KR20050046932A - ｉ２Ｃ 버스를 이용한 슬레이브 장치들의 상태 검사 시스템 - Google Patents

ｉ２Ｃ 버스를 이용한 슬레이브 장치들의 상태 검사 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 i2C 버스를 이용한 주변 장치 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 i2C 버스에 연결된 다수의 슬레이브 장치들의 상태를 소정의 주기로 미리 검사하여 효율적으로 슬레이브 장치들을 제어하기 위한 시스템에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 i2C 버스를 통하여 i2C 제어부에 연결되는 다수의 슬레이브 장치들 및 다수의 슬레이브 장치들과 i2C 버스를 통하여 연결되며 소정의 시간에 순차적으로 다수의 슬레이브 장치들의 상태를 검사하기 위한 i2C 제어부를 포함하며, SFR부는 i2C 버스에 연결된 다수의 슬레이브 장치들의 상태를 저장하기 위한 슬레이브 장치 상태 저장부, 슬레이브 장치 상태 저장부의 상태가 변경되는 경우 인터럽트를 발생하는 인터럽트 발생부 및 슬레이브 장치들의 상태를 검사하기 위한 소정의 주기를 발생시키는 검사 주기 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ｉ２Ｃ 버스를 이용한 슬레이브 장치들의 상태 검사 시스템{System for checking state of slave devices using i2C bus}
본 발명은 i2C 버스를 이용한 주변 장치 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 i2C 버스에 연결된 다수의 슬레이브 장치들의 상태를 소정의 주기로 미리 검사하여 효율적으로 슬레이브 장치들을 제어하기 위한 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 i2C 버스는 다수의 슬레이브 장치들과 통신이 가능한 직렬 버스로 다수의 슬레이브 장치들을 전원선과 2가닥의 선 즉, SCL(Serial Clock Line, 이하 "SCL"이라 함) 및 SDA(Serial Data Line, 이하 "SDA"라 함)로서 제어하기 위한 방법이다.
종래 시스템에서는 각종 입출력 장치들 예를 들면, 아날로그-디지털 콘버터, 센서, EEPROM 등을 제어하기 위해서는 입출력 장치들의 개수에 해당하는 만큼의 신호선과 전원선이 필요하며, 그 결과 메인 프로세서에 연결되는 각종 입출력 장치들의 수에 제한이 따르게 된다. 따라서 이러한 다수의 신호선들과 전원선을 줄이기 위해서 i2C 버스 또는 SM 버스 등을 사용하여 입출력 제어에 필요한 신호선을 SCL 및 SDA의 2라인으로 사용하려는 방법이 개발되었다.
도 1은 종래의 i2C 제어부(110)를 포함하는 구성도로, 주제어부(100), i2C 제어부(110), 슬레이브 장치(120, 121), SCL 라인(114) 및 SDA 라인(115)을 포함하여 이루어지며, i2C 제어부(110)는 SFR(Special Function Register, 이하 "SFR"이라 함)부(111), SCL 발생부(112) 및 SDA 발생부(113)를 포함하여 이루어진다.
한편, 도 2는 일반적인 i2C 버스를 이용하는 프로토콜을 도시하는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, SCL 발생부(112)는 슬레이브 장치들(120, 121)과 SCL 라인(114)을 통해 연결되며, 상호 동기를 위한 기준 클록을 발생시킨다.
SDA 발생부(113)는 슬레이브 장치들(120, 121)과 SDA 라인(115)을 통해 연결되며, SDA 라인(115)을 통해 슬레이브 장치들(120, 121)에 각종 데이터를 전달하거나, 슬레이브 장치들(120, 121)로부터 긍정(ACKnowledge, ACK) 응답(201) 또는 부정(NonACKnowledge, NACK) 응답(201)을 전달받는다.
SFR부(111)는 i2C 제어부(110)의 제어(예를 들면, SCL 주파수 제어, 프로토콜 제어 및 관련 인터럽트 제어)와 주 제어부(100)와의 인터페이스를 담당한다.
주 제어부(100)는 SFR부(111)를 통해 i2C 버스의 전반적인 제어를 담당한다.
슬레이브 장치들(120, 121)은 위에서 기술된 바와 같은 아날로그-디지털 콘버터, 센서, 디지털-아날로그 콘버터 등과 같은 슬레이브 장치들이다.
도 2를 참조하면, i2C 버스를 이용하여 슬레이브 장치들(120, 121)에 데이터를 쓸거나 읽기 위해서는 SCL 발생부(112)에서는 기준 클록을 발생시킨다.
SDA 발생부(113)는 개시 신호(200)를 발생하고, 이어서 특정 슬레이브 장치(120)에 대해 할당된 특정 어드레스를 내보낸다.
특정 어드레스 영역에 위치한 슬레이브 장치(120)는 상기 어드레스 신호에 대하여 긍정 응답(ACK)(201) 또는 부정 응답(201)을 SDA 라인(115)을 통해 전달한다. 만약 긍정 응답(ACK)(201)인 경우에 i2C 제어부(110)는 특정 어드레스 영역에 위치한 슬레이브 장치에 데이터를 읽거나 쓰는 동작을 수행한다.
특정 슬레이브 장치(120)에 대한 정지 메시지(202)가 i2C 제어부(110)에서 발생되면, 해당 슬레이브 장치(120)에 대하여 데이터를 읽고 쓰는 동작이 종료되고, 다음의 슬레이브 장치(121)에 대한 상기의 과정들이 반복된다. 이와 같은 방식으로, 2개의 라인을 통한 다수개의 슬레이브 장치들의 제어가 가능하다.
그러나, 이러한 종래의 방식에 의하는 경우에는 i2C 제어부(110)는 제어를 하고자 하는 시점에서만 슬레이브 장치들(120, 121)의 데이터 전송 가능 상태를 체크하게 된다. 따라서 동작의 중간에 확장되는 슬레이브 장치들에 대한 상태를 미리 체크하여 적절한 제어를 행할 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 동작중에 슬레이브 장치의 상태가 변경되는 경우에 대한 적절한 대응을 하지 못한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 창출된 것으로, i2C 버스에 연결된 다수의 슬레이브 장치들의 상태를 소정의 주기로 미리 검사하여 효율적으로 슬레이브 장치들을 제어하기 위한 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 i2C 버스를 이용한 슬레이브 장치들 상태 검사 시스템은 i2C 버스를 이용하여 슬레이브 장치들의 상태를 검사하기 위한 시스템으로서, 상기 i2C 버스를 통하여 상기 i2C 제어부에 연결되는 다수의 슬레이브 장치들 및 상기 다수의 슬레이브 장치들과 상기 i2C 버스를 통하여 연결되며, 소정의 시간에 순차적으로 상기 다수의 슬레이브 장치들의 상태를 검사하기 위한 i2C 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 i2C 제어부는 기준 클록을 생성하는 SCL 발생부, 소정의 시간에 상기 기준 클록에 따라 순차적으로 어드레스를 발생하여 상기 슬레이브 장치들의 상태를 순차적으로 전달받기 위한 SDA 발생부 및 상기 슬레이브 장치들의 상태를 저장하며 갱신하기 위한 SFR부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 SFR부는 상기 i2C 버스에 연결된 상기 다수의 슬레이브 장치들의 상태를 저장하기 위한 슬레이브 장치 상태 저장부, 상기 슬레이브 장치 상태 저장부의 상태가 변경되는 경우 인터럽트를 발생하는 인터럽트 발생부 및 상기 슬레이브 장치들의 상태를 검사하기 위한 소정의 주기를 발생시키는 검사 주기 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 소정의 시간은 휴지 기간 또는 일정한 시간 간격을 가진 주기인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 i2C 버스를 이용한 슬레이브 장치 상태 검사 시스템의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 회로의 구성소자 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 i2C 제어부(310)를 포함하는 구성도로, 주 제어부(300), i2C 제어부(310) 및 다수의 슬레이브 장치들(320, 321, 322, 323)을 포함하여 이루어지며, i2C 제어부(310)는 SFR부(311), SCL 발생부(312) 및 SDA 발생부(313)를 포함하고 있다. 한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SFR(Special Function Register, 이하 "SFR"이라 함)부(311)의 구성도로, 슬레이브 장치 상태 레지스터(400), 인터럽트 발생부(401), 및 검사 주기 발생부(402)를 포함하여 이루어진다.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 슬레이브 장치의 상태를 검사하기 위한 프로토콜을 도시하는 도면이다.
SDA 발생부(313)는 슬레이브 장치들(320, 321, 322, 323)과 SDA 라인(315)을 통해 연결되며, SDA 라인(315)을 통해 슬레이브 장치들(320, 321, 322, 323)에 각종 데이터를 전달하거나, 특정 주기간격으로 슬레이브 장치들(320, 321, 322, 323)로부터 상태, 예를 들면 긍정(ACKnowledge, ACK) 응답 또는 부정(NonACKnowledge, NACK) 응답을 전달받는다. 슬레이브 장치들의 상태란 다수의 슬레이브 장치들이 i2C 버스에 연결되어 있는지 여부를 나타낸다.
SFR부(311)는 일반적인 제어(예를 들면, SCL 주파수 제어, 프로토콜 제어 및 관련 인터럽트 제어)와 주 제어부(300)와의 인터페이스를 담당하는 것 외에, 본 발명의 일 실시예에 따라 슬레이브 장치들에 대한 검사 주기(T)를 발생시키기 위한 검사 주기 발생부(402), 슬레이브 장치들의 상태가 변경되면 이를 인지하여 주 제어부(300)로 인터럽트를 발생하기 위한 인터럽트 발생부(401)를 포함하며, 각 슬레이브 장치들의 수만큼의 비트를 가지며 해당 비트에 슬레이브 장치들의 상태를 저장하기 위한 슬레이브 장치 상태 레지스터(400)를 포함하고 있다.
슬레이브 장치 상태 레지스터는 "0"과 "1"의 상태로 표현되며, "0"은 슬레이브 장치의 i2C 버스와의 비연결상태를 "1"은 슬레이브 장치의 i2C 버스와의 연결상태를 나타낸다.
주 제어부(300)는 각 요소들을 전반적으로 제어하는 외에, 해당 슬레이브 장치의 해당 슬레이브 상태 레지스터의 상태가 변경되는 경우에 발생되는 인터럽트에 의해 미리 슬레이브 장치들에 대한 적절한 제어를 수행한다.
슬레이브 장치들(320, 321, 322, 323)은 위에서 기술된 바와 같은 아날로그-디지털 콘버터, 각종 센서들, 디지털-아날로그 콘버터 등과 같은 소자들이다.
도 5를 참조하면, SCL 발생부(112)에서는 동기화를 위한 기준 클록을 발생시킨다.
상기 기준 클록은 종래 기술에서와 같이 슬레이브 장치들(320, 321, 322, 323)에 데이터를 읽거나 쓰는 것 외에, 본 발명의 일실시예에 따라 슬레이브 장치들(320, 321, 322, 323)의 상태를 독출하기 위하여 사용된다.
우선, SCL 발생부(312)에서 발생된 기준 클록에 맞추어 SDA 발생부(313)는 개시 신호(500)를 발생하고, 이어서 특정 슬레이브 장치(320)에 대해 할당된 특정 어드레스를 내보낸다. 이에 특정 슬레이브 장치(320)는 자신의 상태를 표시하는 응답 신호를 i2C 제어부(310)로 전달한다.
응답신호에는 2가지 종류가 있다. 그 하나는 긍정 응답(ACK)이고, 다른 하나는 부정 응답(UNACK)이다. 예를 들어, 슬레이브 장치(320)에 대한 상태가 긍정 응답(ACK)이라면 상태(501)는 "1"이고 i2C 버스와 연결된 상태임을 나타낸다.
만약 슬레이브 장치(320)가 상태가 부정 응답(UNACK)이라면, 상태(501)는 "0"이 되며, i2C 버스와 연결이 해제된 상태임을 나타낸다.
이후 소정의 시간 경과후에 다른 슬레이브 장치(321)에 대하여 상태를 검사하는데, 개시 메시지(503)에 따라 i2C 제어부(310)가 슬레이브 장치(321)에 대한 어드레스를 SDA 라인(315)을 통해 전달하면, 해당 슬레이브 장치(321)는 그에 따라 자신의 상태(504)를 긍정 응답(ACK)과 부정 응답(UNACK)의 형태로 i2C 제어부(310)로 잔달한다. 이후 i2C 제어부(310)에서 종료 메시지(505)가 전달되면, i2C 버스에 연결된 슬레이브 장치(320)에 대한 상태 검사가 종료된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 슬레이브 장치의 상태를 검사하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 우선, i2C 제어부(310)은 SFR부(311)내의 검사 주기 발생부(402)에 슬레이브 장치들(320, 321, 322, 323)에 대한 검사 주기(T)를 설정한다(S600). 소정의 주기 간격으로 슬레이브 장치들에 대한 동작 상태를 검사하는 것은 일 실시예이며, 다른 실시예에 의하면 시스템이 초기화되는 단계에서 i2C 버스에 연결된 슬레이브 장치들에 대한 상태를 검사하도록 할 수 있을 것이다. 다른 실시예에 의하면, 시스템이 전반적으로 휴지기간인 중에 상기 슬레이브 장치들에 상태를 검사하도록 할 수도 있을 것이다.
다음에, 설정된 검사 주기(T)가 되면, i2C 버스에 연결된 다수의 슬레이브 장치들(320, 321, 322, 323)에 대한 상태를 순차적으로 검사한다(S601). 순차적인 검사 순서는 i2C 버스에 연결된 슬레이브 장치 1(320), 슬레이브 장치 1(321), 슬레이브 장치 2(322), 슬레이브 장치 3(323)의 순이다.
도 5에 도시된 프로토콜과 같이 i2C 제어부(313)내의 SDA 발생부(313)는 슬레이브 장치 1(320)의 어드레스를 SDA 라인(315)를 통해 전달한다. 상기 어드레스가 전달되면, 해당 어드레스에 위치한 슬레이브 장치 0(320)는 자신의 동작 상태를 나타내는 메시지(501)를 긍정응답(NACK) 또는 부정 응답(ACK)의 형태로 i2C 제어부(310)로 전달한다. 이후 슬레이브 장치 0(320)에 대한 상태 검사가 종료되고(502), 다음으로 슬레이브 장치 1(321)에 대한 상태 검사가 개시된다(503).
만약 i2C 제어부(310)로 전달되는 슬레이브 장치 0(320)의 상태가 변경된다면(S602), 즉 i2C 버스와의 연결이 해제되는 경우나 새롭게 i2C 버스에 연결이 된 경우라면, i2C 제어부(310)내의 인터럽트 발생부(401)는 인터럽트를 발생시켜 주 제어부(300)에 알린다(S603).
이후, 주 제어부(300)는 슬레이브 장치 0(320)의 상태에 따라 적절한 제어를 수행한다. 슬레이브 장치 1(321)에 대한 상태 검사 역시 슬레이브 장치 0(320)과 동일한 과정을 거치므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이, i2C 버스에 연결된 다수의 슬레이브 장치들의 상태를 소정의 주기로 미리 검사하여 효율적으로 슬레이브 장치들을 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 소정의 시간 간격으로 장치들의 상태를 검사하므로 동작중에 슬레이브 장치의 상태가 변경되는 경우라도 이러한 상태 변경을 주 제어부로 알림으로써 주 제어부가 보다 적절하게 대응할 수 있는 효과가 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
도 1은 종래의 i2C 제어부를 포함하는 구성도이다.
도 2는 일반적인 i2C 버스를 이용하는 프로토콜을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 i2C 제어부를 포함하는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SFR부의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 슬레이브 장치의 상태를 검사하기 위한 프로토콜을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 슬레이브 장치의 상태를 검사하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
300 : 주 제어부 310 : i2C 제어부
311 : SFR부 312 : SCL 발생부
313 : SDA 발생부 314 : SCL 라인
315 : SDA 라인 400 : 슬레이브 장치 상태 레지스터
401 : 인터럽트 발생부 402 : 검사 주기 발생부
320, 321, 322, 323 : 슬레이브 장치

Claims (4)

  1. i2C 버스를 이용하여 슬레이브 장치들의 상태를 검사하기 위한 i2C 제어부를포함한 시스템으로서, 상기 시스템은
    상기 i2C 버스를 통하여 i2C 제어부에 연결되는 다수의 슬레이브 장치들; 및
    상기 다수의 슬레이브 장치들과 상기 i2C 버스를 통하여 연결되며, 소정의 시간에 순차적으로 상기 다수의 슬레이브 장치들의 상태를 검사하기 위한 i2C 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 i2C 버스를 이용한 슬레이브 장치들의 상태 검사 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 i2C 제어부는
    기준 클록을 생성하는 SCL 발생부;
    소정의 시간에 상기 기준 클록에 따라 순차적으로 어드레스를 발생하여 상기 슬레이브 장치들의 상태를 순차적으로 전달받기 위한 SDA 발생부; 및
    상기 슬레이브 장치들의 상태를 저장하며 갱신하기 위한 SFR부를 포함하는 것을 특징으로 하는 i2C 버스를 이용한 슬레이브 장치들의 상태 검사 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 SFR부는
    상기 i2C 버스에 연결된 상기 다수의 슬레이브 장치들의 상태를 저장하기 위한 슬레이브 장치 상태 저장부;
    상기 슬레이브 장치 상태 저장부의 상태가 변경되는 경우 인터럽트를 발생하는 인터럽트 발생부; 및
    상기 슬레이브 장치들의 상태를 검사하기 위한 소정의 시간을 발생시키는 검사 주기 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 i2C 버스를 이용한 슬레이브 장치들의 상태 검사 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소정의 시간은 휴지 기간 또는 일정한 시간 간격을 가진 주기인 것을 특징으로 하는 i2C 버스를 이용한 슬레이브 장치들의 상태 검사 시스템.
KR1020030080552A 2003-11-14 2003-11-14 ｉ２Ｃ 버스를 이용한 슬레이브 장치들의 상태 검사 시스템 KR20050046932A (ko)

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