신경망 학습을 위한 가스 감지용 데이터 처리 장치, 데이터 처리 방법
METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING GAS SENSING DATA FOR NEURAL NETWORK LEARNING
특허 요약
본 발명은 가스 감지용 데이터 처리 기술에 관한 것으로, 가스 성분을 감지하는 가스 감지부; 상기 가스 감지부의 출력단과 연결되며, 병렬로 연결된 복수 개의 MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)를 포함하는 전류 미러(current mirror); 상기 전류 미러로부터, 가스 이벤트(event)에 따른 제1 전류가 인가되면 상기 MOSFET의 출력 크기를 조절하기 위한 비트(bit) 수를 결정하며, 결정된 상기 비트 수를 상기 전류 미러에 인가하는 비트 수 결정부; 및 상기 전류 미러의 출력단과 연결되며, 상기 비트 수에 따른 상기 MOSFET의 출력 크기가 조정된 제2 전류를 상기 전류 미러로부터 인가받고, 상기 제2 전류에 기초한 상기 MOSFET의 출력 크기로 상기 가스 성분의 감지 결과를 출력하는 감지 결과 출력부;를 포함하되, 상기 감지 결과는 상기 가스 감지부의 정규화(normalization)된 신경망(neural network) 학습 데이터로 활용될 수 있다.
청구항
번호청구항
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가스 성분을 감지하는 가스 감지부;상기 가스 감지부의 출력단과 연결되며, 병렬 연결된 복수 개의 MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)를 포함하는 전류 미러(current mirror);상기 전류 미러로부터, 가스 이벤트(event)에 따른 제1 전류가 인가되면 상기 MOSFET의 출력 크기를 조절하기 위한 비트(bit) 수를 결정하며, 결정된 상기 비트 수를 상기 전류 미러에 인가하는 비트 수 결정부; 및상기 전류 미러의 출력단과 연결되며, 상기 비트 수에 따른 상기 MOSFET의 출력 크기가 조정된 제2 전류를 상기 전류 미러로부터 인가받고, 상기 제2 전류에 기초한 상기 MOSFET의 출력 크기로 상기 가스 성분의 감지 결과를 출력하는 감지 결과 출력부;를 포함하되,상기 감지 결과는 상기 가스 감지부의 정규화(normalization)된 신경망(neural network) 학습 데이터로 활용되는가스 감지용 데이터 처리 장치.

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제 1 항에 있어서,상기 전류 미러는 상기 비트 수를 기초로 상기 MOSFET의 출력 크기를 결정하고, 상기 MOSFET의 출력 크기가 조정된 제2 전류를 상기 감지 결과 출력부에 인가하는가스 감지용 데이터 처리 장치.

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제 2 항에 있어서,상기 감지 결과 출력부는,상기 제2 전류를 전압으로 변환하는 변환 임피던스 증폭기;상기 전압을 디지털 신호로 변환하는 ADC(analog to digital converter); 및상기 전압에 기초한 상기 가스 이벤트를 생성하는 에지 컴퓨팅부(edge computing);를 포함하는가스 감지용 데이터 처리 장치.

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제 3 항에 있어서,상기 감지 결과 출력부는,상기 가스 감지부의 초기 저항값에 기초하여 상기 가스 이벤트를 상기 에지 컴퓨팅부에서 상기 전류 미러로 인가하거나, 상기 초기 저항값 이후의 상기 제2 전류에 대한 상기 전압을 상기 ADC를 통해 상기 가스 성분의 감지 결과로 출력하는가스 감지용 데이터 처리 장치.

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제 1 항에 있어서,상기 비트 수 결정부는 상기 제1 전류를 기초로 SAR 로직(successive approximation register logic)을 처리하고, 상기 SAR 로직을 기초로 상기 비트 수를 결정하는가스 감지용 데이터 처리 장치.

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제 1 항에 있어서,상기 가스 감지부는,복수의 가스 성분을 감지하기 위한 적어도 두 개의 감지 채널을 포함하는 저항 센서 어레이(resistive sensor array);상기 적어도 두 개의 감지 채널 중 어느 하나의 감지 채널을 선택하는 먹스(MUX); 및상기 저항 센서 어레이에 기준 전압을 인가하는 타이밍 생성기;를 포함하는가스 감지용 데이터 처리 장치.

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제 6 항에 있어서,상기 저항 센서 어레이는 대기 상태의 가스 성분을 감지하는가스 감지용 데이터 처리 장치.

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제 6 항에 있어서,상기 저항 센서 어레이는 4개의 감지 채널을 포함하는가스 감지용 데이터 처리 장치.

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제 1 항에 있어서,상기 MOSFET는 P채널 MOSFET 또는 N채널 MOSFET를 포함하는가스 감지용 데이터 처리 장치.

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병렬 연결된 복수 개의 MOSFET를 포함하는 가스 감지용 데이터 처리 장치에서 수행되는 데이터 처리 방법에 있어서,대기 상태의 복수의 저항 센서 어레이에서 임의의 저항 센서를 선택하는 단계;상기 저항 센서에 기준 전압을 인가하는 단계;상기 기준 전압에 의해 생성되는 기준 전류를 기초로 상기 MOSFET의 비트 수를 결정하는 단계;상기 비트 수를 기초로 상기 MOSFET의 출력 크기를 결정하는 단계; 및상기 출력 크기로 상기 저항 센서의 가스 성분에 대한 감지 결과를 출력하는 단계;를 포함하되,상기 감지 결과는 상기 저항 센서 어레이의 정규화된 신경망 학습 데이터로 활용되는가스 감지용 데이터 처리 방법.

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제 10 항에 있어서,상기 비트 수를 결정하는 단계는,상기 기준 전류를 기초로 SAR 로직을 처리하는 단계; 및상기 SAR 로직의 처리 결과를 기초로 상기 비트 수를 결정하는 단계;를 포함하는가스 감지용 데이터 처리 방법.

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제 10 항에 있어서,상기 출력 크기를 결정하는 단계는 수학식 를 만족하도록 수행되고,상기 IAIR는 상기 대기 상태의 전류값, 상기 A는 상기 MOSFET의 기준 출력 크기, 상기 BINIT는 상기 출력 크기인가스 감지용 데이터 처리 방법.

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제 10 항에 있어서,상기 기준 전류는 수학식 Iref=Vref/Rsensor로 표현되며,상기 Iref는 상기 기준 전류, 상기 Vref는 상기 기준 전압, 상기 Rsensor는 상기 저항 센서의 저항값인가스 감지용 데이터 처리 방법.

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컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 기록매체로서,상기 컴퓨터 프로그램은,병렬 연결된 복수 개의 MOSFET를 포함하는 가스 감지용 데이터 처리 장치에서 수행되는 데이터 처리 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하고,상기 방법은,대기 상태의 복수의 저항 센서 어레이에서 임의의 저항 센서를 선택하는 단계;상기 저항 센서에 기준 전압을 인가하는 단계;상기 기준 전압에 의해 생성되는 기준 전류를 기초로 상기 MOSFET의 비트 수를 결정하는 단계;상기 비트 수를 기초로 상기 MOSFET의 출력 크기를 결정하는 단계; 및상기 출력 크기로 상기 저항 센서의 가스 성분에 대한 감지 결과를 출력하는 단계;를 포함하되,상기 감지 결과는 상기 저항 센서 어레이의 정규화된 신경망 학습 데이터로 활용되는컴퓨터 판독 가능한 기록매체.

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컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서,상기 컴퓨터 프로그램은,병렬 연결된 복수 개의 MOSFET를 포함하는 가스 감지용 데이터 처리 장치에서 수행되는 데이터 처리 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하고,상기 방법은,대기 상태의 복수의 저항 센서 어레이에서 임의의 저항 센서를 선택하는 단계;상기 저항 센서에 기준 전압을 인가하는 단계;상기 기준 전압에 의해 생성되는 기준 전류를 기초로 상기 MOSFET의 비트 수를 결정하는 단계;상기 비트 수를 기초로 상기 MOSFET의 출력 크기를 결정하는 단계; 및상기 출력 크기로 상기 저항 센서의 가스 성분에 대한 감지 결과를 출력하는 단계;를 포함하되,상기 감지 결과는 상기 저항 센서 어레이의 정규화된 신경망 학습 데이터로 활용되는기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.