KR20190017397A - 플러그 앤 플레이 디바이스의 인터페이스 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

플러그 앤 플레이 디바이스의 인터페이스 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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KR20190017397A
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Abstract

본 발명은 플러그 앤 플레이 디바이스의 인터페이스 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 플러그 앤 플레이 디바이스에 구비되는 인터페이스 장치는 인터페이스 장치가 구비된 제 1 디바이스에 적어도 하나의 제 2 디바이스가 장착됨에 따라 핫 플러그(hot plug) 신호를 발생시키는 핫플러그 단자를 포함하는 모듈 커넥터; 및 모듈 커넥터에 연결된 적어도 하나의 제 2 디바이스를 인식하고 인식된 제 2 디바이스 각각에 따른 통신 인터페이스(interface)를 구성하도록 제어하는 모듈 제어부를 포함한다. 이때, 모듈 커넥터는 복수의 접속 단자를 더 포함하고, 모듈 제어부는 핫플러그 신호가 발생함에 따라 모듈 커넥터에 연결된 적어도 하나의 제 2 디바이스와 협업하여 제 1 바이스가 마스터(master) 모드 또는 슬레이브(slave)모드로의 동작할지 결정하고, 제 1 디바이스가 마스터 모드로 동작하는 경우, 적어도 하나의 슬레이브 모드로 동작하는 제 2 디바이스로부터 통신 프로토콜(protocol) 정보를 획득하여 통신 프로토콜 정보에 따라 복수의 접속 단자 각각의 입출력 모드를 재설정한다.

Description

플러그 앤 플레이 디바이스의 인터페이스 장치 및 그 동작 방법{APPARATUS OF INTERFACE FOR PLUG AND PLAY DEVICE AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 플러그 앤 플레이 디바이스의 인터페이스 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 웨어러블 플랫폼(wearable platform)용 플러그 앤 플레이(plug&play) 디바이스의 인터페이스(interface) 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
웨어러블 플랫폼이 센서를 비롯한 다양한 장치들과 연결됨에도 불구하고, 종래의 웨어러블 센서 및 웨어러블 기기들의 플랫폼은 한가지 기능 또는 하나의 장치 적합하도록 별도로 제작되는 것이 일반적이었다.
따라서, 종래의 플러그 앤 플레이 기술은 각각 다른 통신 방식으로 동작하는 다양한 장치들과 연결되는 웨어러블 플랫폼의 입출력 활용도 면에서 적합하지 않다.
특히, 저전력 및 소형화가 요구되는 소방과 같은 재난용 장비의 경우, 기존의 개별적으로 사용되던 장치들 사이의 연결과 다양한 장비의 재사용성 및 휴대성의 향상을 위해 각 장비 사이의 연결을 위한 공통 인터페이스 기술 개발이 요구된다.
이와 관련하여 대한민국 공개특허 10-2016-0138662호(발명의 명칭: 플러그앤 플레이 방식의 멀티 센서 커스터마이징이 가능한 스마트 유비쿼터스 센서 네트워크 웨어러블 장치)는 서로 다른 센싱 기능을 수행하며 플러그 앤 플레이 방식으로 동작되는 다수의 멀티센서; 서로 다른 센싱 기능을 수행하는 다수의 멀티 센서를 플러그 앤 플레이 방식으로 각각 인식하는 멀티 센서 인식부; 멀티 센서 인식부에 플러그 앤 플레이 방식으로 인식되는 멀티 센서와의 통신 네트워크 및 멀티 센서로의 전원 공급을 관리하는 멀티 센서 통합 플랫폼 및 멀티 센서 통합 플랫폼에 의해 제어되는 멀티 센서와의 통신 네트워크 상태와 멀티 센서의 전원 공급 관리 상태를 실시간으로 표시하는 디스플레이를 포함하는 플러그 앤 플레이 방식의 멀티 센서 커스터마이징이 가능한 스마트 유비쿼터스 센서 네트워크 웨어러블 장치를 개시하고 있다.
대한민국 공개특허 10-2016-0138662호
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플러그 앤 플레이 디바이스의 인터페이스 장치 및 그 동작 방법을 제공하고자 한다.
구체적으로, 종래의 개별적으로 사용되는 장치들 사이의 연결을 위한 공통 인터페이스 장치를 제공하고자 한다.
특히, 웨어러블 기기와 같이 휴대성이 요구되는 플러그 앤 플레이 디바이스의 인터페이스 장치를 저전력으로 동작시켜, 에너지 효율을 극대화할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.
아울러, 시리얼 방식의 디지털 통신이 가능한 디지털 입출력, 아날로그 입출력 뿐만아니라 다용도 입출력 포트를 제공하는 인터페이스 장치를 제공하고자 한다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 플러그 앤 플레이 디바이스에 구비되는 인터페이스 장치는 인터페이스 장치가 구비된 제 1 디바이스에 적어도 하나의 제 2 디바이스가 장착됨에 따라 핫 플러그(hot plug) 신호를 발생시키는 핫플러그 단자를 포함하는 모듈 커넥터; 및 모듈 커넥터에 연결된 적어도 하나의 제 2 디바이스를 인식하고 인식된 제 2 디바이스 각각에 따른 통신 인터페이스(interface)를 구성하도록 제어하는 모듈 제어부를 포함한다. 이때, 모듈 커넥터는 복수의 접속 단자를 더 포함하고, 모듈 제어부는 핫플러그 신호가 발생함에 따라 모듈 커넥터에 연결된 적어도 하나의 제 2 디바이스와 협업하여 제 1 바이스가 마스터(master) 모드 또는 슬레이브(slave)모드로의 동작할지 결정하고, 제 1 디바이스가 마스터 모드로 동작하는 경우, 적어도 하나의 슬레이브 모드로 동작하는 제 2 디바이스로부터 통신 프로토콜(protocol) 정보를 획득하여 통신 프로토콜 정보에 따라 복수의 접속 단자 각각의 입출력 모드를 재설정한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따라 플러그 앤 플레이 방식으로 동작하는 제1 디바이스에 구비되고, 제 1 디바이스에 적어도 하나의 제 2 디바이스가 장착됨에 따라 핫 플러그(hot plug) 신호를 발생시키는 핫플러그 단자 및 복수의 접속단자를 포함하는 모듈 커넥터; 모듈 커넥터에 연결된 적어도 하나의 제 2 디바이스를 인식하고 인식된 제 2 디바이스 각각에 따른 통신 인터페이스(interface)를 구성하도록 제어하는 모듈 제어부를 포함하는 인터페이스 장치의 동작 방법은 모듈 제어부가 핫플러그 신호가 발생함에 따라 모듈 커넥터에 연결된 적어도 하나의 제 2 디바이스와 협업하여 제 1 디바이스가 마스터(master) 모드 또는 슬레이브(slave)모드로의 동작할지 결정하는 단계를 포함한다.
이때, 제 1 디바이스가 마스터 모드로 동작하는 경우, 마스터(master) 모드 또는 슬레이브(slave)모드로의 동작할지 결정하는 단계 이후, 모듈 제어부가 슬레이브 모드로 동작하는 제 2 디바이스 각각으로 통신 프로토콜(protocol) 정보가 포함된 데이터 프레임 요청 신호를 전송하는 단계; 모듈 제어부가 데이터 프레임을 수신하여 수신된 데이터 프레임을 파싱(parsing)함으로써 통신 프로토콜 정보를 획득하는 단계; 및 통신 프로토콜 정보에 따라 복수의 접속 단자 각각의 입출력 모드를 재설정하는 단계를 포함한다.
전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 플러그 앤 플레이 디바이스의 인터페이스 장치 및 그 동작 방법을 제공한다.
구체적으로, 종래의 개별적으로 사용되는 장치들 사이의 연결을 위한 공통 인터페이스 장치를 제공할 수 있다.
특히, 전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 웨어러블 기기와 같이 휴대성이 요구되는 플러그 앤 플레이 디바이스의 인터페이스 장치를 저전력으로 동작시켜, 에너지 효율을 극대화할 수 있다.
아울러, 시리얼 방식의 디지털 통신이 가능한 디지털 입출력, 아날로그 입출력 뿐만아니라 다용도 입출력 포트를 제공하는 통합 인터페이스 장치를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 커넥터를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 제어부의 계층 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 제어부의 하드웨어의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 프레임의 구조를 도시하고 있다.
도 6은 인터페이스 장치의 동작 방법을 상세히 설명하기 위한 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
이하, 첨부된 구성도 또는 처리 흐름도를 참고하여, 본 발명의 플러그 앤 플레이 디바이스의 인터페이스 장치 및 그 동작 방법의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 커넥터를 도시하고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치는 플러그 앤 플레이 방식으로 동작하는 디바이스에 구비 또는 장착될 수 있다.
이때, 플러그 앤 플레이 방식으로 동작하는 디바이스는 웨어러블 기기 중 어느 하나 일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 상세한 설명에서, 설명의 편의를 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치가 구비되는 플러그 앤 플레이 디바이스 중, 제 1 디바이스를 기준으로, 제 1 디바이스에 결합되는 적어도 하나의 디바이스를 제 2 디바이스로 정의하여 설명하도록 한다. 이때, 제 1 디바이스 및 제 2 디바이스는 다양한 기능을 수행하는 장치 또는 센서 중 어느 하나일 수 있으며, 각각 서로 다른 기능을 수행할 수도 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치(10)는, 제 1 디바이스에 장착 또는 구비될 수 있으며, 모듈 커넥터(100) 및 모듈 제어부(200)를 포함한다.
이때, 모듈 커넥터(100) 및 모듈 제어부(200)는 네트워크를 통해 연결될 수 있으며, 마찬가지로 모듈 제어부(200)는 인터페이스 장치(10)가 구비된 제 1 디바이스의 마이크로 컨트롤러(300)와 네트워크를 통해 연결될 수 있다.
여기서, 네트워크란 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크의 일 예에는 UTP(unshielded twisted pair) 케이블을 사용하는 이더넷, STP(shiedlded twisted pair), POF(plastic optical fiber), 홈플러그(homplug), 3GPP(3rd generation partnership project) 네트워크, LTE(long term evolution) 네트워크, WIMAX(world interoperability for microwave access) 네트워크, 인터넷(internet), LAN(local area network), Wireless LAN(Wireless local area network), WAN(wide area network), PAN(personal area network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(digital multimedia broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
구체적으로, 모듈 커넥터(100)에는 플러그 앤 플레이 방식으로 동작하는 적어도 하나의 제 2 디바이스가 장착될 수 있다. 모듈 커넥터(100)는 핫플러그 기능을 가지는 통신포트(110)를 포함하며, 통신포트(110)는 복수의 접속 단자(111~117)를 포함한다. 이때, 모듈 커넥터(100)의 복수의 접속단자(111~117)는 시리얼 방식으로 디지털(digital) 통신이 가능하도록 와이어(wire)에 의해 연결될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 커넥터(100)는 2 x 6행렬의 접속 단자를 포함하는 통신 포트가 도시되었으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치가 도 2에 도시된 접속 단자의 구성 및 배치에 제한 되는 것은 아니다.
더욱 상세하게, 통신포트(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 디바이스가 장착됨에 따라 핫플러그(hot plug) 신호를 발생시키는 핫플러그 단자(111), 아날로그(analog) 입출력 단자(112), 디지털(digital) 입출력 단자(1130), 및 신규 접속 단자(114)를 포함한다.
아울러, 제 2 디바이스가 결합 또는 장착됨에 따라 인터페이스 장치(10)의 전원을 제어할 수 있도록 전원 단자(115) 및 전원 노이즈를 최소화하기 위해 접지(ground) 단자(116)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치(10)는 평상시에 절전모드로 동작되고, 모듈 커넥터(100)를 통해 제 1 디바이스와 제 2 디바이스가 결합되거나 장착되어 연결이 이루어졌을 때 전원이 공급되도록 제어함으로써 저전력으로 구동시킬 수 있다.
또한, 통신포트(110)에는 핫플러그 신호가 발생되었을 때, 클럭(clock)을 발생시키는 클럭 단자(117)를 더 포함하고, 클럭 단자(117)에 의해 발생되는 클럭에 의해 인터럽트(interrupt) 방식으로 인터페이스 장치(10)의 전원을 동작 시킬 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 제어부를 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 제어부의 계층 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 제어부의 하드웨어의 IP의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
먼저, 도 3은 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치(10)의 모듈 제어부(200)는 드라이버 구조로 설계될 수 있으며, 크게, 물리적 계층(physical layer)(210), 데이터 링크 계층(data-link layer)(220), 및 어플리케이션 계층(application layer)(230)으로 나뉠 수 있다.
이때, 물리적 계층에는 모듈 제어부(200)를 구성하는 하드웨어 IP(intellectual property)가 포함된다.
구체적으로, 도 4를 참조하면, 모듈 제어부(200)를 구성하는 하드웨어 IP에는 핫플러그 신호 검출부(231), 클럭 발생부(232), 모듈인식부(233), 프레임 파싱부(234), 프레임 발생부(235), 및 버스 인터페이스(BUS-IF)(236)를 포함한다.
먼저, 핫플러그 신호 검출부(231)은 모듈 커넥터(100)에 제 2 디바이스가 결합되었을 때 발생되는 핫플러그 신호를 검출한다.
클럭 발생부(232)는 핫플러그 신호가 발생함에 따라 시리얼 통신을 위한 참조 클럭을 발생시킨다.
이어서, 모듈인식부(233)는 발생된 클럭을 수신함에 따라 제 1 디바이스 또는 모듈 커넥터(100)에 연결된 복수의 제 2 디바이스의 동작 및 정지를 제어한다.
프레임 파싱부(234)는 제 1 디바이스가 마스터 모드로 동작하는 경우, 적어도 하나의 제 2 디바이스로부터 데이터 프레임을 수신하여, 파싱(parsing)함으로써, 제 2 디바이스 각각의 통신 프로토콜 정보를 획득할 수 있다.
더욱 상세하게, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 프레임의 구조를 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 프레임의 구조를 도시하고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 제 1 디바이스 및 제 2 디바이스가 주고 받는 데이터 프레임은 도 5에 도시된 바와 같이, 중재필드(arbitration field), 제어필드(control field), 데이터 필드(data field), 순환 중복검사 필드(cyclical redundancy check field), 및 답신필드(acknowledge field)를 포함한다.
이때, 중재필드에는 통신포트에 연결된 각각의 제 2 디바이스를 식별하기 위한 아이디(ID)를 확인하는 비트와 전송되는 프레임이 데이터 프레임인지 제어프레임인지를 구분하는 원격 송신요청(remote transmission request, RTR) 비트로 구성된다.
데이터 필드는 데이터를 전송하기 위한 필드이며, 컨트롤 필드는 바이트 단위로 데이터의 길이를 나타낸다.
이어서, 중복검사 필드는 송신된 정보 및 수신된 정보가 일치하는지 확인하기 위해 사용된다.
또한, 답신필드는 다른 노드가 이 프레임을 인식했다는 의미로 비트 타이밍에 도미넌트를 출력하여 도미넌트가 수신될 경우, 정상적으로 수신된 것으로 판단하는 필드로서, 프레임이 제대로 수신되는 경우, 답신필드의 비트는 도미넌트 상태가 된다.
또한 프레임의 시작과 끝에는 스타트 비트(star of frame, SOF), 앤드 비트(end of frame, EOF) 및 인터 프레임 스페이스(inter frame space, IFS)를 더 포함한다. 이때, 스타트 비트는 프레임의 시작을 나타내고, 앤드비트는 프레임의 끝을 나타내며, 인터 프레임 스페이스는 프레임들 사이를 구분한다.
반면, 제 1 디바이스가 슬레이브 모드로 동작하는 경우, 도 4의 프레임 발생기(235)는 제 1 디바이스의 통신 프로토콜 정보가 포함된 데이터 프레임을 생성하여 마스터 모드로 동작하는 제 2 디바이스로 전송한다.
이때, 통신 프로토콜 정보는 버스 인터페이스(236)를 통해, 제 1 디바이스 내지 제 2 디바이스 내부에 기 설치된 마이크로 컨트롤 유닛에 전송 될 수 있다.
또한, 하드웨어 IP에는 복수의 제 2 디바이스로부터 신호를 받아 하나의 신호를 출력하거나, 수신된 신호 중 어느 하나의 신호를 선택하여 출력하는 다중화기(multiplexer)(237), 증폭기(amplifier)(238), 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(239), 및 바이패스 다중화기(bypass MUX)(240) 등을 더 포함할 수 있다.
여기서, 다중화기(237), 증폭기(238), 아날로그 디지털 컨버터(239), 및 바이패스 다중화기(240) 등은 통상의 기술자에게 자명하게 이해되는 것이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다. 그러나 본 발명의 일 실시예가 도 4에 도시된 구성요소에 제한되는 것은 아니며, 설계 및 필요에 따라 상술한 구성요소는 변경될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면 데이터 링크계층(220)은 데이터 프레임을 송수신 위한 설정을 하고, 데이터 프레임 수신 동기를 제어한다.
최상위 계층인 어플리케이션 계층(210)은 응용 프로그래밍 인터페이스(application programming interface, API)를 통해 데이터 링크 계층(220) 및 물리적 계층(230)에 접근 할 수 있다. 어플리케이션 계층(210)은 모듈 커넥터(100)에 연결된 복수의 플러그앤 플레이 방식으로 동작하는 제 2 디바이스와 통신하면서, 일련의 업무 처리를 수행할 수 있도록 하기 위한 서비스 기능을 제공한다.
또한, 어플리케이션 계층(210)은 모듈 커넥터(100)의 통신 포트에 포함된 복수의 접속단자의 포트구성정보를 초기화 하여 GPIO(general purpose I/O), UART(universal asynchronous receiver/transmitter), I2C(inter integrated circuit), 및 Analog I/O 중 어느 하나를 제공하도록 재설정하도록 인터페이스 장치의 모듈 제어부(200) 또는 마이크로 컨트롤러(300)의 모듈 제어기(320)로 명령을 전달할 수 있다.
어플리케이션 계층(210)은 제 1 디바이스 내부에 기설치된 마이크로 컨트롤러(300)의 마이크로 컨트롤러 유닛(310)과 연결되어 마이크로 컨트롤 유닛(310)으로 제 2 디바이스 각각의 통신 프로토콜 정보를 전송할 수 있다.
따라서, 마이크로 컨트롤(300)에 포함된 모듈 제어기(320)를 통해, 제 2 디바이스 각각의 통신 프로토콜 정보에 기초하여 통신 포트의 복수의 접속 단자의 포트 구성 정보를 재구성할 수 있다. 여기서 포트 구성 정보란 모듈 커넥터(100)의 통신포트(110) 내의 복수의 접속 단자 각각의 입출력 모드를 말한다.
이어서, 모듈 제어기(320)는 통신모듈(410)을 통해, 모듈 커넥터(100)의 시리얼 통신 포트(420)와 시리얼 통신이 가능하다. 여기서, 시리얼 통신 포트(420)는 앞서 도 2에서 설명한 모듈 커넥터(100)의 복수의 접속 단자를 포함하는 통신포트를 말한다.
따라서 통신 포트에 포함된 복수의 접속단자의 포트 구성정보를 초기화 하고 각각의 접속단자를 GPIO(general purpose I/O), UART(universal asynchronous receiver/transmitter), I2C(inter integrated circuit), 및 Analog I/O 중 어느 하나를 제공하도록 재 설정할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 인터페이스 장치의 동작 방법을 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 6은 인터페이스 장치의 동작 방법을 상세히 설명하기 위한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치의 동작방법은, 핫플러그 신호 검출부(231)가 제 1 디바이스에 적어도 하나의 제 2 디바이스가 결합함에 따라서 발생된 핫플러그 신호를 검출한다(S100).
핫플러그 신호 검출부(231)는 발생된 핫플러그 신호가 제 1 디바이스 및 제 2 디바이스의 결합에 의한 것인지를 판단하고, 인터페이스 장치의 전원을(ON)시킨다.
반면, 제 1 디바이스 및 제 2 디바이스의 결합에 의한 것이 아닌 경우, 전원을 오프(OFF) 시킨다(S110).
또한 핫플러그 신호에 따라 제 1 디바이스의 내부의 마이크로 컨트롤러(300)에 인터럽트를 발생시키고 일련의 업무 처리를 수행한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터페이스 장치는 대기 모드로 하드웨어 IP가 동작하며, 핫플러그 신호에 따라 동작이 ON되며, 마스터(master)모드 또는 슬레이브(slave)모드로 동작하게 된다.
이때, 마스터(master)모드 또는 슬레이브(slave)모드로의 동작은 제 1 디바이스 및 적어도 하나의 제 2 디바이스와의 협업에 의하여 결정된다(S200).
따라서, 제 1 디바이스가 마스터 모드로의 동작이 결정되는 경우, 모듈 제어부(200)는 슬레이브 모드로 동작하는 제 2 디바이스 각각으로 상기 통신 프로토콜(protocol) 정보가 포함된 데이터 프레임 요청 신호를 전송하고(S210), 데이터 프레임을 수신하였는지를 판단한다(S220).
만약, 모듈 제어부(200)가 데이터 프레임을 수신하지 못하였을 경우, 모듈 제어부(200)는 데이터 프레임 요청 신호를 재전송할 수 있다. 이때, 데이터 프레임의 요청신호는 클럭 발생부가 클럭을 발생시켜, 시리얼 인터페이스를 통해 슬레이브 모드의 제 2 디바이스에 전송하는 것일 수 있다.
이어서, 모듈 제어부의 프레임 파싱부(234)는 수신된 데이터 프레임을 파싱하여 통신 프로토콜 정보를 획득하며, 접속 단자의 입출력 포트를 재구성하고(S230), 데이터 프레임 확인 메시지를 슬레이브 모드의 제 2 디바이스로 전송할 수 있다(S240).
한편, 모듈 제어부(200)는 포트 구성정보를 마이크로 컨트롤러(300)에 전달하여 통신포트를 재구성할 수 있다. 이때, 통신포트의 재구성은 앞서 설명한 바와 같이, 모듈 커넥터(100)의 통신 포트에 포함된 복수의 접속단자의 포트구성정보를 초기화 하여 GPIO(general purpose I/O), UART(universal asynchronous receiver/transmitter), I2C(inter integrated circuit), 및 Analog I/O 중 어느 하나를 제공하도록 재 설정하는 것을 말한다.
반면, 제 1 디바이스가 슬레이브 모드로의 동작이 결정되는 경우, 모듈 제어부는 마스터 모드로부터 데이트 프레임 요청을 위한 클럭을 수신할 때까지 대기하고 있으며, 데이터 프레임 요청 메시지를 수신하면(S310), 프레임 발생부(235)로 해당 디바이스의 통신 프로토콜 정보 및 입출력 정보를 포함하는 데이터 프레임을 생성하여 마스터 모드로 동작하는 제 2 디바이스로 전송한다(S320).
이어서, 데이터 프레임이 전송되었는지 확인하고(S330), 인터럽트를 종료할 수 있다(S340).
한편, 도 6의 설명에서 모듈제어부(200)의 제어동작은 어플리케이션 계층(210)의 응용 프로그래밍 인터페이스(application programming interface, API)를 통해, 물리계층(230)의 하드웨어 IP의 각각의 구성요소로의 명령 전달에 의해 이루어지는 것은 통상의 기술자에게 자명하게 이해되는 것이므로, 이에 따른 설명은 생략하도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 플러그 앤 플레이 디바이스의 인터페이스 장치 및 그 동작 방법을 제공한다.
구체적으로, 종래의 개별적으로 사용되는 장치들 사이의 연결을 위한 공통 인터페이스 장치를 제공할 수 있다.
특히, 전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 웨어러블 기기와 같이 휴대성이 요구되는 플러그 앤 플레이 디바이스의 인터페이스 장치를 저전력으로 동작시켜, 에너지 효율을 극대화할 수 있다.
아울러, 시리얼 방식의 디지털 통신이 가능한 디지털 입출력, 아날로그 입출력 뿐만아니라 다용도 입출력 포트를 제공하는 통합 인터페이스 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 제어부(200)의 어플리케이션 계층(210)는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 인터페이스 장치
100: 모듈 커넥터 110: 통신포트
200: 모듈 제어부 210: 어플리케이션 계층
220: 데이터 링크 계층 230: 물리적 계층
231: 핫플러그 신호 검출부 232: 클럭발생부
233: 모듈인식부 234: 프레임 파싱부
235: 프레임 발생부 236: 버스 인터페이스
237: 다중화기 238: 증폭기
239: 아날로그 디지털 컨버터 240: 바이패스 다중화기
300: 마이크로 컨트롤러

Claims (11)

  1. 플러그 앤 플레이 디바이스에 구비되는 인터페이스 장치에 있어서,
    상기 인터페이스 장치가 구비된 제 1 디바이스에 적어도 하나의 제 2 디바이스가 장착됨에 따라 핫 플러그(hot plug) 신호를 발생시키는 핫플러그 단자를 포함하는 모듈 커넥터; 및
    상기 모듈 커넥터에 연결된 적어도 하나의 제 2 디바이스를 인식하고 상기 인식된 제 2 디바이스 각각에 따른 통신 인터페이스(interface)를 구성하도록 제어하는 모듈 제어부를 포함하되,
    상기 모듈 커넥터는 복수의 접속 단자를 더 포함하고,
    상기 모듈 제어부는 상기 핫플러그 신호가 발생함에 따라 상기 모듈 커넥터에 연결된 적어도 하나의 제 2 디바이스와 협업하여 상기 제 1 디바이스가 마스터(master) 모드 또는 슬레이브(slave)모드로의 동작할지 결정하고,
    상기 제 1 디바이스가 마스터 모드로 동작하는 경우,
    적어도 하나의 슬레이브 모드로 동작하는 제 2 디바이스로부터 통신 프로토콜(protocol) 정보를 획득하여 상기 통신 프로토콜 정보에 따라 상기 복수의 접속 단자 각각의 입출력 모드를 재설정하는 것인,
    인터페이스 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈 제어부는
    상기 제 2 디바이스 각각으로 상기 통신 프로토콜 정보가 포함된 데이터 프레임 요청 신호를 전송하고,
    데이터 프레임을 수신하여 상기 수신된 데이터 프레임을 파싱(parsing)함으로써 상기 통신 프로토콜 정보를 획득하는 것인,
    인터페이스 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스가 슬레이브 모드로 동작하는 경우,
    적어도 하나의 상기 제 2 디바이스 중, 마스터 모드로 동작하는 제 2 디바이스로부터 데이터 프레임 요청 신호를 수신하고,
    상기 제 1 디바이스의 통신 프로토콜 정보가 포함된 데이터 프레임을 생성하여 마스터 모드로 동작하는 제 2 디바이스로 전송하는 것인,
    인터페이스 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈 제어부는 핫플러그 신호에 따라 상기 인터페이스 장치를 동작시키는 전원 제어부를 더 포함하는 것인,
    인터페이스 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 모듈 커넥터는
    전원 단자 및 접지 단자를 더 포함하는 것인,
    인터페이스 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈 제어부는
    상기 복수의 접속 단자 중 적어도 하나를
    GPIO(general purpose I/O), UART(universal asynchronous receiver/transmitter), I2C(inter integrated circuit), 및 Analog I/O 중 어느 하나로 재설정 하는 것인,
    인터페이스 장치.
  7. 플러그 앤 플레이 방식으로 동작하는 제1 디바이스에 구비되고, 상기 제 1 디바이스에 적어도 하나의 제 2 디바이스가 장착됨에 따라 핫 플러그(hot plug) 신호를 발생시키는 핫플러그 단자 및 복수의 접속단자를 포함하는 모듈 커넥터; 상기 모듈 커넥터에 연결된 적어도 하나의 제 2 디바이스를 인식하고 상기 인식된 제 2 디바이스 각각에 따른 통신 인터페이스(interface)를 구성하도록 제어하는 모듈 제어부를 포함하는 인터페이스 장치의 동작 방법에 있어서,
    상기 모듈 제어부가 상기 핫플러그 신호가 발생함에 따라 상기 모듈 커넥터에 연결된 적어도 하나의 제 2 디바이스와 협업하여 상기 제 1 디바이스가 마스터(master) 모드 또는 슬레이브(slave)모드로의 동작할지 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 디바이스가 마스터 모드로 동작하는 경우,
    상기 모듈 제어부가 슬레이브 모드로 동작하는 상기 제 2 디바이스 각각으로 통신 프로토콜(protocol) 정보가 포함된 데이터 프레임 요청 신호를 전송하는 단계;
    상기 모듈 제어부가 데이터 프레임을 수신하여 상기 수신된 데이터 프레임을 파싱(parsing)함으로써 상기 통신 프로토콜 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 통신 프로토콜 정보에 따라 상기 복수의 접속 단자 각각의 입출력 모드를 재설정하는 단계를 포함하는,
    인터페이스 장치의 동작 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스가 슬레이브 모드로 동작하는 경우,
    적어도 하나의 상기 제 2 디바이스 중, 마스터 모드로 동작하는 제 2 디바이스로부터 데이터 프레임 요청 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 제 1 디바이스의 통신 프로토콜 정보가 포함된 데이터 프레임을 생성하여 마스터 모드로 동작하는 제 2 디바이스로 전송하는 단계를 포함하는
    인터페이스 장치의 동작 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 발생된 핫플러그 신호에 따라 상기 모듈 제어부가 상기 인터페이스 장치의 전원을 온(ON) 시키는 단계를 더 포함하는 것인,
    인터페이스 장치의 동작 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 통신 프로토콜 정보에 따라 상기 복수의 접속 단자 각각의 입출력 모드를 재설정하는 단계 이전에,
    상기 복수의 접속 단자 각각의 입출력 모드를 초기화 시키는 단계를 더 포함하는, 인터페이스 장치의 동작 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 프로토콜 정보에 따라 상기 복수의 접속 단자 각각의 입출력 모드를 재설정하는 단계는
    상기 복수의 접속 단자 중 적어도 하나를
    GPIO(general purpose I/O), UART(universal asynchronous receiver/transmitter), I2C(inter integrated circuit), 및 Analog I/O 중 어느 하나로 재설정 하는 것인,
    인터페이스 장치의 동작 방법.
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KR20160138662A (ko) 2015-05-26 2016-12-06 전자부품연구원 플러그앤 플레이 방식의 멀티 센서 커스터마이징이 가능한 스마트 유비쿼터스 센서 네트워크 웨어러블 장치

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