KR20020081015A - 터치 인식과 필기체 인식 기능을 내장한 터치스크린프로세서 - Google Patents

터치 인식과 필기체 인식 기능을 내장한 터치스크린프로세서 Download PDF

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Abstract

터치 인식과 필기체 인식이 가능한 터치 스크린 프로세서에 관한 것으로, 터치 스크린을 구동 및 인식할 수 있는 기능과 필기체 인식 기능을 하나의 칩에 통합하여 시스템 프로세서의 처리능력한계를 극복하고, 적은 실장면적, 저가격 및 저전력을 구현할 수 있는 터치인식과 필기체 인식기능을 내장한 터치스크린 프로세서에 관한 것이다. 이와 같은 터치 인식과 필기에 인식 기능을 내장한 터치스크린 프로세서는 터치 스크린으로부터의 전기적 신호의 출력을 입력으로 감지하여 인식기 프로세서 영역으로 통보하는 터치 감지 영역과, 상기 터치 스크린으로부터 출력된 전기적 신호를 감지하여 디지털 값으로 변환하여 상기 프로세서 영역으로 전송하는 A/D 컨버팅 영역과, 상기 A/D 컨버팅 영역으로부터 나온 신호를 처리하여 실제 좌표 값으로 변환하고, 터치인식의 경우 좌표값을 출력하고 필기체 인식의 경우는 필기체 인식 프로그램을 구동하여 필기체 인식을 수행하는 인식기 프로세서 영역을 포함하여 구성됨으로써 터치 인식 및 필기체 인식을 위한 하드웨어 부품이 하나의 칩으로 구성되므로, 터치스크린을 부착하고자 하는 시스템에서의 인식기 시스템 채용시 공간에 대한 부담이 적고, 전력 절감 회로를 구성하기가 용이해진다.

Description

터치 인식과 필기체 인식 기능을 내장한 터치스크린 프로세서{Touch screen processor built-in touch ＆ write-down recognition}
본 발명은 터치 인식과 필기체 인식이 가능한 터치 스크린 프로세서에 관한 것으로, 특히 터치 스크린을 구동 및 인식할 수 있는 기능과 필기체 인식 기능을 하나의 칩에 통합하여 사용하기에 적당하도록 한 터치인식과 필기체 인식기능을 내장한 터치스크린 프로세서에 관한 것이다.
터치스크린이란 키보드와 마우스를 대체하는 최첨단 입력장치로써 터치스크린을 스크린상에 장착한 후 스크린상에 직접 손으로 터치하여 원하는 작업을 수행할수 있어 키보드가 필요 없으므로 크기의 제약이 많은 장치에서 사용하기 용이하고,GUI(Graphic User Interface) 환경에서 직관적인 업무 수행이 가능한 이상적인 장치로써, 휴대용 장치(휴대폰,PDA,스마트폰 등)에 적합하며, 컴퓨터 기반 훈련 및 시뮬레이션 응용 분야, 사무 자동화 응용 분야, 교육 응용 분야 및 게임 응용 분야등에서 널리 사용될 수 있다.
이와 같은 터치 스크린 장치는 기본적으로 모니터에 부착되는 터치패널(Touch Panel), 컨트롤러, 디바이스 구동부 및 응용(APPLICATION) 소프트웨어를 기본 구성으로 하고 있다.
터치패널은 사용자가 입력하는 신호를 감지할 수 있도록 특수 처리된 전극 유리(ITO GLASS)와 전극 필름(ITO Film)을 포함한 여러 층으로 구성되어 손 또는 펜 등으로 표면을 접속하면 터치 패널 상에서 접촉되는 위치(예를 들면 X,Y 좌표)를 컨트롤러에서 전기적 신호로 전환출력 가능하게 하는 디스플레이 위치인식 센서로써 모니터(CRT, LCD)에 장착되어 사용되고, 컨트롤러는 A/D 컨버터, CPU 등으로 구성되어 터치 패널에서 출력되는 값을 컨버터에서 디지털 값으로 변환시키고 그 값에 따라 적용기기와 사용자간 프로토콜에 의해 인터페이스를 수행한다. 그리고 디바이스 드라이버는 컴퓨터의 프로그램상에 터치패널에서 출력된 값을 지정하고 그 값에 필요한 파라미터를 설정해주는 소프트웨어, 즉 터치패널을 적용하는 각 응용 프로그램을 구동할 수 있게 해주는 부분이다.
이와 같은 터치 스크린을 입력장치로 한 시스템에서의 터치 인식은 사용자의 손 또는 펜이 터치스크린의 표면에 닿는 것을 인식하는 터치 인식과, 사용자가 손 또는 펜등을 입력하여 터치 스크린상에 텍스트를 기입하는 것을 인식하는 필기체 인식이 있으며, 터치 인식에 따른 동작을 진행시키기 위한 터치인식은 터치 인식 회로에서, 필기체 인식에 따른 동작을 진행시키기 위한 필기체 인식은 필기체 인식을 수행하는 프로세서에서 이루어진다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 터치 인식 및 필기체 인식을 위한 시스템 구성을 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 터치 인식 및 필기체 인식을 위한 시스템 구성을 나타낸 도면이다.
종래 기술에 따른 터치 인식 및 필기체 인식을 위한 인식기 시스템(11)은 사용자의 입력을 감지하는 터치 스크린(10)에 감지를 위한 전류를 공급하는 전류원(1)과, 터치 스크린(10)에 터치가 이루어졌는지를 감지하고, 감지 상태를 프로세서(6)로 통보하는 터치 감지회로(3)와, 터치 스크린(10)으로부터 나오는 전기적 신호를 처리하고, X, Y 좌표를 한번에 한쪽씩 전환하면서 처리하여 파형 정형 회로(4)로 송신하는 스위치(2)와, 스위치(2)에서 선택된 전기적 신호의 처리 오류를 줄이기 위한 파형 정형 회로(4)와, 파형 정형 회로(4)를 거쳐 나온 전기적(아날로그) 파형 신호를 디지털 값으로 변환해주는 A/D 컨버터(5)와, A/D 컨버터(5)로부터 나온 신호를 계산처리하여 실제 좌표 값으로 변환하여 램(RAM)(8)에 저장하고 한 문자(text) 입력의 끝을 감지하여 롬(ROM)(7)으로부터 필기체 인식 프로그램을로딩하여 필기체 인식을 수행하는 필기체 인식 프로세서(6)로 구성되며, 인식기 시스템(11)은 터치 스크린 관련 기능을 제외한 나머지 시스템을 총칭하는 부가 회로부(9)로 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 종래 터치 인식 및 필기체 인식을 위한 시스템은, 전류원(1)에서 터치 스크린(10)에 전류를 공급하고, 사람의 손가락이나, 인킹(Inking) 도구를 이용한 터치가 이루어지면 터치 감지 회로(3)는 터치 스크린(10)에 대한 터치를 감지한 후 프로세서(6)에 통보를 한다.
터치 감지 회로(3)로부터 터치 감지 신호를 수신한 프로세서(6)는 터치 스크린(10)의 인킹(Inking) 영역의 X, Y축의 신호를 한번에 한쪽씩 번갈아 가며 받아들일 수 있도록 스위치(2)를 조작한다.
스위치(2)를 통과한 신호는 파형 정형 회로(4)를 거쳐 에러 신호를 제거한 다음 A/D 컨버터(5)에 전달되고, A/D 컨버터(5)에서는 아날로그 신호가 디지털 변환된 다음 프로세서(6)에 보내진다.
프로세서(6)는 디지털화된 값을 연산을 통하여 실제 좌표값으로 변환하고, 좌표값 및 필기특성(필기 가속도, 필기 시간 등)을 램(8)에 저장한다.
한 글자에 대한 필기가 완료(터치와 터치의 인터벌이나 터치 위치로 판단)되면 프로세서(6)는 롬(6)으로부터 필기체 인식 프로그램을 로딩하여 필기체 인식을 처리한 다음 인식된 문자를 램(8)에 저장하고 그 다음 동작을 수행하게 된다.
이와 같은 종래 기술에 따른 터치 인식 및 필기체 인식을 위한 인식기 시스템에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 터치 인식 및 필기체 인식을 위한 하드웨어 부품이 각각 구성되어 있으므로, 터치스크린을 부착하고자 하는 시스템(예를 들면, 휴대폰)내에서 많은 공간을 차지하였다.
둘째, 각각의 부품들이 전력을 소모하게 되므로 전력절감을 위해서는 각각의 회로에 대한 전력 절감 회로를 구성하여야 하므로 전력 절감 회로 구성이 곤란하였다.
셋째, 휴대폰(Mobile)같은 기본 작업(task)을 위한 타임 스케줄이 타이트한 시스템의 경우 필기체 인식을 위한 프로그램을 처리할만한 프로세서의 여유 능력이 부족하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 터치 인식 및 필기체 인식에 필요한 인식기 시스템을 1개의 칩으로 제작하고, 파워 세이빙(saving) 기술을 적용하여 칩이 메인 프로세서나 코프로세서 어느 쪽으로도 동작할 수 있도록 함으로써 적은 실장 면적과 저소비 전력의 유연한(flexible) 솔루션(solution)을 제공할 수 있는 터치 인식과 필기체 인식기능을 내장한 프로세서를 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치인식과 필기체 인식 기능을 내장한 프로세서는 터치 스크린으로부터의 전기적 신호의 출력을 입력으로 감지하여 인식기 프로세서 영역으로 통보하는 터치 감지 영역과, 상기 터치 스크린으로부터 출력된 전기적 신호를 감지하여 디지털 값으로 변환하여 상기 프로세서 영역으로 전송하는 A/D 컨버팅 영역과, 상기 A/D 컨버팅 영역으로부터 나온 신호를 처리하여 실제 좌표 값으로 변환하여 상기 터치 스크린에 표시하고, 상기 터치 감지 영역의 전기적 신호가 입력되면 필기체 인식 프로그램을 구동하는 인식기 프로세서 영역을 포함하여 구성된다.
여기서 상기 프로세서는 상기 터치 인식 및 필기체 인식 기능을 위한 코프로세서 기능을 갖고, 휴대폰의 메인 프로세서의 제어를 받는다.
그리고 상기 프로세서가 상기 코프로세서로 동작하지 않는 경우 상기 주프로세서에 의해 슬립 모드로 되고, 상기 터치 스크린으로부터 전기적 신호가 입력되면 상기 메인 프로세서에서 상기 코프로세서를 기동시키는 신호를 발생시켜 상기 슬립모드의 터치 스크린 프로세서를 기동시킨다.
도 1은 일반적인 터치인식과 필기체 인식을 위한 인식기 시스템의 구성 요소들을 나타낸 블록 구성도
도 2는 본 발명에 따른 터치 인식과 필기체 인식 기능을 내장한 터치 스크린 프로세서를 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 따른 터치스크린 프로세서의 사용 상태를 설명하기 위한 도면
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
20 : 터치 스크린 프로세서 30 : 터치스크린
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터치 인식과 필기체 인식 기능을 내장한 터치 스크린 프로세서를 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 터치 인식과 필기체 인식 기능을 내장한 터치 스크린 프로세서를 나타낸 도면이다.
본 발명의 터치 인식과 필기체 인식 기능을 내장한 터치 스크린 프로세서는 도 2에 도시한 바와 같이 하나의 칩(터치스크린 프로세서(20))으로 구성되는 것으로, 도 1의 인식기 시스템(11)부분이 하나의 칩(CHIP)에 내장되며, 칩(CHIP)내에 파워 세이빙(saving) 로직이 추가된다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 인식과 필기체 인식기능을 내장한 터치 스크린 프로세서는 터치 스크린으로부터의 전기적 신호의 출력을 입력으로 감지하여 인식기 프로세서 영역으로 통보하는 터치 감지 영역과, 상기 터치 스크린으로부터 출력된 전기적 신호를 감지하여 디지털 값으로 변환하여 상기 프로세서 영역으로 전송하는 A/D 컨버팅 영역과, 상기 A/D 컨버팅 영역으로부터 나온 신호를 실제 좌표 값으로 변환하여 상기 터치 스크린으로 출력하고, 상기 터치 감지 영역의 전기적 신호가 입력되면 필기체 인식 프로그램을 구동하는 인식기 프로세서 영역을 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명 터치 스크린 프로세서를 컴퓨터, 또는 휴대폰 등에 장착한 후의 동작을 설명하기로 한다.
우선 도 2에 나타낸 바와 같은 터치스크린 프로세서(20)의 소스(source)로부터 터치스크린(도시하지 않음)에 전류를 공급하고, 콜렉터(Collector)를 통해 터치 스크린으로부터 사용자의 신호가 수신되면, 터치스크린 프로세서(20)는 터치 스크린 프로세서(20)의 내부회로와 내장 프로그램을 통해 단순 터치인 경우 좌표값을 계산하고, 필기체 인식인 경우 문자를 계산하여 내부 메모리 영역에 저장한다.
이때, 코프로세서(co-processor)로 동작하는 경우의 데이터 송/수신은 범용 비동기화 송수신기(UART : Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)의 Tx, Rx, RTS, CTS 부분을 통해 주프로세서와 이루어지며 입/출력용 데이터 버스/컨트롤신호 버스는 고저항상태(Hi-Z)로 되어 사용 불능이 된다. 컴퓨터 또는 휴대폰 등에 터치 스크린 프로세서(20)를 부착한 경우 컴퓨터 또는 휴대폰을 구동하는 프로세서(CPU)가 주프로세서로 동작하고, 터치스크린 프로세서는 보조프로세서(Co-processor)로 동작하게 된다. 컴퓨터 또는 휴대폰 사용자가 터치 스크린을 터치하게 되면, 터치스크린 프로세서가 이를 감지하여 기동(Wakeup)하게되고 주프로세서에 터치가 인식되었다는 것을 통보하게 된다. 주프로세서는 인터페이스 상태를 판단하여 터치프로세서의 동작모드(좌표인식 모드, 필기체인식 모드, 슬립모드)를 결정하여 통보하게 되며, 이 결과에 따라 터치스크린 프로세서는 보조프로세서로써 동작을 하게된다. 좌표인식모드인 경우 터치좌표를 주 프로세서로 전송하고, 필기체 인식모드의 경우 터치좌표를 자체적으로 처리하여 인식된 문자를 주프로세서로 전송하게 된다. 정당한 입력이 아닌 터치인식의 경우 슬립모드 명령이 전송되어 오며, 이 경우 터치스크린 프로세서는 다시 파워세이빙 모드에 들어가게 된다.
터치스크린 프로세서가 주프로세서로 동작하는 경우 외부 데이터 입출력/컨트롤 신호 버스가 활성화 되어, 터치인식/필기체 인식 기능은 물론 일반적인 주 프로세서의 모든 기능을 수행 할수 있도록 동작하게 된다.
터치 스크린 프로세서(20) 내부적으로 일정시간 터치 입력이나 외부로부터의 입력이 없을 경우, 파워 세이빙 상태에 들어가게 되며 코프로세서로 동작하는 경우에는 주프로세서가 슬립(Sleep) 신호를 가함으로써 터치 스크린 프로세서를 전원 오프(Power Off)할 수 있으며, 기동(wakeup) 신호를 이용하여 전원 오프상태의 터치 스크린 프로세서를 재동작시킨다.
이때, 코프로세서로 동작하는 경우 외부적으로 필요한 신호 핀 수는 UART(UTx, Rx, RTS, CTS)부분과 슬립(sleep) 및 기동(WAKEUP) 부분에 불과하며, 주프로세서로 사용할 경우 어드레스 버스와 데이터 버스, 콘트롤 버스, 슬립(Sleep),기동(WAKEUP) 신호 등 대부분 프로세서 기능 핀을 사용할 수가 있다.
도 3에 터치 스크린 프로세서의 사용 실시 예를 나타내고 있다.
본 발명에 따른 터치 스크린 프로세서를 이용한 사용 실시 예에서는 터치스크린(30)과 터치스크린 프로세서(20)간 소오스와 콜렉터를 통해 터치 스크린 프로세서(20)에서 터치 스크린(30)으로 전원을 공급하고, 터치 스크린(30)에서는 사용자의 터치를 터치 스크린 프로세서(20)로 전송한다.
상기한 바와 같이 터치 인식 및 필기체 인식이 가능한 터치 스크린 프로세서를 사용함으로써 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 터치 인식 및 필기체 인식을 위한 하드웨어 부품이 하나의 칩으로 구성되므로, 터치스크린을 부착하고자 하는 시스템(예를 들면, 컴퓨터, 휴대폰)에서 적은 공간을 차지하므로 인식기 시스템 채용시 공간에 대한 부담이 적어진다.
둘째, 전력절감회로 구성이 용이하고 기본적으로 개별 부품으로 구성하는 경우에 비해 소비전력이 크게 낮아진다.
셋째, 특히 휴대폰(Mobile)같은 기본 작업(task)을 위한 타임 스케줄이 타이트한 시스템의 경우에도 필기체 인식을 위한 프로그램을 내장한 프로세서를 코프로세서로 추가함으로써 주프로세서에 대한 부하를 최소화할 수 있다.

Claims (3)

  1. 터치 스크린으로부터의 전기적 신호의 출력을 입력으로 감지하여 인식기 프로세서 영역으로 통보하는 터치 감지 영역과,
    상기 터치 스크린으로부터 출력된 전기적 신호를 감지하여 디지털 값으로 변환하여 상기 프로세서 영역으로 전송하는 A/D 컨버팅 영역과,
    상기 A/D 컨버팅 영역으로부터 나온 신호를 처리하여 실제 좌표 값으로 변환하여 상기 터치 스크린에 표시하고, 상기 터치 감지 영역의 전기적 신호가 입력되면 필기체 인식 프로그램을 구동하는 인식기 프로세서 영역을 포함하여,
    사용자가 주프로세서로 동작시킬 것인가 보조프로세서로 동작시킬 것인가를 결정할 수 있으며 보조프로세서로 동작할 경우 주프로세서에서 일반적인 입출력장치로 사용가능하며, 주프로세서로 동작할 경우 일반적인 내장형 프로세서(Embedded micro-computer)와 동일하게 동작할 수 있는 기능을 가지고 있고,
    일정시간 터치입력이 없으면 스스로 슬립모드(전력절감 모드)로 들어가고, 슬립모드에서 터치 입력이 감지되면 스스로 동작모드(Wakeup)로 복귀할 수 있는 기능을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 터치 인식과 필기체 인식 기능을 내장한 터치 스크린 프로세서.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 터치 스크린 프로세서는 상기 터치 인식 및 필기체 인식기능을 위한 코프로세서 기능을 갖고, 컴퓨터 또는 휴대폰의 주프로세서의 제어를 받는 것을 특징으로 하는 터치 인식과 필기체 인식 기능을 내장한 터치 스크린 프로세서.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 프로세서가 상기 코프로세서로 동작하지 않는 경우(터치 입력이 없는 경우) 일정시간을 감지하여 스스로 파워 세이빙 모드로 들어가거나, 상기 주프로세서에 의해 슬립 모드로 되고, 상기 터치 스크린으로부터 전기적 신호가 입력되면 이를 인식하여 스스로 기동하여 주프로세서와 처리모드에 대한 정보교환을 수행하여 계속 동작 여부를 결정하여 터치 스크린 프로세서를 기동시킴을 특징으로 하는 터치 인식과 필기체 인식 기능을 내장한 터치 스크린 프로세서.
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