KR20220043220A - 센서 출력 샘플의 동기화 - Google Patents

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KR20220043220A
KR20220043220A KR1020227008805A KR20227008805A KR20220043220A KR 20220043220 A KR20220043220 A KR 20220043220A KR 1020227008805 A KR1020227008805 A KR 1020227008805A KR 20227008805 A KR20227008805 A KR 20227008805A KR 20220043220 A KR20220043220 A KR 20220043220A
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Abstract

시스템은 다수의 센서들과 각각의 센서에 대한, 다수의 센서 제어기들의 개별 센서 제어기를 포함한다. 각각의 센서 제어기는 다수의 센서들 중 대응하는 센서에 의해 생성된 다수의 입력 샘플들로부터 단일 출력 값을 생성하도록 구성된 개별 데시메이션 필터를 구현하도록 구성된다. 시스템은 다수의 센서 제어기들 중 마스터 센서 제어기를 포함하며, 이는 임계 수의 입력 샘플들을 수신하면 동기화 신호를 생성하도록 구성된다. 마스터 센서 제어기가 아닌 각각의 센서 제어기는 상기 마스터 센서 제어기에 의해 생성된 동기화 신호를 모니터링하고, 상기 마스터 센서 제어기가 동기화 신호를 생성했다고 결정하면 입력 샘플들로부터 생성된 출력 값을 제공하도록 구성된다.

Description

센서 출력 샘플의 동기화
본 명세서는 신호 프로세싱에 관한 것으로, 특히 다수의 센서들을 갖는 디바이스에 의해 생성된 다수의 신호를 동기화하는 것에 관한 것이다.
스마트폰 및 태블릿과 같은 최신 전자 디바이스는 다수의 센서를 포함할 수 있으며, 각 센서는 상이한 시간에 디바이스의 환경을 감지하기 시작할 수 있다. 예를 들어, 디바이스가 모바일폰인 경우, 사용자가 디바이스를 귀에 대고 있을 때, 디바이스는 사용자의 입 근처에 있는 전화 하단에 있는 하나의 마이크만 활성화할 수 있다. 대신 디바이스가 스피커폰 모드에서 작동 중이면, 디바이스에서 다수의 마이크를 활성화할 수 있다. 따라서, 비스피커폰 모드에서 스피커폰 모드로 전환할 때, 디바이스는 이미 활성화된 마이크 외에도 마이크를 활성화할 수 있다. 다수의 센서의 출력 샘플이 동시에 환경을 반영하도록 하기 위해, 디바이스는 예를 들어 보간을 통해 샘플을 정렬하기 위해 타임스탬프 기반 동기화를 사용할 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 실제 데이터를 잘 반영하지 못할 수 있으며, 정확한(예: 낮은 스큐) 및 고해상도 타이머에 의존할 수 있다. 이러한 타이머는 비용이 많이 들고 상당한 전력을 소모할 수 있으므로, 전자 디바이스가 포함하지 않도록 하는 것이 유리하다. 또한 이러한 타이머에 의해 생성된 신호를 분배하는데 사용되는 회로는 복잡하고 부정확할 수 있으며 타이머가 생략되면 이러한 회로를 생략할 수 있다. 이러한 방법과 연관된 또 다른 문제는 동기화 프로세스 중에 샘플이 손실되어 센서 데이터의 원치 않는 왜곡이 발생할 수 있다는 것이다.
센서 출력 샘플을 동기화하기 위한 하드웨어 솔루션이 설명된다. 개시된 주제는 디바이스의 각 센서에 대한 센서 제어기를 포함한다. 센서가 활성화되면, 그것의 대응하는 센서 제어기가 센서로부터 입력 샘플을 수신한다. 다수의 센서가 활성화되는 경우, 대응하는 센서 제어기 중 적어도 하나는 미리 정해진 샘플링 레이트에 따라 동기화 신호를 출력하는 마스터 센서 제어기로 동작할 수 있다. 센서로부터 입력 샘플을 수신하는 나머지 각 센서 제어기는 마스터 센서 제어기가 동기화 신호를 출력했는지 여부를 결정하기 위해 공통 버스에서 읽는 비-마스터 센서 제어기로 작동할 수 있다. 마스터 센서 제어기가 동기화 신호를 출력하지 않은 경우, 각각의 비-마스터 센서 제어기는 그것의 개별 센서로부터 수신된 입력 샘플을 센서 제어기 데이터 저장소에 저장할 수 있다. 대신에 마스터 센서 제어기가 동기화 신호를 출력하는 경우, 각각의 비-마스터 센서 제어기는 센서 제어기 데이터 저장소에 저장된 입력 샘플을 포함하여, 그것의 개별 센서로부터 수신된 입력 샘플을 사용하여 출력 값을 생성할 수 있다. 마스터 센서 제어기는 또한 비-마스터 센서 제어기와 함께 입력 샘플을 저장하고 출력 값을 생성할 수 있다.
일반적으로, 제1 양태에서, 시스템은 다수의 센서들과 각각의 센서에 대한, 다수의 센서 제어기들의 개별 센서 제어기를 포함한다. 각각의 센서 제어기는 다수의 센서들 중 대응하는 센서에 의해 생성된 다수의 입력 샘플들로부터 단일 출력 값을 생성하도록 구성된 개별 데시메이션 필터를 구현하도록 구성된다. 시스템은 다수의 센서 제어기들 중 마스터 센서 제어기를 포함하며, 이는 임계 수의 입력 샘플들을 수신하면 동기화 신호를 생성하도록 구성된다. 마스터 센서 제어기가 아닌 각각의 센서 제어기는 상기 마스터 센서 제어기에 의해 생성된 동기화 신호를 모니터링하고, 상기 마스터 센서 제어기가 동기화 신호를 생성했다고 결정하면 입력 샘플들로부터 생성된 출력 값을 제공하도록 구성된다.
시스템의 구현예는 다음 구성들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 센서 제어기는 센서 제어기가 마스터 센서 제어기인지 여부를 나타내는 모드 값을 포함하는 프로그래머블 레지스터 공간을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 프로그래머블 레지스터 공간은 동기화 신호를 모니터링할 센서 제어기를 표시하는 동기화 마스크를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 프로그래머블 레지스터 공간은 센서 제어기가 출력 값을 생성해야 하는지 여부를 표시하는 활성화 값을 포함한다.
일부 구현예에서, 각각의 센서 제어기는 프로그래머블 레지스터 공간에 대한 업데이트를 검출할 때 모드 전환 프로세스를 수행하도록 구성된다. 특정 센서 제어기에 의해 모드 전환 프로세스를 수행하는 것은 특정 센서 제어기에 대한 모드 값이 특정 센서 제어기가 마스터 센서 제어기여야 함을 표시하는 것으로 결정하고, 이에 응답하여 마스터 센서 제어기로서의 역할을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 상기 마스터 센서 제어기로서의 역할을 수행하는 것은 임의의 다른 센서 제어기로부터의 동기화 신호를 기다리지 않고 하나 이상의 출력 값을 생성하는 것을 포함할 수 있다.
일부 구현에서, 특정 센서 제어기에 의해 모드 전환 프로세스를 수행하는 것은 특정 센서 제어기에 대한 모드 값이 특정 센서 제어기가 비-마스터 센서 제어기여야 함을 표시한다고 결정하고 이에 응답하여 비-마스터 센서 제어기로서의 역할을 수행하는 것을 포함한다. 상기 비-마스터 센서 제어기로서의 역할을 수행하는 것은 동기화 신호가 새로운 마스터 센서 제어기로부터 수신될 때까지 임의의 출력 값을 생성하기 위해 대기하는 것을 포함할 수 있다.
다수의 센서는 오디오 센서, 광 센서 또는 근접 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다수의 센서는 오디오 센서와 광 센서가 둘 모두를 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 발명은 다수의 센서 제어기들 중 마스터 센서 제어기를 갖는 디바이스에 의해 수행되는 방법을 포함하며, 상기 다수의 센서 제어기들의 각각의 센서 제어기는 다수의 센서들 중 대응하는 센서에 의해 생성된 다수의 입력 샘플들로부터 단일 출력 값을 생성하도록 구성된 개별 데시메이션 필터를 구현하도록 구성된다. 상기 방법은 다수의 센서 중 한 센서로부터 입력 샘플을 수신하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 임계 수의 입력 샘플들이 상기 센서 제어기에 의해 수신되었는지 여부를 결정하는 단계를 더 포함한다. 또한 방법은 상기 결정 결과가 임계 수의 입력 샘플들이 상기 센서 제어기에 의해 수신되었다는 결정이면 동기화 신호를 출력하는 단계를 포함한다. 방법은 수신된 입력 샘플 중 하나 이상을 사용하여 출력 값을 생성하고 출력 샘플을 출력하는 단계를 더 포함한다.
방법의 구현예는 다음 구성들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 센서 제어기들의 각각의 센서 제어기는 센서 제어기가 마스터 센서 제어기인지 여부를 나타내는 모드 값을 포함하는 프로그래머블 레지스터 공간을 포함할 수 있다. 상기 프로그래머블 레지스터 공간은 동기화 신호를 모니터링할 센서 제어기를 표시하는 동기화 마스크를 포함할 수 있다. 상기 프로그래머블 레지스터 공간은 센서 제어기가 출력 값을 생성해야 하는지 여부를 표시하는 활성화 값을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 방법은 특정 센서 제어기에 의해 전환 프로세스를 수행하는 것은 특정 센서 제어기에 대한 모드 값이 특정 센서 제어기가 비-마스터 센서 제어기여야 함을 표시한다고 결정하고 이에 응답하여 비-마스터 센서 제어기로서의 역할을 수행하는 것을 더 포함한다. 상기 비-마스터 센서 제어기로서의 역할을 수행하는 것은 동기화 신호가 새로운 마스터 센서 제어기로부터 수신될 때까지 임의의 출력 값을 생성하기 위해 대기하는 것을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 방법은 센서 제어기에 의해 센서 제어기에 대한 모드 값이 센서 제어기가 마스터 센서 제어기여야 함을 표시한다고 결정하고 이에 응답하여 마스터 센서 제어기로서의 역할을 수행하는 것을 포함한다.
일부 구현예에서, 방법은 상기 결정의 결과가 임계 수의 입력 샘플들이 상시 센서 제어기에 의해 수신되지 않았다는 결정인 경우 상기 입력 샘플을 센서 제어기 데이터 저장소에 저장하는 단계를 더 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 동기화 신호를 출력하는 단계는 상기 다수의 센서 제어기들 중 각각의 센서 제어기가 통신 가능하게 연결된 버스에 기록하는 단계를 포함한다.
다른 양태에서, 발명은 다수의 센서들 및 각각의 센서에 대한 다수의 센서 제어기들의 개별 센서 제어기를 포함하는 시스템에 의해 수행되는 방법을 포함하며, 각각의 센서 제어기는 상기 다수의 센서들 중 대응하는 센서에 의해 생성된 다수의 입력 샘플들로부터 단일 출력 값을 생성하도록 구성된 개별 데시메이션 필터를 구현하도록 구성된다. 방법은 상기 다수의 센서 제어기들 중 마스터 센서 제어기에 의해, 임계 수의 입력 샘플들을 수신하면 동기화 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 마스터 센서 제어기 이외의 각각의 센서 제어기에 의해, 상기 마스터 센서 제어기에 의해 생성된 동기화 신호를 모니터링하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 상기 마스터 센서 제어기 이외의 각각의 센서 제어기에 의해, 상기 마스터 센서 제어기가 동기화 신호를 생성했다고 결정하면 입력 샘플들로부터 생성된 출력 값을 제공하는 단계를 더 포함한다.
다른 이점 중에서, 실시예는 다수의 센서로부터의 출력 샘플이 동적으로 프로그래밍 가능한 하드웨어 인터페이스를 사용하여 동기화되도록 하는 방법 및 시스템을 특징으로 한다. 동기화 신호를 출력하기 전에 마스터 센서 제어기 데이터 저장소에 저장된 입력 샘플의 수는 센서 제어기의 원하는 샘플링 속도를 반영한다. 입력 샘플의 수는 동적으로 변경될 수 있어 샘플링 레이트가 동적으로 프로그래밍되어, 예를 들어 센서의 유형 및/또는 수에 맞춰진 샘플링 레이트를 달성할 수 있다. 또한, 기존의 동기화 방식은 활성화된 센서의 개수와 상관없이 동작하는 제어기를 포함할 수 있지만, 개시된 주제는 센서 제어기가 필요한 경우에만, 즉 센서 제어기에 대응하는 센서가 활성화되는 경우에만, 센서 제어기를 선택적으로 작동시키는데 사용될 수 있다. 따라서, 개시된 주제는 종래의 동기화 방식을 사용하는 디바이스에 비해 디바이스의 전력 소비를 줄이는데 사용될 수 있다. 또 다른 이점은 본 발명이 종래의 동기화 방식과 비교하여 샘플을 잃을 가능성이 적고 더 빠른 모드 전환을 제공하는 고충실도 동기화 방법을 제공한다는 점이다. 또한, 설명된 시스템의 실시예는 설명된 시스템이 기존 시스템보다 임베디드 회로에 더 쉽게 통합될 수 있도록 종래의 동기화 방식에 의해 요구되는 회로보다 단순한 회로를 포함할 수 있다.
다른 구성들 및 이점들은 설명, 도면 및 청구항으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 다수의 센서 및 대응하는 수의 센서 제어기를 포함하는 디바이스의 도면이다.
도 2는 예시적 동기화 사이클 동안 마스터 센서 제어기에 의해 수행될 수 있는 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 도 2의 예시적 동기화 사이클 동안 비-마스터 센서 제어기에 의해 수행될 수 있는 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 센서 제어기가 프로그래머블 레지스터 공간의 변경을 감지할 때 센서 제어기에 의해 수행될 수 있는 동작을 설명하는 흐름도이다.
다양한 도면들에서 기호들은 동일한 엘리먼트를 표시한다.
도 1은 다수의 센서(102, 104, 106) 및 대응하는 수의 센서 제어기(112b, 114b, 116b)를 포함하는 디바이스(110)의 도면이다. 도 1을 참조하면, 디바이스(110)는 센서 제어기(112b, 114b, 116b), 시스템 제어기(130), 버스(140), 센서 엔진(150)을 더 포함하는 시스템 온 칩(SoC)(120)에 통신적으로 연결된 센서(102, 104 및 106)를 포함한다. 각각의 센서 제어기는 시스템 제어기(130), 버스(140) 및 센서 엔진(150)에 통신가능하게 연결된다.
센서(102, 104, 106)는 디바이스(110)의 환경에 대한 정보를 수신하고 수신된 정보에 대응하는 샘플을 출력할 수 있는 임의의 적절한 센서일 수 있다. 예를 들어, 센서(102, 104, 106)는 근접 센서, 마이크로폰과 같은 오디오 센서, 적외선 센서와 같은 전자기 방사선 센서, 가시광선 센서 또는 플리커 센서, 레이더 센서 또는 하나 이상의 유형의 센서들의 조합일 수 있다. 센서에 의해 수신된 정보는 센서 제어기에 의해 필터링되고, 프로세싱을 위해 센서 엔진(150)으로 출력될 수 있다.
센서가 제1 샘플링 레이트로 정보를 샘플링하고, 제1 샘플링 레이트로 샘플을 출력할 수 있지만, 센서 엔진(150)은 상이한, 예를 들어, 더 낮은 샘플링 레이트에서 동작할 수 있다. 따라서, 센서가 정보를 센서 엔진(150)에 전달하기 위해, 센서에 의해 출력된 샘플은 센서 엔진(150)으로 전송되기 전에 데시메이트되거나 다운샘플링될 수 있다. 이것은 하나의 도메인(예: 센서 출력 도메인)에서 다른 도메인(예: 센서 엔진 도메인)으로 오버샘플링된 데이터를 통신하는데 사용되는 디지털 직렬 인터페이스일 수 있는 펄스 밀도 변조(PDM) 인터페이스를 사용하여 달성될 수 있다.
각각의 센서(102, 104, 106)는 대응하는 센서 제어기(112b, 114b, 116b)에 샘플을 출력할 수 있다. 각각의 대응하는 센서 제어기(112b, 114b, 116b)는 입력(102a, 102b, 102c)으로 라벨링된 샘플을 수신할 수 있고, 출력 값(102b, 104b, 106b)을 생성하기 위해 다른 센서 제어기와 출력을 동기화할 때 입력 샘플을 사용할 수 있다. 출력을 동기화할 시간이 아닐 때, 각각의 센서 제어기(112b, 114b, 116b)는 입력 샘플을 각각의 센서 제어기 데이터 저장소(112a, 114a, 116a)에 저장할 수 있다. 입력 샘플을 저장하는 대신, 각각의 센서 제어기는 출력을 동기화할 때가 아닐 때 샘플을 폐기할 수 있다.
센서 제어기는 센서에서 샘플을 수신하고 출력 값을 생성하거나 입력 샘플을 대응하는 센서 제어기 데이터 저장소(또는 간단히 데이터 저장소)에 저장할 때 활성화된다고 한다. 활성화되면, 센서 제어기는 마스터 모드, 비-마스터 모드 또는 비활성화된 모드에서 작동할 수 있다. 각각의 센서 제어기는 센서 제어기가 활성화되었는지 여부를 표현하는 데이터 및/또는 센서 제어기의 모드를 표시하는 모드 값을 저장할 수 있는 프로그래밍 가능한 레지스터 공간을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 모드 값은 센서 제어기가 마스터 센서 제어기인지 여부를 표시한다.
시스템 제어기(130)는 일반적으로 어떤 센서 제어기가 활성화되고 각 센서 제어기가 어떤 모드에서 동작해야 하는지를 결정할 수 있다. 시스템 제어기(130)는 또한 센서 제어기를 활성화하거나 센서 제어기의 모드를 설정할 수 있다. 예를 들어, 센서가 비활성화 상태에서 활성화 상태로 전환되었다는 정보에 응답하여, 예를 들어 디바이스(110)의 사용자가 스피커 모드와 같은 디바이스의 특정 모드를 활성화했기 때문에, 시스템 제어기는 새로 활성화된 센서에 대응하는 센서 제어기를 활성화할 수 있다. 센서 제어기를 활성화하는 것은 센서 제어기의 프로그래머블 레지스터 공간의 활성화 값을 활성화된 값으로 설정하는 것을 포함할 수 있다. 시스템 제어기(130)는 또한 센서 제어기의 프로그래머블 레지스터 공간의 모드 값을 특정 모드, 예를 들어 마스터 모드 또는 비-마스터 모드로 설정함으로써 센서 제어기의 모드를 변경할 수 있다.
센서 제어기가 동작하는 모드에 관계없이 각각의 센서 제어기는 버스(140)에서 읽고 쓸 수 있다. 센서 제어기가 마스터 모드에서 동작하는 경우, 버스(140)에 동기화 신호를 출력하도록 구성되며, 이는 각각의 비-마스터 센서 제어기에 의해 판독될 수 있다. 동기화 신호를 출력한 후, 마스터 센서 제어기는 각각의 센서로부터 수신된 데이터를 포함하는 출력 값을 센서 엔진(150)에 출력할 수 있다. 동기화 신호는 각각의 비-마스터 센서 제어기가 자체 샘플을 출력하도록, 즉 각각의 센서로부터 수신된 입력 샘플을 사용하여 센서 엔진(150)으로 트리거한다.
각각의 센서 제어기는 출력 값을 프로세싱하는 센서 엔진(150)에 출력 값을 전송한다. 예를 들어, 센서 엔진(150)은 출력 값을 특정 다운스트림 애플리케이션에 대한 단일 값으로 결합할 수 있다. 예를 들어, 출력 값이 오디오 값이면, 센서 엔진(150)은 상이한 출력 값 각각으로부터 단일 오디오 값을 생성할 수 있다. 센서 엔진(150)은 상이한 출력 값을 결합하기 위해 임의의 적절한 프로세싱 기법을 사용할 수 있다. 일부 구현예에서, 센서 엔진(150)에 의해 생성된 출력은 예를 들어, 디바이스의 하나 이상의 스피커에 의한 오디오 출력으로서 디바이스(110)에 의해 출력된다. 다른 구현예에서, 센서 엔진(150)의 출력은, 예를 들어, 디바이스의 환경의 이미지 또는 다른 표현으로서 디바이스(110)의 전자 디스플레이에 의해 디스플레이될 수 있다.
도 2는 예시적 동기화 사이클 동안 마스터 센서 제어기에 의해 수행될 수 있는 동작을 설명하는 흐름도(200)이다. 예를 들어, 동기화 사이클은 센서 제어기가 대응하는 센서로부터 입력 샘플을 수신할 때부터 센서 제어기가 출력 값을 생성할 때까지 지속된다. 흐름도는 본 명세서에 따라 구성된 마스터 센서 제어기, 예를 들어 마스터 모드에서 동작하는 센서 제어기(112b, 114b, 116b)와 같은 센서 제어기에 의해 수행되는 것으로 설명된다. 마스터 센서 제어기는 하나 이상의 센서와 대응하는 수의 센서 제어기를 포함하는 디바이스의 일부이다.
마스터 센서 제어기는 센서(205)로부터 입력 샘플을 수신한다. 마스터 센서 제어기는 디바이스의 환경에 대한 정보를 수신하고 마스터 센서 제어기에 샘플을 출력하는 센서에 통신 가능하게 연결된다. 센서는 센서에 의해 샘플링된 데이터를 프로세싱하는데 사용되는 프로세서(예: 센서 엔진)보다 높은 샘플링 속도로 출력한다. 따라서, 마스터 센서 제어기는 미리 결정된 데시메이션 팩터, 즉 원하는 출력 샘플링 레이트에 대한 입력 샘플링 레이트의 비율에 의해 데이터의 데시메이션을 지시할 수 있다. 데시메이션 전에, 시스템 제어기는 데시메이션 팩터에 따라 데이터를 다운샘플링하도록 마스터 센서 제어기를 구성할 수 있다. 즉, 시스템 제어기는 제어기가 샘플을 생성하여 출력하기 전에 마스터 센서 제어기에 의해 수집되는 샘플 크기, 즉 입력 샘플의 수를 결정할 수 있다.
마스터 센서 제어기는 샘플의 출력 여부를 결정한다(210). 마스터 센서 제어기는 임계 수의 입력 샘플이 제어기에 수신되었는지 여부를 결정한다. 예를 들어, 입력 샘플의 임계 수는 샘플 크기와 같을 수 있다.
단계(210)에서, 마스터 센서 제어기가 샘플을 출력할 시간이라고 결정하면(즉, "예" 분기), 마스터 센서 제어기는 동기화 신호를 출력한다(215). 마스터 센서 제어기가 임계 수의 입력 샘플이 수신되었다고 결정하면 제어기는 하나 이상의 비-마스터 센서 제어기가 읽는 신호 버스에 동기화 신호를 출력한다. 동기화 신호는 예를 들어 마스터 센서 제어기가 동기화 신호를 출력하는 클록 사이클에 뒤이어 샘플이 생성되어야 함을 하나 이상의 비-마스터 센서 제어기에 경고한다.
예를 들어, 동기화 신호는 디바이스의 각 센서 제어기에 대응하는 비트를 포함하는 동기화 마스크에 인코딩될 수 있다. 마스터 센서 제어기에 대응하는 비트는 높거나 낮은 값을 취할 수 있으며, 비- 마스터 센서 제어기에 대응하는 비트는 낮은 값으로 설정된다.
동기화 마스크는 원-핫 신호일 수 있고, 샘플을 출력할 시간이 되면 마스터 센서 제어기가 동기화 마스크 비트에 대응하는 높은 값과 하나 이상의 비-마스터 센서 제어기 비트 각각에 대한 낮은 값을 포함하는 동기화 마스크를 신호 버스에 출력하도록 한다. 샘플을 출력할 시간이 아니면, 마스터 센서 제어기는 모든 낮은 값을 포함하는 동기화 마스크를 신호 버스에 출력할 수 있다. 각각의 비-마스터 센서 제어기는 신호 버스로부터 동기화 마스크를 읽고 마스크를 사용하여 샘플을 출력할지 여부를 결정한다.
일부 구현예에서, 각각의 센서 제어기는 동기화 신호를 모니터링할 센서 제어기를 표시하는 값을 포함한다. 예를 들어, 동기화 마스크가 원-핫 신호인 경우, 값은 모니터링할 비트 및 그에 따른 센서를 표시할 수 있다. 값은 각 센서의 프로그래머블 레지스터 공간에 저장될 수 있다.
마스터 센서 제어기는 샘플 출력을 생성한다(220). 마스터 센서 제어기는 센서에서 수신된 입력 샘플을 사용하여 제어기가 센서 엔진과 통신하는 출력 값을 생성한다. 마스터 센서 제어기는 샘플 출력을 생성할 때 입력 샘플에 대해 하나 이상의 계산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 마스터 센서 제어기 및 각 비-마스터 센서 제어기는 센서 제어기의 개별 센서에 의해 생성된 다수의 입력 샘플로부터 단일 출력 값을 생성하도록 구성된 데시메이션 필터를 포함할 수 있다.
단계(210)에서, 마스터 센서 제어기가 샘플을 출력할 시간이 아니라고 결정하면(즉, "아니오" 분기), 마스터 센서 제어기는 센서로부터 수신된 입력 샘플을 센서 제어기 데이터 저장소(225)에 저장한다. 센서 제어기 데이터 저장소는 샘플을 생성하기 위한 임계 수의 입력 샘플이 수신될 때까지 센서로부터 수신된 입력 샘플을 저장할 수 있다.
도 2는 예시적 마스터 센서 제어기에 의해 수행되는 동작을 설명하며, 도 3은 예시적 동기화 사이클 동안 예시적 비-마스터 센서 제어기에 의해 수행되는 동작을 설명하는 흐름도(300)이다. 흐름도는 본 명세서에 따라 구성된 비-마스터 센서 제어기, 예를 들어 비-마스터 모드에서 동작하는 센서 제어기(112b, 114b, 116b)와 같은 센서 제어기에 의해 수행되는 것으로 설명된다. 비-마스터 센서 제어기는 하나 이상의 센서와 대응하는 수의 센서 제어기를 포함하는 디바이스의 일부이다.
비-마스터 센서 제어기는 센서(305)로부터 입력 샘플을 수신한다. 마스터 센서 제어기와 같이, 비-마스터 센서 제어기는 디바이스의 환경에 대한 정보를 수신하고 비-마스터 센서 제어기에 샘플을 출력하는 센서에 통신 가능하게 연결된다.
비-마스터 센서 제어기는 샘플의 출력 여부를 결정한다(310). 비-마스터 센서 제어기는 신호 버스로부터 수신된 신호를 사용하여 샘플을 출력할지 여부를 결정한다. 예를 들어, 비-마스터 센서 제어기는 마스터 센서 제어기가 동기화 신호를 출력했는지 여부를 결정하기 위해 신호 버스에서 동기화 마스크를 읽을 수 있다.
단계(310)에서, 비-마스터 센서 제어기가 샘플을 출력할 시간이라고 결정하면(즉, "예" 분기), 비-마스터 센서 제어기는 샘플 출력을 생성한다(315). 마스터 센서 제어기와 같이, 비-마스터 센서 제어기는 그것의 개별 센서로부터 수신된 입력 샘플에 대해 하나 이상의 계산을 수행하여 샘플 출력을 생성할 수 있으며, 이는 비-마스터 센서 제어기가 센서 엔진과 통신한다.
단계(310)에서 비-마스터 센서 제어기가 샘플을 출력할 시간이 아니라고 결정하면, 비-마스터 센서 제어기는 제어기 데이터 저장소(320으로 분기)에 개별 센서로부터 수신된 입력 샘플을 저장한다. 비-마스터 센서 제어기는 그것의 대응하는 센서로부터 수신된 입력 샘플을 센서 제어기 데이터 저장소에 저장할 수 있다.
일부 경우에, 비-마스터 센서 제어기가 샘플을 저장하는 대신 폐기해야 할 수 있다. 예를 들어, 센서가 비활성화에서 활성화로 전환되면, 센서로부터 수신된 하나 이상의 입력 샘플이 현재 마스터 센서 제어기에 의해 수신되는 입력 샘플과 동기화되지 않을 수 있다. 따라서, 새로 활성화된 센서에 대응하는 비-마스터 센서 제어기는 동기화되지 않은 입력 샘플을 폐기할 수 있다. 비-마스터 센서 제어기가 마스터 센서 제어기로부터 동기화 신호를 수신하면 비-마스터 센서 제어기는 입력 샘플 폐기를 중지하고 제어기 데이터 저장소에 샘플을 저장하기 시작할 수 있다.
도 4는 센서 제어기가 프로그래머블 레지스터 공간의 변경을 감지할 때 센서 제어기에 의해 수행될 수 있는 동작을 설명하는 흐름도이다. 흐름도는 본 명세서에 따라 구성된 센서 제어기, 예를 들어 센서 제어기(112b, 114b, 116b)와 같은 센서 의해 수행되는 것으로 설명된다. 센서 제어기는 하나 이상의 센서와 대응하는 수의 센서 제어기를 포함하는 디바이스의 일부이다. 도 4의 예에서, 센서 제어기는 마스터 모드, 비-마스터 모드 또는 그 외 모드에서 시작할 수 있다. 예를 들어, 센서 제어기는 비활성화될 수 있다. 즉, 디바이스의 대응하는 센서로부터 입력 샘플을 수신하거나 저장하지 않고(예: 센서가 디바이스 환경에 대한 정보를 수신하지 않기 때문에) 따라서 센서가 마스터 또는 비-마스터 모드 어느 쪽에도 있지 않는다.
예를 들어, 디바이스는 2개의 센서(전화의 상단에 위치한 제1 마이크로폰 및 전화의 하단에 위치한 제2 마이크)를 포함하는 모바일폰일 수 있다. 전화기가 스피커 모드에 있을 때, 디바이스에서 수신되는 오디오 입력을 최대화하기 위해 두 마이크를 동시에 작동할 수 있다. 대신 전화기가 비-스피커 모드에 있을 때 두 개의 마이크 중 하나만 작동할 수 있다. 비-스피커에서 스피커 모드로 전환할 때, 모바일 디바이스의 시스템 제어기는 비활성화된 스피커를 활성화하여 모바일폰의 환경에서 오디오 입력을 수신하기 시작할 수 있다.
센서 제어기는 프로그래머블 레지스터 공간에서 업데이트를 검출한다(405). 예를 들어, 시스템 제어기는 센서 제어기에 대응하는 센서가 활성화되었다는 것을 시스템 제어기가 검출하는 것에 응답하여 프로그래머블 레지스터 공간의 활성화 값을 비활성화 값에서 활성화 값으로 변경함으로써 센서 제어기를 활성화할 수 있다. 다른 예로서, 시스템 제어기는 센서 제어기의 프로그래머블 레지스터 공간에 저장된 모드 값을 변경할 수 있다.
일부 구현예에서, 프로그래머블 레지스터 공간에서 업데이트를 검출하는 대신에 또는 이에 더하여, 센서 제어기는 센서 제어기 데이터 저장소의 변경을 검출할 수 있다. 예를 들어, 데이터 저장소의 변경은 센서 제어기의 대응하는 센서가 비활성화 상태에서 활성화 상태로 전환되는 결과일 수 있다. 활성화되면 센서는 디바이스 환경에 대한 정보를 수신하고 입력 샘플을 센서 제어기 데이터 저장소로 보낼 수 있다.
센서 제어기는 마스터 센서 제어기로 동작할지 여부를 결정한다(410). 예를 들어, 센서 제어기는 센서 제어기의 모드 값을 마스터 모드 값으로 설정할 수 있다. 센서 제어기는 프로그래머블 레지스터 공간에서 모드 값을 읽을 수 있다.
단계(410)에서 센서 제어기가 마스터 모드에서 동작해야 한다고 결정하면, 센서 제어기는 마스터 모드를 수행한다(415). 마스터 센서 제어기는 미리 결정된 샘플링 레이트로 샘플을 출력하도록 구성되어 있기 때문에 마스터 모드를 수행하는 일부로서 시스템 제어기는 샘플링 레이트를 센서 제어기에 전달할 수 있다.
디바이스가 동시에 마스터로 작동하는 둘 이상의 센서 제어기를 가질 필요는 없다. 디바이스의 다른 상이한 센서 제어기가 현재 마스터로 작동 중인 경우, 단계(415)의 동작은 상이한 센서 제어기와 동기화하는 센서 제어기, 즉 "새" 마스터 센서 제어기가 "이전" 마스터 센서 제어기와 동기화하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 새로운 마스터 센서 제어기는 대응하는 센서로부터 입력 샘플을 수신하고, 신호 버스에서 데이터를 읽을 수 있다. 이전 마스터 센서 제어기가 신호 버스에 동기화 신호를 기록하지 않은 동안, 새로운 마스터 센서 제어기는 예를 들어 단계(225)에서와 같이 그것의 개별 센서로부터 수신된 입력 샘플을 데이터 저장소에 저장할 수 있다. 새 마스터 센서 제어기가 신호 버스로부터 동기화 신호를 읽을 때, 새 마스터 센서 제어기는 출력 값을 생성한다.
출력 값을 생성한 후, 새 마스터 센서 제어기는 센서 제어기 데이터 저장소(예: 단계 225)에 입력 샘플을 저장하고, 시스템 제어기에 의해 전달된 샘플링 레이트에 따라 동기화 신호(예: 단계 215)를 출력하기 시작한다. 새 마스터 센서 제어기가 이전 마스터 센서 제어기와 샘플링 레이트를 동기화하면, 이전 마스터 센서 제어기에 대응하는 센서가 비활성화된 경우, 이전 마스터 센서 제어기가 비-마스터 모드 또는 비활성화된 모드로 전환된다.
일부 구현예에서, 새 마스터 센서 제어기는 이전 마스터 센서 제어기와 동기화되지 않는다. 예를 들어, 단계(415)의 동작 중 하나로서, 센서 제어기가 마스터 역할을 맡을 때, 새로운 마스터 센서 제어기는 입력 샘플을 자신의 센서 제어기 데이터 저장소(예: 단계 225)에 저장하고, 동기화 신호(예: 단계 215) 샘플링 레이트에 따라 출력하기 시작하고, 이전 마스터 센서 제어기는 비-마스터 모드 또는 비활성화 모드로 전환할 수 있다.
일부 구현예에서, 새로운 마스터 센서 제어기는 이전 마스터 센서 제어기와 동기화하지 않고 단계(415)의 동작은 동기화 신호를 출력하는 새로운 마스터 센서 제어기(예를 들어, 단계(215))를 포함한다. 이러한 구현예에서, 동기화 신호의 출력에 이어, 각 센서 제어기는 센서 제어기가 그것의 개별 센서 제어기 데이터 저장소에 저장한 모든 입력 샘플을 포함하는 샘플을 출력할 수 있다. 단계(415)의 동작은 비-마스터 모드 또는 비활성화된 모드로 전환하는 이전 마스터 센서 제어기를 더 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 새로운 마스터 샘플 제어기가 임계 수의 입력 샘플을 수신한 후에 다음 출력 값이 생성되지만, 단계(415)의 동작에 따른 초기 출력 값은 센서 제어기가 임계 수의 입력 샘플을 수신하지 않은 상태에서 생성될 수 있다.
따라서 예시인 프로세스는 소프트웨어 루틴이나 타임스탬프에 크게 의존하지 않고 신호 동기화를 달성할 수 있으므로 더 빠른 동기화가 가능하다. 또한 예시적 프로세스는 특정 타임스탬프가 출력을 다시 생성해야 한다고 표시할 때까지 데시메이션 프로세스를 지연시키는 타임스탬프 또는 소프트웨어 루틴을 사용할 때 삭제되는 샘플만큼 많은 샘플을 삭제하지 않고 신호 동기화를 달성한다.
단계(410)에서 센서 제어기가 마스터 모드에서 동작하지 않아야 한다고 결정하면, 센서 제어기는 비-마스터 역할을 맡는다(420). 비-마스터 역할을 수행하는 것은 흐름도(300)의 액션을 수행하는 것, 예를 들어 동기화 신호가 새로운 마스터 센서 제어기로부터 수신될 때까지 임의의 출력 값을 생성하기를 기다리는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들과 본 명세서에 기술된 기능적 동작들은 본 발명에 개시된 구조들 및 그들의 구조적 균등물들 또는 그들 중 하나 이상의 조합들을 포함하는, 디지털 전자회로에서, 유형적으로 수록된 컴퓨터 소프트웨어 또는 펌웨어에서, 컴퓨터 하드웨어에서 구현될 수 있다.
용어 "데이터 프로세싱 장치"는 데이터 프로세싱 하드웨어를 지칭하며, 예시로서 프로그래머블 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 프로세서들 또는 컴퓨터들을 포함하는 데이터를 프로세싱하기 위한 모든 종류의 장치, 디바이스들 및 기계들을 포함한다. 상기 장치는 특수 목적 논리 회로, 예를 들어 FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC (application specific integrated circuit)이거나 특수 목적 논리 회로를 포함할 수 있다. 장치는 하드웨어 이외에 컴퓨터 프로그램들에 대한 실행 환경을 생성하는 코드, 예를 들어 프로세서 펌웨어, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영 체제 또는 그들 중 하나 이상의 조합을 구성하는 코드를 선택적으로 포함할 수 있다.
본 명세서에 기술된 프로세스들 및 논리 흐름들은 입력 데이터를 동작하고 출력을 생성함으로써 기능들을 수행하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들을 실행하는 하나 이상의 프로그래머블 컴퓨터들에 의해 수행될 수 있다. 프로세스들 및 논리 흐름은 특수 목적 논리 회로, 예를 들어 FPGA 또는 ASIC에 의해 또는 특수 목적 논리 회로와 하나 이상의 프로그래밍된 컴퓨터의 조합에 의해 수행될 수 있다.
본 명세서는 많은 특정 구현 세부내용을 포함하지만, 이들은 임의의 발명의 범위 또는 청구될 수 있는 범위에 대한 제한으로서 해석되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시예에 특정적일 수 있는 구성들에 대한 설명으로 해석되어야 한다. 별개의 실시예의 컨텍스트에서 본 명세서에서 기술되는 일정 구성들은 또한 단일 실시예에서 조합하여 구현될 수 있다. 반대로, 단일 실시예의 컨텍스트에서 기술된 다양한 구성들은 또한 다수의 실시예에서 개별적으로 또는 임의의 적절한 서브 조합으로 구현될 수 있다. 게다가, 구성들은 일정 조합으로 동작하고 심지어 초기적으로 그렇게 청구되는 것으로서 상기에서 기술될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 구성들은 일부 경우, 조합으로부터 제거될 수 있고, 청구된 조합은 서브 조합 또는 서브 조합의 변형으로 안내될 수 있다.
유사하게, 동작들이 특정한 순서로 도면에서 도시되었지만, 이는 상기 동작들이 도시된 특정한 순서로 또는 시계열적 순서로 수행되어야 함을 요구하는 것으로서 또는 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안된다. 특정 환경에서, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱은 이점이 있다. 게다가, 상기 기술된 실시예에서 다양한 시스템 모듈들 및 컴포넌트들의 분리는 모든 실시예에서 그러한 분리가 필요한 것으로서 이해되어서는 안되며, 일반적으로 기술된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들은 단일의 소프트웨어 제품에 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 제품들에 패키징될 수 있다고 이해되어야 한다.
본 발명의 특정한 실시예들이 기술되었다. 다른 실시예들도 다음의 청구항들의 범위 내에 있다. 예를 들면, 청구항들에서 기재된 액션들은 상이한 순서로 수행되고 여전히 원하는 결과들을 달성할 수 있다. 일 예시로서, 첨부 도면들에 도시된 프로세스들은 원하는 결과들을 달성하기 위해 특정한 도시된 순서, 또는 시계열적 순서를 반드시 필요로 하지 않는다. 일부 경우에, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱은 이점이 있다.

Claims (21)

  1. 시스템으로서,
    복수의 센서들 및 각각의 센서에 대한 복수의 센서 제어기들의 개별 센서 제어기를 포함하며, 각각의 센서 제어기는 상기 복수의 센서들 중 대응하는 센서에 의해 생성된 다수의 입력 샘플들로부터 단일 출력 값을 생성하도록 구성된 개별 데시메이션 필터를 구현하도록 구성되며;
    상기 복수의 센서 제어기들 중 마스터 센서 제어기는 임계 수의 입력 샘플들을 수신하면 동기화 신호를 생성하도록 구성되며,
    상기 마스터 센서 제어기가 아닌 각각의 센서 제어기는 상기 마스터 센서 제어기에 의해 생성된 동기화 신호를 모니터링하고, 상기 마스터 센서 제어기가 동기화 신호를 생성했다고 결정하면 입력 샘플들로부터 생성된 출력 값을 제공하도록 구성되는, 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 각각의 센서 제어기는 센서 제어기가 마스터 센서 제어기인지 여부를 표시하는 모드 값을 포함하는 프로그래머블 레지스터 공간을 포함하는, 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 프로그래머블 레지스터 공간은 동기화 신호를 모니터링할 센서 제어기를 표시하는 동기화 마스크를 포함하는, 시스템.
  4. 청구항 2 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로그래머블 레지스터 공간은 센서 제어기가 출력 값을 생성해야 하는지 여부를 표시하는 활성화 값을 포함하는, 시스템.
  5. 청구항 2 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 센서 제어기는 프로그래머블 레지스터 공간에 대한 업데이트를 검출할 때 모드 전환 프로세스를 수행하도록 구성되는, 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 특정 센서 제어기에 의해 모드 전환 프로세스를 수행하는 것은:
    상기 특정 센서 제어기에 대한 모드 값이 상기 특정 센서 제어기가 마스터 센서 제어기여야 함을 표시한다고 결정하는 것; 및
    이에 대한 응답으로, 상기 마스터 센서 제어기로서의 역할을 수행하는 것을 포함하는, 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 마스터 센서 제어기로서의 역할을 수행하는 것은 임의의 다른 센서 제어기로부터의 동기화 신호를 기다리지 않고 하나 이상의 출력 값을 생성하는 것을 포함하는, 시스템.
  8. 청구항 5에 있어서, 특정 센서 제어기에 의해 모드 전환 프로세스를 수행하는 단계는:
    상기 특정 센서 제어기에 대한 모드 값이 상기 특정 센서 제어기가 비-마스터 센서 제어기여야 함을 표시한다고 결정하는 것; 및
    이에 대한 응답으로, 비-마스터 센서 제어기로서의 역할을 수행하는 것을 포함하는, 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 비-마스터 센서 제어기로서의 역할을 수행하는 것은 동기화 신호가 새로운 마스터 센서 제어기로부터 수신될 때까지 임의의 출력 값을 생성하기 위해 대기하는 것을 포함하는, 시스템.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 센서들은 오디오 센서, 광 센서 또는 근접 센서 중 하나 이상을 포함하는, 시스템.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 센서들은 오디오 센서 및 광 센서 둘 모두를 포함하는, 시스템.
  12. 복수의 센서 제어기들 중 마스터 센서 제어기를 갖는 디바이스에 의해 수행되는 방법으로서, 상기 복수의 센서 제어기들의 각각의 센서 제어기는 복수의 센서들 중 대응하는 센서에 의해 생성된 다수의 입력 샘플들로부터 단일 출력 값을 생성하도록 구성된 개별 데시메이션 필터를 구현하도록 구성되며, 상기 방법은:
    상기 복수의 센서들 중 한 센서로부터 입력 샘플을 수신하는 단계;
    임계 수의 입력 샘플들이 상기 센서 제어기에 의해 수신되었는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 결정 결과가 임계 수의 입력 샘플들이 상기 센서 제어기에 의해 수신되었다는 결정이면 동기화 신호를 출력하는 단계;
    상기 수신된 입력 샘플들 중 하나 이상을 사용하여 출력 값을 생성하는 단계; 및
    상기 출력 샘플을 출력하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 복수의 센서 제어기들 중 각각의 센서 제어기는 센서 제어기가 마스터 센서 제어기인지 여부를 표시하는 모드 값을 포함하는 프로그래머블 레지스터 공간을 포함하는, 방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 프로그래머블 레지스터 공간은 동기화 신호를 모니터링할 센서 제어기를 표시하는 동기화 마스크를 포함하는, 방법.
  15. 청구항 13 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로그래머블 레지스터 공간은 센서 제어기가 출력 값을 생성해야 하는지 여부를 표시하는 활성화 값을 포함하는, 방법.
  16. 청구항 13 내지 15 중 어느 한 항에 있어서,
    센서 제어기에 의해, 상기 센서 제어기에 대한 모드 값이 상기 센서 제어기가 비-마스터 센서 제어기여야 함을 표시한다고 결정하는 단계; 및
    이에 대한 응답으로, 비-마스터 센서 제어기로서의 역할을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 비-마스터 센서 제어기로서의 역할을 수행하는 단계는 동기화 신호가 새로운 마스터 센서 제어기로부터 수신될 때까지 임의의 출력 값을 생성하기 위해 대기하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 센서 제어기에 의해, 센서 제어기에 대한 모드 값이 센서 제어기가 마스터 센서 제어기여야 함을 표시하는 것으로 결정하는 단계; 및
    이에 대한 응답으로, 마스터 센서 제어기로서의 역할을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 청구항 12에 있어서, 상기 결정의 결과가 임계 수의 입력 샘플들이 상시 센서 제어기에 의해 수신되지 않았다는 결정인 경우 상기 입력 샘플을 센서 제어기 데이터 저장소에 저장하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 청구항 12에 있어서, 상기 동기화 신호를 출력하는 단계는 상기 복수의 센서 제어기들 중 각각의 센서 제어기가 통신 가능하게 연결된 버스에 기록하는 단계를 포함하는, 방법.
  21. 복수의 센서들 및 각각의 센서에 대한 복수의 센서 제어기들의 개별 센서 제어기를 포함하는 시스템에 의해 수행되는 방법으로서, 각각의 센서 제어기는 상기 복수의 센서들 중 대응하는 센서에 의해 생성된 다수의 입력 샘플들로부터 단일 출력 값을 생성하도록 구성된 개별 데시메이션 필터를 구현하도록 구성되며, 상기 방법은:
    상기 복수의 센서 제어기들 중 마스터 센서 제어기에 의해, 임계 수의 입력 샘플들을 수신하면 동기화 신호를 생성하는 단계;
    상기 마스터 센서 제어기 이외의 각각의 센서 제어기에 의해, 상기 마스터 센서 제어기에 의해 생성된 동기화 신호를 모니터링하는 단계; 및
    상기 마스터 센서 제어기 이외의 각각의 센서 제어기에 의해, 상기 마스터 센서 제어기가 동기화 신호를 생성했다고 결정하면 입력 샘플들로부터 생성된 출력 값을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
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