최근 시장이 확대되고 있는 SMART TV에는 다양한 기능을 위하여 내장형 카메라가 들어가게 된다. 하지만, 이로 인한 불량 또한 발생하게 되며, 특히 TV power up sequence 문제로 인한 내장형 카메라의 화면 무감 불량현상은 기존 검사장비에서 검출되기 힘든 특징을 가지고 있다. 이를 위해 오디오 쪽 컨트롤 신호를 재현할 수 있는 새로운 검사장비가 필요하지만, 시간과 많은 비용이 소요되며, 생산에 큰 영향을 준다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 해결하고자 FPGA (Field Programmable Gate Array)를 활용한 불량 검출 장비를 개발하여 문제점을 빠르고 정확하게 검출하는 방법을 제시한다. 이를 통해 새로운 장비를 대체하는 비용 절감 효과와 기존 검출 테스트 시간을 약 20여초에서 10초미만으로 크게 단축시킴으로써 개발기간의 최소화 및 공정에 적용을 통한 불량률 감소를 이룰 수 있다.
최근 시장이 확대되고 있는 SMART TV에는 다양한 기능을 위하여 내장형 카메라가 들어가게 된다. 하지만, 이로 인한 불량 또한 발생하게 되며, 특히 TV power up sequence 문제로 인한 내장형 카메라의 화면 무감 불량현상은 기존 검사장비에서 검출되기 힘든 특징을 가지고 있다. 이를 위해 오디오 쪽 컨트롤 신호를 재현할 수 있는 새로운 검사장비가 필요하지만, 시간과 많은 비용이 소요되며, 생산에 큰 영향을 준다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 해결하고자 FPGA (Field Programmable Gate Array)를 활용한 불량 검출 장비를 개발하여 문제점을 빠르고 정확하게 검출하는 방법을 제시한다. 이를 통해 새로운 장비를 대체하는 비용 절감 효과와 기존 검출 테스트 시간을 약 20여초에서 10초미만으로 크게 단축시킴으로써 개발기간의 최소화 및 공정에 적용을 통한 불량률 감소를 이룰 수 있다.
Recently, as the market for SMART TV expands, the camera is embedded for providing various user experience. However, this leads to occurrence of camera failure due to TV power up sequence problem, which are usually not detectable in conventional test equipments. Although the failure-detection can be...
Recently, as the market for SMART TV expands, the camera is embedded for providing various user experience. However, this leads to occurrence of camera failure due to TV power up sequence problem, which are usually not detectable in conventional test equipments. Although the failure-detection can be possible by re-generating control signals for audio interface with new equipment, it is expensive and also requires much time to test. In this paper, for SMART TV, FPGA(Field Programmable Gate Array)-based failure-detection system is proposed which can lead to reduction of both cost and time for test.
Recently, as the market for SMART TV expands, the camera is embedded for providing various user experience. However, this leads to occurrence of camera failure due to TV power up sequence problem, which are usually not detectable in conventional test equipments. Although the failure-detection can be possible by re-generating control signals for audio interface with new equipment, it is expensive and also requires much time to test. In this paper, for SMART TV, FPGA(Field Programmable Gate Array)-based failure-detection system is proposed which can lead to reduction of both cost and time for test.
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문제 정의
본 논문에서는 SMART TV에 사용되는 내장형 카메라의 화면 무감 불량 현상을 검출하기 위한 장치를 FPGA를 활용하여 구현한다. FPGA는 xilinx사의 xilinx-vlx110 모델로 구현하였으며, 시스템 클록의 안정화를 위하여 TI사의 Jitter clean기능이 내장된 CDCM7005라는 PLL 디바이스를 함께 활용한다.
본 현상을 검출하기 위해서는 모든 카메라 모듈을 일일이 TV 보드에 연결하여 테스트를 진행해야 하기에 긴 시간과 많은 비용이 큰 문제가 되었다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 TV의 컨트롤 제어신호를 재현하여 일일이 TV보드에 연결하지 않도록 하는 FPGA 기반 검사장비를 제안한다.
이러한 부가기능이 있는 내장형 시스템 제작 시에 불량이 존재하기 마련이며, 불량을 검출하기 위해 고가의 장비를 요구한다. 이와 같은 문제점을 극복하기 위하여, 본 논문에서는 SMART TV용 내장 카메라의 불량 검출장치 구현 방법을 제안한다. 일반적으로 카메라 불량 검사에서 십만 대 중 1개가 화면 무감 불량현상이 발생하여, 분석결과 이는 TV에서의 power up sequence에 문제가 있음을 확인하였다.
제안 방법
기준 클록 신호를 입력으로 받아서 다양한 주파수의 신호를 생성할 수 있는 PLL을 내부에 포함할 수 있는 FPGA의 특성을 고려하여, 400MHz 및 10MHz의 주파수를 가지는 두개의 클록을 구성한다. 그리고 안정되고 깨끗한 파형의 생성을 위하여 낮은 위상잡음과 좋은 jitter 특성을 가지는 TI사의 CDCM7005 디바이스를 함께 이용하여, 100MHz의 깨끗한 신호를 생성한다. 또한, SMART TV에서 사용되는 것과 동일한 power up sequence를 만들어 주기 위하여 100MHz의 신호를 Xilinx-vlx110 FPGA내부에 Clock counter를 통해 128분주하고, 이를 통해 3.
<그림 3>은 검출장비 구성을 위한 시스템 블록 다이어그램이다. 기준 클록 신호를 입력으로 받아서 다양한 주파수의 신호를 생성할 수 있는 PLL을 내부에 포함할 수 있는 FPGA의 특성을 고려하여, 400MHz 및 10MHz의 주파수를 가지는 두개의 클록을 구성한다. 그리고 안정되고 깨끗한 파형의 생성을 위하여 낮은 위상잡음과 좋은 jitter 특성을 가지는 TI사의 CDCM7005 디바이스를 함께 이용하여, 100MHz의 깨끗한 신호를 생성한다.
그리고 안정되고 깨끗한 파형의 생성을 위하여 낮은 위상잡음과 좋은 jitter 특성을 가지는 TI사의 CDCM7005 디바이스를 함께 이용하여, 100MHz의 깨끗한 신호를 생성한다. 또한, SMART TV에서 사용되는 것과 동일한 power up sequence를 만들어 주기 위하여 100MHz의 신호를 Xilinx-vlx110 FPGA내부에 Clock counter를 통해 128분주하고, 이를 통해 3.125 MHz신호를, 그리고 이를 기반으로 다시 48kHz 신호를 생성하여 1.6초라는 지연시간을 만들어준다. 이를 통해 <그림 4>와 같은 신호를 생성하여, SMART TV에서 사용되는 것과 동일한 신호를 재현하게 된다.
본 논문에서 제안하는 불량 검출 시스템에서 FPGA로 구현되는 하드웨어는 VHDL로 기술되었고, 이를 합성하여 테스트하기 이전에 과 같이 ModelSim VHDL 시뮬레이터를 사용하여 검증작업을 먼저 수행한다.
이상과 같은 동작은 에 나타나 있는 순서를 토대로 동작하게 되며, Xilinx-vlx110 FPGA는 CDCM7005 디바이스를 제어하기 위한 SPI(3-wire serial peripheral interface) 컨트롤러와 CDCM7005의 출력 100MHz신호를 입력으로 받아서 SMART TV의 power up sequence를 재현하기 위한 회로, 그리고 이와 관련된 PLL을 포함하게 된다.
대상 데이터
본 논문에서는 SMART TV에 사용되는 내장형 카메라의 화면 무감 불량 현상을 검출하기 위한 장치를 FPGA를 활용하여 구현한다. FPGA는 xilinx사의 xilinx-vlx110 모델로 구현하였으며, 시스템 클록의 안정화를 위하여 TI사의 Jitter clean기능이 내장된 CDCM7005라는 PLL 디바이스를 함께 활용한다. 적용한다.
성능/효과
그 현상을 분석한 결과 와 같이 오디오 DSP 제어신호(A_LOCK, A_SCK)로 인하여 DVDD_3.3V가 이상전압 상승을 하며, 1.8V DVDD 컨트롤 출력신호가 나오지 않는 문제가 발생함을 알 수 있다.
12MHz)가 정상적으로 FPGA에서 출력됨을 오실로스코프로 확인할 수 있다. 이를 통해 SMART TV와 동일한 power up sequence를 재현할 수 있게 되며, 실제 카메라 제조 양산라인의 불량 검출 screen작업에 적용하여 기존의 장비를 활용한 수동 형태 검수 방식보다 안정적인 방식으로 불량을 검출할 수 있고, 측정 시간 또한 기존 모듈당 20～25초에서 모듈당 10초 미만으로 크게 단축할 수 있음을 확인하였다.
적용한다. 이를 통해 SMART TV의 power up sequence를 동일하게 재현함으로써 기존의 TV 보드를 활용한 수동 검수 방식에 비해 안정적이고 빠른 불량 검출을 가능케 할 수 있음을 확인하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
최근 출시되고 있는 SMART TV의 부가기능은?
[1]-[6] 기존 TV의 시청성향은 단방향 콘텐츠를 수동으로 소비하는 성향이 강했으나, SMART TV의 발전으로 다기능의 능동적 TV를 시청하는 형태로 진화하고 있다.[3] 최근 출시되고 있는 SMART TV의 부가기능은 스마트 모바일과 마찬가지로 웹서핑 기능과 음성인식기능[2][3], 사진촬영 기능 그리고 화상회의 및 화상통화 기능[1] 등이 있다. 이중 음성인식과 사진 그리고 화상통화기능은 SMART TV에 탑재된 내장형 카메라가 담당하게 되며, 스카이프 화상통화기능을 지원한다[1]-[6].
SMART TV에 내장카메라가 들어갈 경우 어떤 단점이 생기는가?
최근 시장이 확대되고 있는 SMART TV에는 다양한 기능을 위하여 내장형 카메라가 들어가게 된다. 하지만, 이로 인한 불량 또한 발생하게 되며, 특히 TV power up sequence 문제로 인한 내장형 카메라의 화면 무감 불량현상은 기존 검사장비에서 검출되기 힘든 특징을 가지고 있다. 이를 위해 오디오 쪽 컨트롤 신호를 재현할 수 있는 새로운 검사장비가 필요하지만, 시간과 많은 비용이 소요되며, 생산에 큰 영향을 준다.
SMART TV란 무엇인가?
또한 스마트 기기들이 점점 많은 양의 부가기능을 탑재해 가고 있으며, 큰 부가가치를 만들어 내는 매개체가 되어 가고 있다. 이런 스마트 기기 중에 대표적으로 일상생활에 항상 접하고 정보와 엔터테인먼트를 동시에 접할 수 있는 인포테인먼트 시스템의 대표적인 디바이스가 바로 SMART TV이다.[1]-[6] 기존 TV의 시청성향은 단방향 콘텐츠를 수동으로 소비하는 성향이 강했으나, SMART TV의 발전으로 다기능의 능동적 TV를 시청하는 형태로 진화하고 있다.
참고문헌 (6)
Skype Hardware Certification Specification Version 6.3.2_ACC. 2013
이재홍, 권상현, 유일선, 양재혁, 류태범, 윤명환 "스마트 TV 기능에 대한 제스처 적합성 분석에 관한 연구", HCI 2013 학술대회.
신유경, 최종훈 "개별 사용자 환경을 위한 스마트 TV 리모트컨트롤 인터랙션 방식 제안", 한국콘텐츠학회논문지 제11권, 제11호, 2011.
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