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KR101606745B1 - Ａｒｄ 시스템 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 누구나 용이하게 컨트롤러 장치를 구현할 수 있는 ARD 시스템 모듈이 개시된다.
일 예로, 일정한 면적을 갖는 기판; 상기 모듈 기판상에 형성된 칩 형태의 연산 제어부; 및 상기 모듈 기판상에 형성된 적어도 하나의 인터페이스를 포함하고, 상기 인터페이스는 커넥터 형태로 형성되어 외부 소자가 추후 선택적으로 결합되며, 상기 연산 제어부는 결합되는 상기 외부 소자에 대한 제어를 수행하는 ARD 시스템 모듈이 개시된다.

Description

ＡＲＤ 시스템 모듈{Almost Ready to Develop System Module}
본 발명은 누구나 용이하게 컨트롤러 장치를 구현할 수 있는 ARD 시스템 모듈에 관한 것이다.
현재 판매되고 있는 많은 임베디드 시스템 모듈들은 개발 단계에서 모듈 선정, 데이터시트 확인, 센서 선정, 드라이버 선정 등과 같은 작업이 이루어지고, 이를 토대로 하드웨어를 개발하게 된다. 또한, 개발자들은 이에 맞춰서 소프트웨어를 개발하고 있으며, 개발자가 스스로 개발하는 경우 하드웨어와 소프트웨어를 제작하는데 많은 시간과 노력이 소모된다. 하나의 대안으로 이러한 개발에 대해 전문가의 아웃 소싱을 수행하는 경우도 있으나, 역시 비용이 많이 드는 문제점이 있다. 또한, 전문 개발자 이외에는 개발에 대한 접근이 어렵기 때문에, 일반 사용자가 시스템 모듈을 개발하는데 큰 장벽이 되는 문제점이 존재한다.
본 발명은 누구나 용이하게 컨트롤러 장치를 구현할 수 있는 ARD 시스템 모듈을 제공한다.
본 발명에 따른 ARD 시스템 모듈은 일정한 면적을 갖는 모듈 기판; 상기 모듈 기판상에 형성된 칩 형태의 연산 제어부; 및 상기 모듈 기판상에 형성된 적어도 하나의 인터페이스를 포함하고, 상기 인터페이스는 외부 소자가 추후 선택적으로 결합되며, 상기 연산 제어부는 결합되는 상기 외부 소자에 대한 제어를 수행할 수 있다.
여기서, 상기 모듈 기판은 한 변의 길이가 3[cm] 내지 4[cm]인 정사각형 형태로 구비될 수 있다.
그리고 상기 모듈 기판은 적어도 두 개의 모서리에 형성된 결합홀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 연산 제어부 및 인터페이스는 상기 모듈 기판 상에서 최단 직선거리에 형성될 수 있다.
또한, 상기 연산 제어부 및 인터페이스 사이의 거리는 상기 모듈 기판의 한 변의 길이를 기준으로 1/4 내지 1/3로 형성될 수 있다.
또한, 상기 모듈 기판은 적어도 일측에 상기 연산 제어부에 소프트웨어를 입력 및 설치하기 위한 프로그래밍 인터페이스를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 모듈 기판상에 형성되어, 외부의 컨트롤러와 통신을 수행하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 모듈 기판상의 소자들에 대해 외부 기판으로부터 전원을 공급하는 전원부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 모듈 기판상에 형성된 메모리를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 ARD 시스템 모듈은 개발자가 미리 모듈 기판상에 형성된 연산 제어부 및 인터페이스의 구성으로 비교적 간단하게 구성할 수 있고, 별도의 소프트웨어를 개발하지 않고도 외부 소프트웨어를 상기 연산 제어부에 입력 및 설치할 수 있기 때문에, 제조에 필요한 비용 및 시간을 줄이면서도 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 사용자는 선택에 따라 필요한 외부 소자를 상기 인터페이스에 단순히 결합하는 과정을 통해 다양한 형태의 시스템 모듈 완성이 가능하기 때문에, 본 발명의 실시예에 따른 ARD 시스템 모듈은 다양한 기능에 대해 개방적인 장점을 갖는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 ARD 시스템 모듈은 상기 연산 제어부와 최단 거리에 상기 인터페이스를 위치시킴으로써, 인터페이스를 통해 연결된 외부 소자에 대해 실시간 제어가 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 ARD 시스템 모듈의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 ARD 시스템 모듈의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 ARD 시스템 모듈의 배면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 ARD 시스템 모듈을 다수개의 모듈 기판이 스택된 상태로 도시한 평면도이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 ARD 시스템의 블록도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 ARD 시스템의 평면도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 ARD 시스템의 배면도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 ARD 시스템 모듈을 다수개의 모듈 기판이 스택된 상태로 도시한 평면도이다.
먼저, 상기 ARD 시스템 모듈(Almost Ready to Develop System Module, 100)은 이미 대부분의 구성이 내장되어 있는 모듈을 의미하는 것으로서, 사용자가 원하는 기능에 따라 필요한 센서 또는 엑추에이터를 조립하기만 하면 되는 것을 의미한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 ARD 시스템(100)은 모듈 기판(110)에 형성된 연산 제어부(120) 및 인터페이스(130)를 포함하여 구성된다. 본 발명의 실시예에 따른 ARD 시스템(100)은 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람의 선택에 따라 통신부(140), 메모리(150), 배터리(160), 케이스(170)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 상기 ARD 시스템 모듈(100)은 기본적으로 상기 모듈(110)기판에 상기 연산 제어부(120) 및 인터페이스(130)를 기본적으로 구비하고, 이를 통해 연결되는 외부 소자를 미리 탑재되어 있는 소프트웨어를 통해 연산 제어하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 모듈 기판(110)은 통상의 PCB(Printed Ciruit Board) 기판을 통해 형성될 수 있다. 상기 모듈 기판(110)은 한 변의 길이가 3[cm] 내지 4[cm]인 대략 정사각형의 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 모듈 기판(110)은 컴팩트한 크기로 형성되는 것이 가능하며, 이후 상기 모듈 기판(110)을 포함하여 형성된 ARD 시스템 모듈(100)을 외부 기판에 실장하는 것이 용이하다.
상기 모듈 기판(110)은 내부에 배선 패턴을 갖고, 배선 패턴이 노출되는 상면 또는 하면에 대해, 상기 연산 제어부(120), 인터페이스(130), 통신부(140), 메모리(150) 및 배터리(160) 등의 구성이 솔더링 또는 납땜의 방식을 통해 결합될 수 있다. 또한, 상기 모듈 기판(110)의 일면에는 케이스(170)가 형성되어, 상기 모듈 기판(110)과 결합될 수 있다.
상기 모듈 기판(110)은 상기 연산 제어부(120)에 일단이 연결되는 배선 패턴을 구비하고, 상기 배턴 패턴이 연결된 타단에 대해 프로그래밍 인터페이스(111)를 포함한다. 따라서, 상기 연산 제어부(120)가 상기 모듈 기판(110)에 실장된 이후, 상기 프로그래밍 인터페이스(111)를 통해 상기 연산 제어부(120)에 대해 외부의 소프트웨어가 입력 및 설치될 수 있다. 따라서, 상기 연산 제어부(120)의 개발시, 소프트웨어를 함께 개발할 필요가 없으며, 선개발된 소프트웨어 또는 외부에서 신뢰성이 검증된 소프트웨어를 이용하여 설치하는 것이 가능하다.
또한, 상기 모듈 기판(110)은 네 귀퉁이 중에서 적어도 두 곳에 결합홀(112)이 형성된다. 상기 모듈 기판(110)은 상기 결합홀(112)을 통해 외부 기판에 볼트 체결됨으로써, 기계적으로 안정하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 모듈 기판(110)은 절연 및 방열을 위해 각 변의 내부가 중공(113)을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 모듈 기판(110)의 내부에는 자석이 구비되어, 상기 모듈 기판(110)이 다수개로 구비되어 스택되는 경우, 자력에 의해 결합될 수 있다. 또한, 상기 케이스(170)의 결합시에도 역시 자력을 이용하는 것이 가능하다.
또한, 별도로 도시되지는 않았지만, 상기 모듈 기판(110)은 내부에 LED 또는 스피커 등의 구성을 더 포함하여, 사용자로 하여금 시스템의 상태를 쉽게 인지할 수 있도록 할 수 있다.
상기 연산 제어부(120)는 내부에 탑재되는 있는 소프트웨어를 통해 상기 외부 소자에 대해 제어 신호를 인가한다. 여기서, 상기 연산 제어부(120)에 탑재된 소프트웨어는 직접 제작하는 것이 아니라, 외부의 소프트웨어를 탑재할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 연산 제어부(120)는 반도체 칩의 형태로 구비되어 모듈 기판(10)의 내부에 결합되고, 상기 모듈 기판(10)의 일측에 형성된 프로그래밍 인터페이스(11)를 통해 상기 연산 제어부(120)에 외부의 소프트웨어가 입력 및 설치될 수 있다. 또한, 상기 소프트웨어를 ARD 시스템 모듈(100)의 개발자가 직접 제작할 필요가 없기 때문에, 하드웨어 또는 소프트웨어상 호환 가능하도록 만들어진 제품을 구입해서 바로 적용하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 연산 제어부(120)의 소프트웨어를 개발하는 시간 및 비용이 단축함과 동시에, 상기 연산 제어부(120)의 동작 신뢰성을 확보할 수 있다.
상기 연산 제어부(120)는 상기 인터페이스(130)를 통해 연결된 센서 또는 액추에이터 등의 외부 소자와 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 연산 제어부(120)는 상기 외부 소자들에 대해, 연산 및 제어 신호를 직접적으로 인가할 수 있다. 따라서, 상기 연산 제어부(120)를 통해, 상기 외부 소자들에 대해 실시간으로 제어를 수행하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 연산 제어부(120)는 결합된 다양한 외부 소자들에 의해 다양한 기능 수행이 가능하며, 실시간 제어가 가능하기 때문에 다양한 분야에서 사용되는 것이 가능하다.
상기 인터페이스(130)는 커넥터의 형태로 다수개로 구비되며, 상기 모듈 기판(110)의 가장 자리 영역에 결합된다. 보다 구체적으로, 상기 연산 제어부(120)는 모듈 기판(10)의 내부에 결합될 수 있고, 상기 인터페이스(130)는 상기 모듈 기판(10)의 가장자리 영역 중 상기 연산 제어부(120)와 가장 가까운 직선 거리(d1, d2)에 형성될 수 있다. 즉, 상기 인터페이스(130)는 상기 연산 제어부(120)에 대해 전기적 저항이 가장 작은 경로를 통해 연결된다. 따라서, 상기 인터페이스(130)는 상기 연산 제어부(120)와의 관계에서 전기적 신호가 가장 손실없이 도달할 수 있으며, 상기 신호의 지연 시간을 가장 줄일 수 있도록 형성된다. 이에 따라, 상기 인터페이스(130)에 연결된 외부 소자들에 대해, 상기 연산 제어부(120)가 실시간으로 제어를 수행하는 것이 가능하다.
또한, 상기 인터페이스(130)와 상기 연산 제어부(120)의 직선 거리(d1, d2)는 상기 모듈 기판(110)의 한 변의 길이를 기준으로, 1/4 내지 1/3이 되도록 설정될 수 있다. 만약, 상기 직선 거리(d1, d2)가 1/4 미만으로 설정되면, 상기 인터페이스(130)에 대해 외부 소자의 착탈시 발생될 수 있는 정전기에 의해 상기 연산 제어부(120)가 손상받거나, 모듈 기판(110) 내부의 쇼트가 유발될 염려가 있다. 또한, 상기 직선 거리(d1, d2)가 1/3을 초과하면, 상기 모듈 기판(110)을 통한 배선의 길이가 늘어나기 때문에, 상기 연산 제어부(120)의 신호 전송시 지연 시간으로 인해 실시간 제어가 어렵다.
상기 통신부(140)는 통신칩(141), 통신 보조칩(142), 안테나(143) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 통신부(140)는 사용자가 갖고 있는 외부 컨트롤러와 통신을 수행하여 상기 연산 제어부(120)에 신호를 전달할 수 있다. 이 때 사용되는 통신 방법은 불루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 통신, 엑스비(Xbee) 통신 등 다양한 방법이 이용될 수 있으나, 상기 방법으로 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다. 따라서, 사용자는 상기 통신부(140)를 통해 상기 ARD 시스템 모듈(100)의 동작을 외부에서 제어할 수 있다. 또한, 상기 통신부(140)는 상기 연산 제어부(120)에 설치되는 외부의 소프트웨어를 전송하거나 업데이트하는 경우에 사용될 수도 있다.
상기 메모리(150)는 상기 연산 제어부(120)의 동작에 필요한 여러 데이터를 저장한다. 상기 연산 제어부(120)는 동작 중 상기 메모리(150)에 접근하여 데이터를 읽고 쓰는 동작을 수행할 수 있다.
상기 전원부(160)는 상기 ARD 시스템 모듈(100)에 대해 전원을 인가한다. 상기 전원부(160)는 외부의 회로 기판에 연결되어, 상기 연산 제어부(120) 등에 전원을 인가함으로써 동작이 가능하도록 한다. 상기 전원부(160)는 USB를 통해 전원을 공급받는 것도 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 ARD 시스템 모듈(100)은 상기 전원부(160)와 별도로 배터리를 더 구비하여, 상기 전원부(160)가 동작하지 않는 일정 시간 동안 상기 ARD 시스템 모듈(100)에 전력을 공급하도록 하는 것도 가능하다.
상기 케이스(170)는 상기 모듈 기판(110)의 일면에 결합된다. 상기 케이스(170)는 방열을 위해 알루미늄과 같은 금속으로 형성되거나, 절연을 위해 플라스틱 등의 절연 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 케이스(170)는 상기 모듈 기판(110)과 같이 사각형으로 형성될 수 있으며, 별도로 도시하지는 않았지만 각 면에는 역시 인터페이스를 구비할 수도 있다.
상기 케이스(170)는 상기 모듈 기판(110)의 결합홀(112)에 대응되는 위치에 역시 결합홀(171)을 구비하여, 모듈(100)이 외부 기판 등에 용이하게 결합되도록 할 수 있다.또한, 상기 케이스(170)는 외부로 노출되는 일면에 상기 모듈(100)의 리셋을 수행하도록 하기 위한 리셋 스위치(172)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 모듈 기판(110)의 LED가 형성된 경우, 이에 대응되는 상기 케이스(170)의 위치에 LED 표시창(173)이 형성되어, 시스템의 상태를 외부 사용자에게 용이하게 표시할 수 있다.
상기와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 ARD 시스템 모듈(100)은 개발자가 미리 모듈 기판(110) 상에 형성된 연산 제어부(120) 및 인터페이스(130)의 구성으로 비교적 간단하게 구성할 수 있고, 별도의 소프트웨어를 개발하지 않고도 외부 소프트웨어를 상기 연산 제어부(120)에 입력 및 설치할 수 있기 때문에, 제조에 필요한 비용 및 시간을 줄이면서도 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 사용자는 선택에 따라 필요한 외부 소자를 상기 인터페이스(130)에 단순히 결합하는 과정을 통해 다양한 형태의 시스템 모듈 완성이 가능하기 때문에, 본 발명의 실시예에 따른 ARD 시스템 모듈(100)은 다양한 기능에 대해 개방적인 장점을 갖는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 ARD 시스템 모듈(100)은 상기 연산 제어부(120)와 최단 거리에 상기 인터페이스(130)를 위치시킴으로써, 인터페이스(130)를 통해 연결된 외부 소자에 대해 실시간 제어가 가능하도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 ARD 시스템 모듈(100)을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; ARD 시스템 모듈 110; 모듈 기판
120; 연산 제어부 130; 인터페이스
140; 통신부 150; 메모리
160; 전원부

Claims (9)

  1. 일정한 면적을 갖는 모듈 기판;
    상기 모듈 기판상에 형성된 칩 형태의 연산 제어부; 및
    상기 모듈 기판상에 형성된 적어도 하나의 인터페이스를 포함하고,
    상기 인터페이스는 외부 소자가 추후 선택적으로 결합되며, 상기 연산 제어부는 결합되는 상기 외부 소자에 대한 제어를 수행하고,
    상기 연산 제어부 및 인터페이스는 상기 모듈 기판 상에서 최단 직선거리에 형성되고,
    상기 모듈 기판은 적어도 일측에 상기 연산 제어부에 소프트웨어를 입력 및 설치하기 위한 프로그래밍 인터페이스를 더 포함하는 ARD(Almost Ready to Develop) 시스템 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈 기판은 한 변의 길이가 3[cm] 내지 4[cm]인 정사각형 형태로 구비되는 ARD 시스템 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈 기판은 적어도 두 개의 모서리에 형성된 결합홀을 포함하는 ARD 시스템 모듈.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 연산 제어부 및 인터페이스 사이의 거리는 상기 모듈 기판의 한 변의 길이를 기준으로 1/4 내지 1/3로 형성되는 ARD 시스템 모듈.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈 기판상에 형성되어, 외부의 컨트롤러와 통신을 수행하는 통신부를 더 포함하는 ARD 시스템 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈 기판상의 소자들에 대해 외부 기판으로부터 전원을 공급하는 전원부를 더 포함하는 ARD 시스템 모듈.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈 기판상에 형성된 메모리를 더 포함하는 ARD 시스템 모듈.

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