Design and Implementation of Gyroscope-Bluetooth 3D Space Input System for Embedded Game Station

임베디드 게임기를 위한 블루투스 위치센서기반 3차원 공간입력 장치의 설계 및 구현

최근 3차원 기반의 입력방식은 사용자 기능의 편리성 때문에 게임기를 비롯한 컴퓨터의 새로운 입력장치로 실용화 연구가 진행되고 있다. 본 논문은 3차원 입력기능을 갖는 게임기의 입력장치와 송수신장치를 자이로스코프와 블루투스 기반으로 설계하고 개발한 경험을 정리하였다. 특히, PC뿐만 아니라 핸드폰및 게임 콘솔 장치로 사용할 수 있도록 게임기에 사용되는 블루투스 마스터 송수신장치를 임베디드 형태로 구현하였고, 따라서 블루투스 스택이 내장되지 않고 기본 USB HID 타입만을 지원하는 다양한 형태의 게임 장치에도 바로 활용이 가능하도록 하였다. 구현에 있어서, 게임입력기능의 실시간성, 즉 낮은 응답속도를 준수하기위하여 블루투스장치에 사용되는 저속 임베디드 CPU 및 VM의 사용으로 인한 지연 및 성능저하요소를 해결하여야 하였으며, 이를 해결하고자 native 방식의 트랜스폼 전송 기법을 활용하였다. 구현된 시스템은 기구에 실장하여 그 성능과 실용성에 대하여 검증을 수행하였다.

Recently 3-D space input mechanism is emerging as a new user input technology in real applications. The paper summarizes our design and implementation experience of gyroscope and bluetooth based 3-D input device for game application. The 3D input system is designed for use in small embedded system such as a handset or mobile game platform as well as a desktop PC system. To meet this system requirement, all the bluetooth stack and Gyroscope control software is implemented in transceiver module, so that it can be used in any game platform hardware having basic USB HID host function. When 3-D position data are processed and re-formated in application level of bluetooth embedded CPU, we observed that the latency and bandwidth performance could not satisfied the tight delay requirement for interactive game. We solved this implementation difficulty by using transform based transmission method, where data transform rule is controlled in high level application and data processing itself is performed in low level stack code. The designed 3-D input system has been fully instrumented, tested, and verified using very high interactive game application.