KR20170086975A - 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로 및 이를 이용한 기울기 제어 방법 - Google Patents

차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로 및 이를 이용한 기울기 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 통신 송수신기에 관한 것으로, RXD 단으로 피드백되는 출력 신호 중 출력 신호의 기울기를 제어하기 위해 생성된 기울기 제어신호를 분석하여 지연 여부를 검출하는 지연 검출부, 지연 여부가 검출된 기울기 제어신호의 기울기가 미리 설정된 기간 이내로 재조정될 수 있도록 기울기 설정신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부, 기울기 설정신호에 각각 대응하는 전압 값과 전류량에 따라 상기 기울기 제어신호의 기울기를 재조절하여 출력하는 기울기 조절부, 및 재조절된 기울기 제어신호의 전압 값과 전류량에 대응하는 기울기로 출력 신호를 생성 및 출력하는 구동신호 출력부를 포함하는바, 차량용 통신 송수신기의 출력신호 지연 여부를 기울기 제어신호의 기울기를 통해 검출하고 기울기 제어신호의 기울기를 보정하여 출력신호가 지연되지 않도록 제어함으로써, 로우 슬로프 제어모드에서 전자기적 간섭을 줄여 안정적으로 제어신호들이 송수신할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로 및 이를 이용한 기울기 제어 방법{SLOPE CONTROL CIRCUIT OF COMMUNICATION TRANSCEIVER FOR VEHICULAR AND SLOPE CONTROL METHOD USING THE SAME}
본 발명은 차량용 통신 송수신기에 관한 것으로, 상세하게는 차량용 통신 송수신기의 출력신호 지연 여부를 기울기 제어신호의 기울기를 통해 검출하고 기울기 제어신호의 기울기를 보정하여 출력신호가 지연되지 않도록 제어함으로써, 로우 슬로프 제어모드에서 전자기적 간섭을 줄여 안정적으로 제어신호들이 송수신될 수 있도록 한 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로 및 이를 이용한 기울기 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 통신 시스템들은 다른 전자 제품들에 비해 상대적으로 단순한 버스 시스템이 통신 규약에 따라 적용된다. 구체적으로, 하나의 전송 라인만을 포함하는 LIN 버스(Local Interconnect Network Bus)를 비롯하여, 2개 정도로 되도록 적은 수의 버스 라인들을 이용하는 CAN_HIGH, CAN_LOW, 및 CAN_GND(ground) 등의 CAN 버스(Controller Area Network Bus) 등이 이용된다.
이와 더불어, 데이터 전송속도를 더욱 향상시키기 위해, 대한민국 등록특허공보 제10-1519793호(2015. 2. 6 등록)에는 CAN FD(CAN flexible data rate) 프로토콜이 제시 및 적용되기도 하였다. CAN FD 프로토콜에 따르면, CAN 프레임의 실제 유용한 데이터는 CAN 2.0프로토콜에서 정의된 것보다 높은 전송 속도로 전송된다.
상술한 바와 같이, LIN 버스와 CAN 버스 및 CAN FD 프로토콜에서 반드시 필요한 회로 블록이 바로 구동신호 출력단에서 구동 신호의 기울기(Slope)를 제어하는 기울기 제어 블록이다. 종래에는 LIN 버스와 CAN 버스 등의 출력단 회로에서 전류의 양을 제어하거나 기울기를 설정하기 위해, 구동 신호가 출력되는 스위칭 신호를 하나하나 빼서 별로도 설계해야 했다.
전자기적 잡음인 EMI 문제를 고려하지 않는 노멀 슬로프 컨트롤 모드에서는 구동 신호의 기울기나 지연 여부 또한 고려하지 않기 때문에, 단순하게 구동 신호만 출력하면 되었다. 하지만, 전자기적 간섭 문제를 고려하여 더욱 안정적으로 구동 신호를 출력해야 하는 로우 슬로프 컨트롤 모드에서는 구동신호 출력단에서 구동 신호의 기울기를 상시 검출하고 제어해야 한다.
하지만, 구동 신호가 오픈 드레인(Opendrain) 구조로 출력되는 스위칭 소자(예를 들어, Power MOSFET)의 배치 구조에서 EMI 문제를 해결하기 위해서는 구동 신호가 출력되는 출력단에서 구동 신호의 기울기를 조절해야 했는데, 이때 구동 신호가 출력되는 스위칭 신호를 하나하나 빼서 별로도 출력 신호의 기울기가 제어되도록 하였다. 이에, 종래의 LIN 버스와 CAN 버스 및 CAN FD 프로토콜에서 출력단 회로 구조는 복잡해질 수밖에 없었고 그에 따른 회로 구조나 크기 및 칩(Chip) 사이즈 또한 커질 수밖에 없는 문제가 있었다.
등록특허공보 제10-1519793호(2015. 2. 6. 등록)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 차량용 통신 송수신기의 출력신호 지연 여부를 기울기 제어신호의 기울기를 통해 검출하고 기울기 제어신호의 기울기를 보정하여 출력신호가 지연되지 않도록 제어함으로써, 로우 슬로프 제어모드에서 전자기적 간섭을 줄여 안정적으로 제어신호들이 송수신될 수 있도록 한 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로 및 이를 이용한 기울기 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로는 RXD 단으로 피드백되는 출력 신호 중 출력 신호의 기울기를 제어하기 위해 생성된 기울기 제어신호를 분석하여 지연 여부를 검출하는 지연 검출부, 지연 여부가 검출된 기울기 제어신호의 기울기가 미리 설정된 기간 이내로 재조정될 수 있도록 기울기 설정신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부, 기울기 설정신호에 각각 대응하는 전압 값과 전류량에 따라 상기 기울기 제어신호의 기울기를 재조절하여 출력하는 기울기 조절부, 및 재조절된 기울기 제어신호의 전압 값과 전류량에 대응하는 기울기로 출력 신호를 생성 및 출력하는 구동신호 출력부를 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로를 이용한 기울기 제어 방법은 지연 검출부를 이용하여 RXD 단으로 피드백되는 출력 신호 중 출력 신호의 기울기를 제어하기 위해 생성된 기울기 제어신호를 분석하여 지연 여부를 검출하는 단계; 스위칭 신호 생성부를 이용하여 지연 여부가 검출된 기울기 제어신호의 기울기가 미리 설정된 기간 이내로 재조정될 수 있도록 기울기 설정신호를 생성하는 단계, 기울기 조절부를 이용하여 기울기 설정신호에 각각 대응하는 전압 값과 전류량에 따라 기울기 제어신호의 기울기를 재조절하여 출력하는 단계, 및 구동신호 출력부를 이용하여 재조절된 기울기 제어신호의 전압 값과 전류량에 대응하는 기울기로 출력 신호를 생성 및 출력하는 단계를 포함한다.
상기에서 설명한 본 발명의 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로 및 이를 이용한 기울기 제어 방법에 의하면 차량용 통신 송수신기의 출력신호 지연 여부를 기울기 제어신호의 기울기를 통해 검출하고, 기울기 제어신호의 기울기를 보정하여 출력신호가 지연되지 않도록 제어함으로써, 로우 슬로프 제어모드에서 전자기적 간섭을 줄여 안정적으로 제어신호들이 송수신될 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 차량용 통신 송수신기의 출력신호 지연 여부를 기울기 제어신호의 기울기를 통해 검출하고, 기울기 제어신호의 기울기를 보정하여 출력신호가 지연되지 않도록 제어하는바, CAN, LIN, FlexRay 모듈의 출력단 출력 신호의 기울기를 보다 단순하고 용이한 구조로 제어함으로써 회로 구조를 소형화시킬 수 있는 효과가 있다.
특히, 회로 구조를 단순화 하면서도 칩(Chip) 형성시 핀의 개수를 줄여 입력 패드의 개수를 줄이는 등 칩 사이즈의 이득을 볼 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기울기 제어 회로를 이용한 기울기 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 도 1에 도시된 기울기 제어 회로의 출력 파형을 나타낸 파형도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
차량용 통신 규약에 따른 통신 송수신기(예를 들어, CAN, LIN, FlexRay 송수신기)는 마이크로 프로세서(예를 들어, ECU)에서 통신 송수신기의 입력단인 TXD 단으로 디지털 신호를 전송하면 전송된 신호는 출력 버스 라인으로 출력되되, 이때 출력되는 같은 위상을 가진 전송 신호는 마이크로 프로세서의 피드백 신호 입력단인 RXD 단으로 피드백되어 전송된 신호의 출력을 확인할 수 있도록 하는 데이터 패스(Data Path) 구조로 신호를 송출한다.
예를 들어, CAN 통신 방식이나 LIN 방식 또는 CAN FD 통신 방식에 따른 ISO 규격에 맞는 디지털 비트 스트림을 마이크로 프로세서에서 전달해 주면 CAN 송수신기(Transceiver)나 LIN 송수신기에서 신호를 받아 출력 버스 라인으로 전달해주는 방식이다. 이를 위해 CAN, LIN, CAN FD 등의 차량 통신에 따른 국제표준화기구(International Organization for Standardization) 규격에서 요구하는 파라미터들은 CAN, LIN, CAN FD 등의 통신 송수신기에서 만족시켜야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량용 통신 송수신기(Transceiver)는 크게 송신부(Transmitter, 100)와 수신부(Receiver, 200)로 구분되어 구성될 수 있다. 본 발명의 기울기 제어 회로는 송신부(100)나 수신부(200)의 어느 한 구성에 포함되도록 구성될 수 있지만, 이 하에서는 송신부(100)에 포함된 예를 설명하기로 한다. 또한, 수신부(200)는 CAN, LIN, FlexRay 송/수신기 중 적어도 하나의 송/수신기가 통합 구성된 통합 송/수신부가 될 수 있지만, 이하에서는 LIN 수신부로 구성된 예를 설명하기로 한다.
본 발명에서의 기울기 제어 회로는 마이크로 프로세서의 RXD 단으로 피드백되는 출력 신호 중 출력 신호의 기울기를 제어하기 위해 생성된 기울기 제어신호를 분석하여 지연 여부를 검출하는 지연 검출부(110), 지연 여부가 검출된 기울기 제어신호의 기울기가 미리 설정된 기간 이내로 재조정될 수 있도록 기울기 설정 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부(130), 기울기 설정 신호에 각각 대응하는 전압 값과 전류량에 따라 기울기 제어 신호의 기울기를 재조절하여 출력하는 기울기 조절부(140), 재조절된 기울기 제어신호의 전압 값과 전류량에 대응하는 기울기로 출력 신호를 생성 및 출력하는 구동신호 출력부(150), 및 출력 신호에 응답하여 TXD 단의 송수신 신호를 전송하는 수신부(200)를 포함하여 구성된다.
지연 검출부(110)는 마이크로 프로세서의 RXD 단으로 피드백되는 출력 신호 중 출력 신호의 기울기를 제어하기 위해 생성되었던 기울기 제어신호를 공급받는다. 그리고, 피드백된 기울기 제어신호를 분석하여 지연 여부 및 지연된 파형의 기울기를 검출한다. 기울기 제어신호는 구동신호 출력부(150)에서 출력 신호가 출력될 수 있도록 하는 스위칭 신호가 될 수 있으며, 이러한 기울기 제어신호는 구동신호 출력부(150)의 구동 스위치에 입력되는 전류량을 조절하게 된다. 이러한 기울기 제어신호의 지연되는 기울기기 길어지면 전자기적 간섭에 따른 잡음의 영향에서 상대적으로 자유로워지나 지연되는 기울기가 짧아지면 잡음의 영향을 받게 된다. 차량용 통신 규약 중 특히 ISO17987-4의 LIN 통신 방식에 따라서는 마이크로프로세서의 출력단인 TXD와 피드백 단인 RXD의 지연 정도가 6㎲ 기간 이내로 허용되고 있다. 따라서, 지연 검출부(110)는 피드백된 기울기 제어신호의 지연 여부 및 지연된 정도가 6㎲ 이내의 기간 범위에 해당하는지 여부를 검출한다. 기울기 제어신호의 지연 정도 및 지연되는 기울기가 6㎲ 이상 길어지면 기준 범위 이상 지연된 것으로 판단하여 지연 확인 신호를 출력하게 된다.
스위칭 신호 생성부(130)는 지연 검출부(110)로부터의 지연 검출 여부 및 지연된 정도를 포함하는 지연 확인 신호를 입력받는다. 그리고, 6㎲ 이상 지연된 기울기 제어신호의 지연 정도나 그 지연된 기울기가 미리 설정된 6㎲ 기간 이내로 재조정될 수 있도록 기울기 설정 신호를 생성 및 출력한다.
특히, 스위칭 신호 생성부(130)는 n 비트의 카운터 및 디 플립플롭(D F/F)이 직렬 연결된 타입의 쉬프트 레지스터를 구비하여 구성될 수 있다. 이에, n 비트의 카운터에서는 리셋이 시작된 시간부터 클럭의 주기 x2(n-1) 이 후에 오버플로우 신호를 출력한다. 예를 들면, 2.5Mhz 클럭을 n 비트의 카운터에 입력하여 6㎲ 이후에 오버플로우 클럭을 출력하게 된다.
이에, 6㎲ 이후에 출력된 오버플로우 클럭 신호를 지연된 신호와 비교하여, 지연 신호가 오버플로우 신호 이후에도 발생하면 쉬프트 레지스터의 스위칭 신호를 추가 발생시켜서 스위칭 신호인 기울기 설정 신호를 추가로 출력한다. 즉, 디 플립플롭에서는 입력된 지연 신호가 6㎲ 이후에 발생되는 오버플로우 클럭 신호를 넘어가면 쉬프트 레지스터로 출력 신호를 송출한다. 이에 쉬프트 레지스터는 스위치를 순차적으로 턴-온 시키기 위한 기울기 설정 신호를 추가시켜서 출력하게 된다.
이 후, 다음 사이클에서도 동일하게 6㎲ 이후에 출력된 오버플로우 클럭 신호를 지연된 신호와 비교하여, 지연 신호가 오버플로우 신호 이후에도 발생하면 쉬프트 레지스터의 스위칭 신호를 추가 발생시키게 된다. 이와 같이, 쉬프트 레지스터의 스위칭 신호를 매 사이클마다 추가 발생시키면 출력 전류량이 커지기 때문에, 출력 신호의 전압은 동일하게 유지되더라도 하이 레벨이나 로우 레벨로 각각 다다르는 시간은 짧아지게 된다. 즉, 출력 신호의 기울기가 줄어들게 된다. 그리고, 쉬프트 레지스터의 스위칭 신호를 매 사이클마다 추가 발생시키다가 지연 신호가 6㎲ 이후에 출력된 오버플로우 신호보다 이전에 끊기게 되면 출력 신호가 지연되지 않는 것으로 판단하여 쉬프트 레지스터의 스위칭 신호 출력 개수를 유지시켜 지연 출력되지 않도록 한다.
동작 과정에서 추후에 다시 지연 신호가 오버플로우 신호 이후에도 발생하는 상황이 되면 다시 쉬프트 레지스터의 스위칭 신호 즉, 기울기 설정 신호를 추가 발생시켜 기울기나 지연 정도가 6㎲ 이내로 유지되도록 한다.
기울기 조절부(140)는 기울기 설정 신호에 각각 대응하는 전압 값과 전류량에 따라 기울기 제어 신호의 기울기를 재조절하여 출력한다. 구체적으로, 기울기 조절부(140)는 기울기 설정신호의 스위칭 개수에 따라 턴-온 스위칭 소자의 개수를 늘여 구동 소자를 구동시키기 위한 신호의 출력 전류량이 증가되도록 한다.
다시 말해, 기울기 조절부(140)는 기울기 설정 신호의 개수에 따라 턴-온되는 스위치를 늘여 구동신호 출력부(150)에 형성된 구동 스위치를 턴-온시키기 위한 전압 값과 전류량을 갖는 기울기 제어 신호를 생성 및 출력하게 된다. 이를 위해, 기울기 조절부(140)는 전류 미러 기능을 수행하는 복수의 미러 회로 및 MOSFET로 구성되는 구동 스위치의 게이트를 구동하는 인버터 트리밍 회로를 포함하여 구성될 수 있다.
구체적인 예를 들면, 기울기 조절부(140)는 서로 다른 MOS 사이즈를 갖는 복수의 PMOS FET와 각 PMOS FET에 각각 하나씩 직렬 구조로 연결되어 기울기 설정 신호 중 적어도 어느 한 설정 신호에 따라 자신과 연결된 어느 한 PMOS FET의 출력 신호를 트리밍 신호로 출력하는 복수의 제 1 스위치로 구성된 PMOS 미러 회로부, PMOS 미러 회로부와는 반대되는 전류 미러 기능을 수행하도록 서로 다른 MOS 사이즈를 갖는 복수의 NMOS FET와 각 NMOS FET에 각각 하나씩 직렬 구조로 연결되어 기울기 설정 신호 중 적어도 어느 한 설정 신호에 따라 자신과 연결된 어느 한 NMOS FET의 출력 신호를 트리밍 신호로 출력하는 복수의 제 2 스위치로 구성된 NMOS 미러 회로부, PMOS 미러 회로부의 어느 한 트리밍 신호와 NMOS 미러 회로부의 어느 한 트리밍 신호에 따라 구동 스위치의 게이트를 구동하는 기울기 제어 신호를 출력하는 인버터 트리밍 회로부를 포함하여 구성될 수 있다.
이에, 기울기 조절부(140)는 기울기 설정 신호 즉, 턴-온 스위치의 개수에 따라 커지는 전류량을 갖는 기울기 제어 신호를 출력한다. 즉, 기울기 조절부(140)는 구동신호 출력부(150)에 형성된 구동 스위치를 턴-온시키기 위한 서로 다른 전압 값과 전류량을 갖는 기울기 제어 신호를 생성 및 출력하게 된다.
기울기 제어신호는 구동 스위치의 게이트 단으로 인가되어 구동 스위치 구동시 문턱전압까지 이르는데 걸리는 시간이 다르게 설정되는 제어신호가 될 수 있다.
구동신호 출력부(150)는 MOSFET로 형성되는 구동 스위치를 구비하여 구성되어, 기울기 조절부(140)로부터 입력되는 기울기 제어신호의 전압 값과 전류량에 대응하는 기울기로 외부 송수신기로 출력되는 출력 신호를 생성 및 출력한다. 다시 말해, 기울기가 설정되어 입력되는 기울기 조절부(140)의 기울기 제어신호에 따라 구동 스위치 게이트에 들어가는 전압의 속도 및 전류량이 조절되어 해당 전압 및 전류량에 따른 기울기를 갖도록 출력 신호를 생성 및 출력하게 된다.
구체적인 예를 들면, 구동신호 출력부(150)는 MOSFET로 형성되어 오픈 드레인(Opendrain) 기능을 구현한 구동 스위치를 구비하여 구성된다. 이러한, 구동 스위치의 게이트 단자에는 기울기 제어 신호가 입력되어 구동 스위치의 게이트로 입력되는 기울기 제어 신호의 전압 및 전류량에 따른 기울기를 갖는 출력 신호를 생성 및 출력한다. 즉, 기울기 제어신호에 의해 구동 스위치 구동시 문턱 전압까지 이르는데 걸리는 시간이 다르게 설정되는바, 기울기 제어 신호의 전압 및 전류량에 따른 기울기를 갖는 출력 신호를 출력하게 된다. 이렇게, 오픈 드레인 기능을 구현한 구동 스위치를 구동하는 게이트 전압을 조절해서 LIN 버스 단의 기울기를 조절하게 된다.
도 2는 도 1에 도시된 기울기 제어 회로를 이용한 기울기 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 기울기 제어 회로를 이용한 기울기 제어 방법을 설명하면, 먼저 지연 검출부(110)는 마이크로 프로세서의 RXD 단으로 피드백되는 출력 신호 중 피드백된 기울기 제어신호를 분석하여 지연 정도나 그 지연된 기울기를 검출한다(S1,S2). 특히, 피드백된 기울기 제어신호의 지연 여부 및 지연된 파형의 기울기가 6㎲ 이내의 기간 범위에 해당하는지 여부를 검출한다(S3).
기울기 제어신호의 지연되는 기울기기 길어지면 전자기적 간섭에 따른 잡음의 영향에서 상대적으로 자유로워지나 지연되는 기울기가 짧아지면 잡음의 영향을 받게 된다.
이에, 차량용 통신 규약에 따라서는 6㎲ 이내의 기간 이내로 지연 정도가 허용되고 있다. 따라서, 지연 검출부(110)는 도 3과 같이 피드백된 기울기 제어신호의 지연 정도나 그 지연된 기울기가 6㎲ 이내의 기간 범위에 해당하는지 여부를 검출한다. 지연 정도나 그 지연된 기울기가 6㎲ 이상 길어지면 기준 범위 이상 지연된 것으로 판단하여 지연 확인 신호를 출력하게 된다.
[표 1]
Figure pat00001
하기의 표 1은 ISO17987-4의 Table 11에서 정의한 pram31을 나타낸다. 입출력 버스 단의 지연 정도나 그 지연된 기울기 정도가 전자기적 간섭에 영향을 미치는 것으로, 표 1로 도시된 바와 같이, 6㎲ 기간은 마이크로프로세서의 출력단인 TXD와 피드백 단인 RXD의 지연시간(Propagation delay)을 의미한다.
도 3은 도 3은 도 1에 도시된 기울기 제어 회로의 출력 파형을 나타낸 파형도이다.
상술한 바와 같이, 마이크로 프로세서의 출력단 TXD의 신호는 LIN BUS로 출력되지만, 마이크로 프로세서의 피드백 신호 입력단인 RXD으로 피드백된다.
여기서, 지연 검출부(110)는 마이크로 프로세서의 피드백 입력단인 RXD 단자로 피드백되는 신호를 입력받고, 그 지연 정도에 따른 지연 신호(DELAY)를 생성 및 출력하게 된다.
그리고, 스위칭 신호 생성부(130)는 n 비트의 카운터 및 디 플립플롭(D F/F)이 직렬 연결된 타입의 쉬프트 레지스터를 구비하여 구성되는바, n 비트의 카운터에서는 특정 기간 단위(예를 들어, 6㎲ 기간 단위)로 오버플로우 클럭을 출력하게 된다.
이에, 지연 검출부(110)는 마이크로 프로세서의 피드백 입력단인 RXD 단자로 피드백되는 신호의 지연 정도에 따른 지연 신호(DELAY)를 6㎲ 이후에 출력되는 오버플로우 클럭과 비교한다.
이렇게, 6㎲ 이후에 출력된 오버플로우 클럭 신호를 지연 신호(DELAY)와 비교하여, 지연 신호(DELAY)가 오버플로우 신호 이후에 발생하면 쉬프트 레지스터의 스위칭 신호(Q0)를 발생시켜서 스위칭 신호인 기울기 설정 신호를 추가로 출력한다. 즉, 디 플립플롭에서는 입력된 지연 신호가 6㎲ 이후에 발생되는 오버플로우 클럭 신호를 넘어가면 쉬프트 레지스터로 출력 신호를 송출한다. 이에 쉬프트 레지스터는 스위치를 순차적으로 턴-온 시키기 위한 기울기 설정 신호(Q1)를 추가시켜서 출력하게 된다.
이 후, 다음 사이클에서도 동일하게 6㎲ 이후에 출력된 오버플로우 클럭 신호를 지연된 신호와 비교하여, 지연 신호가 오버플로우 신호 이후에도 발생하면 쉬프트 레지스터의 스위칭 신호(Q2)를 추가 발생시키게 된다.
즉, 지연 신호(DELAY)가 6㎲ 넘어 유지되면 D-F/F 연결된 쉬프트 레지스터 스위치 하나 켜서 스위칭 신호(Q2)를 추가 발생시킨 후, 다음 싸이클에서 지연 신호(DELAY)가 6㎲를 또 넘으면 D-F/F 연결된 쉬프트 레지스터 스위치를 하나 더 켜서 스위칭 신호(Q3)를 추가 발생시킨다. 만일 이후에도 지연 신호(DELAY)가 6㎲ 넘어 유지되면D-F/F 연결된 쉬프트 레지스터 스위치를 하나 더 켜서 스위칭 신호(Q4)를 추가 발생시킬 수 있다.
이와 같이, 쉬프트 레지스터의 스위칭 신호(Q0,Q1,Q2,Q3)를 매 사이클마다 추가 발생시키면 출력 전류량이 커지기 때문에 LIN BUS의 출력 신호 전류량이 커지고 LIN BUS의 출력 신호의 지연 정도나 기울기가 줄어들게 된다. 그리고, 쉬프트 레지스터의 스위칭 신호를 매 사이클마다 추가 발생시키다가 지연 신호(DELAY)가 오버플로우 신호보다 이전에 끊기게 되면 LIN BUS의 출력 신호가 지연되지 않는 것으로 판단하여 쉬프트 레지스터의 스위칭 신호 출력 개수를 유지시켜 지연 출력되지 않도록 한다.
동작 과정에서 추후에 다시 지연 신호가 오버플로우 신호 이후에도 발생하는 상황이 되면 다시 쉬프트 레지스터의 스위칭 신호 즉, 기울기 설정 신호를 추가 발생시켜 기울기나 지연 정도가 6㎲ 이내로 유지되도록 한다.
이상에서 상술한 바와 같이, 지연 정도나 그 지연된 기울기 정도가 기준 범위 이상 지연된 것으로 판단되면, 스위칭 신호 생성부(130)는 지연 검출부(110)로부터의 지연 검출 여부 및 지연된 정도를 포함하는 지연 확인 신호를 입력받게 된다. 이에, 기준 범위의 기간 이상 길어진 기울기 제어신호의 지연 정도나 그 지연된 기울기 정도가 미리 설정된 6㎲ 기간 이내로 재조정될 수 있도록 기울기 설정 신호를 생성 및 출력한다. 이를 위해, 스위칭 신호 생성부(130)는 지연된 정도를 포함하는 지연 확인 신호에 대응하여 기울기 제어신호의 지연 정도나 그 지연된 기울기 정도를 재설정하기 위한 설정 값을 자동 설정한 후, 미리 설정된 각각의 수치로 기울기를 재설정하기 위한 기울기 설정 신호를 생성할 수 있다.
한편, 기울기 조절부(140)는 기울기 설정 신호에 각각 대응하는 전압 값과 전류량에 따라 기울기 제어신호의 지연 정도나 그 지연된 기울기 정도를 재조절하여 출력한다. 즉, 기울기 설정 신호에 각각 대응하는 전압 값과 전류량을 갖는 기울기 제어신호를 출력하는데, 기울기 조절부(140)는 구동신호 출력부(150)에 형성된 구동 스위치를 턴-온시키기 위한 서로 다른 전압 값과 전류량을 갖는 기울기 제어 신호를 생성 및 출력하게 된다.
이에, 구동신호 출력부(150)는 기울기 조절부(140)로부터 입력되는 기울기 제어신호의 전압 값과 전류량에 대응하는 기울기로 외부 송수신기로 출력되는 출력 신호를 생성 및 출력한다. 다시 말해, 기울기가 설정되어 입력되는 기울기 조절부(140)의 기울기 제어신호에 따라 구동 스위치 게이트에 들어가는 전압의 속도 및 전류량이 조절되어 해당 전압 및 전류량에 따른 기울기를 갖도록 출력 신호를 생성 및 출력하게 된다.
전체적으로 보면, 기울기가 실시간 검출 및 재조정되는 기울기 제어신호에 따라 구동 스위치 게이트에 들어가는 전압의 속도 및 전류량이 조절되어 해당 전압 및 전류량에 따른 기울기를 갖도록 출력 신호를 생성 및 출력하게 된다. 이때, 기울기가 크면 송수신기로의 출력 속도가 빨라지나 잡음(Electro Magnetic Interference)의 영향이 상대적으로 높아진다. 반면, 기울기가 작으면 송수신기로의 출력 속도가 늦어지나 잡음의 영향은 상대적으로 적어진다. 이에 따라, 차량용 통신 규약의 기울기 제업 범위에 따라 기울기 제어 신호의 기울기를 적절하게 설정 및 선택하여 이용하게 된다.
이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로 및 이를 이용한 기울기 제어 방법에 의하면 차량용 통신 송수신기의 출력신호 지연 여부를 기울기 제어신호의 지연 정도나 그 지연된 기울기 정도를 통해 검출하고, 기울기 제어신호의 지연 정도나 그 지연된 기울기 정도를 보정하여 출력 신호가 지연되지 않도록 제어함으로써, 로우 슬로프 제어모드에서 전자기적 간섭을 줄여 안정적으로 제어신호들이 송수신될 수 있도록 할 수 있다.
또한, 차량용 통신 송수신기의 출력신호 지연 여부를 기울기 제어신호의 기울기를 통해 검출하고, 기울기 제어신호의 지연 정도나 그 지연된 기울기 정도를 보정하여 출력신호가 지연되지 않도록 제어하는바, CAN, LIN, FlexRay 모듈의 출력단 출력 신호의 기울기를 보다 단순하고 용이한 구조로 제어함으로써 회로 구조를 소형화시킬 수 있다. 특히, 회로 구조를 단순화 하면서도 칩(Chip) 형성시 핀의 개수를 줄여 입력 패드의 개수를 줄이는 등 칩 사이즈의 이득을 볼 수 있는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. RXD 단으로 피드백되는 출력 신호 중 출력 신호의 기울기를 제어하기 위해 생성된 기울기 제어신호를 분석하여 지연 여부를 검출하는 지연 검출부;
    상기 지연 여부가 검출된 기울기 제어신호의 기울기가 미리 설정된 기간 이내로 재조정될 수 있도록 기울기 설정신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부;
    상기 기울기 설정신호에 각각 대응하는 전압 값과 전류량에 따라 상기 기울기 제어신호의 기울기를 재조절하여 출력하는 기울기 조절부; 및
    상기 재조절된 기울기 제어신호의 전압 값과 전류량에 대응하는 기울기로 출력 신호를 생성 및 출력하는 구동신호 출력부;
    를 포함하는 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지연 검출부는
    상기 피드백된 기울기 제어신호의 지연 여부 및 지연된 파형의 기울기가 미리 설정된 기간 또는 상기 미리 설정된 기간 이내의 범위에 해당하는지 여부를 검출하고,
    상기 지연된 정도나 그 지연된 기울기 정도가 상기 미리 설정된 기간 또는 상기 미리 설정된 기간 이내의 범위보다 더 큰 기간으로 길어지면 기준 범위보다 지연된 것으로 판단하여 지연 확인 신호를 출력하며,
    상기 미리 설정된 기간 또는 기준 범위는 6㎲인 것을 특징으로 하는 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 신호 생성부는
    n 비트의 카운터 및 디 플립플롭 타입의 쉬프트 레지스터를 구비하여 구성되며,
    상기 n 비트의 카운터에서는 리셋이 시작된 시간부터 클럭의 주기 x2(n-1) 이 후에 오버플로우 신호를 출력하고, 미리 설정된 기간 또는 상기 미리 설정된 기간 이내의 범위 이후에 출력된 클럭 신호를 지연된 신호와 비교하여 상기 기울기 설정 신호를 출력하되,
    상기 디 플립플롭에서는 상기 클럭 신호를 지연 신호로 받고 상기 지연 신호가 상기 미리 설정된 기간 또는 상기 미리 설정된 기간을 넘어가면 상기 쉬프트 레지스터로 출력 신호를 송출하는 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기울기 조절부는
    전류 미러 기능을 수행하는 복수의 미러 회로 및 MOSFET로 구성되는 구동 스위치의 게이트를 구동하는 인버터 트리밍 회로를 포함하여 구성됨으로써, 상기 기울기 설정신호에 각각 대응하는 전압 값과 전류량을 갖는 기울기 제어신호를 출력하는 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기울기 조절부는
    서로 다른 MOS 사이즈를 갖는 복수의 PMOS FET와 상기 각 PMOS FET에 각각 하나씩 직렬 구조로 연결되어 기울기 설정 신호 중 적어도 어느 한 설정 신호에 따라 자신과 연결된 어느 한 PMOS FET의 출력 신호를 트리밍 신호로 출력하는 복수의 제 1 스위치로 구성된 PMOS 미러 회로부;
    상기 PMOS 미러 회로부와는 반대되는 전류 미러 기능을 수행하도록 서로 다른 MOS 사이즈를 갖는 복수의 NMOS FET와 상기 각 NMOS FET에 각각 하나씩 직렬 구조로 연결되어 기울기 설정 신호 중 적어도 어느 한 설정 신호에 따라 자신과 연결된 어느 한 NMOS FET의 출력 신호를 트리밍 신호로 출력하는 복수의 제 2 스위치로 구성된 NMOS 미러 회로부;
    상기 PMOS 미러 회로부의 어느 한 트리밍 신호와 상기 NMOS 미러 회로부의 어느 한 트리밍 신호에 따라 구동 스위치의 게이트를 구동하는 기울기 제어 신호를 출력하는 인버터 트리밍 회로부;
    를 포함하여 구성됨으로써, 상기 기울기 설정신호에 각각 대응하는 전압 값과 전류량을 갖는 기울기 제어신호를 출력하는 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동신호 출력부는
    MOSFET로 형성되어 오픈 드레인(Opendrain) 기능을 구현한 구동 스위치를 구비하여 구성됨으로써,
    구동 스위치의 게이트 단자에 기울기 제어 신호가 입력되어 상기 구동 스위치의 게이트로 입력되는 상기 기울기 제어신호의 전압 및 전류량에 따른 기울기를 갖는 출력 신호를 생성 및 출력하는 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 회로.
  7. 지연 검출부를 이용하여 RXD 단으로 피드백되는 출력 신호 중 출력 신호의 기울기를 제어하기 위해 생성된 기울기 제어신호를 분석하여 지연 여부를 검출하는 단계;
    스위칭 신호 생성부를 이용하여 상기 지연 여부가 검출된 기울기 제어신호의 기울기가 미리 설정된 기간 이내로 재조정될 수 있도록 기울기 설정신호를 생성하는 단계;
    기울기 조절부를 이용하여 상기 기울기 설정신호에 각각 대응하는 전압 값과 전류량에 따라 상기 기울기 제어신호의 기울기를 재조절하여 출력하는 단계; 및
    구동신호 출력부를 이용하여 상기 재조절된 기울기 제어신호의 전압 값과 전류량에 대응하는 기울기로 출력 신호를 생성 및 출력하는 단계;
    를 포함하는 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기울기 제어신호의 지연 여부를 검출하는 단계는
    상기 피드백된 기울기 제어신호의 지연 정도가 미리 설정된 기간 또는 상기 미리 설정된 기간 이내의 범위에 해당하는지 여부를 검출하는 단계; 및
    상기 지연된 정도나 그 지연된 기울기 정도가 상기 미리 설정된 기간 또는 상기 미리 설정된 기간 이내의 범위보다 더 큰 기간으로 길어지면 기준 범위보다 지연된 것으로 판단하여 지연 확인 신호를 출력하는 단계;
    를 포함하는 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 기울기 설정신호를 생성하는 단계는
    상기 n 비트의 카운터를 이용하여 리셋이 시작된 시간부터 클럭의 주기 x2(n-1) 이 후에 오버플로우 신호를 출력하고, 미리 설정된 기간 또는 상기 미리 설정된 기간 이내의 범위 이후에 출력된 클럭 신호를 지연된 신호와 비교하여 상기 기울기 설정 신호를 출력하되,
    디 플립플롭을 이용해서는 상기 클럭 신호를 지연 신호로 받고 상기 지연 신호가 미리 설정된 기간 또는 상기 미리 설정된 기간을 넘어가면 쉬프트 레지스터로 출력 신호를 송출하는 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 기울기 제어신호의 기울기를 재조절하여 출력하는 단계는
    전류 미러 기능을 수행하는 복수의 미러 회로 및 MOSFET로 구성되는 구동 스위치의 게이트를 구동하는 인버터 트리밍 회로를 포함하여 구성된 상기 기울기 조절부를 통해 상기 기울기 설정신호에 각각 대응하는 전압 값과 전류량을 갖는 기울기 제어신호를 출력하는 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 출력 신호를 생성 및 출력하는 단계는
    MOSFET로 형성되어 오픈 드레인(Opendrain) 기능을 구현한 구동 스위치의 게이트 단자에 기울기 제어 신호가 입력되도록 하여 상기 구동 스위치의 게이트로 입력되는 상기 기울기 제어신호의 전압 및 전류량에 따른 기울기를 갖는 출력 신호를 생성 및 출력하도록 하는 차량용 통신 송수신기의 기울기 제어 방법.
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