KR20230008481A - Signal converting apparatus for isolatied communication - Google Patents
Signal converting apparatus for isolatied communication Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230008481A KR20230008481A KR1020210089177A KR20210089177A KR20230008481A KR 20230008481 A KR20230008481 A KR 20230008481A KR 1020210089177 A KR1020210089177 A KR 1020210089177A KR 20210089177 A KR20210089177 A KR 20210089177A KR 20230008481 A KR20230008481 A KR 20230008481A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- signal
- peak
- input signal
- shift register
- digital input
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims abstract description 44
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 30
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 230000001934 delay Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/06—Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection
- H04L25/069—Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection by detecting edges or zero crossings
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0264—Arrangements for coupling to transmission lines
- H04L25/0266—Arrangements for providing Galvanic isolation, e.g. by means of magnetic or capacitive coupling
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03828—Arrangements for spectral shaping; Arrangements for providing signals with specified spectral properties
- H04L25/03834—Arrangements for spectral shaping; Arrangements for providing signals with specified spectral properties using pulse shaping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Manipulation Of Pulses (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 절연 통신용 신호 변환 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피크의 형태로 나타나는 절연 통신 신호를 변환하여 디지털 회로에서 사용 가능한 펄스 신호를 생성할 수 있는 절연 통신용 신호 변환 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a signal conversion device for isolated communication, and more particularly, to a signal conversion device for isolated communication capable of generating a pulse signal usable in a digital circuit by converting an isolated communication signal appearing in the form of a peak.
일반적으로, 배터리에 저장된 전기 에너지를 이용하여 발생된 모터의 회전력으로 주행하는 친환경 자동차는 배터리를 관리하기 위한 배터리 관리 시스템을 구비한다. In general, an eco-friendly vehicle that runs with rotational force of a motor generated using electric energy stored in a battery includes a battery management system for managing the battery.
친환경 차량의 모터를 구동하기 위한 에너지를 저장하는 배터리는 수백 볼트의 전압을 출력하는데 비해, 배터리의 제어를 위해 배터리 관리 시스템 내 구비되는 프로세서 등의 회로는 수 볼트의 전압으로 작동한다. 즉, 배터리 관리 시스템에는 배터리가 속한 고전압부 영역과 프로세서 등의 회로가 속한 저전압부 영역을 모두 가지며 고전압에 의해 저전압 부품들이 소손될 수 있으므로 고전압부와 저전압부는 커패시터 등을 이용하여 상호 절연된다.While a battery storing energy for driving a motor of an eco-friendly vehicle outputs a voltage of several hundred volts, a circuit such as a processor provided in a battery management system to control the battery operates at a voltage of several volts. That is, the battery management system has both a high voltage part region to which a battery belongs and a low voltage part region to which a circuit such as a processor belongs. Since low voltage parts can be burned by high voltage, the high voltage part and the low voltage part are insulated from each other using a capacitor or the like.
따라서, 배터리 관리 시스템에서 고전압부와 저전압부 사이의 통신은 절연 통신 방식이 적용되고 있다.Therefore, in the battery management system, an isolated communication method is applied to communication between the high voltage unit and the low voltage unit.
절연 통신 방식이 적용된 배터리 관리 시스템에서는, 커패시터나 인덕터(트랜스포머) 등으로 구현되는 절연 소자가 고전압부와 저전압부 사이에 구비될 수 있으며, 절연 소자를 통과한 통신 신호는 피크를 갖는 신호로 나타나게 된다.In the battery management system to which the isolated communication method is applied, an insulation element implemented by a capacitor or an inductor (transformer) may be provided between the high voltage part and the low voltage part, and the communication signal passing through the isolation element appears as a signal having a peak. .
예를 들어, 상승 에지와 하강 에지를 갖는 펄스 신호의 형태를 갖는 통신 신호가 절연 소자를 통과하는 경우, 통신 신호의 상승 에지는 양의 방향으로 상승하는 피크의 형태로 나타나고 하강 에지는 음의 방향으로 하강하는 피크의 형태로 나타날 수 있다.For example, when a communication signal in the form of a pulse signal having a rising edge and a falling edge passes through an insulating element, the rising edge of the communication signal appears in the form of a peak rising in a positive direction and the falling edge appears in a negative direction. can appear in the form of a descending peak.
절연 통신에서 절연 소자를 통과한 통신 신호는 양의 방향 및 음의 방향으로 모두 피크를 발생시키므로 배터리 관리 시스템 내 구비되는 프로세서 등 디지털 회로는 음의 방향의 피크를 인식할 수 없는 문제가 발생한다. 따라서, 절연 통신 분야에서는 절연 소자를 통과한 피크를 포함하는 통신 신호를 디지털 회로에서 처리 가능한 펄스 신호로 변환할 수 있는 신호 변환 기법이 요구되고 있다.In isolation communication, since a communication signal passing through an isolation element generates peaks in both positive and negative directions, a digital circuit such as a processor included in a battery management system cannot recognize a peak in a negative direction. Therefore, in the field of isolated communication, a signal conversion technique capable of converting a communication signal including a peak passing through an isolation element into a pulse signal that can be processed by a digital circuit is required.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background art above are only for improving understanding of the background of the present invention, and should not be taken as an admission that they correspond to prior art already known to those skilled in the art.
본 발명은, 피크의 형태로 나타나는 절연 통신 신호를 변환하여 디지털 회로에서 사용 가능한 펄스 신호를 생성할 수 있는 절연 통신용 신호 변환 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.The present invention is a technical problem to be solved to provide a signal conversion device for isolated communication capable of generating a usable pulse signal in a digital circuit by converting an isolated communication signal appearing in the form of a peak.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,As a means for solving the above technical problem, the present invention,
절연 소자로부터 입력된 피크 입력 신호에 대응되는 디지털 입력 신호를 시스템 클럭에 기반하여 사전 설정된 시간 지연 시키는 시프트 레지스터부;a shift register unit for delaying a digital input signal corresponding to a peak input signal input from the isolation element for a preset time based on a system clock;
상기 디지털 입력 신호와 상기 시프트 레지스터부에 의해 지연된 신호의 반전 신호를 논리합 연산하여 상승 플래그 신호 및 하강 플래그 신호를 생성하는 논리합 연산부; 및an OR operation unit performing an OR operation on the digital input signal and an inverted signal of the signal delayed by the shift register unit to generate a rising flag signal and a falling flag signal; and
상기 상승 플래그 신호 및 상기 하강 플래그 신호를 기반으로 펄스 신호를 생성하는 펄스 생성부;a pulse generator configured to generate a pulse signal based on the rising flag signal and the falling flag signal;
를 포함하는 절연 통신용 신호 변환 장치를 제공한다.It provides a signal conversion device for isolated communication comprising a.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 디지털 입력 신호는 상기 피크 입력 신호에 포함된 양의 값을 갖는 피크를 상기 시스템 클럭에 기반하여 하나의 펄스로 나타낸 신호일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the digital input signal may be a signal representing a peak having a positive value included in the peak input signal as one pulse based on the system clock.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 피크 입력 신호는 피크를 갖는 제1 피크 입력 신호 및 상기 제1 피크 입력 신호와 반전 관계를 갖는 제2 피크 입력 신호를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the peak input signal may include a first peak input signal having a peak and a second peak input signal having an inverse relationship with the first peak input signal.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 시프트 레지스터부는, 상기 제1 피크 입력 신호에 포함된 양의 값을 갖는 피크를 상기 시스템 클럭에 기반하여 하나의 펄스로 나타낸 제1 디지털 입력 신호를 지연 시키는 제1 시프트 레지스터 및 상기 제2 피크 입력 신호에 포함된 양의 값을 갖는 피크를 상기 시스템 클럭에 기반하여 하나의 펄스로 나타낸 제2 디지털 입력 신호를 지연 시키는 제2 시프트 레지스터를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the shift register unit delays a first digital input signal representing a positive peak included in the first peak input signal as one pulse based on the system clock. A shift register and a second shift register delaying a second digital input signal representing a peak having a positive value included in the second peak input signal as one pulse based on the system clock.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 논리합 연산부는, 상기 제1 디지털 입력 신호와 상기 제1 시프트 레지스터에서 지연된 신호의 반전 신호를 논리합 연산하여 상기 상승 플래그 신호를 생성하는 제1 논리합 소자 및 상기 제2 디지털 입력 신호와 상기 제2 시프트 레지스터에서 지연된 신호의 반전 신호를 논리합 연산하여 상기 하강 플래그 신호를 생성하는 제2 논리합 소자를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the logical sum operation unit performs a logical sum operation on the first digital input signal and an inverted signal of the signal delayed by the first shift register to generate the rising flag signal; and the second and a second OR element generating the falling flag signal by performing an OR operation on a digital input signal and an inverted signal of the signal delayed by the second shift register.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 펄스 생성부는, 상기 상승 플래그 신호의 상승 에지를 상승 에지로 하고 상기 하강 플래그 신호의 하강 에지를 하강 에지로 하는 상기 펄스 신호를 생성할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pulse generator may generate the pulse signal having a rising edge of the rising flag signal as a rising edge and a falling edge of the falling flag signal as a falling edge.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 펄스 생성부는, 상기 상승 플래그 신호가 논리 하이(HIGH) 인 경우 논리 하이를 출력하는 제1 멀티플렉서와, 상기 하강 플래그 신호가 논리 하이인 경우 논리 로우를 출력하는 제2 멀티플렉서 및 상기 제1 멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서의 출력을 입력 받아 입력 받은 신호의 논리 상태를 유지하여 출력하는 플립플롭을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pulse generator may include a first multiplexer outputting a logic high when the rising flag signal is a logic high (HIGH), and a second multiplexer outputting a logic low when the falling flag signal is a logic high. 2 multiplexers and flip-flops that receive the outputs of the first multiplexer and the second multiplexer and maintain and output logic states of the received signals.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,As another means for solving the above technical problem, the present invention,
절연 소자로부터 입력된 제1 피크 입력 신호에 포함된 양의 값을 갖는 피크를 상기 시스템 클럭에 기반하여 하나의 펄스로 나타낸 제1 디지털 입력 신호를 지연 시키는 제1 시프트 레지스터;a first shift register delaying a first digital input signal representing a positive peak included in a first peak input signal input from an isolation element as one pulse based on the system clock;
상기 절연 소자로부터 입력되며 상기 제1 피크 입력 신호의 반전 신호인 제2 피크 입력 신호에 포함된 양의 값을 갖는 피크를 상기 시스템 클럭에 기반하여 하나의 펄스로 나타낸 제2 디지털 입력 신호를 지연 시키는 제2 시프트 레지스터;Delaying a second digital input signal that is input from the isolation element and represents a peak having a positive value included in a second peak input signal that is an inverted signal of the first peak input signal as one pulse based on the system clock a second shift register;
상기 제1 디지털 입력 신호와 상기 제1 시프트 레지스터에서 지연된 신호의 반전 신호를 논리합 연산하여 상기 상승 플래그 신호를 생성하는 제1 논리합 소자;a first OR element generating the rising flag signal by performing an OR operation on the first digital input signal and an inverted signal of the signal delayed by the first shift register;
상기 제2 디지털 입력 신호와 상기 제2 시프트 레지스터에서 지연된 신호의 반전 신호를 논리합 연산하여 상기 하강 플래그 신호를 생성하는 제2 논리합 소자;a second OR element generating the falling flag signal by performing an OR operation on the second digital input signal and an inverted signal of the signal delayed by the second shift register;
상기 상승 플래그 신호가 논리 하이(HIGH) 인 경우 논리 하이를 출력하는 제1 멀티플렉서;a first multiplexer outputting logic high when the rising flag signal is logic high;
상기 하강 플래그 신호가 논리 하이인 경우 논리 로우를 출력하는 제2 멀티플렉서; 및a second multiplexer outputting a logic low when the falling flag signal is a logic high; and
상기 제1 멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서의 출력을 입력 받아 입력 받은 신호의 논리 상태를 유지하여 출력하는 플립플롭을 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 통신용 신호 변환 장치를 제공한다.It provides a signal conversion device for isolated communication, characterized in that it comprises a flip-flop for receiving the outputs of the first multiplexer and the second multiplexer and maintaining and outputting a logic state of the received signal.
상기 절연 통신용 신호 변환 장치에 따르면, 상호 상보 관계를 갖는 두 개의 절연 통신 신호를 이용하여 절연 통신 신호 내에 나타난 피크의 해당하는 상승 에지와 하강 에지를 정확하게 복구함으로써, 음의 값을 인식하지 못하는 디지털 회로에서 신호 인식 및 처리를 가능하게 할 수 있다.According to the signal conversion device for isolated communication, by using two isolated communication signals having a mutually complementary relationship, the corresponding rising edge and falling edge of the peak appearing in the isolated communication signal are accurately restored, so that a digital circuit that does not recognize a negative value can enable signal recognition and processing in
이에 따라, 상기 절연 통신용 신호 변환 장치에 따르면, 배터리 관리 시스템과 같이 절연 통신을 이용하는 시스템의 효과적인 운용이 가능하며 FPGA(Field Programmable Gate Array)와 같이 프로그램 가능한 개발 환경 구축이 가능하게 된다.Accordingly, according to the signal conversion device for isolated communication, it is possible to effectively operate a system using isolated communication, such as a battery management system, and to build a programmable development environment, such as a Field Programmable Gate Array (FPGA).
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 절연 통신용 신호 변환 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 절연 통신용 신호 변환 장치의 상세 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 절연 통신용 신호 변환 장치 내 각 요소에서 생성 또는 출력되는 신호의 예를 도시한 도면이다.1 is a block diagram of a signal conversion device for isolated communication according to an embodiment of the present invention.
2 is a detailed circuit diagram of a signal conversion device for isolated communication according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of a signal generated or output from each element in a signal conversion device for isolated communication according to an embodiment of the present invention.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시형태들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시형태들은 다양한 방식으로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시형태들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. Specific structural or functional descriptions of the embodiments of the present invention disclosed in this specification or application are merely exemplified for the purpose of explaining the embodiments according to the present invention, and the embodiments according to the present invention are implemented in various ways. It may be and should not be construed as being limited to the embodiments described in this specification or application.
본 발명에 따른 실시형태는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시형태들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시형태를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Embodiments according to the present invention can be applied with various changes and can have various forms, so specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to the specific disclosed form, and it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first and/or second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are only for the purpose of distinguishing one component from another component, e.g., without departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, a first component may be termed a second component, and similarly The second component may also be referred to as the first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle. Other expressions describing the relationship between elements, such as "between" and "directly between" or "adjacent to" and "directly adjacent to" should be interpreted similarly.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시형태를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to indicate that there is an embodied feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, but one or more other features or numbers However, it should be understood that it does not preclude the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined herein, they are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning. .
이하, 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 절연 통신용 신호 변환 장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a signal conversion device for isolated communication according to various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 절연 통신용 신호 변환 장치의 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 절연 통신용 신호 변환 장치의 상세 회로도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 절연 통신용 신호 변환 장치 내 각 요소에서 생성 또는 출력되는 신호의 예를 도시한 도면이다.1 is a block configuration diagram of a signal conversion device for isolated communication according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the signal conversion device for isolated communication according to an embodiment of the present invention. 3 is a diagram illustrating an example of a signal generated or output from each element in a signal conversion device for isolated communication according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 절연 통신용 신호 변환 장치(10)는, 절연 통신에 사용되는 절연 소자(미도시)로부터 입력된 피크 입력 신호에 대응되는 디지털 입력 신호를 시스템 클럭에 기반하여 사전 설정된 시간 지연 시키는 시프트 레지스터부(121, 122)와, 디지털 입력 신호와 시프트 레지스터부(121, 122)에 의해 지연된 신호의 반전 신호를 논리합 연산하여 상승 플래그 신호 및 하강 플래그 신호를 생성하는 논리합 연산부(13)와, 상승 플래그 신호 및 하강 플래그 신호를 기반으로 펄스 신호를 생성하는 펄스 생성부(14)를 포함하여 구성될 수 있다.1 to 3, the
절연 통신의 절연 소자에서 입력되는 신호는 피크를 갖는 피크 입력 신호일 수 있다. 특히, 피크 입력 신호는 도 3에 도시된 것과 같이 서로 반전 관계를 갖는 제1 피크 입력 신호와 제2 피크 입력 신호를 포함할 수 있다.A signal input from an isolation element of an isolated communication may be a peak input signal having a peak. In particular, the peak input signal may include a first peak input signal and a second peak input signal having an inverted relationship with each other, as shown in FIG. 3 .
제1 피크 입력 신호는, 절연 통신에 의해 전달하고자 하는 신호, 즉 절연 소자를 통과 하기 이전의 디지털 신호의 상승 에지가 양의 피크로 나타나고 절연 소자를 통과 하기 이전의 디지털 신호의 하강 에지가 음의 피크로 나타나는 신호일 수 있다. 제2 피크 입력 신호는, 제1 피크 입력 신호와 반전관계를 나타내는 신호로 제1 피크 입력 신호의 양의 피크가 음의 피크로 나타나고 제1 피크 입력 신호의 음의 피크가 양의 피크로 나타나는 신호이다.The first peak input signal is a signal to be transmitted by isolation communication, that is, the rising edge of the digital signal before passing through the isolation element appears as a positive peak and the falling edge of the digital signal before passing through the isolation element is negative. It may be a signal that appears as a peak. The second peak input signal is a signal showing an inverted relationship with the first peak input signal, and a signal in which a positive peak of the first peak input signal appears as a negative peak and a negative peak of the first peak input signal appears as a positive peak. to be.
이러한 피크 입력 신호는 절연 통신용 신호 변환 장치(10)에 입력되면 상승 피크가 하나의 펄스 형태로 인식될 수 있다. 도 1에 도시된 디지털 변환부(11)는 입력되는 피크 입력 신호의 양의 피크를 인식하여 하나의 펄스로 출력하는 역할을 수행하는 요소이다.When such a peak input signal is input to the
도 3은, 디지털 변환부(11)가 제1 피크 입력 신호 및 제2 피크 입력 신호의 양의 피크를 인식하고 인식한 피크를 시스템 클럭의 한 주기에 해당하는 폭을 갖는 펄스로 출력하는 예를 도시한다. 즉, 디지털 변환부(11)는 피크가 인식된 시점 직후 시스템 클럭의 상승 에지에서 형성된 상승 에지를 갖고 시스템 클럭의 그 다음 상승 에지에서 형성된 하강 에지를 갖는 펄스가 포함된 디지털 입력 신호를 생성하게 된다.3 illustrates an example in which the
제1 피크 입력 신호와 제2 피크 입력 신호가 서로 상보 관계를 가지므로, 제1 디지털 입력 신호는 제1 피크 입력 신호의 양의 피크에서 펄스가 형성되고 제2 디지털 입력 신호는 제1 피크 입력 신호의 음의 피크(즉, 제2 피크 입력 신호의 양의 피크)에서 펄스가 형성될 수 있다.Since the first peak input signal and the second peak input signal have a complementary relationship, the first digital input signal is formed with a pulse at the positive peak of the first peak input signal and the second digital input signal is the first peak input signal. A pulse may be formed at a negative peak of (ie, a positive peak of the second peak input signal).
시프트 레지스터부(12)는 제1 디지털 입력 신호를 시스템 클럭에 기반하여 지연 시키는 제1 시프트 레지스터(121)와 제2 디지털 입력 신호를 시스템 클럭에 기반하여 지연 시키는 제2 시프트 레지스터(122)를 포함할 수 있다.The
제1 및 제2 시프트 레지스터(121, 122)는 논리 회로 기술 분야에 통용되고 있는 통상의 시프트 레지스터가 채용될 수 있다. 도 3에 도시된 제1 및 제2 시프트 레지스터(121, 122)의 반전된 출력 신호에서 확인할 수 있듯이 도 3에 도시된 예는 시프트 레지스터(121, 122)가 입력 디지털 신호를 시스템 클럭의 한 주기만큼 지연시킨 예이다. As the first and
제1 디지털 입력 신호와 제1 시프트 레지스터(121)의 출력과, 제2 디지털 입력 신호와, 제2 시프트 레지스터(122)의 출력은 논리합 연산부(13)로 입력된다.The first digital input signal, the output of the
논리합 연산부(13)는 제1 디지털 입력 신호와 제1 시프트 레지스터(121)의 출력을 반전시킨 신호를 서로 논리합 연산하고 그 결과에 해당하는 상승 플래그 신호를 생성하는 제1 논리합 소자(131) 및 제2 디지털 입력 신호와 제2 시프트 레지스터(122)에서 출력을 반전시킨 신호를 서로 논리합 연산하고 그 결과에 해당하는 하강 플래그 신호를 생성하는 제2 논리합 소자(132)를 포함할 수 있다.The OR
상승 플래그 신호와 하강 플래그 신호는 제1 디지털 입력 신호와 제2 디지털 입력 신호를 각각 강건화 시킨 신호로서, 후단의 펄스 생성부(14)에서 펄스 신호 내의 상승 에지 및 하강 에지를 생성하는 기반이 되는 신호이다.The rising flag signal and the falling flag signal are signals obtained by strengthening the first digital input signal and the second digital input signal, respectively, and are the basis for generating the rising edge and the falling edge in the pulse signal in the
제1 논리합 소자(131)에서 생성된 상승 플래그 신호와 제2 논리합 소자(132)에서 생성된 하강 플래그 신호는 펄스 생성부(14)로 제공될 수 있다.The rising flag signal generated by the first OR
펄스 생성부(14)는, 제1 논리합 소자(131)에서 제공받은 상승 플래그 신호에 기반하여 논리 하이(HIGH) 신호를 출력하는 제1 멀티플렉서(141)와, 제2 논리합 소자(132)에서 제공받은 하강 플래그 신호에 기반하여 논리 로우(LOW) 신호를 출력하는 제2 멀티플렉서(142) 및 상기 제1 멀티플렉서(141) 및 제2 멀티플렉서(142)에서 출력된 논리 신호를 입력 받고 이를 유지하는 플립플롭(143)을 포함할 수 있다.The
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 멀티플렉서(141)는 상승 플래그 신호가 논리 하이인 경우 논리 하이를 출력하는 멀티플렉서이다. 제1 멀티플렉서(141)에서 논리 하이 신호가 출력되어 플립플롭(143)에 입력되면 플립플롭(143)은 다른 논리 값(논리 하이 또는 논리 로우)이 입력될 때까지 논리 하이의 출력을 유지하게 된다.As shown in FIG. 2 , the
상승 플래그 신호가 논리 로우인 경우에는 제1 멀티플렉서(141)의 출력은 하이-임피던스(z) 상태가 되므로 플립플롭(143)에는 어떠한 값도 입력되지 않는 상태가 되고 이전의 출력을 유지하게 된다.When the rising flag signal is logic low, the output of the
이와 유사하게, 제2 멀티플렉서(142)는 하강 플래그 신호가 논리 하이인 경우 논리 로우를 출력하는 멀티플렉서이다. 제2 멀티플렉서(142)에서 논리 로우 신호가 출력되어 플립플롭(143)에 입력되면 플립플롭(143)은 다른 논리 값(논리 하이 또는 논리 로우)이 입력될 때까지 논리 로우의 출력을 유지하게 된다.Similarly, the
하강 플래그 신호가 논리 하이인 경우에는 제2 멀티플렉서(1412의 출력은 하이-임피던스(z) 상태가 되므로 플립플롭(143)에는 어떠한 값도 입력되지 않는 상태가 되고 이전의 출력을 유지하게 된다.When the falling flag signal is logic high, the output of the second multiplexer 1412 is in a high-impedance (z) state, so no value is input to the flip-
이러한 멀티플렉서(141, 142)와 플립플롭(143)의 동작을 정리하면, 상승 플래그 신호가 논리 하이인 펄스를 출력하면 플립플롭(143)은 논리 하이를 계속 출력하게 되고, 그 이후 하강 플래그 신호가 논리 하이인 펄스를 출력하면 플립플롭(143)의 출력은 논리 로우로 전환된 상태를 계속 유지하게 된다. 즉, 펄스 생성부(14)는 상승 플래그 신호와 하강 플래그 신호에 논리 하이의 펄스가 생성되는 경우 각각 논리 하이와 논리 로우를 전환하는 펄스 신호를 생성하게 된다.Summarizing the operations of the
도 3에 나타난 바와 같이, 펄스 생성기(14)에서 생성된 펄스 신호는 상승 플래그 신호의 상승 에지에서 상승 에지가 생성되고 하강 플래그 신호의 하강 에지에서 하강 에지가 생성되는 신호로서, 절연 소자 통과 이전 신호와 비교할 때 시스템 클럭의 한 주기만큼 지연된 신호가 된다.As shown in FIG. 3, the pulse signal generated by the
이와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 절연 통신용 신호 변환 장치는, 절연 통신 시 절연 소자로부터 제공 받는 차동 형태의 두 피크 신호를 제공 받아 절연 소자 통과 이전 신호를 시스템 클럭 한 주기 지연시켜 완전하게 복원할 수 있게 된다.As such, the signal conversion device for isolated communication according to an embodiment of the present invention receives the two peak signals of the differential form provided from the isolation element during the isolation communication and completely restores the signal before passing through the isolation element by delaying the signal by one system clock period. You can do it.
즉, 본 발명의 일 실시형태에 따른 절연 통신용 신호 변환 장치는, 상호 상보 관계를 갖는 두 개의 절연 통신 신호를 이용하여 절연 통신 신호 내에 나타난 피크의 해당하는 상승 에지와 하강 에지를 정확하게 복구함으로써, 음의 값을 인식하지 못하는 디지털 회로에서 신호 인식 및 처리를 가능하게 할 수 있다.That is, the signal conversion apparatus for isolated communication according to an embodiment of the present invention uses two isolated communication signals having a mutually complementary relationship to accurately recover the corresponding rising edge and falling edge of the peak appearing in the isolated communication signal, It is possible to recognize and process signals in digital circuits that do not recognize the value of .
이에 따라, 본 발명의 일 실시형태에 따른 절연 통신용 신호 변환 장치는, 배터리 관리 시스템과 같이 절연 통신을 이용하는 시스템의 효과적인 운용을 가능하게 하며 FPGA(Field Programmable Gate Array)와 같이 프로그램 가능한 개발 환경 구축을 가능하게 할 수 있다.Accordingly, the signal conversion device for isolated communication according to an embodiment of the present invention enables effective operation of a system using isolated communication, such as a battery management system, and builds a programmable development environment such as FPGA (Field Programmable Gate Array). can make it possible
10: 신호 변환 장치
11: 디지털 변환부
12: 시프트 레지스터부
121: 제1 시프트 레지스터
122: 제2 시프트 레지스터
13: 논리합 연산부
131: 제1 논리합 소자
132: 제2 논리합 소자
14: 펄스 생성부
141: 제1 멀티플렉서
142: 제2 멀티플렉서
143: 플립플롭10: signal conversion device 11: digital conversion unit
12: shift register unit 121: first shift register
122: second shift register 13: OR operation unit
131: first OR element 132: second OR element
14: pulse generator 141: first multiplexer
142: second multiplexer 143: flip-flop
Claims (8)
상기 디지털 입력 신호와 상기 시프트 레지스터부에 의해 지연된 신호의 반전 신호를 논리합 연산하여 상승 플래그 신호 및 하강 플래그 신호를 생성하는 논리합 연산부; 및
상기 상승 플래그 신호 및 상기 하강 플래그 신호를 기반으로 펄스 신호를 생성하는 펄스 생성부;
를 포함하는 절연 통신용 신호 변환 장치.a shift register unit for delaying a digital input signal corresponding to a peak input signal input from the isolation element for a preset time based on a system clock;
an OR operation unit performing an OR operation on the digital input signal and an inverted signal of the signal delayed by the shift register unit to generate a rising flag signal and a falling flag signal; and
a pulse generator configured to generate a pulse signal based on the rising flag signal and the falling flag signal;
Signal conversion device for isolated communication comprising a.
상기 디지털 입력 신호는 상기 피크 입력 신호에 포함된 양의 값을 갖는 피크를 상기 시스템 클럭에 기반하여 하나의 펄스로 나타낸 신호인 것을 특징으로 하는 절연 통신용 신호 변환 장치.The method of claim 1,
The digital input signal is a signal conversion device for isolated communication, characterized in that the signal representing the peak having a positive value included in the peak input signal as one pulse based on the system clock.
상기 피크 입력 신호는 피크를 갖는 제1 피크 입력 신호 및 상기 제1 피크 입력 신호와 반전 관계를 갖는 제2 피크 입력 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 통신용 신호 변환 장치.The method of claim 1,
The peak input signal comprises a first peak input signal having a peak and a second peak input signal having an inverse relationship with the first peak input signal.
상기 제1 피크 입력 신호에 포함된 양의 값을 갖는 피크를 상기 시스템 클럭에 기반하여 하나의 펄스로 나타낸 제1 디지털 입력 신호를 지연 시키는 제1 시프트 레지스터; 및
상기 제2 피크 입력 신호에 포함된 양의 값을 갖는 피크를 상기 시스템 클럭에 기반하여 하나의 펄스로 나타낸 제2 디지털 입력 신호를 지연 시키는 제2 시프트 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 통신용 신호 변환 장치.The method according to claim 3, wherein the shift register unit,
a first shift register delaying a first digital input signal representing a peak having a positive value included in the first peak input signal as one pulse based on the system clock; and
A second shift register for delaying a second digital input signal representing a positive peak included in the second peak input signal as one pulse based on the system clock Signal conversion for isolated communication characterized in that Device.
상기 제1 디지털 입력 신호와 상기 제1 시프트 레지스터에서 지연된 신호의 반전 신호를 논리합 연산하여 상기 상승 플래그 신호를 생성하는 제1 논리합 소자; 및
상기 제2 디지털 입력 신호와 상기 제2 시프트 레지스터에서 지연된 신호의 반전 신호를 논리합 연산하여 상기 하강 플래그 신호를 생성하는 제2 논리합 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 통신용 신호 변환 장치.The method according to claim 4, wherein the logical sum operation unit,
a first OR element generating the rising flag signal by performing an OR operation on the first digital input signal and an inverted signal of the signal delayed by the first shift register; and
and a second OR element generating the falling flag signal by performing an OR operation on the second digital input signal and an inverted signal of the signal delayed by the second shift register.
상기 상승 플래그 신호의 상승 에지를 상승 에지로 하고 상기 하강 플래그 신호의 하강 에지를 하강 에지로 하는 상기 펄스 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 절연 통신용 신호 변환 장치.The method according to claim 5, wherein the pulse generator,
and generating the pulse signal having a rising edge of the rising flag signal as a rising edge and a falling edge of the falling flag signal as a falling edge.
상기 상승 플래그 신호가 논리 하이(HIGH) 인 경우 논리 하이를 출력하는 제1 멀티플렉서;
상기 하강 플래그 신호가 논리 하이인 경우 논리 로우를 출력하는 제2 멀티플렉서; 및
상기 제1 멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서의 출력을 입력 받아 입력 받은 신호의 논리 상태를 유지하여 출력하는 플립플롭을 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 통신용 신호 변환 장치.The method according to claim 5, wherein the pulse generator,
a first multiplexer outputting logic high when the rising flag signal is logic high;
a second multiplexer outputting a logic low when the falling flag signal is a logic high; and
A signal conversion device for isolated communication comprising a flip-flop that receives the outputs of the first multiplexer and the second multiplexer and maintains and outputs a logic state of the received signal.
상기 절연 소자로부터 입력되며 상기 제1 피크 입력 신호의 반전 신호인 제2 피크 입력 신호에 포함된 양의 값을 갖는 피크를 상기 시스템 클럭에 기반하여 하나의 펄스로 나타낸 제2 디지털 입력 신호를 지연 시키는 제2 시프트 레지스터;
상기 제1 디지털 입력 신호와 상기 제1 시프트 레지스터에서 지연된 신호의 반전 신호를 논리합 연산하여 상기 상승 플래그 신호를 생성하는 제1 논리합 소자;
상기 제2 디지털 입력 신호와 상기 제2 시프트 레지스터에서 지연된 신호의 반전 신호를 논리합 연산하여 상기 하강 플래그 신호를 생성하는 제2 논리합 소자;
상기 상승 플래그 신호가 논리 하이(HIGH) 인 경우 논리 하이를 출력하는 제1 멀티플렉서;
상기 하강 플래그 신호가 논리 하이인 경우 논리 로우를 출력하는 제2 멀티플렉서; 및
상기 제1 멀티플렉서 및 상기 제2 멀티플렉서의 출력을 입력 받아 입력 받은 신호의 논리 상태를 유지하여 출력하는 플립플롭을 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 통신용 신호 변환 장치.
a first shift register delaying a first digital input signal representing a positive peak included in a first peak input signal input from an isolation element as one pulse based on the system clock;
Delaying a second digital input signal that is input from the isolation element and represents a peak having a positive value included in a second peak input signal that is an inverted signal of the first peak input signal as one pulse based on the system clock a second shift register;
a first OR element generating the rising flag signal by performing an OR operation on the first digital input signal and an inverted signal of the signal delayed by the first shift register;
a second OR element generating the falling flag signal by performing an OR operation on the second digital input signal and an inverted signal of the signal delayed by the second shift register;
a first multiplexer outputting logic high when the rising flag signal is logic high;
a second multiplexer outputting a logic low when the falling flag signal is a logic high; and
A signal conversion device for isolated communication comprising a flip-flop that receives the outputs of the first multiplexer and the second multiplexer and maintains and outputs a logic state of the received signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210089177A KR20230008481A (en) | 2021-07-07 | 2021-07-07 | Signal converting apparatus for isolatied communication |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210089177A KR20230008481A (en) | 2021-07-07 | 2021-07-07 | Signal converting apparatus for isolatied communication |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230008481A true KR20230008481A (en) | 2023-01-16 |
Family
ID=85110076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210089177A KR20230008481A (en) | 2021-07-07 | 2021-07-07 | Signal converting apparatus for isolatied communication |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20230008481A (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101967462B1 (en) | 2017-11-02 | 2019-04-09 | 현대오트론 주식회사 | Gate driver and method for isolated communication using the same |
KR20210056623A (en) | 2019-11-11 | 2021-05-20 | 현대오트론 주식회사 | Battery management system for integrated management of high and low voltage batterty and communication method thereof |
-
2021
- 2021-07-07 KR KR1020210089177A patent/KR20230008481A/en unknown
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101967462B1 (en) | 2017-11-02 | 2019-04-09 | 현대오트론 주식회사 | Gate driver and method for isolated communication using the same |
KR20210056623A (en) | 2019-11-11 | 2021-05-20 | 현대오트론 주식회사 | Battery management system for integrated management of high and low voltage batterty and communication method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102012717B (en) | Clock switching method and device | |
US8686773B1 (en) | In-system margin measurement circuit | |
EP3197054A1 (en) | Dynamic clock switching method and apparatus as well as computer readable medium | |
CN111147045B (en) | Zero clearing method and system for superconducting circuit | |
CN214069896U (en) | Filter circuit for filtering Pulse Width Modulation (PWM) signals | |
US11550749B2 (en) | Serial data interface with reduced loop delay | |
CN103873047A (en) | Two-divided-frequency device and high-speed multiplexer | |
JP2002289776A (en) | Semiconductor device | |
RU2517295C1 (en) | Pulse selector | |
RU2475952C1 (en) | Shaper of paraphase signal with low active level of control input | |
KR20230008481A (en) | Signal converting apparatus for isolatied communication | |
KR20070109418A (en) | Serial transmitter with pre-emphasis | |
JPH03127526A (en) | Synchronizing device | |
EP3748859A1 (en) | Dac device having positive dac and negative dac and associated digital-to-analog converting method | |
CN201917845U (en) | Clock switching device | |
JP2000315949A (en) | Method and circuit for reducing aperture distortion | |
RU2300170C1 (en) | Phase-frequency detector | |
CN107404316B (en) | Signal multiplexing device | |
WO2008038594A1 (en) | Delay circuit, jigger-apllied circuit, and tester | |
KR101362016B1 (en) | Apparatus and method for detecting phase error with pulse-width quantizer in a wireless communication system | |
JPH04233014A (en) | Clock generating circuit of multiple-chip computer system | |
CN116647215B (en) | Burr eliminating method and circuit in switching process of differential clock driving circuit | |
KR100248808B1 (en) | Clock signal generating circuit | |
KR100282420B1 (en) | Input buffer circuit | |
CN116743184A (en) | Four-to-two parallel-serial conversion circuit |