KR20080050546A - 시리얼 통신 시스템 및 이의 ｉｄ 부여방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시리얼 통신 시스템 및 이의 ID 부여방법을 공개한다. 본 발명은 제1 통신라인을 통하여 클럭신호를 전송하고, 제2 통신라인을 통하여 서브 ID를 포함한 데이터를 전송하는 제어장치 및 각각이 동일한 고유 ID가 설정되어 있고, 온(ON) 되면 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 스위치를 각각 구비하고, 상기 클럭신호에 응답하여 상기 서브 ID를 포함한 데이터를 저장한 뒤, 상기 스위치를 온하여 상기 서브 ID를 순차적으로 저장하는 복수개의 종속 연결된 반도체 장치들을 구비하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의할 경우, 고유 ID가 동일한 반도체 장치들 각각에 고유 ID이외의 서브 ID를 부여하므로, 고유 ID와 서브 ID를 이용하여 고유 ID가 동일한 각각의 반도체 장치를 지정하여 통신할 수 있다. 또한, 본 발명의 시리얼 통신 시스템을 이용하면 고유 ID가 같은 각각의 반도체 장치의 서브 ID는 자동으로 설정할 수 있으며, 종래의 시리얼 통신 시스템에 연결하여 적은 수의 어드레스를 사용하더라도 그 이상으로 많은 장치를 연결하여 통신할 수 있다.

Description

시리얼 통신 시스템 및 이의 ＩＤ 부여방법{Serial communication system and ID grant method thereof}

본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 시리얼 버스 통신을 할 수 있는 반도체 장치 및 이의 ID 부여방법에 관한 것이다.

시스템(System)이 통신을 하기위하여서는 신호를 발생하는 드라이버(Driver)와 신호를 수신하는 리시버(Receiver)가 일종의 통신망(Communication Network)을 구성하여야 한다. 통상적인 시스템 환경에서의 통신은 하나의 반도체 장치로부터의 질의(Query) 신호에 응답하여 데이터 또는 정보를 다른 반도체 장치로 전송하거나 다른 반도체 장치로부터 데이터/정보를 수신할 수 있어야 한다. 이것은 반도체 장치들 간의 통신 링크 또는 채널을 제공함으로써 달성된다. 통신 링크를 효과적으로 제공하는 하나의 방법으로는 버스(Bus) 구조를 통해 반도체 장치들 일체를 연결하는 것이다.

이 버스 망의 종류에는 점대점(Point-to-point) 방식, 멀티 드롭(Multi-drop) 방식, 멀티 포인트(Multi-point) 방식 등이 있다.

IEEE1394(Firewire)나, I2C, RS-485버스 등이 상기 멀티 드롭 방식에 해당하 고, 이중 적은 수의 통신라인을 이용하여 여러 개의 반도체 장치들이 통신을 할 수 있는 I2C(Inter Integrated Circuit) 버스 프로토콜을 많이 사용하고 있다.

다수의 반도체 장치가 통신을 하기 위해서는 각각의 반도체 장치마다 고유 ID를 부여할 필요가 있으며, 사용자는 각각의 반도체 장치에 ID를 부여하기 보다는 한 번의 사용자 조작이나 별도의 사용자의 조작이 필요 없이 모든 장치에 ID를 부여하고자 한다.

도 1은 종래의 시리얼 통신 시스템의 구성을 나타내는 도면으로서, MCU(Main Control Unit, 1), 및 복수개의 반도체 장치(10, 20, 30, 40, 50)가 연결되어 구성된다.

도1의 시리얼 통신 시스템의 구성과 동작을 I2C 버스 프로토콜을 이용하여 설명한다.

MCU(1)는 각각의 반도체 장치들(10, 20, 30, 40, 50)과 데이터 라인(SDA: Serial DAta), 클럭 라인(SCL: Serial CLock)을 통하여 연결되며, 데이터 라인(SDA)을 통해 각각의 반도체 장치들에 각종 데이터를 전달하거나, 각각의 반도체 장치들로부터 응답을 전달 받는다. 또, 클럭 라인(SCL)을 통해 데이터의 전송 속도와 동기를 맞추기 위한 기준 클록을 발생시킨다.

반도체 장치들(10, 20, 30, 40, 50)은 다양한 반도체 장치들이 될 수 있으며, 예로 들면 센서(Sensor), 디지털-아날로그 컨버터(DAC), 메모리 장치(Memory device) 등이 있다. 반도체 장치들(10, 20, 30, 40, 50)은 MCU(10)가 발생하는 클록에 동기를 맞추어 데이터를 전송하거나 전송된 데이터를 수신한다.

MCU(1)가 전송을 개시하는 시작 상태를 나타내는 클럭 펄스를 생성하여 출력하면, 데이터 라인(SDA)과 클럭 라인(SCL)에 연결되어 있는 반도체 장치들(10, 20, 30, 40, 50)은 이를 수신하여 인식한 다음, 이후의 데이터를 기다린다. 이 후, MCU(1)가 반도체 장치들(10, 20, 30, 40, 50)에게 통신을 원하는 반도체 장치(20)의 고유 주소를 데이터 라인(SDA)을 통하여 보내고, 각각의 반도체 장치들(10, 20, 30, 40, 50)들은 이를 수신하여 자신의 주소와 비교한다.

비교결과 고유 주소가 일치하는 제2 반도체 장치(20)는 주소 이후에 전송되는 데이터를 수신하고, 데이터를 이상 없이 받았다는 응답을 보낸다.

끝으로, MCU(1)는 고유 주소가 일치하는 제2 반도체 장치(20)의 응답을 수신한 후에 전송을 종료하는 클럭 펄스를 생성하여 출력하고 전송을 끝내게 된다.

여기서, 고유 주소는 각각의 반도체 장치들(10, 20, 30, 40, 50)을 구분하기 위하여 각각의 반도체 장치에 부여한 주소로서 고유 ID라 할 수 있다. 이때, 각각의 반도체 장치들(10, 20, 30, 40, 50)의 고유 주소(이후 고유 ID로 지칭함)는 통신을 개시하기 전에 미리 설정을 해놓아야 하는데, 종래에는 반도체 장치에 구비된 복수개의 스위치를 조작하여 부여하거나, 반도체 장치의 어드레스 핀을 설정하여 고유 ID를 부여하였다.

상기와 같은 종래의 시리얼 통신 시스템에 있어서 ID 부여 방법은 시스템의 반도체 장치들에 각기 다른 고유 ID를 부여하기 위하여 사용자가 일일이 스위치의 설정을 달리 해 주어야 하는데, 사용자에 의해 고유 ID가 잘못 설정된 경우 기기가 오작동할 수 있으며, 반도체 장치가 사용자의 직접 접근이 용이하지 못한 곳에 위 치에 장착되는 경우에는 고유 ID를 바꾸는 것이 어렵게 된다. 또한, 부여한 고유 ID의 중복이나 누락을 확인해야 하는 번거로움이 존재한다.

그리고, 종래의 시리얼 통신 시스템은 같은 기능을 하는 반도체 장치들을 동일한 고유 ID를 가지고 있는 경우는 통신할 수 없다. 이를 해결하기 위해 같은 기능을 하는 반도체 장치들의 고유 ID를 다르게 설정하고 연결하더라도 부여될 수 있는 고유 ID(어드레스)는 한정되어 있기 때문에 그 이상의 장치는 연결하기 어렵고, 같은 기능을 하는 반도체 장치를 각각 다르게 지정하여 통신해야하는 번거로움이 있다. 따라서, 동일한 고유 ID를 이용하여 복수개의 반도체 장치 각각을 지정하여 통신하기 위해 별도의 장치와 ID 부여 방법이 필요하다.

본 발명의 목적은 고유 ID가 같은 복수개의 반도체 장치 간에 시리얼 버스 통신을 할 수 있도록 서브 ID를 부여하는 시리얼 통신 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고유 ID가 같은 복수개의 반도체 장치 간에 시리얼 버스 통신을 할 수 있도록 서브 ID를 부여하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템은 제1 통신라인을 통하여 클럭신호를 전송하고, 제2 통신라인을 통하여 서브 ID를 포함한 데이터를 전송하는 제어장치 및 각각이 동일한 고유 ID가 설정되어 있고, 온(ON) 되면 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 스위치를 각각 구비하고, 상기 클럭신호에 응답하여 상기 서브 ID를 포함한 데이터를 저장한 뒤, 상기 스위치를 온하여 상기 서브 ID를 순차적으로 저장하는 복수개의 종속 연결된 반도체 장치들을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 상기 반도체 장치는 입력장치인 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 상기 입력장치는 터치 센서인 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 상기 반도체 장치들은 상기 제1 통신라인이 공통으로 연결되고, 상기 제2 통신라인은 처음 단의 상기 입력단자에 연결되며, 종속되는 다음 단은 상기 입력단자에는 앞단의 상기 출력단자가 연결되어, 각각이 상기 클럭신호에 응답하여 상기 서브 ID를 저장한 후, 종속되는 다음 단에 상기 제2 통신라인이 연결되도록 상기 스위치를 온(ON)하여 각각에 순차적으로 상기 서브 ID를 저장하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 상기 반도체 장치들은 상기 제2 통신라인이 공통으로 연결되고, 상기 제1 통신라인은 처음 단의 상기 입력단자에 연결되며, 종속되는 다음 단은 상기 입력단자에는 앞단의 상기 출력단자가 연결되어, 각각이 상기 클럭신호에 응답하여 상기 서브 ID를 저장한 후, 종속되는 다음 단에 상기 제1 통신라인이 연결되도록 상기 스위치를 온(ON)하여 각각에 순차적으로 상기 서브 ID를 저장하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 상기 반도체 장치는 상기 클럭신호가 인가되는 클럭단자 및 최초 전압인가 시 상기 스위치를 오프(OFF)하며, 수신되는 상기 데이터에 응답하여 상기 서브 ID를 저장하고, 상기 스위치를 제어하며, 수신이 문제없이 완료되었다는 애크놀러지 신호 또는 자신의 데이터를 출력하는 제어부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 상기 반도체 장치는 상기 데이터를 수신하여 해석하고, 상기 해석된 데이터를 상기 제어부로 출력하는 입력 데이터 해석부 및 상기 제어부에서 출력되는 신호를 인가받아 소정의 프로토콜을 이용하여 출력하는 출력 데이터 발생부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 상기 데이터는서브 ID를 저장하기 위한 서브 ID 저장 프로토콜인 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 상기 서브 ID 저장 프로토콜은 상기 데이터 전송의 시작을 나타내는 시작신호, 상기 고유 ID, 상기 반도체 장치의 동작을 지시하는 명령어, 상기 서브 ID, 상기 애크놀러지 신호 및 상기 데이터 전송의 끝을 나타내는 종료신호를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 상기 에크놀러지 신호는 상기 반도체 장치에서 상기 고유 ID, 명령어, 및 서브ID를 각각 수신할 때마다 생성하여 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 상기 제어부는 수신되는 상기 서브 ID 저장 프로토콜을 이용하여 상기 서브 ID 저장 프로토콜의 고유 ID와 설정된 상기 고유 ID를 비교하여 일치하면, 상기 명령어가 상기 서브 ID를 저장하기 위한 명령어인지 비교하고, 상기 명령어가 서브 ID 저장 명령어이며, 저장된 서브 ID가 없으면, 수신된 상기 데이터의 서브 ID를 상기 반도체 장치의 서브 ID로 저장하고, 상기 스위치를 온(ON)하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 상기 제어부는 상기 서브 ID를 재설정 하기위한 서브 ID 재설정 프로토콜을 이용하여 상기 모든 반도체 장치 각각에 저장된 상기 서브 ID를 지우고 상기 스위치를 오프(OFF)하고, 상기 서브 ID를 재저장 한 후, 상기 스위치를 온(ON)하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 상기 스위치는 최초 전원이 인가되거나, 상기 서브 ID가 저장되지 않았으면 오프(OFF) 상태이고, 상기 서브 ID가 저장되면 온(ON)되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 시리얼 통신 시스템은 적어도 한 개 이상의 상기 제어장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 시리얼 통신 시스템은 상기 반도체 장치들과 병렬로 연결되어 상기 클럭신호와 상기 데이터를 인가받으며, 각각의 상기 고유 ID가 다른 적어도 한 개 이상의 제2 반도체 장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 ID 부여 방법은 제어장치가 클럭신호와 서브 ID를 포함한 데이터를 출력하는 클럭 및 데이터 출력단계 및 반도체 장치가 상기 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터로부터 설정된 고유 ID 이외의 상기 서브 ID를 저장하고, 종속되는 다음 단에 상기 데이터가 전달될 수 있도록 스위치를 온(ON)하는 ID 저장 및 스위치 제어 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 ID 부여 방법의 상기 ID 저장 및 스위치 제어 단계는 상기 클럭신호에 따라 상기 데이터의 시작을 알리는 시작 신호를 감지하고, 상기 데이터에 포함되어 있는 고유 ID를 수신하는 데이터 수신 단계, 상기 데이터로부터 서브 ID를 설정하는 서브 ID 저장단계, 상기 스위치를 온(ON)하는 스위치 조작단계 및 서브 ID를 저장하는 동작을 종료하고, 다음 데이터를 수신하기위해 대기하는 서브 ID 설정 종료단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 ID 부여 방법의 상기 서브 ID 저장단계는 상기 수신된 고유 ID와 상기 명령어를 확인하는 고유 ID 및 명령어 확인 단계 및 상기 저장된 서브 ID를 확인하고, 상기 데이터의 서브 ID를 저장하는 서브 ID 확인 및 ID 저장단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 ID 부여 방법의 상기 고유 ID 및 명령어 확인 단계는 상기 설정된 고유 ID와 상기 수신된 고유 ID를 비교하여 일치하지 않으면 상기 데이터 수신 단계를 실행하는 고유 ID 비교 단계, 상기 데이터에 포함되어 있는 명령어를 수신하는 명령어 수신 단계 및 상기 수신된 명령어가 서브 ID 저장 명령어 인지 확인하여 서브 ID 저장 명령어이면 다음 단계를 실행하는 서브 ID 명령 확인 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시리얼 통신 시스템의 ID 부여 방법의 상기 서브 ID 확인 및 ID 저장단계는 상기 저장된 서브 ID가 있는지 확인하여 저장된 서브 ID가 있으면 맞지 않는 명령어로 판단하고, 상기 서브 ID 설정 종료단계를 실행하는 서브 ID 확인단계, 저장된 서브 ID가 없으면, 상기 데이터에 포함되어 있는 서브 ID를 수신하는 서브 ID 수신단계 및 상기 수신된 서브 ID를 저장하는 서브 ID 저장단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 시리얼 통신 시스템 및 이의 ID 부여방법은 종래의 시리얼 통신 시스템에서 같은 기능을 하는 반도체 장치들을 동일한 고유 ID를 부여하여 통신할 수 없었던 것을 고유 ID가 동일한 반도체 장치들 각각에, 고유 ID이외의 서브 ID를 부여하므로 고유 ID와 서브 ID를 이용하여 각각의 반도체 장치를 지정하여 통신할 수 있다. 또한, 본 발명의 시리얼 통신 시스템을 이용하면 고유 ID가 같은 각각의 반도체 장치의 서브 ID는 자동으로 설정할 수 있으며, 종래의 시리얼 통신 시스템에 연결하여 적은 수의 어드레스를 사용하더라도 그 이상으로 많은 장치를 연결하여 통신할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 반도체 장치 및 이의 ID 부여방법을 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 장치의 구성도로서, 반도체 장치(200)는 스위치(240), 제어부(230), 입력 데이터 해석부(210), 출력 데이터 발생부(220), 입출력 단자들(251, 252), 클럭단자(253)를 구비한다.

도2에 나타낸 블록들의 기능을 설명하면 다음과 같다.

제어부(230)는 입력 데이터 해석부(210)를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하며, 입력 데이터 해석부(210)의 출력을 인가받아, 인가받은 데이터를 해석하고, 데이터의 명령어에 따른 동작을 하거나 데이터를 저장을 하며, 출력 데이터 발생부(220)로 데이터를 출력한다. 또한 별도의 내부 저장 공간(미도시)을 가지며, 고유 ID 및 서브 ID를 저장하고, 서브 ID의 유무에 따라 스위치(240)를 조작(ON 또는 OFF)을 위한 신호를 출력한다. 이때, 최초 전압이 인가 될 때, 제어부(230)는 먼저 스위치(240)를 오프(OFF)한 후 상기 동작을 한다.

여기서, 고유 ID는 다른 반도체 장치와 식별하기 위하여 반도체 장치에 설정된 ID(주소)며, 서브 ID는 동일한 고유 ID를 갖는 반도체 장치들을 식별하기 위해 반도체 장치에 부여되는 ID(주소)로 동일한 고유 ID를 갖는 반도체 장치는 고유 ID이외에 서브 ID를 가지고 통신을 한다.

스위치(240)는 입출력 단자들(251, 252)을 연결하여 동일한 고유 ID를 갖는 다른 반도체 장치와 데이터 라인(D_LN)을 연결하게 된다. 처음 전원이 인가 시 스위치는 오프(OFF) 상태이고, 서브 ID의 설정하게 되면 스위치(240)가 온(ON) 되어 입출력 단자들(251, 252)이 연결된다. 스위치(240)는 제어부(230)의 제어 신호에 따라 온-오프 된다.

입력 데이터 해석부(210)는 클럭 단자(253) 통하여 인가되는 기준 클럭에 응답하여 MCU(Micro Controller Unit) 또는 다른 반도체 장치들로부터 데이터 라인(D_LN)을 통하여 데이터를 입력받고, 데이터를 해석한 후 제어부(230)로 출력한다.

출력 데이터 발생부(220)는 출력 데이터를 인가받아 이에 대응하는 소정의 프로토콜을 갖는 데이터를 생성하여 클럭 단자(253) 통하여 인가되는 기준 클럭에 응답하여 데이터 라인(D_LN)으로 출력한다.

여기서, 제어부(230)는 입력 데이터 해석부(210) 및 출력 데이터 발생부(220)를 제어할 수 있음은 당연하다. 또한, 제어부(230)는 입력 데이터 해석부(210) 및 출력 데이터 발생부(220)를 포함할 수 있음은 당연하다.

그리고 여기서는 본 발명의 요지에 따라 ID 발생에 관한 제어부(230)의 동작 만을 설명하였으나, 제어부(230)는 반도체 장치(200)에 포함된 고유 기능(예: 터치 센서, 외부 스위치 제어, 광원 제어 등)의 데이터를 받아서 처리 할 수도 있음은 당연하다.

도 3은 본 발명에 따른 시리얼 통신 시스템의 구성을 나타내는 도면으로서, MCU(300), 고유 ID가 같은 반도체 장치들(200-1 ~ 200-N)이 연결되어 구성된다.

도2를 참조하여 도3의 시리얼 통신 시스템의 구성을 설명하면 다음과 같다.

MCU(Main Control Unit, 300)는 각각의 반도체 장치들(200-1 ~ 200-N)과 데이터 라인(D_LN), 클럭 라인(CLK_LN)을 통하여 연결되며, 데이터 라인(D_LN)을 통해 각각의 반도체 장치들에 각종 데이터를 전달하거나, 각각의 반도체 장치들로부터 응답을 전달 받는다. 또, 클럭 라인(CLK_LN)을 통해 데이터의 전송 속도와 동기를 맞추기 위한 기준 클록을 발생시킨다.

각각 반도체 장치들(200-1 ~ 200-N)은 다양한 반도체 장치들이 될 수 있으며, MCU(300)가 발생하는 클록에 동기를 맞추어 데이터를 전송하거나 전송된 데이터를 수신한다.

MCU(300)와 반도체 장치들(200-1 ~ 200-N)은 MCU(300)로부터 제1 반도체 장치(200-1)부터 제N 반도체 장치(200-N)까지 N 개의 반도체 장치가 순차적으로 배치되며, 클럭 라인(CLK_LN)을 공유하고, 각각의 반도체 장치(200-1 ~ 200-N)의 스위치(SW)를 통하여 연결되는 데이터 라인(D_LN)을 공유한다.

또한 각각의 반도체 장치들(200-1 ~ 200-N)은 MCU(300)로부터 클럭 라인(CLK_LN)을 통하여 클럭을 인가받으며, MCU(300)로부터 통신 프로토콜을 이용하 여 클럭에 따라 고유 ID 이외에 서브 ID를 전송 받아 순차적으로 저장하며, 서브 ID를 저장하면 스위치(SW)를 연결하여 다음 단의 반도체 장치와 데이터 라인(D_LN)을 연결시킨다.

여기서, 각각의 반도체 장치들(200-1 ~ 200-N)은 저장된 서브 ID를 통하여 MCU(300) 또는 각각의 반도체 장치들(200-1 ~ 200-N) 간에 통신 할 수 있다.

따라서, 동일한 고유 ID를 가진 반도체 장치들도 서브 ID를 다르게 설정함으로서 통신이 가능하게 된다.

도2를 참조하여 도3의 시리얼 통신 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.

전원이 인가되면, MCU(300)는 고유 ID가 동일한 각각의 반도체 장치(200-1 ~ 200-N)를 식별할 수 있도록 서브 ID를 부여한다.

전원이 인가되면 반도체 장치들(200-1 ~ 200-N)의 각각의 스위치들(SW1 ~ SW(N))은 오프(OFF)되어 있다.

이 후, MCU(300)가 미리 정해진 프로토콜을 이용하여 고유 ID와 내부에서 생성한 서브 ID, 명령어를 포함된 데이터를 데이터 라인(D_LN)으로 출력하면, MCU(300)와 데이터 라인(D_LN)이 연결된 제1 반도체 장치(200-1)의 입력 데이터 수신부(210)는 MCU(300)의 출력 데이터를 수신하여 각각의 수신된 데이터를 해석하고 제어부(230)로 출력한다. 제어부(230)는 고유 ID, 서브 ID, 명령어를 순차적으로 입력받고, 각각을 수신할 때마다 데이터를 문제없이 수신하였다는 응답으로 애크놀러지(Acknowledge) 비트를 생성하여 출력한다. 출력 데이터 발생부(220)는 제어부(230)의 출력 데이터를 데이터 라인(D_LN)으로 출력한다.

이때, MCU(300)는 데이터를 출력하기 전 데이터를 출력한다는 신호로 시작신호를 출력하고, 데이터를 모두 출력한 후에는 데이터 출력을 종료한다는 신호로 종료 신호를 출력한다. 반도체 장치들은 시작 신호를 수신하면 데이터를 수신하기 위해 대기하고, 종료 신호를 수신하면 데이터가 끝났으므로 새로운 데이터를 수신하기 위해 시작 신호를 수신 대기한다.

먼저 제어부(230)는 MCU(300)에서 출력된 시작 신호를 수신한 다음, 고유 ID를 수신하고, 자신의 고유 ID와 해석한 데이터의 고유 ID를 비교한다.

자신의 고유 ID와 해석된 데이터의 고유 ID가 일치하면, 제1 반도체 장치(200-1)는 데이터를 문제없이 수신하였다는 응답으로 애크놀러지(Acknowledge) 비트를 생성하여 출력한다.

이때, 고유 ID가 일치하지 않으면 애크놀러지 비트를 출력하지 않고, 동작을 종료하고, 시작신호를 수신하기 위하여 대기한다.

MCU(300)는 애크놀러지 비트를 수신한 후 다음으로 명령어를 출력하고, 제어부(230)는 명령어를 수신하여 확인한다. 명령어를 확인한 후, 수신한 명령어가 서브 ID 저장을 위한 명령어이면, 저장된 서브 ID가 있는지 확인한다.

제1 반도체 장치(200-1)는 서브 ID가 없으면 데이터를 문제없이 수신하였다는 응답으로 애크놀러지 비트를 생성하여 출력하고, 다음 데이터를 수신한다.

이때, 서브 ID가 있으면 잘못된 명령으로 판단하고 애크놀러지 비트를 출력하지 않는다. 그리고 동작을 종료한 후 시작 신호가 수신될 때까지 대기한다.

MCU(300)는 애크놀러지 비트를 수신한 후 다음으로 서브 ID를 출력하고, 제 어부(230)는 서브 ID를 수신하여 수신한 서브 ID를 자신의 서브 ID로 저장하고, 스위치(SW1)를 온(ON) 한다. 이 후, 제1 반도체 장치(200-1)는 데이터를 문제없이 수신했다는 응답으로 애크놀러지 비트를 생성하여 출력한다.

다시 말하면, 반도체 장치(200-1)는 자신의 고유 ID와 해석된 데이터의 고유 ID가 일치하고, 서브 ID 저장을 위한 명령어를 수신하면 저장된 서브 ID를 확인한다. 확인 후, 자신의 서브 ID가 있으면 서브 ID 저장 명령에 의한 동작을 종료하고, 다른 데이터를 수신하기 위하여 대기 상태가 된다. 자신의 서브 ID가 없으면 서브 ID를 수신하고 저장한 후, 스위치(SW1)를 온(ON)한다.

제1 반도체 장치(200-1)의 스위치(SW1) 온(ON) 동작으로 MCU(300)와 제2 반도체 장치(200-2)는 데이터 라인(D_LN)으로 연결된다.

MCU(300)는 애크놀러지 비트(ACK)를 수신한 이 후, 첫 번째 데이터가 끝났다는 종료 신호를 출력하고, 제2 반도체 장치(200-2)의 서브 ID를 설정하기 위하여 두 번째 서브 ID가 데이터를 생성하여 출력한다.

이때, MCU(300)에서 출력되는 데이터는 제1 반도체 장치(200-1)와 제2 반도체 장치(200-2)가 같이 수신하게 된다.

MCU(300)는 시작 신호를 시작으로 고유 ID를 출력한다. 고유 ID를 수신한 각각의 반도체 장치(200-1, 200-2)의 제어부(230)는 자신의 고유 ID와 해석된 데이터의 고유 ID를 비교한다.

자신의 고유 ID와 해석된 데이터의 고유 ID가 일치하면, 각각의 반도체 장치(200-1, 200-1)는 데이터를 문제없이 수신하였다는 응답으로 애크놀러지 비트를 생성하여 출력한다.

MCU(300)는 애크놀러지 비트를 수신한 후 다음으로 명령어를 출력하고, 각각의 반도체 장치(200-1, 200-2)의 제어부(230)는 명령어를 수신하여 확인한다. 명령어를 확인한 후, 수신한 명령어가 서브 ID 저장을 위한 명령어이면, 저장된 서브 ID가 있는지 확인한다.

이때, 제1 반도체 장치(200-1)는 저장된 서브 ID가 있으므로, 잘못된 명령으로 판단하여 애크놀러지 비트를 출력하지 않고, 동작을 종료한 후 시작 신호가 수신될 때까지 대기한다.

제2 반도체 장치(200-2)는 저장된 서브 ID가 없으므로 애크놀러지 비트를 생성하여 출력하고, 다음 데이터를 수신한다.

MCU(300)는 애크놀러지 비트를 수신한 후 다음으로 서브 ID를 출력하고, 제어부는 서브 ID를 수신하여 수신한 서브 ID를 자신의 서브 ID로 저장하고, 스위치(SW2)를 온(ON)한다. 이 후, 제2 반도체 장치(200-2)는 데이터를 문제없이 수신했다는 응답으로 애크놀러지 비트를 생성하여 출력한다.

제2 반도체 장치(200-2)의 스위치(SW2) 온(ON) 동작으로 MCU(300)와 제3 반도체 장치(200-3)는 데이터 라인(D_LN)으로 연결된다.

여기서, 서브 ID 저장을 위한 명령어가 아닌 다른 동작을 위한 명령어가 수신되면 자신의 서브 ID를 수신한 서브 ID와 비교하고 일치하면 명령어를 실행하여 데이터를 출력하거나, 명령어를 실행하기 위하여 또 다른 데이터를 수신을 위해 대기 상태가 되고, 데이터를 수신한 후 명령어에 따른 결과를 출력한다.

상기와 같은 동작을 반복하여 제3 반도체 장치(200-3) 및 제N 반도체 장치(200-N)까지 MCU(300)부터 출력되는 서브 ID를 저장한다.

이때, MCU(300)는 수신한 애크놀러지 비트가 일정시간 이후에도 애크놀러지 비트를 수신되지 않으며 종료 신호를 출력한 다음 설정한 횟수만큼 시작 신호를 시작으로 데이터를 출력한다. 이때도 애크놀러지 비트가 수신되지 않으면, 더 이상의 동일한 고유 ID를 지닌 반도체 장치가 존재하지 않는 것으로 생각하여 서브 ID 부여 동작을 종료하고, 프로토콜을 통하여 반도체 장치의 목적에 맞는 동작을 개시한다.

또한, 고유 ID가 동일한 반도체 장치가 MCU(300)의 출력데이터를 수신하고 해석하여 각각의 고유 ID와 비교하는 것은 고유 ID가 다른 반도체 장치와 연결될 수 있기 때문인데, 고유 ID가 다른 반도체 장치가 없다면 고유 ID는 사용하지 않을 수도 있음은 당연하다.

상기와 같이, 반도체 장치들(200-1 ~ 200-N)은 MCU(300)와 연결되는 클럭 라인(CLK_LN)을 공유하고, MCU(300)와 연결되는 데이터 라인(D_LN)을 각각의 반도체 장치(200-1 ~ 200-N)에 구비된 스위치(SW)를 통하여 공유하는 것을 예로 들었지만, 데이터 라인(D_LN)을 공유하고, 클럭 라인(CLK_LN)이 각각의 반도체 장치(200-1 ~ 200-N)에 구비된 스위치(SW)를 통하여 공유될 수도 있음은 당연하다.

도 4는 도3의 시리얼 통신 시스템의 서브 ID 저장 프로토콜의 실시예이다.

도 2 및 도 3을 참조하여 도4의 서브 ID 저장 프로토콜을 설명하면 다음과 같다.

서브 ID 저장 프로토콜(400)은 ID 설정 데이터의 시작을 나타내는 1비트의 시작신호(S), 1비트의 애크놀러지 비트(A), 1비트의 종료신호(P)가 포함되고, 고유 ID(DEVICE_ID, 410), 명령어(COMMAND, 420), 서브 ID(SUB_ID, 430)로 구성된다.

시작신호(S)는 프로토콜을 시작을 반도체 장치에 알려 반도체 장치들이 데이터를 수신 할 수 있도록 대기시킨다.

애크놀러지 비트(A)는 이 비트 구간동안 데이터를 수신한 반도체 장치의 응답을 생성하여 출력하고 데이터를 송신한 반도체 장치는 이를 수신한다.

고유 ID(410)는 다른 반도체 장치와 식별하기 위하여 반도체 장치에 설정된 ID(주소)이다. 동일한 고유 ID(410)를 갖는 반도체 장치들 전부를 선택할 수 있으며, 한 개의 반도체 장치만 고유 ID(410)가 설정되어 한 개의 반도체 장치만 선택할 수도 있다.

명령어(420)는 반도체 장치의 동작을 지정하게 된다. 읽기, 쓰기 및 설정 등이 될 수 있다.

서브 ID(430)는 동일한 고유 ID(410)를 갖는 반도체 장치를 식별하기 위해 반도체 장치에 부여되는 ID(주소)이다. 또한 동일한 고유 ID(410)를 갖는 반도체 장치들(200-1 ~ 200-N) 중 부여된 서브 ID(430)를 통하여 통신하고자 하는 반도체 장치를 선택할 수 있다.

종료신호(S)는 프로토콜을 끝을 반도체 장치에 알려 반도체 장치들이 데이터 수신을 종료 할 수 있도록 한다.

전원 인가 후, MCU(300)는 데이터 라인(D_LN)과 클럭 라인(CLK_LN)으로 연결 된 반도체 장치의 서브 ID를 설정하기 위하여 시작신호(S), 애크놀러지 비트(A), 종료신호(P), 고유 ID(410), 명령어(420), 및 서브 ID(430)를 포함된 서브 ID 저장 프로토콜을 데이터 라인(D_LN)으로 출력한다. 서브 ID 저장 프로토콜을 수신한 반도체 장치의 입력 데이터 해석부(210)는 이를 순차적으로 해석하여 제어부(230)로 출력하고, 제어부(230)는 해석된 데이터를 처리하고, 애크놀러지 비트(A) 구간에 애크놀러지 비트를 생성하여 출력한다.

여기서, 설명의 편의상 시작신호, 애크놀러지 비트, 및 종료신호를 1비트로 하였으나, 여러 개 비트로 할 수 있음은 당연하다.

그리고 애크놀러지 비트(A)는 고유 ID(410), 명령어(420), 및 서브 ID(430) 각각을 수신할 때 마다 생성하여 출력하지 않고, 종료신호(P) 이전에 한번 출력할 수도 있음은 당연하다.

본 발명에서는 서브 ID 설정 프로토콜만을 실시예로 들었지만, 데이터 저장 프로토콜, 데이터 읽기 프로토콜 및 서브 ID 재설정 프로토콜 등 통신에 필요한 프로토콜을 정하여 통신할 수 있음은 당연하다.

또한 본 발명에서는 서브 ID 프로토콜의 고유 ID, 명령어, 및 서브 ID를 각각 수신할 때마다 동작하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 서브 ID 프로토콜의 고유 ID, 명령어, 및 서브 ID를 모두 수신하여 수신한 데이터 저장한 후, 저장된 데이터를 이용하여 동작할 수 있음은 당연하다.

도 5는 도3의 시리얼 통신 시스템의 ID를 부여하는 방법에 대한 흐름도이다.

도 5의 동작은 도2, 도3, 및 도4의 구성과 동작을 기본으로 하여 구성되므로 이를 참조하여 반도체 장치의 ID를 부여하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

이때, 서브 ID 저장 프로토콜(400)을 수신하고 애크놀러지 비트(A)를 생성하여 출력하는 것은 생략하기로 한다.

전원이 인가되면, 각각의 반도체 장치들의 스위치(230)는 오프(OFF) 되어 있고, MCU(300)는 고유 ID(410), 명령어(420) 및 서브 ID(430)가 포함된 서브 ID 저장 프로토콜을 순차적으로 데이터 라인(D_LN)으로 출력한다.(단계 S501)

시작신호(S) 감지 이후, 반도체 장치는 MCU(300)로부터 서브 ID 설정 프로토콜(400)에 의하여 고유 ID를 수신한다.(단계 S505)

반도체 장치의 제어부(230)는 고유 ID(410)와 해석한 데이터의 고유 ID(410)를 비교한다.(단계 S510)

이때, 반도체 장치의 고유 ID(410)와 해석한 데이터의 고유 ID(410)를 비교한 결과, 일치하지 않으면 MCU(300)로부터 시작신호(S)를 다시 수신하기 위하여 대기한다.(단계 S505)

반면에, 반도체 장치의 고유 ID(410)와 해석한 데이터의 고유 ID(410)가 일치하면 뒤이어 수신한 명령어(410)에 따라 동작하며(단계 S512), 명령어가 서브 ID 설정 명령어 이면 저장된 서브 ID가 없는지 확인한다.(단계 S520)

이때, 저장된 서브 ID가 있으면 반도체 장치는 이미 서브 ID(430)를 설정한 것이므로 서브 ID 설정 동작을 종료하고, 시작신호를 수신 대기한다.(단계 S535)

여기서, 수신한 명령어(410)어 서브 ID 설정 명령어가 아니면, 뒤이어 수신되는 서브 ID(430)와 저장된 서브 ID를 비교하고, 같지 않으면 동작을 종료하고, 시작신호를 수신 대기한다.(미도시) 수신된 서브 ID(430)와 저장된 서브 ID가 같으면 명령어에 따른 동작을 수행한다.(미도시)

단계 S520의 확인 결과 반도체 장치에 저장된 서브 ID가 없으면, 뒤이어 수신되는 서브 ID(430)를 이용하여 반도체 장치에 서브 ID(430)를 설정한다.(단계 S525)

서브 ID(430)의 설정이후, 스위치(240)를 온(ON) 하여 다음단의 반도체 장치에 데이터 라인(D_LN)을 연결한다.(단계 S530)

이후, 종료신호(P)를 수신하여 동작을 종료하고, 시작신호(S)를 수신대기 한다.(단계 S535)

상기에서 설명한 반도체 장치의 서브 ID는 최초 전원이 인가되었을 때, 한 번만 설정하거나, MCU와 반도체 장치의 전원이 오프(OFF)되었다가 다시 인가될 때 마다 설정할 수 있으며, 상기 프로토콜의 명령어에 따라 모든 반도체 장치의 서브 ID를 지우고, 스위치를 오프(OFF)시킨 후 재설정할 수도 있음은 당연하다.

또한, 본 발명에서는 설명하지 않았지만, 적어도 한 개 이상의 MCU를 구비하고, MCU와 반도체 장치 간에 프로토콜을 설정하여 통신할 수 있으며, 반도체 장치와 반도체 장치 간에도 통신할 수 있음은 당연하다.

도 6은 본 발명에 따른 시리얼 통신 시스템의 실시 예를 나타낸 도면으로서, MCU(300), 고유 ID가 각각 다른 복수개의 반도체 장치(610, 620, 650, 660), 고유 ID가 같은 복수개의 제1 터치 센서 그룹(631) 및 고유 ID가 같은 복수개의 제2 터치 센서 그룹(641)으로 구성되어 있다.

도6은 본 발명의 실시 예이므로 도2, 도3, 도4 및 도5의 구성이나 동작이 포함되는 것이 당연하다. 따라서 도2, 도3, 도4 및 도5를 이용하여 도6의 본 발명에 따른 시리얼 통신 시스템의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

MCU(300)는 각각의 반도체 장치들(610, 620, 650, 660)과 데이터 라인(D_LN)과 클럭 라인(CLK_LN)을 통하여 연결되며, 데이터의 전송 속도와 동기를 맞추기 위해 기준 클럭을 발생하여 클럭 라인(CLK_LN)을 통하여 출력하고, 기준 클럭에 따라 데이터 라인(D_LN)을 통하여 각각의 반도체 장치들로 각종 데이터를 전달하거나, 각각의 반도체 장치들로부터 응답을 전달 받는다.

반도체 장치들(610, 620, 650, 660)은 각종 입력 장치(Input device) 및 각종 출력 장치(Output device) 등으로 다양한 반도체 장치들이 될 수 있으며, MCU(300)가 클럭 라인(CLK_LN)으로 출력하는 기준 클럭에 동기를 맞추어 데이터를 전송하거나 수신한다.

제1 터치 센서 그룹(631) 및 제2 터치 센서 그룹(641)은 복수개의 터치 센서(630-1 ~ 630-4, 640-1 ~ 640-4)로 구성되어 있으며, 각각의 터치 센서(630-1 ~ 630-4, 640-1 ~ 640-4)는 터치 패드(미도시)를 구비하고, 각각의 터치 센서(630-1 ~ 630-4, 640-1 ~ 640-4)내의 제어부(230)에서 접촉물체(미도시)가 터치 패드에 접촉되는지를 판단하여 접촉 데이터를 생성하고, 접촉 데이터를 MCU(300)가 발생하는 기준 클럭에 동기를 맞추어 전송하거나 수신한다.

여기서, 제1 및 제2 터치 센서 그룹(631, 641)은 그룹 내의 각각의 터치 센서(630, 640)의 고유 ID(410)가 동일하고, 제1 터치 센서 그룹(631)의 고유 ID(410)와 제2 터치 센서 그룹(641)의 고유 ID(410)는 다른 뿐만 아니라, 복수개의 반도체 장치(610, 620, 650, 660)와도 고유 ID(410)가 일치하지 않는다.

MCU(300)와 복수개의 반도체 장치(610, 620, 650, 660)는 서브 ID(430)가 포함되지 않는 통신 프로토콜(미도시)을 이용하여 명령어(420)와 데이터(미도시)를 송수신하고, MCU(300)와 제1 및 제2 터치 센서 그룹(631, 641)은 서브 ID(430)가 포함된 통신 프로토콜을 이용하여 명령어(420)와 데이터를 송수신한다.

예를 들어, 복수개의 반도체 장치(610, 620, 650, 660)는 통신 프로토콜의 고유 ID(410)를 수신하여 자신의 고유 ID(410)와 비교하고 일치하면, 뒤이어 수신되는 서브 ID(430)는 무시하고, 명령어(420)에 따라 데이터를 저장하거나, 데이터를 전송하는 동작을 한다.

제1 및 제2 터치 센서 그룹(631, 641)의 각각의 터치 센서(630-1 ~ 630-4, 640-1 ~ 640-4)는 통신 프로토콜의 고유 ID(410)를 수신하여 자신의 고유 ID(410)와 비교하여 일치하면, 계속하여 명령어(420)와 서브 ID(430)를 수신하고, 수신되는 서브 ID(430)를 자신의 서브 ID(430)와 비교하여 일치하면, 명령어(420)에 따라 수신되는 데이터를 저장하거나, 각각의 접촉 데이터를 전송하는 동작을 한다.

여기서, 제1 및 제2 터치 센서 그룹(631, 641)의 각각의 터치 센서(630-1 ~ 630-4, 640-1 ~ 640-4)의 서브 ID 지정은 도5를 참조하고, 설명은 생략하도록 한다.

그리고, 제1 및 제2 터치 센서 그룹(631, 641)의 각각의 터치 센서(630-1 ~ 630-4, 640-1 ~ 640-4)와 복수개의 반도체 장치(610, 620, 650, 660) 각각이 서로 통신 할 수 있음은 당연하다.

도 7은 도6의 터치센서를 나타낸 블록도로서, 스위치(240), 제어부(230), 입력 데이터 해석부(210), 출력 데이터 발생부(220), 입출력 단자들(251, 252), 클럭단자(253), 펄스신호 발생부(700), 펄스신호 전달부(710), 펄스신호 검출부(720) 및 터치 패드(PAD)로 구성되어 있다.

도2 및 도6을 참조하여, 도7을 구성과 동작을 설명하면 다음과 같다.

여기서, 도2와 동일한 구성 및 동작을 스위치(240), 출력 데이터 발생부(220), 입력 데이터 해석부(210) 및 제어부(230)는 도2와 동일한 번호를 부여하고, 설명은 생략하기로 한다. 특히 제어부(230)는 도2에서의 제어 기능에 터치센서의 제어기능이 추가된다.

펄스신호 발생부(700)는 제어부(230)로부터 전송되는 제어신호(P_CO)에 따라 펄스신호(PUL)의 펄스폭을 설정하고, 설정된 펄스폭을 가지는 펄스신호(PUL)를 발생한다.

펄스신호 전달부(710)는 소정의 정전용량을 가지는 접촉 물체가 접촉되는 터치 패드(PAD)를 구비하고, 터치 패드(PAD)에 접촉 물체가 비접촉되면 펄스신호(PUL)는 그대로 펄스신호 검출부(720)로 전달하나, 접촉 물체가 접촉되면 펄스신호(PUL)는 터치 패드(PAD)로 인가되어 펄스신호 검출부(720)로는 전달하지 않는다.

이때, 터치 패드(PAD)에 접촉 물체가 접촉되면 펄스신호(PUL)는 접촉 물체의 정전용량에 비례하여 딜레이(Delay)되고, 딜레이(Delay)된 펄스신호(PUL)가 펄스신호 검출부(720)로 출력될 수도 있다.

펄스신호 검출부(720)는 펄스신호 전달부(710)에 의해 전달되는 펄스신호(PUL)를 검출하고, 검출 결과를 제어부(230)에 통보한다.

이때, 펄스신호 검출부(720)는 펄스신호 발생부(700)에서 출력되는 클럭을 인가받고, 딜레이(Delay)된 펄스신호(PUL)를 인가받아 두 신호를 비교하여 그 결과를 출력할 수도 있다.

제어부(230)는 도2의 제어 기능에 더하여 펄스신호 검출부(720)의 검출 결과에 따라 접촉 물체의 접촉 여부를 알져주는 접촉 데이터(T_S)를 생성하여 출력하며, 도2 및 도6에서 설명한 바와 같이 터치 센서(반도체 장치)내에 구비된 출력 데이터 발생부(220)를 통하여 접촉 데이터(T_S)를 데이터 라인(D_LN)으로 출력한다.

여기서, 펄스 신호 발생부(720), 펄스 신호 전달부(710), 펄스 신호 검출부(720) 및 터치 패드(PAD)는 적어도 한 개 이상 구비하여 한 개 이상의 터치 신호를 발생 할 수 있으며, 터치 패드(PAD)는 터치 센서(750) 외부에 배치 될 수도 있음은 당연하다. 또한, 여기서는 설명의 편의상 터치 센서를 예를 들었지만, 어떤 입력 장치도 될 수 있음은 당연하다.

도 8은 도7의 터치센서의 구조를 도시한 단면도로서, 터치 센서부(800), 에폭시(802), 다이 부착 패드(805), 제1 및 제2 리드 프레임(815, 816), 본딩 와이어(818), 반도체 패키지(860)로 구성되며, 터치 센서부(800)는 터치 패드(810), 절연막(812), 하위 금속막(820), 다이(830)로 구성된다.

도2 및 도7을 참조하여, 도8의 터치센서의 구조를 도시한 단면도를 설명하면 다음과 같다.

터치 패드(810)는 접촉 물체가 접촉되었을 때에 전기적인 상태 변화를 접촉신호로 발생시킨다.

절연막(812)은 터치패드(810)와 하위 금속막(820)을 절연한다.

하위 금속막(820)은 커패시플렉터로 구성되는데, 터치 패드(810)와 동전위의 신호를 인가하여 터치 패드(810)와의 사이에 절연막(812)에서 생기는 기생 커패시턴스의 영향을 감소시킴으로써 터치 패드(810)에 접촉 물체가 접촉할 때 더 큰 커패시턴스의 변화를 얻게 되어 접촉 감도를 증가시킬 수 있다.

여기에서 커패시플렉터(Capaciflector)란 센서의 일종으로서, 센싱 기판과 접지 기판의 두 전극 사이에 리플렉터(Reflector)판을 집어 넣어서 전기장이 바깥으로 돌아서 다른 한쪽 전극으로 가도록 만든 것이다. 이 전기장이 커패시플렉터 센서 근처에 오는 물체들을 감지하게 되어 있는데, 보통의 커패시터와 동일한 원리로 그 전기장 내에 다른 유전 상수 값을 가진 물체가 삽입되면 커패시터의 용량이 변하는 원리를 이용한 것이다.

다이(830)는 터치 패드(810)에서 발생하는 접촉 정보를 인가받아 접촉 정보를 이용하여 터치 패드(810)의 접촉 여부를 판단하여 접촉 데이터를 생성하고, 접촉 데이터를 전송하거나 터치센서에 필요한 데이터를 수신하며, 다음 단의 터치 센서와 데이터 라인(D_LN)을 연결한다.

여기서, 다이(830)는 펄스 신호 발생부(700), 펄스 신호 전달부(710), 펄스 신호 검출부(720), 제어부(230), 출력 데이터 발생부(220), 입력 데이터 해석부(210) 및 스위치(240)를 구비하며, 펄스 신호 발생부(700), 펄스 신호 전달 부(710), 펄스 신호 검출부(720), 제어부(230), 출력 데이터 발생부(220), 입력 데이터 해석부(210) 및 스위치(240)는 도7의 구성요소와 기능이 동일하며, 도7과 동일한 번호를 부여하고 설명은 생략하도록 한다.

에폭시(802)는 절연성 수지로서, 다이(830)를 터치 패드(810)에 접착시켜 고정시키는 역할을 한다.

다이 부착 패드(805)는 다이(830)를 고정하면서, 다이(830)에서 발생하는 열을 방출시킨다.

본딩 와이어(818)는 다이(830) 내의 회로들의 입출력 단자들이 외부 시스템과 접속되도록 제1 및 제2 리드 프레임들(815, 816)과 전기적으로 연결한다.

반도체 패키지(860)는 다이(830)의 원활한 기능 수행을 위하여 외부의 여러 가지 환경으로부터 터치 패드(810), 다이(830), 에폭시(802), 제1 및 제2 리드 프레임들(815, 816), 본딩 와이어(820)를 보호하도록 세라믹과 같은 절연체로 외곽에서 포장한다.

따라서, 상기와 같은 터치 센서는 외부의 다른 장치와 데이터의 송수신이 가능하고, 특히 내부에 구비된 터치 센서부를 이용하여 접촉 물체가 터치 패드에 접촉되면 접촉 여부를 판단하여 접촉 데이터를 생성하고, 접촉 데이터를 외부로 전송할 수 있다.

상기와 같이 설명한 본 발명의 시리얼 통신 시스템은 MCU와 고유 ID가 다른 복수개의 반도체 장치 그리고 고유 ID가 같은 복수개의 반도체 장치가 연결되어 있어도 본 발명에 따라 고유 ID가 같은 복수개의 반도체 장치의 서브 ID를 설정하므 로 서로 데이터를 송수신 할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 시리얼 통신 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 장치의 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 시리얼 통신 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

도 4는 도3의 시리얼 통신 시스템의 서브 ID 저장 프로토콜의 실시 예이다.

도 5는 도3의 시리얼 통신 시스템의 ID를 부여하는 방법에 대한 흐름도이다.

도 6은 본 발명에 따른 시리얼 통신 시스템의 실시 예를 나타낸 도면이다.

도 7은 도6의 터치센서를 나타낸 블록도이다

도 8은 도7의 터치센서의 구조를 도시한 단면도이다.

Claims (20)

1. 제1 통신라인을 통하여 클럭신호를 전송하고, 제2 통신라인을 통하여 서브 ID를 포함한 데이터를 전송하는 제어장치; 및

   각각이 동일한 고유 ID가 설정되어 있고, 온(ON) 되면 입력 단자와 출력 단자를 연결하는 스위치를 각각 구비하고, 상기 클럭신호에 응답하여 상기 서브 ID를 포함한 데이터를 저장한 뒤, 상기 스위치를 온하여 상기 서브 ID를 순차적으로 저장하는 복수개의 종속 연결된 반도체 장치들을 구비하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 반도체 장치는

   입력장치인 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 입력장치는

   터치 센서인 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 반도체 장치들은

   상기 제1 통신라인이 공통으로 연결되고, 상기 제2 통신라인은 처음 단의 상기 입력단자에 연결되며, 종속되는 다음 단은 상기 입력단자에는 앞단의 상기 출력단자가 연결되어, 각각이 상기 클럭신호에 응답하여 상기 서브 ID를 저장한 후, 종 속되는 다음 단에 상기 제2 통신라인이 연결되도록 상기 스위치를 온(ON)하여 각각에 순차적으로 상기 서브 ID를 저장하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 반도체 장치들은

   상기 제2 통신라인이 공통으로 연결되고, 상기 제1 통신라인은 처음 단의 상기 입력단자에 연결되며, 종속되는 다음 단은 상기 입력단자에는 앞단의 상기 출력단자가 연결되어, 각각이 상기 클럭신호에 응답하여 상기 서브 ID를 저장한 후, 종속되는 다음 단에 상기 제1 통신라인이 연결되도록 상기 스위치를 온(ON)하여 각각에 순차적으로 상기 서브 ID를 저장하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 반도체 장치는

   상기 클럭신호가 인가되는 클럭단자; 및

   최초 전압인가 시 상기 스위치를 오프(OFF)하며, 수신되는 상기 데이터에 응답하여 상기 서브 ID를 저장하고, 상기 스위치를 제어하며, 수신이 문제없이 완료되었다는 애크놀러지 신호 또는 자신의 데이터를 출력하는 제어부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 반도체 장치는

   상기 데이터를 수신하여 해석하고, 상기 해석된 데이터를 상기 제어부로 출력하는 입력 데이터 해석부; 및

   상기 제어부에서 출력되는 신호를 인가받아 소정의 프로토콜을 이용하여 출력하는 출력 데이터 발생부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템.
8. 제7항에 있어서, 상기 데이터는

   서브 ID를 저장하기 위한 서브 ID 저장 프로토콜인 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 서브 ID 저장 프로토콜은

   상기 데이터 전송의 시작을 나타내는 시작신호;

   상기 고유 ID;

   상기 반도체 장치의 동작을 지시하는 명령어;

   상기 서브 ID;

   상기 애크놀러지 신호; 및

   상기 데이터 전송의 끝을 나타내는 종료신호를 구비하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 에크놀러지 신호는

    상기 반도체 장치에서 상기 고유 ID, 명령어, 및 서브ID를 각각 수신할 때마다 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템.
11. 제9항에 있어서, 상기 제어부는

    수신되는 상기 서브 ID 저장 프로토콜을 이용하여 상기 서브 ID 저장 프로토콜의 고유 ID와 설정된 상기 고유 ID를 비교하여 일치하면, 상기 명령어가 상기 서브 ID를 저장하기 위한 명령어인지 비교하고, 상기 명령어가 서브 ID 저장 명령어이며, 저장된 서브 ID가 없으면, 수신된 상기 데이터의 서브 ID를 상기 반도체 장치의 서브 ID로 저장하고, 상기 스위치를 온(ON)하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 제어부는

    상기 서브 ID를 재설정 하기위한 서브 ID 재설정 프로토콜을 이용하여 상기 모든 반도체 장치 각각에 저장된 상기 서브 ID를 지우고 상기 스위치를 오프(OFF)하고, 상기 서브 ID를 재저장 한 후, 상기 스위치를 온(ON)하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템
13. 제1항에 있어서, 상기 스위치는

    최초 전원이 인가되거나, 상기 서브 ID가 저장되지 않았으면 오프(OFF) 상태이고, 상기 서브 ID가 저장되면 온(ON)되는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템.
14. 제1항에 있어서, 상기 시리얼 통신 시스템은

    적어도 한 개 이상의 상기 제어장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템.
15. 제1항에 있어서, 상기 시리얼 통신 시스템은

    상기 반도체 장치들과 병렬로 연결되어 상기 클럭신호와 상기 데이터를 인가받으며, 각각의 상기 고유 ID가 다른 적어도 한 개 이상의 제2 반도체 장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템.
16. 제어장치가 클럭신호와 서브 ID를 포함한 데이터를 출력하는 클럭 및 데이터 출력단계; 및

    반도체 장치가 상기 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터로부터 설정된 고유 ID 이외의 상기 서브 ID를 저장하고, 종속되는 다음 단에 상기 데이터가 전달될 수 있도록 스위치를 온(ON)하는 ID 저장 및 스위치 제어 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템의 ID 부여 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 ID 저장 및 스위치 제어 단계는

    상기 클럭신호에 따라 상기 데이터의 시작을 알리는 시작 신호를 감지하고, 상기 데이터에 포함되어 있는 고유 ID를 수신하는 데이터 수신 단계;

    상기 데이터로부터 서브 ID를 설정하는 서브 ID 저장단계;

    상기 스위치를 온(ON)하는 스위치 조작단계; 및

    서브 ID를 저장하는 동작을 종료하고, 다음 데이터를 수신하기위해 대기하는 서브 ID 설정 종료단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템의 ID 부여 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 서브 ID 저장단계는;

    상기 수신된 고유 ID와 상기 명령어를 확인하는 고유 ID 및 명령어 확인 단계; 및

    상기 저장된 서브 ID를 확인하고, 상기 데이터의 서브 ID를 저장하는 서브 ID 확인 및 ID 저장단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템의 ID 부여방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 고유 ID 및 명령어 확인 단계는

    상기 설정된 고유 ID와 상기 수신된 고유 ID를 비교하여 일치하지 않으면 상기 데이터 수신 단계를 실행하는 고유 ID 비교 단계;

    상기 데이터에 포함되어 있는 명령어를 수신하는 명령어 수신 단계; 및

    상기 수신된 명령어가 서브 ID 저장 명령어 인지 확인하여 서브 ID 저장 명령어이면 다음 단계를 실행하는 서브 ID 명령 확인 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템의 ID 부여 방법.
20. 제18항에 있어서, 상기 서브 ID 확인 및 ID 저장단계는

    상기 저장된 서브 ID가 있는지 확인하여 저장된 서브 ID가 있으면 맞지 않는 명령어로 판단하고, 상기 서브 ID 설정 종료단계를 실행하는 서브 ID 확인단계;

    저장된 서브 ID가 없으면, 상기 데이터에 포함되어 있는 서브 ID를 수신하는 서브 ID 수신단계; 및

    상기 수신된 서브 ID를 저장하는 서브 ID 저장단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 시리얼 통신 시스템의 ID 부여 방법.

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