KR20040088829A

KR20040088829A - 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치 및 그제어방법

Info

Publication number: KR20040088829A
Application number: KR1020030023199A
Authority: KR
Inventors: 강도우
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-04-12
Filing date: 2003-04-12
Publication date: 2004-10-20
Also published as: KR100469440B1; CN1536918A; CN1258300C

Abstract

본 발명은 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 마스터(Master)인 단말기 제어부의 클럭 포트(SCLK) 및 데이터 출력포트(Data_out)를, 각기 센서 제어부의 클럭 포트(SCLK)와 데이터 입력포트(MOSI)에 직렬 접속하는 슬레이브와; 상기 슬레이브의 데이터 출력포트(MISO)에서 출력되는 데이터를, 슬레이브의 데이터 준비신호 포트(DRDY)에서 출력되는 신호에 의해 제어되어, 마스터의 데이터 입력포트(Data_in)로 인가하는 제1 스위칭부와; 상기 마스터의 데이터 출력포트(Data_out)에서 출력되는 신호를, 슬레이브의 데이터 준비신호 포트(DRDY)에서 출력되는 신호에 의해 제어되어, 슬레이브의 리셋포트(RESET)로 인가하는 제2 스위칭부를 포함하여 구성하고, 슬레이브(센서 제어부)가 파워 온이 되면 마스터(단말기 제어부)는 슬레이브의 데이터 준비신호 포트(DRDY)를 세트시키는 제1단계와; 상기 데이터 준비신호 포트(DRDY)를 세트한 후, 슬레이브를 리셋시키는 제2단계와; 상기 리셋이 완료된 후 방향을 검출하기 위한 명령을 슬레이브에 인가하는 제3단계와; 상기 명령에 의한 결과가 출력되는지 판단하여, 그 결과 데이터를 입력받는 제4단계를 포함하여 이루어짐으로써 달성할 수 있다.

Description

이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치 및 그 제어방법{DIRECTION SENSOR INTERFACE APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR MOBILE COMMUNICATION DEVICE}

본 발명은 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 지구자기로부터 센서가 감지하는 자속의 변화나, 지구자기의 영향에 의해 달라지는 소자의 저항값을 이용해서 지향각을 측정하는 방향센서에서 발생하는 신호를 아날로그/디지털 처리하는 센서 제어부를, 적은 포트수의 단말기 제어부를 이용해 제어하기 위한 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 지향각을 측정하는 방향센서의 출력신호를 처리하는 ASIC 칩은, 지구자기로 인한 자속의 변화를 감지하는 센서부와, 센서의 아날로그/디지털 출력을 SPI(Single Port Interface)로 변환시키고, 또한 SPI를 통해 입력되는 제어 신호에 의해 센서를 제어하여 측정을 진행하는 센서 제어부로 구성된다.

상기 센서 제어부는 ASIC 칩으로 이루어져 있으며, 센서부는 수평 X방향과 Y방향의 자속 변화를 감지하는 2개의 센서모듈에 Z방향의 자속 변화를 감지하는 센서모듈을 더하여 3개로 이루어진다.

이때, 상기 단일 포트 인터페이스(SPI)는 MISO(Master Input Slave Output), MOSI(Master Output Slave Input), SCLK의 3개 신호선을 이용하도록 이루어져 있으며, SCLK로 인가되는 클럭의 상승 에지(Rising Edge)가 감지될 때, Master(예 : 단말기의 MSM 등)와 Slave(예 : 센서 제어부) 각각에 있는 MISO, MOSI 핀을 통해 단방향의 1Bit 직렬 통신이 이루어진다.

물론, SCLK로 인가되는 클럭주파수(최대 1MHz)가 높을수록 더 빠른 통신이 이루어지며, 클럭이 인가되지 않으면 MISO, MOSI로의 읽고 쓰기 동작이 진행되지 않으므로, MISO, MOSI에 신호가 가해지더라도 통신은 이루어지지 않는다.

따라서, SCLK의 하강 에지(Falling Edge)에서 로우레벨 기간 동안에, MISO, MOSI로 입출력되는 데이터 신호를 갱신해야 한다.

한편, 상기 지구자기를 이용하여 사용자의 지향각을 측정하는 방향센서는, 사용자의 이동궤적을 분석하여 지향각을 계산하는 방법과 비교할 때, 실시간 응용에 적합하고 이동궤적이 없는 상황(멈춰서서 지향각만 변환시키는 경우)에서도 지향각 측정이 가능한 특징으로 인하여, 최근 이동 통신 단말기에 상기 방향센서를 장착하기 위한 연구가 진행되고 있는 상황이다.

그런데, 이동 통신 단말기의 제어부(MSM)과 상기 센서 제어부와는 SPI를 통한 통신 이외에, DRDY(Data Ready, 데이터 준비신호 포트), RESET(리셋 포트), SSNOT(칩 인에이블 포트)의 3개의 포트에 대해서도 통신이 이루어져야 하기 때문에, Master측에 적어도 6개의 GPIO 단자가 필요하게 되어 인터페이스에 어려움이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 지구자기로부터 센서가 감지하는 자속의 변화나, 지구자기의 영향에 의해 달라지는 소자의 저항값을 이용해서 지향각을 측정하는 방향센서에서 발생하는 신호를 아날로그/디지털 처리하는 센서 제어부를, 적은 포트수의 단말기 제어부를 이용해 제어하기 위한 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 마스터(Master)인 단말기 제어부의 클럭 포트(SCLK) 및 데이터 출력포트(Data_out)를, 각기 센서 제어부의 클럭 포트(SCLK)와 데이터 입력포트(MOSI)에 직렬 접속하는 슬레이브와; 상기 슬레이브의 데이터 출력포트(MISO)에서 출력되는 데이터를, 슬레이브의 데이터 준비신호 포트(DRDY)에서 출력되는 신호에 의해 제어되어, 마스터의 데이터 입력포트(Data_in)로 인가하는 제1 스위칭부와; 상기 마스터의 데이터 출력포트(Data_out)에서 출력되는 신호를, 슬레이브의 데이터 준비신호 포트(DRDY)에서 출력되는 신호에 의해 제어되어, 슬레이브의 리셋포트(RESET)로 인가하는 제2 스위칭부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 슬레이브(센서 제어부)가 파워 온이 되면 마스터(단말기 제어부)는 슬레이브의 데이터 준비신호 포트(DRDY)를 세트시키는 제1단계와; 상기 데이터 준비신호 포트(DRDY)를 세트한 후, 슬레이브를 리셋시키는 제2단계와; 상기 리셋이 완료된 후 방향을 검출하기 위한 명령을 슬레이브에 인가하는 제3단계와; 상기 명령에 의한 결과가 출력되는지 판단하여, 그 결과 데이터를 입력받는 제4단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치의 구성을 보인 블록도.

도 2는 본 발명에 의한 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치의 제어방법을 보인 순서도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 마스터 101 : 슬레이브

102 : 제1 스위칭부 103 : 제2 스위칭부

104 : 인버터

본 발명은 SPDT(Single-Pole Double-Throw) 아날로그 스위치를 사용하여, 포트수가 적은 마스터측 이동 통신 단말기의 제어부(MSM)와, 포트수가 많은 슬레이브측 센서 제어부를 부품 실장공간을 최소화하면서 인터페이스 할 수 있도록 한다.

이때, 슬레이브측 센서 제어부는 6개의 포트(SCLK, MOSI, MISO, DRDY, RESET, SSNOT)를 사용하며, 마스터측 단말기 제어부는 3개의 GPIO 포트(SCLK, Data_out, Data_in)를 사용한다. 그리고, 센서 제어부의 칩 인에이블 포트(SSNOT)는 외장할 경우 접지(GND)에 의해 항상 인에이블 상태로 만들고, 내장할 경우 단말기 제어부(MSM)의 칩 인에이블 포트를 연결하여 사용한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 본 발명에 의한 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치의 구성을 보인 블록도로서, 마스터(Master, 100)의 클럭 포트(SCLK) 및 데이터 출력포트(Data_out)를 각기 클럭 포트(SCLK)와 데이터 입력포트(MOSI)에 직렬 접속하는 슬레이브(101)와; 상기 슬레이브(101)의 데이터 출력포트(MISO)에서 출력되는 데이터를, 슬레이브의 데이터 준비신호 포트(DRDY)에서 출력되는 신호에 의해 제어되어, 마스터의 데이터 입력포트(Data_in)로 인가하는 제1 스위칭부(102)와; 상기 마스터의 데이터 출력포트(Data_out)에서 출력되는 신호를, 슬레이브의 데이터 준비신호 포트(DRDY)에서 출력되는 신호에 의해 제어되어, 슬레이브의 리셋포트(RESET)로 인가하는 제2 스위칭부(103)를 포함하여 구성한다.

이때, 상기 제1 스위칭부(102)는 SPDT(Single-Pole Double-Throw) 아날로그 스위치를 사용하며, SPDT의 NO(Normal Open)단을 슬레이브의 데이터 출력포트(MISO)에 접속하고, NC(Normal Close)단을 상기 데이터 출력포트(MISO)의 신호를 반전하는 인버터(104)에 접속하고, 공통 신호단(COM1)을 마스터의 데이터 입력포트(Data_in)에 접속한다.

또한, 상기 제2 스위칭부(103)도 SPDT(Single-Pole Double-Throw) 아날로그 스위치를 사용하며, SPDT의 NO(Normal Open)단을 마스터의 데이터 출력포트(Data_out)에 접속하고, NC(Normal Close)단은 접지시키고, 공통 신호단(COM2)을 슬레이브의 리셋포트(RESET)에 접속한다.

그리고, 상기 제1,2 스위칭부는 슬레이브의 데이터 준비신호 포트(DRDY)에서 출력되는 신호에 의해 제어되는데, DRDY=1이면 NO(Normal Open)단으로 스위칭하고, DRDY=0이면 NC(Normal Close)단으로 스위칭한다.

이하, 상기와 같이 구성된 장치의 동작을 도2의 순서도를 참조하여 설명한다.

도2는 본 발명에 의한 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치의 제어방법을 보인 순서도로서, 우선, 단말기에 장착된 센서 제어부를 파워 온 시키게 되면, 마스터(단말기의 제어부)는 슬레이브(센서 제어부)의 데이터 준비신호 포트(DRDY)의 레벨 값을 알 수 없게된다(S101).

이에 따라, 마스터는 데이터 출력포트(Data_out)를 통해 임의의 명령(command)을 출력함으로써, 슬레이브의 데이터 준비신호 포트(DRDY)를 세트시키게 된다. 즉, 상기 데이터 준비신호 포트(DRDY)는 명령을 처리하면 세트되기 때문이다. 이때, 상기 마스터는 명령을 출력한 후 데이터 출력포트(Data_out)를 로우(Low) 레벨로 설정한다(S102).

상기와 같이 데이터 준비신호 포트(DRDY)가 하이 레벨로 세트됨으로써, 제1,2 스위칭부(102, 103)는 NO단으로 스위칭된다. 즉, 마스터는 슬레이브의 데이터 준비신호 포트(DRDY)의 레벨을 모르는 상태에서 하이 레벨로 세팅해주는 것이다.

다음, 상기와 같이 데이터 준비신호 포트(DRDY)를 세트한 후, 마스터는 데이터 출력포트(Data_out)를 '하이'레벨로 세트함으로써, 제2 스위칭부를 통해 슬레이브를 리셋시키고, 그에 따라 데이터 준비신호 포트(DRDY)를 '로우'레벨로 리셋시키게 되고, 아울러 제1,2 스위칭부는 NC 단으로 스위칭된다(S103).

이에 따라, 마스터는 제1 스위칭부를 통해 입력되는 슬레이브의 데이터 출력포트(MISO)의 상태를 읽고, 클럭(SCLK) 출력과 함께 방향을 검출하기 위한 실제 명령을 출력한다(S104).

상기와 같이 명령이 인가되면 슬레이브는 명령을 처리하게 되고, 처리가 완료되면 데이터 준비신호 포트(DRDY)가 '하이'로 세트되어 제1,2 스위칭부를 스위칭하기 때문에, 마스터는 데이터 입력포트(Data_in)를 통해 입력되는 레벨이 반전되는지 여부에 의해 제1 스위칭부가 스위칭 되었는지 판단하게 된다(S105).

상기와 같이 마스터의 데이터 입력포트(Data_in)의 레벨이 토글되기를 기다려 토글이 되면(S106), 슬레이브의 데이터 준비신호 포트(DRDY)가 '하이'레벨로 세트된 것을 의미하며, 제1,2 스위칭부는 NO 단으로 스위칭되는 상태가 된다(S107).

이에 따라, 마스터는 클럭(SCLK) 출력과 함께 슬레이브의 데이터 출력포트(MISO)에서 처리되어 출력되는 결과 데이터를 제1 스위칭부를 통해 데이터 입력포트(Data_in)로 읽어들인다(S108). 상기 과정(S103 ~ S108)은 방향 측정이 끝날 때까지 반복 수행된다(S109).

상기와 같이 본 발명은 적은 포트수를 갖는 단말기의 제어부인 마스터에서 많은 포트수를 갖는 센서 제어부의 슬레이브를 인터페이스하여 제어 가능하게 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치 및 그 제어방법은, 지구자기로부터 센서가 감지하는 자속의 변화나, 지구자기의 영향에 의해 달라지는 소자의 저항값을 이용해서 지향각을 측정하는 방향센서에서 발생하는 신호를 아날로그/디지털 처리하는 센서 제어부를, 적은 포트수의 단말기 제어부를 이용해 제어하는 효과가 있다.

Claims

마스터(Master)인 단말기 제어부의 클럭 포트(SCLK) 및 데이터 출력포트(Data_out)를, 각기 센서 제어부의 클럭 포트(SCLK)와 데이터 입력포트(MOSI)에 직렬 접속하는 슬레이브와;

상기 슬레이브의 데이터 출력포트(MISO)에서 출력되는 데이터를, 슬레이브의 데이터 준비신호 포트(DRDY)에서 출력되는 신호에 의해 제어되어, 마스터의 데이터 입력포트(Data_in)로 인가하는 제1 스위칭부와;

상기 마스터의 데이터 출력포트(Data_out)에서 출력되는 신호를, 슬레이브의 데이터 준비신호 포트(DRDY)에서 출력되는 신호에 의해 제어되어, 슬레이브의 리셋포트(RESET)로 인가하는 제2 스위칭부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 스위칭부는 SPDT(Single-Pole Double-Throw) 아날로그 스위치를 사용하며, SPDT의 NO(Normal Open)단을 슬레이브의 데이터 출력포트(MISO)에 접속하고, NC(Normal Close)단을 상기 데이터 출력포트(MISO)의 신호를 반전하는 인버터(104)에 접속하고, 공통 신호단(COM1)을 마스터의 데이터 입력포트(Data_in)에 접속하여 구성한 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 스위칭부는 SPDT(Single-Pole Double-Throw) 아날로그 스위치를 사용하며, SPDT의 NO(Normal Open)단을 마스터의 데이터 출력포트(Data_out)에 접속하고, NC(Normal Close)단을 접지시키고, 공통 신호단(COM2)을 슬레이브의 리셋포트(RESET)에 접속하여 구성한 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1,2 스위칭부는 슬레이브의 데이터 준비신호 포트(DRDY)에서 출력되는 신호에 의해, DRDY=1이면 NO(Normal Open)단으로 스위칭하고, DRDY=0이면 NC(Normal Close)단으로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치.
슬레이브(센서 제어부)가 파워 온이 되면 마스터(단말기 제어부)는 슬레이브의 데이터 준비신호 포트(DRDY)를 세트시키는 제1단계와;

상기 데이터 준비신호 포트(DRDY)를 세트한 후, 슬레이브를 리셋시키는 제2단계와;

상기 리셋이 완료된 후 방향을 검출하기 위한 명령을 슬레이브에 인가하는 제3단계와;

상기 명령에 의한 결과가 출력되는지 판단하여, 그 결과 데이터를 입력받는 제4단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치의 제어방법.
제5항에 있어서, 상기 제1단계는 마스터에서 슬레이브에 임의의 명령을 출력하여 처리하게 함으로써, 데이터 준비신호 포트(DRDY)를 세트시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치의 제어방법.
제5항에 있어서, 상기 제2단계는 마스터의 데이터 출력포트(Data_out)를 '하이'레벨로 세트함으로써, 그에 접속된 슬레이브의 리셋포트에 '하이'신호를 인가하여 리셋시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치의 제어방법.
제5항에 있어서, 상기 제3단계는 슬레이브에서 명령을 인식할 수 있도록, 방향 검출을 위한 명령과 함께 클럭(SCLK)을 인가하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치의 제어방법.
제5항에 있어서, 상기 제4단계의 슬레이브의 명령 처리 완료 여부는, 데이터 준비신호 포트(DRDY)가 '하이'로 세트되어 그 신호에 의해 제어되는 스위칭부가 스위칭 됨으로써, 마스터의 데이터 입력포트(Data_in)에 입력되는 데이터 출력포트(MISO)의 레벨이 반전되는 것에 의해 판단하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치의 제어방법.
제5항에 있어서, 상기 제4단계는 슬레이브에서 명령 처리가 완료될 경우, 클럭(SCLK)을 인가하여 그 상승에지에서 명령 처리 결과 데이터를 인식하도록 이루어진 것을 특징으로 하는, 이동 통신 단말기의 방향센서 인터페이스 장치의 제어방법.