KR20200053858A - Apparatus for synchronizing in serial communication interface and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 단일 마스터 장치와 복수의 슬레이브 장치 간에 I2C 프로토콜, SPI 프로토콜 등의 직렬 통신 프로토콜을 이용해서 상호 통신하는 상태에서, 단일 클럭 신호 라인, 복수의 데이터 라인, 단일 칩 선택 라인 등을 이용해서 동일 또는 서로 다른 슬레이브 아이디를 갖는 상기 복수의 슬레이브 장치의 정보를 동시에 획득하거나 또는 동기화된 타이밍으로 획득하는 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a synchronization device and method in a serial communication interface, in particular, in a state in which a single master device and a plurality of slave devices communicate with each other using a serial communication protocol such as I2C protocol, SPI protocol, a single clock signal line, Regarding a synchronization device and method in a serial communication interface that simultaneously or simultaneously obtains information of the plurality of slave devices having the same or different slave IDs using a plurality of data lines, a single chip selection line, or the like. will be.
I2C(Inter-Integrated Circuit)는 동기식 직렬 통신의 하나로, 반이중(Half-duplex) 통신을 수행한다.Inter-Integrated Circuit (I2C) is one of synchronous serial communication and performs half-duplex communication.
또한, SPI(Serial Peripheral Interface)는 동기식 직렬 통신의 하나로, 전이중(Full-duplex) 통신을 수행한다.In addition, SPI (Serial Peripheral Interface) is one of synchronous serial communication, and performs full-duplex communication.
이러한 I2C, SPI 등의 직렬 인터페이스의 경우, N개(N은 자연수)의 타깃 디바이스(target device)의 정보를 취득하기 위해서는, 마스터 디바이스에서 각 타깃 디바이스를 순차적으로 액세스해야하므로, 동시에 복수의 타깃 디바이스에 대한 정보를 취득하는 것이 불가능하며, 동시에 복수의 타깃 디바이스에 대한 정보를 취득하기 위해서는 N개의 컨트롤러(controller)를 사용하여 외부 트리거 등을 이용해서 동기화된 타이밍 제어가 필요하다.In the case of serial interfaces such as I2C and SPI, in order to acquire information of N (N is a natural number) target device, the master device must sequentially access each target device, and thus multiple target devices are simultaneously It is impossible to acquire information on, and in order to acquire information on a plurality of target devices at the same time, synchronized timing control using an external trigger or the like is required using N controllers.
즉, I2C 프로토콜의 경우, 1개의 마스터 디바이스에 N개의 슬레이브 디바이스 연결은 가능하지만, 동시간대에서는 1개의 슬레이브 디바이스에만 접근할 수 있다.That is, in the case of the I2C protocol, it is possible to connect N slave devices to one master device, but only one slave device can be accessed at the same time.
또한, SPI 프로토콜의 경우, 1개의 마스터 디바이스에 N개의 슬레이브 디바이스를 연결하고 칩 선택(Chip Select: CS) 신호를 이용하여 1개의 슬레이브 디바이스에만 접근할 수 있다.In addition, in the case of the SPI protocol, N slave devices can be connected to one master device, and only one slave device can be accessed using a chip select (CS) signal.
이와 같이, I2C, SPI 등의 직렬 인터페이스의 경우, 동시에 복수의 슬레이브 디바이스에 대한 정보를 획득하는데 어려움이 있으며, 복수의 컨트롤러를 사용하여 복수의 슬레이브 디바이스에 대한 정보를 획득하더라도, 비동기화에 따른 정보의 오차가 발생할 수 있다.As described above, in the case of a serial interface such as I2C, SPI, it is difficult to obtain information on a plurality of slave devices at the same time, and even if information on a plurality of slave devices is obtained using a plurality of controllers, information according to asynchronous Error may occur.
본 발명의 목적은 단일 마스터 장치와 복수의 슬레이브 장치 간에 I2C 프로토콜, SPI 프로토콜 등의 직렬 통신 프로토콜을 이용해서 상호 통신하는 상태에서, 단일 클럭 신호 라인, 복수의 데이터 라인, 단일 칩 선택 라인 등을 이용해서 동일 또는 서로 다른 슬레이브 아이디를 갖는 상기 복수의 슬레이브 장치의 정보를 동시에 획득하거나 또는 동기화된 타이밍으로 획득하는 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to use a single clock signal line, a plurality of data lines, a single chip selection line, etc. in a state of mutual communication using a serial communication protocol such as I2C protocol, SPI protocol, etc. between a single master device and a plurality of slave devices. Accordingly, an object of the present invention is to provide a synchronization device and method in a serial communication interface that acquires information of the plurality of slave devices having the same or different slave IDs at the same time or at a synchronized timing.
본 발명의 실시예에 따른 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 장치는 복수의 슬레이브 장치; 및 상기 복수의 슬레이브 장치와 단일 클럭 신호 라인을 통해 연결되며, 복수의 직렬 데이터 라인을 통해 상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 연결되는 마스터 장치를 포함하며, 상기 마스터 장치는, 상기 단일 클럭 신호 라인을 통해 동기화된 클럭 신호를 상기 복수의 슬레이브 장치에 전송하며, 상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 대응하는 복수의 제어 신호 내의 읽기 동작 비트 또는 쓰기 동작 비트에 따라, 상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 대한 정보의 읽기 동작 또는 쓰기 동작을 수행할 수 있다.A synchronization device in a serial communication interface according to an embodiment of the present invention includes a plurality of slave devices; And a master device connected to the plurality of slave devices through a single clock signal line, and connected to each of the plurality of slave devices through a plurality of serial data lines, wherein the master device is through the single clock signal line. A synchronized clock signal is transmitted to the plurality of slave devices, and a read operation of information on each of the plurality of slave devices is performed according to a read operation bit or a write operation bit in a plurality of control signals corresponding to each of the plurality of slave devices. Alternatively, a write operation may be performed.
본 발명과 관련된 일 예로서 상기 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치는, I2C(Inter-Integrated Circuit) 프로토콜 또는 SPI(Serial Peripheral Interface) 프로토콜을 통해 통신 연결된 상태일 수 있다.As an example related to the present invention, the master device and the plurality of slave devices may be in a communication connection state through an Inter-Integrated Circuit (I2C) protocol or a Serial Peripheral Interface (SPI) protocol.
본 발명과 관련된 일 예로서 상기 마스터 장치는, 상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 대응하는 복수의 제어 신호 내의 읽기 동작 비트 또는 쓰기 동작 비트에 따라, 동시에 상기 복수의 슬레이브 장치로부터 정보를 획득할 수 있다.As an example related to the present invention, the master device may acquire information from the plurality of slave devices at the same time according to a read operation bit or a write operation bit in a plurality of control signals corresponding to each of the plurality of slave devices.
본 발명과 관련된 일 예로서 상기 마스터 장치는, 상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 대응하는 복수의 제어 신호 내의 읽기 동작 비트 또는 쓰기 동작 비트에 따라, 미리 설정된 동기화된 타이밍에 따라 순차적으로 상기 복수의 슬레이브 장치로부터 정보를 획득할 수 있다.As an example related to the present invention, the master device sequentially sets the plurality of slave devices according to a preset synchronized timing according to a read operation bit or a write operation bit in a plurality of control signals corresponding to each of the plurality of slave devices. Information can be obtained from.
본 발명과 관련된 일 예로서 상기 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치는, I2C 프로토콜을 통해 연결될 때, 상기 단일 클럭 신호 라인을 통해 상기 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치가 연결되며, 상기 복수의 직렬 데이터 라인을 통해 상기 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치 각각이 연결될 수 있다.As an example related to the present invention, when the master device and the plurality of slave devices are connected through an I2C protocol, the master device and the plurality of slave devices are connected through the single clock signal line, and the plurality of serial data Each of the master device and the plurality of slave devices may be connected through a line.
본 발명과 관련된 일 예로서 상기 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치는, SPI 프로토콜을 통해 연결될 때, 상기 단일 클럭 신호 라인을 통해 상기 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치가 연결되며, 단일 칩 선택 라인을 통해 상기 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치가 연결되며, 상기 복수의 직렬 데이터 라인에 포함되는 복수의 MISO 라인 및 복수의 MOSI 라인을 통해 상기 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치 각각이 연결될 수 있다.As an example related to the present invention, when the master device and the plurality of slave devices are connected through the SPI protocol, the master device and the plurality of slave devices are connected through the single clock signal line, and a single chip selection line The master device and the plurality of slave devices are connected to each other, and each of the master device and the plurality of slave devices may be connected through a plurality of MISO lines and a plurality of MOSI lines included in the plurality of serial data lines.
본 발명의 실시예에 따른 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 방법은 마스터 장치에 의해, 단일 클럭 신호 라인을 통해 연결된 복수의 슬레이브 장치에 동기화된 클럭 신호를 전송하는 단계; 상기 마스터 장치에 의해, 상기 복수의 슬레이브 장치에 각각 연결된 복수의 직렬 데이터 라인을 통해 상기 복수의 슬레이브 장치를 각각 제어하기 위한 제어 신호를 전송하는 단계; 상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 의해, 상기 마스터 장치로부터 전송되는 제어 신호가 상기 슬레이브 장치의 주소와 일치할 때, 상기 제어 신호 내의 ACK 비트에 미리 설정된 비트값을 출력하는 단계; 및 상기 마스터 장치에 의해, 상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 대응하는 제어 신호 내의 읽기 동작 비트 또는 쓰기 동작 비트에 따라, 상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 대한 정보의 읽기 동작 또는 쓰기 동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.A synchronization method in a serial communication interface according to an embodiment of the present invention includes: transmitting, by a master device, a synchronized clock signal to a plurality of slave devices connected through a single clock signal line; Transmitting, by the master device, control signals for controlling each of the plurality of slave devices through a plurality of serial data lines respectively connected to the plurality of slave devices; Outputting, by each of the plurality of slave devices, a preset bit value to an ACK bit in the control signal when the control signal transmitted from the master device matches the address of the slave device; And performing, by the master device, a read operation or a write operation of information for each of the plurality of slave devices according to a read operation bit or a write operation bit in a control signal corresponding to each of the plurality of slave devices. can do.
본 발명과 관련된 일 예로서 상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 대한 정보의 읽기 동작 또는 쓰기 동작을 수행하는 단계는, 동시에 상기 복수의 슬레이브 장치로부터 정보를 획득하는 과정; 및 미리 설정된 동기화된 타이밍에 따라 순차적으로 상기 복수의 슬레이브 장치로부터 정보를 획득하는 과정 중 어느 하나의 과정을 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, the step of performing a read operation or a write operation of information on each of the plurality of slave devices may include simultaneously obtaining information from the plurality of slave devices; And sequentially acquiring information from the plurality of slave devices according to a preset synchronized timing.
본 발명은 단일 마스터 장치와 복수의 슬레이브 장치 간에 I2C 프로토콜, SPI 프로토콜 등의 직렬 통신 프로토콜을 이용해서 상호 통신하는 상태에서, 단일 클럭 신호 라인, 복수의 데이터 라인, 단일 칩 선택 라인 등을 이용해서 동일 또는 서로 다른 슬레이브 아이디를 갖는 상기 복수의 슬레이브 장치의 정보를 동시에 획득하거나 또는 동기화된 타이밍으로 획득함으로써, 정보 획득 시 시간에 따른 정보의 오차 발생을 방지하며, 목적에 따라 복수의 슬레이브 디바이스로부터 원하는 정보를 용이하게 획득할 수 있는 효과가 있다.The present invention is the same using a single clock signal line, a plurality of data lines, a single chip selection line, etc. in a state in which communication is performed between a single master device and a plurality of slave devices using a serial communication protocol such as an I2C protocol or an SPI protocol. Or, by acquiring information of the plurality of slave devices having different slave IDs at the same time or by acquiring at a synchronized timing, preventing errors in information over time when acquiring information, and desired information from a plurality of slave devices depending on the purpose There is an effect that can be easily obtained.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 I2C 프로토콜 방식에서의 동기화 장치의 구성을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 SPI 프로토콜 방식에서의 동기화 장치의 구성을 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 I2C 프로토콜 방식에서의 동기화 장치를 통한 데이터 취득의 예를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 SPI 프로토콜 방식에서의 동기화 장치를 통한 데이터 취득의 예를 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a synchronization device in a serial communication interface according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the configuration of a synchronization device in the I2C protocol method according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing the configuration of a synchronization device in the SPI protocol method according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example of data acquisition through a synchronization device in an I2C protocol method according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing an example of data acquisition through a synchronization device in the SPI protocol method according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a synchronization method in a serial communication interface according to an embodiment of the present invention.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It should be noted that the technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. In addition, technical terms used in the present invention should be interpreted as meanings generally understood by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs, unless otherwise defined in the present invention. It should not be interpreted as a meaning or an excessively reduced meaning. In addition, when the technical term used in the present invention is a wrong technical term that does not accurately represent the spirit of the present invention, it should be understood as being replaced by a technical term that can be correctly understood by those skilled in the art. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted as defined in the dictionary or in context before and after, and should not be interpreted as an excessively reduced meaning.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the singular expression used in the present invention includes a plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In the present invention, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed to include all of the various components or steps described in the invention, and some of the components or some steps may not be included. It may be, or should be construed to further include additional components or steps.
또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.Further, terms including ordinal numbers such as first and second used in the present invention may be used to describe elements, but the elements should not be limited by terms. The terms are used only to distinguish one component from other components. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar elements will be given the same reference numbers regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In addition, in the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easy understanding of the spirit of the present invention and should not be interpreted as limiting the spirit of the present invention by the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 장치(10)의 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a
도 1에 도시한 바와 같이, 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 장치(10)는 마스터 장치(100) 및 복수의 슬레이브 장치(200)로 구성된다. 도 1에 도시된 동기화 장치(10)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 1에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 동기화 장치(10)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 동기화 장치(10)가 구현될 수도 있다.As shown in FIG. 1, the
상기 마스터 장치(100) 및 상기 복수의 슬레이브 장치(200) 각각은 다른 단말들과의 통신 기능을 수행하기 위한 통신부(미도시), 다양한 정보 및 프로그램(또는 애플리케이션)을 저장하기 위한 저장부(미도시), 다양한 정보 및 프로그램 실행 결과를 표시하기 위한 표시부(미도시), 상기 다양한 정보 및 프로그램 실행 결과에 대응하는 음성 정보를 출력하기 위한 음성 출력부(미도시), 각 단말의 다양한 구성 요소 및 기능을 제어하기 위한 제어부(미도시) 등을 포함할 수 있다.Each of the
상기 마스터 장치(또는 마스터 디바이스)(100)는 복수의 슬레이브 장치(200)와 통신한다. 여기서, 상기 마스터 장치(100)와 상기 복수의 슬레이브 장치(200) 간의 통신 프로토콜(또는 통신 인터페이스)은 I2C(Inter-Integrated Circuit) 프로토콜, SPI(Serial Peripheral Interface) 프로토콜 등의 직렬 통신 프로토콜(또는 직렬 통신 인터페이스)을 통해 상호 통신할 수 있다.The master device (or master device) 100 communicates with a plurality of
I2C 프로토콜을 사용하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 마스터 장치(100)는 단일 클럭 신호 라인(또는 단일 클럭 버스)(SCL)을 통해 상기 복수의 슬레이브 장치(200)와 연결되며, 미리 설정된 시간 간격을 갖는 클럭 신호(또는 동기화 신호/동기화된 클럭 신호)를 상기 복수의 슬레이브 장치(200)에 전송(또는 제공)한다.When using the I2C protocol, as shown in FIG. 2, the
또한, I2C 프로토콜을 사용하는 경우, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 마스터 장치(100)는 복수의 직렬 데이터 라인(SDA1, SDA2, SDA3)을 통해 상기 복수의 슬레이브 장치(200)와 각각 연결되며, 특정 슬레이브 장치(200)를 제어하기 위한 제어 신호를 해당 특정 슬레이브 장치(200)에 대응하는 직렬 데이터 라인을 통해 전송한다.In addition, when using the I2C protocol, as shown in FIG. 2, the
SPI 프로토콜을 사용하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 마스터 장치(100)는 단일 클럭 신호 라인(또는 단일 클럭 버스)(SCK)을 통해 상기 복수의 슬레이브 장치(200)와 연결되며, 상기 미리 설정된 시간 간격을 갖는 클럭 신호(또는 동기화 신호/동기화된 클럭 신호)를 상기 복수의 슬레이브 장치(200)에 전송(또는 제공)한다.When using the SPI protocol, as shown in FIG. 3, the
또한, SPI 프로토콜을 사용하는 경우, 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 마스터 장치(100)는 단일 칩 선택 라인(chip selection line)(또는 칩 선택 버스)(CS)을 통해 상기 복수의 슬레이브 장치(200)와 연결되며, 상기 복수의 슬레이브 장치(200) 중에서 적어도 하나의 슬레이브 장치(200)를 선택하기 위한 칩 선택 신호를 전송한다.In addition, when using the SPI protocol, as shown in FIG. 3, the
또한, SPI 프로토콜을 사용하는 경우, 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 마스터 장치(100)는 복수의 MISO 라인(Master Input Slave Output Line)(MISO_1, MISO_2, ... , MISO_N)과 복수의 MOSI 라인(Master Output Slave Input Line)(MOSI_1, MOSI_2, ... , MOSI_N)을 통해 상기 복수의 슬레이브 장치(200)와 각각 연결되며, 특정 슬레이브 장치(200)와의 정보(또는 데이터) 읽기 또는 정보 쓰기를 위해 특정 슬레이브 장치(200)에 대응하는 MISO 라인 및 MOSI 라인을 통해 정보를 송수신한다. 여기서, 상기 복수의 MISO 라인 및 상기 복수의 MOSI 라인은 상기 직렬 데이터 라인에 대응할 수 있다.In addition, when using the SPI protocol, as shown in FIG. 3, the
이와 같이, 상기 마스터 장치(100)에 단일 클럭 신호 라인을 통해 복수의 슬레이브 장치(200)에 동기화된 클럭 신호를 전송함에 따라 상기 마스터 장치(100)와 복수의 슬레이브 장치(200)가 동기화될 수 있다.As such, the
또한, 상기 마스터 장치(100)는 정보(또는 데이터)를 획득하고자 하는 상기 복수의 슬레이브 장치(200)에 각각의 제어 신호를 전송한다. 여기서, 상기 복수의 슬레이브 장치(200)는 상기 마스터 장치(100)와 개별 직렬 데이터 라인을 통해 각각 연결된 상태일 수 있으며, 동일하거나 또는 서로 다른 슬레이브 아이디가 설정된 상태일 수 있다. 이때, 상기 제어 신호(또는 제어 패킷/프레임)는 통신 프로토콜에 따라 미리 설정된 형태(또는 구조)를 가지며, 시작 조건, 목적지 주소, 읽기/쓰기, ACK, 데이터, ACK, 데이터, ... ACK, 종료 조건 등으로 설정된 상태일 수 있다.In addition, the
또한, 상기 마스터 장치(100)는 각 슬레이브 장치(200)에 대응하는 제어 신호 내의 읽기 동작 비트 또는 쓰기 동작 비트에 따라, 상기 복수의 슬레이브 장치(200) 각각에 대한 정보(또는 데이터)의 읽기(read) 동작 또는 쓰기(write) 동작을 수행한다. 이때, 상기 마스터 장치(100)는 동시에(또는 병렬 처리로) 상기 복수의 슬레이브 장치(200)로부터 정보를 획득(예를 들어 정보의 읽기, 정보의 쓰기 등 포함)하거나 또는, 미리 설정된 동기화된 타이밍에 따라 순차적으로 상기 복수의 슬레이브 장치(200)로부터 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 상기 마스터 장치(100)와 상기 복수의 슬레이브 장치(200)의 통신 방식이 SPI 통신 인터페이스를 사용하는 경우, 상기 마스터 장치(100)는 단일 칩 선택 라인을 통해 상기 복수의 슬레이브 장치(200)와 연결된 상태일 수 있다.Further, the
I2C 프로토콜을 사용하는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 마스터 장치(100)는 제 1 슬레이브 장치(200) 내지 제 3 슬레이브 장치(200)로부터 동시에 정보를 획득(또는 읽기 동작 수행)한다.When using the I2C protocol, as illustrated in FIG. 4, the
SPI 프로토콜을 사용하는 경우, 상기 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 마스터 장치(100)는 제 1 슬레이브 장치(200) 내지 제 3 슬레이브 장치(200)로부터 동시에 정보를 획득(또는 읽기 동작 수행)한다.When using the SPI protocol, as illustrated in FIG. 5, the
이와 같이, 상기 마스터 장치(100)는 동일한 클럭 타이밍으로 상기 복수의 슬레이브 장치(200)로부터 데이터를 취득(예를 들어 데이터 읽기, 데이터 쓰기 등 포함)하면서, 정확한 동기화 정보의 취득이 가능할 수 있다.As described above, the
상기 슬레이브 장치(또는 슬레이브 디바이스)(200)는 상기 마스터 장치(100), 다른 슬레이브 장치(200)와 통신한다. 여기서, 상기 슬레이브 장치(200)는 임의 장소에 설치된(또는 구비된/배치된) 온도 센서, 압력 센서, 메모리, 단말 등일 수 있다.The slave device (or slave device) 200 communicates with the
또한, 상기 슬레이브 장치(200)는 상기 마스터 장치(100)와 단일 클럭 신호 라인을 통해 연결되고, 각 슬레이브 장치(200)에 할당되는 개별 직렬 데이터 라인을 통해 연결된다. 이때, SPI 프로토콜을 사용하는 경우, 상기 슬레이브 장치(200)는 단일 칩 선택 라인을 통해 연결될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 복수의 슬레이브 장치(200) 각각은 상기 마스터 장치(100)와 개별 직렬 데이터 라인을 통해 각각 연결된 상태에서, 해당 직렬 데이터 라인을 감시하면서, 상기 마스터 장치(100)로부터 전송되는 제어 신호가 해당 슬레이브 장치(200)의 주소와 일치하는지 여부를 검사(또는 확인)한다.In addition, while each of the plurality of
상기 검사 결과(또는 상기 확인 결과), 상기 마스터 장치(100)로부터 전송되는 제어 신호가 해당 슬레이브 장치(200)의 주소와 일치하는 경우, 상기 슬레이브 장치(200)는 상기 제어 신호 내의 ACK 비트에 미리 설정된 비트값(예를 들어 '0')을 출력한다.When the test result (or the result of the check) and the control signal transmitted from the
또한, 상기 검사 결과(또는 상기 확인 결과), 상기 마스터 장치(100)로부터 전송되는 제어 신호가 해당 슬레이브 장치(200)의 주소와 일치하지 않는 경우, 상기 슬레이브 장치(200)는 해당 슬레이브 장치(200)의 주소와 일치하지 않는 해당 제어 신호를 삭제(또는 폐기)한다.In addition, if the test result (or the result of the check), the control signal transmitted from the
또한, 상기 복수의 슬레이브 장치(200) 각각은 각 슬레이브 장치(200)에 대응하는 제어 신호 내의 읽기 동작 비트 또는 쓰기 동작 비트에 따라, 상기 마스터 장치(100)와 연동하여, 상기 복수의 슬레이브 장치(200) 각각에 대한 정보(또는 데이터)의 읽기 동작 또는 쓰기 동작을 수행한다. 상기 마스터 장치(100)는 동시에(또는 병렬 처리로) 상기 복수의 슬레이브 장치(200)로부터 정보를 획득(예를 들어 정보의 읽기, 정보의 쓰기 등 포함)하거나 또는, 미리 설정된 동기화된 타이밍에 따라 순차적으로 상기 복수의 슬레이브 장치(200)로부터 정보를 획득할 수 있다.In addition, each of the plurality of
이와 같이, 단일 마스터 장치와 복수의 슬레이브 장치 간에 I2C 프로토콜, SPI 프로토콜 등의 직렬 통신 프로토콜을 이용해서 상호 통신하는 상태에서, 단일 클럭 신호 라인, 복수의 데이터 라인, 단일 칩 선택 라인 등을 이용해서 동일 또는 서로 다른 슬레이브 아이디를 갖는 상기 복수의 슬레이브 장치의 정보를 동시에 획득하거나 또는 동기화된 타이밍으로 획득할 수 있다.As described above, in a state in which communication is performed between a single master device and a plurality of slave devices using a serial communication protocol such as an I2C protocol or an SPI protocol, the same is performed using a single clock signal line, a plurality of data lines, and a single chip selection line. Alternatively, information of the plurality of slave devices having different slave IDs may be simultaneously acquired or may be obtained at a synchronized timing.
이하에서는, 본 발명에 따른 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 방법을 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a synchronization method in a serial communication interface according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 방법을 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a synchronization method in a serial communication interface according to an embodiment of the present invention.
먼저, 마스터 장치(100)는 단일 클럭 신호 라인(또는 단일 클럭 버스)을 통해 연결된 복수의 슬레이브 장치(200)에 미리 설정된 시간 간격을 갖는 클럭 신호(또는 동기화 신호/동기화된 클럭 신호)를 전송(또는 제공)한다.First, the
이와 같이, 상기 마스터 장치(100)에 단일 클럭 신호 라인을 통해 복수의 슬레이브 장치(200)에 동기화된 클럭 신호를 전송함에 따라 상기 마스터 장치(100)와 복수의 슬레이브 장치(200)가 동기화될 수 있다.As such, the
일 예로, 제 1 마스터 장치(100)는 제 1 클럭 신호 라인을 통해 연결된 제 1 슬레이브 장치(200) 내지 제 10 슬레이브 장치(200) 각각에 온/오프 주기가 100μsec인 클럭 신호를 전송한다.For example, the
이와 같이, 단일한 제 1 클럭 신호 라인을 통해 동기화된 클럭 신호를 통해 상기 제 1 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치가 상호 통신함에 따라, 해당 제 1 마스터 장치에서 100μsec에 동시에 상기 복수의 슬레이브 장치에 대한 정보의 읽기 또는 쓰기가 가능할 수 있다(S610).As described above, as the first master device and the plurality of slave devices communicate with each other through a clock signal synchronized through a single first clock signal line, the first master device simultaneously transmits to the plurality of slave devices at 100 μsec. It may be possible to read or write information about (S610).
이후, 상기 마스터 장치(100)는 정보(또는 데이터)를 획득하고자 하는 상기 복수의 슬레이브 장치(200)에 각각의 제어 신호를 전송한다. 여기서, 상기 복수의 슬레이브 장치(200)는 상기 마스터 장치(100)와 개별 직렬 데이터 라인을 통해 각각 연결된 상태일 수 있으며, 동일하거나 또는 서로 다른 슬레이브 아이디가 설정된 상태일 수 있다. 이때, 상기 제어 신호(또는 제어 패킷/프레임)는 통신 프로토콜에 따라 미리 설정된 형태(또는 구조)를 가지며, 시작 조건, 목적지 주소, 읽기/쓰기, ACK, 데이터, ACK, 데이터, ... ACK, 종료 조건 등으로 설정된 상태일 수 있다.Thereafter, the
일 예로, 상기 제 1 마스터 장치는 개별 제 1 내지 제 10 직렬 데이터 라인을 통해 각각 연결된 상기 제 1 슬레이브 장치 내지 제 10 슬레이브 장치에 각 슬레이브 장치의 데이터를 읽어오기 위한 제 1 제어 신호 내지 제 10 제어 신호를 각각 전송한다(S620).For example, the first master device may include first control signals to tenth control for reading data of each slave device to the first slave device to the tenth slave device respectively connected through individual first to tenth serial data lines. Each signal is transmitted (S620).
이후, 상기 복수의 슬레이브 장치(200) 각각은 상기 마스터 장치(100)와 개별 직렬 데이터 라인을 통해 각각 연결된 상태에서, 해당 직렬 데이터 라인을 감시하면서, 상기 마스터 장치(100)로부터 전송되는 제어 신호가 해당 슬레이브 장치(200)의 주소와 일치하는지 여부를 검사(또는 확인)한다.Thereafter, each of the plurality of
일 예로, 상기 제 1 슬레이브 장치는 상기 제 1 마스터 장치로부터 전송되는 제 1 제어 신호 내지 제 10 제어 신호 중에서 해당 제 1 슬레이브 장치의 주소와 일치하는 제어 신호가 있는지 여부를 검사한다(S630).For example, the first slave device checks whether there is a control signal matching the address of the corresponding first slave device among the first control signal to the tenth control signal transmitted from the first master device (S630).
상기 검사 결과(또는 상기 확인 결과), 상기 마스터 장치(100)로부터 전송되는 제어 신호가 해당 슬레이브 장치(200)의 주소와 일치하는 경우, 상기 슬레이브 장치(200)는 상기 제어 신호 내의 ACK 비트에 미리 설정된 비트값(예를 들어 '0')을 출력한다.When the test result (or the result of the check) and the control signal transmitted from the
즉, 상기 슬레이브 장치(200)는 해당 슬레이브 장치(200)를 목적지로 하는 제어 신호가 감지되는 경우, 해당 제어 신호에 대응하는 응답 신호를 전송(또는 출력)한다.That is, when a control signal targeting the
일 예로, 상기 제 1 마스터 장치로부터 전송되는 제 1 제어 신호 내지 제 10 제어 신호 중에서 해당 제 1 슬레이브 장치의 주소와 일치하는 제 1 제어 신호가 확인될 때, 상기 제 1 슬레이브 장치는 상기 제 1 제어 신호 내의 ACK 비트에 미리 설정된 비트값인 '0'을 출력한다.For example, when a first control signal that matches an address of a corresponding first slave device among first control signals to tenth control signals transmitted from the first master device is confirmed, the first slave device controls the first control The preset bit value '0' is output to the ACK bit in the signal.
또한, 상기 제 1 슬레이브 장치는 상기 제 1 마스터 장치로부터 전송되는 제 1 제어 신호 내지 제 10 제어 신호 중에서 해당 제 1 슬레이브 장치의 주소와 일치하지 않는 제 2 제어 신호 내지 제 10 제어 신호를 삭제(또는 폐기)한다(S640).In addition, the first slave device deletes the second control signal to the tenth control signal that do not match the address of the corresponding first slave device among the first control signal to the tenth control signal transmitted from the first master device (or Discard) (S640).
이후, 상기 마스터 장치(100)는 각 슬레이브 장치(200)에 대응하는 제어 신호 내의 읽기 동작 비트 또는 쓰기 동작 비트에 따라, 상기 복수의 슬레이브 장치(200) 각각에 대한 정보(또는 데이터)의 읽기(read) 동작 또는 쓰기(write) 동작을 수행한다. 이때, 상기 마스터 장치(100)는 동시에(또는 병렬 처리로) 상기 복수의 슬레이브 장치(200)로부터 정보를 획득(예를 들어 정보의 읽기, 정보의 쓰기 등 포함)하거나 또는, 미리 설정된 동기화된 타이밍에 따라 순차적으로 상기 복수의 슬레이브 장치(200)로부터 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 상기 마스터 장치(100)와 상기 복수의 슬레이브 장치(200)의 통신 방식이 SPI 통신 인터페이스를 사용하는 경우, 상기 마스터 장치(100)는 단일 칩 선택 라인을 통해 상기 복수의 슬레이브 장치(200)와 연결된 상태일 수 있다.Thereafter, the
일 예로, 상기 제 1 마스터 장치는 상기 제 1 제어 신호 내지 제 10 제어 신호 내에 포함된 읽기 동작 비트에 따라 상기 제 1 슬레이브 장치 내지 제 10 슬레이브 장치에 대한 정보 읽기 동작을 수행한다(S650).For example, the first master device reads information on the first slave device to the tenth slave device according to the read operation bit included in the first control signal to the tenth control signal (S650).
본 발명의 실시예는 앞서 설명된 바와 같이, 단일 마스터 장치와 복수의 슬레이브 장치 간에 I2C 프로토콜, SPI 프로토콜 등의 직렬 통신 프로토콜을 이용해서 상호 통신하는 상태에서, 단일 클럭 신호 라인, 복수의 데이터 라인, 단일 칩 선택 라인 등을 이용해서 동일 또는 서로 다른 슬레이브 아이디를 갖는 상기 복수의 슬레이브 장치의 정보를 동시에 획득하거나 또는 동기화된 타이밍으로 획득하여, 정보 획득 시 시간에 따른 정보의 오차 발생을 방지하며, 목적에 따라 복수의 슬레이브 디바이스로부터 원하는 정보를 용이하게 획득할 수 있다.Embodiments of the present invention, as described above, in a state of mutual communication using a serial communication protocol, such as I2C protocol, SPI protocol between a single master device and a plurality of slave devices, a single clock signal line, a plurality of data lines, The information of the plurality of slave devices having the same or different slave IDs is simultaneously acquired by using a single chip selection line or the like, or obtained at a synchronized timing to prevent errors in information over time when obtaining information. Accordingly, desired information can be easily obtained from a plurality of slave devices.
전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above-described contents may be modified and modified without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
10: 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 장치
100: 마스터 장치
200: 복수의 슬레이브 장치10: Synchronization device in serial communication interface
100: master device 200: multiple slave devices
Claims (8)
상기 복수의 슬레이브 장치와 단일 클럭 신호 라인을 통해 연결되며, 복수의 직렬 데이터 라인을 통해 상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 연결되는 마스터 장치를 포함하며,
상기 마스터 장치는,
상기 단일 클럭 신호 라인을 통해 동기화된 클럭 신호를 상기 복수의 슬레이브 장치에 전송하며, 상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 대응하는 복수의 제어 신호 내의 읽기 동작 비트 또는 쓰기 동작 비트에 따라, 상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 대한 정보의 읽기 동작 또는 쓰기 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 장치.A plurality of slave devices; And
And a master device connected to the plurality of slave devices through a single clock signal line, and connected to each of the plurality of slave devices through a plurality of serial data lines,
The master device,
A clock signal synchronized through the single clock signal line is transmitted to the plurality of slave devices, and according to the read operation bit or write operation bit in a plurality of control signals corresponding to each of the plurality of slave devices, the plurality of slave devices Synchronization device in a serial communication interface, characterized in that to perform a read operation or a write operation of information for each.
상기 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치는,
I2C(Inter-Integrated Circuit) 프로토콜 또는 SPI(Serial Peripheral Interface) 프로토콜을 통해 통신 연결된 상태인 것을 특징으로 하는 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 장치.According to claim 1,
The master device and the plurality of slave devices,
Synchronization device in a serial communication interface, characterized in that the communication is connected through the Inter-Integrated Circuit (I2C) protocol or the Serial Peripheral Interface (SPI) protocol.
상기 마스터 장치는,
상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 대응하는 복수의 제어 신호 내의 읽기 동작 비트 또는 쓰기 동작 비트에 따라, 동시에 상기 복수의 슬레이브 장치로부터 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 장치.According to claim 1,
The master device,
Synchronization apparatus in a serial communication interface, characterized in that for acquiring information from the plurality of slave devices at the same time according to the read operation bit or write operation bit in a plurality of control signals corresponding to each of the plurality of slave devices.
상기 마스터 장치는,
상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 대응하는 복수의 제어 신호 내의 읽기 동작 비트 또는 쓰기 동작 비트에 따라, 미리 설정된 동기화된 타이밍에 따라 순차적으로 상기 복수의 슬레이브 장치로부터 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 장치.According to claim 1,
The master device,
A serial communication interface characterized in that information is sequentially obtained from the plurality of slave devices according to a preset synchronized timing according to a read operation bit or a write operation bit in a plurality of control signals corresponding to each of the plurality of slave devices. Sync device.
상기 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치는,
I2C 프로토콜을 통해 연결될 때, 상기 단일 클럭 신호 라인을 통해 상기 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치가 연결되며, 상기 복수의 직렬 데이터 라인을 통해 상기 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치 각각이 연결되는 것을 특징으로 하는 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 장치.According to claim 1,
The master device and the plurality of slave devices,
When connected through the I2C protocol, the master device and the plurality of slave devices are connected through the single clock signal line, and the master device and each of the plurality of slave devices are connected through the plurality of serial data lines. Synchronization device in serial communication interface.
상기 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치는,
SPI 프로토콜을 통해 연결될 때, 상기 단일 클럭 신호 라인을 통해 상기 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치가 연결되며, 단일 칩 선택 라인을 통해 상기 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치가 연결되며, 상기 복수의 직렬 데이터 라인에 포함되는 복수의 MISO 라인 및 복수의 MOSI 라인을 통해 상기 마스터 장치와 상기 복수의 슬레이브 장치 각각이 연결되는 것을 특징으로 하는 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 장치.According to claim 1,
The master device and the plurality of slave devices,
When connected through the SPI protocol, the master device and the plurality of slave devices are connected through the single clock signal line, the master device and the plurality of slave devices are connected through a single chip selection line, and the plurality of serial A synchronization device in a serial communication interface, characterized in that each of the master device and the plurality of slave devices is connected through a plurality of MISO lines and a plurality of MOSI lines included in a data line.
상기 마스터 장치에 의해, 상기 복수의 슬레이브 장치에 각각 연결된 복수의 직렬 데이터 라인을 통해 상기 복수의 슬레이브 장치를 각각 제어하기 위한 제어 신호를 전송하는 단계;
상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 의해, 상기 마스터 장치로부터 전송되는 제어 신호가 상기 슬레이브 장치의 주소와 일치할 때, 상기 제어 신호 내의 ACK 비트에 미리 설정된 비트값을 출력하는 단계; 및
상기 마스터 장치에 의해, 상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 대응하는 제어 신호 내의 읽기 동작 비트 또는 쓰기 동작 비트에 따라, 상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 대한 정보의 읽기 동작 또는 쓰기 동작을 수행하는 단계를 포함하는 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 방법.Transmitting, by a master device, a synchronized clock signal to a plurality of slave devices connected through a single clock signal line;
Transmitting, by the master device, control signals for controlling each of the plurality of slave devices through a plurality of serial data lines respectively connected to the plurality of slave devices;
Outputting, by each of the plurality of slave devices, a preset bit value to an ACK bit in the control signal when the control signal transmitted from the master device matches the address of the slave device; And
And performing, by the master device, a read operation or a write operation of information on each of the plurality of slave devices according to a read operation bit or a write operation bit in a control signal corresponding to each of the plurality of slave devices. Method of synchronization on the serial communication interface.
상기 복수의 슬레이브 장치 각각에 대한 정보의 읽기 동작 또는 쓰기 동작을 수행하는 단계는,
동시에 상기 복수의 슬레이브 장치로부터 정보를 획득하는 과정; 및
미리 설정된 동기화된 타이밍에 따라 순차적으로 상기 복수의 슬레이브 장치로부터 정보를 획득하는 과정 중 어느 하나의 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬 통신 인터페이스에서의 동기화 방법.The method of claim 7,
The step of performing a read operation or a write operation of information for each of the plurality of slave devices may include:
Simultaneously obtaining information from the plurality of slave devices; And
And a process of acquiring information from the plurality of slave devices sequentially according to a preset synchronized timing.
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