(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2008년07월25일
(11) 등록번호 10-0848545
(24) 등록일자 2008년07월21일
(51) Int. Cl.

H04N 5/44 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2007-0083302
(22) 출원일자 2007년08월20일
심사청구일자 2007년08월20일
(56) 선행기술조사문헌
JP2000231539 A
KR1019980046450 A
KR1019990009678 A
KR1020070010595 A
(73) 특허권자
주식회사 디지털존
서울시 구로구 구로동 197-10 이엔씨벤처드림타워
2차 1001호
(72) 발명자
이천만
경기 시흥시 정왕동 1872-4 영남아파트 312-204
전윤석
서울 관악구 신림본동 10-227 204호
(74) 대리인
남정길
전체 청구항 수 : 총 3 항 심사관 : 정윤석
(54) Ｉ２Ｃ 버스 프로토콜을 기반으로 마스터와 복수의슬레이브를 구비한 장치
(57) 요 약
본 발명은 I2C(Inter - Integrated Circuit) 버스 프로토콜을 기반으로 마스터와 복수의 슬레이브를 구비한 장
치에 관한 것으로, 이 장치는, 마스터; 상기 마스터와 I2C 버스 프로토콜 기반의 통신을 수행할 수 있으며, 동일
한 기기 주소를 가진 복수의 슬레이브; 상기 마스터와 I2C 버스 프로토콜 기반의 통신을 수행하여, 상기 마스터
와 연결할 타겟 슬레이브의 연결 식별자를 획득하는 연결정보 획득부; 및 상기 획득된 연결 식별자에 해당하는
슬레이브와 상기 마스터를 I2C 버스로 연결하는 스위칭부를 포함하여 이루어진다. 본 발명에 따르면, 프로토콜의
변경 또는 추가 없이 간단한 방법으로, 마스터는 동일한 기기 주소를 가진 슬레이브들과 개별적으로 I2C 버스 상
에서 통신을 수행할 수 있다.
대표도 - 도3
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등록특허 10-0848545
특허청구의 범위
청구항 1
마스터;
상기 마스터와 I2C(Inter - Integrated Circuit) 버스 프로토콜 기반의 통신을 수행할 수 있으며, 동일한 기기
주소를 가진 복수의 슬레이브;
상기 마스터와 I2C 버스 프로토콜 기반의 통신을 수행하여, 상기 마스터와 연결할 타겟 슬레이브의 연결 식별
자를 획득하는 연결정보 획득부; 및
상기 획득된 연결 식별자에 해당하는 슬레이브(타겟 슬레이브)와 상기 마스터를 I2C 버스로 연결하는 스위칭부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 I2C 버스 프로토콜을 기반으로 마스터와 복수의 슬레이브를 구비한 장치.
청구항 2
제1항에 있어서, 상기 마스터는
I2C 버스 프로토콜의 기기 주소 필드 및 데이터 필드에 각각 상기 연결정보 획득부의 기기 주소 및 상기 타겟
슬레이브의 연결 식별자를 실어 상기 연결정보 획득부와 I2C 버스 프로토콜 기반의 통신을 수행하는 것을 특징
으로 하는 I2C 버스 프로토콜을 기반으로 마스터와 복수의 슬레이브를 구비한 장치.
청구항 3
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 마스터는 멀티미디어 데이터를 복호하여, 복호된 데이터 및 상기 타겟 슬레이브에 대한 제어데이터를 제
공하는 복호 및 제어 모듈이며,
상기 복수의 슬레이브 각각은 HDMI 포트를 가진 외부의 디스플레이 장치와 각각 연결하기 위한 HDMI 송신 모듈
을 구비하는 것을 특징으로 하는 I2C 버스 프로토콜을 기반으로 마스터와 복수의 슬레이브를 구비한 장치.
명 세 서
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 I2C 버스 프로토콜을 기반으로 마스터와 복수의 슬레이브를 구비한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하<7>
게는 프로토콜의 변경 또는 추가 없이 간단한 방법으로, 마스터가 동일한 기기 주소를 가진 슬레이브들과 개별
적으로 I2C 버스 상에서 통신을 수행할 수 있도록 하는 마스터와 복수의 슬레이브를 구비한 장치에 관한
것이다.
일반적으로 모니터, TV 등과 같은 디스플레이 장치는 컴퓨터, DVD 플레이어 등 다양한 멀티미디어 재생 장치들<8>
과 연결되어 영상을 표시한다.
VESA(Video Electronics Standard Association)에서는 디스플레이 장치에 관한 정보를 담고 있는 EDID와, 멀티<9>
미디어 제공 장치 및 디스플레이 장치 간의 통신을 위한 DDC(Display Data Channel) 프로토콜을 제정하였다.
DDC 프로토콜에 따르면, 디스플레이 장치를 멀티미디어 제공 장치에 연결하고, 디스플레이 장치에 전원을 인가
하면, 멀티미디어 재생 장치에 EDID를 제공하고, 멀티미디어 재생 장치는 디스플레이 장치로부터 제공되는 EDID
에 맞는 모드로 디스플레이 장치가 영상을 디스플레이할 수 있도록 하는 영상 신호를 제공한다.
도 1은 일반적인 멀티미디어 재생 장치(100)와 디스플레이 장치(180)로 이루어진 시스템을 예시하는<10>
블록도이다.
도 1을 참조하면, 멀티미디어 재생 장치(100)는 사용자 인터페이스(110), 저장부(120), 복호부(130), 송수신부<11>
(140) 및 제어부(150)를 포함하여 이루어진다. 한편, 복호부(130) 및 제어부(150)가 하나의 칩 즉, 복호 및 제
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어 모듈(160)로 이루어진 것과 같이 다양한 방식으로 멀티미디어 재생 장치를 구현할 수 있음은 이 분야에 종사
하는 자라면 충분히 이해할 수 있다.
사용자 인터페이스(110)는 사용자로부터 각종 정보 또는 명령을 입력 받으며, 멀티미디어 재생 장치(100)가 제<12>
공할 수 있는 각종 정보를 사용자에게 화면, 소리, 램프 점멸 등을 통하여 제공한다.
저장부(120)는 하드디스크, DVD 드라이브 등의 형태로 존재하여 멀티미디어 데이터를 저장한다. <13>
복호 및 제어 모듈(160)은 복호 및 제어 기능을 수행한다. 구체적으로, 복호부(130)는 저장부(120)에 저장된 멀<14>
티미디어를 복호하여 복호된 데이터를 송수신부(140)에 제공하며, 제어부(150)는 도 1의 각종 모듈을 제어하기
위한 제어 데이터(또는 제어 신호)를 생성하여, 각종 모듈에 제공한다.
송수신부(140)는 디스플레이 장치(180)로부터 EDID를 수신하며, 복호부(130)에서 복호된 데이터를 소정의 신호<15>
로 변환하여 디스플레이 장치(180)에 제공한다. 일반적으로 이러한 송수신부(140)는 HDMI 송신(Tx) 모듈로 구현
된다. 현재 상용화된 HDMI 송신 모듈의 예로는 실리콘 이미지의 SiI™ 9030™ transmitter를 들 수 있다.
한편, 데모 환경에서와 같이, 하나의 멀티미디어 재생 장치가 복수의 디스플레이 장치를 지원해야 할 경우가 존<16>
재할 수 있다. 이 경우, 멀티미디어 재생 장치는 HDMI 송신 모듈을 복수 개만큼 구비하여야 하며, 제어부(150)
와 복수의 HDMI 송신 모듈은 I2C 버스 상에서 I2C 버스 프로토콜 방식으로 데이터 교환이 이루어져야 한다. 이
때, 제어부(150)가 마스터의 역할을 수행하며, 각 HDMI 송신 모듈이 슬레이브의 역할을 수행하게 되는데, 마스
터가 각 슬레이브와의 통신을 수행하기 위해서는 해당 슬레이브의 기기 주소를 기본적으로 사용하여야 한다. 그
런데, 동일한 벤더에서 생산된 HDMI 송신 모듈은 원칙적으로 동일한 기기 주소를 가지고 있으므로, 마스터가 개
별 슬레이브와의 통신을 수행할 수 없는 상황이 발생한다.
이를 해결하기 위한 방법으로는, 서로 다른 벤더에서 생산된 제품으로 복수의 슬레이브를 구성하는 방법, 마스<17>
터와 슬레이브 간의 전송 프로토콜을 변경하는 방법이 있으나, 전자의 방법은 번거롭다는 면에서, 후자의 방법
은 기존에 완성된(즉, 기성 제품인) 복호 및 제어 모듈을 변경해야 한다는 면에서, 바람직하지 않다.
따라서, 부가적인 전송 프로토콜이 없이 간단한 방법으로, 마스터(즉, 복호 및 제어 모듈)가 동일한 기기 주소<18>
를 가진 슬레이브들(즉, HDMI 송신 모듈들)과 개별적으로 I2C 버스 프로토콜 기반의 통신을 수행할 수 있도록
하는 방법이 요구된다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 마스터가 동일한 기기 주소를 가진 슬레이브들과 개별적으로 I2C 버스<19>
프로토콜 기반의 통신을 수행할 수 있도록 하기 위한 마스터와 복수의 슬레이브를 구비한 장치를 제공하는 데
있다.
발명의 구성 및 작용
상기의 기술적 과제를 이루기 위한, 본 발명의 측면은, 마스터; 상기 마스터와 I2C 버스 프로토콜 기반의 통신<20>
을 수행할 수 있으며, 동일한 기기 주소를 가진 복수의 슬레이브; 상기 마스터와 I2C 버스 프로토콜 기반의 통
신을 수행하여, 상기 마스터와 연결할 타겟 슬레이브의 연결 식별자를 획득하는 연결정보 획득부; 및 상기 획득
된 연결 식별자에 해당하는 슬레이브와 상기 마스터를 I2C 버스로 연결하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로
하는 I2C 버스 프로토콜을 기반으로 마스터와 복수의 슬레이브를 구비한 장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.<21>
도 2는 기본적인 I2C 버스 프로토콜을 예시하는 프레임 구조이다.<22>
도 2를 참조하면, 마스터가 데이터 전송 개시를 알리는 START 신호(200)를 I2C 버스상에 송신하며, 이어 송신<23>
대상이 되는 슬레이브의 기기 주소(210)를 I2C 버스상에 송신한다. 기기 주소(210)에 해당하는 슬레이브(타겟
슬레이브)는 START 신호(200) 및 기기 주소(210)의 정상적인 수신을 알리는 ACK 신호(220)를 I2C 버스 상에 송
신한다. 그 다음, ACK 신호(220)를 수신한 마스터는 타겟 슬레이브의 특정 어드레스(추후 송신할 데이터가 저장
되어야 할 어드레스)(230)를 I2C 버스 상에 송신하고, 타겟 슬레이브는 특정 어드레스(230)의 정상적인 수신을
알리는 ACK 신호(240)를 I2C 버스 상에 송신한다. 그 다음, ACK 신호(240)를 수신한 마스터는 타겟 슬레이브로
향하는 데이터(250)를 I2C 버스 상에 송신한다. 이후, 타겟 슬레이브는 데이터(250)를 수신하면, 이의 정상적인
수신을 알리는 ACK 신호(260)를 I2C 버스 상에 송신한다. 마스터는 ACK 신호(260)를 수신한 후, 데이터 전송 종
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료를 알리는 STOP 신호(270)를 I2C 버스 상에 올린다.
이러한 I2C 버스 프로토콜을 볼 때, 마스터가, 서로 다른 기기 주소를 가진 슬레이브에 대해서는 개별적으로 제<24>
어 데이터를 송신할 수 있지만, 동일한 기기 주소를 가진 슬레이브가 복수 개 존재할 경우에는 개별적인 통신이
이루어지기 어렵다는 것을 발견할 수 있다. 이를 해결하기 위한 본 발명의 구성을 이하에서 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 I2C 버스로 연결된 마스터와 복수의 슬레이브를 구비한 장치를 나타내는 블<25>
록도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 장치는 마스터(300), N개의 슬레이브(310_1, …, 310_N), 연결정보 획득부(320),<26>
및 스위칭부(330)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 마스터(300)는 도 1의 복호 및 제어부(160)에 대응하며, 슬레이브(310_1,…, 310_N)은 N개의 송수신부<27>
(140) 즉, N개의 HDMI Tx 모듈에 대응한다. 즉, 도 3은 도 1에서의 멀티미디어 재생 장치가 N개의 디스플레이
장치에 연결하고자 할 경우, 마스터, 슬레이브를 중심으로 간략히 도시한 장치 도면이다.
마스터(300)는 각 슬레이브(310_1, …, 310_N) 및 연결정보 획득부(320)와 기본적으로 I2C 버스 프로토콜 기반<28>
의 통신을 수행함에 있어서 마스터 역할을 수행한다.
본 발명은 N개의 슬레이브(310_1, …, 310_N)가 서로 다른 기기 주소를 가지는 경우 뿐만 아니라, N개의 슬레이<29>
브(310_1, …, 310_N) 중 적어도 2개가 동일한 기기 주소를 가지고 있는 경우에서도 동작한다. 특히, 본 발명은
후자의 경우에 발생되는 문제점을 해결하기 위해 안출된 발명이다.
편의상, 모든 슬레이브(310_1,…, 310_N)의 기기 주소가 0x20이며, 연결정보 획득부(320)의 기기 주소는 0x16<30>
(참고로, 0x20이라도 관계없다)이며, 슬레이브(310_1) 내지 슬레이브(310_N)에는 각각 0x1 내지 0xN이라는 연결
식별자가 부여되었으며, 이 연결 식별자들은 마스터(300)와 연결정보 획득부(320)가 미리 알고 있다고 가정을
하여 본 발명을 설명하고자 한다. 특히, 마스터(300)가 슬레이브(310_2)에 제어 데이터를 송신하는 과정을 도 4
를 참조하여 설명하고자 한다.
S400 단계에서, 마스터(300)는, 도 2에 예시된 프레임에 있어서, I2C 버스 프로토콜의 기기 주소(210) 및 데이<31>
터(250)에 각각 연결정보 획득부(320)의 기기 주소(즉, 0x16) 및 타겟 슬레이브의 연결 식별자(즉, 0x2)를 실어
연결정보 획득부(320)와 I2C 버스 프로토콜 기반의 통신을 수행한다. 그 결과, 연결정보 획득부(320)는 마스터
(300)가 연결하고자 하는 타겟 슬레이브의 연결 식별자를 획득하게 된다.
S410 단계에서, 연결정보 획득부(320)는 스위칭부(330)로 하여금, 상기 획득한 연결 식별자에 해당하는 슬레이<32>
브(즉, 310_2)와 마스터(300)를 연결하도록, 제어 신호를 스위칭부(330)에 제공한다. 여기서, 제어 신호는 선택
신호의 일종으로서, 구현 방식에 따라 다양한 실시예가 존재할 수 있음은 이 분야에 종사하는 자라면 충분히 이
해할 수 있다.
S420 단계에서, 스위칭부(330)는 연결정보 획득부(320)로부터 제공되는 제어 신호에 따라, 마스터(300)와 슬레<33>
이브(310_2)를 연결시킨다.
그 후, 마스터(300)는 도 2에 예시된 프레임에 있어서, I2C 버스 프로토콜의 기기 주소(210) 및 데이터(250)에<34>
공통된 기기 주소인 0x20 및 슬레이브(310_2)에 송신할 제어 데이터를 실어 슬레이브(310_2)와 I2C 버스 프로토
콜 기반의 통신을 수행한다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 장치를 나타내는 블록도이다.<35>
도 5를 참조하면, 메인 보드에는 마스터(500), 연결정보 획득부(510), 제1 스위칭부(520), 제2 스위칭부(530),<36>
2개의 내장 슬레이브(540_1, 540_2)가 설치되어 있으며, 선택 보드(optional board)에는 4개의 외장 슬레이브
(550_1,…, 550_4)가 설치되어 있음을 알 수 있다.
제1 스위칭부(520)는 연결정보 획득부(510)의 제어 신호(즉, I2C_SEL, LO_EN)을 받아 마스터(500)와 2개의 내장<37>
슬레이브(540_1, 540_2) 중 어느 하나를 연결하며, 제2 스위칭부(530)는 연결정보 획득부(510)의 제어 신호(즉,
I2C_SEL, HI_EN)을 받아 마스터(500)와 4개의 외장 슬레이브(550_1,…, 550_4) 중 어느 하나를 연결한다.
구체적인 예를 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하고자 한다. 여기서, 2개의 내장 슬레이브(540_1, 540_2) 및 4<38>
개의 외장 슬레이브(550_1,…, 550_4)의 연결 식별자가 각각 0x08, 0x09, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07일 경우를 전
제하여 설명하고자 한다.
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도 6a는 마스터(300)가 내장 슬레이브(540_2)와 연결하기 위해, 그 전에 연결정보 획득부(510)와 I2C 버스 프로<39>
토콜 기반의 통신을 수행할 때에 이루어지는 프레임의 구조를 나타낸다.
이 경우, 마스터(300)는 I2C 버스 프로토콜의 프레임 중 데이터 필드에 0x09 값을 실으며, 그 결과, 연결정보<40>
획득부(510)는 데이터 필드로부터 0x09라는 연결 식별자를 획득하므로, 이를 기초로, LO_EN을 인에이블 값으로,
HI_EN을 디스에이블 값으로 I2C_SEL을 "01" 값으로 출력한다. 여기서, LO_EN은 메인 보드의 슬레이브가 연결되
는지를 나타내는 인에이블 신호이며, HI_EN은 선택 보드의 슬레이브가 연결되는지를 나타내는 인에이블 신호이
다. I2C_SEL은 인에이블된 보드에 설치된 슬레이브들 중 어느 하나를 선택하기 위한 선택 신호이다. 결국 제1
스위칭부(520)가 I2C_SEL "01"에 해당하는 내장 슬레이브(540_2)와 마스터(500)를 연결한다. 그 후, 마스터
(500)는 제1 스위칭부(520)를 통하여 연결된 내장 슬레이브(540_2)와 개별적인 통신을 수행할 수 있게 된다.
도 6b는 마스터(300)가 외장 슬레이브(550_3)와 연결하기 위해, 그 전에 연결정보 획득부(510)와 I2C 버스 프로<41>
토콜 기반의 통신을 수행할 때에 이루어지는 프레임의 구조를 나타낸다.
이 경우, 마스터(300)는 I2C 버스 프로토콜의 프레임 중 데이터 필드에 0x06 값을 실으며, 그 결과, 연결정보<42>
획득부(510)는 데이터 필드로부터 0x06이라는 연결 식별자를 획득하므로, 이를 기초로, LO_EN을 디스에이블 값
으로, HI_EN을 인에이블 값으로 I2C_SEL을 "10" 값으로 출력한다. 결국 제2 스위칭부(530)가 I2C_SEL "10"에
해당하는 외장 슬레이브(550_3)와 마스터(500)를 연결한다. 그 후, 마스터(500)는 제2 스위칭부(530)를 통하여
연결된 외장 슬레이브(550_3)와 개별적인 통신을 수행할 수 있게 된다.
본 발명은 또한 머신이 읽을 수 있는 기록매체에 머신이 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 상기<43>
기록매체는 머신에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 상기 기록매체의
예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브
(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 머신이 읽을 수 있는 기록매체는 네
트워크로 연결된 머신들에 분산되어, 분산방식으로 머신이 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리
고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기
술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이러한 본원 발명인 방법 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예<44>
시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가
가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정
해져야 할 것이다.
발명의 효과
본 발명에 따르면, 프로토콜의 변경 또는 추가 없이 간단한 방법으로, 마스터는 서로 동일한 기기 주소를 가진<45>
슬레이브들과 개별적으로 I2C 버스 상에서 통신을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 하나의 멀티미디어 재생 장치에 구비된 복수의 HDMI 송신 모듈이 서로 동일한 기기 주<46>
소를 가지고 있더라도, 이러한 멀티미디어 재생 장치는 간단한 방법으로 부가적인 데이터 프로토콜의 추가 없이
복수의 디스플레이 장치를 지원할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 일반적인 멀티미디어 재생 장치와 디스플레이 장치로 이루어진 시스템을 예시하는 블록도이다.<1>
도 2는 기본적인 I2C 버스 프로토콜을 예시하는 프레임 구조이다.<2>
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 장치를 나타내는 블록도이다.<3>
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 장치 내에서, 마스터와 슬레이브를 선택적으로 연결하는 방법을 나타내는 흐<4>
름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 장치를 나타내는 블록도이다.<5>
도 6a 및 6b는 도 5의 장치에서 각각 내장 슬레이브 및 외장 슬레이브와 연결하기 위해, 그 전에 연결정보 획득<6>
부와 I2C 버스 프로토콜 기반의 통신을 수행할 때에 이루어지는 프레임의 구조를 나타낸다.
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도면
도면1
도면2
도면3
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등록특허 10-0848545
도면4
도면5
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도면6a
도면6b
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