KR20010109123A

KR20010109123A - 적외선 신호 프로토콜을 개선하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20010109123A
Application number: KR1020010029413A
Authority: KR
Inventors: 커트윌리엄 오트; 베리제이. 웨버; 스티븐챨스 로드스
Original assignee: 데니스 에이치. 얼백; 톰슨 라이센싱 소시에떼 아노님
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2001-05-28
Publication date: 2001-12-08
Also published as: CN1327311A; EP1161041A2; MXPA01005415A; MY130663A; US7054361B1; EP1161041A3; BR0102124A; CN1215688C; JP2002073227A

Abstract

본 발명은, 메모리에 연결되며, 심벌 시퀀스를 생성하기 위한 프로세서를 포함하는 적외선(IR) 신호를 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 이때, 변조기는 상기 심벌 시퀀스의 각 심벌을 5 펄스 위치 변조(5 PPM : 5 Pulse Position Modulation)된 신호로 변환한다. 심벌 시퀀스는 페이로드(payload) 부분과 헤더 부분을 갖는 IR 신호화 프로토콜을 나타내며, 여기서 상기 헤더 부분은 상기 페이로드 부분을 한정하기 위한 복수의 필드를 포함한다. 상기 페이로드 부분은 키보드의 문자들 또는 포인팅 디바이스(pointing device)를 위한 좌표값들(coordinates)을 나타낸다.

Description

적외선 신호 프로토콜을 개선하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ENHANCING AN INFRARED SIGNAL PROTOCOL}

본 발명은 이송 프로토콜(transport protocol)에 관한 것이다. 좀더 상세하게, 본 발명은 적외선 키보드 및 포인팅 디바이스 신호들을 적외선 수신기에 전달하기 위한 적외선 이송 프로토콜에 관한 것이다.

셋-톱 박스(set-top box)들은, 위성 및 케이블과 같은 서비스 제공자들로부터 멀티미디어 신호들을 수신하기 위해서 소비자들에 의해 이용된다. 셋-톱 박스는 또한, 키보드 또는 포인팅 디바이스와 같은 비-핸드-헬드(non-hand-held) 디바이스들뿐만 아니라 텔레비전 원격 제어기와 같은 핸드-헬드 원격 제어기로부터 신호들을 수신할 수 있다. 이러한 원격 디바이스들은, 서비스의 가입자(사용자)가 셋-톱 박스에 연결된 디스플레이 패널 상에서 시청되는 멀티미디어 또는 컴퓨터 소프트웨어와 인터페이스 접속하게 한다. 키보드 및 포인팅 디바이스(예컨대, 마우스)는 펄스화된 적외선(IR) 신호들을 통해서 셋-톱 박스 내의 프로세서와 인터페이스 접속한다. 이러한 비-핸드-헬드 원격 제어기들에 의해 사용되는 적외선 신호 프로토콜들은 키보드 디바이스에 필요한 개수의 키코드(keycode)를 지원할만한 충분한 융통성이나 포인팅 디바이스에 필요한 송신 속도를 갖지 않는다. 몇가지 기존의(off the shelf) 해결책들이 프로토콜 범위 내에서 이러한 문제를 해결하는데 이용될 수 있지만, 이들중 대부분은 추가적으로 지정된 프로세서와 인터페이스 접속하도록 설계되며, 이것은 매우 경비가 많이 든다.

더나아가, 현재의 물리적인 계층 포맷은, 적외선 신호를 송신하기 이전에 4펄스 위치 변조(4 PPM : 4 Pulse Position Modulation) 데이터 인코딩 기법을 이용한다. 이 펄스 위치 변조 인코딩은 데이터 심벌 간격을 한정하고, 후속적으로 이 데이터 심벌 간격을 "칩(chip)들"로 호칭되는 동등한 시간 슬라이스(slice)들로 세분함으로써 달성된다. PPM 구조에서, 데이터 심벌 내의 각 칩의 위치는 가능한 비트의 조합중 하나를 나타낸다. 논리 "1"은, 송신 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode)가 광을 방출할 때의 칩 간격을 나타내는 반면, 논리 "0"은 이 LED가 오프(off)될 때의 칩 간격을 나타낸다. 따라서, 4 PPM 데이터 인코딩은 동등한 시간 세그먼트들을 갖는 네 개의 칩들을 갖는다. 예컨대, 500 nsec인 심벌 지속기간은 125 nsec인 칩 간격을 네 개 갖는다.

아래의 표 1은 각 데이터 비트 쌍을 대응하는 4 PPM 데이터 심벌과 상관시킨다(correlate).

데이터 비트 쌍(DBP)	4 PPM 데이터 심벌
00	1000
01	0100
10	0010
11	0001

4 PPM의 각 심벌 내에는 네 개의 고유한 칩 위치들이 있기 때문에, 모든 다른 칩들이 논리 "0"인 반면 단 하나의 칩만 논리 "1"인 네 개의 독립적인 심벌들이 나온다(exit). 이처럼, 각 심벌은 두 데이터 비트, 즉 "데이터 비트 쌍"을 나타낸다. 이와 같이, 키보드 상에서 사용자에 의해 선택된 문자, 숫자 또는 명령을 나타내는 예시적으로 40 비트를 포함하는 패킷은, 반송파 상에 변조되어 키보드 상의 적외선 직렬 포트로부터 셋-톱 박스로 송신되는 20개의 심벌들로 나타내어진다.

셋-톱 박스에 의한 신호 검출이 갖는 문제점은, 두 개의 적외선 펄스가 서로 맞대어(back to back) 발생할 때 관찰되었다. 예컨대, 데이터 비트 쌍(11 및 00)이 순차적으로 전달되어 칩 시퀀스가 00011000이 될 때와 같은 경우이다. 이것은, 인터럽트(interrupt)를 생성하는 하드웨어가 인입 신호의 상승 에지(rising edge) 또는 선행(leading) 에지에 대한 인터럽트만을 생성할 수 있으며, 펄스의 길이를 알지 못하는 경우에 발생한다. 이러한 경우에, IR 수신기는 심벌들을 구별하는데 있어서 어려움에 직면하게되며, 이것은 결국 비트 에러율(BER :Bit Error Rate)을 증가시킨다. 따라서, 종래의 포맷으로 동작될 수 없는 키보드 및 포인팅 디바이스와 같은 디바이스를 위한, 종래의 IR 포맷들에 대한 대안적인 포맷이 필요하게 되었다. 더 나아가, BER을 개선하는 송신 기법 및 전용 IR 수신기 마이크로프로세서 없이 동작하는 포맷이 필요하게 되었다.

도 1은 본 발명의 적외선(IR) 신호 수신기를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 적외선 신호 프로토콜을 위한 일반적인 패킷 포맷을 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 키보드 디바이스(device)를 위한 패킷을 한정하는 IR 신호화 프로토콜을 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 포인팅(pointing) 디바이스를 위한 패킷을 한정하는 IR 신호화 프로토콜을 도시한 도면.

도 5는 패킷의 타이밍도.

도 6은 심벌의 타이밍도.

도 7은 IR 5 PPM 패킷화된 정보의 데이터 스트림을 도시한 도면.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

120 : 프로세서 122 : 변조기

124 : 메모리 203 : 헤더 부분

205 : 페이로드(payload) 부분

종래 기술과 관련된 지금까지의 단점들은, 복수의 필드를 갖는 헤더(header) 부분과 확장 가능한 페이로드 부분을 포함하는 데이터 구조에 대한 본 발명에 의해 극복되며, 여기서 상기 데이터 구조는 상기 헤더 부분과 확장 가능한 페이로드 부분을 송신하기 위해 5 펄스 위치 변조(5 PPM) 기법을 이용한다. 바람직한 실시예에서, 5 PPM 신호는 로우(low) 비트로 종료한다. 상기 데이터 구조는 키보드 또는 포인팅 디바이스와 같은 비-핸드-헬드 디바이스에 대한 원격 제어를 위한 적외선 신호 프로토콜로 사용된다.

복수의 필드들이 3-바이트의 헤더에 분포되며, 프리앰블(preamble), 식별(ID), 모드, 전력 플래그(flag), 예비 비트, 반복 필드, 페이로드 크기 및 검사합(check sum)을 포함한다. 특정한 필드들의 모든 비트들을 하이(high) 상태로 세팅함으로써, 페이로드 부분은 1바이트에서 3 바이트 길이까지 확장 가능하다. 페이로드 부분은 키보드를 위한 스캔 코드(scan code) 및 키 플래그와, 포인팅 디바이스를 위한 X 및 Y 좌표값들을 운반하는데 사용된다.

따라서, 본 발명의 IR 신호화 프로토콜은, IR 수신기의 소프트웨어가 RF 원격 디바이스로부터의 RF 펄스들의 송신을 위해 패킷들 사이에 시간을 제공하는 것뿐만 아니라 종래의 IR 신호화 프로토콜을 수신하게 한다. 추가적으로, 데이터 구조는 셋-톱 박스들이 전용 IR 수신기 마이크로 제어기 없이 동작하게 하며, 물리적인 계층 위에 확장성(expandability)과 융통성(flexibility)을 제공한다.

본 발명의 교훈은 수반하는 도면과 함께 다음의 상세한 설명을 고려함으로써 쉽게 이해될 수 있다.

이해를 용이하게 하기 위해서, 도면에서 공통인 동일한 요소들을 지시하기 위해서 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다.

본 발명은, TEMIC^TMTSOP1156 IR 수신기와 같은 IR 신호들을 수신하는 적외선(IR) 수신기 환경 내에서 주로 설명될 것이다. 그러나, 본 발명이, 펄스당 6 이상의 반송파 사이클로 한정되는, 300의 펄스를 검출할 수 있는 수신기를 갖는 임의의 시스템에 상당히 적합함이 당업자에 의해 인식될 것이다.

(실시예)

도 1은 적외선(IR) 신호 수신기 시스템(100)을 도시한다. 상세하게, 원격 제어 디바이스(102)는 적어도 하나의 IR 신호 패킷(110)을 IR 수신기(104)에 송신한다. 원격 제어 디바이스(102)는 발광 다이오드(LED)(130)를 통해 방출하기 위해서 펄스화된 적외선을 집합적으로 생성하기 위해서 처리 유닛(120), 메모리(124), 변조기(122) 및 지원 회로(128)를 포함한다. 특히, 각 패킷화된 IR 신호(110)는 IR 키보드 또는 포인팅 디바이스와 같은 원격 제어 디바이스(102)를 통해서 생성된다. 원격 제어 디바이스(102)의 처리 유닛(120)은 5 펄스 위치 변조 소프트웨어(126)에 의해 변조된 비트 스트림을 변조기(122)를 통해서 제공할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 반송파 주파수는 56.875 KHz이다. 이때, 변조된 IR 신호는 LED(130)를 통해서 IR 수신기(104)에 송신된다. IR 수신기는 IR 포트(132), 복조기(134), 수신기 처리 유닛(136), 메모리(138), 지원 회로(139) 및 디코더(140)를 포함한다. 특히, IR 패킷은 복조기(134)에서 복조하기 위해서 IR 포트(132)에 의해 수신된다. 이때, 복조된 신호, 즉 기저대역 신호는 수신기 처리 유닛(136), 메모리(138), 지원 회로(139) 및 디코더(140)에 의해 처리되어서, IR 수신기(104)에 연결된 모니터(미도시)와 같은 출력 디바이스 상에서 디스플레이된다.

도 2는 본 발명의 적외선 신호 프로토콜을 위한 일반적인 패킷 포맷을 도시한다. 특히, IR 신호화 프로토콜은 바이트(202₁내지 202_m){집합적으로, 바이트(202)}를 갖는 패킷(110)으로 송신되는 확장된 패킷 프로토콜이며, 여기서각 바이트(202)는 n-비트(204₁내지 204_n){집합적으로, 8-비트(204)}를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 각 바이트(202)는 8 비트(204)를 포함한다. 패킷(110)은 헤더 부분(203)과 페이로드 부분(205)을 더 포함한다. 헤더 부분(203)은 처음 세 바이트(202_1-3)에서 한정되며, 페이로드 부분(205)은 나머지 바이트(202_4-m)에 의해 한정된다. 일반적으로, 헤더 부분(203)은 페이로드 부분(205)의 특징들을 한정하고, 패킷(110)을 발송하고(route), 에러 검사를 수행하기 위한 정보를 포함한다. 헤더 부분(203)은 IR 수신기(104)의 디코더(미도시)가 헤더 부분(203)을 발견하여 해석하게 하기 위해서 고정된 길이를 갖는다. 페이로드 부분(205)은 키보드 문자 또는 포인팅 디바이스 방향과 같은 사용자에 의해 한정된 정보를 포함하며, 가변의 길이를 갖는다.

특히, 헤더 부분(203)은, 프리앰블(206), ID(208), 모드(210), 전력 플래그(212), 예비 비트(214), 반복(216), 페이로드 크기(218) 및 검사합(220)을 포함하는 복수의 필드(207)를 포함한다. 패킷은 최상위 비트(MSB : Most Significant Bit)에서부터 송신되며, 여기서는 논의를 위해서 복수의 필드(207)가 각 바이트(202)의 MSB에서부터 시작해서 차례로 논의될 것이다. 프리앰블(206)은 제 1 바이트(202)의 처음 6 비트(204)로 지정된다. 프리앰블(206)의 목적은 IR 수신을 위한 목표 디바이스를 명시하는 것이다. 예시적으로, 이러한 목표들은 텔레비전, 비디오카세트 레코더, AM/FM, 캠코더, 보조장치(auxiliary), 포노(phono), 테이프, CD, 위성/케이블, ASCII 단말 등을 포함한다. 종래의 IR 프리앰블은 4비트폭을 갖지만, 본 실시예의 프리앰블(206)은 두 개의 비트를 추가적으로 더하여 총 6 비트의 폭을 가지며, 이를 통해서 더 큰 디바이스에 대한 선택을 허용한다. 프리앰블(206)의 추가적인 연장은 프리앰블의 확장 성능을 인에이블(enable)함으로써 또한 가능케 된다. 이것은 프리앰블(206)의 6비트를 "하이"로 세팅함으로써 달성된다. 모든 프리앰블 비트가 하이로 세팅될 때, 페이로드 부분(205)은 여분의 바이트{즉, 확장 가능한 페이로드(202₅)}로 연장되어 프리앰블(206)을 8-비트 필드로 만든다. 따라서, 선택에 이용될 수 있는 디바이스들은 63개의 디바이스에서 256개의 디바이스로 증가된다.

ID 필드(208)는 제 1 바이트(202₁)의 최하위 비트(LSB : Least Significant Bits)(204_7-8)로서 표시된다. ID 필드(208)는 사용자가 프로그래밍할 수 있고, 근거리에서 동작하는 몇 가지 디바이스들에 대한 지원을 제공하는 식별 필드이다. 예컨대, 만약 게임이 다중의 입력 디바이스들로 지원된다면, ID 필드(208)를 세팅함으로써, IR 수신기는 키보드를 서로 구별할 수 있을 것이다. 만약 과도하게 많은 디바이스들이 근거리에서 동시에 사용된다면, 이들 각 신호들이 서로에 대해 해롭게 간섭할 것이기 때문에 ID 필드(208)에 대해 2 비트가 할당된다. 이러한 문제를 극복하기 위해서, 본 실시예는 ID 필드(208)가 프리앰블(206)과 유사한 방식으로 페이로드 부분(205)에서 확장되는 것을 허용한다. 상세하게, 비트(204₇및 204₈)는 모두 하이로 세팅되며, 여분의 바이트(202)가 페이로드 부분(205)에 더해진다. 만약 프리앰블(206)이 확장되지 않는다면, ID 필드(208)를 위한 확장된 바이트는 제 5바이트(202₅)가 된다. 그러나, 만약 프리앰블 필드(206)가 또한 확장된다면, 확장된 ID 필드는 제 6 바이트(202₆)로서 확장된 프리앰블 필드 다음에 온다. 따라서, 확장된 상태에서, ID 필드(208)는 256개의 디바이스들에 대한 가능성을 제공할 수 있다.

헤더 부분(203)의 제 2 바이트(202₂)는 복수의 필드(207)의 제 2 부분을 포함한다. 모드 필드(210)는 4 비트(204_1-4)를 포함하며, 페이로드의 유형을 세팅하는데 이용된다. 이러한 모드들은 키보드, 기본적인 포인팅 디바이스, 정밀(precision) 포인팅 디바이스 등을 위한 지정(designation)을 포함한다. 전형적으로, 이러한 지정은 키보드인 모드 1, 포인팅 디바이스인 모드 2 및 정밀 포인팅 디바이스인 모드 3을 포함한다. 모드 필드(210)는 IR 수신기의 디코더가 페이로드를 완전히 디코딩하지 않은 채 패킷을 발송하게 한다. 전력 필드(212)는 제 2 바이트(202₂)의 제 5 최상위 비트(204₅)이다. 전력 비트(212)는, 키보드 또는 포인팅 디바이스의 송신기에 있는 배터리와 같은 전원이 수용 가능한 동작 레벨보다 낮을 때 세팅되는 플래그이다. 따라서, 전력 비트(212)는 사용자에게 저전력으로 인한 비트 에러 율(BER)의 증가 또는 거리의 감소가 존재함을 경고한다(alter). 예비 비트(214)는 제 2 바이트(202₂)의 제 6 비트(204₆)이고, 계속 로우로 유지되며, 앞으로 사용하기 위해 예비된다.

반복 필드(216)는 제 2 바이트(202₂)의 나머지 최하위 비트(204_7-8)에 의해한정된다. 반복 필드(216)는 전력 절약 수단(tool)이며, 송신 디바이스(예컨대, 키보드/마우스)의 버튼을 처음으로 눌렀음을 나타내는데 사용될 것이다. 바람직한 실시예에서, 만약 반복 필드 비트가 01로 세팅된다면, 비트(204_7-8)는 키보드로부터의 문자 또는 포인팅 디바이스로부터의 방향(direction)이 처음으로 송신됨을 나타낸다. 만약 반복 필드 비트가 11로 세팅된다면, 비트(204_7-8)는 단축된 반복 시퀀스가 완전한 패킷 페이로드 대신에 송신됨을 나타낸다. 이와는 대조적으로, 만약 비트(204_7-8)가 00 또는 10중 어느 하나로 세팅된다면, 반복 필드(216)는 무시되며, 완전한 패킷 페이로드가 송신된다. 단축된 패킷은 헤더 필드(207)에 프리앰블(206), ID(208), 모드(210), 2-비트 검사합(220) 및, 1과 0으로 세팅된 반복 필드(216)를 포함한다. 만약 확장된 프리앰블(224) 및/또는 확장된 ID(226)가 세팅되지 않는다면, 패킷(110)의 나머지 부분은 배제된다. 따라서, 송신된(확장 필드없이) 비트의 유효 개수는 16이며, 이와 비교하여 전형적인 키보드 패킷에 대해 송신된 비트의 유효 개수는 40이다.

헤더 부분(203)의 제 3 바이트(202₃)는 처음 4 개의 최상위 비트에 위치한 페이로드 크기 필드(218)와 나머지 네 비트에 위치한 검사합(220)을 포함한다. 페이로드 크기 필드(218)는 페이로드 부분(205)의 바이트 개수를 저장한다. 앞에서 논의된 바와 같이, 패킷(110)의 페이로드 부분(205)은 가변적인 길이를 갖는다. 페이로드 크기 필드(218)는 IR 수신기의 디코더에 정확한 페이로드 크기를 제공하며, 이를 통해 디코더가 그러한 계산을 할 필요를 제거한다. 만약 프리앰블 필드(206)및/또는 ID 필드(208)중 어느 하나가 확장 모드 상태에 있다면, 페이로드 크기 필드(218)는 증가된 비트의 총수(count)를 고려한다. 검사합 필드(220)는 데이터의 완전성(integrity)을 검증하는데 이용된다. 패킷(110)의 모든 니블(nibble)(즉, 바이트중 4비트)이 검사합(220)을 포함해서 모두 더해질 때, 캐리 비트(the carry)가 무시되는 경우에 그 결과는 0이 되어야 한다. 검사합이 0의 값이 아닌 경우에, 비트 에러가 발생하여 패킷은 재송신되어야 한다.

적외선 신호 프로토콜 포맷을 위한 헤더 부분(203)의 복수의 필드(207)는 적외선 디바이스의 유형에 관계없이 동일하다. 이와는 대조적으로, 패킷(110)의 페이로드 부분(205)은 디바이스의 유형에 따라 변경된다. 제 4 바이트(202₄)는 페이로드(222)를 나타내며, 만약 반복 필드(216)가 두 비트 모두 하이로 세팅되지 않는다면 각 패킷(110)에 존재한다. 제 5 및 제 6 바이트(202₅및 202₆)는 위에서 논의된 선택 환경에서만 패킷(110)의 페이로드 부분(205)에 포함된다.

도 3 및 도 4는 각각 특정한 디바이스를 위한 패킷 포맷을 한정하는 IR 신호화 프로토콜을 도시한다. 각 IR 신호화 프로토콜은 도 2에 도시된 실시예를 따른다. 특히, 도 3은 키보드 디바이스를 위한 패킷(300)을 한정하는 IR 신호화 프로토콜을 도시한다. 키보드를 위한 IR 신호화 프로토콜은 일반적인 포맷 실시예에서 도시된 바와 같이 복수의 필드(207)를 갖는 3-바이트 헤더 부분(203) 및 페이로드 부분(205)을 포함한다. 이 경우, 모드 필드(210)는, 키보드 디바이스를 나타내기 위해서 하이로 세팅된 최하위 비트(204₄)와 로우로 세팅된 나머지 비트(204_1-3)를 갖는다. 페이로드 부분(205)은 두 바이트(202₄및 202₅)에 의해 한정된다. 더나아가, 페이로드 필드(222)의 각 비트는 특정한 키보드 기능을 나타낸다. 상세하게, 페이로드 필드(222)는 비트(204₁)의 ASCII 플래그(302)와, 비트(204₄)의 CAPS-LOCK 플래그(308), 비트(204₅)의 Shift 플래그(310), 비트(204₆)의 Control(CTRL) 플래그(312), 비트(204₇)의 ALT 플래그(314) 및 비트(204₈)의 Function 플래그(FN)(316)를 포함하는 복수의 키 플래그(315)를 포함한다. 비트(204₂및 204₃)에 있는 두 개의 비-지정된 플래그(304 및 306)는 앞으로의 필요를 위해 예비되며, 로우 상태로 유지된다. ASCII 플래그(302)는 키보드 페이로드와 함께 사용된다. 즉, ASCII 플래그 비트(302)가 하이로 세팅될 때, 사용자에 의해 키보드 상에서 선택된 키로부터의 특정한 8-비트 스캔 코드(scan code)가 스캔 코드 필드(318)에서 세팅된다. 스캔 코드 필드(318)는 제 5 바이트(202₅)에 의해 한정된다. 키보드를 위한 스캔 코드들은 키보드 상의 각 문자 및 키를 위해 고유한 16진수 값을 갖는 IBM^TM표준 또는 개선된 키보드에 기초한다. 예컨대, 16진수 표기법으로 소문자 "g"는 0x67이며, 대문자 "K"는 0x4B이다. 이 16진수 값은 2진수로 변환된다. 이때, 2진수는 스캔 코드 필드(318),즉 패킷(300)의 페이로드 부분(205)에 있는 제 5 바이트(202₅)에 세팅된다. 따라서, 만약 사용자가 대문자 K를 눌렀었다면, 0100 1011에 상응하는 2진수가 스캔 코드 필드(318)에 세팅될 것이다. 더나아가, Shift 플래그 비트(310)가 하이로 세팅될 것이다.

ASCII 플래그(302)가 로우로 세팅될 때, 스캔 코드(318)는 임의의 다른 비-키보드 선택을 나타낼 것이다. IR 키보드가 셋-톱 박스에 링크되는 경우에, 스캔 코드(318)는 안내, 메뉴, 메일, 탐색 등과 같은 서비스 제공자 정보 또는 앞으로(forward), 뒤로(reverse), 플레이(play), 직접가기(go to), 일시정지(pause), 채널 선택(channel) 등과 같은 제어 기능을 나타낼 것이다. 복수의 키 플래그(315)는, 사용자가 Shift(310), CTRL(312), ALT(314) 및/또는 FN(316) 키들을 키보드 상에서 누를 때마다 하이로 세팅된다. 이러한 플래그(315)는 스캔 코드와 서로로부터 독립적이다. 그러므로, ASCII 비트(302)가 로우로 세팅될 때, 키 플래그(315)의 주된 용도는 비-ASCII 키 조합에 대한 지원을 제공하는 것이다. 예컨대, 만약 CTRL+MENU 조합이 검출된다면, CTRL 플래그(312)는 하이로 세팅되며, MENU 문자는 서비스 제공자 선택으로서 전달된다.

이와 같이, 각 패킷(300)은 사용자에 의해 키보드 상에서 선택된 문자 또는 명령을 나타낸다. 따라서, 사용자가 실시간으로 타이핑함에 따라, 패킷(300)이 키보드 디바이스로부터 디코딩을 위해 IR 수신기(104)에 순차적으로 전달된다.

도 4는 포인팅 디바이스를 위한 패킷(400)을 한정하는 IR 신호화 프로토콜을 도시한다. 포인팅 디바이스를 위한 IR 신호화 프로토콜은 도 2의 일반적인 포맷의 실시예에서 도시된 바와 같이 복수의 필드(207)를 갖는 3-바이트의 헤더 부분(203)과 페이로드 부분(205)을 포함한다. 이 경우, 모드 필드(210)는 표준 포인팅 디바이스를 나타내기 위해서 하이로 세팅되는 제 3 MSB(204₃)와 로우로 세팅되는 나머지 비트(204_1-2및 204₄)를 갖는다. 페이로드 부분(205)은 세 바이트(202_4-6)에 의해 한정된다. 더나아가, 페이로드 필드(222){제 4 바이트(202₄)}의 처음 네 개의 최상위 비트(204_1-4)는 특정한 포인팅 디바이스의 기능을 나타낸다. 상세하게, 왼쪽 필드(402), 중앙 필드(404) 및 오른쪽 필드(406)는, 포인팅 디바이스 상의 왼쪽, 중앙 또는 오른쪽 버튼이 눌려질 때를 나타내기 위해서 하이로 세팅되는 비트들이다. 모든 포인터의 버튼들이 동작해제(release)되고, 다른 어떠한 포인터 디바이스도 동작되지 않는 경우에, 하나의 0의 값을 갖는 포인터 패킷이 송신된다. 이러한 0의 값을 갖는 신호는 IR 수신기에서 "버튼-업(button-up)" 메시지를 생성한다. 추가적으로, 페이로드 부분(205)의 나머지 네 비트(204_5-8)는 앞으로의 사용을 위해서 예비되며 로우 상태로 세팅된다.

포인팅 디바이스를 위해 송신되는 좌표값들은 고정된 위치로부터의 변위(delta)를 나타낸다. 만약 좌표값들이 지점에 대한 절대값(absolute)이라면, 절대값 필드(408)의 비트는 하이로 세팅된다. 이와는 대조적으로, 만약 변위가 이전의 송신값에 관련된다면, 좌표값은 상대적인 값이 되며, 절대값 필드(408)의 비트는 로우로 세팅된다. 송신된 좌표값들은 X 및 Y 좌표값(412 및 414)이며, 이들은 각각 제 5 바이트(202₅) 및 제 6 바이트(202₆)에 의해 나타내어진다. Ox7F = +127 및 Ox01 = +1과 같은 양수는 이동(왼쪽 또는 위로)을 나타내며, 0xFF = -1, 0x80 =-128과 같은 음수는 이동(오른쪽 또는 아래로)을 나타낸다. 이와 같이, 각 패킷(400)은 사용자에 의해서 포인팅 디바이스 상에서 선택된 움직임 및/또는 버튼을 한정하는 숫자 값을 나타낸다. 따라서, 사용자가 포인팅 디바이스를 실시간으로 움직임에 따라, 복수의 패킷(400)들이 포인팅 디바이스로부터 디코딩을 위해 IR 수신기에 순차적으로 전달된다.

IR 신호화 프로토콜은 개방형 시스템 상호접속(OSI : Open Systems Interconnection) 표준 및 적외선 데이터 협회(IrDA : Infrared Data Association)에 순응하여 디자인된다. 상세하게, IR 디바이스 사이의 직통 방식의 통신은 자유공간을 통한 반이중(half duplex) 직렬 IR 통신 링크를 이용한다. 앞서 논의된 바와 같이, 각 패킷은 최상위 비트에서부터 시작해서 직렬로 송신된다. 4 펄스 위치 변조(4 PPM)를 이용하는 것의 결함을 극복하기 위해서, 본 발명의 프로토콜이 5 펄스 위치 변조(5 PPM) 기법을 통해서 송신되며, 여기서 마지막 펄스 위치는 비어있다. 다음의 표 2는 각 데이터 비트 쌍을 대응하는 5 PPM 데이터 심벌과 상관시킨다.

데이터 비트 쌍(DBP)	5 PPM 데이터 심벌
00	10000
01	01000
10	00100
11	00010

논리 "1"은 송신 LED가 광을 방출할 때의 칩 지속기간을 나타내는 반면, 논리 "0"은 LED가 오프인 때의 칩 지속기간을 나타낸다. 이와 같이, 사용자에 의해서 키보드 상에서 선택되는 문자, 숫자 또는 명령을 나타내는 예시적으로 40비트를 포함하는 패킷은, 반송파 상에 변조되어 키보드 상의 적외선 직렬 포트로부터 셋-톱 박스로 송신되는 20개의 심벌들로 나타내어진다.

도 5는 패킷(110)의 타이밍도를 도시한다. 패킷(110)은 마크(502), 스페이스(space)(504) 및 복수의 심벌(506_1-n){집합적으로 심벌(506)}을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 마크(502)는 600길이를 가지며, 디코더에게 인입 패킷을 경고하는데 이용된다. 스페이스(504)는 마크(502) 다음에 오며, 1.2 msec의 길이를 갖는다. 상세하게, 마크(502)와 스페이스(504)는 결합되어 회로의 정확한 이득량(a correct amount of gain)을 세팅하는데 사용되어, 수신기가 진짜(true) 신호로부터 어떤 것이 단지 랜덤 노이즈(random noise)인지를 구별할 수 있게 한다. 패킷(110)의 나머지 부분은 복수의 심벌(506)이다. 바람직한 실시예에서, 패킷(110)은 각각 두 비트를 나타내는 20개의 심벌을 포함한다. 각 심벌(506)은 1.5 msec의 기간을 갖는다. 이처럼, 40-비트 패킷(110)에 대한 고정된 패킷 길이는 31.8 msec이다.

도 6은 심벌(506)의 타이밍도를 도시한다. 상세하게, 각 심벌(506)은 다섯 개의 동등한 시간 슬롯, 즉 "칩"(602_1-5){집합적으로, 칩(602)}으로 구성되며, 여기서 각 칩은 펄스 위치이다. 더나아가, 각 심벌(506)의 다섯 개의 칩 위치들중 단 하나만이 표 2에서 각 5 PPM 데이터 심벌들에 의해 개시된 IR 변조를 포함할 것이다. 예컨대, 데이터 비트 쌍(01)은 01000의 5 PPM 데이터 심벌을 가지며, 여기서 단지 하이 펄스는 제 2 칩(602₂)에서 세팅된다. 더나아가, 제 5 칩(602₅)은 언제나로우로 유지된다. 4 PPM에 비교한 5 PPM의 한가지 장점은, 두 개의 IR 펄스들이 서로 맞대어서 발생하지 않을 것이라는 점이다. 예컨대, 만약 데이터 쌍(11 및00)이 순차적으로 송신된다면, 4 PPM 기법에 따라 전달되는 00011000과는 대조적으로 펄스(00010 10000)가 5 PPM 기법에 따라 전달된다. 따라서, IR 수신기는 송신 신호의 상승 에지만을 처리하여, 4 PPM 기법에 따라 가변적인 양을 갖는 것(서로 맞대어 발생하는 펄스들로 인해)과는 대조적으로 고정된 개수의 송신 신호의 에지 개수를 갖는다. 칩(602)들 각각은 펄스당 298.901의 고정된 시간 길이를 갖는다. 반송파 주파수는 56.875 KHz이다. 그러므로, 각 펄스는 펄스당 17 사이클을 포함하며, 각 심벌(506)의 길이는 도 5에서 논의된 바와 같이 대략 1.5 msec이다.

동작시, 도 1 내지 도 4에 도시된 IR 신호화 프로토콜은 5 PPM 기법에 따라서 원격 IR 디바이스(102)에서부터 IR 수신기(104)의 디코더로 송신된다. 송신을 위한 데이터 인코딩은 최상위 비트에 의해서 먼저 수행된다. 디코더는, 종래의 IR 포맷으로부터 본 발명의 확장된 패킷 포맷을 식별하고, 임의의 랜덤 노이즈를 극복하기 위해 필요한 이득을 세팅하기 위해서 600의 길이를 갖는 마크(502)와 1.2 msec의 길이를 갖는 스페이스(504)를 탐색한다. 그런 다음에, 3-바이트의 헤더 부분(203)이, 심벌(506_1-12)을 통해서 프리앰블(206)에서부터 시작해서 디코딩될 것이다. 헤더 부분(203)으로부터의 크기는 페이로드 크기 필드(218)로부터 결정되며, 그런 다음 페이로드 부분(205){패킷(110)의 나머지 심벌(506_13-n)에서 송신됨}이 디코딩된다. 디바이스가 확장 가능한 필드를 사용하거나 패킷을 반복하지 않는 키보드인 경우에, 40 비트, 즉 20개의 심벌들(506_1-20)이 송신되어, 그런 다음에 디코딩된다. 추가적인 심벌들은 확장 가능한 필드(바이트)가 존재하는 경우에 송신된다. 디바이스가 포인팅 디바이스인 경우에, 48 비트, 즉 24개의 심벌들이 송신되어 디코딩된다.

도 7은 IR 5 PPM 패킷화된 정보(700)의 데이터 스트림을 도시한다. 특히, 데이터 스트림(700)은 복수의 패킷(110₁내지 110_P){집합적으로, 패킷(110)}과, 각각의 패킷(110) 사이의 최소 간격(702)(10 msec임)을 포함한다. 최소 10 msec인 간격(702)은 이 시간 동안에 무선 주파수(RF) 펄스의 송신을 허용한다. 당업자는, 간격(702)이 더 긴 기간이 될 수 있지만, 이러한 증가된 시간은 처리량(throughput)을 희생시킨다는 점을 인식할 것이다. RF 펄스는 직접 위성 시스템(DSS : Direct Satellite System) 등에서와 같은 다른 RF 디바이스들에 의해 수신기에 송신될 것이다. 이와 같이, IR 포맷 및 RF 포맷은 둘 다 공존할 것이며, 이를 통해, 사용자가 하나의 원격 디바이스를 사용하여 IR 신호 및 RF 신호를 둘 다 송신하게 할 것이다.

헤더와 확장 가능한 페이로드를 갖는 적외선 신호화 프로토콜을 위한 새로운 방법 및 장치가 제공됨이 당업자에게 분명할 것이다. 이러한 IR 신호화 프로토콜은 IR 키보드 또는 포인팅 디바이스로부터 5 펄스 위치 변조를 사용한 심벌들의 시퀀스로 IR 수신기에 송신된다. 비록 본 발명의 교훈들을 병합하는 여러 실시예들이 본 명세서에서 상세하게 도시되고 설명되었지만, 당업자는 여전히 이러한 교훈들을병합하는 많은 다른 여러 가지의 실시예들을 쉽게 발명할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 IR 신호화 프로토콜은, IR 수신기의 소프트웨어가 RF 원격 디바이스로부터의 RF 펄스들의 송신을 위해 패킷들 사이에 시간을 제공하는 것뿐만 아니라 종래의 IR 신호화 프로토콜을 수신하게 하고, 데이터 구조는 셋-톱 박스들이 전용 IR 수신기 마이크로 제어기 없이 동작하게 하며, 물리적인 계층 위에 확장성과 융통성을 제공하는 등의 효과가 있다.

Claims

메모리(124)에 연결되며, 심벌 시퀀스(506)를 생성하기 위한 프로세서(120)와;

상기 심벌 시퀀스의 각 심벌을 송신에 적합한 신호로 변환하기 위한 변조기(122)를,

포함하는 적외선(IR) 신호를 제공하기 위한 장치로서,

상기 송신을 위한 신호는 5 펄스 위치 변조(5 PPM : 5 Pulse Position Modulation)된 신호인 것을 특징으로 하는, 적외선(IR) 신호 제공 장치.
제 1항에 있어서, 상기 5 PPM 신호는 로우(low) 비트로 종료하는 것을 특징으로 하는, 적외선(IR) 신호 제공 장치.
제 1항에 있어서, 상기 심벌 시퀀스는, 헤더 부분(203)과 페이로드(payload) 부분(205)을 갖는 신호화 프로토콜에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는, 적외선(IR) 신호 제공 장치.
제 3항에 있어서, 상기 헤더 부분(203)은 상기 페이로드 부분을 한정하기 위한 복수의 필드(207)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 적외선(IR) 신호 제공 장치.
심벌 시퀀스를 생성하는 단계와;

상기 심벌 시퀀스의 각 심벌을 원격 수신기로의 송신에 적합한 신호로 변환하는 단계를,

포함하는 적외선(IR) 신호를 제공하는 방법으로서,

상기 송신을 위한 신호는 5 펄스 위치 변조(5 PPM)된 신호인 것을 특징으로 하는, 적외선(IR) 신호 제공 방법.