KR102390518B1 - 디바이스의 다중 디바이스 동기화 - Google Patents

디바이스의 다중 디바이스 동기화 Download PDF

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아누 차크라바르티
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Abstract

분산형 네트워크 시스템은 통신 프로토콜에 따라 동작하는 공유된 통신 버스 및 공유된 통신 버스에 결합된 복수의 디바이스를 포함할 수 있다. 통신 프로토콜은 복수의 디바이스 중 단지 하나만이 공유된 통신 버스를 통해 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 한번에 복수의 디바이스 중 나머지 수의 디바이스로 능동적으로 송신하도록 복수의 디바이스의 각각이 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하는 시간 기간 및 순서를 정의할 수 있다. 복수의 디바이스 중 나머지 수의 디바이스가 데이터를 능동적으로 송신하고 있지 않을 때, 복수의 디바이스 중 나머지 수의 디바이스는 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 수신할 수 있어서 공유된 통신 버스 상의 복수의 디바이스 간에 양방향 통신이 확립되게 한다.

Description

디바이스의 다중 디바이스 동기화
관련 출원
본 발명은 2015년 9월 11일자로 출원된 미국 가 특허 출원 일련 번호 제 62/217,371 호에 대한 우선권을 주장하는 2016년 8월 2일에 출원된 미국 본 특허 출원 일련 번호 제 15/226,197 호에 대한 우선권을 주장하며, 이들 각각은 전체적으로 본 명세서에 참조로서 통합된다.
본 발명은 일반적으로 제한 없이, 무선 전화 및 미디어 플레이어와 같은 개인용 오디오 디바이스를 포함하는 오디오 시스템을 위한 회로에 관한 것이고, 더 구체적으로 오디오 시스템 내에서 오디오 디바이스의 분산형 네트워크의 제어, 응답, 및/또는 상태 머신 동기화에 관한 것이다.
모바일/셀룰러 전화, 무선 전화, mp3 플레이어, 및 다른 소비자 오디오 디바이스와 같은 무선 전화를 포함하는 개인용 오디오 디바이스가 널리 이용된다. 이러한 개인용 오디오 디바이스는 한 쌍의 헤드폰 또는 하나 이상의 스피커를 구동하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 이러한 회로는 오디오 출력 신호를 헤드폰 또는 스피커로 구동하기 위한 전력 증폭기를 포함하는 스피커 구동기를 종종 포함한다.
소비자 및 전문 오디오 장비 둘 모두 내에서, 상이한 오디오 채널 간의 운영 대응이 부합되어야 하는 경우가 종종 필요하다. 예를 들면, 이러한 오디오 시스템의 요구조건은 데이터 경로 그룹 지연 및 사건(event)에 대한 음향 응답(예로서, 인터럽트, 디바이스 에러, 등)이 모든 오디오 채널에 걸쳐 부합해야 하며, 최소한 이러한 응답은 제어되고 결정론적이다.
그러나, 이러한 디바이스에서 종종, 다수의 증폭기 및 다수의 데이터 경로가 복수의 스피커를 구동하기 위해 이용될 수 있다. 가장 흔하게, 이러한 증폭기의 배치는 스피커 그들 자체로 로컬화될 수 있고, 이는 증폭기가 서로 근접하지 않을 수 있으며 증폭기가 하나 이상의 다른 증폭기에 의해 관측되지 않는 로컬 에러 사건의 영향을 받을 수 있음을 의미한다. 일례로서, 증폭기를 수납하는 주 인쇄 회로 기판에 대한 배터리 연결부는 증폭기와 대칭이 아닐 수 있고, 이는 또 다른 증폭기 및 배터리 공급장치를 갖는 것보다 하나의 증폭기와 배터리 공급장치 간에 직렬 기생 손실이 더 많을 수 있음을 의미한다. 배터리로부터 동등한 양의 전력이 각각의 증폭기에 의해 소비되면, 하나의 증폭기에서의 로컬 공급 전압은 또 다른 증폭기에서보다 낮을 수 있다. 이러한 전력 소비의 불균형은 하나의 증폭기가 저 전압 에러 조건에 응답해야하지만, 또 다른 증폭기는 에러 조건을 관측하지 않을 수 있는 조건을 생성할 수 있다.
휴대용 배터리 파워 디바이스에서 흔히, 이러한 저 전압 조건의 증폭기 응답은 증폭기의 볼륨을 줄여서, 그에 의해 시스템의 나머지에 대한 배터리의 공급 전압을 보존하기 위해 증폭기의 전류 소비를 줄이는 것일 수 있다. 그러나, 이 오디오 감쇠가 하나의 채널에서 수행되지만 또 다른 채널에서 수행되지 않으면, 최종 이용자에게 부정적인 경험을 생성하는 바람직하지 않은 음향 효과가 발생할 수 있다. 예시하기 위해, 사람의 청력은 오디오의 변화에 매우 민감하다. 이 감도는 사람이 소스의 방향, 소스에 대한 대략적인 거리, 사운드가 오브젝트(object)에서 튀어 나왔는지의 여부, 및 예상되는 사운드의 다양한 이상 및 변화를 식별하는 것과 같은 작업을 식별하는 것을 허용한다. 두 귀는 전형적으로, 이 프로세스의 일부로 최대한 활용되어, 사운드의 스테레오 속성을 야기한다. 청력의 프로세스는 따라서, 사운드의 "이미지"를 효과적으로 생성한다.
미디어 재생에 대해, 오디오 신호는 종종 사운드가 두뇌에 의해 해석되는 방법을 이용하기 위해 의도적으로 조작된다. 이러한 의도적인 오디오 조작은 특히 다중 채널 사운드에 대해 사실이다. 다중 채널 사운드의 경우, 이러한 의도적인 오디오 조작을 효과적이고 재생가능하게 하기 위해, 특정 시스템 레벨 파라미터를 알고 일정하거나 결정적으로 유지할 필요가 있다. 전자 오디오 구성요소가 더 소형화됨에 따라, 그들은 또한 최종 시스템에서 전자 오디오 구성요소가 더 많이 분산되는 경향이 있다. 그러나, 이 분산 아키텍처로, 채널 간 위상 및 진폭과 같은 결정론적 요구조건이 변경되지 않았고, 따라서 오디오 디바이스의 다중 디바이스 동기화와 같은, 오디오 시스템의 주요 결정론적 관계를 보장하기 위해 부가적인 접근법이 필요하다.
제어 포트 기록과 함께 인터럽트 기반 방식과 같은 소프트웨어 접근법을 활용하여 증폭기 간의 응답 차이를 완화하는 데는 한계가 있다. 이러한 접근법은 제어 포트 마스터 디바이스가: (1) 인터럽트를 모니터링하고, (2) 상이한 에러 조건을 구별할 수 있어서, 가능하게 제어 포트 판독을 요구하고, (3) 에러 조건에 대한 응답을 결정하며, (4) 그 다음, 다른 증폭기와 정보를 교환할 것을 요구한다. 지속적으로 변화하는 조건으로 인해, 이 접근법은 개발자, 소프트웨어 리소스에 부담이 될 수 있으며, 여전히 에러 조건을 적절하게 취급하는 적절한 응답 시간을 갖지 못할 수 있다.
불확정 그룹 지연(또는 채널 간 위상 시프트)과 같은 다른 부합하지 않는 거동은 또한 바람직하지 않은 음향 효과를 생성할 수 있다. 제어 방식으로, 진폭 및 주파수 시프팅과 함께 신호 위상을 조작하는 것은 사운드 로컬라이제이션(sound localization), 잔향 모사(mimicking reverberation), 가상 서라운드 사운드, 등과 같은 음향 효과를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 그러나, 시스템이 디바이스의 분산형 네트워크의 체계적인 거동을 충분히 제어하지 못할 때, 하드웨어 시스템은 시스템의 다중 채널 음향 성능과 상호작용할 수 있으며 그 자신의 바람직하지 않은 음향 효과를 생성할 수 있다.
그룹 지연 또는 시스템 레벨 응답의 제어된 부합은 오디오 출력을 제어할 목적으로 단지 중요할 뿐만 아니라, 디바이스 간 신호 타이밍이 원하는 기능의 핵심 부분인 모니터링 시스템에도 중요하다. 예를 들면, 신호의 타이밍이 중요한 근접 검출 또는 제스처 식별과 같은 초음파 애플리케이션에서, 초음파 마이크로폰에 연결된 아날로그 디지털 변환기의 분산형 네트워크는 동기화될 필요가 있을 것이다. 이 동기화가 없으면, 감지 알고리즘이 적절하게 응답하기에 충분한 유효 데이터를 얻지 못할 수 있다.
본 발명의 목적은 제한 없이, 무선 전화 및 미디어 플레이어와 같은 개인용 오디오 디바이스를 포함하는 오디오 시스템을 위한 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 교시에 따라, 디바이스의 분산형 네트워크 간의 기능을 동기화하는 것에 대한 기존의 접근법과 연관된 하나 이상의 단점 및 문제점이 감소되거나 제거되었다.
본 발명의 실시예에 따르면, 분산형 네트워크 시스템은 통신 프로토콜에 따라 동작하는 공유된 통신 버스 및 공유된 통신 버스에 결합된 복수의 디바이스를 포함할 수 있다. 통신 프로토콜은 복수의 디바이스 중 단지 하나만이 공유된 통신 버스를 통해 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 한번에 복수의 디바이스 중 나머지 수의 디바이스로 능동적으로 송신하도록 복수의 디바이스의 각각이 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하는 시간 기간 및 순서를 정의할 수 있다. 복수의 디바이스 중 나머지 수의 디바이스가 데이터를 능동적으로 송신하고 있지 않을 때, 복수의 디바이스 중 나머지 수의 디바이스는 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 수신할 수 있어서 공유된 통신 버스 상의 복수의 디바이스 간에 양방향 통신이 확립되게 한다. 복수의 디바이스의 각각은 공유된 통신 버스 이외의 전기 노드에 대한 출력 신호를 생성하기 위해 그 자신의 각각의 상태 정보를 유지할 수 있고 공유된 통신 버스를 통해 그것이 수신하는 그 자신의 각각의 상태 정보 및 데이터에 따라 동작할 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 실시예에 따라, 방법은 통신 프로토콜에 따라 동작하는 공유된 통신 버스에 결합된 복수의 디바이스의 각각이 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하는 시간 기간 및 순서를 정의하는 단계를 포함할 수 있어서: (ⅰ) 복수의 디바이스 중 하나만이 공유된 통신 버스를 통해 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 한번에 복수의 디바이스 중 나머지 수의 디바이스로 능동적으로 송신하게 하고; (ii) 복수의 디바이스 중 나머지 수의 디바이스가 데이터를 능동적으로 송신하고 있지 않을 때, 복수의 디바이스 중 나머지 수의 디바이스는 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 수신하여 공유된 통신 버스 상의 복수의 디바이스 간에 양방향 통신이 확립되게 하며; (iii) 복수의 디바이스의 각각은 공유된 통신 버스 이외의 전기 노드에 대한 출력 신호를 생성하기 위해 그 자신의 각각의 상태 정보를 유지하고 공유된 통신 버스를 통해 그것이 수신하는 그 자신의 각각의 상태 정보 및 데이터에 따라 동작한다.
본 발명의 이들 및 다른 실시예에 따라, 분산형 네트워크 시스템에서 이용하기 위한 디바이스는 디바이스에 결합하도록 구성된 공유된 통신 버스 및 공유된 통신 버스에 결합된 복수의 다른 디바이스 상의 통신 프로토콜에 따라 데이터를 능동적으로 송신하기 위한 송신기, 다른 디바이스 중 적어도 하나로부터 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 수신하기 위한 수신기, 및 공유된 통신 버스 이외의 전기 노드에 대한 출력 신호를 생성하기 위한 출력부를 포함할 수 있다. 통신 프로토콜은 디바이스 및 다른 디바이스 중 단지 하나만이 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하도록 디바이스 및 다른 디바이스의 각각이 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하는 시간 기간 및 순서를 정의할 수 있다. 디바이스가 데이터를 능동적으로 송신하고 있지 않을 때, 디바이스는 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 수신할 수 있어서 공유된 통신 버스 상의 디바이스와 다른 디바이스 간에 양방향 통신이 확립되게 한다. 디바이스는 출력 신호를 생성하기 위해 그 자신의 각각의 상태 정보를 유지할 수 있고 공유된 통신 버스를 통해 그것이 수신하는 그 자신의 각각의 상태 정보 및 데이터에 따라 동작한다.
본 발명의 기술적 장점은 본 명세서에 포함된 도면, 설명 및 청구항으로부터 당업자에게 용이하게 명백할 수 있다. 실시예의 목적 및 장점은 요소, 특징, 및 청구항에 특히 언급된 조합에 의해 적어도 실현되고 성취될 것이다.
상기 일반 설명 및 다음의 상세한 설명 둘 모두가 예 및 예시적이고 본 발명에서 제시된 청구항을 제한하지 않음이 이해될 것이다.
본 실시예 및 그의 장점의 더 완전한 이해는 첨부된 도면과 결부하여 취해진 다음 설명을 참조함으로써 획득될 수 있고, 상기 첨부된 도면에서 유사한 참조 부호는 유사한 피쳐(features)를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일 예시적인 개인용 오디오 디바이스를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개인용 오디오 디바이스의 일 예시적인 오디오 집적 회로의 선택된 구성요소의 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 개인용 오디오 디바이스의 오디오 집적 회로의 일 예시적인 오디오 신호 경로의 선택된 구성요소의 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통신 버스를 통해 서로 결합된 디바이스의 분산형 네트워크의 선택된 구성요소의 블록도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디바이스의 선택된 구성요소의 블록도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 각각이 구동하는 공유된 통신 버스를 갖는 모든 디바이스가 각각의 턴에 대해 모두 동일한 비트 수를 송신하는 경우, 단일 공유된 통신 버스 상의 4개의 디바이스가 시간 슬롯을 공유할 수 있는 방법에 대한 일 예시적인 타이밍도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 2개의 통신 버스를 통해 서로 결합된 디바이스의 분산형 네트워크의 선택된 구성요소의 블록도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 각각이 구동하는 공유된 통신 버스를 갖는 모든 디바이스가 각각의 턴에 대해 모두 동일한 비트 수를 송신하는 경우, 다수의 공유된 통신 버스 상의 4개의 디바이스가 시간 슬롯을 공유할 수 있는 방법에 대한 일 예시적인 타이밍도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공유 데이터 버스를 통해 다중 디바이스 동기화 데이터를 전달하도록 구성된 디바이스의 분산형 네트워크의 선택된 구성요소의 블록도.
본 명세서에 개시된 다중 디바이스 동기화 접근법은 디바이스의 네트워크에서의 다수의, 분산된 디바이스가 서로의 동작 상태 및 구성을 인식하는 것을 허용할 수 있고, 이는 분산형 디바이스를 포함하는 시스템에 대한 저 충돌 및 저 복잡성을 유지하면서 시스템 상의 단일 디바이스로서 효과적으로 수행한다. 다중 디바이스 동기화는 디바이스의 동작으로 하여금 동기화하게 할 상기 디바이스에 계속 보유되어(captive to) 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일 예시적인 개인용 오디오 디바이스(1)를 도시한다. 도 1은 한 쌍의 이어버드 스피커(earbud speakers)(8A 및 8B)의 형태로 헤드셋(3)에 결합된 개인용 오디오 디바이스(1)를 묘사한다. 도 1에 묘사된 헤드셋(3)은 단지 예일 뿐이며, 개인용 오디오 디바이스(1)가 제한 없이 헤드폰, 이어버드, 인-이어 이어폰, 및 외부 스피커를 포함하는 다양한 오디오 트랜스듀서(transducer)와 관련되어 이용될 수 있음이 이해된다. 플러그(4)는 헤드셋(3)을 개인용 오디오 디바이스(1)의 전기 단자에 연결하도록 제공할 수 있다. 개인용 오디오 디바이스(1)는 이용자에게 디스플레이를 제공하고 터치 스크린(2)을 이용하여 이용자 입력을 수신할 수 있거나, 대안적으로 표준 액정 디스플레이(LCD)는 개인용 오디오 디바이스(1)의 전면 및/또는 측면에 배치된 다양한 버튼, 슬라이더, 및/또는 다이얼과 조합될 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 개인용 오디오 디바이스(1)는 헤드셋(3) 및/또는 또 다른 오디오 트랜스듀서로의 송신을 위한 아날로그 오디오 신호를 생성하기 위한 오디오 집적 회로(IC)(9)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개인용 오디오 디바이스의 일 예시적인 오디오 집적 회로(9)의 선택된 구성요소의 블록도를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로제어기 코어(18)는 다수의 오디오 신호 경로(12)(예로서, 오디오 신호 경로(12a, 12b, 12c, 및 12d))에 디지털 오디오 입력 신호(DIG_IN_L 및 DIG_IN_R)를 공급할 수 있으며, 그들의 각각은 그 자신의 아날로그 출력 신호(예로서, VOUTLL, VOUTLH, VOUTRL, 및 VOUTRH)를 생성하여 오디오 스피커 또는 헤드폰과 같은 트랜스듀서를 구동시킬 수 있다. 예를 들면, 아날로그 출력 신호(VOUTLL)는 좌측 저 주파수 스피커(예로서, 우퍼)를 구동시킬 수 있고, 아날로그 출력 신호(VOUTLH)는 좌측 고 주파수 스피커(예로서, 트위터)를 구동시킬 수 있고, 아날로그 출력 신호(VOUTRL)는 우측 저 주파수 스피커(예로서, 우퍼)를 구동시킬 수 있으며, 아날로그 출력 신호(VOUTRH)는 우측 고 주파수 스피커(예로서, 트위터)를 구동시킬 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 그리고 하기에 더 상세하게 설명된 바와 같이, 오디오 신호 경로(12a, 12b, 12c, 및 12d)의 구성요소는 이러한 구성요소 간에 제어 및/또는 상태 정보를 전달하기 위해 공유된 통신 버스(20)에 통신가능하게 결합될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 개인용 오디오 디바이스(1)의 오디오 집적 회로(9)의 일 예시적인 오디오 신호 경로(12)의 선택된 구성요소의 블록도를 도시한다. 오디오 신호 경로(12)는 도 2에 묘사된 오디오 신호 경로(12a, 12b, 12c, 및/또는 12d)를 구현하기 위해 이용될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 디지털 아날로그 변환기(DAC)(14)는 디지털 오디오 입력 신호(DIG_IN)(예로서, DIG_IN_L 또는 DIG_IN_R)를 수신하고 디지털 오디오 입력 신호를 아날로그 신호(VIN)로 변환할 수 있다. DAC(14)는 증폭기(16)의 입력부(22)에서 아날로그 신호(VIN)를 수신할 수 있는 증폭기(16)에 아날로그 신호(VIN)를 공급할 수 있고, 오디오 입력 신호(VIN)를 증폭하거나 감쇠하여 증폭기(16)의 출력부(24)에서 오디오 출력 신호(VOUT)(예로서, VOUTLL, VOUTLH, VOUTRL, 및 VOUTRH)를 제공할 수 있으며, 상기 오디오 출력 신호는 스피커, 헤드폰 트랜스듀서, 라인 레벨 신호 출력부, 및/또는 다른 적합한 출력부를 동작시킬 수 있다. 일부 실시예에서, DAC(14)는 증폭기(16)의 일체형 구성요소일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 증폭기(16)는 또한, 공유된 통신 버스에 결합된 복수의 다른 디바이스(예로서, 다른 오디오 채널에 대한 증폭기) 및 증폭기(16)에 결합하도록 구성된 공유된 통신 버스(예로서, 공유된 통신 버스(20)) 상의 통신 프로토콜에 따라 데이터를 능동적으로 송신하기 위한 송신기(26), 및 공유된 통신 버스에 결합된 다른 디바이스 중 적어도 하나로부터의 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 수신하기 위한 수신기(28)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 송신기(26) 및 수신기(28)는 증폭기(16)의 단일 핀만이 통신 버스(20)에 결합될 수 있도록 단일 기능 유닛으로 조합될 수 있다.
도 2 및 도 3가 오디오 IC(9)가 개인용 오디오 디바이스에 상주한다는 것을 고려할지라도, 본 명세서에서 설명된 시스템 및 방법은 또한, 개인용 오디오 디바이스, 자동차, 건물, 또는 다른 구조체보다 큰 컴퓨팅 디바이스에서 이용하기 위해 오디오 시스템을 포함하는, 개인용 오디오 디바이스 이외의 전기 및 전자 시스템과 디바이스에 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 통신 버스(44)(예로서, 도 2에 묘사된 통신 버스(20)를 구현할 수 있음)를 통해 함께 결합된 디바이스(42)의 분산형 네트워크(40)의 선택된 구성요소의 블록도를 도시한다. 일부 실시예에서, 디바이스(42)는도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 오디오 신호 경로(12)의 증폭기(16)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 디바이스(42)는 코더 디코더, DAC, 아날로그 디지털 변환기(ADC), 또는 센서(예로서, 마이크로폰 또는 음압 센서)와 같은, 오디오 신호 경로의 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 디바이스(42)는 (예로서, 근접 검출을 위한) 초음파 시스템과 같은, 오디오 시스템 이외의 시스템의 구성요소일 수 있고, 각각의 디바이스(42)는 초음파 신호 또는 햅틱 시스템(haptic system)을 출력 또는 구동시키며, 여기서 각각의 디바이스(42)는 햅틱 신호를 출력하거나 구동시킨다. 이들 및 다른 실시예에서, 분산형 네트워크(40)의 모든 디바이스(42)는 동종일 수 있다(예로서, 모든 디바이스(42)는 오디오 증폭기를 포함할 수 있고, 모든 디바이스(42)는 코더 디코더를 포함할 수 있고, 모든 디바이스(42)는 DAC를 포함할 수 있고, 모든 디바이스(42)는 ADC를 포함할 수 있으며, 모든 디바이스(42)는 센서를 포함할 수 있고, 등이다).
도 4가 4개의 디바이스(42)를 갖는 분산형 네트워크(40)를 묘사할지라도, 본 발명과 일치하는 다른 실시예는 임의의 수의 디바이스(42)를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 디바이스(42)는 데이터 타이밍 정렬 및 동기화를 위해 단일의 공통 클록(CLK)을 활용할 수 있다. 공통 클록(CLK)은 상이한 오디오 또는 데이터 버스로부터의 비트 클록(예로서, 상호 집적 회로 사운드, 시간 분할 멀티플렉싱, 위상 분할 멀티플렉싱, 사운드와이어(SoundWire), 등) 또는 시스템 마스터 클록과 같은, 분산형 네트워크(40)를 포함하는 시스템의 기존 클록으로부터 최대한 활용될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 디바이스(42)는 또한, 공유된 통신 버스(44)에 디바이스(42)를 결합하는 핀(46) 및 출력 신호(예로서, 증폭기(16)의 경우에 출력 전압(VOUT))를 공유된 통신 버스(20) 이외의 전기 노드에 출력하기 위한 출력부(48)를 포함할 수 있다.
도 5로 간략하게 되돌아오면, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디바이스(42)의 선택된 구성요소의 블록도를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 디바이스(42)는 송신기(50), 수신기(52), 상태 머신(54), 및 신호 프로세서(56)를 포함할 수 있다.
송신기(50) 및 수신기(52)는 둘 모두 핀(46)을 통해 공유된 통신 버스(44)에 결합될 수 있다. 동작 시에, 송신기(50)는 공유된 통신 버스(44) 상의 통신 프로토콜에 따라 데이터를 능동적으로 송신하도록 구성될 수 있고 수신기(52)는 다른 디바이스(42) 중 적어도 하나로부터 공유된 통신 버스(44)를 통해 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다.
상태 머신(54)은 출력부(48)에서 출력 신호를 생성하도록 신호 프로세서(56)을 제어하기 위해 그것의 디바이스(42)의 각각의 상태 정보를 유지하고 수신기(52) 및 공유된 통신 버스(44)를 통해 다른 디바이스로부터 그것이 수신하는 이러한 각각의 상태 정보 및 데이터에 따라 동작하도록 구성된 임의의 시스템, 디바이스, 또는 장치를 포함할 수 있다. 신호 프로세서(56)는 상태 머신(54)으로부터의 하나 이상의 제어 신호에 기초하여, 입력 신호에 대한 프로세싱(예로서, 이득, 감쇠, 필터링, 등의 적용)을 수행하여 출력부(48)에 대한 출력 신호를 생성하도록 구성된 임의의 시스템, 디바이스, 또는 장치를 포함할 수 있다.
게다가, 이러한 디바이스(42)에 로컬 발생하는 그것의 각각의 상태 정보 및/또는 사건에 기초하여, 상태 머신(54)은 송신기(50) 및 공유된 통신 버스(44)를 통해 다른 디바이스(42)로 데이터를 송신할 수 있다. 이러한 데이터는 제한 없이: (1) 오디오 출력 경로 그룹 지연 부합 정보, (2) 데이터 및 오디오 모니터링 그룹 지연 부합 정보, (3) 동기화된 파워 업 및 파워 다운 정보, (4) 동기화된 디지털 볼륨 또는 이득 변경 정보, (5) 각각의 상태 정보, (6) 분산형 네트워크(40)를 포함하는 시스템의 디바이스(42)의 구성 변경에 관한 정보, (7) 로컬 에러 검출 및/또는 그에 대한 로컬 응답에 관한 정보, (8) 디바이스 제어 및/또는 상태 정보, 및 (10) 디바이스(42)의 알고리즘 파라미터에 관한 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 일반적으로 말하면, 공유된 통신 버스(44) 상에서 전달된 데이터는 분산형 네트워크(40)에 관한 상태 정보, 데이터를 송신한 디바이스(42)에 관한 상태 정보, 및 디바이스(42)를 제어하기 위한 제어 파라미터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
게다가, 상태 머신(54)은 그것이 상기 언급된 통신 프로토콜에 따라 동작하도록 디바이스(42)의 상태를 유지하도록 구성될 수 있다. 이러한 통신 프로토콜은 디바이스(44) 중 하나만이 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하도록 디바이스(42)의 각각이 공유된 통신 버스(44) 상에 데이터를 능동적으로 송신하는 시간 기간 및 순서를 정의할 수 있고, 디바이스(42)가 데이터를 능동적으로 송신하고 있지 않을 때, 이러한 디바이스(42)는 공유된 통신 버스(44)를 통해 데이터를 수신하여 공유된 통신 버스(44) 상의 디바이스(42) 간에 양방향 통신이 확립되게 한다. 그에 따라, 상태 머신(54)은 공유된 통신 버스(44) 상의 각각의 디바이스(42)가 공유된 통신 버스(44) 상에 송신할 그것의 각각의 시간일 때를 결정하기 위해 미리 구성되도록 통신 프로토콜을 구현할 수 있다. 이러한 사전 구성은 디바이스(42)가 그렇지 않으면, 그것이 특정한 디바이스가 송신할 적절한 시간인지의 여부를 결정해야 할 경우에 존재할 임의의 데이터 충돌, 중재, 또는 복잡성 오버 헤드를 회피할 수 있다. 송신 슬롯 간격은 파워 업 시퀀스의 일부로서 또는 고유 한 하드웨어 구성(예로서, 또한 디바이스의 I2C 어드레스를 구성하기 위해 이용되는 핀)으로부터 외부적으로 제어 레지스터를 통해 미리 구성될 수 있다. 예를 들면, 이러한 송신 순서는 미리 구성된 송신 슬롯 위치에 기초하여 반복되는 순서로 발생할 수 있다. 게다가, 공유된 통신 버스(44) 상의 디바이스(42)의 각각은 송신 패킷이 얼마나 큰지 그리고 송신 패킷을 의미 있는 데이터로 디코딩하는 방법을 이해하도록 미리 구성되거나 경 코딩(hard-coding)될 수 있다.
예를 들면, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 각각의 디바이스(42)가 구동하는 공유된 통신 버스(44)를 갖는 모든 디바이스가 각각의 "턴"에 대해 동일한 수의 비트("n")를 모두 송신하는 경우, 단일 공유된 통신 버스(44) 상의 4개의 디바이스(42)가 시간 슬롯을 공유하는 방법에 대한 일 예시적인 타이밍도를 도시한다. 이 예에서, 제 1 디바이스(42a)는 공유된 통신 버스(44) 상의 마스터 디바이스 및 제 1 송신 디바이스일 수 있다. 디바이스(42a)의 송신 동안, 다른 디바이스(42)는 공유된 통신 버스(44)를 통해 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 디바이스(42b)가 그것의 n비트를 송신한 후에, 디바이스(42b)는 그 다음, 정보를 수신하도록 구성된 다른 디바이스(42)를 통해 공유된 통신 버스(44) 상에서 데이터를 송신할 수 있다. 그 다음, 디바이스(42c)는 정보를 수신하도록 구성된 다른 디바이스(42)를 통해 공유된 통신 버스(44) 상에서 데이터를 송신할 수 있다. 마지막으로, 디바이스(42d)는 그 다음, 정보를 수신하도록 구성된 다른 디바이스(42)를 통해 공유된 통신 버스(44) 상에서 데이터를 송신할 수 있다. 각각의 디바이스(42)가 n 비트를 송신하는 턴을 가진 후에, 프로세스는 송신 및 수신의 동일한 순서로 1회 이상 반복할 수 있다. 하나의 능동적 송신 디바이스(42)에 의해 전송된 정보는 그러한 특정 시간에 송신하지 않는 다른 3개의 디바이스(42)에 의해 전역적으로 수신되고 모니터링될 수 있다. 그에 따라, 공유된 통신 버스(44)를 통해 단일 디바이스(42)에 의해 송신된 데이터는 다른 3개의 디바이스(42)가 송신이 완료되는 대로 응답하게 할 수 있다. 따라서, 각각의 디바이스(42)는 공유된 통신 버스(44)에 결합된 디바이스(42)의 총수 및 각각의 디바이스(42)가 동일한 수의 비트를 송신할 것인지의 여부에 대한 지식을 가질 필요가 있어서: (1) 그것이 적절한 시간에 송신하고 있고 수신하고 있으며 (2) 그것이 동기화 데이터를 적절하게 활용하고 있게 한다.
따라서, 공통 클록(CLK)이 효과적으로 자유 실행하고 있는 경우, 일단 공유된 통신 버스(44)로 송신하는 제 1 디바이스(42)의 시작 비트가 확립되면, 공통 클럭(CLK)은 디바이스(42)가 통신 동기화를 유지하기 위한 비트 클록 및 시 분할 카운터 둘 모두의 역할을 효과적으로 할 수 있다. 이 예에서, 디바이스(42) 간의 시 분할 카운팅 및 핸드오프(handoff)는 모든 디바이스(42)에 대한 n 비트의 수에 기초할 수 있지만, 디바이스(42)가 동일하지 않은 수의 비트를 송신하는 경우에 구성될 수 있다. 각각의 디바이스가 동등한 비트 수를 송신하고 있지 않으면, 디바이스(42) 및/또는 통신 프로토콜은 그에 따라 미리 구성될 필요가 있을 수 있다.
그에 따라, 본 명세서에서 설명된 다중 디바이스 동기화 접근법의 통신 프로토콜은 공유된 통신 버스(44) 상에 데이터를 능동적으로 송신하기 위해 복수의 디바이스(42)의 각각에 대해 미리 구성된 시간 및 미리 결정된 순서를 설정할 수 있으며, 복수의 디바이스(42)는 공유된 통신 버스(44)를 통해 한 번에 하나씩 데이터를 복수의 디바이스(42) 중 나머지 수의 디바이스로 교대로 송신할 수 있다. 게다가, 통신 프로토콜은 라운드 로빈 통신 프로토콜일 수 있으며, 여기서 라운드 로빈 통신 프로토콜 내에서 그리고 복수의 디바이스(42)의 각각이 미리 구성된 시간에 그리고 미리 결정된 순서로 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신한 후에, 데이터를 능동적으로 송신하기 위한 프로세스는 복수의 디바이스(42)에 대해 동일한 미리 결정된 순서로 다시 반복된다.
다른 실시예에서, 통신 프로토콜은 분산형 네트워크(40)의 하나의 디바이스(42)가 어느 디바이스(42)가 특정 동작을 개시할 수 있는지를 정의할 수 있는 공유된 통신 버스(44)에 대한 디바이스(42) 간의 마스터/슬레이브 관계의 마스터일 것이고/이거나 어느 시점에 양방향 버스의 제어를 갖는지를 규정할 수 있다. 디바이스(42) 간의 이러한 마스터/슬레이브 관계는 하드웨어 구성(고유한 집적 회로 간(I2C) 어드레스를 갖는 것과 같은)에 기초하여 또는 본 명세서에서 설명된 다중 디바이스 동기화를 가능하게 하기 이전의 이용자 구성을 통해 확립될 수 있다. 이러한 마스터/슬레이브 관계는 이용자가 마스터 디바이스(42)에 결합된 호스트 프로세서(도시되지 않음)로부터의 단일 기록으로 동기화된 파워 업을 트리거링하는 것과 같은 작업을 수행하는 것을 허용할 수 있고, 하나 이상의 슬레이브 디바이스(42)는 대기 상태로 미리 구성된다. 이러한 미리 구성된, 마스터 트리거링된 응답은 이용자에 대한 단순화된 펌웨어 개발 및 다수의 디바이스로의 제어 포트 통신(예로서, I2C)의 타이밍 변동에 대한 강건성(robustness)의 레벨을 허용한다. 종종, 상이한 디바이스(42)에 대한 후속 제어 포트 기록 간의 시간 기간은 변할 수 있으며, 이는 다수의 디바이스가 실제로 서로에 대해 파워 업되고 있는 시간 간에 비 결정적 관계를 도입한다. 다중 디바이스 동기화는 동일한 조건 하에서 슬레이브 디바이스(42)가 스테이징(staging)되는 것을 허용하고 마스터 디바이스(42)가 슬레이브 디바이스(42)를 동시에 파워 업하도록 트리거링하는 것을 허용할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 다중 디바이스 동기화 접근법에 따르면, 공유된 통신 버스(44) 상의 모든 데이터 통신은 서로 동기화될 디바이스(42) 간에 직접적이고, 모든 필요한 로직과 결정이 이러한 동기화된 디바이스(42) 내에 계속 보유하기 위해 행해지며, 이는 동기화 또는 데이터가 개입 또는 디바이스 관리의 목적을 위해 호스트 프로세서로 다시 라우팅될 필요가 없음을 의미한다. 따라서, 디바이스(42) 간의 이러한 동기화는 에러 조건과 같은, 디바이스 간에 정보를 공유할 때 발생할 수 있는 임의의 바람직하지 않은 음향 거동의 효과를 최소화하기 위해 고속 및 낮은 응답 지연으로 발생할 수 있다. 예를 들면, 호스트 프로세서로의 통보 및 분산형 네트워크(40)에서의 다른 디바이스(42)로의 구성의 변경을 필요로 하는 사건이 하나의 디바이스(42)에서 발생할 수 있다. 그러나, 호스트 프로세서가 다른 디바이스(42)에 대한 구성의 변경에 관한 정보를 분산하도록 요구되는 기존의 접근법과 다르게, 사건을 경험하는 디바이스(42)는 공유된 통신 버스(44)에 걸쳐 관련 정보를 전달할 수 있다. 다른 디바이스(42)는 각각의 디바이스(42)를 개별적으로 재구성하도록 호스트 프로세서에 요구하는 대신에, 공유된 통신 버스(44)에 걸쳐 전달된 정보에 기초하여 이러한 정보를 수신하고 그것에 응답(예로서, 그 자신의 내부 상태 정보 및/또는 그들의 각각의 출력 신호)할 수 있다. 일단 제 1 디바이스(42) 상에서 사건을 야기하는 조건이 더 이상 존재하지 않으면, 다른 3개의 디바이스(42)는 공유된 통신 버스(44)를 통해 다시 통보 받을 수 있고, 정상 동작이 재개될 수 있다.
일부 실시예에서, 공유된 통신 버스(44)를 통해 데이터를 전달할 필요가 없을 때, 공유된 통신 버스(44)는 유휴 상태로 남아있을 수 있다. 이러한 버스 유휴는 전력 소비를 최소화할 수 있으며, 개별 디바이스가 나머지 디바이스 간의 통신에 영향을 주지 않으면서 공유된 통신 버스(44)로부터 동적으로 분리하는 것을 허용할 수 있다. 예를 들면, 호스트 프로세서가 특정 디바이스(42)가 파워 다운되어야 한다고 결정하면, 다른 디바이스(42)가 재구성되어야 할 어떠한 요구조건도 존재하지 않을 수 있다. 어떠한 정보도 파워 다운된 디바이스의 송신 슬롯에 응답하기 위해 요구될 수 없기 때문에, 다른 디바이스(42)에 의한 어떠한 조치도 필요하지 않을 수 있다. 다른 디바이스(42)에 대해, 그것은 마치 파워 다운된 디바이스(42)가 파워 업되지만 전송할 어떠한 동기화 정보도 갖지 않는 경우와 동일할 것이다.
다중 디바이스(42)를 위해 요구된 대역폭이 단일 공유된 통신 버스(44)가 공통 클록(CLK)의 주파수에서 취급할 수 있는 것보다 크다면, 다중 디바이스 동기화는 도 7에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 공유된 통신 버스(44 및 44A)를 이용하여 확장될 수 있다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 통신 버스(44) 및 통신 버스(44A)를 통해 함께 결합된 디바이스(42)의 분산형 네트워크(40A)의 선택된 구성요소의 블록도를 도시한다. 분산형 네트워크(40A)를 통해, 도 4의 단일 공유된 통신 버스 방식은 동기화되는 디바이스(42)로부터 낮은 지연 응답을 유지하면서, 공통 클록(CLK)의 주파수 요구조건 및 분산형 네트워크(40A)를 포함하는 외부 시스템에 대한 요구에 영향을 미치지 않고 디바이스(42) 간의 통신 대역폭을 증가시키는 다수의 공유된 통신 버스 시스템으로 용이하게 확장된다. 일부 실시예에서, 3개 이상의 공유된 통신 버스가 활용될 수 있다. 분산형 네트워크(40)의 단일 공유된 통신 버스(44)의 경우에서와 같이, 공유된 통신 버스(44, 44A) 중 하나 상에서 송신하는 디바이스(42)는 이러한 통신 버스 상의 모든 다른 디바이스에 전역적으로 송신한다. 그러나, 분산형 네트워크(40A)에서, 복수의 디바이스(42)는 주어진 시간 기간에서 공유된 통신 버스(44, 44A) 상에서 데이터를 송신할 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 4개의 디바이스(42)를 갖는 분산형 네트워크(40A)에서, 절반의 송신 간격은 공유된 통신 버스(44, 44A)를 구동시키는 디바이스(42a 및 42c)를 포함할 수 있고, 나머지 절반의 송신 간격은 공유된 통신 버스(44, 44A)를 구동시키는 디바이스(42b 및 42d)를 포함할 수 있는 반면에, 모든 디바이스(42a, 42b, 42c, 및 42d)는 공유된 통신 버스(44, 44A) 중 적어도 하나 상의 모든 송신 간격 동안 데이터를 수신할 수 있다.
따라서, 2개의 공유된 통신 버스(44, 44A)를 이용할 때, 복수의 디바이스(42) 중 하나가 공유된 통신 버스(44) 상에서 데이터를 능동적으로 송신하고 있을 때, 그것은 공유된 통신 버스(44) 상에서 데이터를 수신하는 것으로부터 디스에이블링(disabling)될 수 있지만, 공유된 통신 버스(44A)로부터 데이터를 수신하도록 인에이블링(enabling)될 수 있다. 마찬가지로, 복수의 디바이스(42) 중 하나가 공유된 통신 버스(44A) 상에서 데이터를 능동적으로 송신할 때, 그것은 공유된 통신 버스(44A) 상에서 데이터를 수신하는 것으로부터 디스에이블링될 수 있지만, 공유된 통신 버스(44)로부터 데이터를 수신하도록 인에이블링될 수 있다.
전술한 논의가 공유된 통신 버스(44, 44A) 상의 복수의 디바이스 간에 확립된 양방향 통신이 동기식 통신임을 고려할지라도, 일부 실시예에서 이러한 양방향 통신이 비동기식일 수 있다.
전용 다중 디바이스 공유된 동기화 버스를 이용하는 것이 가능하지 않거나 실용적이지 않은 디바이스에서, 다중 디바이스 동기화 통신은 공유된 데이터 버스 상의 펄스 코드 변조(PCM) 형식의 단어와 같은 기존 오디오(또는 데이터) 패킷에 임베딩(embedding)될 수 있다. 따라서, 일부 시간 동안, 오디오 데이터 또는 다른 신호 경로 데이터를 포함하는 공유된 데이터 버스 패킷 대신에, 공유된 데이터 버스 패킷은 상기 설명된 통신 프로토콜에 의해 정의된 동일한 규칙(송신할지의 여부, 수신할지의 여부, 비트 깊이, 등)을 최대한 활용할 수 있지만, 오디오 데이터 또는 다른 신호 경로 데이터 대신에, 이러한 패킷은 동기화될 디바이스(42) 간에 공유될 다중 디바이스 동기화 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 다중 디바이스 동기화 데이터의 공유 방식은 다중 디바이스 동기화 데이터가 I2S, TDM, 또는 사운드와이어와 같은(그러나 이것으로 제한되지 않음) 기존 프로토콜을 최대한 활용하는 것을 허용할 수 있다.
더 예시하기 위해, 오디오 디바이스가 다수의 디바이스에 걸쳐 공유된 오디오 통신의 목적을 위해 양방향 버스를 갖는 것이 일반적이다. 이 양방향 통신은 오디오 데이터가 단일 데이터 버스 상의 소스와 수신 디바이스 간에 앞뒤로 전달되는 것을 허용한다. 이러한 오디오 데이터 버스 상의 오디오 패킷(24 비트 PCM 패킷과 같은)처럼 보이도록 포맷된 데이터 패킷 내에 다중 디바이스 동기화를 임베딩하는 것은 동기화 데이터가, 동기화될 필요가 없거나 동기화 데이터를 알 필요가 없는 디바이스에 영향을 주지 않고 공유된 오디오 버스 상에 전달되는 것을 허용한다. 다중 디바이스 동기화 패킷을 위해 필요한 부가적인 대역폭 외에도, 그것이 동기화 데이터이고 오디오 데이터가 아니라는 사실이 투명하며(transparent), 다중 디바이스 동기화 패킷은 그 특정의 디바이스에 적용되지 않는 오디오 스트림의 일부와 전혀 상이하지 않게 공유 버스 상의 비동기화된 디바이스에 의해 처리된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공유 데이터 버스를 통해 다중 디바이스 동기화 데이터를 전달하도록 구성된 디바이스(42)의 분산형 네트워크(60)의 선택된 구성요소의 블록도를 도시한다. 분산형 네트워크(60)에서, 디바이스(42)는 모두, 호스트 프로세서(70)에 결합되는 시 분할 다중화(TDM) 직렬 오디오 버스를 공유할 수 있다. 호스트 프로세서(70)는 직렬 오디오 버스를 공유하는 디바이스(42)에 의해 수신되는 프레임 클록(LRCK) 및 비트 클록(SCLK)을 생성할 수 있다. 호스트 프로세서(70)로부터의 오디오 데이터는 호스트 프로세서(70)의 직렬 데이터 출력부(72)를 통해 출력되고 디바이스(42)의 직렬 데이터 오디오 입력부(62)를 통해 공유된 직렬 오디오 버스를 통해 디바이스에 의해 수신될 수 있다. 특정 오디오 디바이스(42)에 의해 수신되도록 요구되지 않는 데이터는 단순하게 무시될 수 있다. 그것의 각각의 직렬 데이터 출력부(64)를 통해 오디오 디바이스에 의해 송신된 오디오 데이터는 호스트 프로세서(70)의 직렬 데이터 입력부(74)를 통해 호스트 프로세서(70)에 의해 수신될 수 있다. 각각의 디바이스(42)는 그것이 호스트 프로세서(70)로 데이터를 송신하고 있어야 하고 그것이 또 다른 디바이스가 송신하도록 직렬 데이터 버스를 릴리싱(releasing)해야 할 때를 결정하기 위해 통신 프로토콜에 따라 미리 구성될 수 있다. 이러한 통신 순서의 사전 구성은 직렬 오디오 버스의 송신 및 수신 데이터 경로 둘 모두가 다수의 오디오 디바이스 간에 공유되는 것을 허용할 수 있다. 다중 디바이스 동기화 정보를 디바이스(42)로부터의 오디오 출력 패킷에 임베딩하는 것은 각각의 디바이스의 각각의 직렬 데이터 출력부(64) 상에서 발생할 수 있다. 일례로서, 디바이스(42)는 오디오 패킷인 것처럼 보이는 다중 디바이스 동기화 정보를 포함하는 데이터 패킷을 호스트 프로세서(70) 및 코더 디코더(CODEC)(80)로 송신할 수 있다. 그러나, 다른 디바이스(42)는 이러한 패킷이 다중 디바이스 동기화를 포함한다는 것을 인식할 수 있고 각각의 디바이스의 각각의 직렬 데이터 출력부(64)를 통해 송신되는 정보를 수신하도록 설정될 수 있다. 따라서, 각각의 디바이스(42)는 각각의 직렬 데이터 출력부(64) 상에서 송신 및 수신할 수 있다. 각각의 디바이스(42)는 그것이 송신할 때 및 그것이 공유된 직렬 데이터 버스 라인 상에서 수신할 때를 인식하도록 미리 구성될 필요가 있을 수 있다.
본 명세서에 이용된 바와 같이, 2개 이상의 요소가 서로 "결합"된 것으로 언급될 때, 이러한 용어는 개재 요소를 통해 또는 그것 없이 간접적으로 또는 직접적으로 연결되든지 간에, 적용가능한 경우 그러한 2개 이상의 요소가 전자 통신 또는 기계적 통신 상태에 있음을 나타낸다.
본 발명은 당업자가 이해할 본 명세서에서의 예시적인 실시예에 대한 모든 변경, 대체, 변형, 변화, 및 수정을 포함한다. 유사하게, 적합한 경우에, 첨부된 청구항은 당업자가 이해할 본 명세서에서의 예시적인 실시예에 대한 모든 변경, 대체, 변형, 변화, 및 수정을 포함한다. 게다가, 특정한 기능을 수행하도록 적응되거나, 배열되거나, 수행할 수 있거나, 구성되거나, 인에이블링되거나, 동작가능하거나, 동작하는 장치 또는 시스템 또는 장치 또는 시스템의 구성요소에 대한 첨부된 청구항에서의 참조는, 그 장치, 시스템, 또는 구성요소가 그렇게 적응되거나, 배열되거나, 할 수 있거나, 구성되거나, 인에이블링되거나, 동작가능하거나, 동작하는 한, 그것 또는 그 특정한 기능이 활성화되거나, 턴 온되거나, 잠금해제되든 아니든 간에 그 장치, 시스템, 또는 구성요소를 포함한다.
본 명세서에서 인용된 모든 예 및 조건 언어는 본 분야를 발전시키기 위해 발명자에 의해 기여된 개념 및 본 발명을 판독자가 이해하는데 도움을 줄 수 있는 교육학적인 목적을 위해 의도되고, 이러한 구체적으로 인용된 예 및 조건에 대한 제한이 없는 것으로서 해석되어야 한다. 본 발명들의 실시예가 상세하게 설명되었을지라도, 다양한 변경, 대체, 및 변화가 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 그에 대해 행해질 수 있음이 이해되어야 한다.

Claims (36)

  1. 분산형 네트워크 시스템에 있어서:
    통신 프로토콜에 따라 동작하도록 구성된 공유된 통신 버스; 및
    상기 공유된 통신 버스에 결합된 복수의 디바이스를 포함하고;
    상기 통신 프로토콜은 상기 복수의 디바이스 중 단지 하나만이 상기 공유된 통신 버스를 통해 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 한번에 상기 복수의 디바이스 중 나머지 수의 디바이스로 능동적으로 송신하도록 상기 복수의 디바이스의 각각이 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하는 시간 기간 및 순서를 정의하고;
    상기 복수의 디바이스 중 상기 나머지 수의 디바이스가 데이터를 능동적으로 송신하고 있지 않을 때, 상기 복수의 디바이스 중 상기 나머지 수의 디바이스는 상기 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 수신하여 상기 공유된 통신 버스 상의 상기 복수의 디바이스 간에 양방향 통신이 확립되게 하며;
    상기 복수의 디바이스의 각각은 상기 공유된 통신 버스 이외의 전기 노드에 대한 출력 신호를 생성하기 위해 상기 공유된 통신 버스를 통해 수신하는 그 자신의 각각의 상태 정보 및 데이터에 따라 그 자신의 각각의 상태 정보를 유지하고 동작하게 하고;
    상기 통신 프로토콜은 상기 복수의 디바이스의 각각이 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하도록 미리 구성된 시간 및 미리 결정된 순서를 특정하고;
    상기 복수의 디바이스는 상기 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 한 번에 하나씩 상기 복수의 디바이스 중 상기 나머지 수의 디바이스로 교대로 송신하고;
    상기 통신 프로토콜은, 라운드 로빈 통신 프로토콜로서, 상기 복수의 디바이스의 각각이 상기 미리 구성된 시간에 및 상기 미리 결정된 순서로 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신한 후에, 데이터를 능동적으로 송신하기 위한 프로세스가 상기 복수의 디바이스에 대해 동일한 미리 결정된 순서로 다시 반복되도록 특정하는, 분산형 네트워크 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력 신호는 오디오 신호, 초음파 신호, 및 햅틱 신호(haptic signal) 중 하나인, 분산형 네트워크 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 디바이스 중 하나가 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하고 있을 때, 상기 복수의 디바이스 중 상기 하나는 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 수신하는 것으로부터 디스에이블링(disabling)되지만, 제 2 공유된 통신 버스로부터 데이터를 수신하도록 인에이블링(enabling)되도록 구성된, 상기 복수의 디바이스에 결합된 제 2 공유된 통신 버스를 더 포함하는, 분산형 네트워크 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 디바이스 중 제 2 디바이스가 상기 제 2 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하고 있을 때, 상기 복수의 디바이스 중 상기 제 2 디바이스는 상기 제 2 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 수신하는 것으로부터 디스에이블링되지만, 상기 공유된 통신 버스로부터 데이터를 수신하도록 인에이블링되는, 분산형 네트워크 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 디바이스의 각각은 신호 증폭기, 코더 디코더, 디지털 아날로그 변환기, 아날로그 디지털 변환기, 및 센서 중 하나를 포함하는, 분산형 네트워크 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공유된 통신 버스로 전달된 상기 데이터는 상기 분산형 네트워크 시스템에 관한 상태 정보, 상기 데이터를 송신한 상기 디바이스에 관한 상태 정보, 및 상기 복수의 디바이스를 제어하기 위한 제어 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는, 분산형 네트워크 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 공유된 통신 버스 상의 상기 복수의 디바이스 간에 확립된 상기 양방향 통신은 동기식 통신인, 분산형 네트워크 시스템.
  8. 방법에 있어서,
    라운드 로빈 통신 프로토콜에 따라 동작하는 공유된 통신 버스에 결합된 복수의 디바이스의 각각이 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하는 시간 기간 및 순서를 정의하는 단계로서,
    상기 복수의 디바이스 중 단지 하나만이 상기 공유된 통신 버스를 통해 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 한번에 상기 복수의 디바이스 중 나머지 수의 디바이스로 능동적으로 송신하게 하고;
    상기 복수의 디바이스 중 상기 나머지 수의 디바이스가 데이터를 능동적으로 송신하고 있지 않을 때, 상기 복수의 디바이스 중 상기 나머지 수의 디바이스가 상기 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 수신하여 상기 공유된 통신 버스 상의 상기 복수의 디바이스 간에 양방향 통신이 확립되게 하며;
    상기 복수의 디바이스의 각각이 상기 공유된 통신 버스 이외의 전기 노드에 대한 출력 신호를 생성하기 위해 상기 공유된 통신 버스를 통해 수신된 그 자신의 각각의 상태 정보 및 데이터에 따라 그 자신의 각각의 상태 정보를 유지하고 동작하게 하는, 상기 정의하는 단계와,
    상기 복수의 디바이스가 상기 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 한 번에 하나씩 상기 복수의 디바이스 중 상기 나머지 수의 디바이스로 교대로 송신하게 하도록, 상기 복수의 디바이스의 각각이 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하게 미리 구성된 시간 및 미리 결정된 순서를 설정하는 단계를 포함하고,
    상기 라운드 로빈 통신 프로토콜 내에서, 그리고 상기 복수의 디바이스의 각각이 상기 미리 구성된 시간에 및 상기 미리 결정된 순서로 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신한 후에, 데이터를 능동적으로 송신하기 위한 프로세스는 상기 복수의 디바이스에 대해 동일한 미리 결정된 순서로 다시 반복되는, 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 출력 신호는 오디오 신호, 초음파 신호, 및 햅틱 신호 중 하나인, 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 디바이스의 각각이 상기 라운드 로빈 통신 프로토콜에 따라 동작하는 제 2 공유된 통신 버스로 데이터를 능동적으로 송신하는 시간 기간 및 순서를 정의하는 단계를 더 포함하고, 그에 의해 상기 복수의 디바이스 중 하나가 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하고 있을 때, 상기 복수의 디바이스 중 상기 하나가 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 수신하는 것으로부터 디스에이블링되지만, 상기 제 2 공유된 통신 버스로부터 데이터를 수신하도록 인에이블링되게 하는, 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 디바이스 중 제 2 디바이스가 상기 제 2 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하고 있을 때, 상기 복수의 디바이스 중 상기 제 2 디바이스는 상기 제 2 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 수신하는 것으로부터 디스에이블링되지만, 상기 공유된 통신 버스로부터 데이터를 수신하도록 인에이블링되는, 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 디바이스의 각각은 신호 증폭기, 코더 디코더, 디지털 아날로그 변환기, 아날로그 디지털 변환기, 및 센서 중 하나를 포함하는, 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 공유된 통신 버스로 전달된 상기 데이터는 상기 공유된 통신 버스에 관한 상태 정보, 상기 데이터를 송신한 상기 디바이스에 관한 상태 정보, 및 상기 복수의 디바이스를 제어하기 위한 제어 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 공유된 통신 버스 상의 상기 복수의 디바이스 간에 확립된 상기 양방향 통신은 동기식 통신인, 방법.
  15. 분산형 네트워크 시스템에서 이용하기 위한 디바이스에 있어서:
    상기 디바이스에 결합하도록 구성된 공유된 통신 버스 및 상기 공유된 통신 버스에 결합된 복수의 다른 디바이스 상의 통신 프로토콜에 따라 데이터를 능동적으로 송신하기 위한 송신기;
    복수의 다른 디바이스 중 적어도 하나로부터 상기 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 수신하기 위한 수신기; 및
    상기 공유된 통신 버스 이외의 전기 노드에 대한 출력 신호를 생성하기 위한 출력부를 포함하고,
    상기 통신 프로토콜은 상기 디바이스 및 상기 복수의 다른 디바이스 중 단지 하나만이 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하도록 상기 디바이스 및 복수의 다른 디바이스의 각각이 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하는 시간 기간 및 순서를 정의하고;
    상기 디바이스가 데이터를 능동적으로 송신하고 있지 않을 때, 상기 디바이스는 상기 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 수신하여 상기 공유된 통신 버스 상의 상기 디바이스 및 상기 복수의 다른 디바이스 간에 양방향 통신이 확립되게 하며;
    상기 디바이스가 상기 출력 신호를 생성하기 위해 상기 디바이스는 상기 공유된 통신 버스를 통해 수신하는 그 자신의 각각의 상태 정보 및 데이터에 따라 그 자신의 각각의 상태 정보를 유지하고 동작하게 하고;
    상기 통신 프로토콜은 상기 디바이스 및 상기 복수의 다른 디바이스의 각각이 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하도록 미리 구성된 시간 및 미리 결정된 순서를 특정하고;
    상기 디바이스 및 상기 복수의 다른 디바이스는 상기 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 한 번에 하나씩 상기 디바이스 및 상기 복수의 다른 디바이스 중 나머지 수의 디바이스로 교대로 송신하고;
    상기 통신 프로토콜은, 라운드 로빈 통신 프로토콜로서, 상기 디바이스 및 상기 복수의 다른 디바이스의 각각이 상기 미리 구성된 시간에 및 상기 미리 결정된 순서로 상기 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 능동적으로 송신한 후에, 데이터를 능동적으로 송신하기 위한 프로세스가 상기 디바이스 및 상기 복수의 다른 디바이스에 대해 동일한 미리 결정된 순서로 다시 반복되는, 디바이스.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 출력 신호는 오디오 신호, 초음파 신호, 및 햅틱 신호 중 하나인, 디바이스.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 디바이스는 또한, 상기 복수의 다른 디바이스에 결합된 제 2 공유된 통신 버스에 결합되고,
    상기 디바이스가 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하고 있을 때, 상기 디바이스는 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 수신하는 것으로부터 디스에이블링되지만, 상기 제 2 공유된 통신 버스로부터 데이터를 수신하도록 인에이블링되는, 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 디바이스가 상기 제 2 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하고 있을 때, 상기 디바이스는 상기 제 2 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 수신하는 것으로부터 디스에이블링되지만, 상기 공유된 통신 버스로부터 데이터를 수신하도록 인에이블링되는, 디바이스.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 디바이스는 신호 증폭기, 코더 디코더, 디지털 아날로그 변환기, 아날로그 디지털 변환기, 및 센서 중 하나를 포함하는, 디바이스.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 공유된 통신 버스로 전달된 상기 데이터는 상기 분산형 네트워크 시스템에 관한 상태 정보, 상기 디바이스 또는 상기 복수의 다른 디바이스 중 적어도 하나에 관한 상태 정보, 및 상기 디바이스를 제어하기 위한 제어 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는, 디바이스.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 공유된 통신 버스 상의 상기 디바이스와 상기 복수의 다른 디바이스 간에 확립된 상기 양방향 통신은 동기식 통신인, 디바이스.
  22. 분산형 네트워크 시스템에 있어서:
    통신 프로토콜에 따라 동작하도록 구성된 공유된 통신 버스;
    상기 공유된 통신 버스에 결합된 복수의 디바이스; 및
    상기 복수의 디바이스에 결합된 제 2 공유된 통신 버스를 포함하고;
    상기 통신 프로토콜은 상기 복수의 디바이스 중 단지 하나만이 상기 공유된 통신 버스를 통해 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 한번에 상기 복수의 디바이스 중 나머지 수의 디바이스로 능동적으로 송신하도록 상기 복수의 디바이스의 각각이 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하는 시간 기간 및 순서를 정의하고;
    상기 복수의 디바이스 중 상기 나머지 수의 디바이스가 데이터를 능동적으로 송신하고 있지 않을 때, 상기 복수의 디바이스 중 상기 나머지 수의 디바이스는 상기 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 수신하여 상기 공유된 통신 버스 상의 상기 복수의 디바이스 간에 양방향 통신이 확립되게 하며;
    상기 복수의 디바이스의 각각은 상기 공유된 통신 버스 이외의 전기 노드에 대한 출력 신호를 생성하기 위해 상기 공유된 통신 버스를 통해 수신하는 그 자신의 각각의 상태 정보 및 데이터에 따라 그 자신의 각각의 상태 정보를 유지하고 동작하게 하고;
    상기 복수의 디바이스 중 하나가 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하고 있을 때, 상기 복수의 디바이스 중 상기 하나는 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 수신하는 것으로부터 디스에이블링되지만, 상기 제 2 공유된 통신 버스로부터 데이터를 수신하도록 인에이블링되고,
    상기 복수의 디바이스 중 제 2 디바이스가 상기 제 2 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하고 있을 때, 상기 복수의 디바이스 중 제 2 디바이스는 상기 제 2 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 수신하는 것으로부터 디스에이블링되지만, 상기 공유된 통신 버스로부터 데이터를 수신하도록 인에이블링되는, 분산형 네트워크 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 출력 신호는 오디오 신호, 초음파 신호, 및 햅틱 신호 중 하나인, 분산형 네트워크 시스템.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 디바이스의 각각은 신호 증폭기, 코더 디코더, 디지털 아날로그 변환기, 아날로그 디지털 변환기, 및 센서 중 하나를 포함하는, 분산형 네트워크 시스템.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 공유된 통신 버스로 전달된 상기 데이터는 상기 분산형 네트워크 시스템에 관한 상태 정보, 상기 데이터를 송신한 상기 디바이스에 관한 상태 정보, 및 상기 복수의 디바이스를 제어하기 위한 제어 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는, 분산형 네트워크 시스템.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 공유된 통신 버스 상의 상기 복수의 디바이스 간에 확립된 상기 양방향 통신은 동기식 통신인, 분산형 네트워크 시스템.
  27. 방법에 있어서,
    통신 프로토콜에 따라 동작하는 공유된 통신 버스에 결합된 복수의 디바이스의 각각이 상기 공유된 통신 버스 상에 데이터를 능동적으로 송신하는 시간 기간 및 순서를 정의하는 단계로서,
    상기 복수의 디바이스 중 단지 하나만이 상기 공유된 통신 버스를 통해 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 한번에 상기 복수의 디바이스 중 나머지 수의 디바이스로 능동적으로 송신하게 하고;
    상기 복수의 디바이스 중 상기 나머지 수의 디바이스가 데이터를 능동적으로 송신하고 있지 않을 때, 상기 복수의 디바이스 중 상기 나머지 수의 디바이스는 상기 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 수신하여 상기 공유된 통신 버스 상의 상기 복수의 디바이스 간에 양방향 통신이 확립되게 하고;
    상기 복수의 디바이스의 각각이 상기 공유된 통신 버스 이외의 전기 노드에 대한 출력 신호를 생성하기 위해 상기 공유된 통신 버스를 통해 수신된 그 자신의 각각의 상태 정보 및 데이터에 따라 그 자신의 각각의 상태 정보를 유지하고 동작하게 하는,
    상기 공유된 통신 버스 상에 데이터를 능동적으로 송신하는 시간 기간 및 순서를 정의하는 단계; 및
    상기 통신 프로토콜에 따라 동작하는 제 2 공유된 통신 버스로 복수의 디바이스의 각각이 데이터를 능동적으로 송신하는 시간 기간 및 순서를 정의하는 단계로서,
    상기 복수의 디바이스 중 하나가 상기 공유된 통신 버스 상에서 능동적으로 데이터를 송신하고 있을 때, 상기 복수의 디바이스 중 상기 하나가 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 수신하는 것으로부터 디스에이블링되지만, 제 2 공유된 통신 버스로부터 데이터를 수신하도록 인에이블링되고;
    상기 복수의 디바이스 중 제 2 디바이스가 상기 제 2 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하고 있을 때, 상기 복수의 디바이스 중 제 2 디바이스는 상기 제 2 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 수신하는 것으로부터 디스에이블링되지만, 상기 공유된 통신 버스로부터 데이터를 수신하도록 인에이블링되는,
    상기 제 2 공유된 통신 버스로 데이터를 능동적으로 송신하는 시간 기간 및 순서를 정의하는 단계를 포함하는, 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 출력 신호는 오디오 신호, 초음파 신호, 및 햅틱 신호 중 하나인, 방법.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 복수의 디바이스의 각각은 신호 증폭기, 코더 디코더, 디지털 아날로그 변환기, 아날로그 디지털 변환기, 및 센서 중 하나를 포함하는, 방법.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 공유된 통신 버스로 전달된 상기 데이터는 상기 공유된 통신 버스에 관한 상태 정보, 상기 데이터를 송신한 상기 디바이스에 관한 상태 정보, 및 상기 복수의 디바이스를 제어하기 위한 제어 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  31. 제 27 항에 있어서,
    상기 공유된 통신 버스 상의 상기 복수의 디바이스 간에 확립된 상기 양방향 통신은 동기식 통신인, 방법.
  32. 분산형 네트워크 시스템에서 이용하기 위한 디바이스에 있어서:
    상기 디바이스에 결합하도록 구성된 공유된 통신 버스 및 상기 공유된 통신 버스에 결합된 복수의 다른 디바이스 상의 통신 프로토콜에 따라 데이터를 능동적으로 송신하기 위한 송신기;
    상기 다른 디바이스 중 적어도 하나로부터 상기 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 수신하기 위한 수신기; 및
    상기 공유된 통신 버스 이외의 전기 노드에 대한 출력 신호를 생성하기 위한 출력부를 포함하고,
    상기 통신 프로토콜은 상기 디바이스 및 상기 다른 디바이스 중 단지 하나만이 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하도록 상기 디바이스 및 다른 디바이스의 각각이 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하는 시간 기간 및 순서를 정의하고;
    상기 디바이스가 데이터를 능동적으로 송신하고 있지 않을 때, 상기 디바이스는 상기 공유된 통신 버스를 통해 데이터를 수신하여 상기 공유된 통신 버스 상의 상기 디바이스 및 상기 다른 디바이스 간에 양방향 통신이 확립되게 하며;
    상기 디바이스는 상기 출력 신호를 생성하기 위해 상기 디바이스가 상기 공유된 통신 버스를 통해 수신하는 그 자신의 각각의 상태 정보 및 데이터에 따라 그 자신의 각각의 상태 정보를 유지하고 동작하게 하고;
    상기 디바이스는 또한, 상기 다른 디바이스에 결합된 제 2 공유된 통신 버스에 결합되어, 상기 디바이스가 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 능동적으로 송신하고 있을 때, 상기 디바이스는 상기 공유된 통신 버스 상에서 데이터를 수신하는 것으로부터 디스에이블링되지만, 상기 제 2 공유된 통신 버스로부터 데이터를 수신하도록 인에이블링되고;
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  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 출력 신호는 오디오 신호, 초음파 신호, 및 햅틱 신호 중 하나인, 디바이스.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 디바이스는 신호 증폭기, 코더 디코더, 디지털 아날로그 변환기, 아날로그 디지털 변환기, 및 센서 중 하나를 포함하는, 디바이스.
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 공유된 통신 버스로 전달된 상기 데이터는 상기 분산형 네트워크 시스템에 관한 상태 정보, 상기 디바이스 또는 상기 다른 디바이스 중 적어도 하나에 관한 상태 정보, 및 상기 디바이스를 제어하기 위한 제어 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는, 디바이스.
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    상기 공유된 통신 버스 상의 상기 디바이스와 상기 다른 디바이스 간에 확립된 상기 양방향 통신은 동기식 통신인, 디바이스.
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