본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 분산화된 펄스 폭 변조 제어 장치를 이용하는 조명 제어장치 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 사용자의 조명등 제어신호를 입력받아 조명등 제어를 위한 N-비트 펄스 폭 변조(PWM) 데이타를 발생시키는 밝기 조절부(200)와, 상기 밝기 조절부(200)의 N-비트 PWM 데이터에 의거하여 조명등의 온/오프 제어를 하는 조명장치부(300)로 구성된 조명 제어장치에 있어서,

시스템에서 사용하는 클럭을 만들어내는 클럭 발생기(400)와; 상기 클럭발생기(400)의 클럭신호에 동기하여 상기 밝기 조절부(200)의 N-비트 PWM데이터를 분산화된 펄스 폭 변조 데이터로 변환시켜 상기 조명장치부(300)의 조명제어신호로 입력하는 분산화된 펄스 폭 변조 제어부(100);를 포함하여 구성된다.

클럭 발생기(400)는 시스템에서 사용하는 클럭을 만들어내는 장치로써, 분산화된 펄스 폭 변조 제어부(100)에 일정한 주기로 0과 1을 반복하는 클럭(이하 clock이라 표기)을 제공한다.

밝기 조절부(200)는 밝기에 대한 정보를 이진 코드(이하 N-bit PWM 데이타로 표기) 형태로 분산화된 펄스 폭 변조 제어부(100)에 넘겨준다. 또한 밝기에 대한 정보가 바뀔 때마다 하나의 펄스(이하 업데이트(update)라 표기)를 분산화된 펄스 폭 변조 제어부(100)에 넘겨준다.

분산화된 펄스 폭 변조 제어부(100)는 밝기 조절부(200)로부터 전달받은 N-bit PWM 데이타와, 밝기 조절부(200)로부터 조명 밝기 조절의 갱신 여부에 의해 제공되는 업데이트(update)신호, 클럭 발생기(400)으로부터 전달받은 클럭(clock)을 이용하여 본 발명에서 제시하는 조명 장치의 끄고 켜는 신호(이하 PWM pulse로 표기)로 변환하고, 이를 조명 장치 부(300)에 넘겨준다.

조명 장치 부(300)는 분산화된 펄스 폭 변조 제어부(100)으로부터 전달받은 PWM 펄스(pulse)에 의해 조명 장치의 온/오프가 제어되어 조명장치의 끄고 켜는 신호의 듀티에 의해 밝기를 조절하게 된다.

도 2는 분산화된 펄스 폭 변조 제어 장치 부(100)의 회로도로써, 상기 밝기 조절부(200)로부터 입력되는 n-비트 PWM 신호와, 후술할 앤-비트 래치로부터 피드백되는 지연된 n-비트 PWM신호를 덧셈 연산하여 오버플로우 데이터를 조명 장치부(300)로 출력하는 앤-비트 덧셈기(N-bit adder)(110A)와, 상기 앤-비트 덧셈기(110A)의 덧셈 결과 데이터를 입력받아 상기 클럭발생기(400)의 클럭신호에 의거하여 래치시켜 지연된 n-비트 PWM데이터로서 상기 앤-비트 덧셈기(100A)로 피드백시키고, 상기 밝기 조절부(200)로부터 입력되는 조명제어 업데이트 신호에 의거하여 래치된 데이터를 리세트시키는 앤-비트 래치(N-bit latch)(120)로 구성된다.

여기서 앤-비트(N-bit)는 이진 코드(N-bit PWM data)의 길이로써 N-bit 덧셈기와 N-bit 래치의 길이와 일치한다.

N-bit 덧셈기(110A)는 N-bit 길이의 덧셈기로써 N-bit PWM 데이타와 N-bit 래치(120)의 출력을 더한다. N-bit 길이의 더한 결과(이하 sum이라 표기)는 다시 N-bit 래치(120)에 전달되고, 더하다가 발생한 오버플로우(이하 ovf라 표기)는 곧 PWM 펄스(pulse)가 되어 조명 장치 부(300)에 전달된다. PWM 펄스의 값 1은 조명 장치를 켜는 신호를, 값 0은 끄는 신호를 나타낸다.

N-bit 래치(120)는 1 클럭(clock) 지연기로써 매 클럭(clock)이 발생할 때마다 N-bit 덧셈기(110A)의 출력인 합(sum)을 입력받아 저장한다. 또한 매 클럭이 발생할 때마다 저장된 값을 N-bit 덧셈기(110A)에 피드백시켜 전달한다. 그리고 업데이트(update)가 발생할 때에는 저장된 값을 0으로 초기화 한다.

도 3은 분산화된 펄스 폭 변조 제어 장치 부(100)의 또 다른 회로도, 즉 장치로써, 앤-비트 뺄셈기(N-bit subtracter)(110B)와 N-bit 래치(120)로 구성된다. 여기서 N-bit는 이진 코드(N-bit PWM data)의 길이로써 N-bit 뺄셈기(subtractor)와 N-bit 래치(latch)의 길이와 일치한다.

N-bit 뺄셈기(110B)는 N-bit 길이의 뺄셈기로써 N-bit 래치(120)의 출력에서 N-bit PWM 데이타를 뺀다. N-bit 길이의 뺀 결과(이하 sub라 표기)는 다시 N-bit 래치(120)에 전달되고, 빼다가 발생한 버로우(이하 borrow라 표기)는 곧 PWM 펄스가 되어 조명 장치 부(300)에 전달된다. 도 2와 마찬가지로 PWM 펄스의 값 1은 조명 장치를 켜는 신호를, 값 0은 끄는 신호를 나타낸다.

N-bit 래치(120)는 도 2와 마찬가지로 1 클럭 지연기로써 매 클럭이 발생할 때마다 N-bit 뺄셈기(110B)의 출력인 sub를 입력받아 저장한다. 또한 매 클럭이 발생할 때마다 저장된 값을 N-bit 뺄셈기(110B)에 전달한다. 그리고 업데이트가 발생할 때에는 저장된 값을 0으로 초기화 한다.

도 4는 본 발명에 의한 분산화된 펄스 폭 변조 제어 흐름도이다. 이는 상기 분산화 된 펄스폭 변조 제어부(100)의 기능을 프로그램으로 구성한 제어 방법을 보인 흐름도이다.

사용자의 조명등 제어신호를 입력받아 조명등 제어를 위한 N-비트 펄스 폭 변조(PWM) 데이타를 발생시키고, 조명등 제어신호의 갱신에 따른 업데이트신호를 발생하는 밝기 조절부(200)와; 시스템에서 사용하는 클럭을 만들어내는 클럭 발생기(400)와; 상기 클럭발생기(400)의 클럭신호에 동기하여 상기 밝기 조절부(200)의 N-비트 PWM데이터를 분산화된 펄스 폭 변조 데이터로 변환시켜 상기 조명장치부(300)의 조명제어신호로 입력하는 분산화된 펄스 폭 변조 제어부(100);로 구성된 조명 제어장치에서 상기 분산화된 펄스 폭 변조 제어부(100)의 분산화된 펄스폭 변조에 의한 조명장치 제어방법에 있어서,

상기 밝기 조절부(200)로부터 업데이트(update)신호가 발생되는 지를 판단하여 업데이트신호가 발생되면 내부변수 ACC를 초기화시키는 업데이트 판단단계와;

상기 업데이트 판단단계에서 업데이트신호가 발생이 아닌 경우, 내부 변수 ACC에 저장되어 있는 N-bit 데이터 값과 상기 밝기 조절부(200)로부터 입력되는 N-bit PWM 데이타를 더하여 N-bit 결과 값을 상기 내부 변수 ACC에 저장하는 덧셈 단계와;

상기 덧셈 단계에서 덧셈 중에 오버플로우(ovf)가 발생하면 조명장치부로 조명장치를 온시키기 위한 PWM 펄스를 출력하고, 오버플로우(ovf)가 발생하지 않으면 조명장치부로 조명장치를 오프시키기 위한 PWM 펄스를 출력하고 상기 업데이트 판단 단계로 리턴하는 조명장치 온/오프 PWM 펄스 출력단계를 수행하도록 이루어짐을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명은, 업데이트신호와, N-bit PWM 데이타를 입력변수로 사용하며, 출력 변수로 PWM 펄스인 조명장치 온/오프신호를 사용한다. 또한 내부 변수로 ACC를 사용하며, 덧셈 과정에서 생기는 오버플로우 플래그(이하 ovf라 표기)를 사용한다.

첫 번째 순서로 입력 변수 업데이트 신호가 발생하면 내부 변수 ACC를 0으로 초기화한다. 두 번째 순서로 내부 변수 ACC에 저장되어 있는 값과 입력 변수 N-bit PWM 데이타를 더하여 다시 내부 변수 ACC에 저장한다. 세 번째 순서로 앞의 덧셈 중에 오버플로우(ovf)가 발생하면 출력 변수 PWM 펄스에 1을 쓰고, 오버플로우(ovf)가 발생하지 않으면 PWM 펄스에 0을 쓴다. 이 3개의 순서를 계속 반복한다.

도 5는 분산화된 펄스 폭 변조 제어 장치 부(100)의 또 다른 단계도, 즉 방법으로써, 도 4와 마찬가지로 입력 변수로 업데이트신호와 N-bit PWM 데이타를 사용하며 출력 변수로 PWM 펄스를 사용한다. 또한 내부 변수로 ACC를 사용하며, 뺄셈 과정에서 생기는 버로우 플래그(이하 borrow라 표기)를 사용한다.

상기 분산화된 펄스 폭 변조 제어부(100)의 분산화된 펄스폭 변조에 의한 조명장치 제어방법에 있어서,

상기 밝기 조절부(200)로부터 업데이트(update)신호가 발생되는 지를 판단하여 업데이트신호가 발생되면 내부변수 ACC를 초기화 시키는 업데이트 판단단계와;

상기 업데이트 판단단계에서 업데이트신호가 발생이 아닌 경우, 상기 밝기 조절부(200)로부터 입력되는 N-bit PWM 데이타에서 내부 변수 ACC에 저장되어 있는 N-bit 데이터 값을 감산하여 N-bit 결과 값을 상기 내부 변수 ACC에 저장하는 뺄셈 단계와;

상기 뺄셈 단계에서 뺄셈 중에 버로우(borrow)가 발생하면 조명장치부로 조명장치를 온시키기 위한 PWM 펄스를 출력하고, 버로우(borrow)가 발생하지 않으면 조명장치부로 조명장치를 오프시키기 위한 PWM 펄스를 출력하며, 상기 업데이트 판단 단계로 리턴하는 조명장치 온/오프 PWM 펄스 출력단계를 수행하도록 이루어짐을 특징으로 한다.

첫 번째 순서로 입력 변수 업데이트 신호가 발생하면 내부 변수 ACC를 0으로 초기화한다. 두 번째 순서로 내부 변수 ACC에 저장되어 있는 값에서 입력 변수 N-bit PWM 데이타를 빼고 그 값을 다시 내부 변수 ACC에 저장한다. 세 번째 순서로 앞의 뺄셈 중에 버로우(borrow)가 발생하면 출력 변수 PWM 펄스에 1을 쓰고, 버로우가 발생하지 않으면 PWM 펄스에 0을 쓴다. 이 3개의 순서를 계속 반복한다.

[실시예]

조명 장치의 밝기 정보인 N-bit PWM data를 조명 장치의 시간에 따른 끄고 켜는 신호인 PWM pulse로 변환하는 데에 있어서, 도 6에서는 일반적인 펄스 폭 변조 제어 장치의 결과(PWM pulse)를, 도 7에서는 본 발명인 분산화된 펄스 폭 변조 제어 장치의 결과(PWM pulse)를 보여준다. 이들 그림에서 N은 3이다.

그림에서와 같이 3-bit PWM data가 0이나, 1, 7인 경우에는 두 장치의 결과가 동일하나, 3-bit PWM data가 2이나 6일 때에는 조명 장치를 켜는 주기가 일반적인 장치보다 본 발명이 2배 빠른 것으로 나타난다. 또한 3-bit PWM data가 3이나 5일 때에는 주기가 3배에 이르며, 3-bit PWM data가 4일 때에는 주기가 무려 4배에 이른다.

1인 구간의 개수는 곧 실제 조명이 켜지는 시간을 의미하므로 두 장치 모두 동일한 밝기를 갖게 되지만, 주기의 차이로 인해 일반적인 장치는 깜박거리는 빛을, 본 발명은 부드러운 빛을 연출할 수 있게 된다. 이는 N이 작을 때보다 클 때에 그 효과가 더욱 벌어지게 된다.