GPIO와 I2C를 묶어 보내다! 시리얼 트랜시버 'IOHA:B'콘셉트 동플래시 터치패널이 탑재된 기기에 최적화된 SerDes 칩셋, 'V-by-One HS II'로 실현.

2024.11.08
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터치패널은 스마트폰이나 태블릿PC 등을 중심으로 폭넓게 이용되고 왔으며 그 결과 이제는 매우 친숙한 존재가 되었다. 지금도 그 활약이 계속 확대되고 있어, 최근에는 차량용 기기, 산업용 기기, POS 단말기 등의 탑재에 당연시 되고 있다.
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이러한 각종 전자기기에 터치패널을 탑재하는 용도를 위한 다양한 반도체칩과 전자부품 등이 제품화되고 있다. 이를 활용하면 큰 어려움 없이 터치패널을 탑재한 전자기기를 개발/설계하는 작업을 진행할 수 있을 것이다.
그러나 반도체/전자부품 업체들은 성능과 기능을 더욱 향상시키기 위해 노력하고 있다. 그 목적은 설계 효율성 향상, 비용 절감, 성능 향상 등이다.
그동안 당사는 터치패널을 탑재한 전자기기를 대상으로 'V-by-One HS' 기술을 적용한 SerDes 칩셋을 제품화해 왔다. 이것은 영상 신호를 전송하는 인터페이스의 거리를 연장하는 것이다. 일반적으로 그래픽 프로세서(시스템 LSI)에서 출력되는 영상 신호의 형식은 OpenLDI(LVDS)나 MIPI DSI가 채택되고 있다. 전송 가능한 거리는 전자는 1m 정도, 후자는 30cm 정도에 불과하다. 설계 대상이 되는 전자기기의 크기가 크면 기기 내부 연결만 해도 1m을 훌쩍 넘는. 그래서 SerDes 칩셋을 사용하여 OpenLDI 신호나 MIPI DSI 신호를 V-by-One HS 신호로 변환하여 영상 신호를 전송한다. 이렇게 하면 최대 15m까지 신호 전송이 가능하다. 따라서 크기가 큰 전자기기에서도 그래픽 프로세서와 터치패널(디스플레이)사이를 문제없이 연결할 수 있게 되는 것이다.

OpenLDI 및 MIPI DSI 지원

이번에 당사는 이 SerDes 칩셋의 신제품을 시장에 출시했다. 룰렛 사이트C(송신 IC, 트랜스미터 IC)의 'THCV333-Q/THCV353-Q '와 디룰렛 사이트C(수신 IC, 리시버 IC)의 'THCV334-Q'이다. 신제품의 특징은 'V-by-One HS II' 기술을 채용한 점이다.
직렬화 IC THCV333-Q와 THCV353-Q는 영상 신호의 입력 형식이 다르며, THCV333-Q는 OpenLDI(LVDS), THCV353-Q는 MIPI DSI이다(그림 1), 그림 2). 한편, 디룰렛 사이트C인 THCV334-Q의 출력 형식은 OpenLDI(LVDS)이다. 일반적으로 룰렛 사이트C와 디룰렛 사이트C는 쌍으로 사용됩니다, THCV333-Q와 THCV353-Q 모두 THCV334-Q를 사용할 수 있음.

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그림 1 OpenLDI(LVDS) 형식의 이미지 입력 ​​지원
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그림 2 MIPI DSI 포맷 이미지 입력 ​​지원

　영상 신호를 전송하는 포워드 채널의 최대 데이터 전송 속도는 룰렛 사이트33-Q가 3.75Gbit/s, 룰렛 사이트53-Q가 4.00Gbit/s이고, 두 제품 모두 720P, 60fps/sec, 24bit의 영상 신호와, 1080P, 60fps/sec, 24bit의 영상 신호를 전송할 수 있다. 주요 어플리케이션 으로는 앞서 언급한 터치패널이 탑재된 전자기기이다. 예:, 차량용 기기, 산업용 기기, POS 단말기 등이 있다.

케이블 하나로 전송 가능, 외부 회로 필요 없음

V-by-One HS II 기술을 채용한 신제품을 사용하면 전자기기 제조사(사용자)는 어떤 이점을 얻을 수 있을까? 가장 큰 장점은 별도의 외부 중첩 회로를 준비하지 않고 케이블 하나로 영상 신호와 제어 신호를 모두 전송할 수 있다는 점이다.
아래에서 자세히 설명하겠습니다. 일반적으로 터치패널을 탑재한 전자기기에서는 제어기(룰렛 사이트C측)와 터치패널(디룰렛 사이트C측)사이에서 다양한 신호를 주고 받아야 한다. 제어부(룰렛 사이트C 측)에서 터치 패널(디룰렛 사이트C 측)로는 당연히 패널에 표시할 이미지 신호를 보내야 함. 또한, 제어 신호나 음성 신호의 전송이 요구되는 경우도 있다. 한편, 터치 패널(디룰렛 사이트C 측)에서 제어기(룰렛 사이트C 측)로는 사용자가 패널의 어느 부분을 터치했는지를 알려주는 제어 신호를 보내야 함.
기존 V-by-One HS 기술에서는 룰렛 사이트C에서 디룰렛 사이트C 로 영상 신호를 전송하는 메인 링크와, 룰렛 사이트C와 디룰렛 사이트C 간 제어/음성 신호를 송수신하는 서브 링크로 구현했다. 이 경우 룰렛 사이트C와 디룰렛 사이트C를 연결하는 케이블은 메인 링크용과 서브 링크용 2개가 필요했다. 물론 영상 신호에 제어/음성 신호를 중첩하면 케이블은 한 개로 줄일 수 있지만, 중첩 회로를 외부에서 준비해야 했다.
그래서 V-by-One HS II 기술에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 제어기(룰렛 사이트C 측)와 터치 패널(디룰렛 사이트C 측)사이의 신호 전송 방식을 재검토했다. 구체적으로는 제어기(룰렛 사이트C 측)에서 터치 패널(디룰렛 사이트C 측)로 신호를 단방향으로 전송하는 포워드 채널과 터치 패널(디룰렛 사이트C 측)에서 제어기(룰렛 사이트C 측)로 단방향 전송 백채널로 정리했다. 포워드 채널에서는, 이미지 신호 외에 제어/음성 신호를 패킷으로 내장하여 전송 . 백채널은 제어/음성 신호만 전송합니다.
룰렛 사이트C와 디룰렛 사이트C를 연결하는 케이블은 한 개만 있으면 된다. 룰렛 사이트C와 디룰렛 사이트C에 포워드 채널의 신호와 백채널의 신호를 중첩하는 회로를 탑재했기 때문이다(그림 3). 또한, 전송 채널과 백 채널 신호는 전송 신호의 주파수 차이를 사용하여 하나의 케이블로 양쪽을 송수신할 수 있도록 고안했다. 즉, 전송 채널의 데이터 전송률은 최대 3.75Gbit/s, 백채널은 최대 25Mbit/s로 크게 차이가 나기 때문에 양쪽을 하나의 케이블로 전송해도 필터 회로에서 원하는 신호를 선택적으로 수신할 수 있다.

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그림 3 백채널 전송도 가능

전송 품질 자동 검사 기능 장착

이 외에도 이번 제품에는 터치패널을 탑재한 전자기기 개발을 더욱 효율적으로 할 수 있는 편리한 기능을 탑재했다.
그것은 디룰렛 사이트C인 THCV334-Q에 탑재한 'Eye Monitor(신호 전송 품질 모니터)' 기능이다(그림 4). 많은 고속 오실로스코프가 갖추고 있는 기능과 동등한 기능이다. 당사의 디룰렛 사이트C에 Eye Monitor 기능을 탑재한 것은 이번이 처음이다.
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그림 4 EyeMonitor 기능　

Eye Monitor 기능을 사용하면 포워드 채널의 고속 데이터 전송이 정상적으로 수행되고 있는지 자동으로 확인할 수 있습니다 . 구체적으로는 디룰렛 사이트C에서 타이밍을 조금씩 늦추면서 데이터를 수신하여 아이패턴을 생성한다. 이를 미리 준비해 둔 규정치(Criteria)와 비교해 'Pass' 또는 'Fail' 판정을 자동으로 내린다. 아이패턴은 당사가 제공하는 개발 도구 'VDesignTool-HSII'에서 확인할 수 있습니다.
또한, 듀얼 디스플레이라고 부르는 기능도 탑재했다. 이 기능은 룰렛 사이트C인 THCV353-Q에 디룰렛 사이트C인 THCV334-Q를 2개 연결하여 실현할 수 있는 기능이다(그림 5). 이를 이용하면 듀얼 디스플레이 시스템을 비교적 쉽게 구축할 수 있게 된다.
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그림 5 듀얼 디스플레이 구성 가능

이상