KR20140126077A - 집적 회로, 이를 포함하는 무선 단말 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

집적 회로, 이를 포함하는 무선 단말 장치 및 이의 제어 방법 Download PDF

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KR20140126077A
KR20140126077A KR1020130044146A KR20130044146A KR20140126077A KR 20140126077 A KR20140126077 A KR 20140126077A KR 1020130044146 A KR1020130044146 A KR 1020130044146A KR 20130044146 A KR20130044146 A KR 20130044146A KR 20140126077 A KR20140126077 A KR 20140126077A
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엄재군
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은, 제1 타입의 셀을 구비하고 데이터를 송수신 하는 무선 통신부, 제1 타입의 셀을 구비하고, 상기 데이터를 처리하는 제어부, 제1 타입의 셀의 누설 전류보다 적은 누설 전류를 갖는 제2 타입의 셀을 구비하고 상기 무선 통신부 및 상기 제어부의 동작을 제어하는 전원 관리부를 포함하는 무선 단말 장치에 관한 것이다.

Description

집적 회로, 이를 포함하는 무선 단말 장치 및 이의 제어 방법{INTEGRATED CIRCUIT, MOBILE TERMINAL HAVING THE SAME AND ITS CONTROLLING METHOD}
본 발명은 전력 소모를 절감할 수 있는 집적 회로 및 이를 포함하는 무선 단말 장치에 관한 것이다.
유비쿼터스 세상에 대한 요구의 일환으로 WPAN, UWB, RFID 등의 시스템온칩(System on a Chip; SoC)에 대한 연구가 진행되고 있다. 상기 시스템온칩(SoC)은 RF 회로부, 모뎀부, 메모리, 중앙처리장치(CPU) 등과 같은 여러 가지 기능을 가진 시스템이 하나의 칩으로 구현된 기술집약적 반도체이다. 이와 같이 단일 칩을 이용해 여러 가지 관련된 기능을 포함하거나, 여러 기능을 가진 시스템(회로)을 하나의 칩에 집적하는 기술 집약적 반도체 기술을 가리켜 시스템온칩이라고 한다.
이와 같이, 여러 기능부가 하나의 칩에 집적되어 있는 경우, 각 기능부의 저전력 소비가 요구되고 있다.
더구나 배터리를 사용하는 무선 통신용 시스템온칩을 사용하는 제품들은 제품의 전력 소모를 줄이는 것이 제품의 시장 경쟁력을 결정하는 중요한 요소가 된다.
1. 한국공개특허 제2004-0075292호 2. 한국공개특허 제2010-0128906호
본 명세서는 전력 소모를 줄일 수 있는 집적 회로 및 이를 포함하는 무선 단말 장치를 제공한다.
또, 본 명세서는 동작 전류 및 리키지 전류 소모를 감소시킨 집적 회로 및 이를 포함하는 무선 단말 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양상에 따른 집적 회로는, 제1 타입의 셀을 구비하고, 데이터를 송수신 하는 무선 통신부; 제1 타입의 셀을 구비하고, 상기 데이터를 처리하는 제어부; 제1 타입의 셀의 누설 전류보다 적은 누설 전류를 갖는 제2 타입의 셀을 구비하고, 상기 무선 통신부 및 상기 제어부의 동작을 제어하는 전원 관리부;를 포함할 수 있다.
상기 전원 관리부의 정격 전압은 상기 무선 통신부의 정격 전압 및 상기 제어부의 정격 전압과 상이할 수 있다.
상기 전원 관리부의 정격 전압은 상기 무선 통신부의 정격 전압 및 상기 제어부의 정격 전압보다 높을 수 있다.
상기 집적 회로는, 상기 무선 통신부, 상기 제어부 및 상기 전원 관리부가 동작 가능한 소정의 동작 전압을 상기 무선 통신부, 상기 제어부 및 상기 전원 관리부에 공급하는 전원 공급부;를 포함할 수 있다.
상기 전원 공급부는, 상기 무선 통신부, 상기 제어부 및 상기 전원 관리부에 동일한 전압을 공급할 수 있다.
상기 전원 공급부는, 슬립 모드에서, 상기 전원 관리부가 동작 가능한 동작 전압을 상기 전원 관리부에 공급할 수 있다.
상기 전원 공급부는, 슬립 모드에서, 상기 전원 관리부의 정격 전압보다 낮은 전압을 상기 전원 관리부에 공급할 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따른 무선 단말 장치는, 제1 타입의 셀을 구비하고, 데이터를 송수신 하는 무선 통신부; 제1 타입의 셀을 구비하고, 상기 데이터를 처리하는 제어부; 제1 타입의 셀의 누설 전류보다 적은 누설 전류를 갖는 제2 타입의 셀을 구비하고, 상기 무선 통신부 및 상기 제어부의 동작을 제어하는 전원 관리부;를 포함할 수 있다.
상기 전원 관리부의 정격 전압은 상기 무선 통신부의 정격 전압 및 상기 제어부의 정격 전압과 상이할 수 있다.
상기 전원 관리부의 정격 전압은 상기 무선 통신부의 정격 전압 및 상기 제어부의 정격 전압보다 높을 수 있다.
상기 무선 단말 장치는, 상기 무선 통신부, 상기 제어부 및 상기 전원 관리부가 동작 가능한 소정의 동작 전압을 상기 무선 통신부, 상기 제어부 및 상기 전원 관리부에 공급하는 전원 공급부;를 포함할 수 있다.
상기 전원 공급부는, 상기 무선 통신부, 상기 제어부 및 상기 전원 관리부에 동일한 전압을 공급할 수 있다.
상기 전원 공급부는, 슬립 모드에서, 상기 전원 관리부가 동작 가능한 동작 전압을 상기 전원 관리부에 공급할 수 있다.
상기 전원 공급부는, 슬립 모드에서, 상기 전원 관리부의 정격 전압보다 낮은 전압을 상기 전원 관리부에 공급할 수 있다.
상기 전원 관리부는, 사전 설정된 시간을 주기로 웨이크업하여 웨이크업 신호를 수신하는 웨이크업 통신부, 외부 인터럽트에 의해 웨이크업하여 웨이크업 신호를 수신하는 외부신호 인터럽트부를 포함할 수 있다.
상기 무선 단말 장치는 상기 웨이크업 통신부 또는 상기 외부신호 인터럽트부가 수신한 웨이크업 신호에 기초하여 웨이크업할 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따른 무선 단말 장치의 제어 방법은, 데이터를 송수신하는 무선 통신부, 상기 데이터를 처리하는 제어부, 상기 무선 통신부 및 상기 제어부의 동작을 제어하는 전원 관리부 및 전원 공급부를 구비한 무선 단말 장치의 제어 방법에 있어서, 제1 모드에서, 상기 전원 공급부가 상기 전원 관리부에 제1 전압을 공급하는 단계; 제2 모드에서, 상기 전원 공급부가 상기 전원 관리부에 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 개시에 의하여, 전력 소모를 줄일 수 있는 집적 회로 및 이를 포함하는 무선 단말 장치를 제공할 수 있다.
또, 본 명세서의 개시에 의하여, 동작 전류 및 리키지 전류 소모를 감소시킨 집적 회로 및 이를 포함하는 무선 단말 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 무선 단말 장치에 관한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 무선 단말 장치의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 전자 가격 표시 시스템의 블록 구성도이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 ESL 시스템 온 칩을 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 무선 단말 장치에 관한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상기 무선 단말 장치(100)는 무선 통신부(110), 제어부(120), 전원 관리부(130), 전원 공급부(140)를 포함할 수 있다.
상기 무선 통신부(110)는 데이터를 송수신할 수 있다. 또, 상기 무선 통신부(110)는 무선 단말 장치(100)와 무선 통신 시스템 사이 또는 무선 단말 장치(100)와 무선 단말 장치(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈 등을 포함할 수 있다.
이동통신 모듈은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무선 단말 장치(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.
근거리 통신 모듈은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 등이 이용될 수 있다.
상기 제어부(120)는 무선 단말 장치(100)가 수신한 데이터를 전달받아 분석, 처리할 수 있다. 예컨대, 상기 제어부(120)는 MAC(Media Access Controller) 처리부(122), 중앙 처리부(124), 메모리(126)를 포함할 수 있다.
상기 MAC 처리부(122)는 PHY 계층의 디지털 처리가 끝나면, 전송된 데이터 프레임 구조를 해석하여 프레임을 승인하며, 에러를 감지하여 재전송 여부를 결정할 수 있다.
상기 중앙 처리부(124)는 상기 MAC 처리부(122)에서 처리된 데이터를 수신하여 분석, 처리할 수 있다.
상기 메모리(126)는 제어부(120)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들을 저장할 수도 있다.
상기 전원 관리부(130)는 상기 무선 통신부(110), 상기 제어부(120)의 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로 상기 전원 관리부(130)는 상기 무선 통신부(110), 상기 제어부(120)의 구동을 온/오프시킬 수 있다.
예컨대, 상기 전원 관리부(130)는 필요에 따라 상기 무선 통신부(110)가 전원 공급부로부터 전원을 공급받도록 제어할 수 있으며, 필요에 따라 상기 무선 통신부(110)에 공급되는 전원을 차단할 수도 있다. 마찬가지로, 상기 전원 관리부(130)는 필요에 따라 상기 제어부(120)가 전원 공급부로부터 전원을 공급받도록 제어할 수 있으며, 필요에 따라 상기 제어부(120)에 공급되는 전원을 차단할 수도 있다.
일반적으로, 상기 전원 관리부(130)는 무선 단말 장치(100)의 각 구성의 전원 공급을 제어하므로, 무선 단말 장치(100)가 온 되어 있는 경우, 온 되어 있을 수 있다.
상기 전원 공급부(140)는 상기 무선 통신부(110), 상기 제어부(120), 상기 전원 관리부(130)에 소정의 전원을 공급할 수 있다.
구체적으로, 상기 전원 공급부(140)는 상기 무선 통신부(110)의 구동에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 예컨대, 상기 전원 공급부(140)는 상기 무선 통신부(110)에 동작 전압을 공급할 수 있다. 여기서, 상기 동작 전압은 상기 무선 통신부(110)를 구동시킬 수 있는 전압을 의미한다.
또, 상기 전원 공급부(140)는 상기 제어부(120)의 구동에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 예컨대, 상기 전원 공급부(140)는 상기 제어부(120)에 동작 전압을 공급할 수 있다. 여기서, 상기 동작 전압은 상기 제어부(120)를 구동시킬 수 있는 전압을 의미한다.
또, 상기 전원 공급부(140)는 상기 전원 관리부(130)의 구동에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 예컨대, 상기 전원 공급부(140)는 상기 전원 관리부(130)에 동작 전압을 공급할 수 있다. 여기서, 상기 동작 전압은 상기 전원 관리부(130)를 구동시킬 수 있는 전압을 의미한다.
즉, 상기 전원 공급부(140)는 상기 무선 통신부(110), 상기 제어부(120), 상기 전원 관리부(130)를 모두 구동시킬 수 있는 소정의 전원을 공급할 수 있다.
상기 각 구성요소는 주요부별로 그 역할을 중심으로 구분한 것으로, 실제 하드웨어적 구성이 분리될 필요는 없다.
또, 앞에서 상술한 복수의 구성 요소는 하나의 집적회로에 구성될 수 있다. 즉, 상기 무선 통신부(110), 상기 제어부(120), 상기 전원 관리부(130), 상기 전원 공급부(140)는 필요에 따라 시스템온칩(SoC)으로 구현될 수 있다.
일반적으로, 무선 단말 장치는 배터리에 의하여 구동되므로 동작시의 전력 소모를 줄이는 것이 매우 중요하다. 예컨대, 전자 가격 표시 시스템(ESL)에서 사용되는 ESL 단말기의 경우, 배터리에 의하여 구동된다.
또, 무선 단말 시스템에 따라, 대부분 슬립(Sleep) 모드에서 동작하는 무선 단말 장치가 존재할 수 있다. 예컨대, 전자 가격 표시 시스템(ESL)에서 사용되는 ESL 단말기의 경우, 90%의 비율로 슬립 모드를 유지한다. 이와 같은 경우, 특히, 슬립 모드에서 무선 단말 장치의 전력 소모를 줄이는 것이 매우 중요하다.
구체적으로, 이와 같이 높은 비율로 슬립 모드를 유지하는 무선 단말 장치의 경우, 전원 관리부의 전력 소모를 줄이는 것이 중요하다. 왜냐하면, 상기 전원 관리부는 무선 단말 장치의 각 구성을 웨이크업 시켜야 하기 때문에, 슬립 모드에서도 온 되어 있어야 하기 때문이다.
예컨대, 슬립 모드에서 상기 무선 통신부(110), 제어부(120)는 오프되어 있을 수 있지만, 상기 전원 관리부(130)는 상기 무선 통신부(110), 상기 제어부(120)를 웨이크업 시키기 위하여 온 되어 있을 수 있다. 따라서 상기 전원 관리부(130)의 전력 소모를 줄이는 것이 중요하다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 전원 관리부(130)의 정격 전압은 상기 무선 통신부(110)의 정격 전압, 상기 제어부(120)의 정격 전압, 상기 전원 공급부(140)의 정격 전압과 상이할 수 있다.
구체적으로, 상기 전원 관리부(130)의 정격 전압은 상기 무선 통신부(110)의 정격 전압, 상기 제어부(120)의 정격 전압, 상기 전원 공급부(140)의 정격 전압보다 높을 수 있다.
상기 무선 통신부(110), 상기 제어부(120), 상기 전원 공급부(140)는 제1 셀 라이브러리에 기초하여 형성될 수 있다.
상기 셀 라이브러리는 기본 회로를 조합하여 만든 논리 회로를 최적으로 설계하여 컴퓨터의 데이터 베이스 등에 미리 등록받아 놓은 논리 회로(셀)의 집합체이다.
상기 제1 셀 라이브러리는 제1 정격 전압의 셀을 포함할 수 있다.
한편, 상기 전원 관리부(130)는 제2 셀 라이브러리에 기초하여 형성될 수 있다.
상기 제2 셀 라이브러리는 제2 정격 전압의 셀을 포함할 수 있다.
상기 제2 정격 전압은 상기 제1 정격 전압보다 높다.
따라서 상기 전원 관리부(130)의 정격 전압은 상기 무선 통신부(110)의 정격 전압, 상기 제어부(120)의 정격 전압, 상기 전원 공급부(140)의 정격 전압보다 높을 수 있다.
제2 셀 라이브러리에 포함된 셀(제2 타입의 셀)의 동작시 소모되는 전류(동작 전류, dynamic current)은 제1 셀 라이브러리에 포함된 셀(제1 타입의 셀)의 동작시 소모되는 전류(동작 전류, dynamic current)보다 더 적다. 구체적으로, 제2 타입의 셀(예컨대, 3V 셀)의 동작전류 소모는 제1 타입의 셀(예컨대, 1.8V 셀)의 동작전류 소모보다 30% 정도 더 적다.
또, 제1 타입의 셀에 의한 장치가 동작하는 경우와 제2 타입의 셀에 의한 장치가 동작하는 경우, 제2 타입의 셀에서 발생하는 리키지 전류(leakage current)는 제1 타입의 셀에서 발생하는 리키지 전류(leakage current)보다 더 적다. 구체적으로, 제2 타입의 셀(예컨대, 3V 셀)의 리키지 전류는 제1 타입의 셀(예컨대, 1.8V 셀)의 리키지 전류보다 75% 정도 더 적다.
왜냐하면, 제1 타입의 셀과 제2 타입의 셀을 비교했을 때, 제1 타입의 셀은 저전압 구현을 위하여 제2 타입의 셀의 게이트 두께보다 얇은 씬 게이트(Thin Gate)를 사용하기 때문이다. 이 경우, 제1 타입의 셀은 그보다 두꺼운 게이트를 사용한 제2 타입의 셀보다 절연성이 떨어지기 때문에 리키지 전류가 상대적으로 높아지게 된다.
한편, 제2 타입의 셀의 부피는 제1 타입의 셀의 부피보다 크다. 그러나 무선 단말 장치에 사용되는 전원 관리부(130)는 전체 집적 회로에서 차지하는 크기 비중이 매우 낮기 때문에, 전원 관리부(130)만을 제2 타입의 셀에 의하여 구성한다고 하더라도 칩 사이즈에 큰 영향을 미치지는 않는다.
또, 제2 타입의 셀의 동작 속도는 제1 타입의 셀의 동작 속도보다 느리다. 그러나 무선 단말 장치에 사용되는 전원 관리부(130)에서 동작 속도는 중요한 요소가 아니므로, 무선 단말 장치의 성능에 큰 영향을 미치지 않는다.
따라서, 제1 타입의 셀에 의하여 무선 통신부(110), 제어부(120), 전원 공급부(140)를 형성하고, 제2 타입의 셀에 의하여 전원 관리부(130)를 형성하는 경우, 무선 단말 장치에 미치는 영향(SoC의 부피 증가, 속도 감소)을 최소화하면서 전력 소모를 크게 줄일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 무선 단말 장치의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 제1 모드에서 상기 전원 공급부(140)는 상기 무선 통신부(110), 상기 제어부(120), 상기 전원 관리부(130)에 제1 전원을 공급할 수 있다(S210). 상기 제1 모드는 무선 단말 장치의 웨이크업 모드를 의미한다.
상기 제1 전원은 상기 무선 통신부, 상기 제어부, 상기 전원 관리부가 동작 가능한 동작 전압일 수 있다. 또, 상기 전원 공급부가 상기 무선 통신부(610), 상기 제어부, 상기 전원 관리부에 각각 공급하는 동작 전압은 동일할 수 있다.
예컨대, 상기 제1 전원은 상기 무선 통신부(110), 상기 제어부(120)의 정격 전압보다 낮을 수 있다. 또, 상기 제1 전원은 상기 전원 관리부(130)의 정격 전압과 같거나 낮을 수 있다. 예컨대, 상기 전원 관리부가 1.8V 라이브러리 셀에 의하여 형성된 경우, 상기 제1 전원은 1.8V일 수 있다.
이와 같이, 상기 전원 공급부(140)가 상기 전원 관리부(130)의 정격 전압보다 낮은 전압을 공급함으로써, 상기 전원 관리부(130)의 리키지 전류, 동작 전류 소모를 줄일 수 있다.
또, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제2 모드에서 상기 전원 공급부(140)는 상기 전원 관리부(130)에 제2 전원을 공급할 수 있다(S220).
여기에서, 상기 제2 모드는 슬립 모드일 수 있다. 또, 상기 제2 전원은 상기 전원 관리부(130)의 정격 전압보다 낮은 전압일 수 있다. 예컨대, 상기 전원 관리부가 1.8V 라이브러리 셀에 의하여 형성된 경우, 상기 제2 전원은 1.5 내지 1.8V일 수 있다.
즉, 슬림 모드에서, 상기 전원 공급부는 상기 전원 관리부에 공급하는 전압을 가변함으로써, 상기 전원 관리부(130)의 리키지 전류, 동작 전류를 더 줄일 수 있다.
이하, 전자 가격 표시 시스템의 ESL 단말기 SoC가 제1 타입의 셀 및 제2 타입의 셀에 의하여 구성된 경우를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 전력 소모 절감 효과를 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 3은 전자 가격 표시 시스템의 블록 구성도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 전자 가격 표시 시스템은 관리서버부(200), 인터페이스부(300), 게이트웨이부(500) 및 ESL 태그부(600)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 관리서버부(200)는 유통 매장에 진열되는 상품들에 대한 상품 정보를 저장 및 관리하는 데이터베이스 서버로 구현될 수 있다. 상기 관리서버부는, 상품 정보를 저장할뿐만 아니라 유통 매장을 운용하는데 요구되는 다양한 정보들을 저장할 수 있다. 또한, 상기 관리서버부(200)는 ESL 단말기(610)에 표시되는 상품정보의 동기화, 갱신 및 변경 등과 같은 다양한 기능을 수행하기 위한 명령 메시지를 작성하고 관리할 수 있다. 이를 위해 상기 관리서버부(200)는 ESL 단말기(610)와 그에 표시되는 상품 정보에 대한 데이터베이스를 구비할 수 있다. 즉, ESL 단말기(610)에 대한 식별정보와 해당 ESL 단말기에 표시되는 상품정보를 상호 연동하여 저장한 데이터베이스를 구비할 수 있다.
상기 인터페이스부(300)는 상기 관리서버부(200)에서 발생하는 명령 메시지(예를 들어, 상품 정보에 대한 갱신 메시지, 상품 정보 변경 메시지, 관리 정보 취득 메시지 등)가 실시간으로 게이트웨이부(500)로 전송될 수 있도록 관리서버부(200)와 게이트웨이부(500) 간 통신 채널을 형성하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 인터페이스부(300)는 상기 관리서버부(200)에서 발생하는 메시지를, 게이트웨이부(500)와의 통신에 사용하는 사전 설정된 통신방식에 적절한 패킷으로 구성하고 이를 송신하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 게이트웨이부(500)로부터 전달되는 수신확인 메시지를 사전 설정된 통신방식으로 입력받아 이를 관리서버부(200)가 수신 가능한 메시지로 변환하여 전달함으로써 후속 동작을 진행 가능하게 할 수 있다.
상기 게이트웨이부(500)는 상기 관리서버부(200)와 통신하는 복수의 게이트웨이(510)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 게이트웨이부(500)의 게이트웨이(510)는 상기 관리서버부(200)로부터 수신된 데이터를 분석하여 자신과 통신하는 ESL 단말기(610)에 전달할 메시지 또는 데이터가 존재하는지 확인하고, 확인된 메시지나 데이터를 해당 ESL 단말기(610)로 전달하는 역할을 수행한다. 상기 게이트웨이(510)는, 상기 ESL 단말기(610)에 전달할 메시지를 사전 설정된 통신 방식에 따라 패킷으로 구성하고 이를 ESL 단말기(610)로 전송할 수 있다. 또한, 상기 게이트웨이(510)는 ESL 단말기(610)로부터 수신되는 수신 확인 메시지를 서버로 전달할 수 있다. 상기 게이트웨이(510)와 상기 ESL 단말기(610) 사이의 통신 방식으로는 하나의 게이트웨이(510)를 통해 많은 수의 ESL 단말기(610)가 통신할 수 있도록 지그비(Zigbee, 즉, IEEE 802.15.4) 방식의 무선 통신 방식이 적용될 수 있다.
상기 ESL 태그부(600)는 상기 게이트웨이(510)로부터 수신한 상품 정보에 대한 데이터를 디스플레이에 표시하고, 데이터 수신에 따른 동작 결과를 게이트웨이(510)로 전송하는 복수의 ESL 단말기(610)를 포함할 수 있다. 하나의 ESL 태그부(600)에 포함된 복수의 ESL 단말기(610)는 하나의 게이트웨이(510)와 통신할 수 있다. 전술한 바와 같이, 하나의 게이트웨이(510)와 복수의 ESL 단말기(610)의 통신이 가능하도록 지그비 방식의 무선 통신 방식이 적용될 수 있으며, 이를 더욱 효율적으로 구현하기 위해 게이트웨이와 ESL 단말기 사이의 통신에서 웨이크업 채널 및 데이터 채널 두 채널로 분리한 통신 운용이 이루어질 수 있다.
상기 웨이크업 채널은 수신할 데이터의 유무를 표시한 웨이크업 신호를 전송하기 위한 통신 채널을 의미한다. 그리고 상기 데이터 채널은 실제 디스플레이에 사용되는 데이터를 전송하기 위한 통신 채널을 의미한다.
ESL 태그부(600)는 외부로부터 상시 전원 공급이 어려운 환경에 배치되므로 배터리를 사용하여 전원을 공급한다. 따라서, 한번의 배터리 교환으로 수년 이상의 장시간 사용을 위해 전력 소모를 최소화하는 것이 중요하며, 이를 위해 주로 웨이크업 방식을 사용하여 운용된다. 즉, 상기 ESL 단말기(610)는 사전 설정된 시간을 주기로 웨이크업하여 자신이 수신할 데이터가 있는지 확인할 수 있다. 또는, 상기 ESL 단말기(510)가 외부 인터럽트(interrupt)에 의해 웨이크업하여 자신이 수신할 데이터가 있는지 확인할 수 있다. 이 때, 상기 ESL 단말기(610)가 수신할 데이터가 없는 것으로 확인되는 경우, 슬립 모드로 동작하여 다음 웨이크업 주기까지 전력 소모를 최소화한다. 즉, 상기 ESL 단말기(610)가 수신할 데이터가 있는 것으로 확인되는 경우에만 소정의 기능부에 전력을 공급하여 데이터 수신 및 처리를 하도록 동작할 수 있다.
여기에서 슬립 모드란 수신할 데이터의 존부를 확인하는데 필요한 ESL 단말기(610)의 일부 구성 요소에만 필요한 전력을 공급하는 상태를 의미한다. 또, 정상 모드란 ESL 단말기(610)의 구성 요소를 정상 동작시키는데 충분한 전력을 공급하는 상태를 의미한다.
한편, ESL 시스템에서는 ESL 단말기가 슬립 모드로 동작하는 시간이 대부분을 차지하기 때문에 슬립 모드에서 소모 전력을 줄이는 기술에 대한 욕구가 더욱 높아지고 있다.
본 발명의 다른 실시형태는 사용자가 직접 관리서버부(200)와 통신할 수 있는 개인 정보 단말(PDA)(400)를 더 포함할 수 있다. 상기 개인 정보 단말(PDA)(400)은 사용자의 입력을 관리서버부(200)로 전달할 수 있다. 상기 사용자의 입력은 진열되는 상품과 그에 대한 상품 정보를 표시하는 ESL 단말기와의 동기화에 관련된 것일 수 있다. 또는, 현재 표시 중인 상품과 그에 동기화된 ESL 단말기 사이의 비활성화를 위한 것일 수 있다.
이하, ESL 단말기(510)에 구비되는 ESL 시스템 온 칩에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 4는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 ESL 시스템 온 칩을 나타내는 블록도이다.
상기 ESL 시스템 온 칩(700)은 무선 통신부(710), 제어부(720), 전원 관리부(730), 전원 공급부(740) 등을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성 요소들을 갖거나 그보다 적은 구성 요소들을 갖는 ESL 시스템 온 칩이 구현될 수도 있다.
상기 무선 통신부(710)는 ESL 단말기와 게이트웨이(510)와의 무선 통신을 가능하게 하기 위한 기능을 관리한다. 예컨대, 상기 무선 통신부(710)는 상기 게이트 웨이(510)로부터 상품 정보에 대한 갱신 데이터를 수신할 수 있다.
상기 상품 정보에 대한 갱신 데이터는 ESL 단말기가 표시하는 상품 정보에 대한 갱신 여부, 갱신된 가격 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.
상기 제어부(720)는 무선 통신부(710)가 수신한 데이터를 전달받아 분석, 처리할 수 있다. 예컨대, 상기 무선 통신부(710)가 상품 정보에 대한 갱신 데이터를 수신하여 상기 제어부(720)가 상기 갱신 데이터를 처리하는 경우, 상기 제어부(620)는 상품 정보 갱신 여부, 갱신된 가격 등에 관한 정보를 획득할 수 있다.
상기 제어부는 MAC(Media Access Controller) 처리부(722), 중앙 처리부(724, CPU), 메모리(726)를 포함할 수 있다.
상기 MAC 처리부(722)는 PHY 계층의 디지털 처리가 끝나면, 전송된 데이터 프레임 구조를 해석하여 프레임을 승인하며, 에러를 감지하여 재전송 여부를 결정할 수 있다.
상기 중앙 처리부(724)는 상기 MAC 처리부(722)에서 처리된 데이터를 수신하여 분석, 처리할 수 있다.
상기 메모리(730)는 제어부(720)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 상품에 대한 상품 정보, 상품 정보에 대한 갱신 데이터, 제어부에서 처리된 데이터 등)을 저장할 수도 있다.
상기 전원 공급부(740)는 상기 무선 통신부(710), 상기 제어부(720), 상기 전원 관리부(730)의 구동에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 예컨대, 상기 전원 공급부(740)는 상기 무선 통신부(710), 상기 제어부(720), 상기 전원 관리부(730)에 동작 전압을 공급할 수 있다. 통상모드에서, 상기 전원 공급부가 상기 무선 통신부(710), 상기 제어부(720), 상기 전원 관리부(730)에 각각 공급하는 동작 전압은 동일할 수 있다.
상기 전원 관리부(730)는 상기 무선 통신부(710), 상기 제어부(720)를 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 전원 관리부(730)는 상기 무선 통신부(710)를 온(ON) 시키거나 오프(OFF) 시킬 수 있다. 또, 상기 전원 관리부(730)는 상기 제어부(720)를 온(ON) 시키거나 오프(OFF) 시킬 수 있다.
또, 상기 전원 관리부는 웨이크업 통신부, 외부신호 인터럽트부를 포함할 수 있다. 상기 웨이크업 통신부는 사전 설정된 시간을 주기로 웨이크업하여 ESL 단말기의 웨이크업 신호를 수신할 수 있다. 상기 외부신호 인터럽트부는 외부 인터럽트에 의해 웨이크업하여 웨이크업 신호를 수신할 수 있다.
한편, 상기 ESL 단말기는 상기 웨이크업 통신부 또는 상기 외부신호 인터럽트부가 수신한 웨이크업 신호에 기초하여 웨이크업할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 전원 관리부(730)의 정격 전압은 상기 무선 통신부(710), 상기 제어부(720), 상기 전원 공급부(740)의 정격 전압과는 상이할 수 있다.
또, 상기 전원 관리부(730)의 정격 전압은 상기 전원 공급부(740)의 정격 전압보다 높을 수 있다.
예컨대, 상기 무선 통신부(710), 상기 제어부(720), 상기 전원 공급부(740)는 제1 셀 라이브러리에 기초하여 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 셀 라이브러리는 정격 전압 1.8V의 셀을 포함할 수 있다.
또, 상기 전원 관리부(730)는 제2 셀 라이브러리에 기초하여 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 셀 라이브러리는 정격 전압 3V의 셀을 포함할 수 있다.
이와 같은 방식에 의하여, 상기 무선 통신부(710), 상기 제어부(720), 상기전원 공급부(740)의 정격 전압은 1.8V일 수 있다. 또, 상기 전원 관리부(730)의 정격 전압은 3V일 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이, 일반적으로, 상기 전원 관리부(730)는 슬립 모드에서도 동작할 수 있다. 따라서, 슬립 모드에서의 전력 소모 경감을 위하여, 상기 전원 관리부의 리키지 전류(leakage current), 동작 전류(dynamic current)를 줄이는 것이 중요하다.
일반적으로, 3V 라이브러리 셀은 1.8V 라이브러리 셀에 비하여 동작 전류의 소모는 30% 더 적고, 리키지 전류의 소모는 75% 정도 더 적다.
따라서 가장 오랜 시간 사용되는 전원 관리부(730)를 3V 라이브러리 셀에 의하여 형성함으로써, ESL 단말기의 전력 소모 절감을 도모할 수 있다.
한편, 3V 라이브러리 셀은 1.8V 라이브러리 셀에 비하여 크기가 2배 이상 크기는 하지만, 전원 관리부가 차지하는 면적은 전체 칩 사이즈의 1% 미만이므로, 전체 칩 사이즈가 크게 증가하지는 않는다.
도 4를 참조하여, B 영역으로 표시된 무선 통신부(710), 제어부(720), 전원 공급부(740)가 1.8V 라이브러리 셀에 의하여 형성되고, A 영역으로 표시된 전원 관리부(730)가 3V 라이브러리 셀에 의하여 형성된 경우, 1.8V 라이브러리 셀에 의하여 모든 구성부를 형성한 경우에 대비한 전력 절감 효과를 살펴보기로 한다.
일반적으로 3V 라이브러리 셀은 1.8V 라이브러리 셀보다 동작 전류(dynamic current) 소모는 30% 더 적고, 리키지 전류(leakage current) 소모는 75% 더 적다.
더구나, 3V 라이브러리 셀로 구현한 전원 관리부에 1.8V의 전압을 공급하게 되면 동작 전류 소모는 40% 감소되고, 리키지 전류 소모는 80% 감소될 수 있다.
또, A 영역으로 표시된 전원 관리부(730)는 정격 전압보다 낮은 전압으로 구동이 가능하다. 따라서, 상기 전원 공급부(740)는 상기 전원 관리부(730)에 정격 전압보다 낮은 전압을 가하여 상기 전원 관리부(730)를 구동시킬 수 있다. 이 경우, 전력 소모가 더욱 절감될 수 있다.
즉, 슬립 모드에서 상기 전원 공급부(740)가 전원 관리부의 정격 전압보다 낮은 전압을 상기 전원 관리부(730)에 인가하는 경우, 전력 소모가 절감될 수 있다. 구체적으로, 상기 전원 공급부(740)가 상기 전원 관리부에 1.5V의 전원을 공급하는 경우, 동작 전류 소모는 40% 이상 감소하고, 리키지 전류 소모는 80% 이상 감소할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 방법은, 서로 개별적으로 또는 조합되어 이용할 수 있다. 또, 각 실시예를 구성하는 단계들은 다른 실시예를 구성하는 단계들과 개별적으로 또는 조합되어 이용될 수 있다.
또, 이상에서 설명한 방법은 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 지금까지 설명한 방법들은 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 코드로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 저장부에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
또한, 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
100 : 무선 단말 장치
110 : 무선 통신부
120 : 제어부
130 : 전원 관리부
140 : 전원 공급부

Claims (17)

  1. 제1 타입의 셀을 구비하고, 데이터를 송수신 하는 무선 통신부;
    제1 타입의 셀을 구비하고, 상기 데이터를 처리하는 제어부; 및
    제1 타입의 셀의 누설 전류보다 적은 누설 전류를 갖는 제2 타입의 셀을 구비하고, 상기 무선 통신부 및 상기 제어부의 동작을 제어하는 전원 관리부;
    를 포함하는 집적 회로.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전원 관리부의 정격 전압은 상기 무선 통신부의 정격 전압 및 상기 제어부의 정격 전압과 상이한 집적 회로.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 전원 관리부의 정격 전압은 상기 무선 통신부의 정격 전압 및 상기 제어부의 정격 전압보다 높은 집적 회로.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 무선 통신부, 상기 제어부 및 상기 전원 관리부가 동작 가능한 소정의 동작 전압을 상기 무선 통신부, 상기 제어부 및 상기 전원 관리부에 공급하는 전원 공급부;
    를 포함하는 집적 회로.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    상기 무선 통신부, 상기 제어부 및 상기 전원 관리부에 동일한 전압을 공급하는 집적 회로.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    슬립 모드에서, 상기 전원 관리부가 동작 가능한 동작 전압을 상기 전원 관리부에 공급하는 집적 회로.
  7. 제4 항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    슬립 모드에서, 상기 전원 관리부의 정격 전압보다 낮은 전압을 상기 전원 관리부에 공급하는 집적 회로.
  8. 제1 타입의 셀을 구비하고, 데이터를 송수신 하는 무선 통신부;
    제1 타입의 셀을 구비하고, 상기 데이터를 처리하는 제어부; 및
    제1 타입의 셀의 누설 전류보다 적은 누설 전류를 갖는 제2 타입의 셀을 구비하고, 상기 무선 통신부 및 상기 제어부의 동작을 제어하는 전원 관리부;
    를 포함하는 무선 단말 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 전원 관리부의 정격 전압은 상기 무선 통신부의 정격 전압 및 상기 제어부의 정격 전압과 상이한 무선 단말 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 전원 관리부의 정격 전압은 상기 무선 통신부의 정격 전압 및 상기 제어부의 정격 전압보다 높은 무선 단말 장치.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 무선 통신부, 상기 제어부 및 상기 전원 관리부가 동작 가능한 소정의 동작 전압을 상기 무선 통신부, 상기 제어부 및 상기 전원 관리부에 공급하는 전원 공급부;
    를 포함하는 무선 단말 장치.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    상기 무선 통신부, 상기 제어부 및 상기 전원 관리부에 동일한 전압을 공급하는 무선 단말 장치.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    슬립 모드에서, 상기 전원 관리부가 동작 가능한 동작 전압을 상기 전원 관리부에 공급하는 무선 단말 장치.
  14. 제11 항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    슬립 모드에서, 상기 전원 관리부의 정격 전압보다 낮은 전압을 상기 전원 관리부에 공급하는 무선 단말 장치.
  15. 제8 항에 있어서, 상기 전원 관리부는,
    사전 설정된 시간을 주기로 웨이크업하여 웨이크업 신호를 수신하는 웨이크업 통신부; 및
    외부 인터럽트에 의해 웨이크업하여 웨이크업 신호를 수신하는 외부신호 인터럽트부;
    를 포함하는 무선 단말 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 웨이크업 통신부 또는 상기 외부신호 인터럽트부가 수신한 웨이크업 신호에 기초하여 웨이크업하는 무선 단말 장치.
  17. 데이터를 송수신하는 무선 통신부, 상기 데이터를 처리하는 제어부, 상기 무선 통신부 및 상기 제어부의 동작을 제어하는 전원 관리부 및 전원 공급부를 구비한 무선 단말 장치의 제어 방법에 있어서,
    제1 모드에서, 상기 전원 공급부가 상기 전원 관리부에 제1 전압을 공급하는 단계; 및
    제2 모드에서, 상기 전원 공급부가 상기 전원 관리부에 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 공급하는 단계를 포함하는 무선 단말 장치의 제어 방법.



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