KR20160122761A

KR20160122761A - 마스터 콤포넌트의 공유 통신 노드를 이용한 마스터 및 슬레이브 콤포넌트들 사이의 신호 전송

Info

Publication number: KR20160122761A
Application number: KR1020167024530A
Authority: KR
Inventors: 브라이언 카두간; 마이클 씨. 두구에; 마크 제이. 도노반
Original assignee: 알레그로 마이크로시스템스, 엘엘씨
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2016-10-24
Also published as: US20150236876A1; US9172565B2; KR102133868B1; WO2015126539A1; EP3097679A1; EP3097679B1

Abstract

일 양상에서, 시스템은 통신 노드를 가지는 마스터 콤포넌트 및 복수의 슬레이브 콤포넌트들을 포함한다. 각 슬레이브 콤포넌트는 양방향 노드를 가진다. 상기 슬레이브 콤포넌트들은 각각이 상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 트리거 신호에 응답하여 데이터를 저장하도록 구성된다.

Description

마스터 콤포넌트의 공유 통신 노드를 이용한 마스터 및 슬레이브 콤포넌트들 사이의 신호 전송{SIGNALING BETWEEN MASTER AND SLAVE COMPONENTS USING A SHARED COMMUNICATION NODE OF THE MASTER COMPONENT}

본 발명은 마스터 콤포넌트의 공유 통신 노드를 이용한 마스터 및 슬레이브 콤포넌트들 사이의 신호 전송에 관한 것이다.

센서들이 시스템의 다양한 파라미터들을 모니터하도록 이용되고 있다. 예를 들어, 차량 시스템들에서, 파워 스티어링 모듈, 연료 주입 모듈 및 안티-락 브레이크 모듈과 같은 제어 모듈과 연관된 아티클(article)의 전류, 속도, 각도, 선형 위치, 및 회전 방향등이 종종 모니터링된다. 센서 출력 신호가, 엔진 제어 장치(Engine Control Unit; ECU)와 같은, 시스템 컨트롤러에 제공되고, 시스템 컨트롤러는 상기 센서 출력 신호를 처리하고 상기 제어 모듈의 원하는 동작을 위하여 피드백 신호를 생성할 수 있다. 종래에는, 상기 센서가 센싱된 파라미터를 주기적으로 업데이트하고, 상기 컨트롤러가 처리의 필요에 따라 데이터를 위하여 상기 센서를 폴링한다.

본 발명의 일 목적은 마스터 콤포넌트의 공유 통신 노드를 이용한 마스터 및 슬레이브 콤포넌트들 사이의 신호 전송을 수행하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

일 양상에서, 시스템은 통신 노드를 가지는 마스터 콤포넌트, 및 복수의 슬레이브 콤포넌트들을 포함한다. 각 슬레이브 콤포넌트는 양방향 노드를 가진다. 상기 슬레이브 콤포넌트들 각각은 상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 트리거 신호에 응답하여 데이터를 저장하도록 구성된다.

상술한 양상은 다음의 특징들 중 하나 이상을 가질 수 있다. 상기 데이터는 자기장 데이터, 온도 데이터, 결함 조건 또는 내부 메모리 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 슬레이브 콤포넌트들 각각은 상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 상기 트리거 신호에 응답하여 상기 저장된 데이터를 상기 양방향 노드로부터 상기 통신 노드로 직렬 데이터 신호로 전송할 수 있다. 상기 슬레이브 콤포넌트들은 상기 저장된 데이터를 순서대로 전송할 수 있다. 상기 슬레이브 콤포넌트들 각각은 다른 슬레이브 콤포넌트들로부터 상기 통신 포트로의 직렬 데이터 신호를 모니터링할 수 있다. 각 슬레이브 콤포넌트는, 상기 순서에서의 이전 센서가 직렬 데이터 신호를 전송하지 않으면, 알림(notification)을 보낼 수 있다. 상기 슬레이브 콤포넌트들 각각은 자신의 데이터를 다른 슬레이브 콤포넌트들로부터의 데이터와 비교할 수 있다. 상기 직렬 데이터 신호는, 싱글 에지 니블 트랜스미션(Single-Edge Nibble Transmission; SENT) 또는 직렬 주변 인터페이스 5(Serial Peripheral Interface 5; SPI5) 중 선택된 단방향 신호 포맷을 가질 수 있다. 상기 슬레이브 콤포넌트들은 상기 트리거 신호의 적어도 하나의 특징(feature)의 검출에 응답하여 상기 저장된 데이터를 상기 직렬 데이터 신호로 전송할 수 있다. 상기 트리거 신호의 상기 적어도 하나의 특징은 소정의 에지 방향일 수 있다. 상기 슬레이브 콤포넌트들은 상기 트리거 신호의 적어도 하나의 특징의 검출에 응답하여 상기 데이터를 저장할 수 있다. 상기 트리거 신호의 상기 적어도 하나의 특징은 소정의 에지 방향일 수 있다. 상기 트리거 신호는 제1 트리거이고, 상기 슬레이브 콤포넌트들은 상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 제2 트리거 신호에 응답하여 데이터를 상기 양방향 노드로부터 상기 통신 노드로 직렬 데이터 신호로 전송할 수 있다. 상기 제2 트리거 신호는 슬레이브 콤포넌트의 주소를 포함할 수 있다. 상기 제2 트리거는 상기 슬레이브 콤포넌트 내부의 콤포넌트의 주소를 더 포함할 수 있다. 상기 슬레이브 콤포넌트 내부의 상기 콤포넌트의 상기 주소는 메모리 또는 레지스터 위치를 포함할 수 있다. 상기 제2 트리거는 상기 슬레이브 콤포넌트에 대한 데이터의 리드(read) 또는 라이트(write)를 나타내는 표시자(indicator)를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 트리거 신호는 맨체스터(Manchester) 인코딩된 신호일 수 있다. 상기 제2 트리거 신호는 직렬 데이터 신호일 수 있다. 상기 직렬 데이터 신호는 싱글 에지 니블 트랜스미션(Single-Edge Nibble Transmission; SENT), 직렬 주변 인터페이스 5(Serial Peripheral Interface 5; SPI5), 또는 직렬 주변 인터페이스(Serial Peripheral Interface; SPI) 중 선택된 단방향 신호 포맷을 가질 수 있다. 상기 슬레이브 콤포넌트들은 상기 트리거 신호의 제1 특징의 검출에 응답하여 상기 데이터를 샘플링 및 저장하고, 상기 트리거 신호의 제2 특징의 검출에 응답하여 상기 저장된 데이터를 상기 직렬 데이터 신호로 전송할 수 있다. 상기 트리거 신호의 상기 제1 특징은 제1 소정의 에지 방향이고, 상기 트리거 신호의 상기 제2 특징은 제2의 반대되는 에지 방향일 수 있다. 상기 슬레이브 콤포넌트들 중 적어도 하나는 센서일 수 있다. 상기 슬레이브 콤포넌트들 중 적어도 하나는 자기장 센서일 수 있다. 상기 슬레이브 콤포넌트들 중 적어도 하나는, 자기장을 나타내는 자기장 출력 신호를 제공하도록 아티클(article)과 연관된 자기장에 응답하는 자기장 센싱 요소; 상기 자기장 출력 신호를 수신하도록 연결되고, 센서 데이터를 생성하는 인터페이스 회로; 상기 인터페이스 회로에 연결되고, 래치 제어 노드, 및 상기 래치 제어 노드에서의 상기 트리거 신호의 검출에 응답하여 래치된 디지털 센서 데이터가 제공되는 디지털 데이터 출력 노드를 포함하는 래치; 상기 디지털 데이터 출력 노드에 연결되고, 인코더 제어 노드 및 직렬 데이터 출력 노드를 포함하는 인코더; 및 상기 직렬 데이터 출력 노드에 연결되고, 상기 양방향 노드를 포함하는 송수신기를 포함하고, 상기 직렬 데이터 신호는 상기 인코더 제어 노드에서의 상기 트리거 신호의 검출에 응답하여 상기 양방향 노드에서 제공될 수 있다. 상기 자기장 센싱 요소는 홀(Hall) 효과 요소 또는 자기저항(magnetoresistive) 요소 중 선택된 하나를 포함할 수 있다. 상기 직렬 데이터 신호는 직렬 이진 신호 및 펄스 폭 변조(PWM) 신호 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

다른 양상에서, 시스템은 통신 노드를 가지는 컨트롤러, 및 복수의 센서들을 포함한다. 각 센서는 자기장을 나타내는 자기장 출력 신호를 제공하도록 아티클(article)과 연관된 자기장에 응답하는 자기장 센싱 요소를 포함한다. 각 센서는 각각이 양방향 노드를 가진다. 상기 센서들 각각은 상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 트리거 신호에 응답하여 센서 데이터를 저장하도록 구성된다. 상기 센서 데이터는 자기장 데이터, 온도 데이터, 결함 조건 또는 내부 메모리 값 중 적어도 하나를 포함한다.

상술한 양상은 다음의 특징들 중 하나 이상을 가질 수 있다. 상기 센서들 각각은 상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 상기 트리거 신호에 응답하여 상기 저장된 센서 데이터를 상기 양방향 노드로부터 상기 통신 노드로 직렬 데이터 신호로 전송할 수 있다. 상기 직렬 데이터 신호는 싱글 에지 니블 트랜스미션(Single-Edge Nibble Transmission; SENT), 직렬 주변 인터페이스 5(Serial Peripheral Interface 5; SPI5), 또는 직렬 주변 인터페이스(Serial Peripheral Interface; SPI) 중 선택된 단방향 신호 포맷을 가질 수 있다. 상기 센서들은 상기 트리거 신호의 적어도 하나의 특징(feature)의 검출에 응답하여 상기 저장된 센서 데이터를 상기 직렬 데이터 신호로 전송할 수 있다. 상기 센서들은 상기 트리거 신호의 적어도 하나의 특징의 검출에 응답하여 상기 센서 데이터를 저장할 수 있다. 상기 트리거 신호는 제1 트리거이고, 상기 센서들은 상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 제2 트리거 신호에 응답하여 센서 데이터를 상기 양방향 노드로부터 상기 통신 노드로 직렬 데이터 신호로 전송할 수 있다. 상기 제2 트리거 신호는 센서의 주소를 포함할 수 있다. 상기 제2 트리거는 상기 센서 내부의 콤포넌트의 주소를 더 포함할 수 있다. 상기 센서 내부의 상기 콤포넌트의 상기 주소는 메모리 또는 레지스터 위치를 포함할 수 있다. 상기 제2 트리거는 상기 센서에 대한 데이터의 리드(read) 또는 라이트(write)를 나타내는 표시자(indicator)를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 트리거 신호는 맨체스터(Manchester) 인코딩된 신호일 수 있다. 상기 제2 트리거 신호는 직렬 데이터 신호일 수 있다. 상기 직렬 데이터 신호는 싱글 에지 니블 트랜스미션(Single-Edge Nibble Transmission; SENT), 직렬 주변 인터페이스 5(Serial Peripheral Interface 5; SPI5), 또는 직렬 주변 인터페이스(Serial Peripheral Interface; SPI) 중 선택된 단방향 신호 포맷을 가질 수 있다. 상기 센서들은 상기 트리거 신호의 제1 특징의 검출에 응답하여 상기 데이터를 샘플링 및 저장하고, 상기 트리거 신호의 제2 특징의 검출에 응답하여 상기 저장된 데이터를 상기 직렬 데이터 신호로 전송할 수 있다.

또 다른 양상에서, 센서 출력 데이터를 동기화하는 방법은, 복수의 센서들 각각에서 특성(characteristic)을 센싱하는 단계, 상기 복수의 센서들 각각에서 상기 특성을 나타내는 센서 데이터를 생성하는 단계, 및 컨트롤러로부터의 통신 노드로부터 각 센서의 양방향 노드에서 수신된 트리거 신호에 응답하여 상기 센서들 각각에 대한 상기 센서 데이터를 저장하는 단계를 포함한다.

상술한 양상은 다음의 특징들 중 하나 이상을 가질 수 있다. 상기 방법은 상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 상기 트리거 신호에 응답하여 상기 센서 데이터를 상기 양방향 노드로부터 상기 통신 노드로 직렬 데이터 신호로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 센서 데이터를 직렬 데이터 신호로 전송하는 단계는, 상기 센서 데이터를 싱글 에지 니블 트랜스미션(Single-Edge Nibble Transmission; SENT), 또는 직렬 주변 인터페이스 5(Serial Peripheral Interface 5; SPI5) 중 선택된 단방향 신호 포맷을 가지는 직렬 데이터 신호로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 트리거 신호는 제1 트리거이고, 상기 방법은 상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 제2 트리거 신호에 응답하여 데이터를 상기 양방향 노드로부터 상기 통신 노드로 직렬 데이터 신호로 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 트리거 신호는 맨체스터(Manchester) 메시지 또는 SENT 메시지 중 하나일 수 있다.

도 1은 컨트롤러의 통신 노드를 공유하는 센서들을 구비하는 센서 시스템을 나타내는 블록도이고;
도 2는 도 1의 센서 시스템에서 이용되는 데에 적합한 자기장 센서를 나타내는 블록도이며;
도 3은 SENT 신호 포맷을 나타내는 타이밍도이고;
도 4는 트리거 신호의 제어 하에서 센서들 각각에 의한 센서 데이터 저장 및 각각의 직렬 데이터 신호의 전송의 타이밍을 나타내도록 도 1의 복수의 센서들에 전송되는 트리거 신호를 나타내는 타이밍도이며;
도 5a는 선택된 센서로부터 데이터를 구하도록(retrieve) 이용되는 트리거 신호의 예이고;
도 5b는 선택된 센서로부터 데이터를 구하도록 이용되는 트리거 신호의 다른 예이며;
도 6a는 센서에서 데이터를 저장하기 위한 제1 트리거 신호 및 통신 노드를 이용하여 센서로부터 데이터를 구하도록 이용되는 제2 트리거 신호의 예의 타이밍도이고; 그리고
도 6b는 센서에서 데이터를 저장하기 위한 제1 트리거 신호 및 통신 노드를 이용하여 센서로부터 데이터를 구하도록 이용되는 제2 트리거 신호의 다른 예의 타이밍도이다.

컨트롤러들이 보다 빠른 속도로 동작함에 따라, 많은 경우에서 센서보다 상당히 빠르게 동작하고, 이에 따라 컨트롤러가 센서 출력 데이터 전송을 동기화함으로써 컨트롤러에 의한 이용을 위하여 가장 최신의 가능한 데이터가 제공되는 것이 바람직하게 되었다. 상기 센서 출력 데이터 전송을 동기화하는 것이 중요할 뿐만 아니라, 다수의 센서들이 이용될 때 센서 데이터의 샘플링의 동기화 또한 중요하다. 그러면, 다수의 센서들로부터의 정보는 제 시간에 동일한 순간에 공급된 데이터를 가지도록 도출될 수 있다.

슬레이브 콤포넌트들이 마스터 콤포넌트의 단일한 통신 노드를 공유하는 기술들이 여기에 개시된다. 일 예에서, 복수의 슬레이브 콤포넌트들은 상기 통신 노드로부터 상기 슬레이브 콤포넌트들에 전송된 하나의 트리거에 차례대로 응답한다. 다른 예에서, 상기 슬레이브 콤포넌트들은 상기 통신 노드로부터 전송된 상기 하나의 트리거에 응답하여 자신들의 데이터를 유지하고, 상기 데이터는 이후에 다른 트리거 신호에 의해 리드된다. 상기 데이터는, 상기 통신 노드로부터 전송되고 응답할 특정한 슬레이브 콤포넌트를 선택하는 맨체스터(Manchester) 인코딩된 입력을 이용하여 리드될 수 있다. 상기 데이터는 또한, 예를 들어 SENT 메시지와 같은, 직렬 데이터 신호를 이용하여 리드될 수 있다.

여기서는 슬레이브 콤포넌트들을 나타내도록 센서들이 이용되나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 이용될 수 있는 슬레이브 콤포넌트들의 다른 예들이 존재함을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 여기에 명확하게 개시되지 않은 다른 센서들, 컨트롤러들 및 다른 시스템 실시예들이 본 특허출원의 출원인에 의해 출원되어 2013년 11월 5일자로 등록된 미국특허번호 제8,577,634호, "Systems and Methods for Synchronizing Sensor Data"에 개시되어 있고, 이는 그 전체로서 본 명세서에 포함된다.

도 1을 참조하면, 시스템(10)은 제어 모듈(12)에 의해 제어될 수 있는 아티클(article)(18)과 연관된 파라미터를 센싱하는 센서들(14a-14N)을 포함한다. 센서들(14a-14N) 각각은 각각의 양방향 노드(16a-16N)를 가지고, 센서 데이터를 생성, 업데이트, 및 선택적으로 저장(예를 들어, 래치)하도록 구성된다. 센서들(14a-14N)은 또한 컨트롤러(20)의 통신 노드(21)로부터 각각의 양방향 노드(16a-16N)에서 수신된 트리거 신호(24)에 응답하여 센서 데이터를 각각의 양방향 노드(16a-16N)로부터 시스템 컨트롤러(20)의 통신 노드(21)로 각각의 직렬 데이터 신호(26a-26N)로 전송한다. 센서들(14a-14N)은 전원, 또는 전압 바이어스, Vcc 연결(25)을 통하여 컨트롤러(20)에 더욱 연결된다. 컨트롤러(20)는 아티클(18)을 제어하는 데에 이용하도록 제어 모듈(12)에 피드백 신호(22)를 제공할 수 있다.

센서들(14a-14N)은 상기 트리거 신호에 응답하여 상기 센서 데이터를 추가적으로 저장할 수 있다. 통신 버스들(OUT1, OUT2, …OUTN)은 센서들(14a-14N)과 컨트롤러(20)의 통신 노드(21) 사이에 연결될 수 있다. 여기에 후술될 바와 같이, 센서들(14a-14N) 각각은 통신 노드(21)에 접근하는 다른 센서들(14a-14N)로부터 적어도 모니터 신호들을 수신할 수 있다. 따라서, 통신 노드(21)는 공유 노드이다. 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 통신 노드(21)가 공유 버스일 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이러한 구성으로, 센서 데이터를 전송하는 것이, 직렬 데이터 신호들(26a-26N)로 센서 출력 데이터가 제공되는 노드들과 동일한 노드들인, 양방향 노드들(16a-16N)에서 수신된 트리거 신호(24)에 의해 동기화된다. 이러한 방식의 센서 데이터 동기화는 센서 출력 데이터 레이턴시(latency)를 감소시킬 수 있고, 또한 다른 방식에서는 상기 센서에 의한 외부 동기화 신호의 수신을 허용하는 데에 요구되는 센서 연결들의 수를 감소시킬 수 있다. 감소된 핀 개수는 비용 및 회로 면적을 감소시킬 뿐만 아니라, 전자기 간섭(EMI)의 효과를 감소시킬 수 있다. 데이터 저장 기능 및 데이터 출력 기능 모두가 이러한 방식으로 동기화되는 일부 실시예들에서, 센서 출력 데이터의 시기에서의 애매성이 감소 또는 제거될 수 있다(예를 들어, 다수의 센서들이 단일한 트리거를 이용하여 동시에 그들의 데이터를 샘플링하도록 요청됨).

센서들(14a-14N)은 아티클(18)의 다양한 파라미터들, 예를 들어, 이들에 한정되지 않으나, 전류, 속도, 각도, 선형 위치, (예를 들어, 각도 센서들 또는 스티어링 휠 응용들에 대한) 턴 수 및 회전 방향을 센싱할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(12)은 차량 파워 스티어링 모듈일 수 있고, 이 경우 아티클(18)은 스티어링 유닛과 연관된 자석일 수 있으며, 센서(14a)는, 컨트롤러(20)가 휠 또는 스티어링 칼럼의 각도를 결정하도록 이용할 수 있도록, 상기 자석과 연관된 자기장의 세기를 센싱할 수 있다. 다른 예에서, 제어 모듈(12)은 연료 주입 모듈일 수 있고, 이 경우 아티클(18)은 캠축 기어일 수 있고, 상기 기어와 연관된 자기장 세기가 센서들(14a-14N)에 의해 센싱되어 상기 컨트롤러가 상기 기어의 회전 속도 및/또는 회전상의 위치를 결정하는 데에 이용될 수 있다. 한편, 보다 일반적으로, 센서들(14a-14N)이 상기 아티클과 연관된 특성(characteristic), 예를 들어 도시된 실시예들에서의 자기장 세기를 감지하고, 컨트롤러(20)가 상기 센서 출력 데이터를 처리하여 회전의 속도 또는 방향과 같은 원하는 파라미터 정보를 도출할 수 있다. 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 여기에 개시된 개념들이, 도시된 바와 같은 폐루프 시스템들과 개방 루프 시스템들을 포함하여, 다양한 시스템들, 센서들, 아티클들, 제어 모듈들, 센싱되는 특성들, 및 파라미터들에 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

컨트롤러(20)는 센서 시스템(10) 및 이의 응용에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 차량 시스템의 경우에서, 컨트롤러(20)는 차량 안전 및 운행의 다양한 측면들을 제어하기 위하여 프로세서(30), 메모리(32), 및 송수신기(34)를 포함하는 엔진 제어 장치(Engine Control Unit; ECU)일 수 있다.

센서들(14a-14N)에 의해 상기 센서 양방향 노드들(16a-16N)에서 제공되는 직렬 데이터 신호들(26a-26N)은 표준 단방향 신호 포맷을 가진다. 적당한 단방향 신호 포맷들로서 싱글 에지 니블 트랜스미션(Single-Edge Nibble Transmission; SENT), 직렬 주변 인터페이스(Serial Peripheral Interface; SPI), 주변 직렬 인터페이스 5(Peripheral Serial Interface; PSI5) 및 집적 회로간 인터페이스(Inter-Integrated Circuit; I²C)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 직렬 데이터 신호들(26a-26N)은 자동차 기술 학회 J2716 표준(Society of Automotive Engineers (SAE) J2716 Specification)에 의해 정의되고, 도 3을 참조하여 개괄적으로 개시된 SENT 포맷을 가질 수 있다. 상기 J2716 표준은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 포함된다. 일 예에서, 상기 직렬 데이터 신호는 직렬 이진 신호 및 펄스 폭 변조(PWM) 신호 중 하나 이상을 포함한다.

센서들(14a-14N) 각각은 단일한 제어 모듈(12)과 연관된 단일한 아티클(18)의 동일한 특성(characteristic)을 센싱할 수 있고, 이는 리던던시(redundancy)를 위해 바람직하거나, 원하는 데이터를 제공하도록 다수의 센서들이 필요한 센서 시스템들, 예를 들어 방향 검출 및 각도 검출을 위하여 다중 CVH 센서 다이를 가지는 센서 시스템에 바람직할 수 있다. 이와 달리, 각 센서(14a-14N)가 동일 또는 상이한 제어 모듈들과 연관된 동일 또는 상이한 아티클들에 관한 서로 다른 특성을 센싱할 수 있다.

상기 언급되고 후술될 바와 같이, 상기 센서 데이터는 (컨트롤러(예를 들어, 20)의 통신 노드(예를 들어, 21)로부터 전송되어) 양방향 노드(예를 들어, 16a-16N)에서 수신된 트리거 신호(예를 들어, 24)의 검출에 응답하여 직렬 데이터 신호(예를 들어, 26a-26N)로 전송되고, 또한 선택적으로 상기 트리거 신호의 검출에 응답하여 추가적으로 저장된다. 센서 데이터 저장 및 전송 기능 모두가 상기 트리거 신호에 응답하여 발생되는 실시예들에서, 상기 데이터 저장 및 데이터 전송 기능들은 트리거 신호(24)의 동일한 특징(feature)의 검출에 응답하여 발생되고, 이에 따라 트리거 신호(24)에 의한 상기 저장 및 데이터 전송 기능들의 공통 제어가 가능하다. 이와 달리, 상기 센서 데이터는 트리거 신호(24)의 제1 특징의 검출에 응답하여 저장될 수 있고, 상기 저장된 데이터는 트리거 신호(24)의 제2 특징의 검출에 응답하여 직렬 데이터 신호(26a-26N)로 전송될 수 있고, 이에 따라 트리거 신호(24)에 의한 상기 저장 및 데이터 전송 기능들의 독립적 제어가 가능하다. 이러한 독립적 제어 기능들은 동일한 파라미터를 센싱하도록 (예를 들어, 리던던시를 위하여) 복수의 센서들이 이용되는 시스템들에서 특히 바람직할 수 있고, 이는 모든 센서들이 동시에 상기 센서 데이터를 샘플링 및 저장(즉, 유지(hold))하면서, 상기 컨트롤러의 처리에 가장 알맞게 서로 다른 시점들에서 상기 저장된 센서 데이터를 전송하는 것이 바람직할 수 있기 때문이다.

도 2를 또한 참조하면, 유사한 구성요소들에 유사한 참조번호들이 부여되어 있고, 도시된 센서(14a)는 센싱 요소(40), 여기서는 홀(Hall) 효과 요소(예를 들어, 원형 수직 홀(circular vertical Hall))와 같은 자기장 센싱 요소를 포함한다. 자기저항(magnetoresistive) 요소들(예를 들어, 거대 자기저항(giant magnetoresistance; GMR) 요소, 이방성 자기저항(anisotropic magnetoresistance; AMR) 요소, 터널링 자기저항(tunneling magnetoresistance; TMR) 요소, 자기 터널 접합(magnetic tunnel junction; MTJ) 요소, 스핀 밸브(spin valve) 요소, 안티몬화 인듐(Indium antimonide; InSb) 센서, 갈륨 비소(Gallium Arsenide; GaAs) 센서), 및 원형 수직 홀(circular vertical Hall) 요소와 같은 다른 유형의 자기장 센싱 요소들 또한 적합할 수 있다. 게다가, 센싱 요소(40)는 온도, 압력 등등의 다른 유형의 특성들을 센싱할 수 있다. 센싱 요소(40)는 싱글-엔디드 또는 차동 구성일 수 있고, 다양한 알려진 구성들의 하나 이상의 개별적인 센싱 요소들을 포함할 수 있다.

자기장 센싱 요소(40)는, 다음의 회로들 중 하나 이상을 포함하고 직렬 데이터 신호(26a)로 (도 1의) 컨트롤러(20)에 제공되는 센서 데이터를 생성하는 인터페이스 신호 처리 회로에 연결된다. 증폭기(44)는 센싱될 자기장 범위를 설정할 수 있게 하고, 후속 증폭기(48)는 오프셋의 개략적 조정을 가능하게 한다. 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 자기장 범위는 대략적으로 +/- 100 가우스에서 +/- 2250 가우스의 사이로 선택될 수 있다. 오프셋은 상기 감지된 자기장 신호(즉, 센싱 요소(40)의 출력)가 0의 자기장에서 중심에 있는 정도를 나타낸다. 증폭기(48)의 출력은, 여기서 안티-알리아싱 필터(52)에 의해) 필터링되어 필터링된 신호가 아날로그 디지털(A/D) 변환기(56)에 제공된다. A/D 변환기(56)는, 도시된 바와 같이, 기준(64)으로부터 정밀 기준 전압을 수신하고, 클록 생성기(136)로부터 클록 신호(138)를 수신한다. 여기서, A/D 변환기(56)는 센싱된 자기장의 레벨을 나타내는 12-비트 출력을 후속 필터, 여기서 로우 패스 필터(60)에 제공하는 제1 변환기(56a)를 포함한다.

센서(14a)는 상기 센싱된 자기장 신호에 대하여 온도에 기인한 변화를 보상하도록 온도 보상 회로(70)를 포함할 수 있다. 이를 위하여, 온도 센서(68)는 센서(14a)의 주변 온도를 센싱하고, 도시된 바와 같이, A/D 변환기(56b)에 상기 온도를 나타내는 아날로그 신호를 제공한다. 변환기(56b)는, 예를 들어 상기 주변 온도를 나타내는 12-비트 출력 신호를 온도 보상 회로(70)에 제공한다. 예시적인 실시예에서, 온도 보상 회로(70)는 장치 감도 및 오프셋에 대한 온도 변동의 유해한 효과들을 제거하기 위하여 변환기(56b)로부터의 상기 온도 신호의 온도 정정 수식으로의 다항식 맞춤을 구현할 수 있다. 여기서, 감도는 가우스 레벨의 변화에 대한 출력 신호 레벨의 변화를 의미한다.

온도 보상 회로(70)의 출력은 게인/오프셋 트림 회로(74)에 연결되고, 이는 게인 및 오프셋 조정을 위한 다양한 통상적인 기술들을 채용할 수 있다. 선형화 회로(78)가 비선형 자기장들에 응답하여 상기 센서 출력을 선형화하도록 이용된다. 이를 위하여, 출력 신호 범위가 소정의 개수의 세그먼트들, 예를 들어 32개의 동등한 세그먼트들로 분할되고, 선형화 회로(78)는 각 세그먼트에 선형화 계수 인자를 적용한다. 상기 선형화 계수들은 EEPROM의 룩-업 테이블에 저장될 수 있고, 이는 본 특허출원의 출원인에 의해 출원되어 2012년 1월 8일자로 등록된 미국특허번호 제8,350,563호, "Magnetic Field Sensor and Method Used in a Magnetic Field Sensor that Adjusts a Sensitivity and/or an Offset Over Temperature"에 개시되어 있고, 이는 그 전체로서 본 명세서에 포함된다.

선형화 회로(78)의 출력에 연결된 클램프(82)는 신호 제한(limiting)을 가능하게 하고, 래치(86)에 처리되도록 디지털 센서 데이터를 제공한다.

래치(86)는 상기 인터페이스 회로로부터의 디지털 센서 데이터를 수신 및 저장(즉, 래치)한다. 래치(86)는 양방향 노드(16a)에서 수신된 트리거 신호(예를 들어, 도 1의 24)에 응답하여 상기 디지털 센서 데이터가 저장되도록 한다. 보다 구체적으로, 트리거 신호(24)의 버퍼링된 버전(즉, 신호(106))은 래치(86)의 제어 노드(88)에 제공되고, 래치(86)에 의한 검출을 위하여 상기 버퍼링된 트리거 신호를 포함한다. 다른 실시예들에서, 상기 데이터가 트리거 신호(24)와 무관하게 래치(86)에 의해 저장된다. 상기 래치의 출력 노드는 도시된 바와 같이 인코더(90)에 연결된다.

인코더(90)는 양방향 노드(16a)에서 수신된 트리거 신호(24)에 응답하여 상기 센서 데이터, 여기서 디지털 센서 데이터를 양방향 노드(16a)에서 전송한다. 예시적인 실시예에서, 직렬 데이터 신호(26a)는 표준 단방향 신호 포맷을 가지고, 특히 SENT 포맷을 가진다. 보다 구체적으로, 상기 송수신기에 의해 상기 인코더의 제어 노드(92)에 제공되는 신호(106)는 상기 인코더의 검출을 위하여 상기 트리거 신호를 포함한다. 인코더(90)는 송수신기(94)를 통하여 상기 양방향 센서 노드(16a)에서 직렬 데이터 신호(26a)를 제공한다.

상술한 설명을 고려하여, 예시적인 실시예에서, 래치(86)가 트리거 신호(24)에 응답하여 디지털 센서 데이터를 저장하고, 직렬 데이터 신호(26a)가 디지털 신호인 것이 명확하게 되었을 것이다. 다만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은, 이와 달리, 상기 센서 데이터가 아날로그 회로 및 상응하는 기술들로 아날로그 형태로 저장 및/또는 컨트롤러(20)에 전송될 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은, 상기 센서 데이터가 전용 저장 장치로 종래 방식으로 "샘플링 및 저장"되지 않을 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다. 일 예에서, 래치(86)가 제거될 수 있고, 버퍼링된 신호(106) 형태의 트리거 신호(24)가 (도 2의 점선으로 도시된 바와 같이) A/D 변환기(56a)의 제어 노드에 제공될 수 있고, 이 경우, 바람직하게는, 상기 센서 데이터의 생성 및/또는 업데이트가 트리거 신호(24)에 응답하여 상기 A/D에서 발생될 수 있다.

센서(14a)는 프로그램 가능한 레지스터들이 프로그램 가능한 특징들에 대한 사용자 선택들을 저장하는 EEPROM(100)을 포함한다. 다양한 방식들이 컨트롤러(20)와 센서(14a) 사이의 통신을 프로그래밍하기에 적합할 수 있다.

맨체스터(Manchester) 인코딩 방식이, 컨트롤러가(20)가 Vcc 연결(25)을 통하여 센서(14a)에 코맨드들, 예를 들어 라이트 액세스 코맨드(Write Access Command), 라이트 코맨드(Write Command), 및 리드 코맨드(Read Command)를 전송하는 데에 이용된다. 리드 코맨드에 응답하여, 센서(14a)는 버스(OUT1)를 통하여 요청된 데이터를 포함하는 리드 답신 신호(Read Acknowledge signal)로 응답한다.

직렬 디코더(110)는 (예를 들어, 5-8 볼트의 신호를 가진) Vcc 신호 레벨을 논리 신호로 변환하고, 직렬 인터페이스(112)는 결과적인 로직 신호를 이진 코맨드 신호로 디코딩한다. 예를 들어, 라이트 코맨드의 경우, 직렬 인터페이스(112)의 출력에서의 상기 이진 코맨드 신호는 EEPROM 컨트롤러(108)에 라이트될 레지스터의 주소 및 라이트될 데이터를 나타낸다. 라이트 액세스 코맨드는 라이트를 위하여 장치를 해제(unlock)한다. 리드 코맨드의 경우, 직렬 인터페이스(112)의 상기 이진 신호 출력은 양방향 노드(16a)에서의 통신을 위하여 상기 송수신기에 선택된 레지스터의 내용을 제공한다.

상기 EEPROM에 대한 라이트를 위하여, (도 1의) 컨트롤러(20)는 양방향 노드(16a)를 하이 임피던스 상태에 놓도록 디스에이블 출력 코맨드(Disable Output Command)를 전송한다. 컨트롤러(20)는 또한 상기 EEPROM 게이트들 상의 전압을 부스팅하도록 상기 센서에 고전압 펄스들을 전송한다. 이를 위하여, 펄스 검출기(98)는 양방향 노드(16a) 및 EEPROM 컨트롤러(108)에 연결된다. 라이트가 완료된 후, 컨트롤러(20)는 양방향 노드(16a)가 이의 하이 임피던스 상태에서 상기 센싱된 자기장을 나타내는 값이 될 수 있도록 인에이블 출력 코맨드(Enable Output Command)를 전송한다. 바람직하게는, 양방향 노드(16a)는 또한 리드 코맨드가 전송되기 전에 상기 리드 답신 신호가 반환된 후까지 하이 임피던스 상태에 놓일 수 있다.

이에 한정되지 않으나, 증폭기(44)를 통한 상기 자기장 범위, 증폭기(48)를 통한 상기 개략적 오프셋 트림, 필터(60)를 통한 대역폭 등등을 포함하여 센서(14a)의 다양한 특징들이 상술한 방식으로 프로그램 가능하다. 특히, 센서(14a)는 상기 센서 데이터가 상기 컨트롤러에 (상기 컨트롤러에 의한 어떠한 동기화와도 무관하게) 종래의 방식으로 전송되는지 또는 (센서 양방향 노드(16a)에서의 컨트롤러(20)로부터의 트리거 신호(24)의 수신에 응답하여) 본 발명에 따라 전송되는지를 지시하도록 프로그램될 수 있다. 추가적인 프로그램 가능한 특징들이 후술되는 바와 같이 상기 SENT 신호 포맷에 관련된다.

센서(14a)의 추가적인 특징들은 부족전압(undervoltage)/초과전압(overvoltage) 폐쇄(lockout) 회로(120) 및 파워-온 리셋(POR) 회로(124)를 포함할 수 있다. 부족전압/초과전압 폐쇄 회로(120)는 Vcc 신호(25)의 전압 레벨을 센싱하고, 소정의 범위를 초과하면, 마스터 제어 블록(104)에 에러 신호를 전송한다(예를 들어, 이는, 메인 인터페이스(SENT) 상에서 어드레싱된 장치로부터 리드될 수 있는 온도 센서 정보와 함께, 이러한 종류의 겸함들이다. 추가적으로, 상기 어드레싱된/공유되는 장치 내의 특정한 레지스터들/EEPROM이 또한 라이트될 수 있다). POR 회로(124)는 파워-업 시 Vcc가 적당한 전압 레벨에 도달할 때까지 주요 회로를 정지시킨다.

센서(14a)는 집적 회로의 형태로 제공될 수 있고, 여기서는 아날로그 전단 부분(140) 및 디지털 서브시스템(144)을 구비한다. 도시된 바와 같이, 아날로그 전압 레귤레이터(128)는 아날로그 전단 부분(140)에 조정된 전압을 제공하고, 디지털 레귤레이터(132)는 디지털 서브시스템들(144)에 전력을 공급한다. 클록 생성기(136)는 A/D 변환기(56) 및 마스터 컨트롤러(104)에 클록 신호들을 제공한다. 그러나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은, 회로 기능들이 아날로그 방식 또는 디지털 회로 및 신호들로 구현된 특정한 설계가 변형될 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 집적 회로 센서(14a)에 구현된 것으로 도시된 회로 기능들이 별도의 회로들(예를 들어, 추가적인 집적 회로들 또는 회로 보드들) 상에서 달성될 수 있다.

도 3을 또한 참조하면, 센서(14a-14N)에 의해 전송되는 직렬 데이터 신호들(26a-26N)은 표준 단방향 신호 포맷, 예를 들어 도시된 SENT 신호 포맷을 가질 수 있다. SENT 신호(150)는 송신 모듈(여기서, 센서(14a)에 의해 반복적으로 전송되는 일련의 펄스들로 구성된다. SENT 신호(150)는 적어도 네 개의 부분들: 즉, 동기화(Synchronization)/보정(Calibration) 부분(152), 상태(Status) 및 직렬 통신(Serial Communication) 부분(154), 데이터(Data) 부분(158), 및 체크섬(Checksum)(또는 순환 중복 검사(cyclic redundancy check; CRC)) 부분(160)을 포함한다. "틱(tick)"은 일반적인 클록 신호 주기를 의미하고, "니블(nibble)"은 4 비트이다. 각 니블은 로우 및 하이 상태에 대한 특정한 시간을 가진다. 로우 상태 구간은 디폴트로 5 틱이고, 하이 상태 구간은 상기 니블의 정보 값에 의해 좌우된다. 동기화/보정 부분(152)은 SENT 메시지의 시작을 식별하고, 항상 56 틱의 펄스 구간을 가진다. 상태 및 직렬 통신 부분(154)은 컨트롤러(20)에 센서 상태 또는 특징들(예를 들어 파트 넘버들 또는 에러 코드 정보)을 알리도록 이용되고, 4 비트를 제공하도록 12와 27 틱들 사이의 구간을 가진다. 데이터 부분(158)은 최대 6 니블까지의 데이터를 포함하고, 각 니블은 0에서 15의 범위의 값을 가지는 4 비트를 포함한다. 따라서, 각 데이터 니블은 12에서 27의 틱들의 펄스 구간을 가진다. 데이터 니블들의 수는 각 용용에서 고정될 수 있으나, 응용들마다 변경될 수 있다. 두 개의 12 비트 값들을 전송하기 위하여, 도시된 바와 같이 6 개의 데이터 니블들이 전송된다.

SENT 신호(150)는 본 발명과 관련하여 양방향 센서 노드(16a)를 통하여 양방향 통신이 가능하게 하도록 이용되는 선택적인 정지(pause) 부분(164)을 포함한다. 일반적으로, 정지 부분(164)은 (도 1의) 출력 버스, OUT1 상의 비활동 구간에 상응하고, 다시 말해서, (도 1의) 직렬 데이터 신호(26a)가 비활성화 또는 하이인 시간에 상응한다. 종래에는, 정지 부분(164)은 종종, 원하는 경우, 상기 SENT 신호를 일정한 길이로 연장시키도록 이용되었다. 사용자는 상술한 프로그래밍 방식을 통하여 특정한 원하는 프레임 레이트를 프로그램할 수 있다. 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 상기 출력 버스, OUT1 상의 비활동이 대안적으로 로우 (풀 다운) 신호 레벨에 상응할 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따라, 정지 부분(164)은, 상기 정지 부분 동안 센서 양방향 노드(16a)에서 수신된 트리거 신호(24)가 상기 센서의 데이터 기능들을 제어하게 함으로써 상기 출력 버스, OUT1 상의 양방향 통신을 가능하게 하도록 이용된다. 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 상기 SENT 신호 정지 부분(164)이 데이터뿐만 아니라 제어 정보가 상기 센서에 의해 전송되지 않는 상기 신호의 부분을 나타내고, 따라서 보다 일반적으로 비활성 전송 부분(164)으로 불릴 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다.

상기 SENT 신호 포맷의 다양한 양상들이 사용자 프로그램될 수 있고, 예를 들어, 도 2의 EEPROM(100)에 사용자 프로그램될 수 있다. 예로서, SENT_STATUS 파라미터는 4 비트 상태 및 직렬 통신 부분(154)에 대한 원하는 포맷을 나타내도록 이용될 수 있고, SENT_SERIAL 파라미터는, 상기 SENT 표준에 따라, 8 비트의 짧은 직렬 메시지 포맷, 12 비트의 증대된 직렬 메시지 포맷, 또는 16 비트의 더욱 증대된 직렬 메시지 포맷을 포함하는, 연속된 SENT 메시지들에 포함된 직렬 데이터 신호에 대한 원하는 포맷을 선택하도록 이용될 수 있다. SENT_DATA 파라미터는 상기 데이터 니블들에서 전송될 특정한 센서 데이터를 명시하도록 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 SENT_DATA 파라미터의 하나의 값은 세 개의 데이터 니블들이 자기장 데이터를 나타내고 세 개의 데이터 니블들이 온도 데이터를 나타내는 것을 표시할 수 있다. SENT_TICK 파라미터는 일반 틱 시간을 명시하도록 이용될 수 있다. SENT_LOVAR 파라미터는 각 니블에서 고정된 로우 상태 시간을 가지는 상기 SENT 표준에서 벗어나서 고정된 하이 상태 시간을 대신하여 가지도록 이용될 수 있다. 또한, SENT_FIXED 파라미터는 각 니블의 상기 고정된 부분의 달리 정의된 길이를 명시함으로써 상기 SENT 표준에서 벗어나도록 이용될 수 있다.

SENT_UPDATE 파라미터는 원하는 데이터 통신 모드를 명시하도록 이용된다. 데이터 통신의 하나의 모드에서, 센서 데이터가 트리거 신호(24)의 제1 특징의 검출에 응답하여 저장되고, 트리거 신호(24)의 제2 특징의 검출에 응답하여 전송된다(예를 들어, 도 5 참조). 다른 예들에서, 센서 데이터는 트리거 신호(24)의 단일한 특징의 검출에 응답하여 저장 및 (도 1의) 컨트롤러로의 전송이 모두 수행된다. 다른 데이터 통신 모드들 또한 가능하고, 예를 들어 트리거 신호가 (예를 들어, 도 2의 A/D 변환기(56)를 통하여) 상기 센서 데이터를 생성/업데이트하는 것만을 제어하는 모드, 상기 트리거 신호가 직렬 데이터 신호들(26a-26N)의 통신만을 제어하고 임의의 센서 데이터의 생성/업데이트 및/또는 전용 센서 데이터 저장은 상기 트리거 신호와 무관하게 발생하는 모드, 센서 기능들의 임의의 조합이 상기 트리거 신호에 의해 제어되는 모드와 같이 상기 트리거 신호가 어떠한 센서 회로(예를 들어, 클록 생성기(136), 레지스터들, 또는 카운터들)를 리셋하는 모드, 또는 직렬 데이터 신호(26a)가 선택적인 정지 부분(164)을 포함하지 않는 모드 등이 가능하다. 예를 들어, 상기 트리거 신호는, 대안적으로, 이러한 기능의 하나(데이터 샘플링, 저장 또는 통신)만을 제어하거나, 센서 데이터 저장, 업데이트, 리셋 및 전송 기능들의 임의의 조합을 제어할 수 있다.

도 4를 또한 참조하면, 데이터 통신의 하나의 모드에서, 센서 데이터는 상기 센서 양방향 노드에서 수신된 트리거 신호의 검출에 응답하여 저장되고, 상기 컨트롤러에 전송된다. 도 4는 (도 1의) 센서 시스템(10)에 대하여 컨트롤러(20)로부터 센서들(14a-14N)로의 신호 전송(171)을 나타낸다. 각 센서(14a-14N)는 센서 데이터를 저장하도록 수시된 트리거 신호(96)의, 도 4에서 하강 에지로 도시된, 제1 특징(210)에 응답하고, 상기 저장된 센서 데이터를 직렬 데이터 신호로 전송하도록, 도 4에서 상승 에지로 도시된, 제2 특징(214)에 응답한다. 제1 특징(210)은 상기 센서들에 의해 상기 데이터의 샘플링을 트리거하도록 다수의 장치들에 대한 트리거 방식으로 센서들(예를 들어, 선형 및 각도 센서들)에 의해 이용될 수 있다.

센서들(14a-14N)은 상기 트리거 신호의 제1 특징(210a), 여기서 상기 트리거 신호의 하강 에지를 검출하고, 이에 응답하여 래치(86)에 이들 각각의 센서 데이터를 저장한다. 센서들(14a-14N)은 상기 트리거 신호의 제2 특징(214a), 여기서 상승 에지를 더욱 검출한다. 각 센서(14a-14N)는 미리 구성된 순서에 기초하여 차례대로 (순차적으로) 응답한다. 하나의 특정한 예에서, 센서(14a)가 SENT 메시지(224a)를 보내고; 센서(14a)가 SENT 메시지(224a)를 보낸 후, 센서(14b)가 SENT 메시지(224b)를 보내며; 이러한 방식으로 센서(14N)는 마지막 SENT 메시지(224N)를 보낸다.

상기 미리 구성된 순서에서 첫 번째 센서가 직렬 데이터 신호로 응답하면서, 나머지 센서들은 각각이 자신의 메시지를 언제 보내야할지를 판단하도록 다른 센서들로부터의 직렬 데이터 신호들을 모니터링하는 것을 시작한다. 일 예에서, 상기 미리 구성된 순서는 상기 EEPROM에 또는 다른 종류의 비휘발성 장치에 저장될 수 있다. 일 예에서, 다음 센서가 상기 미리 구성된 순서에서의 이전 센서로부터 특정한 시간 내에 메시지가 없는 경우, 상기 다음 센서는 자신의 직렬 데이터 신호, 및 상기 이전 센서로부터 상기 메시지를 검출하지 못했음을 알림(notification)으로 응답한다. 일 예에서, 각 센서는 자신의 상태 니블에 자신의 아이디(주소 또는 식별자 비트 스트림)를 보고할 수 있다. 다른 예들에서, 특정한 장치의 주소에 기초하여 상기 센서는 단지 홀(Hall) 자기장 데이터 이상의 것을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 센서는 온도 센서 데이터 또는 리드 모드 코맨드에서 에러 플래그 상태 IF를 더욱 제공할 수 있다.

다른 예들에서, 센서들(14a-14N)은 다른 센서들에 의해 전송된 메시지들을 리슨(listen)할 수 있다. 예를 들어, 상기 센서들은 자신들의 출력 값들을 비교하고 상기 센서의 값들이 매칭되어야하는 경우 타당성(plausibility) 에러를 레지스터할 수 있다. 다른 예들에서, 다른 정보, 예를 들어 온도 값들이 센서들 사이에서 비교될 수 있다.

본 실시예에 사용된 상기 트리거 신호 특징들이 특정한 방향의 신호 에지들이 사용되었으나, 다양한 다른 신호 특징들이 이와 달리 이용될 수 있고, 예를 들어, 이에 한정되지 않으나, 하나 이상의 신호 펄스들(즉, 제1 및 제2의, 반대되는 에지 방향들의 검출), 동일 또는 상이한 다수의 에지 방향들 등등이 사용될 수 있다.

다른 예들에서, 컨트롤러(20)로부터의 트리거 신호는 데이터를 포함하는 센서 콤포넌트들(14a-14N)로부터의 응답을 필요로 하지 않을 수 있다. 일 예에서, 응답이 요구되지 않는다. 다른 예에서, 센서 콤포넌트들(14a-14N)은 데이터를 포함하지 않는 응답을 보낼 수 있고; 다만, 상기 응답은, 예를 들어, 상기 트리거 신호가 상기 센서에 의해 수신되었음을 나타내는 답신(acknowledgment) 신호일 수 있다.

하나의 특정한 예에서, 트리거 신호는 상기 컨트롤러로부터 발생되고, 펄스들이 적은 수의 틱들로 분리된 다수의 토글링 펄스들을 포함할 수 있다. 다른 특정한 예에서, 트리거 신호는 센서들(14a-14N)에 의해 이용되지 않는 주소를 포함하여 이용될 수 있다. 하나의 특정한 예에서, 센서들은 주소들 00, 01 및 10을 가지고, 주소 11이 트리거 신호로 이용된다. 예를 들어, 상기 트리거 신호는 특정한 시간에서 모든 장치들이 자기장 레벨을 샘플링하는 것을 명령할 수 있다.

도 5a를 참조하면, 상기 트리거 신호가 센서들(14a-14N)에 자신들의 데이터를 저장하나 상기 데이터를 컨트롤러(20)에 보내지 말기를 명령하는 경우, 추가적인 트리거 신호가 상기 데이터를 구하도록(retrieve) 이용된다. 구체적으로, 제2 트리거 신호가 하나의 특정한 센서에 또는 센서들(14a-14N)의 서브세트에 보내진다. 예를 들어, 상기 제2 트리거 신호는 맨체스터(Manchester) 인코딩된 신호일 수 있다. 통신 노드(21)로부터 신호들을 수신하는 센서들(14a-14N)은 상기 인코딩된 신호를 리슨(listen)할 것이고, 센서가 자신이 어드레싱됨을 인식하면 자신의 데이터를 전송할 것이다. 예를 들어, 상기 센서는 직렬 데이터 신호를 전송한다. 도 5a는 하나의 특정한 예로서, 두 개의 0들이 잇달아 전송되고, 후속하여 2-비트 센서 주소가 전송되며, 후속하여 상기 센서 응답을 허용하기 위한 부분이 전송되는 예를 나타낸다.

도 5b를 참조하면, 다른 특정한 예에서, 상기 주소 비트들이 단지 2개의 비트들에서, 센서 장치 내의 내부 레지스터들을 어드레싱하도록 예를 들어 8개의 비트들로 연장될 수 있다. 예를 들어, 상기 주소 필드의 처음 2개의 비트들은 특정한 슬레이브 장치를 어드레싱하기 위한 것일 수 있고, 다음 2개의 비트들은 인코딩된 리드/라이트 메시지를 나타내도록 이용될 수 있으며, 이어서 나머지 4개의 비트들은 상기 장치 내의 내부 레지스터/EEPROM을 어드레싱하도록 이용될 수 있다.

도 6a를 참조하면, 센서들(14a-14N)로부터 데이터를 구하는 다른 예에서, 직렬 데이터 신호 메시지가 컨트롤러(200)로부터 상기 센서들 중 하나를 의도하나 센서들(14a-14N) 전체에 전송될 수 있다. 예를 들어, 상기 직렬 데이터 신호는 도 3을 참조하여 상술한 바와 같은 SENT 메시지일 수 있다. 선택된 센서는 컨트롤러(20)가 한 것과 동일한 방식으로 상기 SENT 메시지를 해석할 수 있다. 도 6a는 센서들(14a-14N)이 이들의 데이터를 저장하도록 표시하는 하강 에지(310)를 포함하는 전송 신호(300)를 나타낸다. 컨트롤러(20)는 센서들(14a-14N) 중 하나가 SENT 메시지(336)로 자신의 데이터를 전송함으로써 응답하도록 트리거하는 SENT 메시지(324)를 전송한다. 예를 들어, 상기 SENT 메시지는 하나 이상의 니블들이 후속되고 동기화를 위하여 56개의 틱들을 포함하는 도 3에 도시된 SENT 신호(150)를 포함한다. 일 예에서, 컨트롤러(20)로부터의 SENT 메시지(324)는 응답하기를 원하는 센서의 주소를 포함한다. 예를 들어, 니블이 4-비트 주소를 포함할 수 있다. 일 예에서, SENT 메시지(324)는 순환 중복 검사(cyclic redundancy check; CRC)를 포함할 수 있다.

도 6b를 참조하면, 다른 예에서, 전송 신호(400)는 센서들(14a-14N)이 이들의 데이터를 저장하도록 표시하는 하강 에지(410)를 포함한다. 컨트롤러(20)는 센서들(14a-14N) 중 하나가 SENT 메시지(436)로 자신의 데이터를 전송함으로써 응답하도록 트리거하는 (예를 들어, 도 5a 및 도 5b에서 설명된 것과 같은) 맨체스터(Manchester) 메시지(424)를 전송한다.

본 발명의 사상에 대한 다양한 개념들, 구조들 및 기술들을 제공하도록 바람직한 실시예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 이러한 개념들, 구조들 및 기술들을 포괄하는 다른 실시예들이 이용될 수 있음이 명확하게 되었을 것이다.

이에 따라, 본 발명의 범위가 상술한 실시예들에 한정되지 않고, 다만 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위에 의해서만 한정되어야 할 것이다. 여기에 개시된 서로 다른 실시예들의 구성요소들은 명시적으로 상술되지 않은 다른 실시예들을 구성하도록 조합될 수 있다.

Claims

통신 노드를 가지는 마스터 콤포넌트; 및
각각이 양방향 노드를 가지는 복수의 슬레이브 콤포넌트들을 포함하고,
상기 슬레이브 콤포넌트들 각각은 상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 트리거 신호에 응답하여 데이터를 저장하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 데이터는 자기장 데이터, 온도 데이터, 결함 조건 또는 내부 메모리 값 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 슬레이브 콤포넌트들 각각은 상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 상기 트리거 신호에 응답하여 상기 저장된 데이터를 상기 양방향 노드로부터 상기 통신 노드로 직렬 데이터 신호로 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 슬레이브 콤포넌트들은 상기 저장된 데이터를 순서대로 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 슬레이브 콤포넌트들 각각은 다른 슬레이브 콤포넌트들로부터 상기 통신 포트로의 직렬 데이터 신호를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 5 항에 있어서, 각 슬레이브 콤포넌트는, 상기 순서에서의 이전 센서가 직렬 데이터 신호를 전송하지 않으면, 알림(notification)을 보내는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 슬레이브 콤포넌트들 각각은 자신의 데이터를 다른 슬레이브 콤포넌트들로부터의 데이터와 비교하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 직렬 데이터 신호는, 싱글 에지 니블 트랜스미션(Single-Edge Nibble Transmission; SENT) 또는 직렬 주변 인터페이스 5(Serial Peripheral Interface 5; SPI5) 중 선택된 단방향 신호 포맷을 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 슬레이브 콤포넌트들은 상기 트리거 신호의 적어도 하나의 특징(feature)의 검출에 응답하여 상기 저장된 데이터를 상기 직렬 데이터 신호로 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 9 항에 있어서, 상기 트리거 신호의 상기 적어도 하나의 특징은 소정의 에지 방향인 것을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 슬레이브 콤포넌트들은 상기 트리거 신호의 적어도 하나의 특징의 검출에 응답하여 상기 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 트리거 신호의 상기 적어도 하나의 특징은 소정의 에지 방향인 것을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 트리거 신호는 제1 트리거이고,
상기 슬레이브 콤포넌트들은 상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 제2 트리거 신호에 응답하여 데이터를 상기 양방향 노드로부터 상기 통신 노드로 직렬 데이터 신호로 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 13 항에 있어서, 상기 제2 트리거 신호는 슬레이브 콤포넌트의 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 14 항에 있어서, 상기 제2 트리거는 상기 슬레이브 콤포넌트 내부의 콤포넌트의 주소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 슬레이브 콤포넌트 내부의 상기 콤포넌트의 상기 주소는 메모리 또는 레지스터 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 제2 트리거는 상기 슬레이브 콤포넌트에 대한 데이터의 리드(read) 또는 라이트(write)를 나타내는 표시자(indicator)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 13 항에 있어서, 상기 제2 트리거 신호는 맨체스터(Manchester) 인코딩된 신호인 것을 특징으로 하는 시스템.
제 13 항에 있어서, 상기 제2 트리거 신호는 직렬 데이터 신호인 것을 특징으로 하는 시스템.
제 19 항에 있어서, 상기 직렬 데이터 신호는 싱글 에지 니블 트랜스미션(Single-Edge Nibble Transmission; SENT), 직렬 주변 인터페이스 5(Serial Peripheral Interface 5; SPI5), 또는 직렬 주변 인터페이스(Serial Peripheral Interface; SPI) 중 선택된 단방향 신호 포맷을 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 슬레이브 콤포넌트들은 상기 트리거 신호의 제1 특징의 검출에 응답하여 상기 데이터를 샘플링 및 저장하고, 상기 트리거 신호의 제2 특징의 검출에 응답하여 상기 저장된 데이터를 상기 직렬 데이터 신호로 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 21 항에 있어서, 상기 트리거 신호의 상기 제1 특징은 제1 소정의 에지 방향이고, 상기 트리거 신호의 상기 제2 특징은 제2의 반대되는 에지 방향인 것을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 슬레이브 콤포넌트들 중 적어도 하나는 센서인 것을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 슬레이브 콤포넌트들 중 적어도 하나는 자기장 센서인 것을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 슬레이브 콤포넌트들 중 적어도 하나는,
자기장을 나타내는 자기장 출력 신호를 제공하도록 아티클(article)과 연관된 자기장에 응답하는 자기장 센싱 요소;
상기 자기장 출력 신호를 수신하도록 연결되고, 센서 데이터를 생성하는 인터페이스 회로;
상기 인터페이스 회로에 연결되고, 래치 제어 노드, 및 상기 래치 제어 노드에서의 상기 트리거 신호의 검출에 응답하여 래치된 디지털 센서 데이터가 제공되는 디지털 데이터 출력 노드를 포함하는 래치;
상기 디지털 데이터 출력 노드에 연결되고, 인코더 제어 노드 및 직렬 데이터 출력 노드를 포함하는 인코더; 및
상기 직렬 데이터 출력 노드에 연결되고, 상기 양방향 노드를 포함하는 송수신기를 포함하고,
상기 직렬 데이터 신호는 상기 인코더 제어 노드에서의 상기 트리거 신호의 검출에 응답하여 상기 양방향 노드에서 제공되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 25 항에 있어서, 상기 자기장 센싱 요소는 홀(Hall) 효과 요소 또는 자기저항(magnetoresistive) 요소 중 선택된 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
제 1 항에 있어서, 상기 직렬 데이터 신호는 직렬 이진 신호 및 펄스 폭 변조(PWM) 신호 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
통신 노드를 가지는 컨트롤러; 및
각각이 자기장을 나타내는 자기장 출력 신호를 제공하도록 아티클(article)과 연관된 자기장에 응답하는 자기장 센싱 요소를 포함하고, 각각이 양방향 노드를 가지며, 상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 트리거 신호에 응답하여 센서 데이터를 저장하도록 구성된 복수의 센서들을 포함하고,
상기 센서 데이터는 자기장 데이터, 온도 데이터, 결함 조건 또는 내부 메모리 값 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 28 항에 있어서, 상기 센서들 각각은 상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 상기 트리거 신호에 응답하여 상기 저장된 센서 데이터를 상기 양방향 노드로부터 상기 통신 노드로 직렬 데이터 신호로 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 29 항에 있어서, 상기 직렬 데이터 신호는 싱글 에지 니블 트랜스미션(Single-Edge Nibble Transmission; SENT), 직렬 주변 인터페이스 5(Serial Peripheral Interface 5; SPI5), 또는 직렬 주변 인터페이스(Serial Peripheral Interface; SPI) 중 선택된 단방향 신호 포맷을 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 29 항에 있어서, 상기 센서들은 상기 트리거 신호의 적어도 하나의 특징(feature)의 검출에 응답하여 상기 저장된 센서 데이터를 상기 직렬 데이터 신호로 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 28 항에 있어서, 상기 센서들은 상기 트리거 신호의 적어도 하나의 특징의 검출에 응답하여 상기 센서 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 28 항에 있어서, 상기 트리거 신호는 제1 트리거이고,
상기 센서들은 상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 제2 트리거 신호에 응답하여 센서 데이터를 상기 양방향 노드로부터 상기 통신 노드로 직렬 데이터 신호로 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 33 항에 있어서, 상기 제2 트리거 신호는 센서의 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 34 항에 있어서, 상기 제2 트리거는 상기 센서 내부의 콤포넌트의 주소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 35 항에 있어서, 상기 센서 내부의 상기 콤포넌트의 상기 주소는 메모리 또는 레지스터 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 35 항에 있어서, 상기 제2 트리거는 상기 센서에 대한 데이터의 리드(read) 또는 라이트(write)를 나타내는 표시자(indicator)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 35 항에 있어서, 상기 제2 트리거 신호는 맨체스터(Manchester) 인코딩된 신호인 것을 특징으로 하는 시스템.
제 35 항에 있어서, 상기 제2 트리거 신호는 직렬 데이터 신호인 것을 특징으로 하는 시스템.
제 39 항에 있어서, 상기 직렬 데이터 신호는 싱글 에지 니블 트랜스미션(Single-Edge Nibble Transmission; SENT), 직렬 주변 인터페이스 5(Serial Peripheral Interface 5; SPI5), 또는 직렬 주변 인터페이스(Serial Peripheral Interface; SPI) 중 선택된 단방향 신호 포맷을 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 28 항에 있어서, 상기 센서들은 상기 트리거 신호의 제1 특징의 검출에 응답하여 상기 데이터를 샘플링 및 저장하고, 상기 트리거 신호의 제2 특징의 검출에 응답하여 상기 저장된 데이터를 상기 직렬 데이터 신호로 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템.
복수의 센서들 각각에서 특성(characteristic)을 센싱하는 단계;
상기 복수의 센서들 각각에서 상기 특성을 나타내는 센서 데이터를 생성하는 단계; 및
컨트롤러로부터의 통신 노드로부터 각 센서의 양방향 노드에서 수신된 트리거 신호에 응답하여 상기 센서들 각각에 대한 상기 센서 데이터를 저장하는 단계를 포함하는 방법.
제 42 항에 있어서,
상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 상기 트리거 신호에 응답하여 상기 센서 데이터를 상기 양방향 노드로부터 상기 통신 노드로 직렬 데이터 신호로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 43 항에 있어서, 상기 센서 데이터를 직렬 데이터 신호로 전송하는 단계는, 상기 센서 데이터를 싱글 에지 니블 트랜스미션(Single-Edge Nibble Transmission; SENT), 또는 직렬 주변 인터페이스 5(Serial Peripheral Interface 5; SPI5) 중 선택된 단방향 신호 포맷을 가지는 직렬 데이터 신호로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 42 항에 있어서, 상기 트리거 신호는 제1 트리거이고,
상기 통신 노드로부터 상기 양방향 노드에서 수신된 제2 트리거 신호에 응답하여 데이터를 상기 양방향 노드로부터 상기 통신 노드로 직렬 데이터 신호로 전송하는 단계를 더 포함하며,
상기 제2 트리거 신호는 맨체스터(Manchester) 메시지 또는 SENT 메시지 중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.