WO2021167113A1 - 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치 - Google Patents

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WO2021167113A1
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문탁수
정영재
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to an image display apparatus, and more particularly, to a signal processing apparatus capable of reducing a breakdown phenomenon during power-off or power-down, and an image display apparatus having the same.
  • the signal processing apparatus is provided in an image display apparatus and performs signal processing on an input image to display the image.
  • the signal processing apparatus may receive a broadcast signal or an HDMI signal, perform signal processing based on the received broadcast signal or HDMI signal, and output a signal-processed image signal.
  • the signal processing apparatus receives a signal from an Ethernet terminal or transmits a signal.
  • the signal processing apparatus is implemented in the form of a system-on-chip (SOC) for various signal processing.
  • SOC system-on-chip
  • CMOS process which is one of the semiconductor processes, is gradually being advanced over time.
  • a signal processing apparatus and an image display apparatus having the same are a signal processing apparatus for processing an input signal received from an Ethernet terminal, and a first voltage among voltage levels of the input signal.
  • a first logic circuit for processing the range a second logic circuit for processing a second voltage range higher than the first voltage range of voltage levels of the input voltage; and a protection switch disposed between the first logic circuit and the second logic circuit; and a protection control circuit including a protection control unit for controlling the protection switch and the protection switch, wherein the protection switch is turned on when the protection control unit is powered off or powered down.
  • a signal processing apparatus and an image display apparatus having the same for achieving the above object include a first logic circuit for processing a first voltage range among voltage levels of an input signal, and a voltage level of the input voltage a protection control circuit comprising a second logic circuit for processing a second voltage range higher than the first voltage range, a protection control circuit disposed between the first logic circuit and the second logic circuit, and a protection control unit for controlling the protection switch and the protection switch
  • the power supply level of the input signal is greater than the internal allowable power supply level, and the protection switch is turned on when the protection control unit is powered off or powered down.
  • a signal processing apparatus and an image display apparatus having the same are a signal processing apparatus that processes an input signal received from an Ethernet terminal, and processes a first voltage range among voltage levels of the input signal.
  • a protection control circuit including a protection control unit is provided, wherein the protection switch is turned on when the protection control unit is powered off or powered down. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down. Accordingly, it is possible to protect the internal circuit elements.
  • the protection switch may be turned on. Accordingly, even when the operating power is not applied to the protection control unit, it is possible to reduce the breakdown phenomenon.
  • the protection switch when operating power for operating the protection switch, operating power for operating the second logic circuit, and operating power are applied to the protection controller, the protection switch may be turned on based on an input digital signal. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • the protection switch when the operating power for operating the protection switch, the operating power for operating the second logic circuit, and the operating power are applied to the protection controller, the protection switch may be turned off. Accordingly, when the operating power is applied to the protection control unit, the circuit operation can be stably performed.
  • the protection control unit protects a low-level signal when operating power for operating the second logic circuit is applied while operating power for operation of the protection switch is applied and operating power is not applied to the protection control unit. It can be output with a switch. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • the protection control unit when the operating power for the operation of the protection switch, the operating power for the operation of the second logic circuit, and the protection control unit is applied to the protection switch, a signal corresponding to the level of the input digital signal can be output as Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • the protection control unit may output a high level signal to the protection switch when operating power for operating the protection switch, operating power for operating the second logic circuit, and operating power are applied to the protection control unit. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • the protection control unit includes a level shifter to which operation power for operation of the protection control unit is supplied, a switching element for switching based on operation power for operation of the protection switch, and a high level signal or and a ramp generator outputting a low level signal, and may output a control output signal as an output signal based on a high level or low level output signal of the ramp generator. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • the lamp generator includes a comparator and logic circuit elements, and may output a low level or a high level based on the operating power for the operation of the protection control unit and the operating power for the operation of the protection switch. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • the lamp generating unit may output a high level when the operating power for operating the protection switch is applied and the operating power is not applied to the protection control unit. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • the lamp generating unit may output a low level when operating power for operating the protection switch is applied and operating power is applied to the protection control unit. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • a signal processing apparatus and an image display apparatus having the same include a first logic circuit for processing a first voltage range among voltage levels of an input signal, and a first voltage among voltage levels of an input voltage. a second logic circuit for processing a second voltage range higher than the range, and a protection control circuit disposed between the first logic circuit and the second logic circuit, the protection control circuit including a protection switch and a protection control unit for controlling the protection switch;
  • the power supply level of the signal is greater than the internal allowable power supply level, and the protection switch is turned on when the protection control unit is powered off or powered down. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down. Accordingly, it is possible to protect the internal circuit elements.
  • the protection switch may be turned on. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • the protection switch when operating power for operating the protection switch, operating power for operating the second logic circuit, and operating power are applied to the protection controller, the protection switch may be turned on based on an input digital signal. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • the protection switch when the operating power for operating the protection switch, the operating power for operating the second logic circuit, and the operating power are applied to the protection controller, the protection switch may be turned off. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an image display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an example of an internal block diagram of the image display device of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is an example of an internal block diagram of the signal processing unit of FIG. 2 .
  • 4A illustrates an example of a level shifter for processing a signal received through an Ethernet terminal.
  • 4B illustrates another example of a level shifter for processing a signal received through an Ethernet terminal.
  • FIG. 5 illustrates a level shifter for processing a signal received through an Ethernet terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a power sequence of the level shifter of FIG. 5 .
  • FIG. 7A is an example of a circuit diagram of the protection control unit of FIG. 5 .
  • FIG. 7B is an example of a circuit diagram of the lamp generator of FIG. 7A .
  • FIG. 8 illustrates a timing diagram according to the operation of the protection control unit of FIG. 7A .
  • FIG. 9 illustrates a signal processing circuit having a plurality of logic circuits and a protection control circuit disposed between each level shifter.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a power sequence in the signal processing circuit of FIG. 9 .
  • FIG. 11 shows an internal circuit diagram of a rail-to-rail op amp.
  • FIG. 12 shows an internal circuit diagram of a two-stage op-amp.
  • module and “part” for the components used in the following description are given simply in consideration of the ease of writing the present specification, and do not give a particularly important meaning or role by themselves. Accordingly, the terms “module” and “unit” may be used interchangeably.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an image display device according to an embodiment of the present invention.
  • the image display apparatus 100 may include a display 180 .
  • the display 180 may be implemented as any one of various panels.
  • the display 180 may be any one of a liquid crystal display panel (LCD panel), an organic light emitting panel (OLED panel), an inorganic light emitting panel (LED panel), and the like.
  • LCD panel liquid crystal display panel
  • OLED panel organic light emitting panel
  • LED panel inorganic light emitting panel
  • the image display device 100 of FIG. 1 may be a monitor, a TV, a tablet PC, a mobile terminal, or the like.
  • FIG. 2 is an example of an internal block diagram of the image display device of FIG. 1 .
  • an image display device 100 includes an image receiving unit 105 , an external device interface unit 130 , a storage unit 140 , a user input interface unit 150 , It may include a sensor unit (not shown), a signal processing unit 170 , a display 180 , and an audio output unit 185 .
  • the image receiving unit 105 may include a tuner unit 110 , a demodulator unit 120 , a network interface unit 130 , and an external device interface unit 130 .
  • the image receiving unit 105 may include only the tuner unit 110 , the demodulator 120 , and the external device interface unit 130 , unlike the drawing. That is, the network interface unit 130 may not be included.
  • the tuner unit 110 selects an RF broadcast signal corresponding to a channel selected by a user or all channels previously stored among RF (Radio Frequency) broadcast signals received through an antenna (not shown).
  • the selected RF broadcast signal is converted into an intermediate frequency signal or a baseband video or audio signal.
  • the tuner unit 110 may process a digital broadcast signal or an analog broadcast signal.
  • the analog baseband image or audio signal (CVBS/SIF) output from the tuner unit 110 may be directly input to the signal processing unit 170 .
  • the tuner unit 110 may include a plurality of tuners in order to receive broadcast signals of a plurality of channels.
  • a single tuner that simultaneously receives broadcast signals of a plurality of channels is also possible.
  • the demodulator 120 receives the digital IF signal DIF converted by the tuner 110 and performs a demodulation operation.
  • the demodulator 120 may output a stream signal TS after demodulation and channel decoding are performed.
  • the stream signal may be a signal obtained by multiplexing an image signal, an audio signal, or a data signal.
  • the stream signal output from the demodulator 120 may be input to the signal processing unit 170 .
  • the signal processing unit 170 outputs an image to the display 180 after performing demultiplexing, image/audio signal processing, and the like, and outputs an audio to the audio output unit 185 .
  • the external device interface unit 130 may transmit or receive data with a connected external device (not shown), for example, the set-top box 50 .
  • the external device interface unit 130 may include an A/V input/output unit (not shown).
  • the external device interface unit 130 may be connected to an external device such as a DVD (Digital Versatile Disk), Blu-ray, game device, camera, camcorder, computer (notebook), set-top box, etc. by wire/wireless, , it is also possible to perform input/output operations with an external device.
  • an external device such as a DVD (Digital Versatile Disk), Blu-ray, game device, camera, camcorder, computer (notebook), set-top box, etc. by wire/wireless, , it is also possible to perform input/output operations with an external device.
  • the A/V input/output unit may receive video and audio signals from an external device. Meanwhile, the wireless communication unit (not shown) may perform short-range wireless communication with other electronic devices.
  • the external device interface unit 130 may exchange data with the adjacent mobile terminal 600 .
  • the external device interface unit 130 may receive device information, executed application information, an application image, and the like, from the mobile terminal 600 in the mirroring mode.
  • the network interface unit 135 provides an interface for connecting the image display device 100 to a wired/wireless network including an Internet network.
  • the network interface unit 135 may receive or transmit various data received through an Ethernet terminal (ETH) network.
  • ETH Ethernet terminal
  • the network interface unit 135 may include a wireless communication unit (not shown).
  • the storage unit 140 may store a program for each signal processing and control in the signal processing unit 170 , or may store a signal-processed image, audio, or data signal.
  • the storage unit 140 may perform a function for temporarily storing an image, audio, or data signal input to the external device interface unit 130 . Also, the storage unit 140 may store information about a predetermined broadcast channel through a channel storage function such as a channel map.
  • the storage unit 140 of FIG. 2 may be included in the signal processing unit 170 .
  • the user input interface unit 150 transmits a signal input by the user to the signal processing unit 170 or transmits a signal from the signal processing unit 170 to the user.
  • transmitting/receiving user input signals such as power on/off, channel selection, and screen setting from the remote control device 200, or local keys such as power key, channel key, volume key, and setting value (not shown) transmits a user input signal input to the signal processing unit 170 , or transfers a user input signal input from a sensor unit (not shown) that senses a user's gesture to the signal processing unit 170 , or from the signal processing unit 170 . may be transmitted to the sensor unit (not shown).
  • the signal processing unit 170 demultiplexes an input stream or processes the demultiplexed signals through the tuner unit 110 or the demodulator 120 , the network interface unit 135 , or the external device interface unit 130 . Thus, it is possible to generate and output a signal for video or audio output.
  • the signal processing unit 170 receives a broadcast signal or an HDMI signal received from the image receiving unit 105 , and performs signal processing based on the received broadcast signal or HDMI signal to receive the signal-processed image signal. can be printed out.
  • the image signal processed by the signal processing unit 170 may be input to the display 180 and displayed as an image corresponding to the image signal. Also, the image signal processed by the signal processing unit 170 may be input to an external output device through the external device interface unit 130 .
  • the audio signal processed by the signal processing unit 170 may be outputted to the audio output unit 185 . Also, the audio signal processed by the signal processing unit 170 may be input to an external output device through the external device interface unit 130 .
  • the signal processing unit 170 may include a demultiplexer, an image processing unit, and the like.
  • the signal processing unit 170 may perform various signal processing, and thus may be implemented in the form of a system on chip (SOC). This will be described later with reference to FIG. 3 .
  • SOC system on chip
  • the signal processing unit 170 may control overall operations in the image display apparatus 100 .
  • the signal processing unit 170 may control the tuner unit 110 to select a channel selected by the user or an RF broadcast corresponding to a pre-stored channel (Tuning).
  • the signal processing unit 170 may control the image display apparatus 100 according to a user command input through the user input interface unit 150 or an internal program.
  • the signal processing unit 170 may control the display 180 to display an image.
  • the image displayed on the display 180 may be a still image or a moving image, and may be a 2D image or a 3D image.
  • the signal processing unit 170 may cause a predetermined object to be displayed in the image displayed on the display 180 .
  • the object may be at least one of an accessed web screen (newspaper, magazine, etc.), an electronic program guide (EPG), various menus, widgets, icons, still images, moving pictures, and text.
  • EPG electronic program guide
  • the signal processing unit 170 may recognize the location of the user based on the image captured by the photographing unit (not shown). For example, the distance (z-axis coordinate) between the user and the image display apparatus 100 may be determined. In addition, an x-axis coordinate and a y-axis coordinate in the display 180 corresponding to the user's location may be identified.
  • the display 180 converts the image signal, the data signal, the OSD signal, the control signal, or the image signal, the data signal, and the control signal received by the external device interface unit 130 processed by the signal processing unit 170 to a driving signal. create
  • the display 180 may be configured as a touch screen and used as an input device in addition to an output device.
  • the audio output unit 185 receives the signal processed by the signal processing unit 170 and outputs it as audio.
  • the photographing unit (not shown) photographs the user.
  • the photographing unit (not shown) may be implemented with one camera, but is not limited thereto, and may be implemented with a plurality of cameras. Image information captured by the photographing unit (not shown) may be input to the signal processing unit 170 .
  • the signal processing unit 170 may detect a user's gesture based on each or a combination of an image captured by a photographing unit (not shown) or a signal sensed from a sensor unit (not shown).
  • the power supply unit 190 supplies the corresponding power throughout the image display device 100 .
  • the power supply unit 190 includes a signal processing unit 170 that may be implemented in the form of a system on chip (SOC), a display 180 for displaying an image, and an audio output unit for outputting audio (185), etc. can be supplied with power.
  • SOC system on chip
  • a display 180 for displaying an image
  • an audio output unit for outputting audio (185), etc. can be supplied with power.
  • the power supply unit 190 may include a converter for converting AC power into DC power and a dc/dc converter for converting the level of DC power.
  • the remote control device 200 transmits a user input to the user input interface unit 150 .
  • the remote control device 200 may use Bluetooth (Bluetooth), radio frequency (RF) communication, infrared (IR) communication, Ultra Wideband (UWB), ZigBee, or the like.
  • the remote control device 200 may receive an image, audio, or data signal output from the user input interface unit 150 , and display it or output the audio signal from the remote control device 200 .
  • the above-described image display device 100 may be a digital broadcasting receiver capable of receiving fixed or mobile digital broadcasting.
  • the block diagram of the image display device 100 shown in FIG. 2 is a block diagram for an embodiment of the present invention.
  • Each component of the block diagram may be integrated, added, or omitted according to the specifications of the image display device 100 that are actually implemented. That is, two or more components may be combined into one component, or one component may be subdivided into two or more components as needed.
  • the function performed in each block is for explaining the embodiment of the present invention, and the specific operation or device does not limit the scope of the present invention.
  • FIG. 3 is an example of an internal block diagram of the signal processing unit of FIG. 2 .
  • the signal processing unit 170 may include a demultiplexer 310 , an image processing unit 320 , a processor 330 , and an audio processing unit 370 . . In addition, it may further include a data processing unit (not shown).
  • the demultiplexer 310 demultiplexes an input stream. For example, when MPEG-2 TS is input, it can be demultiplexed and separated into video, audio, and data signals, respectively.
  • the stream signal input to the demultiplexer 310 may be a stream signal output from the tuner unit 110 , the demodulator 120 , or the external device interface unit 130 .
  • the image processing unit 320 may perform signal processing on an input image.
  • the image processing unit 320 may perform image processing of the image signal demultiplexed by the demultiplexer 310 .
  • the image processing unit 320 includes an image decoder 325 , a scaler 335 , an image quality processing unit 635 , an image encoder (not shown), an OSD processing unit 340 , a frame rate converter 350 , and a formatter. (360) and the like.
  • the video decoder 325 decodes the demultiplexed video signal, and the scaler 335 performs scaling to output the resolution of the decoded video signal on the display 180 .
  • the video decoder 325 may include decoders of various standards. For example, it may include an MPEG-2, H,264 decoder, a 3D image decoder for a color image and a depth image, a decoder for a multi-view image, and the like.
  • the scaler 335 may scale an input image signal that has been decoded by the image decoder 325 or the like.
  • the scaler 335 may upscale when the size or resolution of the input image signal is small, and downscale when the size or resolution of the input image signal is large.
  • the image quality processing unit 635 may perform image quality processing on an input image signal that has been decoded by the image decoder 325 or the like.
  • the image quality processing unit 635 performs noise removal processing on the input image signal, expands the resolution of the gray scale of the input image signal, improves image resolution, or performs high dynamic range (HDR)-based signal processing.
  • the frame rate can be varied, and panel characteristics, in particular, image quality processing corresponding to the organic light emitting panel can be performed.
  • the OSD processing unit 340 generates an OSD signal according to a user input or by itself. For example, a signal for displaying various types of information as graphics or text on the screen of the display 180 may be generated based on a user input signal.
  • the generated OSD signal may include various data such as a user interface screen of the image display device 100 , various menu screens, widgets, and icons. Also, the generated OSD signal may include a 2D object or a 3D object.
  • the OSD processing unit 340 may generate a pointer that can be displayed on a display based on a pointing signal input from the remote control device 200 .
  • a pointer may be generated by a pointing signal processing unit, and the OSD processing unit 240 may include such a pointing signal processing unit (not shown).
  • the pointing signal processing unit (not shown) may be provided separately instead of being provided in the OSD processing unit 240 .
  • a frame rate converter (FRC) 350 may convert a frame rate of an input image. On the other hand, the frame rate converter 350 may output as it is without a separate frame rate conversion.
  • the formatter 360 may change the format of an input image signal into an image signal for display on a display and output the changed format.
  • the formatter 360 may change the format of the image signal to correspond to the display panel.
  • the formatter 360 may change the format of the video signal.
  • the format of the 3D video signal is a Side by Side format, a Top / Down format, a Frame Sequential format, an Interlaced format, and a Checker Box. It can be changed to any one of various 3D formats, such as a format.
  • the processor 330 may control overall operations in the image display device 100 or in the signal processing unit 170 .
  • the processor 330 may control the tuner 110 to select a channel selected by the user or an RF broadcast corresponding to a pre-stored channel (Tuning).
  • the processor 330 may control the image display apparatus 100 according to a user command input through the user input interface unit 150 or an internal program.
  • the processor 330 may perform data transmission control with the network interface unit 135 or the external device interface unit 130 .
  • the processor 330 may control operations of the demultiplexer 310 and the image processor 320 in the signal processor 170 .
  • the audio processing unit 370 in the signal processing unit 170 may perform audio processing of the demultiplexed audio signal.
  • the audio processing unit 370 may include various decoders.
  • the audio processing unit 370 in the signal processing unit 170 may process a base (Base), a treble (Treble), volume control, and the like.
  • a data processing unit (not shown) in the signal processing unit 170 may perform data processing of the demultiplexed data signal.
  • the demultiplexed data signal is an encoded data signal, it may be decoded.
  • the encoded data signal may be electronic program guide information including broadcast information such as start time and end time of a broadcast program aired on each channel.
  • FIG. 3 a block diagram of the signal processing unit 170 shown in FIG. 3 is a block diagram for an embodiment of the present invention. Each component of the block diagram may be integrated, added, or omitted according to the specification of the signal processing unit 170 that is actually implemented.
  • the frame rate converter 350 and the formatter 360 may be separately provided in addition to the image processor 320 .
  • the signal received from the Ethernet terminal (ETH) may be about 2.5V or more according to a standard or the like.
  • the signal processing unit 170 is recently manufactured by a nano process or the like, and accordingly, an internal allowable voltage is approximately 1.8V. Therefore, when a voltage signal higher than the internal allowable voltage is input according to a standard among the input signals input to the signal processing unit 170 , stress increases in the signal processing unit 170 , such that the operation is not smooth. do.
  • the voltage of the external input signal is higher than the allowable voltage inside the signal processing unit, it is preferable to separate and process the electric power level of the external input signal.
  • 4A illustrates an example of a level shifter for processing a signal received through an Ethernet terminal.
  • the level shifter 400 divides the voltage level of the signal received through the Ethernet terminal into two regions so as not to exceed the allowable voltage inside the signal processing unit 170 and processes it.
  • the low voltage region may be between 0V and VDD voltage
  • the high voltage region may be between VDDV and 2VDD voltage.
  • the level shifter 400 uses a first logic circuit (1-logic) for a low voltage region and uses a second logic circuit (2-logic) for a high voltage region.
  • the breakdown phenomenon is reduced.
  • the level shifter 400 when the level shifter 400 is turned off or powered down, the allowable voltage is exceeded due to a floating phenomenon in the elements outside the first logic circuit and the second logic circuit, resulting in breakdown. There is a downside to the phenomenon.
  • 4B illustrates another example of a level shifter for processing a signal received through an Ethernet terminal.
  • the level shifter 405 divides the voltage level of the signal received through the Ethernet terminal ETH into two regions so as not to exceed the allowable voltage of the signal processing device, and processes the divided area.
  • the low voltage region may be between 0V and VDD voltage
  • the high voltage region may be between VDDV and 2VDD voltage.
  • the level shifter 405 uses the first logic circuit 410 for a low voltage region and uses the second logic circuit 420 for a high voltage region.
  • the breakdown phenomenon is reduced.
  • the first logic circuit 410 and the second logic circuit 420 are allowed due to a floating phenomenon in external devices. There is a disadvantage that the voltage is exceeded and a breakdown phenomenon occurs.
  • FIG. 5 illustrates a level shifter for processing a signal received through an Ethernet terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the level shifter 455 of FIG. 5 includes a first logic circuit 510 for processing a low voltage region between 0V and VDD voltage, similar to the level shifter 405 of FIG. 4B , and VDD and a second logic circuit 522 for processing a high voltage region between voltages of 2VDD.
  • the level shifter 455 of FIG. 5 further includes a protection control circuit 530 between the first logic circuit 510 and the second logic circuit 522, unlike the level shifter 405 of FIG. 4B . can do.
  • the protection control circuit 530 is a protection switch 531 and a protection controller 532 for controlling the protection switch 531 may be provided.
  • the protection switch 531 of FIG. 5 based on the voltage supplied by the protection switch 531 , the elements located above and below do not exceed the allowable voltage, so that the breakdown phenomenon can be eliminated. .
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a power sequence of the level shifter of FIG. 5 .
  • VDD corresponds to the operating power of the protection switch 531
  • VDDH corresponds to the operating power of the second logic circuit 522 for processing a high voltage region
  • VDD_core is the protection control unit 532 . It can correspond to the operating power of
  • a time difference of P1 occurs between the Ta time point at which VDD changes from the low level to the high level and the Tb time point at which VDDH changes from the low level to the high level, and the Tb time point at which VDDH changes from the low level to the high level.
  • a time difference of P2 occurs between the time Tb when VDD_core changes from the low level to the high level.
  • the protection control unit 532 does not operate normally until the period P1 + P2, and as VDDH is supplied first, a breakdown phenomenon occurs between the actual devices. .
  • the protection control unit 532 be in a state in which the protection switch 531 can be operated even before VDDH is supplied.
  • the control unit 532 operates.
  • the protection switch 531 is turned on when the power of the protection control unit 532 is turned off or powered down. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down. Accordingly, it is possible to protect the internal circuit elements.
  • the protection switch 531 may be turned on. Accordingly, even when the operating power VDD_core is not applied to the protection control unit 532 , the breakdown phenomenon can be reduced.
  • the protection switch 531 may be turned on based on an input digital signal. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • the protection switch 531 when the operating power VDD for operating the protection switch 531 , the operating power VDDH for operating the second logic circuit 522 , and the operating power VDD_core are applied to the protection control unit 532 , the protection switch 531 may be turned off. Accordingly, when the operating power VDD_core is applied to the protection control unit 532 , a circuit operation may be stably performed.
  • the protection control unit 532 while the operating power VDD for the operation of the protection switch 531 is applied, the operating power VDDH for the operation of the second logic circuit 522 is applied, and the protection control unit When the operating power VDD_core is not applied to the 532 , a low-level signal may be output to the protection switch 531 . Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • the protection control unit 532 the operation power supply VDD for the operation of the protection switch 531 , the operation power supply VDDH for the operation of the second logic circuit 522 , and the operation power supply to the protection control unit 532 .
  • VDD_core a signal corresponding to the level of the input digital signal may be output to the protection switch 531 . Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • the protection control unit 532 the operation power supply VDD for the operation of the protection switch 531 , the operation power supply VDDH for the operation of the second logic circuit 522 , and the operation power supply to the protection control unit 532 .
  • VDD_core When (VDD_core) is applied, a high level signal may be output to the protection switch 531 . Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • FIG. 7A is an example of a circuit diagram of the protection control unit of FIG. 5
  • FIG. 7B is an example of a circuit diagram of the lamp generator of FIG. 7A .
  • the protection control unit 705 of FIG. 7A includes a level shifter 707 to which VDD_core power is supplied, a switching element S2 that switches based on the VDD voltage, and a high level based on the output of the level shifter 707 .
  • a ramp generator 720 that outputs a level signal or a low level signal may be provided.
  • the protection control unit 705 may output a control output signal as an output signal based on the high level or low level output signal of the ramp generation unit 720 .
  • a control output signal output from the protection control unit 705 may be transmitted to the core circuit by the switching element 713 .
  • the ramp generator 720 of FIG. 7B includes a comparator comp and logic circuit elements, and outputs a low level or a high level according to the supply of VDD power and VDD_core power.
  • the comparator comp when VDD power is supplied, the comparator comp outputs a low level, and the ramp generator 720 finally outputs a high level signal through a plurality of logic circuit elements.
  • the comparator comp when VDD_core power is supplied, the comparator comp outputs a high level, and the ramp generator 720 finally outputs a low level signal through a plurality of logic circuit elements.
  • the comparator comp when the VDD power is applied at a high level during the P1 period, the comparator comp outputs a low level, and eventually the ramp generator 720 outputs a high level.
  • the protection control unit 705 operates a NAND gate based on a high level output signal and a digital signal, and eventually, based on the control output signal output from the protection control unit 705 , the protection switch 531 is activated. It works.
  • the protection control unit 532 operates by the digital signal.
  • FIG. 8 illustrates a timing diagram according to the operation of the protection control unit of FIG. 7A .
  • VDD, VDDH, and VDD_core waveforms of FIG. 6 are the same as the VDD, VDDH, and VDD_core waveforms of FIG. 6 .
  • FIG. 8 illustrates a digital signal.
  • FIG. 8A (e) shows a signal applied to a switching element in the lamp generating unit 720 .
  • the low level in response to the VDD signal, the low level is switched to the high level, and the high level is switched to the low level at the time Tl.
  • FIG. 8A (f) shows a signal applied to the switching element S2 in the protection control unit 705 .
  • the low level is maintained until the time Tl, and then is switched from the low level to the high level at the time Tl.
  • FIG. 8A (g) shows an output signal of the protection control unit 705 .
  • the output signal of the protection control unit 705 maintains a low level.
  • the operation of the level shifter in the signal processing unit 170 described with reference to FIGS. 5 to 8 is applicable to various analog circuits.
  • FIG. 9 illustrates a signal processing circuit having a plurality of logic circuits and a protection control circuit disposed between each level shifter.
  • the plurality of logic circuits VA( 1 ) to VA(N) are serially connected to each other, and the voltage level of an input signal may be divided in series and level-shifted.
  • the plurality of logic circuits VA( 1 ) to VA(N) may be referred to as a plurality of level shifters.
  • the protection control circuits SW1 to SW(n-1) include a protection switch 531 and a protection control unit 532 for controlling the protection switch 531, respectively, as described in FIGS. 5 to 8 . can do.
  • the protection switch 531 is turned on when the protection control unit 532 is powered off or powered down. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down. Accordingly, it is possible to protect the internal circuit elements.
  • the protection switch 531 While the operating power VDD for the operation of the protection switch 531 is applied, the operation power VDDH for the operation of the adjacent second logic circuit 522 is applied, and the protection control unit 532 operates When the power VDD_core is not applied, the protection switch 531 may be turned on. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • the protection switch 531 may be turned on based on an input digital signal. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • the operating power VDD for operating the protection switch 531 the operating power VDDH for operating the adjacent second logic circuit 522 , and the operating power VDD_core are applied to the protection controller 532 .
  • the protection switch 531 may be turned off. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a power sequence in the signal processing circuit of FIG. 9 .
  • VDD corresponds to the operating power of the protection switch 531
  • VDDH corresponds to the operating power of the second logic circuit 522 for processing a high voltage region
  • VDD_core is the protection control unit 532 . It can correspond to the operating power of
  • a time difference of Pa1 occurs between the Ta1 time point at which VDD changes from the low level to the high level and the Ta2 time point at which VDDH changes from the low level to the high level, and the Ta2 time point at which VDDH changes from the low level to the high level.
  • a time difference of Pa2 occurs between the time point Ta2 when VDD_core changes from the low level to the high level.
  • the protection control unit 532 does not operate normally until the interval Pa1 + Pa2, and as VDDH is supplied first, a breakdown phenomenon occurs between the actual devices. .
  • the protection switch 531 is turned on when the power of the protection control unit 532 is turned off or powered down. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down. Accordingly, it is possible to protect the internal circuit elements.
  • the protection switch 531 may be turned on. Accordingly, even when the operating power VDD_core is not applied to the protection control unit 532 , the breakdown phenomenon can be reduced.
  • the operation of the protection control unit 532 may be the same as the description of FIGS. 5 to 8 .
  • FIG. 11 shows an internal circuit diagram of a Rail-to-Rail OPAMP 1100 .
  • FIG. 11 may include a plurality of protection control circuits PCa1 to PCa5. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • FIG. 12 shows an internal circuit diagram of a 2-stage OPAMP.
  • the stage operational amplifier 1200 may include a basic circuit BC, a feed forward circuit FFP, a first stage circuit FS, and an output stage circuit OS.
  • the output stage circuit OS may correspond to the first stage circuit.
  • FIG. 12 may include a plurality of protection control circuits PCb1 to PCb3. Accordingly, it is possible to reduce the breakdown phenomenon when the power is turned off or the power is down.
  • a protection switch and a protection control unit in the protection control circuit are used.
  • the circuit can be turned off by implementing the protection switch, the standby current consumption can be reduced to a minimum.
  • the operation of the protection control unit is implemented with a low current consumption and a small size, it becomes simpler than any other method.

Abstract

본 발명은 영상표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치는, 이더넷 단자로부터 수신되는 입력 신호를 처리하는 신호 처리 장치로서, 입력 신호의 전압 레벨 중 제1 전압 범위를 처리하는 제1 로직 회로와, 입력 전압의 전압 레벨 중 제1 전압 범위 보다 높은 제2 전압 범위를 처리를 제2 로직 회로와, 제1 로직 회로과 제2 로직 회로 사이에 배치되며, 보호 스위치와 보호 스위치를 제어하는 보호 제어부를 포함하는 보호 제어 회로를 구비하며, 보호 스위치는, 보호 제어부의 전원 오프 또는 파워 다운시에, 턴 온된다. 이에 의해, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.

Description

신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치
본 발명은 영상표시장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있는 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치에 관한 것이다.
신호 처리 장치는, 영상표시장치 내에 구비되어, 영상을 표시할 수 있도록 입력 영상에 대한 신호 처리를 수행하는 장치이다.
예를 들어, 신호 처리 장치는, 방송 신호 또는 HDMI 신호 등을 수신하고, 수신되는 방송 신호 또는 HDMI 신호에 기초한 신호 처리를 수행하여, 신호 처리된 영상 신호를 출력할 수 있다.
다른 예로, 신호 처리 장치는, 이더넷 단자로부터 신호를 수신하거나, 신호를 전송한다.
한편, 신호 처리 장치는, 다양한 신호 처리를 위해, 시스템 온 칩(SOC) 형태로 구현된다.
이러한 시스템 온 칩의 고도화를 위해, 반도체 공정이 사용되며, 특히, 반도체 공정 중의 하나인 CMOS 공정이 시간이 지나면서 점차 고도화 되고 있다.
한편, CMOS 공정에서 PMOS, NMOS 소자는 공정이 미세화될수록 Gate, Drain, Source 간의 거리가 가까워져 허용되는 전압이 낮아지고 있다.
하지만, 이더넷 단자를 통해 수신되는 신호 또는 전송되는 신호의 규격(standard)은, 여전히 높은 전원 전압을 요구하므로, 신호 처리 장치의 허용 전압을 초과하게 되면, 허용전압 초과(Over-voltage stress)로 인하여 신뢰성이 크게 문제가 된다.
한편, 아날로그 회로는, 회로 오프 상황이 존재하므로, 미세공정에서 이 상황으로 인한 신뢰성 문제를 해결해야 한다.
본 발명의 목적은, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있는 영상표시장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치는, 이더넷 단자로부터 수신되는 입력 신호를 처리하는 신호 처리 장치로서, 입력 신호의 전압 레벨 중 제1 전압 범위를 처리하는 제1 로직 회로와, 입력 전압의 전압 레벨 중 제1 전압 범위 보다 높은 제2 전압 범위를 처리를 제2 로직 회로와, 제1 로직 회로과 제2 로직 회로 사이에 배치되며, 보호 스위치와 보호 스위치를 제어하는 보호 제어부를 포함하는 보호 제어 회로를 구비하며, 보호 스위치는, 보호 제어부의 전원 오프 또는 파워 다운시에, 턴 온된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치는, 입력 신호의 전압 레벨 중 제1 전압 범위를 처리하는 제1 로직 회로와, 입력 전압의 전압 레벨 중 제1 전압 범위 보다 높은 제2 전압 범위를 처리를 제2 로직 회로와, 제1 로직 회로과 제2 로직 회로 사이에 배치되며, 보호 스위치와 보호 스위치를 제어하는 보호 제어부를 포함하는 보호 제어 회로를 구비하며, 입력 신호의 전원 레벨이 내부의 허용 전원 레벨 보다 더 크며, 보호 스위치는, 보호 제어부의 전원 오프 또는 파워 다운시에, 턴 온된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치는, 이더넷 단자로부터 수신되는 입력 신호를 처리하는 신호 처리 장치로서, 입력 신호의 전압 레벨 중 제1 전압 범위를 처리하는 제1 로직 회로와, 입력 전압의 전압 레벨 중 제1 전압 범위 보다 높은 제2 전압 범위를 처리를 제2 로직 회로와, 제1 로직 회로과 제2 로직 회로 사이에 배치되며, 보호 스위치와 보호 스위치를 제어하는 보호 제어부를 포함하는 보호 제어 회로를 구비하며, 보호 스위치는, 보호 제어부의 전원 오프 또는 파워 다운시에, 턴 온된다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다. 따라서, 내부 회로 소자들을 보호할 수 있게 된다.
한편, 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원이 인가되는 중에, 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원이 인가되고, 보호 제어부에 동작 전원이 인가되지 않는 경우, 보호 스위치는 턴 온될 수 있다. 이에 따라, 보호 제어부에 동작 전원이 인가되지 않는 경우에도 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원, 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원, 및 보호 제어부에 동작 전원이 인가되는 경우, 보호 스위치는, 입력되는 디지털 신호에 기초하여 턴 온될 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원, 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원, 및 보호 제어부에 동작 전원이 인가되는 경우, 보호 스위치는, 턴 오프될 수 있다. 이에 따라, 보호 제어부에 동작 전원이 인가되는 경우, 안정적으로 회로 동작이 수행될 수 있게 된다.
한편, 보호 제어부는, 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원이 인가되는 중에, 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원이 인가되고, 보호 제어부에 동작 전원이 인가되지 않는 경우, 로우 레벨의 신호를 보호 스위치로 출력할 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 보호 제어부는, 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원, 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원, 및 보호 제어부에 동작 전원이 인가되는 경우, 입력되는 디지털 신호의 레벨에 대응하는 신호를 보호 스위치로 출력할 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 보호 제어부는, 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원, 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원, 및 보호 제어부에 동작 전원이 인가되는 경우, 하이 레벨의 신호를 보호 스위치로 출력할 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 보호 제어부는, 보호 제어부의 동작을 위한 동작 전원이 공급되는 레벨 시프터와, 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원에 기초하여 스위칭하는 스위칭 소자와, 레벨 시프터의 출력에 기초하여, 하이 레벨 신호 또는 로우 레벨 신호를 출력하는 램프 생성부를 포함하며, 램프 생성부의 하이 레벨 또는 로우 레벨 출력 신호에 기초하여, 제어 출력 신호를 출력 신호를 출력할 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 램프 생성부는, 비교기 및 논리 회로 소자들을 구비하며, 보호 제어부의 동작을 위한 동작 전원과, 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원에 기초하여, 로우 레벨 또는 하이 레벨을 출력할 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 램프 생성부는, 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원이 인가되고, 보호 제어부에 동작 전원이 인가되지 않는 경우, 하이 레벨을 출력할 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 램프 생성부는, 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원이 인가되고, 보호 제어부에 동작 전원이 인가되는 경우, 로우 레벨을 출력할 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 처리 장치 및 이를 구비하는 영상표시장치는, 입력 신호의 전압 레벨 중 제1 전압 범위를 처리하는 제1 로직 회로와, 입력 전압의 전압 레벨 중 제1 전압 범위 보다 높은 제2 전압 범위를 처리를 제2 로직 회로와, 제1 로직 회로과 제2 로직 회로 사이에 배치되며, 보호 스위치와 보호 스위치를 제어하는 보호 제어부를 포함하는 보호 제어 회로를 구비하며, 입력 신호의 전원 레벨이 내부의 허용 전원 레벨 보다 더 크며, 보호 스위치는, 보호 제어부의 전원 오프 또는 파워 다운시에, 턴 온된다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다. 따라서, 내부 회로 소자들을 보호할 수 있게 된다.
한편, 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원이 인가되는 중에, 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원이 인가되고, 보호 제어부에 동작 전원이 인가되지 않는 경우, 보호 스위치는 턴 온될 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원, 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원, 및 보호 제어부에 동작 전원이 인가되는 경우, 보호 스위치는, 입력되는 디지털 신호에 기초하여 턴 온될 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원, 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원, 및 보호 제어부에 동작 전원이 인가되는 경우, 보호 스위치는, 턴 오프될 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 영상표시장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 3은 도 2의 신호 처리부의 내부 블록도의 일예이다.
도 4a는 이더넷 단자를 통해 수신되는 신호 처리를 위한 레벨 시프터의 일예를 예시한다.
도 4b는 이더넷 단자를 통해 수신되는 신호 처리를 위한 레벨 시프터의 다른 예를 예시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 단자를 통해 수신되는 신호 처리를 위한 레벨 시프터를 예시한다.
도 6은 도 5의 레벨 시프터의 파워 시퀀스의 일예를 도시한 도면이다.
도 7a는 도 5의 보호 제어부의 회로도의 일예이다.
도 7b는 도 7a의 램프 생성부의 회로도의 일예이다.
도 8은 도 7a의 보호 제어부의 동작에 따를 타이밍도를 예시한다.
도 9는 복수의 로직 회로와, 각 레벨 시프터 사이에 배치되는 보호 제어 회로를 구비하는 신호 처리 회로를 예시한다.
도 10은 도 9의 신호 처리 회로 내의 파워 시퀀스의 일예를 도시한 도면이다.
도 11은 레일 투 레일 오피앰프의 내부 회로도를 도시한다.
도 12는 2 스테이지 오피앰프의 내부 회로도를 도시한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 영상표시장치(100)는, 디스플레이(180)를 포함할 수 있다.
한편, 디스플레이(180)는 다양한 패널 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(180)는, 액정표시패널(LCD 패널), 유기발광패널(OLED 패널), 무기발광패널(LED 패널) 등 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 도 1의 영상표시장치(100)는, 모니터, TV, 태블릿 PC, 이동 단말기 등이 가능하다.
도 2는 도 1의 영상표시장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 영상표시장치(100)는, 영상 수신부(105), 외부장치 인터페이스부(130), 저장부(140), 사용자입력 인터페이스부(150), 센서부(미도시), 신호 처리부(170), 디스플레이(180), 오디오 출력부(185)를 포함할 수 있다.
영상 수신부(105)는, 튜너부(110), 복조부(120), 네트워크 인터페이스부(130), 외부장치 인터페이스부(130)를 포함할 수 있다.
한편, 영상 수신부(105)는, 도면과 달리, 튜너부(110), 복조부(120)와, 외부장치 인터페이스부(130)만을 포함하는 것도 가능하다. 즉, 네트워크 인터페이스부(130)를 포함하지 않을 수도 있다.
튜너부(110)는, 안테나(미도시)를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency) 방송 신호 중 사용자에 의해 선택된 채널 또는 기저장된 모든 채널에 해당하는 RF 방송 신호를 선택한다. 또한, 선택된 RF 방송 신호를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성신호로 변환한다.
예를 들어, 선택된 RF 방송 신호가 디지털 방송 신호이면 디지털 IF 신호(DIF)로 변환하고, 아날로그 방송 신호이면 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)로 변환한다. 즉, 튜너부(110)는 디지털 방송 신호 또는 아날로그 방송 신호를 처리할 수 있다. 튜너부(110)에서 출력되는 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)는 신호 처리부(170)로 직접 입력될 수 있다.
한편, 튜너부(110)는, 복수 채널의 방송 신호를 수신하기 위해, 복수의 튜너를 구비하는 것이 가능하다. 또는, 복수 채널의 방송 신호를 동시에 수신하는 단일 튜너도 가능하다.
복조부(120)는 튜너부(110)에서 변환된 디지털 IF 신호(DIF)를 수신하여 복조 동작을 수행한다.
복조부(120)는 복조 및 채널 복호화를 수행한 후 스트림 신호(TS)를 출력할 수 있다. 이때 스트림 신호는 영상 신호, 음성 신호 또는 데이터 신호가 다중화된 신호일 수 있다.
복조부(120)에서 출력한 스트림 신호는 신호 처리부(170)로 입력될 수 있다. 신호 처리부(170)는 역다중화, 영상/음성 신호 처리 등을 수행한 후, 디스플레이(180)에 영상을 출력하고, 오디오 출력부(185)로 음성을 출력한다.
외부장치 인터페이스부(130)는, 접속된 외부 장치(미도시), 예를 들어, 셋탑 박스(50)와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다. 이를 위해, 외부장치 인터페이스부(130)는, A/V 입출력부(미도시)를 포함할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(130)는, DVD(Digital Versatile Disk), 블루레이(Blu ray), 게임기기, 카메라, 캠코더, 컴퓨터(노트북), 셋탑 박스 등과 같은 외부 장치와 유/무선으로 접속될 수 있으며, 외부 장치와 입력/출력 동작을 수행할 수도 있다.
A/V 입출력부는, 외부 장치의 영상 및 음성 신호를 입력받을 수 있다. 한편, 무선 통신부(미도시)는, 다른 전자기기와 근거리 무선 통신을 수행할 수 있다.
이러한 무선 통신부(미도시)를 통해, 외부장치 인터페이스부(130)는, 인접하는 이동 단말기(600)와 데이터를 교환할 수 있다. 특히, 외부장치 인터페이스부(130)는, 미러링 모드에서, 이동 단말기(600)로부터 디바이스 정보, 실행되는 애플리케이션 정보, 애플리케이션 이미지 등을 수신할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(135)는, 영상표시장치(100)를 인터넷망을 포함하는 유/무선 네트워크와 연결하기 위한 인터페이스를 제공한다.
예를 들어, 네트워크 인터페이스부(135)는, 이더넷(ethernet) 단자(ETH) 네트워크를 통해 수신되는 다양한 데이터들을 수신하거나 외부로 전송할 수 있다.
한편, 네트워크 인터페이스부(135)는, 무선 통신부(미도시)를 포함할 수 있다.
저장부(140)는, 신호 처리부(170) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 신호 처리된 영상, 음성 또는 데이터 신호를 저장할 수도 있다.
또한, 저장부(140)는 외부장치 인터페이스부(130)로 입력되는 영상, 음성 또는 데이터 신호의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 저장부(140)는, 채널 맵 등의 채널 기억 기능을 통하여 소정 방송 채널에 관한 정보를 저장할 수 있다.
도 2의 저장부(140)가 신호 처리부(170)와 별도로 구비된 실시예를 도시하고 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다. 저장부(140)는 신호 처리부(170) 내에 포함될 수 있다.
사용자입력 인터페이스부(150)는, 사용자가 입력한 신호를 신호 처리부(170)로 전달하거나, 신호 처리부(170)로부터의 신호를 사용자에게 전달한다.
예를 들어, 원격제어장치(200)로부터 전원 온/오프, 채널 선택, 화면 설정 등의 사용자 입력 신호를 송신/수신하거나, 전원키, 채널키, 볼륨키, 설정치 등의 로컬키(미도시)에서 입력되는 사용자 입력 신호를 신호 처리부(170)에 전달하거나, 사용자의 제스처를 센싱하는 센서부(미도시)로부터 입력되는 사용자 입력 신호를 신호 처리부(170)에 전달하거나, 신호 처리부(170)로부터의 신호를 센서부(미도시)로 송신할 수 있다.
신호 처리부(170)는, 튜너부(110) 또는 복조부(120) 또는 네트워크 인터페이스부(135) 또는 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여, 입력되는 스트림을 역다중화하거나, 역다중화된 신호들을 처리하여, 영상 또는 음성 출력을 위한 신호를 생성 및 출력할 수 있다.
예를 들어, 신호 처리부(170)는, 영상 수신부(105)에서 수신된 방송 신호 또는 HDMI 신호 등을 수신하고, 수신되는 방송 신호 또는 HDMI 신호에 기초한 신호 처리를 수행하여, 신호 처리된 영상 신호를 출력할 수 있다.
신호 처리부(170)에서 영상 처리된 영상 신호는 디스플레이(180)로 입력되어, 해당 영상 신호에 대응하는 영상으로 표시될 수 있다. 또한, 신호 처리부(170)에서 영상 처리된 영상 신호는 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.
신호 처리부(170)에서 처리된 음성 신호는 오디오 출력부(185)로 음향 출력될 수 있다. 또한, 신호 처리부(170)에서 처리된 음성 신호는 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.
도 2에는 도시되어 있지 않으나, 신호 처리부(170)는 역다중화부, 영상처리부 등을 포함할 수 있다.
즉, 신호 처리부(170)는, 다양한 신호 처리를 수행할 수 있으며, 이에 따라, 시스템 온 칩(System On Chip,SOC)의 형태로 구현될 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.
그 외, 신호 처리부(170)는, 영상표시장치(100) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(170)는 튜너부(110)를 제어하여, 사용자가 선택한 채널 또는 기저장된 채널에 해당하는 RF 방송을 선택(Tuning)하도록 제어할 수 있다.
또한, 신호 처리부(170)는 사용자입력 인터페이스부(150)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 영상표시장치(100)를 제어할 수 있다.
한편, 신호 처리부(170)는, 영상을 표시하도록 디스플레이(180)를 제어할 수 있다. 이때, 디스플레이(180)에 표시되는 영상은, 정지 영상 또는 동영상일 수 있으며, 2D 영상 또는 3D 영상일 수 있다.
한편, 신호 처리부(170)는 디스플레이(180)에 표시되는 영상 내에, 소정 오브젝트가 표시되도록 할 수 있다. 예를 들어, 오브젝트는, 접속된 웹 화면(신문, 잡지 등), EPG(Electronic Program Guide), 다양한 메뉴, 위젯, 아이콘, 정지 영상, 동영상, 텍스트 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 신호 처리부(170)는, 촬영부(미도시)로부터 촬영된 영상에 기초하여, 사용자의 위치를 인식할 수 있다. 예를 들어, 사용자와 영상표시장치(100) 간의 거리(z축 좌표)를 파악할 수 있다. 그 외, 사용자 위치에 대응하는 디스플레이(180) 내의 x축 좌표, 및 y축 좌표를 파악할 수 있다.
디스플레이(180)는, 신호 처리부(170)에서 처리된 영상 신호, 데이터 신호, OSD 신호, 제어 신호 또는 외부장치 인터페이스부(130)에서 수신되는 영상 신호, 데이터 신호, 제어 신호 등을 변환하여 구동 신호를 생성한다.
한편, 디스플레이(180)는, 터치 스크린으로 구성되어 출력 장치 이외에 입력 장치로 사용되는 것도 가능하다.
오디오 출력부(185)는, 신호 처리부(170)에서 음성 처리된 신호를 입력 받아 음성으로 출력한다.
촬영부(미도시)는 사용자를 촬영한다. 촬영부(미도시)는 1 개의 카메라로 구현되는 것이 가능하나, 이에 한정되지 않으며, 복수 개의 카메라로 구현되는 것도 가능하다. 촬영부(미도시)에서 촬영된 영상 정보는 신호 처리부(170)에 입력될 수 있다.
신호 처리부(170)는, 촬영부(미도시)로부터 촬영된 영상, 또는 센서부(미도시)로부터의 감지된 신호 각각 또는 그 조합에 기초하여 사용자의 제스처를 감지할 수 있다.
전원 공급부(190)는, 영상표시장치(100) 전반에 걸쳐 해당 전원을 공급한다. 특히, 전원 공급부(190)는, 시스템 온 칩(System On Chip,SOC)의 형태로 구현될 수 있는 신호 처리부(170)와, 영상 표시를 위한 디스플레이(180), 및 오디오 출력을 위한 오디오 출력부(185) 등에 전원을 공급할 수 있다.
구체적으로, 전원 공급부(190)는, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터와, 직류 전원의 레벨을 변환하는 dc/dc 컨버터를 구비할 수 있다.
원격제어장치(200)는, 사용자 입력을 사용자입력 인터페이스부(150)로 송신한다. 이를 위해, 원격제어장치(200)는, 블루투스(Bluetooth), RF(Radio Frequency) 통신, 적외선(IR) 통신, UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 방식 등을 사용할 수 있다. 또한, 원격제어장치(200)는, 사용자입력 인터페이스부(150)에서 출력한 영상, 음성 또는 데이터 신호 등을 수신하여, 이를 원격제어장치(200)에서 표시하거나 음성 출력할 수 있다.
한편, 상술한 영상표시장치(100)는, 고정형 또는 이동형 디지털 방송 수신 가능한 디지털 방송 수신기일 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 영상표시장치(100)의 블록도는 본 발명의 일실시예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 영상표시장치(100)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다. 즉, 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다. 또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.
도 3은 도 2의 신호 처리부의 내부 블록도의 일예이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 의한 신호 처리부(170)는, 역다중화부(310), 영상 처리부(320), 프로세서(330), 오디오 처리부(370)를 포함할 수 있다. 그 외 , 데이터 처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
역다중화부(310)는, 입력되는 스트림을 역다중화한다. 예를 들어, MPEG-2 TS가 입력되는 경우 이를 역다중화하여, 각각 영상, 음성 및 데이터 신호로 분리할 수 있다. 여기서, 역다중화부(310)에 입력되는 스트림 신호는, 튜너부(110) 또는 복조부(120) 또는 외부장치 인터페이스부(130)에서 출력되는 스트림 신호일 수 있다.
영상 처리부(320)는, 입력되는 영상에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 처리부(320)는, 역다중화부(310)로부터 역다중화된 영상 신호의 영상 처리를 수행할 수 있다.
이를 위해, 영상 처리부(320)는, 영상 디코더(325), 스케일러(335), 화질 처리부(635), 영상 인코더(미도시), OSD 처리부(340), 프레임 레이트 변환부(350), 및 포맷터(360) 등을 포함할 수 있다.
영상 디코더(325)는, 역다중화된 영상신호를 복호화하며, 스케일러(335)는, 복호화된 영상신호의 해상도를 디스플레이(180)에서 출력 가능하도록 스케일링(scaling)을 수행한다.
영상 디코더(325)는 다양한 규격의 디코더를 구비하는 것이 가능하다. 예를 들어, MPEG-2, H,264 디코더, 색차 영상(color image) 및 깊이 영상(depth image)에 대한 3D 영상 디코더, 복수 시점 영상에 대한 디코더 등을 구비할 수 있다.
스케일러(335)는, 영상 디코더(325) 등에서 영상 복호 완료된, 입력 영상 신호를 스케일링할 수 있다.
예를 들어, 스케일러(335)는, 입력 영상 신호의 크기 또는 해상도가 작은 경우, 업 스케일링하고, 입력 영상 신호의 크기 또는 해상도가 큰 경우, 다운 스케일링할 수 있다.
화질 처리부(635)는, 영상 디코더(325) 등에서 영상 복호 완료된, 입력 영상 신호에 대한 화질 처리를 수행할 수 있다.
예를 들어, 화질 처리부(635)는, 입력 영상 신호의 노이즈 제거 처리를 하거나, 입력 영상 신호의 도계조의 해상를 확장하거나, 영상 해상도 향상을 수행하거나, 하이 다이나믹 레인지(HDR) 기반의 신호 처리를 하거나, 프레임 레이트를 가변하거나, 패널 특성, 특히 유기발광패널에 대응하는 화질 처리 등을 할 수 있다.
OSD 처리부(340)는, 사용자 입력에 따라 또는 자체적으로 OSD 신호를 생성한다. 예를 들어, 사용자 입력 신호에 기초하여, 디스플레이(180)의 화면에 각종 정보를 그래픽(Graphic)이나 텍스트(Text)로 표시하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 생성되는 OSD 신호는, 영상표시장치(100)의 사용자 인터페이스 화면, 다양한 메뉴 화면, 위젯, 아이콘 등의 다양한 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 생성되는 OSD 신호는, 2D 오브젝트 또는 3D 오브젝트를 포함할 수 있다.
또한, OSD 처리부(340)는, 원격제어장치(200)로부터 입력되는 포인팅 신호에 기초하여, 디스플레이에 표시 가능한, 포인터를 생성할 수 있다. 특히, 이러한 포인터는, 포인팅 신호 처리부에서 생성될 수 있으며, OSD 처리부(240)는, 이러한 포인팅 신호 처리부(미도시)를 포함할 수 있다. 물론, 포인팅 신호 처리부(미도시)가 OSD 처리부(240) 내에 구비되지 않고 별도로 마련되는 것도 가능하다.
프레임 레이트 변환부(Frame Rate Conveter, FRC)(350)는, 입력되는 영상의 프레임 레이트를 변환할 수 있다. 한편, 프레임 레이트 변환부(350)는, 별도의 프레임 레이트 변환 없이, 그대로 출력하는 것도 가능하다.
한편, 포맷터(Formatter)(360)는, 입력되는 영상 신호의 포맷을, 디스플레이에 표시하기 위한 영상 신호로 변화시켜 출력할 수 있다.
특히, 포맷터(Formatter)(360)는, 디스플레이 패널에 대응하도록 영상 신호의 포맷을 변화시킬 수 있다.
한편, 포맷터(360)는, 영상 신호의 포맷을 변경할 수도 있다. 예를 들어, 3D 영상 신호의 포맷을, 사이드 바이 사이드(Side by Side) 포맷, 탑 다운(Top / Down) 포맷, 프레임 시퀀셜(Frame Sequential) 포맷, 인터레이스 (Interlaced) 포맷, 체커 박스(Checker Box) 포맷 등의 다양한 3D 포맷 중 어느 하나의 포맷으로 변경할 수 있다.
프로세서(330)는, 영상표시장치(100) 내 또는 신호 처리부(170) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(330)는 튜너(110)를 제어하여, 사용자가 선택한 채널 또는 기저장된 채널에 해당하는 RF 방송을 선택(Tuning)하도록 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 사용자입력 인터페이스부(150)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 영상표시장치(100)를 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 네트워크 인터페이스부(135) 또는 외부장치 인터페이스부(130)와의 데이터 전송 제어를 수행할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 신호 처리부(170) 내의 역다중화부(310), 영상 처리부(320) 등의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 신호 처리부(170) 내의 오디오 처리부(370)는, 역다중화된 음성 신호의 음성 처리를 수행할 수 있다. 이를 위해 오디오 처리부(370)는 다양한 디코더를 구비할 수 있다.
또한, 신호 처리부(170) 내의 오디오 처리부(370)는, 베이스(Base), 트레블(Treble), 음량 조절 등을 처리할 수 있다.
신호 처리부(170) 내의 데이터 처리부(미도시)는, 역다중화된 데이터 신호의 데이터 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 역다중화된 데이터 신호가 부호화된 데이터 신호인 경우, 이를 복호화할 수 있다. 부호화된 데이터 신호는, 각 채널에서 방영되는 방송프로그램의 시작시간, 종료시간 등의 방송정보를 포함하는 전자 프로그램 가이드 정보(Electronic Program Guide) 정보일 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 신호 처리부(170)의 블록도는 본 발명의 일실시예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 신호 처리부(170)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다.
특히, 프레임 레이트 변환부(350), 및 포맷터(360)는 영상 처리부(320) 외에 별도로 마련될 수도 있다.
한편, 이더넷 단자(ETH)수신되는 신호는, 규격 등에 의해, 대략 2.5V 이상일 수 있다.
한편, 신호 처리부(170)는 최근 나노 공정 등에 의해 제조되며, 이에 따라 내부 허용 전압이, 대략 1.8V 이다. 따라서, 신호 처리부(170)에 입력되는 입력 신호 중 규격 등에 의해, 내부 허용 전압 보다 높은 전압 신호가 입력되는 경우, 신호 처리부(170)에 스트레스가 증가하는 등, 동작이 원활하지 않는 경우가 발생하게 된다.
이에, 외부 입력 신호의 전압이 신호 처리부 내부의 허용 전압 보다 높은 경우, 외부 입력 신호의 전아 레벨을 분리하여 처리하는 것이 바람직하다.
도 4a는 이더넷 단자를 통해 수신되는 신호 처리를 위한 레벨 시프터의 일예를 예시한다.
도면을 참조하면, 레벨 시프터(400)는, 신호 처리부(170) 내부의 허용 전압을 초과하지 않도록 하기 위해, 이더넷 단자를 통해 수신되는 신호의 전압 레벨을 2개의 영역으로 나누어 처리한다.
예를 들어, 낮은 전압 영역은, 0V에서 VDD 전압 사이이며, 높은 전압 영역은, VDDV에서 2VDD 전압 사이일 수 있다.
레벨 시프터(400)는, 낮은 전압 영역에 대해, 제1 로직 회로(1-logic)을 사용하고, 높은 전압 영역에 대해, 제2 로직 회로(2-logic)을 사용하게 된다.
이러한 레벨 시프터(400)에 의하면, 회로 동작시, 제1 로직 회로과 제2 로직 회로을 사용하므로, 브레이크 다운 현상은 저감되게 된다.
그러나, 레벨 시프터(400)가 오프(OFF) 또는 파워 다운(Power Down)되는 경우, 제1 로직 회로과 제2 로직 회로 외부의 소자들에게서 플로팅(Floating) 현상으로 인해 허용 전압을 초과하게 되어 브레이크 다운 현상이 발생하는 단점이 있다.
도 4b는 이더넷 단자를 통해 수신되는 신호 처리를 위한 레벨 시프터의 다른 예를 예시한다.
도면을 참조하면, 레벨 시프터(405)는, 신호 처리 장치의 허용 전압을 초과하지 않도록 하기 위해, 이더넷 단자(ETH)를 통해 수신되는 신호의 전압 레벨을 2개의 영역으로 나누어 처리한다.
예를 들어, 낮은 전압 영역은, 0V에서 VDD 전압 사이이며, 높은 전압 영역은, VDDV에서 2VDD 전압 사이일 수 있다.
구체적으로, 레벨 시프터(405)는, 낮은 전압 영역에 대해, 제1 로직 회로(410)을 사용하고, 높은 전압 영역에 대해, 제2 로직 회로(420))을 사용하게 된다.
이러한 레벨 시프터(405)에 의하면, 회로 동작시, 제1 로직 회로(410)과 제2 로직 회로(420)을 사용하므로, 브레이크 다운 현상은 저감되게 된다.
그러나, 레벨 시프터(405)가 오프(OFF) 또는 파워 다운(Power Down)되는 경우, 제1 로직 회로(410)과 제2 로직 회로(420) 외부의 소자들에게서 플로팅(Floating) 현상으로 인해 허용 전압을 초과하게 되어 브레이크 다운 현상이 발생하는 단점이 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 단자를 통해 수신되는 신호 처리를 위한 레벨 시프터를 예시한다.
도면을 참조하면, 도 5의 레벨 시프터(455)는, 도 4b의 레벨 시프터(405)와 유사하게, 0V에서 VDD 전압 사이의 낮은 전압 영역의 처리를 위한 제1 로직 회로(510)과, VDD에서 2VDD 전압 사이의 높은 전압 영역의 처리를 위한 제2 로직 회로(522)를 포함한다.
한편, 도 5의 레벨 시프터(455)는, 도 4b의 레벨 시프터(405)와 달리, 제1 로직 회로(510)과, 제2 로직 회로(522) 사이의 보호 제어 회로(530)를 더 구비할 수 있다.
즉, 레벨 시프터(455)가 오프(OFF) 또는 파워 다운(Power Down)되는 경우, 외부 소자의 플로팅(Floating)에 의한, 브레이크 다운 현상을 저감하기 위해, 보호 제어 회로(530)는, 보호 스위치(531)와 보호 스위치(531)의 제어를 위한 보호 제어부(protection controller)(532)를 구비할 수 있다.
한편, 도 5의 보호 스위치(531)에 의하면, 보호 스위치(531)가 공급하는 전압을 기준으로, 상부와 하부에 위치한 소자들이 허용 전압을 초과하지 않게 되므로, 브레이크 다운 현상을 제거할 수 있게 된다.
도 6은 도 5의 레벨 시프터의 파워 시퀀스의 일예를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, VDD는 보호 스위치(531)의 동작 전원에 대응하며, VDDH는, 높은 전압 영역의 처리를 위한 제2 로직 회로(522)의 동작 전원에 대응하며, VDD_core는 보호 제어부(532)의 동작 전원에 대응할 수 있다.
도면에서에 같이, VDD가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변하는 Ta 시점과, VDDH가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변하는 Tb 시점 사이에는, P1의 시간 차가 발생하며, VDDH가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변하는 Tb 시점과, VDD_core가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화는 Tb 시점 사이에는 P2의 시간 차가 발생한다.
이에 따라, 도 6과 같이 파워 시퀀스가 공급되는 경우, P1 + P2 구간까지 보호 제어부(532)는 정상 작동이 되지 않고, VDDH가 먼저 공급됨에 따라, 실제 소자들 사이에서 브레이크 다운 현상이 발생하게 된다.
따라서, VDDH가 공급되기 전에도, 보호 제어부(532)가 보호 스위치(531)를 동작시킬 수 있는 상태가 되는 것이 바람직하며, VDDH가 공급된 이후, VDD_core 전원이 공급되는 경우, 디지털의 신호에 의해 보호 제어부(532)가 동작하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따르면, 보호 스위치(531)는, 보호 제어부(532)의 전원 오프 또는 파워 다운시에, 턴 온된다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다. 따라서, 내부 회로 소자들을 보호할 수 있게 된다.
한편, 보호 스위치(531)의 동작을 위한 동작 전원(VDD)이 인가되는 중에, 제2 로직 회로(522)의 동작을 위한 동작 전원(VDDH)이 인가되고, 보호 제어부(532)에 동작 전원(VDD_core)이 인가되지 않는 경우, 보호 스위치(531)는 턴 온될 수 있다. 이에 따라, 보호 제어부(532)에 동작 전원(VDD_core)이 인가되지 않는 경우에도 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 보호 스위치(531)의 동작을 위한 동작 전원(VDD), 제2 로직 회로(522)의 동작을 위한 동작 전원(VDDH), 및 보호 제어부(532)에 동작 전원(VDD_core)이 인가되는 경우, 보호 스위치(531)는, 입력되는 디지털 신호에 기초하여 턴 온될 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 보호 스위치(531)의 동작을 위한 동작 전원(VDD), 제2 로직 회로(522)의 동작을 위한 동작 전원(VDDH), 및 보호 제어부(532)에 동작 전원(VDD_core)이 인가되는 경우, 보호 스위치(531)는, 턴 오프될 수 있다. 이에 따라, 보호 제어부(532)에 동작 전원(VDD_core)이 인가되는 경우, 안정적으로 회로 동작이 수행될 수 있게 된다.
한편, 보호 제어부(532)는, 보호 스위치(531)의 동작을 위한 동작 전원(VDD)이 인가되는 중에, 제2 로직 회로(522)의 동작을 위한 동작 전원(VDDH)이 인가되고, 보호 제어부(532)에 동작 전원(VDD_core)이 인가되지 않는 경우, 로우 레벨의 신호를 보호 스위치(531)로 출력할 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 보호 제어부(532)는, 보호 스위치(531)의 동작을 위한 동작 전원(VDD), 제2 로직 회로(522)의 동작을 위한 동작 전원(VDDH), 및 보호 제어부(532)에 동작 전원(VDD_core)이 인가되는 경우, 입력되는 디지털 신호의 레벨에 대응하는 신호를 보호 스위치(531)로 출력할 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 보호 제어부(532)는, 보호 스위치(531)의 동작을 위한 동작 전원(VDD), 제2 로직 회로(522)의 동작을 위한 동작 전원(VDDH), 및 보호 제어부(532)에 동작 전원(VDD_core)이 인가되는 경우, 하이 레벨의 신호를 보호 스위치(531)로 출력할 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
도 7a는 도 5의 보호 제어부의 회로도의 일예이고, 도 7b는 도 7a의 램프 생성부의 회로도의 일예이다.
도면을 참조하면, 도 7a의 보호 제어부(705)는, VDD_core 전원이 공급되는 레벨 시프터(707), VDD 전압에 기초하여 스위칭하는 스위칭 소자(S2), 레벨 시프터(707)의 출력에 기초하여 하이 레벨 신호 또는 로우 레벨 신호를 출력하는 램프 생성부(720)를 구비할 수 있다.
그리고, 보호 제어부(705)는, 램프 생성부(720)의 하이 레벨 또는 로우 레벨 출력 신호에 기초하여, 제어 출력 신호를 출력 신호를 출력할 수 있다.
그리고, 보호 제어부(705)로부터 출력되는 제어 출력 신호(controller output)는, 스위칭 소자(713)에 의해, 코어 회로로 전달될 수 있다.
한편, 도 7b의 램프 생성부(720)는, 비교기(comp) 및 논리 회로 소자들 등을 구비하고, VDD 전원과 VDD_core 전원의 공급에 따라, 로우 레벨 또는 하이 레벨을 출력한다.
구체적으로, VDD 전원이 공급되는 경우, 비교기(comp)는, 로우 레벨을 출력하고, 복수의 논리 회로 소자들을 통해, 램프 생성부(720)는, 최종적으로 하이 레벨의 신호를 출력한다.
한편, VDD_core 전원이 공급되는 경우, 비교기(comp)는, 하이 레벨을 출력하고, 복수의 논리 회로 소자들을 통해, 램프 생성부(720)는, 최종적으로 로우 레벨의 신호를 출력한다.
도 6과 같이, P1 기간 동안, VDD 전원이 하이 레벨로 인가되는 경우, 비교기(comp)는, 로우 레벨을 출력하고, 결국 램프 생성부(720)는, 하이 레벨을 출력한다.
그리고, 보호 제어부(705)는 하이 레벨의 출력 신호와, 디지털 신호에 기초하여, 낸드 게이트가 동작하며, 결국, 보호 제어부(705)에서 출력되는 제어 출력 신호에 기초하여, 보호 스위치(531)가 동작한다.
즉, VDD_core 전원이 공급되면서 디지털의 신호에 의해 보호 제어부(532)가 동작하게 된다.
한편, VDD_core 전원이 공급되지 않는 경우에는, 램프 생성부(720)가 오프되므로, 누설 전류가 발생하지 않으며, 따라서, 보호 스위치(531)가 동작하지 않게 된다.
도 8은 도 7a의 보호 제어부의 동작에 따를 타이밍도를 예시한다.
도 8의 (a) 내지 도 8의 (c)는, 도 6의 VDD, VDDH, VDD_core 파형과 동일한다.
한편, 도 8의 (d) 는 디지털 신호를 예시한다.
도 8의 (a) 내지 (d)에 따르면, VDDH가 하이 레벨로 변하는 Tk와, VDD_core 가 하이 레벨로 변하는 Tl 사이인 Pa 이전에는 오프 상태이며, 디지털 신호가 로우 레벨을 유지한다.
이에 따라, Pa 구간 동안, 외부 소자의 플로팅(Floating)에 의한, 브레이크 다운 현상이 발생하게 된다.
도 8a의 (e)는, 램프 생성부(720) 내의 스위칭 소자에 인가되는 신호를 나타낸다.
특히, VDD 신호에 대응하여, 로우 레벨에서 하이 레벨로 전환되며, Tl 시점에 하이 레벨에서 로우 레벨로 전환된다.
도 8a의 (f)는, 보호 제어부(705) 내의 스위칭 소자(S2)에 인가되는 신호를 나타낸다.
특히, Tl 시점까지 로우 레벨을 유지하다가, Tl 시점에 로우 레벨에서 하이 레벨로 전환된다.
도 8a의 (g)는, 보호 제어부(705)의 출력 신호를 나타낸다.
예를 들어, Tl까지 디털 신호가 인가되지 않더라도, 보호 제어부(705)의 출력 신호는 로우 레벨을 유지하게 된다.
특히, 도 8의 (a)와 같이, 보호 스위치(531)의 동작을 위한 동작 전원(VDD)이 로우 레벨에서 하이 레벨로 전환되더라도, 보호 제어부(705)의 출력 신호는 로우 레벨을 유지하게 된다.
또한, 도 8의 (b)와 같이, 제2 로직 회로(522)의 동작을 위한 동작 전원(VDDH)이, 로우 레벨에서 하이 레벨로 전환되더라도, 보호 제어부(705)의 출력 신호는 로우 레벨을 유지하게 된다.
한편, 도 8의 (c)와 같이, 보호 제어부(532)에 동작 전원(VDD_core)이 로우 레벨에서 하이 레벨로 전환되는 경우, 입력되는 디지털 신호에 따라, 하이 레벨 또는 로우 레벨을 유지할 수 있다.
예를 들어, 보호 제어부(532)에 동작 전원(VDD_core)이 로우 레벨에서 하이 레벨로 전환되는 경우, 입력되는 디지털 신호가 하이 레벨을 유지하는 경우, 보호 제어부(705)의 출력 신호는 하이 레벨을 유지하게 된다.
따라서, 보호 제어부(705)의 출력 신호가 로우 레벨인 Tl 시점까지는, 보호 스위치(531)의 게이트 단자에 입력되는 로우 레벨로 인하여, 턴 온되며, 보호 제어부(705)의 출력 신호가 로우 레벨인 Tl 시점 이후부터는, 보호 스위치(531)의 게이트 단자에 입력되는 하이 레벨로 인하여, 턴 오프되게 된다.
띠라서, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있으며, 그 이후, 안정적으로, 레벨 시프트 동작 등이 수행되게 된다.
한편, 도 5 내지 도 8에서 기술한, 신호 처리부(170) 내의 레벨 시프터의 동작 등은, 다양한 아날로그 회로에 적용 가능하다.
예를 들어, 입력 신호의 전원 레벨이 내부의 허용 전원 레벨 보다 더 큰 모든 아날로그 회로에 적용 가능하다.
도 9는 복수의 로직 회로와, 각 레벨 시프터 사이에 배치되는 보호 제어 회로를 구비하는 신호 처리 회로를 예시한다.
도면을 참조하면, 복수의 로직 회로(VA(1)~VA(N))는, 서로 직렬 접속되며, 입력되는 입력 신호의 전압 레벨을 직렬로 구분하여, 레벨 시프트할 수 있다.
이에 따라, 복수의 로직 회로(VA(1)~VA(N))는 복수의 레벨 시프터라 명명할 수도 있다.
한편, 보호 제어 회로(SW1~SW(n-1))는, 도 5 내지 도 8에서 기술한 바와 같이, 보호 스위치(531)와 보호 스위치(531)를 제어하는 보호 제어부(532)를 각각 포함할 수 있다.
그리고, 입력 신호의 전원 레벨이 내부의 허용 전원 레벨 보다 더 큰 경우, 보호 스위치(531)는, 보호 제어부(532)의 전원 오프 또는 파워 다운시에, 턴 온된다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다. 따라서, 내부 회로 소자들을 보호할 수 있게 된다.
한편, 보호 스위치(531)의 동작을 위한 동작 전원(VDD)이 인가되는 중에, 인접하는 제2 로직 회로(522)의 동작을 위한 동작 전원(VDDH)이 인가되고, 보호 제어부(532)에 동작 전원(VDD_core)이 인가되지 않는 경우, 보호 스위치(531)는 턴 온될 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 보호 스위치(531)의 동작을 위한 동작 전원(VDD), 제2 로직 회로(522)의 동작을 위한 동작 전원(VDDH), 및 보호 제어부(532)에 동작 전원(VDD_core)이 인가되는 경우, 보호 스위치(531)는, 입력되는 디지털 신호에 기초하여 턴 온될 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 보호 스위치(531)의 동작을 위한 동작 전원(VDD), 인접하는 제2 로직 회로(522)의 동작을 위한 동작 전원(VDDH), 및 보호 제어부(532)에 동작 전원(VDD_core)이 인가되는 경우, 보호 스위치(531)는, 턴 오프될 수 있다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
도 10은 도 9의 신호 처리 회로 내의 파워 시퀀스의 일예를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, VDD는 보호 스위치(531)의 동작 전원에 대응하며, VDDH는, 높은 전압 영역의 처리를 위한 제2 로직 회로(522)의 동작 전원에 대응하며, VDD_core는 보호 제어부(532)의 동작 전원에 대응할 수 있다.
도면에서에 같이, VDD가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변하는 Ta1 시점과, VDDH가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변하는 Ta2 시점 사이에는, Pa1의 시간 차가 발생하며, VDDH가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변하는 Ta2 시점과, VDD_core가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화는 Ta2 시점 사이에는 Pa2의 시간 차가 발생한다.
이에 따라, 도 10과 같이 파워 시퀀스가 공급되는 경우, Pa1 + Pa2 구간까지 보호 제어부(532)는 정상 작동이 되지 않고, VDDH가 먼저 공급됨에 따라, 실제 소자들 사이에서 브레이크 다운 현상이 발생하게 된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따르면, 보호 스위치(531)는, 보호 제어부(532)의 전원 오프 또는 파워 다운시에, 턴 온된다. 이에 따라, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다. 따라서, 내부 회로 소자들을 보호할 수 있게 된다.
한편, 보호 스위치(531)의 동작을 위한 동작 전원(VDD)이 인가되는 중에, 제2 로직 회로(522)의 동작을 위한 동작 전원(VDDH)이 인가되고, 보호 제어부(532)에 동작 전원(VDD_core)이 인가되지 않는 경우, 보호 스위치(531)는 턴 온될 수 있다. 이에 따라, 보호 제어부(532)에 동작 전원(VDD_core)이 인가되지 않는 경우에도 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 도 9와 관련하여, 보호 제어부(532)의 동작은, 도 5 내지 도 8의 설명과 동일할 수 있다.
도 11은 레일 투 레일 오피앰프(Rail-to-Rail OPAMP)(1100)의 내부 회로도를 도시한다.
도면을 참조하면, 레일 투 레일 오피앰프(1100)에 입력되는 입력 신호의 전원 레벨이, 내부 허용 전원 레벨 보다 큰 경우, 도 5 내지 도 8의 설명에서와 같은 동작이 가능하다.
이를 위해, 도 11은, 복수의 보호 제어 회로(PCa1~PCa5)를 구비할 수 있다. 따라서, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
도 12는 2 스테이지 오피앰프(2-stage OPAMP)의 내부 회로도를 도시한다.
도면을 참조하면, 스테이지 오피앰프(1200)는, 베이직 회로(BC), 피드 포워드 회로(FFP), 제1 스테이지 회로(FS), 및 출력 스테이지 회로(OS)를 구비할 수 있다. 여기서, 출력 스테이지 회로(OS)는, 제1 스테이지 회로에 대응할 수 있다.
한편, 2 스테이지 오피앰프(1200)에 입력되는 입력 신호의 전원 레벨이, 내부 허용 전원 레벨 보다 큰 경우, 도 5 내지 도 8의 설명에서와 같은 동작이 가능하다.
이를 위해, 도 12는, 복수의 보호 제어 회로(PCb1~PCb3)를 구비할 수 있다. 따라서, 전원 오프 또는 파워 다운시 브레이크 다운 현상을 저감할 수 있게 된다.
한편, 신호 처리부(170)가 구현되는 시스템 온 칩(SOC)의 공정이 진화될수록 각 회로 소자의 허용 전압이 낮아지게 되지만, 외부 입력 신호의 전원 레벨이 높아지게 된다.
이에 따라, 신호 처리부(170) 내의 각 소자들의 허용 전압을 초과하게 되면, 허용전압 초과(Over-voltage stress)로 인하여 신뢰성이 크게 문제가 된다.
한편, 아날로그 회로는, 회로 오프 상황이 존재하므로, 미세공정에서 이 상황으로 인한 신뢰성 문제를 해결해야 한다.
이에 본 발명에서는, 상기의 문제 해결을 위해, 보호 제어 회로 내의 보호 스위치 및 보호 제어부를 통해 해결한다.
특히, 보호 스위치 구현을 통해, 회로 오프가 가능하게 되므로, 대기 소모 전류를 최소로 줄일 수 있게 된다.
한편, 보호 제어부의 동작은, 낮은 소모 전류 및 작은 사이즈를 가지고 구현되므로, 다른 어떠한 방법들보다도 간단하게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (16)

  1. 이더넷 단자로부터 수신되는 입력 신호를 처리하는 신호 처리 장치에 있어서,
    상기 입력 신호의 전압 레벨 중 제1 전압 범위를 처리하는 제1 로직 회로;
    상기 입력 전압의 전압 레벨 중 상기 제1 전압 범위 보다 높은 제2 전압 범위를 처리를 제2 로직 회로;
    상기 제1 로직 회로과 상기 제2 로직 회로 사이에 배치되며, 보호 스위치와 상기 보호 스위치를 제어하는 보호 제어부를 포함하는 보호 제어 회로;를 구비하며,
    상기 보호 스위치는,
    상기 보호 제어부의 전원 오프 또는 파워 다운시에, 턴 온되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원이 인가되는 중에, 상기 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원이 인가되고, 상기 보호 제어부에 동작 전원이 인가되지 않는 경우, 상기 보호 스위치는 턴 온되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원, 상기 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원, 및 상기 보호 제어부에 동작 전원이 인가되는 경우, 상기 보호 스위치는, 입력되는 디지털 신호에 기초하여 턴 온되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원, 상기 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원, 및 상기 보호 제어부에 동작 전원이 인가되는 경우, 상기 보호 스위치는, 턴 오프되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보호 제어부는,
    상기 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원이 인가되는 중에, 상기 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원이 인가되고, 상기 보호 제어부에 동작 전원이 인가되지 않는 경우, 로우 레벨의 신호를 상기 보호 스위치로 출력하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보호 제어부는,
    상기 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원, 상기 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원, 및 상기 보호 제어부에 동작 전원이 인가되는 경우, 입력되는 디지털 신호의 레벨에 대응하는 신호를 상기 보호 스위치로 출력하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 보호 제어부는,
    상기 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원, 상기 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원, 및 상기 보호 제어부에 동작 전원이 인가되는 경우, 하이 레벨의 신호를 상기 상기 보호 스위치로 출력하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보호 제어부는,
    상기 보호 제어부의 동작을 위한 동작 전원이 공급되는 레벨 시프터;
    상기 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원에 기초하여 스위칭하는 스위칭 소자;
    상기 레벨 시프터의 출력에 기초하여, 하이 레벨 신호 또는 로우 레벨 신호를 출력하는 램프 생성부;를 포함하며,
    상기 램프 생성부의 하이 레벨 또는 로우 레벨 출력 신호에 기초하여, 제어 출력 신호를 출력 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 램프 생성부는,
    비교기 및 논리 회로 소자들을 구비하며, 상기 보호 제어부의 동작을 위한 동작 전원과, 상기 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원에 기초하여, 로우 레벨 또는 하이 레벨을 출력하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 램프 생성부는,
    상기 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원이 인가되고, 상기 보호 제어부에 동작 전원이 인가되지 않는 경우, 하이 레벨을 출력하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 램프 생성부는,
    상기 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원이 인가되고, 상기 보호 제어부에 동작 전원이 인가되는 경우, 로우 레벨을 출력하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  12. 입력 신호의 전압 레벨 중 제1 전압 범위를 처리하는 제1 로직 회로;
    상기 입력 전압의 전압 레벨 중 상기 제1 전압 범위 보다 높은 제2 전압 범위를 처리를 제2 로직 회로;
    상기 제1 로직 회로과 상기 제2 로직 회로 사이에 배치되며, 보호 스위치와 상기 보호 스위치를 제어하는 보호 제어부를 포함하는 보호 제어 회로;를 구비하며,
    상기 입력 신호의 전원 레벨이 내부의 허용 전원 레벨 보다 더 크며,
    상기 보호 스위치는,
    상기 보호 제어부의 전원 오프 또는 파워 다운시에, 턴 온되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원이 인가되는 중에, 상기 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원이 인가되고, 상기 보호 제어부에 동작 전원이 인가되지 않는 경우, 상기 보호 스위치는 턴 온되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원, 상기 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원, 및 상기 보호 제어부에 동작 전원이 인가되는 경우, 상기 보호 스위치는, 입력되는 디지털 신호에 기초하여 턴 온되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 보호 스위치의 동작을 위한 동작 전원, 상기 제2 로직 회로의 동작을 위한 동작 전원, 및 상기 보호 제어부에 동작 전원이 인가되는 경우, 상기 보호 스위치는, 턴 오프되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  16. 디스플레이;
    상기 디스플레이에 표시 데이터를 출력하는 신호 처리부;를 포함하고,
    상기 신호 처리부는,
    제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 신호 처리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
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