이상의 제어 신호를 처리하는 방법)에 따라 사용할 것인지 또는 사용하지 않을 것인지를 의미하는 것일 수 있다.
가령 제어부(110)는 사용 하는 포트에 대한 포트 설정 비트를 '1'로, 사용 하지 않는 포트에 대한 포트 설정 비트를 '0'으로 설정할 수 있다.
한편 이와 같은 포트 설정 비트는 인접하는 포트들에 대해서 일관적으로 설정되지 않을 수 있다. 바꾸어 말하면 신호 프레임에 따른 포트의 순서에 따를 때, 복수의 사용하지 않는 포트들은 서로 인접하지 않을 수 있다. 즉 포트 설정 비트가 '1111 0000'과 같이 생성될 수도 있고, '1010 1010'과 같이 설정될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 전술한 과정에 의해서 정의된 신호 프레임(210)에 따른 N개의 포트 각각의 논리 신호와 생성된 포트 설정 비트를 비트 연산하여 결과 비트를 생성할 수 있다. 이때 제어부(110)는 각 비트별 비트 연산 방식으로 결과 비트를 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)가 신호 프레임(210)에 따른 N개의 포트 각각의 논리 신호와 생성된 포트 설정 비트를 비트 연산하여 결과 비트를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하여, 신호 프레임(210)에 따른 N개의 포트의 논리 신호가 '1101 0011'이고, 생성된 포트 설정 비트(220)가 '1111 0000'이라고 가정해 보자.
이러한 경우 제어부(110)는 각 자릿수 별로 비트 연산을 수행하여 결과 비트(230)를 '1101 0000'으로 생성할 수 있다.
도 3에서 사용 하는 포트에 대한 포트 설정 비트가 '1'로, 사용 하지 않는 포트에 대한 포트 설정 비트가 '0'으로 설정되었다고 가정하면, 제0 번 포트 내지 제3번 포트는 사용하지 않는 것을 의미할 수 있다. 따라서 제0 번 포트 내지 제3번 포트의 논리 신호(211)는 결과 비트(230)에 반영되지 않는다. 물론 이때 '사용하지 않는 포트'의 의미는 전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 방법(N개의 포트를 이용하여 N가지 이상의 제어 신호를 처리하는 방법)에 따라 사용하지 않을 것을 의미하는 것일 뿐, 해당 포트의 절대적 불사용을 의미하는 것은 아니다.
한편 제어부(110)에 의해 생성된 결과 비트의 가짓수는 사용하는 포트의 수가 증가할수록 지수적으로 증가할 수 있다. 바꾸어 말하면 N개의 포트 중 사용하는 포트의 수가 U(N>=U, U는 자연수)개인 경우, 결과 비트는 2의 U제곱 가지일 수 있다. 도 3의 경우, 8개의 포트 중 사용하는 포트의 수가 4개이므로, 결과 비트의 가짓수는 2의 4제곱 가지, 즉 16가지 일 수 있다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 사용하는 포트의 수인 4개 보다 많은 16 가짓수의 신호를 처리할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 복수의 포트의 논리 신호를 병렬적으로 병합하여 사용함으로써 포트의 수 이상의 가짓수의 신호를 처리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 전술한 과정에 의해서 생성된 결과 비트(230)에 기초하여 신호를 처리할 수 있다. 가령 신호의 처리가 '출력 신호의 생성'인 경우, 제어부(110)는 내부적인 연산 결과에 의해 생성된 N개의 포트 각각의 논리 신호와 포트 설정 비트를 신호 프레임에 따라 비트 연산하여 출력 신호 비트를 생성할 수 있다.
또한 신호의 처리가 '입력 신호의 획득'인 경우, 제어부(110)는 외부 장치로부터 획득된 N개의 포트 각각의 논리 신호와 포트 설정 비트를 신호 프레임에 따라 비트 연산하여 입력 신호 비트를 생성할 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 N개의 포트 중 사용하지 않는 포트에 대한 신호를 별도로 처리할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제어부(110)는 N개의 포트 중 포트 설정 비트가 사용하지 않는 포트에 대응되는 값(가령 '0')으로 설정된 포트들의 신호를 처리할 수 있다. 이때 제어부(110)는 전술한 신호 프레임 및 포트 설정 비트와 무관하게 사용하지 않는 포트 각각의 논리 신호를 개별적으로 처리할 수 있다.
가령 도 3을 참조하여, 신호 프레임(210)에 따른 8개의 포트 각각의 논리 신호가 '1101 0011'이고, 생성된 포트 설정 비트(220)가 '1111 0000'이라고 가정해 보자.
이러한 경우 제어부(110)가 각 자릿수 별로 비트 연산을 수행하여 결과 비트(230)를 '1101 0000'으로 생성할 수 있음은 전술하였다.
한편 제어부(110)는 포트 설정 비트(220)가 0000으로 설정된 포트(제0 포트 내지 제3 포트)의 논리 신호를 '0', '0', '1', '1'과 같이 개별적으로 처리할 수 있다. 즉 제0 포트 내지 제3 포트 각각의 논리 신호는 다른 포트들의 논리 신호에 무관하게 처리될 수 있다.
이로써 본 발명은 복수의 포트의 논리 신호를 병렬적으로 병합하여 사용함으로써 포트의 수 이상의 가짓수의 신호를 처리함과 동시에, 사용하지 않는 포트의 사용성도 증가시킬 수 있고, 나아가 포트를 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 할 수 있다.
도 4는 도 1의 로봇 제어 장치(100)에 의해 수행되는 신호 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하에서는 도 1 내지 도 3에서 설명한 내용과 중복하는 내용의 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 제어 장치(100)는 입출력부(130)에 포함되는 N개의 포트 각각의 논리 신호로 구성되는 N비트의 신호 프레임(Signal Frame)를 정의할 수 있다.(S41) 바꾸어 말하면, 로봇 제어 장치(100)는 N비트의 신호의 몇 번째 비트가 어떤 포트의 논리 신호인지를 정의할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 입출력부(130)가 8개의 포트(0번 포트 내지 7번 포트)를 포함하는 것을 전제로 설명한다. 또한 신호 프레임(210)은 가장 우측의 자리가 0번째 자리, 가장 좌측의 자리가 7번째 자리임을 전제로 설명한다.
상술한 전제 하에, 로봇 제어 장치(100)는 0번 포트의 논리 신호가 신호 프레임(210)의 0번째 자리에, 1번 포트의 논리 신호가 신호 프레임(210)의 1번째 자리에, 2번 포트의 논리 신호가 신호 프레임(210)의 2번째 자리에 오도록 정의할 수 있다. 또한 로봇 제어 장치(100)는 제3 번 포트 내지 제7번 포트의 논리 신호에 대해서 전술한 방법과 같은 논리로 신호 프레임(210)내의 각 자리에 오도록 정의할 수 있다.
이때 로봇 제어 장치(100)는 사용자의 입력에 기초하여 각 포트의 논리 신호의 신호 프레임(210) 내에서의 자리를 결정할 수 있다. 바꾸어 말하면 사용자는 자신의 시스템 설계에 따라 신호 프레임(210)내의 원하는 순서에 원하는 포트의 논리 신호를 위치시킬 수 있다. 사용자의 입력은 전술한 디스플레이부(120)에 표시되는 GUI(Graphic User Interface)를 통하여 획득된 것일 수 있다.
물론 로봇 제어 장치(100)는 사용자의 입력 외에도, 포트의 순서, 포트의 일련번호 등에 따라 각 포트의 논리 신호의 신호 프레임(210) 내에서의 자리를 결정할 수도 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 제어 장치(100)는 전술한 과정에 의해서 정의된 신호 프레임(210)에 따른 포트의 순서를 참조하여, N개의 포트 각각의 사용 유무를 결정하는 포트 설정 비트를 생성할 수 있다.(S42)
본 발명에서 '포트 설정 비트'는 포트의 사용 유무를 결정하기 위한 비트를 의미할 수 있다. 이때 '포트의 사용 유무'는 해당 포트의 절대적인 사용 또는 불사용을 의미하는 것이 아니라, 해당 포트를 본 발명의 일 실시예에 따른 방법(N개의 포트를 이용하여 N가지 이상의 제어 신호를 처리하는 방법)에 따라 사용할 것인지 또는 사용하지 않을 것인지를 의미하는 것일 수 있다.
가령 로봇 제어 장치(100)는 사용 하는 포트에 대한 포트 설정 비트를 '1'로, 사용 하지 않는 포트에 대한 포트 설정 비트를 '0'으로 설정할 수 있다.
한편 이와 같은 포트 설정 비트는 인접하는 포트들에 대해서 일관적으로 설정되지 않을 수 있다. 바꾸어 말하면 신호 프레임에 따른 포트의 순서에 따를 때, 복수의 사용하지 않는 포트들은 서로 인접하지 않을 수 있다. 즉 포트 설정 비트가 '1111 0000'과 같이 생성될 수도 있고, '1010 1010'과 같이 설정될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 제어 장치(100)는 전술한 과정에 의해서 정의된 신호 프레임(210)에 따른 N개의 포트 각각의 논리 신호와 생성된 포트 설정 비트를 비트 연산하여 결과 비트를 생성할 수 있다.(S43) 이때 로봇 제어 장치(100)는 각 비트별 비트 연산 방식으로 결과 비트를 생성할 수 있다.
다시 도 3을 참조하여, 신호 프레임(210)에 따른 N개의 포트의 논리 신호가 '1101 0011'이고, 생성된 포트 설정 비트(220)가 '1111 0000'이라고 가정해 보자.
이러한 경우 로봇 제어 장치(100)는 각 자릿수 별로 비트 연산을 수행하여 결과 비트(230)를 '1101 0000'으로 생성할 수 있다.
도 3에서 사용 하는 포트에 대한 포트 설정 비트가 '1'로, 사용 하지 않는 포트에 대한 포트 설정 비트가 '0'으로 설정되었다고 가정하면, 제0 번 포트 내지 제3번 포트는 사용하지 않는 것을 의미할 수 있다. 따라서 제0 번 포트 내지 제3번 포트의 논리 신호(211)는 결과 비트(230)에 반영되지 않는다. 물론 이때 '사용하지 않는 포트'의 의미는 전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 방법(N개의 포트를 이용하여 N가지 이상의 제어 신호를 처리하는 방법)에 따라 사용하지 않을 것을 의미하는 것일 뿐, 해당 포트의 절대적 불사용을 의미하는 것은 아니다.
한편 로봇 제어 장치(100)에 의해 생성된 결과 비트의 가짓수는 사용하는 포트의 수가 증가할수록 지수적으로 증가할 수 있다. 바꾸어 말하면 N개의 포트 중 사용하는 포트의 수가 U(N>=U, U는 자연수)개인 경우, 결과 비트는 2의 U제곱 가지일 수 있다. 도 3의 경우, 8개의 포트 중 사용하는 포트의 수가 4개이므로, 결과 비트의 가짓수는 2의 4제곱 가지, 즉 16가지 일 수 있다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 제어 장치(100)는 사용하는 포트의 수인 4개 보다 많은 16 가짓수의 신호를 처리할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 복수의 포트의 논리 신호를 병렬적으로 병합하여 사용함으로써 포트의 수 이상의 가짓수의 신호를 처리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 제어 장치(100)는 전술한 과정에 의해서 생성된 결과 비트(230)에 기초하여 신호를 처리할 수 있다. (S44) 가령 신호의 처리가 '출력 신호의 생성'인 경우, 로봇 제어 장치(100)는 내부적인 연산 결과에 의해 생성된 N개의 포트 각각의 논리 신호와 포트 설정 비트를 신호 프레임에 따라 비트 연산하여 출력 신호 비트를 생성할 수 있다.
또한 신호의 처리가 '입력 신호의 획득'인 경우, 로봇 제어 장치(100)는 외부 장치로부터 획득된 N개의 포트 각각의 논리 신호와 포트 설정 비트를 신호 프레임에 따라 비트 연산하여 입력 신호 비트를 생성할 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 제어 장치(100)는 N개의 포트 중 사용하지 않는 포트에 대한 신호를 별도로 처리할 수 있다. 바꾸어 말하면, 로봇 제어 장치(100)는 N개의 포트 중 포트 설정 비트가 사용하지 않는 포트에 대응되는 값(가령 '0')으로 설정된 포트들의 신호를 처리할 수 있다. 이때 로봇 제어 장치(100)는 전술한 신호 프레임 및 포트 설정 비트와 무관하게 사용하지 않는 포트 각각의 논리 신호를 개별적으로 처리할 수 있다.
가령 도 3을 참조하여, 신호 프레임(210)에 따른 8개의 포트 각각의 논리 신호가 '1101 0011'이고, 생성된 포트 설정 비트(220)가 '1111 0000'이라고 가정해 보자.
이러한 경우 로봇 제어 장치(100)가 각 자릿수 별로 비트 연산을 수행하여 결과 비트(230)를 '1101 0000'으로 생성할 수 있음은 전술하였다.
한편 로봇 제어 장치(100)는 포트 설정 비트(220)가 0000으로 설정된 포트(제0 포트 내지 제3 포트)의 논리 신호를 '0', '0', '1', '1'과 같이 개별적으로 처리할 수 있다. 즉 제0 포트 내지 제3 포트 각각의 논리 신호는 다른 포트들의 논리 신호에 무관하게 처리될 수 있다.
이로써 본 발명은 복수의 포트의 논리 신호를 병렬적으로 병합하여 사용함으로써 포트의 수 이상의 가짓수의 신호를 처리함과 동시에, 사용하지 않는 포트의 사용성도 증가시킬 수 있고, 나아가 포트를 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 신호 처리 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
100: 로봇 제어 장치
110: 제어부
120: 디스플레이부
130: 입출력부
200: 로봇

Claims (17)

  1. 로봇 제어 장치의 N(N은 자연수)개의 포트를 이용하여 N가지 이상의 제어 신호를 처리 하는 방법에 있어서,
    상기 N개의 포트 각각의 논리 신호로 구성되는 N비트의 신호 프레임(Signal Frame)를 정의하는 단계;
    상기 신호 프레임에 따른 포트의 순서를 참조하여, 상기 N개의 포트 각각의 사용 유무를 결정하는 포트 설정 비트를 생성하는 단계;
    상기 신호 프레임에 따른 상기 N개의 포트 각각의 논리 신호와 상기 포트 설정 비트를 비트 연산하여 결과 비트를 생성하는 단계; 및
    상기 결과 비트에 기초하여 신호를 처리하는 단계;를 포함하는, 신호 처리 방법.
  2. 제1 항에 있어서
    상기 포트 설정 비트를 생성하는 단계는
    상기 N개의 포트 중 사용하는 포트에 대응되는 포트 설정 비트를 1로,
    상기 N개의 포트 중 사용하지 않는 포트에 대응되는 포트 설정 비트를 0으로 생성하는, 신호 처리 방법.
  3. 제1 항에 있어서
    상기 N개의 포트 중 사용하는 포트의 수가 U(N>=U, U는 자연수)개인 경우,
    상기 결과 비트는 2의 U제곱 가지인, 신호 처리 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서
    상기 신호의 처리는 출력 신호의 생성이고,
    상기 결과 비트를 생성하는 단계는
    내부적으로 생성된 상기 N개의 포트 각각의 논리 신호와 상기 포트 설정 비트를 비트 연산하여 출력 신호 비트를 생성하는, 신호 처리 방법.
  8. 제1 항에 있어서
    상기 신호의 처리는 입력 신호의 획득이고,
    상기 결과 비트를 생성하는 단계는
    외부 장치로부터 획득된 상기 N개의 포트 각각의 논리 신호와 상기 포트 설정 비트를 비트 연산하여 입력 신호 비트를 생성하는, 신호 처리 방법.
  9. 컴퓨터를 이용하여 제1 항, 제2 항, 제3 항, 제7 항 및 제8 항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위하여 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  10. N(N은 자연수)개의 포트를 이용하여 상기 N가지 이상의 제어 신호를 처리 하는 로봇 제어 장치에 있어서, 상기 로봇 제어 장치는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 N개의 포트 각각의 논리 신호로 구성되는 N비트의 신호 프레임(Signal Frame)를 정의하고,
    상기 신호 프레임에 따른 포트의 순서를 참조하여, 상기 N개의 포트 각각의 사용 유무를 결정하는 포트 설정 비트를 생성하고,
    상기 신호 프레임에 따른 상기 N개의 포트 각각의 논리 신호와 상기 포트 설정 비트를 비트 연산하여 결과 비트를 생성하고,
    상기 결과 비트에 기초하여 신호를 처리하는, 로봇 제어 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제10 항에 있어서
    상기 제어부는
    상기 N개의 포트 중 사용하지 않는 포트에 대한 신호를 상기 결과 비트에 기초한 신호와 별개로 처리하는, 로봇 제어 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제10 항에 있어서
    상기 신호의 처리는 출력 신호의 생성이고,
    상기 제어부는
    내부적으로 생성된 상기 N개의 포트 각각의 논리 신호와 상기 포트 설정 비트를 비트 연산하여 출력 신호 비트를 생성하는, 로봇 제어 장치.
  17. 제10 항에 있어서
    상기 신호의 처리는 입력 신호의 획득이고,
    상기 제어부는
    외부 장치로부터 획득된 상기 N개의 포트 각각의 논리 신호와 상기 포트 설정 비트를 비트 연산하여 입력 신호 비트를 생성하는, 로봇 제어 장치.
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