<Desc/Clms Page number 1>
"AanDassinaseenheid voor datatransmissie tussen een mobiele telefoon en een gegevensterminal."
Deze uitvinding heeft betrekking op een aanpassingseenheid voor datatransmissie tussen een mobiele telefoon en een gegevensterminal, welke aanpassingseenheid een kaart en een kabel bevat, welke kaart voorzien is om verbonden te worden met de gegevensterminal, welke kabel voorzien is om enerzijds verbonden te worden met de mobiele telefoon en anderzijds met de kaart en waarbij de telefoon voorzien is van een generator om klok-en synchronisatiesignalen te genereren.
Een dergelijke aanpassingseenheid is bekend uit EP-A-0 655 873 en is voorzien om gebruikt te worden in moderne digitale cellulaire systemen, zoals bijvoorbeeld het bekende GSM systeem ("Global System for Mobile communication"). In een dergelijk systeem biedt men de gebruiker verschillende diensten aan, die onderverdeeld worden in drie klassen : telecommunicatie, overdracht en aanvullende diensten.
Telecommunicatiediensten zijn diensten die ge) S'ruikers toelaten gegevensoverdracht uit te voeren zoals telefoongesprekken, noodoproepen, automatische faxberichten en dienst voor korte boodschappen.
De boodschappenbehandelingsdiensten ("bearer services") zijn op de kaart voorzien en laten toe gebruik te maken van telecommunicatiediensten. Deze worden onderverdeeld volgens protocollen die gebruikt worden voor gegevensoverdracht. Een voorbeeld hiervan
<Desc/Clms Page number 2>
is de lijngeschakelde asynchronische gegevensoverdracht ("circuit switched data transfer").
De bekende aanpassingseenheid volgens EP-A-0 655 873 is voorzien van een buffer voor het opslaan van gegevens, afkomstig van de mobiele telefoon, respectievelijk de gegevensterminal. Verder zijn middelen voorzien om de buffer te voeden vanuit de aanpassingseenheid zodanig dat de batterij van de mobiele telefoon zoveel mogelijk gespaard wordt.
Een nadeel van de aanpassingseenheid volgens EP-A-0 655 873 is dat, om gegevensoverdracht te kunnen realiseren, de aanpassingseenheid voorzien moet zijn van de nodige hardware interfaces en over voldoende verwerkingscapaciteit beschikken. Voor dit laatste zijn bepaalde controllers op de markt beschikbaar, zoals o. m. MC68302 van Motorola. Deze controllers zijn vrij krachtig en dus ook vrij duur in aankoop. Met minder krachtige controllers, welke o. m. over een kleinere verwerkingscapaciteit beschikken, is gegevensoverdracht tot hiertoe zeer moeilijk te realiseren.
Doel van de uitvinding is een aanpassingseenheid te realiseren, welke gegevensoverdracht toelaat met minder krachtige verwerkingscapaciteit zonder afbreuk te doen aan de transmissiekwaliteit.
Volgens de uitvinding is de aanpassingseenheid daardoor gekenmerkt dat de aanpassingseenheid een interface bevat die voorzien is om enerzijds onafhankelijk van genoemde kloksignalen datakarakters van de kaart te ontvangen en om synckarakters en datakarakters van elkaar te onderscheiden en telkens de datakarakters in een toegekend tijdslot aan de telefoon over te dragen, en welke interface anderzijds voorzien is om onder besturing van een synchronisatiesignaal een
<Desc/Clms Page number 3>
voorafbepaald aantal kloksignalen aan de kaart door te geven.
De uitvinding zal nu in detail beschreven worden met verwijzing naar de hierbij gevoegde figuren, waarin : figuur 1 de verdeling van de hard-en software tussen telefoon en aanpassingseenheid illustreert ; figuur 2 de stand van de techniek illustreert figuur 3 een blokschema illustreert van het interface volgens de uitvinding met daaraan de telefoon en de kaart ; figuur 4 laat een tijdsdiagram zien voor communicatie tussen telefoon en kaart ; figuren 5 en 6 laten tijdsdiagrammen zien voor communicatie tussen kaart en telefoon ; figuren 7 en 8 laten tijdsdiagrammen zien voor synchronisatie en busvrijgave ; figuur 9 geeft een flowchart weer voor het opstarten ; figuur 10 geeft een gedetailleerd beeld van de interface signalen ; figuur 11 geeft een gedetailleerd beeld van de interface schakeling.
Bij de aanpassingseenheid volgens de uitvinding wordt gewerkt met een seriële bus, die twee processors met elkaar verbindt. Deze bus is een snelle synchrone verbinding met bitrates tot 500. 000 bits per seconde.
Om dit te realiseren moeten we ervan uitgaan dat beide processoren over de nodige hardware interfaces en verwerkingcapaciteit beschikken. Dit is niet altijd zo evident.
Om dit probleem op te lossen, gebruiken we niet alleen een actieve bus, maar ook een omzetter :
<Desc/Clms Page number 4>
de buffer uit figuur 2 wordt vervangen door een intelligente interface. Dit kan een eenvoudige processor of een programmeerbare logica zijn, type PAL ("Programmable Array Logic"), GAL of EPLD ("Erasable and Programmable Logic Device").
Het interface zorgt niet alleen voor de
EMI4.1
elektrische scheiding van de twee processoren, , maar maarzal er ook op toezien dat de tweede processor (deze in de kaart of adaptor) uit synchronisatie kan lopen en alleen relevante data zal ontvangen, zonder sync karakters. Met elektrische scheiding wordt bedoeld dat stroom niet rechtstreeks van de telefoon naar de kaart loopt en vice versa. De kaart is voorzien van een asynchrone uart die asynchrone pulsen aan de bus afgeeft. In het interface zijn middelen voorzien om deze asynchrone pulsen in synchrone te vertalen teneinde aan de telefoon synchrone pulsen aan te bieden en omgekeerd.
Werking van het interface :
De werking van deze aanpassingseenheid is onafhankelijk van de data en kan dus zowel gebruikt worden voor data-als voor controle boodschappen. De bits lopen aaneensluitend van de telefoon naar de adapter. De processor van de adaptor gaat door telling van de bits na of het databits dan wel sync bits zijn.
Vermits niet alle processors over een synchrone seriële poort beschikken, worden de signalen uit figuur 1 op volgende manier bewerkt :
Receive data (RxD), d. w. z. van de telefoon naar de kaart (Figuur 4) : uit de volledige trein van klokpulsen (HClk) worden alleen de 8 flanken (PRClk) geselecteerd waarbij effectief datakarakters (HDATATx) op de RxD lijn aanwezig is. Hierdoor kan de PRCLK gebruikt worden als interrupt voor te ontvangen bits
<Desc/Clms Page number 5>
data. (HDATA-Tx). De uart in de kaart is alleen actief onder besturing van PRClk.
Transmit data (TxD), d. w. z. van de kaart naar de telefoon (Figuur 5) : de data (PDATA-Tx) wordt eerst gebufferd in een signaalbuffer ("latch") van het interface en pas als HClk en HSync actief zijn doorgegeven naar de telefoon (HDATA-Rx) in het toegekende tijdslot. Hierdoor is het niet nodig de processor deze tijdscritische taak te laten uitvoeren. De datakarakters worden dus onafhankelijk van Hclk gestuurd. Alleen moet er worden op toegezien dat de datakarakters tussen twee opeenvolgende Hsync pulsen gestuurd worden.
Clock (Clk) : signaal wordt geconverteerd naar een digitaal compatibel niveau, bijvoorbeeld TTL.
Sync : signaal wordt niet meer tijdscritisch doorgegeven.
Beschrijving blok diagram (figuur 3) : o buffer en signaalvormdeel : alle signalen van en naar de telefoon worden gebufferd, (zie hierboven) om deze lijnen vrij van storingen te maken alsook om de niveaus (CMOS, TTL, 3. 3V,...) aan te passen aan deze van de gebruikte processor in de data adaptorkaart. Het klok signaal HClk wordt bovendien versterkt (sinus naar blok) om nette flanken te krijgen. Hiervoor zorgt het deel A unis de schakeling weergegeven in figuur 11. Hierdoor wordt de werking van de interface minder ruis-en hoogfrequent gevoelig. Voor dit doeleinde is onder meer een weerstand R4 tussen de uitgang tussen de uitgang I/08 en de ingang CLK 1/12 (figuur 10) opgenomen.
De weerstand onderdrukt under-en overshoot bij snelle signalen.
<Desc/Clms Page number 6>
klok teller 7 of 8 pulsen (figuur 7) : het klok wordt gestuurd als een continue stroom van pulsen. Vermits een eenvoudige uart, dit is een uart die niet bit synchroon, byte asynchroon kan werken, zoals in de Rockwell L1300 serie, niet kan werken met een synchronisatie signaal, mogen er alleen maar de bruikbare klokken (dit zijn klokpulsen bij dewelke er data beschikbaar is op de RxD lijn) doorgegeven worden. In het geval van 8 bits per karakter worden dat 8 klokpulsen. Gebruiken we een Rockwell processor type L1300, en dit is speciaal in deze uitvinding, dan mogen we voor het allereerste te ontvangen karakter na een hardware reset alleen 7 klokpulsen doorgeven. Vandaar deze 7 of 8 teller.
De instelling gebeurt met een van de controle lijnen (Cntrl). In figuur 7 bevat dan ook de eerste serie van PRCLK 7 pulsen en de tweede 8 pulsen. Dit wordt gerealiseerd door op PIDLE een toggle signaal te sturen en PCLR van hoog naar laaf te laten gaan. De toggle wordt door PRCLK overgenomen en de overgang van PCLR maakt PRCLK hoog. De daarop volgende HSYNC laat dan de eerste serie door op PRCLK.
* RxD enable latch :
Data komt van de telefoon naar de data adaptor. Deze informatie wordt gebufferd, naar een digitaal niveau gebracht, en via een schakelaar (deel B in figuur 11) naar de adaptor gestuurd. Deze schakelaar schakelt de data alleen door tijdens de duur van het karakter, daarna wordt de RxD lijn hoog of laag gehouden, afhankelijk van de programmatie. De pulsen PRCLK dragen zorg voor dat de gebufferde data HDATA-Tx naar de kaart (PDATA-Rx) wordt overgedragen.
Zo ook zullen eventuele stoorsignalen op HDATA-Tx welke door de telefoon ontvangen worden niet worden overgedragen (PDATA-Rx) aan de kaart.
EMI6.1
I
<Desc/Clms Page number 7>
RxD data latch en synchronizer :
Data komt van de data adaptor naar de telefoon (figuur 5). Vermits de processor in de data adaptor niet altijd beschikt over de nodige verwerkingscapaciteit of de specifieke hardware, wordt in deze unit, en dit is specifiek voor deze uitvinding, de datastroom naar de telefoon opgeslagen in het interface en pas doorgestuurd als de telefoon daar om vraagt, dus binnen het toegekende tijdslot.
Dit wil zeggen met de exacte klokpulsen en direct na
EMI7.1
I het sync signaal (HSync). De processor kan dan op een trager tempo tussen twee sync pulsen het volgende karakter in het interface opslaan. De processor moet er echter wel zorg voor dragen dat er effectief tussen twee pulsen datakarakters worden overgedragen. reset control & timing verification (figuur 7) :
Deze unit zorgt ervoor dat timing synchroon loopt met de telefoon, na aanschakelen de eerste kloktrein uit 7 pulsen bestaat, de wake-up procedure van de telefoon geinitieerd wordt en het onderscheid gemaakt wordt tussen synckarakters en datakarakters.
De wake-up van de handset gebeurt door het klampen de van TxD lijn naar een hoog niveau (PCLR). ! Vermits de Uart in de Rockwell processor geen data kan
EMI7.2
sturen zonder de aanwezigheid van enige klokpulsen, I moeten we dit hier oplossen door het toevoegen van een extra controle lijn.
Wake-up procedure (fig. 7 en 8) : PCLR : reset : reset signaal voor interface HSYNC : sync signaal : signaal van de telefoon HCLK : clock signaal : gebufferd en versterkt kloksignaal van de telefoon dat pas actief wordt na
<Desc/Clms Page number 8>
EMI8.1
laag worden van PSTART en de daarop volgende HSYNC I puls.
HDATATX : transmit lijn van telefoon PRCLK : clock, 7 of 8 pulsen, naar data interface PSYNC : sync signaal : gebufferd van telefoon naar data interface PDATARX : transmit lijn naar data interface
Dit diagram toont duidelijk hoe de klokpulsen gefilterd doorgestuurd worden naar de data adaptor. De ontvangen data op PDATARX is de gebufferde data, alleen vrijgegeven tijdens PRCLK, naar de data adaptor.
Figuur 5 : sync karakters van kaart naar telefoon : PIDLE : I/O lijn data adaptor geeft aan dat sync karakters moeten gestuurd worden naar Telefoon PTCLK : klok, invers van HCLK, gebruikt voor timing sturen data naar buffer PDATA¯TX : data van data adaptor naar buffer HDATARX : data van buffer naar Telefoon, volgens timing gevraagd door de Telefoon bus.
Als de IDLE lijn laag gehouden wordt, dan is de data (HDATARX) ook laag tijdens de SYNC puls. Dit is een mogelijkheid voor de data adaptor om een sync karakter te genereren.
Figuur 6 : datakarakters van kaart naar telefoon : PIDLE : I/O lijn data adaptor geeft aan dat synckarakters moeten gestuurd worden naar telefoon PTCLK : klok, invers van HCLK, gebruikt voor timing I sturen data naar buffer PDATATX : data van data adaptor naar buffer HDATARX : data van buffer naar telefoon, volgens timing gevraagd door de telefoon bus.
<Desc/Clms Page number 9>
Als de IDLE lijn hoog gehouden wordt, dan is de data (HDATA¯RX) ook hoog tijdens de SYNC puls. De nu doorgestuurde karakters worden als echte datakarakters beschouwd.
Na opstarten van de data adaptor is PCLR actief hoog (figuur 7). De data adaptor schakelt de PIDLE lijn hoog en laag, en hierdoor ook PRCLK tot de ! data adaptor in synchronisatie is met de bus.
Daarna wordt PCLR laag gebracht, en na een SYNC puls start de continue werking van de buffer : 7 of 8 klokpulsen worden naar de data adapter gestuurd.
Figuur 8 : wake-up handset : PSTART : I/O lijn van de data adaptor, hierdoor komt HDATA¯RX hoog, zonder hiervoor klokpulsen nodig te hebben.
Vermits we werken met een synchrone EPLD (buffer) kan geen enkele uitgang van niveau veranderen
EMI9.1
zonder klokpulsen PIDLE, PCLR en PSTART kunnen dit I ;omzeilen. Indien de handset aangesloten is, zal deze klok en sync pulsen sturen.
In figuur 9 wordt in de vorm van een stroomdiagram deze wake-up procedure toegelicht. Eerst zijn (20) de PIDLE en PCLR laag omdat de telefoon niet actief is. Op PSTART wordt nu een puls gegenereerd (21) waardoor een timer gestart wordt. Er moet nu een HSYNC door de telefoon worden afgegeven die de klok HCLK start waarnaar gekeken (22, 23) wordt. Wordt niet binnen de ingestelde tijd (24) een klokpuls ontvangen, dan wordt vastgesteld (26) dat de telefoon niet aanstaat. Wordt wel een klokpuls ontvangen (23 Y) dan wordt vastgesteld (25) dat de telefoon aanstaat en wordt de transmissie vrijgegeven.
EMI9.2
I