KR20030047475A - 범용 직렬 버스를 이용한 무선 단말기의 전원 공급 장치및 방법 - Google Patents

범용 직렬 버스를 이용한 무선 단말기의 전원 공급 장치및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단말기와 단말기의 통합 직렬 버스를 이용한 무선 단말기 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것이다. 종래의 단말기와 단말기의 연결시 슬레이브 역할을 하는 단말기가 자체 전원을 가지는 경우 마스터 역할을 하는 단말기의 전원을 공급받지 못하고 슬레이브 역할을 하는 단말기는 자체 전원을 사용하므로, 자체 전원의 용량 및 사용 시간에 따른 제약을 받게 되는 문제점을 갖는다. 따라서 상기의 문제점을 해결하기 위해, 슬레이브 단말기가 자체 전원을 가지는 경우에도 마스터 단말기의 전원이 슬레이브 단말기의 전원으로 공급되는 장치 및 방법을 특징으로 한다.

Description

범용 직렬 버스를 이용한 무선 단말기의 전원 공급 장치 및 방법{POWER SUPPLY APPARATUS AND METHOD FOR A MOBILE TERMINAL USING AN UNIVERSAL SERIAL BUS}
본 발명은 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 USB(Universal Serial Bus, 이하 "범용 직렬 버스"라 칭함)을 이용한 무선 단말기 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 범용 직렬 버스는 멀티미디어 컴퓨터, 홈 네트워크 등과 같은 새로운 형태의 컴퓨터 환경과 컴퓨터를 중심으로 한 통신 환경이 대두됨에 따라 등장하게 된 직렬 통신을 위한 규약이다.
상기 범용 직렬 버스는 단말기와 단말기 사이 데이터의 송, 수신시 적용하는 프로토콜 및 구현장치로 구성된다. 상기 범용 직렬 버스 시스템에서 마스터 역할을 하는 단말기에서 슬레이브 역할을 하는 단말기로 전원을 공급한다. 상기의 마스터 단말기의 전원은 슬레이브 단말기가 자체 전원을 가지지 않는 경우에는 상기 슬레이브 단말기의 구동용 전원으로 사용된다. 그러나 슬레이브 단말기가 휴대용 무선 단말기와 같이 배터리로 대표되는 자체 전원을 가지는 경우에는 자체 전원을 소모하게 되므로 자체 전원의 용량에 따라, 사용 시간에 따라 제한을 받게 되고, 오랜 시간동안 범용 직렬 버스로 데이터 송, 수신시 별도의 전원을 슬레이브 단말기에 연결시켜야 하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 마스터 단말기와 슬레이브 단말기 연결시, 슬레이브 단말기가 자체 전원을 가지는 경우에도 마스터 단말기의 공급 전원을 상기 슬레이브 단말기에서 사용할 수 있게 하는 전원 공급 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 범용 직렬 버스에 의해 마스터 단말기에 연결되는 슬레이브 단말기에서의 전원 공급장치에 있어서, 상기 마스터 단말기로부터 공급되는 전원 혹은 상기 슬레이브 단말기의 자체전원 중 택일하여 상기 슬레이브 단말기의 동작전원으로 이용하는 스위치와, 상기 마스터 단말기와 상기슬레이브 단말기의 연결이 감지될 시, 상기 마스터 단말기로부터 공급되는 전원을 상기 슬레이브 단말기의 동작전원으로 공급하도록 상기 스위치를 제어하는 신호를 발생시키는 프로세스부를 구비함을 특징으로 하는 상기 슬레이브 단말기의 전원 공급 장치이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 범용 직렬 버스에 의해 마스터 단말기에 연결되는 슬레이브 단말기에 있어서, 상기 슬레이브 단말기의 자체 전원의 존재 유무를 검사하는 과정과, 상기 슬레이브 단말기에 자체전원이 존재하지 않을 시 상기 마스터 단말기가 공급하는 전원을 상기 슬레이브 단말기의 동작전원으로 사용하는 과정과, 상기 슬레이브 단말기의 자체전원 존재하고 상기 마스터 단말기와 슬레이브 단말기의 연결이 감지될 시 상기 마스터 단말기의 공급전원을 상기 슬레이브 단말기의 동작전원으로 공급하고 상기 슬레이브 단말기의 자체전원의 공급을 중단하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 슬레이브 단말기의 전원 공급 방법이다.
도 1은 본 발명에 따라 범용 직렬 버스의 마스터 단말기에서 슬레이브 단말기로 전원공급을 도시한 블록도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마스터 단말기에서 슬레이브 단말기로의 전원 공급시 수행되는 흐름도,
도 3은 상기 도 2에 도시된 흐름도에 따른 타이밍도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략할 것이라는 것을 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따라 범용 직렬 버스 연결의 마스터 단말기에서 슬레이브단말기로의 전원 공급을 도시한 블록도이다. 이하 도 1을 참조하여 본 발명의 블록의 구성 요소를 설명한다.
범용 직렬 버스 시스템은 단말기와 단말기사이에서 데이터 송, 수신시 마스터 역할을 하는 단말기와 슬레이브 역할을 하는 단말기가 있다. 본 발명에서 도 1의 마스터 단말기(101)는 전원을 공급하는 단말기로서 PC나 노트북 등을 예로 들 수 있으며, 슬레이브 단말기(100)는 전원을 공급받는 단말기로서 이동통신 단말기를 예로 들 수 있다.
콘넥트(102)는 두 대 혹은 그 이상의 단말기들을 범용 직렬 버스 포트만을 이용한 연결로 단말기들 사이의 데이터 및 프린트 등의 공유가 가능한 네트워크 환경으로 바꾸어주는 역할을 하며, 본 발명에서는 마스터 단말기(101)를 케이블 및 콘넥트에 의해 슬레이브 단말기(100)에 연결되는 부분을 말한다.
범용 직렬 버스 트랜시버(103)는 프로세스부(105)로부터 압축·생성된 데이터를 범용 직렬 버스 포트로 수신하기 위해서는 범용 직렬 버스 규격에 맞게 변환시켜주는 블록으로 고속(high speed, 12Mbit/s) 또는 저속(low speed, 1.5Mbit/s)으로 데이터를 송수신할 수 있게 하는 역할을 한다.
인터럽트는 컴퓨터 시스템에서 프로세서가 어떤 명령문을 실행하고 있을 때 그 수행을 중단시키는 사건 등을 뜻하며, 본 발명의 사용자 인터럽트부(104)는 시스템 타이머 클록(clock)에서 일정한 시간이 지나거나 사용자에 의해 콘솔(개인용 컴퓨터에서 표준 입출력 장치)상에서 발생되는 인터럽트를 말하며, 사용자는 키나 센스를 이용하여 인터럽트를 동작시킨다.
프로세스부(105)는 단말기 전반에 걸쳐 제어하는 역할을 하며, 본 발명에서는 슬레이브 단말기(100) 전원이 공급되어 각 블록과 신호7(127), 신호8(128)을 제어한다. 보호회로(106)는 배터리(107)에서 V_BUS(137) 혹은 V_BUS(137)에서 배터리(107)로의 역기전력 및 전압차에 인한 배터리(107)/V_BUS(137) 손실 보호용 및 전압차 제거용으로 사용된다. 배터리(107)는 전원을 공급하는 것인데, 본 발명에서는 슬레이브 단말기(100)의 자체 전원을 의미한다. 기타 장치부(109)는 마스터 단말기(101)에서 공급받은 전원으로 동작하며, 기타 장치부(109)에는 무선 수신부, 오디오부, 디스플레이부, 기억소자부, 기타 LOGIC부, 무선 송신부 등이 있다. V_BUS(137)는 마스터 단말기에서 공급되는 전원(5V/5mA)으로 슬레이브 단말기(100)에 공급된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마스터 단말기에서 슬레이브 단말기로의 전원 공급시 수행되는 흐름도이며, 도 3은 상기 도 2에 도시된 흐름도에 따른 타이밍도이다. 이하 도 1, 도 2 그리고 도 3을 참조하여 범용 직렬 버스를 이용하여 마스터 단말기(101)에서 슬레이브 단말기(100)로의 전원 공급 과정을 상세히 설명한다.
상기 도 1에서 신호 6(131), 신호 7(133)은 각각 스위치 1(141)과 스위치 2(142)를 ON/OFF하는 제어 신호이다.
상기 슬레이브 단말기(100)와 마스터 단말기(101)를 케이블 및 콘넥트에 의해 범용 직렬 버스의 직렬 연결한다. 상기의 콘넥트는 상기 두 단말기에 구비되어야 하는데, 상기 슬레이브 단말기에는 도 1에 102에 도시되어있고, 상기 마스터 단말기에는 도시되어 있지 않지만, 구비되어져 있는 것으로 간주한다.
210단계에서는 상기 슬레이브 단말기(100)와 상기 마스터 단말기(101)가 케이블 및 콘넥트로 연결되어 데이터를 송, 수신시, 상기 두 단말기가 연결되었음 인식한다. 상기 인식은 프로세스부(105)가 인터럽트 발생기(113)로부터 발생된 출력 신호 8(135)을 수신함으로써 이루어진다. 상기 210단계는 도 3의 타이밍도에서 시점 1(321)에 해당된다.
220단계에서는 슬레이브 단말기(100)의 자체 전원의 유무를 검사한다. 그리고 상기 210단계에서의 검사한 결과에 따라 슬레이브 단말기(100)가 자체 전원을 가지지 않는 경우에는 230단계에서 마스터 단말기(101)의 전원이 슬레이브 단말기(100)의 구동 전원으로 사용되도록 하고, 슬레이브 단말기(100)가 자체 전원을 가지는 경우에는 하기(240단계 이하)의 방법으로 수행한다.
240단계에서 프로세스부(105)는 스위치 2(142)를 제어하기 위해 신호 7(133)을 발생시켜 마스터 단말기(101)로부터의 전원을 전원 2(121)로 공급받는다. 상기 240단계는 도 3의 타이밍도에서 시점 2(322)에 해당된다. 250단계에서는 일정시간 지연 후, 스위치 1(141)을 제어하기 위해 신호 6(131)을 발생시켜 슬레이브 단말기(100)로부터의 자체 전원(107)을 차단하고 블록별 정전압원(108)에 전원 1(121), 즉 마스터 단말기(101)로부터의 전원만을 공급한다. 상기 250단계에서 일정시간을 지연하는 이유는 슬레이브 단말기(100)의 콘넥트(102)의 불안정 연결 또는 오버랩 타임 부재로 인한 마스터 단말기(101)의 V_BUS(137와 슬레이브 단말기(100)의 자체 전원(107)으로부터 공급된 전원1(121)과 전원 2(123)이 동시에공급되지 않는 경우를 피하거나, 두 전원의 전압차이로 인한 안정 시간이 필요하기 때문이다. 상기 250단계는 도 3의 타이밍도에서 시점 3에 해당한다.
260단계에서는 데이터 송, 수신의 마침을 검사한 후, 상기 검사에 따라 수행한다.
사용자가 데이터 송, 수신을 끝내고 슬레이브 단말기(100)에서 케이블 및 콘넥트를 제거할 때, 도 3의 시점 5(325)와 시점 6(326) 사이에 상기 두 전원, 즉 마스터 단말기(101)의 V_BUS(137)와 슬레이브 단말기(100)의 자체 전원(107)으로부터 공급된 전원 1(121)과 전원 2(123)의 오버랩 타임을 주어야 한다. 상기를 실행하기 위해서는 사용자 인터럽트부(104)를 동작시켜 프로세스가 오버랩 타임을 감지한다. 상기는 도 3의 타이밍도의 시점 4(324)에 해당된다.
270단계에서 프로세서부는 스위치 1(141)을 제어하기 위해 신호 6(131)을 발생시켜 슬레이브 단말기(100)의 자체전원(107)으로부터 전원 2(123)를 연결한다. 상기 280단계는 상기 250단계에서 차단된 슬레이브 단말기(100)의 자체 전원(107)을 다시 연결함을 의미하며, 상기 280단계는 도 3의 타이밍도의 시점 5(325)에 해당된다. 상기의 280단계 이후 사용자가 슬레이브 단말기(100)에서 케이블 및 콘넥트를 제거하면 인터럽트 발생기(113)에서는 상태 천이가 일어나게 되고 프로세스부(105)는 상기의 상태 천이를 감지하여 280단계를 수행한다. 상기 280단계에서 프로세스부는 스위치 2(142)를 제어하기 위해 신호 7(133)을 발생시켜 마스터 단말기(101)로부터 공급된 전원 1(121)에 대한 연결을 차단한다. 상기 280단계는 도 3의 타이밍도의 시점 7(327)에 해당된다.
상기의 동작 과정 수행시 도 3의 타이밍도의 시점 3(323)에서 시점 5(325)까지 구간에서 전원 3(125)은 슬레이브 단말기(100)의 자체 전원(107)이 아닌 마스터 단말기(101)의 V_BUS(137)로부터 전원을 공급받아 슬레이브 단말기(100)의 블록별로 공급된다.
상기의 동작 과정 수행시 V_BUS(137)는 제한적 전류원(5V/500mA)이다. 그러나 기타 정전압원(110) 및 전류를 많이 소모하는 전력 증폭부(112)는 소모하는 전류는 제한적 전류량을 넘는 경우가 있다. 상기의 경우를 위해 슬레이브 단말기(100)에서 동작 모드(통화/대기) 별로 소모하는 전류량이 500mA이상과 이내로 구분하기 위해 도면에는 도시되어 있지 않지만, 전원 4(127)와 전원 5(129)연결에 스위치를 구비하여 슬레이브 단말기(100)에서 소모되는 전류가 500mA이내일 경우는 전원 4(127)와 전원 5(129)가 V_BUS(137) 전원과 보호회로(106) 출력전원의 합, 즉 마스터 단말기(101)로 공급되는 전원 1(121)로 연결되고 전력 증폭부(112)와 기타 정전압원(110)에 의해 소모되는 전류가 500mA이상일 경우에는 전원 4(127)와 전원 5(129)연결의 스위칭에 의해 슬레이브 단말기(100)의 자체 전원(107)으로 구동되게 할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 범용 직렬 버스를 이용하여 단말기와 단말기 사이 데이터 송, 수신시 슬레이브 역할을 하는 단말기로 이동통신 단말기 등을 사용할 경우 기존에는 배터리를 전원으로 사용하였으나, 마스터 단말기(101)와 슬레이브 단말기(100)의 데이터 송, 수신시 슬레이브 단말기(100)의 구동전원으로 마스터 단말기(101)에서 공급하는 전원을 사용하고 슬레이브 단말기(100)의 자체 전원(107)은 슬레이브 단말기(100)의 특수한 블록을 제외하고 부분 혹은 완전 차단됨으로서 상기 슬레이브 단말기(100)의 자체 전원(107)절감 시간만큼 자체 전원(100)의 용량이 절감되는 이점과 상기의 이점으로 인해 데이터 송, 수신이 효과적으로 이루어질 수 있다는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 범용 직렬 버스에 의해 마스터 단말기에 연결되는 슬레이브 단말기에서의 전원 공급장치에 있어서,
    상기 마스터 단말기로부터 공급되는 전원 혹은 상기 슬레이브 단말기의 자체전원 중 택일하여 상기 슬레이브 단말기의 동작전원으로 이용하는 스위치와,
    상기 마스터 단말기와 상기 슬레이브 단말기의 연결이 감지될 시, 상기 마스터 단말기로부터 공급되는 전원을 상기 슬레이브 단말기의 동작전원으로 공급하도록 상기 스위치를 제어하는 신호를 발생시키는 프로세스부를 구비함을 특징으로 하는 상기 슬레이브 단말기의 전원 공급 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 슬레이브 단말기가 요구하는 전력량이 상기 마스터 단말기 공급 전원의 용량을 초과할 시, 상기 슬레이브 단말기의 자체전원을 보조 전원으로 사용할 수 있도록 하는 스위치를 더 구비함을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  3. 범용 직렬 버스에 의해 마스터 단말기에 연결되는 슬레이브 단말기에 있어서,
    상기 슬레이브 단말기의 자체 전원의 존재 유무를 검사하는 과정과,
    상기 슬레이브 단말기에 자체전원이 존재하지 않을 시 상기 마스터 단말기가 공급하는 전원을 상기 슬레이브 단말기의 동작전원으로 사용하는 과정과,
    상기 슬레이브 단말기의 자체전원 존재하고 상기 마스터 단말기와 슬레이브 단말기의 연결이 감지될 시 상기 마스터 단말기의 공급전원을 상기 슬레이브 단말기의 동작전원으로 공급하고 상기 슬레이브 단말기의 자체전원의 공급을 중단하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 슬레이브 단말기의 전원 공급 방법.
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