(57)【要約】  半導体装置との間に直列接続される１つ以上の半導体装置を備え、センシングを感知しない場合に前段の半導体装置から第１センシングデータが受信されると後段の半導体装置に出力し、前段から第１センシングデータが受信されると第２センシングデータを加えて後段に出力し、前段から第１センシングデータが受信されない場合は第２センシングデータを後段に出力することを特徴とするセンサ装置を公開する。また、センシング感知信号を発生する半導体装置は、最初の電源を印加した後、後段に出力する識別情報を生成する段階と、センシングを感知しない場合に、前段からの第１センシングデータを後段に出力する段階と、センシングが感知された場合は前段から第１センシングデータが受信されると第２センシングデータを加えて出力し、前段から第１センシングデータが受信されなければ第２センシングデータを出力する段階を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置間に直列に接続される少なくとも１つ以上の半導体装置を備え、
前記半導体装置は、
センシングを感知しない場合は前段の半導体装置から第１センシングデータが受信されると前記第１センシングデータを後段の半導体装置に出力し、
前記センシングを感知した場合に第２センシングデータを生成し、前記前段の半導体装置から前記第１センシングデータが受信されると前記第２センシングデータに前記第１センシングデータを加えて前記後段の半導体装置に出力し、前記前段の半導体装置から前記第１センシングデータが受信されなければ前記第２センシングデータを前記後段の半導体装置に出力することを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記センサ装置は、
前記半導体装置に入力された接触を感知することを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記センサ装置は、
前記半導体装置に入力された圧力を感知することを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記センサ装置は、
前記半導体装置間の接続をデージチェーン方式に接続したことを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記半導体装置は、
最初の電源印加後に識別情報を生成して保存し、前記後段の半導体装置に出力することを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記半導体装置は、
前記前段の半導体装置が出力した制御信号に応答して内部に保存された前記第３データを前記後段の半導体装置に出力することを特徴とする請求項５に記載のセンサ装置。
【請求項７】
前記第１センシングデータまたは前記第２センシングデータは、
センシング感知信号を含んだセンシング情報プロトコルであることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項８】
前記センシング情報プロトコルは、
前記センシング情報プロトコルの開始を示す開始ビットと、
前記識別情報と、
少なくとも１ビット以上の前記センシング感知信号と、
前記センシング情報プロトコルの終了を示す終了ビットと、
を含むことを特徴とする請求項７に記載のセンサ装置。
【請求項９】
前記第３データは、
開始を示す開始ビットと、
前記識別情報と、
終了を示す終了ビットと、
を含む識別情報プロトコルであることを特徴とする請求項６に記載のセンサ装置。
【請求項１０】
前記第３データは、
開始を示す開始ビットと、
前記識別情報と、
少なくとも１ビット以上の装置設定情報と、
終了を示す終了ビットと、
を含む装置設定情報プロトコルであることを特徴とする請求項６に記載のセンサ装置。
【請求項１１】
前記装置設定情報は、
前記半導体装置が備える接触パッドの感度データを含むことを特徴とする請求項１０に記載のセンサ装置。
【請求項１２】
前記半導体装置は、
少なくとも１つ以上の入出力端子と、
少なくとも１つ以上の接触パッドと、
隣接した前記半導体装置との通信を行う入出力制御部と、
接触に応答して前記入出力制御部を制御する制御部と、
前記入出力制御部のターンオン可否を決定するスイッチと、
を備えることを特徴とする請求項６に記載のセンサ装置。
【請求項１３】
前記制御部は、
クロック信号を基準信号として発生する基準信号発生部と、
前記基準信号を印加して接触物体の接触可否にかかわらず、いつも第１時間遅延して第１信号を発生する第１信号発生部と、
前記基準信号を印加して接触物体の接触が感知されなければ前記基準信号を遅延せず、前記接触物体の接触が感知されると前記基準信号を前記第１時間よりも長く遅延させて第２信号を発生する第２信号発生部と、
前記第１信号に同期されて前記第２信号をサンプリング及びラッチして感知信号を発生する感知信号発生部と、
を備えることを特徴とする請求項１２に記載のセンサ装置。
【請求項１４】
前記入出力制御部は、
前記半導体装置と通信を行う入出力送受信部と、
前記入出力送受信部に印加された前記第１センシングデータ及び前記第３データを解析して前記制御部に出力する入力情報解析部と、
前記制御部の出力データに応答して前記第２センシングデータを生成して前記入出力送受信部に出力する出力情報発生部、
を備えることを特徴とする請求項１２に記載のセンサ装置。
【請求項１５】
センシング感知信号を発生する少なくとも１つ以上の半導体装置は、
最初の電源印加後の識別情報を生成して保存し、後段の半導体装置に出力する識別情報を生成する段階と、
センシングを感知しない場合は前段の半導体装置から第１センシングデータが受信されると前記第１センシングデータを後段の半導体装置に出力する段階と、
センシングが感知された場合は第２センシングデータを生成し、前記前段の半導体装置から前記第１センシングデータが受信されると前記第２センシングデータを加えて前記後段の半導体装置に出力し、前記前段の半導体装置から前記第１センシングデータが受信されなければ前記第２センシングデータを前記後段の半導体装置に出力する段階と、
を備えることを特徴とするセンサ装置の動作方法。
【請求項１６】
前記センサの動作方法は、
前記半導体装置に印加された接触を感知して処理を行うことを特徴とする請求項１５に記載のセンサ装置の動作方法。
【請求項１７】
前記センサの動作方法は、
前記半導体装置に印加された圧力を感知して処理を行うことを特徴とする請求項１５に記載のセンサ装置の動作方法。
【請求項１８】
前記識別情報生成段階は、
最初の電源印加後にセンシング感知信号の出力を中止させる段階と、
前記半導体装置に所定電圧を印加した後、実際印加された電圧と比較して相異する場合に前記半導体装置を開始位置の半導体装置として認識する段階と、
前記開始位置の半導体装置で生成した前記識別情報を前記後段の半導体装置に出力する段階と、
自然数Ｎの場合、前段の第Ｎ−１番目の半導体装置から出力した前記識別情報を受信した第Ｎ番目の半導体装置は生成した前記識別情報だけを出力する識別情報出力段階と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載のセンサ装置の動作方法。
【請求項１９】
前記識別情報出力段階は、
最初の電源印加後に、少なくとも１つ以上の前記前段の半導体装置が出力した前記識別情報に生成された前記識別情報を加えて前記後段の半導体装置に出力することを特徴とする請求項１８に記載のセンサ装置の動作方法。
【請求項２０】
前記センサ装置の動作方法は、
前記前段の前記半導体装置が出力した準備信号を前記後段の半導体装置に出力し、
前記準備信号に応答して接触が発生した場合に、前記少なくとも１つ以上の半導体装置は前記センシング感知信号を生成することをさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載のセンサ装置の動作方法。
【請求項２１】
前記センサ装置の動作方法は、
前記前段の半導体装置が出力した制御信号に応答して前記半導体装置内部に保存された第１データを出力することをさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載のセンサ装置の動作方法。
【請求項２２】
前記第１データは、
前記半導体装置の感度データを含むことを特徴とする請求項２１に記載のセンサ装置の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ装置及びその動作方法（ｓｅｎｓｏｒ  ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ  ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ）に関し、特に少なくとも１つ以上の半導体装置の通信に必要なデータの大きさを縮小させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の入力チャンネルを備えるセンサシステムの例をあげると、その内部には電子製品のボタン及びその他の接触部が所定距離を置いて複数個配置され、接触感知信号発生器のそれぞれは少なくとも１つ以上の入力チャンネルを備える。該接触部のそれぞれに備えられた接触感知信号発生器は少なくとも１つ以上の入力チャンネルの接触パッドを備え、それに印加された接触信号などの関連情報を該当装置のホストコンピュータに伝送して外部から入力された接触情報を認識させる。このとき、少なくとも１つ以上の接触感知信号発生器との間の接続は、接触信号及びその他の情報の効果的な通信のために直列接続方式であるデージチェーン(Daisy Chain)方式などが用いられている。
【０００３】
図１は、従来の接触感知信号発生器を接続する場合に用いられる通信方式を説明するためのブロック図である。
【０００４】
少なくとも１つ以上の接触感知信号発生器１００−１〜１００−Ｎは、少なくとも１つ以上の入出力端子１−２、１−３〜Ｎ−２、Ｎ−３と、接触パッドに接続する端子１１０−１〜１１０−Ｎと、電源電圧ＶＤＤに接続する端子１−４〜Ｎ−４と、接地電圧ＶＳＳに接続する端子１−５〜Ｎ−５とを含む。
【０００５】
接触感知信号発生器１００−１〜１００−Ｎのそれぞれに備えられた所定個数の接触パッド１１０−１〜１１０−Ｎのそれぞれは、伝導性の抵抗体である人の指のような接触物体が接触されると電気的な状態変化を接触信号として発生して接触感知信号発生器に出力する。
【０００６】
図１は、少なくとも１つ以上の感知信号発生器１００−１〜１００−Ｎを互いに隣接した接触感知信号発生器に接続する直列接続方法である。この場合、すべての接触感知信号を受信するホストコンピュータ１２０は、直列方式で自然数Ｎ個が接続された少なくとも１つ以上の感知信号発生器から発生した接触信号を確認するために、接触が発生した該感知信号発生器の識別情報と接触信号情報だけでなく、実際に接触が発生しない感知信号発生器の関連情報まで受信することになる。
【０００７】
接触が発生した場合は、接触パッドから受信した接触信号を該識別情報と一緒に伝送するので、接地電圧に接続されている第１接触感知信号発生器から第Ｎ番目の感知信号発生器には、以前に接続されたＮ−１個の感知信号発生器から累積した識別情報及び開始ビットと終了ビットとを含み、Ｎ−１個の感知信号発生器から発生した接触信号を一緒に累積させて伝送する。
【０００８】
例えば、１つの接触パッドをそれぞれ備えるＮ個の感知信号発生器とホストコンピュータとが直列接続方式で接続され、伝送する接触情報はいつも１ビットであって、２ビットの開始及び終了ビットを含み合計３ビットのデータが感知信号発生器との間に伝送されたものと仮定する。
【０００９】
このとき、図１の第１接触感知信号発生器１００−１に外部接触が発生したと仮定した場合、第１接触感知信号発生器１００−１は、開始ビット、終了ビット、及び接触情報を含む３ビットのデータを第２接触感知信号発生器１００−２に出力する。これを受信した第２接触感知信号発生器１００−２は、接触が発生しないことを示す感知データを含めて、合計４ビットのデータを隣接した第３接触感知信号発生器１００−３に出力する。よって、５個の接触感知信号発生器１００−１〜１００−５が直列接続されている場合、第５接触感知信号発生器１００−５はホストコンピュータ１２０に７ビットのデータを伝送する。しかし、この場合、第１接触感知信号発生器１００−１からホストコンピュータ１２０に伝送されるデータの大きさは２５ビットとなる。すなわち、２５ビットデータが５個の接触パッドのために必要とされる。
【００１０】
このような規則性を考慮した場合、第Ｎ番目の接触感知信号発生器が受信するデータは２＋(Ｎ(Ｎ＋１)／２)ビットとなる。したがって、Ｎ個の接触感知信号発生器の数が増加するにつれ、ホストコンピュータ３０に伝送されるデータの大きさは自然数Ｎ個の２乗以上に増加することになる。このように、接触可否とは関係なく、伝送されるデータにより少なくとも１つ以上の感知信号発生器の通信に送受信されるデータの大きさは増加するものである。
【００１１】
このような従来の接触感知信号発生器１００−１〜１００−Ｎは、実際の接触信号の出力可否とは関係なく、すべての接触感知信号発生器の位置情報をホストコンピュータ１２０に伝送しなければならない問題を有している。このように不要なデータの送受信の問題を解決させるために、改善された半導体装置とその動作方法が必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、外部入力に応答する少なくとも１つ以上の半導体装置との間の通信時に送受信されるデータの大きさを縮小させたセンサ装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、外部入力に応答する少なくとも１つ以上の半導体装置との間の通信時に送受信されるデータの大きさを縮小させたセンサ装置の動作方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するための本発明のセンサ装置は、半導体装置間に直列に接続される少なくとも１つ以上の半導体装置を備え、半導体装置はセンシングを感知しない場合に前段の半導体装置から第１センシングデータが受信されると第１センシングデータを後段の半導体装置に出力し、センシングを感知した場合に第２センシングデータを生成し、前段の半導体装置から第１センシングデータが受信されると第２センシングデータに第１センシングデータを加えて後段の半導体装置に出力し、前段の半導体装置から第１センシングデータが受信されなければ第２センシングデータを後段の半導体装置に出力することを特徴とする。
【００１５】
前記目的を達成するためのセンサ装置は、半導体装置に入力された接触または圧力を感知し、半導体装置間の接続をデージチェーン方式で接続することを特徴とする。
【００１６】
前記目的を達成するための半導体装置は、最初の電源印加後に識別情報を生成して保存し、後段の半導体装置に出力して前段の半導体装置が出力した制御信号に応答して内部に保存された第３データを後段の半導体装置に出力することを特徴とする。
【００１７】
前記目的を達成するための制１センシングデータまたは第２センシングデータは、センシング感知信号を含んだセンシング情報プロトコルであることを特徴とする。
【００１８】
前記目的を達成するためのセンシング情報プロトコルは、センシング情報プロトコルの開始を示す開始ビットと、識別情報と、少なくとも１ビット以上のセンシング感知信号と、センシング情報プロトコルの終了を示す終了ビットとを含むことを特徴とする。
【００１９】
前記目的を達成するための第３データは、開始を示す開始ビットと、識別情報と、終了を示す終了ビットとを含む識別情報プロトコルまたは開始を示す開始ビットと、識別情報と、少なくとも１ビット以上の装置設定情報と、終了を示す終了ビットとを含む装置設定情報プロトコルであることを特徴とする。
【００２０】
前記目的を達成するための装置設定情報は、半導体装置が備える接触パッドの感度データを含むことを特徴とする。
【００２１】
前記目的を達成するための半導体装置は、少なくとも１つ以上の入出力端子と、少なくとも１つ以上の接触パッドと、隣接する半導体装置との通信を行う入出力制御部と、接触に応答して入出力制御部を制御する制御部と、入出力制御部のターンオン可否を決定するスイッチとを備えることを特徴とする。
【００２２】
前記目的を達成するための制御部は、クロック信号を基準信号として発生する基準信号発生部と、基準信号を印加して接触物体の接触可否にかかわらず、いつも第１時間遅延して第１信号を発生する第１信号発生部と、基準信号を印加して接触物体の接触が感知されなければ基準信号を遅延せず、接触物体の接触が感知されると基準信号を第１時間よりも長く遅延させて第２信号を発生する第２信号発生部と、第１信号に同期されて第２信号をサンプリング及びラッチして感知信号を発生する感知信号発生部とを備えることを特徴とする。
【００２３】
前記目的を達成するための入出力制御部は、半導体装置と通信を行う入出力送受信部と、入出力送受信部に印加された第１センシングデータ及び第３データを解析して制御部に出力する入力情報解析部と、制御部が出力したデータに応答して第２センシングデータを生成して入出力送受信部に出力する出力情報発生部とを備えることを特徴とする。
【００２４】
前記他の目的を達成するための本発明のセンサ装置の動作方法において、センシング感知信号を発生する少なくとも１つ以上の半導体装置は、最初の電源印加後に識別情報を生成して保存し、後段の半導体装置に出力する識別情報を生成する段階と、センシングを感知しない場合に前段の半導体装置から第１センシングデータが受信されると第１センシングデータを後段の半導体装置に出力する段階と、センシングが感知された場合に第２センシングデータを生成し、前段の半導体装置から第１センシングデータが受信されると第２センシングデータを加えて後段の半導体装置に出力し、前段の半導体装置から第１センシングデータが受信されなければ第２センシングデータを後段の半導体装置に出力する段階とを備えることを特徴とする。
【００２５】
前記目的を達成するためのセンサの動作方法は、半導体装置に印加された接触または圧力を感知して処理を行うことを特徴とする。
【００２６】
前記目的を達成するための識別情報を生成する段階は、最初の電源印加後にセンシング感知信号の出力を中止させる段階と、半導体装置に所定電圧を印加した後、実際に印加された電圧と比較して相異する場合、該半導体装置を開始位置の半導体装置として認識する段階と、開始位置の半導体装置で生成した識別情報を後段の半導体装置に出力する段階と、自然数Ｎの場合、前段の第Ｎ−１番目の半導体装置から出力した識別情報を受信した第Ｎ番目の半導体装置は生成した識別情報だけを出力する識別情報出力段階とをさらに備えることを特徴とする。
【００２７】
前記目的を達成するための識別情報を出力する段階は、最初の電源印加後に少なくとも１つ以上の前段の半導体装置が出力した識別情報に生成した識別情報を加えて後段の半導体装置に出力することを特徴とする。
【００２８】
前記目的を達成するためのセンサ装置の動作方法は、前段の半導体装置が出力した準備信号を後段の半導体装置に出力し、準備信号に応答して接触が発生した場合に少なくとも１つ以上の半導体装置はセンシング感知信号を生成することをさらに備えることを特徴とする。
【００２９】
前記目的を達成するためのセンサ装置の動作方法は、前段の半導体装置が出力した制御信号に応答して半導体装置内部に保存された感度データを含んだ第１データを出力することをさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
よって、本発明のセンサは、半導体装置間に直列通信で接続させて接続線の数を減少させることができ、少なくとも１つ以上の半導体装置間の通信に必要な最小のデータ量に縮小させたセンサを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来の接触感知信号発生器の接続に用いる通信方式を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明に係るセンサ装置内の半導体装置の構成図である。
【図３】図２のセンサ装置の通信方法の実施例である。
【図４】本発明に係る半導体装置の通信方式を説明するためのブロック図である。
【図５】本発明に係る半導体装置の通信のための識別情報プロトコルの実施例である。
【図６】本発明に係る半導体装置の通信のための装置制御情報プロトコルの実施例である。
【図７】本発明に係る半導体装置の通信のための接触情報プロトコルの実施例である。
【図８】本発明に係る半導体装置の接触パッドの感度を設定する実施例である。
【図９】本発明に係る半導体装置の識別情報を付与する方法に対するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付した図面を参照して本発明のセンサ装置及びその動作方法を説明する。
【００３３】
図２は、本発明に係るセンサ内の半導体装置の構成図である。
本発明に係る半導体装置２１０は、図１のように、外部端子である情報入力及び出力端子の入出力端子２００−１、２００−２、電源電圧ＶＤＤに接続される電源電圧端子２００−４、及び接地電圧ＶＳＳに接続される接地電圧端子２００−５を備える。半導体装置２１０は、接触パッド２１５−１〜２１５−Ｍ、制御部２２０、入力情報解析部２３０、出力情報発生部２４０、入出力送受信部２５０、及びスイッチ２６０を備える。
【００３４】
図２に示すブロックのそれぞれの機能を次に説明する。
制御部２２０は、少なくとも１つ以上の半導体装置における固有の識別情報、接触パッド２１５−１〜２１５−Ｍの感度情報のような設定情報を含んだ装置制御情報、及び半導体装置に内蔵された接触パッド２１５−１〜２１５−Ｍの接触を感知して接触感知信号を生成し、別途の内部保存空間(図示せず)に保存する。
【００３５】
外部半導体装置と通信を行う入出力制御部は、入力情報解析部２３０、出力情報発生部２４０、及び入出力送受信部２５０を含む。最初の電源印加後に、スイッチ２６０は入出力端子２００−１、２００−２が接続されないようにするために、オフに設定される。その後、スイッチ２６０はオンされて外部から印加される入力データを受信して出力するか、または出力データを直列接続する半導体装置に伝送する。ここで、スイッチが論理ゲート(ｌｏｇｉｃｇａｔｅｓ)として実現される。
【００３６】
入出力送受信部２５０は、第１入出力端子２００−１及び第２入出力端子２００−２から入力された接触情報データを制御部２２０及び入力情報解析部２３０に伝送する。入力情報解析部２３０はこれを解析した後に制御部２２０に出力し、外部との通信のために制御部２２０は関連情報を出力する。その後、出力情報発生部２４０は所定のプロトコルを有するデータを生成し、入出力送受信部２５０に出力される。
【００３７】
その後、スイッチ２６０は、識別情報を複数回外部に出力させた後にターンオンされる。少なくとも１つ以上の半導体装置内に備えられているスイッチ２６０がターンオンされると外部から印加されたデータまたは出力したデータを直列接続する半導体装置のそれぞれに出力することができる。
【００３８】
次に、ホストコンピュータから受信された準備信号が到着するまで半導体装置は待機状態を維持する。ここで、接触パッド２１５は、半導体装置に内蔵されているものとして説明したが、半導体装置の外部に配置することもできる。
【００３９】
図３は、図２の半導体装置の実施例であって、接触パッドの最上位金属膜３１５及び電気的接触センサ３５０で構成されており、電気的接触センサ３５０は感知信号発生器３４０及び仲介器３４５を備え、感知信号発生器３４０は基準信号発生部３２０、第１及び第２信号発生部３２５、３３０、及び感知信号発生部３３５を備える。
【００４０】
次に、図３の半導体装置の動作を説明する。
基準信号発生部３２０と感知信号発生部３３５の動作は、第１信号発生部３３０がダイ内に接触物体が接触される最上位金属膜３１５を備え、最上位金属膜３１５に接触物体が接触されなければ基準信号ｒｅｆ＿ｓｉｇを遅延せず、接触物体が接触されると基準信号ｒｅｆ＿ｓｉｇを第１時間よりも遅延した第２時間ほど遅延させて第２信号ｓｉｇ２を発生する。
【００４１】
よって、感知信号発生部３３５は、第１信号ｓｉｇ１に同期されて第２信号ｓｉｇ２をサンプリング及びラッチして感知信号ｃｏｎ＿ｓｉｇを発生した後に仲介器３４５に出力され、仲介器３４５は前段の半導体装置での接触情報を保存した後、入力された信号に応答して生成した接触感知信号を次の段階の半導体装置に伝送する。
【００４２】
図４は、本発明に係る半導体装置の通信方式を説明するためのブロック図である。実際動作のための詳細な説明は、図２における半導体装置の通信方式と同様に構成されているので、図２の内部構造に関係する。したがって、図２及び図４の構成要素を一緒に参照して説明する。なお、図１に重複する部分の説明は省略する。
【００４３】
図４に示すように、少なくとも１つ以上のＮ個の半導体装置４００−１〜４００−Ｎが直列方式であるデージチェーン方式に接続されて構成されている。すなわち、第１半導体装置４００−１は、第２半導体装置４００−２に隣接するように配置され、第Ｎ−１番目の半導体装置（図示せず）は、第Ｎ−２番目の半導体装置（図示せず）と第Ｎ番目の半導体装置４００−Ｎとの間に配置される。また、第Ｎ番目の半導体装置４００−Ｎは、第Ｎ−１番目の半導体装置（図示せず）とホストコンピュータ４２０との間に隣接して配置される。
【００４４】
半導体装置４００−１〜４００−Ｎは、ホストコンピュータ４２０により隣接して配置された半導体装置を介して通信する。従来の接触感知発生器は直列に接続され、ホストコンピュータ４２０に、接触情報の生成可否に関係せず、識別情報を受信した接触情報に累積させて伝送したこととは違って、実際の接触が入力された半導体装置の接触情報データまたは識別情報をホストコンピュータ４２０に隣接して接続されちる半導体装置に出力される。これによって、従来の直列接続方式における不要な接触情報の伝送を、本発明で接触情報伝送方式を改善させ、最初の電源印加後に、自動的に識別情報を構成させて実際の接触信号が発生した半導体装置の接触情報だけを伝送することができる。
【００４５】
上記のように、開始位置の半導体装置４００−１を確認する理由は、それを基準に、順次に変化する識別情報を生成し、少なくとも１つ以上の半導体装置４００−１〜４００−Ｎに付与させるためである。少なくとも１つ以上の半導体装置を区別するために付与される識別情報の生成規則は、開始周波数の値によって半導体装置との間に所定大きさ（例えば、１／２ずつ減少）に変化する方法、開始位置の半導体装置で出力された基準信号からの所定時間の遅延をそれぞれに挿入する方法、及び自然数１から自然数Ｎまで順次に増加させる方法などがある。
【００４６】
このような識別情報の種類は、それぞれのシステムの特性に合わせて必要に応じて選択することができる。例えば、所定大きさの周波数を有する信号の入力に対する周波数分周器の出力周波数の値として、入力に対して所定周波数の大きさの差を有する周波数とすることができる。すなわち、開始位置の半導体装置である第１半導体装置４００−１が１００Ｋｈｚ周波数を識別情報として生成して隣接した第２半導体装置４００−２に出力した場合、制御部２２０内に備えられた周波数分周器（図示せず）は入力された周波数の半分に減少させた５０Ｋｈｚ大きさの周波数を該当半導体装置の識別情報として生成する。
【００４７】
または、所定大きさの周波数を有する基準信号の入力に応答して所定時間遅延を含むように識別情報を生成する方法である。開始位置の第１半導体装置４００−１の制御部２２０内に備えられたカウント回路（図示せず）を通過した基準信号は所定時間分遅延されて生成される。例えば、第１半導体装置４００−１が１秒間１０Ｈｚの大きさで繰り返される基準信号を生成して出力した場合、これを受信する第２半導体装置４００−２は所定時間の遅延をさらに追加して識別情報を生成する。
【００４８】
さらに他の識別情報は、所定大きさの自然数を基準に所定規則によって変化する自然数を半導体装置４００−１〜４００−Ｎの識別情報に付与する。例えば、半導体装置４００−１〜４００−Ｎが直列通信方式で接続されている場合、開始位置の第１半導体装置４００−１が自然数“１”を固有の識別情報として生成する。そして、これを受信した第２半導体装置４００−２は入力値から自然数１ほど増加させた自然数“２”を識別情報として生成し、このような規則性により第Ｎ番目の半導体装置４００−Ｎは自然数“Ｎ”を識別情報として生成して、任意の複数個が接続されている半導体装置が配置されても半導体装置のそれぞれを区別することが可能となる。
【００４９】
上記のように生成された識別情報は、図５の識別情報プロトコルに含まれてそれぞれの半導体装置に少なくとも１回出力され、その後スイッチをターンオンしてホストコンピュータ４２０から準備信号が到着するまで待機する。
【００５０】
この場合、第Ｎ−１番目の半導体装置は、開始位置の半導体装置４００−１から第Ｎ−２番目の半導体装置との間の識別情報を累積して隣接した第Ｎ番目の半導体装置に出力することができる。このような方法で、ホストコンピュータは別途の演算過程なしに直列に接続されるすべての少なくとも１つ以上の半導体装置４００−１〜４００−Ｎの固有識別情報を保存することができる長所を有する。
【００５１】
さらに他の実施例として、第Ｎ番目の半導体装置４００−Ｎの識別情報だけをホストコンピュータ４２０に出力する方法がある。そこで、第Ｎ番目識別情報により、ホストコンピュータ４２０はあらかじめ定められた識別情報の生成方法を参照して、現在接続された半導体装置４００−１〜４００−Ｎの数などのような通信に必要な情報を確認することができる。その他の識別情報の種類が付与された場合でも所定規則性に基づいて順次的な値を有するので、ホストコンピュータ４２０に隣接したＮ番目の半導体装置の識別情報から現在接続されている半導体装置４００−１〜４００−Ｎの数を類推することができる。この方法は、以前の方法と比較して通信に必要なデータ数を縮小する利点はあるが、実際に特定半導体装置の接近に必要な識別情報を保存する場合、別途の計算過程によりそれぞれの識別情報を抽出した後に保存しなければならないので、追加過程が必要とされる。
【００５２】
上記のように、少なくとも１つ以上の半導体装置に接続されるホストコンピュータ４２０は、識別情報を確認した後に、半導体装置４００−１〜４００−Ｎに接触信号の処理開始を命令する準備信号を出力する。それを受信した第Ｎ番目の半導体装置４００−Ｎは、これに応答して接触感知信号処理動作及び出力動作を開始し、隣接した第Ｎ−１番目の半導体装置（図示せず）に該当の準備信号を出力する。
【００５３】
実際に外部接触が発生した場合、少なくとも１つ以上の半導体装置４００−１〜４００−Ｎとの間の詳しい通信方法について以下のように説明する。
【００５４】
例えば、図４において、第２半導体装置４００−２だけに接触が発生した場合、内蔵された接触パッド（図示せず）から生成された接触信号は、図２の制御部２２０に入力される。制御部２２０は、このとき入出力端子２−２’、２−３’を介して外部から印加された接触情報データがあるか否かを確認する。もし、外部接触情報データがない場合には、出力情報発生部２４０は半導体装置の固有識別情報と生成された接触信号とが一緒に保存された接触情報データを生成する。その後、生成した接触情報データを入出力送受信部２５０でホストコンピュータ方向に隣接する半導体装置４００−３に出力する。
【００５５】
接触情報データを受信した半導体装置４００−３の入力情報解析部２３０はこれを解析し、受信された識別情報を制御部２２０に出力する。制御部２２０に接続する接触パッド２１５が接触信号を発生したか否かを確認する。もし、接触信号が発生しない場合、印加された接触情報データをその他のデータの追加なしに、ホストコンピュータ４２０方向に隣接する半導体装置（図示せず）に出力する。
【００５６】
もし、前段の半導体装置から受信したデータがある場合には、以前のデータと新たに生成したデータを累積して後段の半導体装置に出力する。実際に伝送されるデータの種類は、接触情報を含んだ接触情報プロトコル形式を有するか、またはホストコンピュータ４２０から入力された所定の制御信号に応答してあらかじめ保存していた装置情報データなどを、装置情報プロトコル形式を有するように出力する場合がある。このようなデータのプロトコルは、次の図５、図６、及び図７で詳しく説明する。
【００５７】
このように、実際に接触が発生した半導体装置の接触情報データがホストコンピュータ４２０に伝送されるので、従来の直列通信方法で、少なくとも１つ以上の半導体装置のうち１つの半導体装置から接触信号が発生した場合、これを受信した半導体装置の接触信号の発生可否にかかわらず累積して処理する通信方式に比較して必要の最小データ量に縮小することができる。
【００５８】
規則性から、開始ビット、終了ビット及び接触信号のそれぞれの１ビットを含み、識別情報が３ビットである場合、第１半導体装置４００−１が接触されると 、第１半導体装置４００−１からホストコンピュータ４２０に伝送されるデータの大きさは３＋ｌｏｇ２Ｎである。この場合、すべての半導体装置４００−１〜４００−Ｎが接触されると、第１半導体装置４００−１からホストコンピュータ４２０に伝送されるデータの大きさはＮ(３＋ｌｏｇ２Ｎ)である。そして、Ｎ番目の半導体装置４００−Ｎが接触されて、残りの半導体装置が接触されない場合、第１半導体装置４００−１からホストコンピュータ４２０に伝送されるデータの大きさは３＋ｌｏｇ２Ｎである。
【００５９】
図４の伝送方法により、自動的に生成した識別情報をそれぞれ保存し、実際接触信号が発生した半導体装置の該当識別情報と接触情報だけが伝送されるので、最小の大きさのデータ伝送によってホストコンピュータ４２０と通信することができる。
【００６０】
図５は、本発明に係る半導体装置の通信のための識別情報プロトコルの実施例である。
【００６１】
図４の半導体装置４００−１〜４００−Ｎが生成して保存した識別情報を含んで隣接する半導体装置との通信のための半導体装置の識別情報プロトコルの実施例である。
【００６２】
半導体装置の識別情報プロトコル５１０は、識別情報の開始を示す１ビット大きさの開始ビット、識別情報の終了を示す１ビットの終了ビット、少なくとも１つ以上の半導体装置を区別する識別情報ビットで構成される。最初の電源印加後に生成された識別情報は隣接する半導体装置に出力される場合、図２の出力情報発生部２４０は識別情報プロトコル５１０に、開始ビット、終了ビット、及び生成した識別情報を含んで入出力送受信部２５０に出力される。また該当識別情報プロトコル５１０形式のデータを受信した半導体装置の入力情報解析部２３０はこれを解析し、識別情報を抽出して制御部２２０に出力して識別情報との一致可否を判断する。図５は、接触パッドが１つである場合には、ただ識別情報ビットがあることで、接触されたものとして判断する。ここでは、説明の便宜上、開始ビットと終了ビットを１ビットにしたが、複数のビットとすることもできる。
【００６３】
図６は、本発明に係る半導体装置の通信のための装置制御情報プロトコルの実施例である。
図６は、図４の半導体装置４００−１〜４００−Ｎに保存されている設定情報の読み出し及び書き込みと外部半導体装置との通信のための半導体装置の装置設定情報プロトコル５２０の実施例である。半導体装置４００−１〜４００−Ｎの設定情報は、接触パッドの感度設定のための該当データなどを保存したことであって、その他の半導体装置４００−１〜４００−Ｎのそれぞれの設定のためのデータを含むことができる。
【００６４】
実際の装置設定情報プロトコル５２０の開始ビット及び終了ビットは、それぞれ１ビットずつ含めてデータの開始及び終了を示す。設定情報の種類に従って決定される所定大きさの装置設定情報を含む。また、図４のホストコンピュータ４２０は、すべての半導体装置４００−１〜４００−Ｎの識別情報を制御部２２０に保存しているので、設定しようとする半導体装置４００−１〜４００−Ｎの識別情報を利用するための所定ビット大きさの識別情報ビットを含む。
【００６５】
これによって、半導体装置４００−１〜４００−Ｎに接続する接触パッド（図示せず）は、生産時から所定の固有大きさの静電容量を有し、半導体装置４００−１〜４００−Ｎごとにそれぞれ相違する特定の値を有する。生産段階で所定のテスト過程を通して確認された静電容量データが制御部２２０に別途保存され、これを装置設定情報プロトコル内部に含めて装置設定情報に保存された所定大きさの感度に調節する。これについては図８で詳しく説明する。
【００６６】
図７は、本発明に係る半導体装置の通信のための接触情報プロトコルの実施例である。
半導体装置の接触情報プロトコル５３０は、接触情報の開始を示す１ビット大きさの開始ビット、接触情報データの終了を示す１ビットの終了ビット、感知信号発生器に備えられた接触パッド数に従ってビット大きさが決定される識別情報ビット、及び接触パッドから発生する接触信号を保存する所定ビット大きさの接触信号ビットで構成される。
【００６７】
例えば、接触センサシステムが８個の半導体装置を備え、すべての半導体装置ごとに１つの接触パッドが接続される場合には、８個の互いに異なる半導体装置を識別することができる３ビット大きさの識別情報ビットが必要とされる。
【００６８】
また、接触信号ビットは、１つの接触パッドから、所定ビット大きさの接触信号ビットが設定され、例えば、３ビット大きさの接触信号ビットが設定された場合には、図７のような接触情報プロトコルデータの大きさは開始ビットと終了ビットとを含む合計１バイトとなる。
【００６９】
図８は、本発明に係る半導体装置の接触パッド感度を設定する実施例である。
ｄａｔａ＿ｉｎｆｏは接触パッドの感度情報、ｃｏｎ−１〜ｃｏｎ−Ｎは遅延制御信号、ｓｉｇ１’〜ｓｉｇＮ’は接触パッドの接触感知信号、ｔｏｕｃｈ＿ｉｎｆｏは少なくとも１つ以上の接触感知信号を示す。
【００７０】
該当半導体装置の一部６７０は図２の制御部２２０の一部である。内蔵された少なくとも１つ以上の接触パッド６１０−１〜６１０−Ｎは、接触に応答して少なくとも１つ以上の接触感知信号発生部６２０−１〜６２０−Ｎを介して該当接触信号を少なくとも１つ以上の可変遅延部６３０−１〜６３０−Ｎに出力する。
【００７１】
接触信号制御部６５０は、データ保存部６６０に保存されたデータｄａｔａ＿ｉｎｆｏを参考して接触パッド６１０−１〜６１０−Ｎの感度を参照して制御信号ｃｏｎ−１〜ｃｏｎ−Ｎを出力する。可変遅延部６３０−１〜６３０−Ｎは、制御信号ｃｏｎ−１〜ｃｏｎ−Ｎをそれぞれ参考して接触パッド６１０−１〜６１０−Ｎのそれぞれの感度に従って基準信号から遅延される程度を調節して接触感知信号ｓｉｇ１´〜ｓｉｇＮ´を生成して出力する。これを受信した接触信号制御部６５０は少なくとも１つ以上の接触感知信号ｔｏｕｃｈ＿ｉｎｆｏを生成して出力する。
【００７２】
このように、図４のホストコンピュータ４２０が出力した図６の装置設定情報プロトコル５２０を有するデータは、内部の識別情報ビットを参考して少なくとも１つ以上の半導体装置のうちの該当半導体装置に適用される。図２の入力情報解析部２３０は該当データを解析し、識別情報ビットを参考して内部に保存された識別情報と一致する場合、装置設定情報ビットを参照して接触パッドの感度を決定する。
【００７３】
図９は、本発明に係る半導体装置の識別情報を付与する方法に対するフローチャートである。図９の詳細な動作は、図２、図３、及び図４の半導体装置の構成及び通信方法に基づいて構成されているので、それを参照して説明する。
【００７４】
図４の少なくとも１つ以上の半導体装置４００−１〜４００−Ｎは、最初の電源印加後、スイッチ２６０がオフに設定され、図４の少なくとも１つ以上の入出力端子１−２’、１−３’ 〜Ｎ−２’、Ｎ−３’がそれぞれ短絡されて、接触パッドに外部接触を感知して生成した接触感知信号が出力されない（Ｓ７１５）。
【００７５】
その後、入出力ノード１−２’、１−３’〜Ｎ−２’、Ｎ−３’は、それぞれの接地電圧に接続しているか否かを確認するために、半導体装置に備えられた二つの入出力端子１−２’、１−３’〜Ｎ−２’、Ｎ−３’のそれぞれに“ハイ”レベル電圧を印加する（Ｓ７２０）。
【００７６】
もし、二つの入出力端子の電圧が異なる場合、該当半導体装置は開始位置にあるものとして認識される。すなわち、半導体装置４００−１のように、入出力端子１−２’が接地電圧に接続された場合として区別し、開始位置にある所定の半導体装置４００−１を探索する（Ｓ７２５）。
【００７７】
これによって、探索された開始位置の半導体装置４００−１の制御部２２０は事前に定められた識別情報の生成規則に従って識別情報を生成して保存した後、スイッチ２６０はオンとなり、該当識別情報を入出力端子の入出力送受信部２５０に出力する。これを受信した入出力送受信部２５０は、隣接する半導体装置４００−２に少なくとも一回出力され、その後、制御部２２０は後段の半導体装置が出力する準備信号を待つ待機状態に転換される（Ｓ７３０）。
【００７８】
開始位置の半導体装置４００−１に隣接する後段の半導体装置４００−２の制御部２２０は、入出力送受信部２５０から受信した識別情報を参考して、すでに定められた所定識別情報の生成規則に従って半導体装置の固有識別情報を生成して保存する。その後、すでに受信された識別情報と生成した識別情報を加えて隣接する後段の半導体装置４００−３に出力する。
【００７９】
このような動作は、直列通信方式に接続されるＮ個の少なくとも１つ以上の半導体装置で繰り返される（Ｓ７３５、Ｓ７４０）。このとき、該当識別情報を出力することが第Ｎ番目の半導体装置４００−Ｎであるか否かを確認する（Ｓ７４５）。第Ｎ番目の半導体装置に外部から印加された準備信号を受信する（Ｓ７５０）。これを受信する第Ｎ番目の半導体装置は、受信された準備信号を第Ｎ−１番目の半導体装置に出力する（Ｓ７６０）。このような動作が開始位置の半導体装置まで繰り返される（Ｓ７６５）。このような過程を介して半導体装置のそれぞれに識別情報が生成して保存され、外部の制御装置である図４のホストコンピュータ４２０に、これを通知する。
【００８０】
本発明に係るセンサは、少なくとも１つ以上の半導体装置が直列接続した場合、半導体装置は自動的に識別情報を生成し、これをホストコンピュータに伝送し、接触が発生した半導体装置の識別情報と接触感知信号だけを伝送する。よって、従来の接触感知信号生成器の通信方法とは違って、接触が感知されない場合は該当データを伝送しないので、半導体装置の通信に必要とされるデータ量を縮小させる効果がある。説明の便宜上、感知センサを接触センサとしたが、圧力センサや近接センサなどの一般のセンサにも適用することができる。
【００８１】
上述では、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、添付の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で、本発明を多様に修正及び変更させることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１００−１〜１００−Ｎ  接触感知信号発生器
１２０  ホストコンピュータ
２２０  制御部
２３０  入力情報解析部
２４０  出力情報発生部
２５０  入出力送受信部
２６０  スイッチ
３２０  基準信号発生部
３４５  仲介器
４００−１〜４００−Ｎ  半導体装置
４２０  ホストコンピュータ
６２０−１〜６２０−Ｎ  接触感知信号発生部
６３０−１〜６３０−Ｎ  可変遅延部
６５０  接触信号制御部
６６０  データ保存部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010512041.tif 000008
【図８】
2010512041.tif 000009
【図９】
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