KR20010001783A - 마우스 제어기의 노이즈 제거장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마우스 제어기의 노이즈 제거장치 및 방법에 관한 것으로, 종래의 기술에 있어서 노이즈 제거장치는 리딩 에지에서 노이즈가 발생하는 경우 딜레이 값이 노이즈 펄스보다 작으면 노이즈를 제거하지 못하며, 또한 트레일링 에지(trailing edge)에서 노이즈가 있는 경우에는 앤드 게이트의 출력에 트레일링 에지 노이즈가 나타나게 되어 노이즈를 제거하지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 입력신호를 받아서 클럭신호에 동기를 맞추는 샘플링부와, 상기 샘플링부의 출력을 입력받아 포지티브 에지 혹은 네거티브 에지를 검출하는 에지검출부와, 상기 에지검출부의 출력을 입력받아 그에 따라 상기 에지검출부를 인에이블 또는 디스에이블 시키는 제어신호를 발생하고, 노이즈가 제거된 신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부에서 출력한 신호를 입력받아 클럭에 동기하여 출력하는 출력상태부로 구성한 장치 및 방법을 제공함으로써, 리딩/트레일링 에지 노이즈를 모두 제거할 수 있고, 딜레이를 사용하지 않으므로 노이즈가 딜레이 값보다 클 경우에도 노이즈 펄스폭에 괸계없이 이를 제거할 수 있는 효과가 있다.

Description

마우스 제어기의 노이즈 제거장치 및 방법{NOISE CANCELLING APPARATUS AND METHOD FOR MOUSE CONTROLLER}

본 발명은 마우스 제어기의 노이즈 제거장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 마우스 제어기의 포토 센서에서 출력을 받아서 X,Y축의 위치를 표시함에 있어서, 노이즈 성분으로 인하여 잘못된 X, Y축의 위치를 표시하는 오류를 방지하기 위한 마우스 제어기의 노이즈 제거장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 마우스 제어기의 구성을 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 포토 센서(PH1)의 출력(전류)을 입력받아 Z-네트워크(11)에서 전압으로 변환하면 이 전압과 기준전압을 비교기(12)에서 비교를 한 후, 모션 검출기(Motion Detector, 13)로 출력하면 이를 모션 검출기(13)에서 X, Y축의 위치를 계산하게 되는데, X, Y 좌표를 계산하기 위해서는 네 개의 신호(X1,X2,Y1,Y2)가 필요하며, 이 각각의 신호는 Z-네트워크(11)와 비교기(12)로 입력된다.

상기 x, y 움직임(Movement)을 카운트하는 방식은 도 2에 도시된 파형처럼 x1, y2가 '00'에서 '01'로 바뀔 때 1번 카운트하고, '11'에서 '01'로 바뀔 때 또 1번 카운트하는 방식으로 카운트 값이 바뀌게 되는데, 도 3에 도시된 바와 같이 노이즈가 없는 경우 상기 비교기(12)의 출력은 깨끗하게 출력되어 x, y 움직임을 계산하는데 오차가 발생하지 않는다.

그러나, 도 4에 도시된 바와 같이 노이즈가 실리게 되면 x, y 움직임을 제대로 카운트할 수 없게 되는 문제점이 발생된다(일반적으로 노이즈는 휠(wheel)이 완전히 닫히거나 열리지 않고 반쯤 열리거나 닫힌 상태에서 발생한다).

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도 5에 도시된 바와 같이 구성된 모션 검출기를 사용하는데, 딜레이 소자(14)와 디 플립플롭(15)을 이용하여 에지 노이즈를 제거하는 방법을 이용한다. 즉 원래 신호를 상기 딜레이 소자(14)를 통해 일정시간 지연시킨 후, 이 신호를 디 플립플롭(15)의 클럭으로 사용하고, 지연되지 않은 원신호는 상기 디 플립플롭의 데이터로 사용하며, 상기 디 플립플롭(15)의 출력과 원신호를 앤드 게이트(16)에서 입력받아 논리조합을 통해 노이즈를 제거하도록 한다. 이를 도 6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6a는 도 5에 의해 제거되는 노이즈의 경우를 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 리딩 에지(leading edge)에만 노이즈가 발생하는 경우, 딜레이 값이 노이즈 펄스보다 크면 디 플립플롭(15)의 출력에는 노이즈가 없는 파형을 얻을 수 있으며, 앤드 게이트(16)에서 상기 디 플립플롭(15)의 출력과 원신호를 앤드조합하면 노이즈를 제거할 수 있다. 또한 딜레이 값이 노이즈 펄스보다 크고 원신호의 펄스폭보다 작게 설정되어 있는 경우에는 상기에서와 마찬가지로 앤드 게이트(16)에서 노이즈를 제거할 수 있다.

상기에서와 같이 종래의 기술에 있어서 노이즈 제거장치는 리딩 에지에서 노이즈가 발생하는 경우 딜레이 값이 노이즈 펄스보다 작으면 노이즈를 제거하지 못하며, 또한 트레일링 에지(trailing edge)에서 노이즈가 있는 경우에는 앤드 게이트의 출력에 트레일링 에지 노이즈가 나타나게 되어 노이즈를 제거하지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 노이즈 펄스폭에 관계없이 리딩 및 트레일링 에지 노이즈를 제거하는 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 마우스 제어기의 구성을 보인 예시도.

도 2는 종래 마우스 제어기의 x, y 움직임(Movement)을 카운트하는 방식을 보인 파형도.

도 3은 종래 노이즈가 없는 경우 비교기의 출력을 보인 파형도.

도 4는 종래 노이즈가 있는 경우 비교기의 출력을 보인 파형도.

도 5는 도 1에서 모션 검출기의 구성을 보인 예시도.

도 6은 종래 리딩 에지에서 노이즈가 발생한 경우를 보인 파형도.

도 7은 종래 트레일링 에지에서 노이즈가 발생한 경우를 보인 파형도.

도 8은 본 발명 마우스 제어기의 노이즈 제거장치의 구성을 보인 예시도.

도 9는 본 발명의 동작 흐름을 보인 흐름도.

도 10은 본 발명의 또 다른 구성을 보인 예시도.

도 11은 본 발명을 적용한 시뮬레이션 결과를 보인 파형도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

20 : 샘플링부 30 : 에지검출부

31, 33 : 포지티브 에지검출부 32, 34 : 네거티브 에지검출부

40 : 제어부 50 : 상태출력부

DFF1∼DFF4 : 디 플립플롭

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 마우스 제어기의 노이즈 제거장치의 구성은, 입력신호를 받아서 클럭신호에 동기를 맞추는 샘플링부와, 상기 샘플링부의 출력을 입력받아 포지티브 에지 혹은 네거티브 에지를 검출하는 에지검출부와, 상기 에지검출부의 출력을 입력받아 그에 따라 상기 에지검출부를 인에이블 또는 디스에이블 시키는 제어신호를 발생하고, 노이즈가 제거된 신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부에서 출력한 신호를 입력받아 클럭에 동기하여 출력하는 출력상태부로 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 에지검출부는 입력되는 동기신호에서 각각 포지티브 에지를 검출하는 제1,2 포지티브 에지검출부와, 네거티브 에지를 검출하는 제3,4 네거티브 에지검출부로 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 샘플링부와 에지검출부는 각각 복수개의 디 플립플롭으로 구성한 것을 특징으로 한다.

그리고, 방법에 있어서는 x(및 y)축의 위치를 감지한 신호가 입력되면 클럭에 동기된 신호로 만드는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서 만들어진 동기신호에 포지티브 및 네거티브 에지 검출부를 리셋시키는 신호(이하 "XnPosRst, XnNegRst"라 약칭함)가 '1'로 설정되어 있는가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 '1'로 설정되어 있지 않으면 동기신호에 포지티브 및 네거티브 에지가 있는가를 판단하는 제3 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 '1'로 설정되어 있으면 포지티브 및 네거티브 에지검출신호(이하 "XnPos, XnNeg"라 약칭함)를 '0'으로 설정하고, 제3 단계의 판단결과 있으면 XnPos 및 XnNeg를 '1'로 설정하여 출력하는 제4 단계와; 상기 제4 단계의 수행이 끝나면 상기에서 검출한 XnPos 및 XnNeg가 '1'로 설정되어 있는가를 판단하는 제5 단계와; 상기 제5 단계의 판단결과 '1'로 설정되어 있으면 그에 따라 제어부의 출력신호를 '1 또는 0'으로 설정하고, XnPosRst 및 XnNegRst를 '1 또는 0'으로 설정하여 출력하는 제5 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 8은 본 발명 마우스 제어기의 노이즈 제거장치의 구성을 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이 입력신호를 받아서 클럭신호에 동기를 맞추는 샘플링부(20)와, 상기 샘플링부(20)의 출력을 입력받아 포지티브 에지를 검출하는 제1,2 포지티브 검출부(31)(33)와, 네거티브 에지를 검출하는 제1,2 네거티브 검출부(32)(34)로 구성된 에지검출부(30)와, 상기 에지검출부(30)의 출력을 입력받아 그에 따라 상기 에지검출부(30)를 인에이블 또는 디스에이블 시키는 제어신호를 발생하고, 노이즈가 제거된 신호를 출력하는 제어부(40)와, 상기 제어부(40)에서 출력한 신호를 입력받아 클럭에 동기하여 출력하는 출력상태부(50)로 구성한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예의 동작 과정을 첨부한 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 9는 본 발명의 동작 흐름을 보인 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 x축의 위치를 감지한 신호가 입력된 경우만을 예로 들면, 먼저 x축의 위치를 감지한 신호(X1, X2)를 샘플링부(20)에서 클럭에 동기된 신호(이하 "X1Sync, X2Sync"라 약칭함)로 만들어 출력하면 이를 에지검출부(30)에서 입력받아 각 에지를 검출하여 해당 출력을 '1'로 만든다. 즉 X2Sync의 포지티브 에지가 검출되면 에지검출신호(이하 "X2Pos"라 약칭함)를 '1'로 만든다.

이후, 제어부(40)는 상기 에지검출부(30)로부터 어떤 신호의 에지가 검출되었는가에 대한 정보를 입력받아 X1Pos 혹은 X1Neg가 '1'이라면 상기 에지검출부(30)의 제1 포지티브 및 네거티브 에지검출부(31)(32)를 리셋시키는 신호(이하 "X1PosRst, X1NegRst"라 약칭함)를 '1'로 만들어 X1Pos 및 X1Neg를 리셋하면서 X1 포지티브 및 네거티브 에지검출부(31)(32)를 디스에이블(disable)시킴과 동시에 제2 포지티브 및 네거티브 에지검출부(33)(34)를 인에이블시킨다.

또한, X2Pos 혹은 X2Neg가 '1'이라면 X2PosRst 및 X2NegRst를 '1'로 만들어 X2Pos 및 X2Neg를 리셋하면서 상기 제2 포지티브 및 네거티브 에지검출부(33)(34)를 디스에이블(disable)시킴과 동시에 상기 제1 포지티브 및 네거티브 에지검출부(31)(32)를 인에이블시킨다.

그리고, 상기 X1Pos가 '1'이면 상기 제어부(40)의 출력신호 중 X1out_d를 '1'로, X1Neg가 '1'이면 X1out_d를 '0'으로 만들고, X2Pos가 '1'이면 X2out_d를 '1'로, X2Neg가 '1'이면 X2out_d를 '0'으로 만든다.

출력상태부(50)는 상기 제어부(40)의 출력(X1out_d, X2out_d)을 입력받아 클럭에 동기를 맞춰 출력(X1out, X2out)을 내보낸다.

상기 샘플링부(20)에서 클럭의 포지티브 에지를 사용했다면 상기 출력상태부(50)는 클럭의 네거티브를 사용하여 출력한다.

상기 동작을 첨부한 도 11을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 11은 본 발명을 적용한 시뮬레이션 결과를 보인 파형도로서, 이에 도시한 바와 같이 베리로그-시뮬레이터(verilog-xl simulator)를 사용하여 클럭을 140㎑로 가정하면 리딩(leading)/트레일링(trailing) 에지에 노이즈가 실린 X1, X2신호가 노이즈 제거장치로 입력되면 샘플링부(20)에서 포지티브 에지에 동기를 맞춘 X1Sync, X2Sync를 만들어 출력하면 에지검출부(30)에서는 이 신호를 입력받아 어떤 신호의 에지가 발생되었는가를 검출한다.(초기에는 제1,2 포지티브 및 네거티브 에지검출부(31∼34) 모두가 인에이블된 상태이다.

X2Sync에서 포지티브 에지가 먼저 검출된다고 가정하면 X2Pos는 '1'이 되고, X2PosRst는 '1', X2NegRst는 '1', X1PosRst는 '0' 및 X1NegRst는 '0'가 되며, X2out_d는 '1'이 된다. 그러면 상기 제2 포지티브 및 네거티브 에지검출부(33)(34)는 디스에이블이 되어 더 이상 X2Sync 에지를 검출하지 않고, X1Sync의 에지를 검출하게 된다.

X1Sync의 포지티브 에지가 검출되면 X1Pos는 '1'이 되고, X1PosRst는 '1', X1NegRst는 '1', X2PosRst는 '0' 및 X2NegRst는 '0'이 되며, X1out_d는 '1'이 된다. 그러면 상기 제1 포지티브 및 네거티브 에지검출부(31)(32)는 디스에이블이 되어 더 이상 X1Sync 에지를 검출하지 않고, X2Sync 에지를 검출하게 된다.

다음 순간 X2Sync 네거티브 에지가 검출되면 X2Neg는 '1'이 되고, X1PosRst는 '1', X2NegRst는 '1', X1PosRst는 '0' 및 X1NegRst는 '0'이 되며, X2out_d는 '0'이 된다. 그러면 상기 제2 포지티브 및 네거티브 에지검출부(33)(34)는 디스에이블이 되어 더 이상 X2Sync 에지를 검출하지 않고, X1Sync 에지를 검출하게 된다.

X1Sync의 네거티브 에지가 검출되면 X1Neg는 '1'이 되고, X1PosRst는 '1', X1NegRst는 '1', X2PosRst는 '0' 및 X2NegRst는 '0'이 되며, X1out_d는 '0'이 된다. 그러면 상기 제1 포지티브 및 네거티브 에지검출부(31)(32)는 디스에이블이 되어 더 이상 X1Sync 에지를 검출하지 않고, X2Sync 에지를 검출하게 된다.

이와 같이 동작 수행을 진행하면 리딩/트레일링 에지 노이즈를 제거할 수 있으며, 상기와 반대로 X1Sync 에지가 먼저 검출되더라도 상기 동작의 순서를 바꾸어 동작하게 됨으로, 결과는 상기와 동일하게 노이즈를 모두 제거할 수 있다.

또한, 도 10은 본 발명의 또 다른 구성을 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이 샘플링부(20)와 출력상태부(50)를 각각 제1∼4 디 플립플롭(DFF1∼DFF4)으로 구성하여도 동일한 동작을 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 마우스 제어기의 노이즈 제거장치 및 방법은 리딩/트레일링 에지 노이즈를 모두 제거할 수 있고, 딜레이를 사용하지 않으므로 노이즈가 딜레이 값보다 클 경우에도 노이즈 펄스폭에 괸계없이 이를 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 입력신호를 받아서 클럭신호에 동기를 맞추는 샘플링부와, 상기 샘플링부의 출력을 입력받아 포지티브 에지 혹은 네거티브 에지를 검출하는 에지검출부와, 상기 에지검출부의 출력을 입력받아 그에 따라 상기 에지검출부를 인에이블 또는 디스에이블 시키는 제어신호를 발생하고, 노이즈가 제거된 신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부에서 출력한 신호를 입력받아 클럭에 동기하여 출력하는 출력상태부로 구성한 것을 특징으로 하는 마우스 제어기의 노이즈 제거장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 에지검출부는 입력되는 동기신호에서 각각 포지티브 에지를 검출하는 제1,2 포지티브 에지검출부와, 네거티브 에지를 검출하는 제1,2 네거티브 에지검출부로 구성한 것을 특징으로 하는 마우스 제어기의 노이즈 제거장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 샘플링부와 에지검출부는 각각 복수개의 디 플립플롭으로 구성한 것을 특징으로 하는 마우스 제어기의 노이즈 제거장치.
4. x(및 y)축의 위치를 감지한 신호가 입력되면 클럭에 동기된 신호로 만드는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서 만들어진 동기신호에 포지티브 및 네거티브 에지 검출부를 리셋시키는 신호(이하 "XnPosRst, XnNegRst"라 약칭함)가 '1'로 설정되어 있는가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 '1'로 설정되어 있지 않으면 동기신호에 포지티브 및 네거티브 에지가 있는가를 판단하는 제3 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 '1'로 설정되어 있으면 포지티브 및 네거티브 에지검출신호(이하 "XnPos, XnNeg"라 약칭함)를 '0'으로 설정하고, 제3 단계의 판단결과 있으면 XnPos 및 XnNeg를 '1'로 설정하여 출력하는 제4 단계와; 상기 제4 단계의 수행이 끝나면 상기에서 검출한 XnPos 및 XnNeg가 '1'로 설정되어 있는가를 판단하는 제5 단계와; 상기 제5 단계의 판단결과 '1'로 설정되어 있으면 그에 따라 제어부의 출력신호를 '1 또는 0'으로 설정하고, XnPosRst 및 XnNegRst를 '1 또는 0'으로 설정하여 출력하는 제5 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 마우스 제어기의 노이즈 제거방법.