KR20060054854A

KR20060054854A - 데이터수신장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20060054854A
Application number: KR1020040093686A
Authority: KR
Inventors: 유경호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-11-16
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2006-05-23
Also published as: US7676277B2; EP1825344A4; CN101057204B; KR100654796B1; US20060104135A1; WO2006054838A1; EP1825344A1; CN101057204A

Abstract

본 발명은 데이터수신장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 데이터수신장치는, 외부장치로부터 데이터신호와 클락신호가 수신되는 경우, 소정의 기준레벨에 기초하여 상기 데이터신호 및 상기 클락신호의 하이상태와 로우상태를 판단하는 판단부와; 상기 판단부에서 판단된 상기 데이터신호 및 상기 클락신호 각각의 하이상태 및 로우상태에 해당하는 데이터 통신상태를 판단하는 제어부를 포함한다. 이에 의해, I2C 통신에서 에러를 최소화하도록 개선한 데이터수신장치 및 데이터수신장치의 제어방법이 제공된다.

Description

데이터수신장치 및 그 제어방법{Data Receiving Apparatus And Control Method Thereof}

도 1은 본 발명에 따른 데이터수신장치의 제어블록도이고,

도 2는 본 발명에 따른 클락신호 및 데이터신호의 파형도이고,

도 3은 본 발명에 따른 데이터수신장치가 HDCP 기능을 포함하는 경우의 제어블록도이고,

도 4는 본 발명에 따른 데이터수신장치의 제어흐름도이고,

도 5는 본 발명에 따른 데이터수신장치가 HDCP 기능을 포함하는 경우의 제어흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 판단부 30 : 메모리

50 : 제어부 70 : 인증부

90 : TMDS 디코더

본 발명은 데이터수신장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 는, I2C 통신을 사용하는 데이터수신장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 비디오신호, 오디오신호 등의 데이터를 수신하는 데이터수신장치는 데이터를 교환하기 위하여 UART(Universal asynchronous receiver transmitter) 통신방식 또는 I2C 통신방식 등을 사용하고 있다.

이 중 I2C 통신은 클락신호 라인과 데이터신호 라인을 통해 정해진 부품 간에 데이터를 주고받는다. 예를 들어, CPU, 메모리, I/O 기기 사이의 데이터 전송에 이용되며, 데이터와 클락을 각각 전송하는 2개의 라인으로 통신을 할 수 있다.

이러한 I2C 통신은 노이즈에 강하며 신뢰성이 높고, 매우 적은 전력을 사용한다. 또한, 다양한 온도환경에서도 잘 동작할 뿐 아니라 다양한 전압레벨을 지원한다. 더구나, 단지 두개의 라인을 사용하므로, 구조가 단순하고 칩 간의 통신방식역시 간단하므로 최근 널리 사용되고 있다.

클락신호 라인과 데이터신호 라인으로 통신을 하는 I2C 통신은 예를 들어 [표1]의 구조로 이루어 질 수 있다.

[표1]

I2C 통신은 한 라인에 수개의 칩을 연결하여 사용할 수 있다. 즉, 사용자가 다수의 칩을 제어할 필요가 있거나 칩에 데이터를 저장하거나 읽어들이는 경우가 발생하면 제어부(50)는 start신호를 I2C라인에 띄운다. start 신호 이후 slave address를 I2C 라인에 띄운다. 이때, 각 칩 별로 slave address는 미리 정해져 있다. 즉, 제어부(50)가 어떤 칩을 제어할 것인지가 이 slave address를 통해 정해진다. 제어부(50)에 의해 호출된 slave address의 칩은 동작대기를 하며 ack(인식)신호를 I2C 라인에 띄운다. ack 신호는 slave address에 의해 호출된 칩이 정상적으로 제어부(50)의 신호를 받아들였다는 신호이다. I2C가 지원되는 칩에는 각 기능별로 미리 sub address가 지정되어 있으며, 제어부(50)는 동작대기 상태인 칩의 sub address를 지정하여 기능을 호출한다. sub address를 인식한 칩은 ack 신호를 I2C 라인에 띄우며, 이어서 실제 데이터를 I2C 라인에 띄운다. 그리고, 칩은 ack신호를 I2C 라인에 띄운다. 이후, 제어부(50)는 I2C 통신이 끝났음을 알리는 stop 신호를 띄운다.

I2C 통신에서 start, stop 신호 등은 [표2]와 같은 방식으로 구분된다.

[표2]

예를 들어, I2C 통신에서 신호가 5V에 있을 때 하이라 하고, 0V에 있을 때 로우라 하면, 클락 신호가 하이인 경우 데이터 신호가 하이에서 로우로 떨어지면 start 신호로 인식하고, 클락 신호가 하이인 경우 데이터 신호가 로우에서 하이로 상승하면 stop 신호로 인식한다. 데이터는 0과 1일 수 있는데, 데이터 신호가 로우인 경우 클락 신호가 로우에서 하이로 상승하면 데이터 값은 0이 되고, 데이터 신호가 하이인 경우 클락 신호가 로우에서 하이로 상승하면 데이터 값은 1로 인식하게 된다.

그러나, 클락신호와 데이터신호가 모두 5V 보다 낮고 0V 보다 큰 경우에는 두 신호 모두 하이도 아니고, 로우도 아닌 상태가 될 수 있다. 이 경우 입력상태는 클럭신호와 데이터신호가 각각 ↑↑, ↑↓, ↓↑, ↓↓와 같은 상태가 된다.

이러한 상태는 표2에 나타난 상태 중 어느 하나에도 해당되지 않기 때문에 에러가 발생하게 된다.

즉, I2C 통신을 사용하는 경우 하나의 라인을 통하여 다수의 신호를 보내게 되면, 클락신호와 데이터신호가 거의 동시에 신호의 입력상태, 즉, 로우/하이상태가 바뀌게 되면 전술한 바와 같이 클락신호와 데이터신호가 모두 하이상태와 로우상태에 있지 않는 경우 에러가 발생하게 된다. 특히, HDCP(High-bandwidth Digital Content Protection)규격을 적용하는 데이터수신장치는 I2C 통신라인을 통해서 다수의 신호가 전송 및 수신되기 때문에 이러한 에러가 발생하여 문제가 되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 I2C 통신에서 에러를 최소화하도록 개선한 데이터수신장치에 관한 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 데이터수신장치에 있어서, 외부장치로부터 데이터신호와 클락신호가 수신되는 경우, 소정의 기준레벨에 기초하여 상기 데이터신 호 및 상기 클락신호의 하이상태와 로우상태를 판단하는 판단부와; 상기 판단부에서 판단된 상기 데이터신호 및 상기 클락신호 각각의 하이상태 및 로우상태에 해당하는 데이터 통신상태를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신장치에 의해 달성된다.

또한, 상기 데이터수신장치는 소정의 기준레벨의 값이 적어도 하나 이상 저장되는 메모리를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 메모리에 저장된 상기 소정의 기준레벨의 값을 기초로 상기 판단부의 상기 소정의 기준레벨을 조절할 수 있다. 그리고, 상기 클락신호 및 상기 데이터신호는 I2C 통신방식에 의해 입력될 수 있다.

여기서, 상기 데이터수신장치는 제1인증키를 출력하는 인증부를 더 포함하며, 상기 데이터신호는 제2인증키를 포함하고, 상기 제어부는 상기 데이터신호 및 상기 클락신호의 데이터 통신상태에 따라 상기 데이터신호에 포함된 상기 제2인증키가 상기 제1인증키와 일치하는지 판단하며, 상기 제1인증키가 상기 제2인증키와 일치하면 상기 외부장치에서 영상신호를 수신하며, 상기 제1인증키를 상기 외부장치로 출력하도록 제어할 수 있다. 그리고, 상기 제2인증키는 주기적으로 갱신될 수 있다.

한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 데이터수신장치의 제어방법에 있어서, 클락신호 및 데이터신호가 수신되는 단계와; 소정의 기준레벨에 기초하여 상기 클락신호 및 상기 데이터신호의 하이상태 및 로우상태를 판단하는 단계와; 상기 클락신호와 상기 데이터신호의 하이상태 및 로우상태에 해당하는 데이터 통신상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신장치의 제어방법에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 소정의 기준레벨을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 데이터수신장치에 포함되는 제1인증키와 상기 데이터신호에 포함되는 제2인증키를 비교하는 단계와, 상기 제1인증키와 상기 제2인증키가 일치하는 경우 인증이 성립되어 외부장치에서 영상신호가 수신되는 단계를 포함할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 데이터수신장치의 제어블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 클락신호 및 데이터신호의 파형도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 데이터수신장치는 상기 데이터신호 및 상기 클락신호가 가질 수 있는 최대전압값 보다 작고 상기 데이터신호 및 상기 클락신호가 가질 수 있는 최저전압값 보다 큰 소정의 전압값을 갖는 기준레벨을 기초로 입력신호의 입력상태를 판단하는 판단부(10)와, 기준레벨의 값이 저장되어 있는 메모리(30)와, 메모리(30)에 저장되어 있는 기준레벨의 값을 독출하여 판단부(10)의 값을 조절하는 제어부(50)를 포함한다.

판단부(10)는 I2C 통신을 통해서 클락신호와 데이터신호가 데이터수신장치에 입력되는 경우 각각 클락신호와 데이터신호의 입력상태가 하이상태인지 또는 로우상태인지 판단한다. 이 때, 판단부(10)는 데이터신호 및 클락신호가 가질 수 있는 최대값 보다 작고 데이터신호 및 클락신호가 가질 수 있는 최소값 보다 큰 소정의 기준레벨을 기준으로, 입력되는 신호의 전압이 기준레벨의 전압보다 높으면 하이 를, 낮으면 로우를 출력한다. 판단부(10)는 래치(LATCH)일 수 있다.

메모리(30)는 적어도 하나의 기준레벨 값을 포함한다. 메모리(30)는 기준레벨을 조절하기 위한 명령어를 포함할 수 있다. 메모리(30)는 레지스터일 수 있으며, 기준레벨을 저장할 수 있다면, 그 범위가 제한되지 않는다.

제어부(50)는 판단부(10)에서 입력된 클락신호와 데이터신호의 입력상태의 조합에 해당하는 데이터 통신상태를 판단하여 소정의 기능을 수행한다.

제어부(50)는 메모리(30)에 저장된 소정의 기준레벨 값을 판단부(10)로 전송할 수 있다. 이에 의해 메모리(30)에 저장된 기준레벨의 값이 판단부(10)에 입력되면 기준레벨이 입력된 기준레벨의 갑으로 재조정된다.

즉, 사용자가 A 값을 기준레벨으로 조정하고자 하는 경우, 제어부(50)를 제어하여 메모리(30)에 저장되어 있는 기준레벨의 값을 판단부에 전송할 수 있다. 그리고, 판단부(10)에 전송한 기준레벨 값이 새로운 기준레벨이 되도록 제어할 수 있다. 따라서, 판단부(10)는 A를 기준레벨로 하여 입력되는 신호가 A 보다 크면 하이로 작으면 로우로 판단한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 클락신호와 데이터신호는 최대 5V이고, 최저 0V인 경우를 일 실시예로 한다. 이러한, 신호에서, 5V를 하이라 하고, 0V를 로우라 할 수 있다. 판단부(10)에서 1.8V가 기준레벨로 정해져 있다면, 1.8V보다 높은 신호가 인가되면 하이로, 낮은 신호가 인가되면 로우로 판단할 수 있다.

즉, 종래의 데이터수신장치는 도 2와 같이 클락신호와 데이터신호가 모두 5V에서 0V로 감소하는 경우 두 신호 모두 하이상태와 로우상태에 있지 않아 에러가 발생한다. 그러나, 본 발명에 따른 데이터수신장치는 5V 보다 낮고 0V 보다 높은 기준레벨을 지정하여 이 기준레벨 보다 높으면 하이로, 낮으면 로우로 인식하여 에러를 보정할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 데이터수신장치가 HDCP 기능을 포함하는 경우의 제어블록도이다.

HDCP 기능이 구비된 데이터수신장치는 디지털신호의 전송규격 중 하나인 DVI(Digital Video Interface)를 사용하는 경우, 각 영상신호를 암호화하여 PC나 셋톱박스로부터 디지털 평판 화면이나 고해상도 텔레비전과 같은 디지털 디스플레이장치로 전송한다.

HDCP 기능을 구비하는 데이터수신장치는 입력된 클락신호 및 데이터신호의 입력상태를 판단하는 판단부(10)와, 판단부(10)에서 판단된 입력상태의 조합에 의해 입력된 데이터를 판단하여 인증처리를 수행하는 인증부(70)와, 정상적으로 인증되면 외부장치에서 수신되는 디지털신호가 입력되는 TMDS 디코더(90)를 포함한다.

외부장치가 I2C 라인을 통해 제2인증키를 데이터수신장치로 전송하면, 데이터수신장치는 제2인증키가 포함된 데이터신호를 해석한다. 제2인증키가 데이터수신장치에 포함되어 있는 제1인증키와 일치하는 경우 인증이 정상적으로 수행된다. 인증이 성립되면, 데이터수신장치는 다시 제1인증키를 외부장치에 전송한다. 그러면, 외부장치는 암호화된 데이터를 데이터수신장치로 전송하게 된다. 제1인증키와 제2인증키가 일치하지 않는 경우, 인증이 실패하였다고 판단되어 외부장치에서의 데이터수신이 정지하게 된다.

판단부(10)는 전술한 바와 같이, 외부장치에서 클락신호와 데이터신호가 입력되면, 각각 신호의 전압이 기준레벨보다 높은지 낮은지를 판단하여 입력된 신호의 입력상태를 판단한다.

인증부(70)에는 다수의 제1인증키가 저장되어 있으며, 제1인증키와 제2인증키가 일치하여 인증이 성립되면 외부장치에 제1인증키를 출력한다. 제1인증키는 제2인증키와 동일한 값을 외부장치에 전송할 수 있으며, 갱신된 값일 수 있다. 인증부(70)에는 복수의 제1인증키가 저장되어 있어, 제1인증키는 주기적으로 갱신될 수 있다.

제어부(50)는 판단부(10)에서 판단한 클락신호와 데이터신호의 입력상태를 조합해서 입력되는 신호의 통신상태를 판단한다. 즉, 판단부(10)의 판단결과에 따라 외부장치에서 입력된 신호를 해석하여 제2인증키의 값을 해석한다. 해석된 제2인증키를 제1인증키와 비교하여 일치하면, 제어부(50)는 인증부(70)가 제1인증키를 외부장치에 전송하도록 제어한다. 그러면, 외부장치는 인증이 성립됐다고 판단하여, 영상신호를 데이터수신장치의 TMDS 디코더(90)에 출력한다.

TMDS 디코더(90)는 TMDS 전송로를 통해 수신되는 암호화된 영상신호를 디코딩한다. 예를 들어 TMDS 디코더(90)는 암호화된 영상신호를 디지털영상신호, 수평/수직 동기 신호로 변환한 후, 디스플레이부로 전송한다.

도4는 본 발명에 따른 데이터수신장치의 제어흐름도이다.

본 발명에 따른 데이터수신장치에 있어서, 사용자는 입력된 신호의 입력상태를 판단하는 기준이 되는 기준레벨을 조절할 수 있다(S1). 이때, 제어부(50)는 메 모리(30)를 제어하여, 메모리(30)에 저장된 기준레벨의 값을 판단부(10)에 전송하여 판단부(10)의 기준레벨을 조절하게 된다. 외부장치에서 데이터수신장치로 클락신호와 데이터신호가 입력되면(S3), 리준레벨을 기초로 클락신호와 데이터신호의 입력상태를 판단한다. 즉, 입력되는 클락신호 또는 데이터신호가 기준레벨보다 높으면 하이로 판단하고, 기준레벨보다 낮으면 로우로 판단한다(S5). 클락신호와 데이터신호의 입력상태를 판단한 후, 각각의 입력상태의 조합에 해당하는 통신상태를 판단한다. 즉, start, stop, ask, 데이터의 값 등을 판단하게 된다. 이에 의해 소정의 기능을 수행하게 된다(S7).

도5에 도시된 바와 같이 HDCP 규격을 적용하는 경우, 도4와 동일하게, 기준레벨을 조절할 수 있으며(S11), 클럭신호와 데이터신호가 수신된다(S12). 다만, 이때 데이터신호는 외부장치에서 전송하는 제2인증키를 포함한다(S12). 클럭신호와 데이터신호가 수신되면, 기준레벨을 기초로 신호의 입력상태, 즉 각각의 신호가 하이상태인지 로우상태인지를 판단한다(S13). 신호의 입력상태를 판단한 후, 입력상태에 대응하는 데이터 통신상태를 판단한다. 이 때, 데이터신호는 제2인증키를 포함하고 있으므로, 제2인증키의 값을 판단할 수 있다(S14). 제2인증키와 인증부(70)의 제1인증키를 비교하여(S15), 일치하면 인증이 성립된 것으로 판단하여 제1인증키를 외부장치에 전송해 준다(S16). 인증이 성립되면 외부장치는 암호화된 영상신호를 데이터수신장치에 전송한다. 그러면, 데이터수신장치는 암호화된 영상신호를 수신해서 디스플레이부에 표시해 준다(S17). 제1인증키와 제2인증키가 일치하지 않으면 인증이 성립되지 않아 외부장치에서 영상신호가 수신되지 않는다(S18).

종래의 데이터수신장치는 다수의 신호가 I2C 라인을 통해 전송되는 경우, 클락신호와 데이터신호가 거의 동시에 로우/하이가 바뀌게 되어 어느 신호가 하이상태이고, 로우상태인지 판단할 수 없게 되는 경우가 있다. 즉, 두 신호 모두 로우상태 또는 하이상태에 있지 않으면, 신호의 입력상태를 판단할 수 없어 에러가 발생하였다. 그러나, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 데이터수신장치는 기준레벨을 기준으로 입력신호의 입력상태, 즉, 하이상태 또는 로우상태가 판단되므로 이에 따른 에러를 보정할 수 있다. 특히, HDCP(High-bandwidth Digital Content Protection)규격을 적용하는 데이터수신장치는 I2C 통신라인을 통해 다수의 신호가 전송 및 수신되기 때문에, I2C 통신라인에서 입력신호의 상태를 판단함으로써 에러를 방지한다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명에 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, I2C 통신의 에러를 방지하는 데이터수신장치가 제공된다.

Claims

데이터수신장치에 있어서,

외부장치로부터 데이터신호와 클락신호가 수신되는 경우, 소정의 기준레벨에 기초하여 상기 데이터신호 및 상기 클락신호의 하이상태와 로우상태를 판단하는 판단부와;

상기 판단부에서 판단된 상기 데이터신호 및 상기 클락신호 각각의 하이상태 및 로우상태에 해당하는 데이터 통신상태를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신장치.
제1항에 있어서,

소정의 기준레벨의 값이 적어도 하나 이상 저장되는 메모리를 더 포함하며,

상기 제어부는 상기 메모리에 저장된 상기 소정의 기준레벨의 값을 기초로 상기 판단부의 상기 소정의 기준레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 데이터수신장치.
제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 클락신호 및 상기 데이터신호는 I2C 통신방식에 의해 입력되는 것을 특징으로 하는 데이터수신장치.
제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,

제1인증키를 출력하는 인증부를 더 포함하며,

상기 데이터신호는 제2인증키를 포함하고,

상기 제어부는 상기 데이터신호 및 상기 클락신호의 데이터 통신상태에 따라 상기 데이터신호에 포함된 상기 제2인증키가 상기 제1인증키와 일치하는지 판단하며, 상기 제1인증키가 상기 제2인증키와 일치하면 상기 외부장치에서 영상신호를 수신하며, 상기 제2인증키를 상기 외부장치로 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 데이터수신장치.
제4항에 있어서,

상기 제2인증키는 주기적으로 갱신되는 것을 특징으로 하는 데이터수신장치.
데이터수신장치의 제어방법에 있어서,

클락신호 및 데이터신호가 수신되는 단계와;

소정의 기준레벨에 기초하여 상기 클락신호 및 상기 데이터신호의 하이상태 및 로우상태를 판단하는 단계와;

상기 클락신호와 상기 데이터신호의 하이상태 및 로우상태에 해당하는 데이터 통신상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신장치의 제어방법.
제6항에 있어서,

상기 소정의 기준레벨을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신장치의 제어방법.
제6항 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 데이터수신장치에 포함되는 제1인증키와 상기 데이터신호에 포함되는 제2인증키를 비교하는 단계와,

상기 제1인증키와 상기 제2인증키가 일치하는 경우 인증이 성립되어 외부장치에서 영상신호가 수신되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신장치의 제어방법.