CN100533422C - 子系统接口上的音频 - Google Patents

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Abstract

简要地说，依照本发明的一个实施例，传送机构提供数字接口用来在诸如蜂窝终端的无线终端中的应用子系统和通信子系统之间传送音频数据。来自应用子系统中音频编解码器的驱动器的请求可以导致音频编解码器和通信子系统之间逻辑连接的创建。当执行诸如对音频信息的蜂窝音频操作的音频操作时，通信子系统可以利用直接存储器访问操作直接将音频信息传送到存储器。直接存储器访问操作则可用来从存储器向串行信道直接传送音频信息。

Description

子系统接口上的音频
附图的描述
在说明书的结束部分特别指出并且清楚要求关于本发明的主题。可是本发明，关于操作的组织和方法这两方面，连同其目的、特征及优点，可以结合附图并参照下面的详细描述来最佳地理解。
图1是依照本发明的一个实施例的无线通信系统的框图。
图2是依照本发明的一个实施例的包括应用子系统和通信子系统的无线终端的框图，在应用子系统和通信子系统之间具有传送机构接口。
图3是依照本发明的一个实施例的无线终端的典型蜂窝音频系统的框图。
图4是依照本发明的一个实施例的无线终端的应用子系统和通信子系统之间的传送机构接口的框图。
可以意识到为了说明的简明性和清晰性，不一定按比例绘制图中说明的元件。例如，为了清晰，相对于其它元件，扩大一些元件的尺寸。此外，在适当之处，各图之间重复了一些参考标号以指示相应的或类似的元件。
详细描述
为对本发明提供深入的理解，在下面的详细描述中，阐述了很多具体的细节。但是本领域的技术人员理解，没有这些具体的细节，也可以实现本发明。另一方面，为了避免使本发明变得含糊，没有详细描述众所周知的方法、过程、组件和电路。
某些下面详细描述的部分是以计算机存储器中对数据位或二进制数字信号操作的算法和符号表示的形式来介绍的。这些算法描述和表示法可以是数据处理领域中的技术人员用来将他们工作的实质传达给本领域其他技术人员的技术。
算法在这儿通常被认为是导致预期结果的独立步骤序列或操作。这些包括物理量的物理处理。通常但不一定，这些物理量采用可被存储、传输、组合、比较以及其它处理的电或磁信号的形式。以位、值、元件、符号、字符、术语、数字等提及这些信号时常被证明是方便的，主要是因为常用。然而，应当理解，所有这些以及类似术语要与适当物理量相关联，并且仅仅是用于这些物理量的方便标记。
除非明确说明，否则从下面的讨论中显然会意识到，整个说明书中，使用诸如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”等术语的讨论涉及计算机或计算系统或类似电子计算装置的动作和/或处理，这些装置把在计算系统的寄存器和/或存储器中的表示成物理(如电子)量的数据处理和/或转换成在计算系统的存储器、寄存器或其它此类信息存储、传输或显示装置内的同样表示成物理量的其它数据。
本发明的实施例在这里可以包括用来执行操作的设备。该设备可以为了预期目的特别构造，或者它可以包括通用计算装置，该装置由存储在装置中的程序选择性地激活或重新配置。这样的程序可以存储在存储媒体中，例如但不限于，包括软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘在内的任何类型的盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、磁或光卡、或任何其它类型的适于存储电子指令并且能够耦合到用于计算装置的系统总线的媒体。
这里介绍的过程和显示并不固有地涉及任何特定的计算装置或其它设备。各种通用系统可以与依照本理论的程序一起使用，或者构造用来执行预期方法的更专用的装置会证明是方便的。用于多种这些系统的预期结构可以从下面的描述中清楚。另外，没有参照任何特定程序设计语言来描述本发明的实施例。将会意识到，可以使用各种程序设计语言来实现如这里描述的本发明的理论。
在下面的描述和权利要求中，可以使用术语“耦合”和“连接”以及它们的派生词。应当理解，这些术语并不是要作为彼此的同义词。而是，在特定实施例中，“连接”可以用来指示两个或两个以上元件互相之间直接物理接触或电接触。“耦合”可能意味着两个或两个以上元件直接物理接触或电接触。然而，“耦合”也可能意味着两个或两个以上元件互相之间不直接接触，但仍然互相合作或互相交互。
应当理解，本发明的实施例可以用于多种应用。虽然本发明不限于这一方面，但是这里公开的电路可以用在诸如无线电系统的发射机和接收机的很多设备中。预期包括在本发明范围内的无线电系统包括，仅举例说明，蜂窝无线电话通信系统、卫星通信系统、双向无线电通信系统、单向寻呼机、双向寻呼机、个人通信系统(PCS)、个人数字助理(PDA)等。
预期在本发明范围内的蜂窝无线电话通信系统的类型包括，但不限于，码分多址(CDMA)蜂窝无线电话通信系统、全球移动通信系统(GSM)蜂窝无线电话系统、北美数字蜂窝(NADC)蜂窝无线电话系统、时分多址(TDMA)系统、扩展-TDMA(E-TDMA)蜂窝无线电话系统、如宽带CDMA(WCDMA)、CDMA-2000之类的第三代(3G)系统、等等。
现在参照图1，将讨论依照本发明的一个实施例的通信系统。在图1中所示的通信系统100中，无线终端110可以包括耦合到天线114和处理器116的无线收发信机112。在一个实施例中，处理器116可以包括单一的处理器，或者可以包括基带处理器和应用处理器，尽管本发明的范围不限于这一方面。处理器116可以耦合到存储器118，存储器118可以包括诸如DRAM的易失存储器、诸如闪速存储器的非易失存储器，或者可以包括诸如硬盘驱动器的其它类型的存储装置，尽管本发明的范围不限于这一方面。可以在与处理器116同一集成电路上包括存储器的某些部分或全部，或者可以将存储器118的某些部分或全部设置在处理器116的集成电路外部的集成电路或其它媒体(例如硬盘驱动器)上，尽管本发明的范围不限于这一方面。
无线终端110可以经由无线链路120与基站124通信，其中基站124可以包括天线122。基站124可以与网络126耦合，使得无线终端110可以通过经由无线链路120与基站124通信，与包括耦合到网络126的设备的网络126通信。网络126可以包括诸如电话网或因特网的公共网，或者网络126可以包括诸如企业内部互联网的专用网，或公共网和专用网的组合，尽管本发明的范围不限于这一方面。无线终端110与基站124之间的通信可以经由无线局域网(WLAN)实现，例如符合诸如IEEE802.11a、IEEE802.11b等的电气和电子工程师协会(IEEE)标准的网络，尽管本发明的范围不限于这一方面。在另一个实施例中，无线终端110与基站124之间的通信可以经由符合3GPP标准的蜂窝通信网络实现，尽管本发明的范围不限于这一方面。在本发明的一个特定实施例中，无线通信系统100包括蜂窝电话系统中的蜂窝音频通路，例如其中无线终端110提供符合2.5G或3G蜂窝电话标准的蜂窝电话功能，尽管本发明的范围不限于这一方面。
现在参照图2，将描述依照本发明的一个实施例、包括应用子系统和通信子系统的无线终端的框图，在应用子系统和通信子系统之间具有传送机构接口220或传送装置。如图2中所示，可以在应用子系统210和通信子系统212之间划分无线终端110的功能。应用子系统210可以包括一个或多个在无线终端110上运行的应用。通信子系统212可以管理应用子系统210经由到基站124的无线链路120对网络126的访问。一旦建立通信子系统212和基站124之间的会话，应用子系统210可以通过无线链路120获得对网络126通过基站124提供的功能的访问，尽管本发明的范围不限于这一方面。在本发明的一个实施例中，通信子系统212可以通过识别的接口为应用子系统210提供无线通信服务，该识别的接口通过一个或多个无线协议而抽象出这种服务。通信子系统212可以提供独立于任何平台的这种服务或用于交付服务的无线技术，尽管本发明的范围不限于这一方面。应用处理器214可以耦合到音频编解码器216，音频编解码器216又可耦合到应用子系统210的直接存储器访问(DMA)块218。应用处理器214可以直接耦合到传送机构220以提供控制通路，并且可以经由音频编解码器216和DMA218耦合到传送机构220，用来提供数据流通路，尽管本发明的范围不限于这一方面。在通信子系统212中，在一个实施例中，通信处理器226可以是耦合到蜂窝收发信机的诸如基带处理器的蜂窝处理器，通信处理器226可以直接耦合到传送机构220以提供控制通路，并且通信处理器226可以经由通信子系统212的静态随机存取存储器(SRAM)222和DMA224耦合到传送机构220，用来提供数据流通路，尽管本发明的范围不限于这一方面。如图2中所示，可以认为传送机构220是两个子块，一个位于应用系统210并且一个位于通信子系统212，因为传送机构220可以在应用子系统210中部分地包括软件栈并且在通信子系统212中部分地包括物理硬件链路，尽管本发明的范围不限于这一方面。
在本发明的一个实施例中，传送机构220可以在应用子系统210和通信子系统212之间提供接口。可以利用传送机构220作为子系统接口，在应用子系统210和通信子系统212之间传送诸如语音样本的音频数据。利用DMA，并且利用Intel
Figure C200380105209D0009131255QIETU
移动可缩放链路(MSL)或通用串行总线(USB)标准作为高速传送机构来实现两个子系统之间的音频数据传送，可以实现这样的子系统接口，其中可以引入最小通路等待时间。一旦经由应用处理器214和通信处理器226通过传送机构220建立DMA传送，音频数据可以通过系统传送，不需要用于处理器116的直接处理器系统软件开销，因此提供了通路中的最小延迟以满足任何指定的等待时间要求。
在本发明的一个实施例中，可以利用Intel
Figure C200380105209D0009131255QIETU
MSL来管理传送机构220和DMA 218以及DMA 224，以支持应用子系统210和通信子系统212之间的音频要求，并且满足由传送机构220实现的单独子系统接口上的等待时间要求。由传送机构220实现的子系统接口也可以支持用于应用子系统210的其它控制和数据要求，以及在应用子系统210和通信子系统212之间提供单独耦合。由传送机构220实现的子系统接口(诸如由Intel
Figure C200380105209D0009131255QIETU
 MSL提供)可以支持单独子系统接口上的多个实时语音流。
现在参照图3，将讨论依照本发明的一个实施例的无线终端的音频系统的框图。图3的框图说明了用于移动台的话音通路中的定时预算的概述，移动台在蜂窝网络上实现为无线终端110。概念上，例如，利用蜂窝电话系统，可以将音频子系统300分为两部分，蜂窝话音通路302和音频通路304，尽管本发明的范围不限于这一方面。蜂窝话音通路302对于一个或(多个)蜂窝技术来说可能是特定的，然而在图3中示出普通通路元件。
如图3中所示，蜂窝话音通路302可以包括例如由滤波器和发射机块320以及由滤波器和接收机块324表示的滤波、发送及接收功能，由信道编码器块318和信道解码器块326表示的技术相关信道编码和解码方案，由语音编码器块316和语音解码器块328表示的技术语音编解码器，例如GSM中的自适应多速率(AMR)语音编码，以及由语音加强块314和330表示的语音加强，例如回波消除和噪声抑制，尽管本发明的范围不限于这一方面。滤波器和发射机块320与滤波器和接收机块324可以经由RF信道322耦合。滤波器和发射机块320与滤波器和接收机块324可以为基带信号传送应用扩频控制和基带滤波，例如I和Q脉冲。信道编码器318和信道解码器326可以应用蜂窝空中链接技术的信道编码和解码操作，蜂窝空中链接技术可以包括比特交织、符号重复以及卷积编码，尽管本发明的范围不限于这一方面。语音编码器316和语音解码器328可以实现用于诸如GSM中的AMR的语音编码和解码的蜂窝技术特定的操作。语音加强块314和330可以实现诸如回波消除、均衡以及噪声抑制的对语音样本操作的效用，尽管本发明的范围不限于这一方面。每一个组成块可能消耗通信处理器226和全部音频通路内的一定量的处理时间，因此引入实际音频通路等待时间。通路等待时间可以由于传送机构220引入的延迟而增加。因为对于满足整个系统定时要求会存在严格的要求，本发明可以减少这样的通路等待时间来确保符合任何定时要求，尽管本发明的范围不限于这一方面。
音频通路304可以包括音频编解码器312和332以从麦克风310接收音频输入并且向扬声器334提供音频输出。在一个实施例中，可以在诸如图2的音频编解码器216的单独编解码器中实现音频编解码器312和332，尽管本发明的范围不限于这一方面。在一个特定实施例中，音频编解码器312和332可以是脉冲编码调制(PCM)音频编解码器。传送机构220可以起到蜂窝语音处理302和语音通路304的音频编解码器312和332之间的桥路的作用，尽管本发明的范围不限于这一方面。结果是，传送机构220可以通过DMA传送并经过应用子系统210和通信子系统212将蜂窝话音通路302链接到应用音频通路304，以有效减少或消除以其它方式包括在正常操作系统程序中的数据传送缓冲等待时间，以完成类似的传送。
现在参照图4，将讨论依照本发明的实施例的传送机构接口的框图，该接口在无线终端的应用子系统和通信子系统之间。可以将传送机构细分为逻辑链路控制410、物理链路控制412以及物理层414。数据链路服务访问协议(SAP)416可以将包括音频客户程序的高层软件应用耦合到传送机构220的逻辑链路控制部分410中的一个或多个连接管理端点(CME)416。数据链路管理块418可以耦合到至少一个或多个串行信道424，串行信道424可以是如图所示的信道1，并且可以用来建立和控制经过传送机构220建立的逻辑连接。在物理链路控制部分412，一个或多个连接管理端点420可以被归类为数据链路服务类，并且经由多路复用器422与一个或多个串行信道424相结合，串行信道424可以是如图所示的信道2、3、4和5。传送机构220可以实现为Intel
Figure C200380105209D0009131255QIETU
MSL或者USB，该机构可以在应用子系统210和通信子系统212之间提供子系统接口并且支持控制数据以及多话音通路，同时引入最小等待时间。等待时间也可能取决于操作系统，其中通过建立一个或多个会话类连接管理端点(CME)420(如图所示为耦合到信道6和7)并且经由连接426将串行信道424连接到DMA，可以将延迟维持在可接受的定时约束内，尽管本发明的范围不限于这一方面。
在本发明的一个实施例中，可以根据CME 430能够提供的服务质量来对其分类。会话类434可以通过在发起之后不在系统中引入软件延迟，提供透明数据流以支持双向实时会话音频或视频数据，并且可以经由串行信道6和信道7通信。如果实时要求可以不象诸如用于流式传输或用于控制或背景数据传送一样受限，则其它数据链路服务类432可以支持其它数据传送服务质量速率。这种数据链路类432可以在可用串行信道424之上多路复用在一起，例如信道1到信道5，尽管本发明的范围不限于这一方面。
作为实例实现，当呼叫建立时，通过数据链路管理块418可以从应用子系统210的音频编解码器216的驱动器请求会话CME 420。这将从链路的另一端请求会话CME 420，并且经过应用子系统210和通信子系统212建立逻辑连接，从而在其间建立并传送语音数据。这样的设置可以绑定串行信道424(诸如如图所示的串行信道6或7)之一到如图2中所示的DMA链。在应用子系统210的一方，应用处理器214可以直接控制音频编解码器216，并且音频编解码器216可以经由DMA描述符直接从驱动器接收数据。同样，在通信子系统212的一方，通信处理器226可以执行蜂窝话音通路302的操作，在图2的SRAM 222中留下数据样本。可以再次将DMA描述符连接到串行信道424之一并且连接到SRAM 222用来直接传送。实际上，这可以建立传送机构，该传送机构通过这个DMA和逻辑信道通路将音频编解码器216联系到另一个子系统和存储器空间上的SRAM 222中的语音样本。在一个实施例中，对于传送等待时间来说，可以估计传送中包括的延迟的范围从0.5毫秒到少于1毫秒。在这样的实施例中，可以利用诸如
Figure C200380105209D00131
 MSL或USB的传送机构220来建立通用子系统接口上的音频通路，而对通路定时预算没有不利影响，尽管本发明的范围不限于这一方面。
尽管以某一特定度描述了本发明，但是应当意识到，本领域的技术人员可以对其中的元件进行改变而不偏离本发明的实质和范围。可以认为本发明的子系统接口上的音频以及很多它附带的优点将会通过前面的描述来理解，显然，可以在其中组件的形式、结构、设置上进行各种修改而不偏离本发明的实质和范围或者不影响其所有实质性的优点，在这之前描述的形式只是其说明性实施例，还没有提供实质上的改变。权利要求的目的是要涵盖并包括这些变化。

Claims (14)

1.一种在无线终端的应用子系统和通信子系统之间传送音频信息的方法，所述应用子系统包含在所述无线终端上运行的一个或多个应用程序，所述通信子系统管理所述应用子系统对外部通信网络的访问，所述方法包括：
从音频编解码器接收请求，以建立无线终端的应用子系统和通信子系统之间的连接；
响应所述请求，在所述应用子系统的所述音频编解码器和所述通信子系统之间创建连接，该连接形成在通过传送机构将所述应用子系统中的应用处理器耦合到所述通信子系统中的通信处理器的单个子系统接口上，并用于提供耦合所述应用处理器和所述通信处理器的控制通路，该连接还用于通过所述单个子系统接口在所述应用子系统和所述通信子系统之间传送音频信息，以提供数据流通路；以及
将所述接口中的串行信道绑定到所述应用子系统中的第一直接存储器访问信道和所述通信子系统中的第二直接存储器访问信道，使得所述第一和第二直接存储器访问信道互相耦合，以用来在所述应用子系统和所述通信子系统之间传送音频信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括当从所述应用子系统向所述通信子系统传送所述音频信息时，对所述音频信息执行从包括编码、解码、回波消除和噪声抑制的一组蜂窝音频操作选出的一个或多个蜂窝音频操作。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括当对音频信息执行蜂窝音频操作时，存储音频信息。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括当对音频信息执行蜂窝音频操作时存储音频信息，然后将所述通信子系统中的所述第二直接存储器访问信道连接到所述串行信道，以用于从所述通信子系统的存储装置向所述串行信道传送音频信息。
5.一种用于在无线终端的应用子系统和通信子系统之间传送音频信息的产品，所述应用子系统包含在所述无线终端上运行的一个或多个应用程序，所述通信子系统管理所述应用子系统对外部通信网络的访问，所述产品包括：
从音频编解码器接收请求、以在无线终端的所述应用子系统与所述通信子系统之间建立连接的装置；
响应所述请求、在所述应用子系统的所述音频编解码器和所述通信子系统之间创建连接的装置，该连接形成在通过传送机构将所述应用子系统中的应用处理器耦合到所述通信子系统中的通信处理器的单个子系统接口上，并用于提供耦合所述应用处理器和所述通信处理器的控制通路，该连接还用于通过所述单个子系统接口在所述应用子系统和所述通信子系统之间传送音频信息，以提供数据流通路；
将所述接口中的串行信道绑定到所述应用子系统中的第一直接存储器访问信道和所述通信子系统中的第二直接存储器访问信道，使得所述第一和第二直接存储器访问信道互相耦合，以在所述应用子系统和所述通信子系统之间传送音频信息的装置。
6.如权利要求5所述的产品，还包括当从所述应用子系统向所述通信子系统传送所述音频信息时对所述音频信息执行从包括编码、解码、回波消除和噪声抑制的一组蜂窝音频操作选出的一个或多个蜂窝音频操作的装置。
7.如权利要求6所述的产品，还包括当对音频信息执行蜂窝音频操作时存储音频信息的装置。
8.如权利要求6所述的产品，还包括当对音频信息执行蜂窝音频操作时存储音频信息、然后将所述通信子系统中的所述第二直接存储器访问信道连接到所述串行信道、用于从所述通信子系统的存储装置向所述串行信道传送音频信息的装置。
9.一种无线通信设备，包括：
应用子系统，它包含应用处理器，该应用处理器直接耦合到传送机构，以提供控制通路的一部分，该应用处理器通过音频编解码器和第一直接存储器访问块耦合到所述传送机构，以提供数据流通路的一部分；
通信子系统，它包括通信处理器，该通信处理器直接耦合到所述传送机构，以形成所述控制通路的另一部分，并通过静态随机存取存储器和第二直接存储器访问块耦合到所述传送机构，以形成所述数据流通路的另一部分；以及
所述传送机构包括单个子系统接口，该子系统接口提供通过所述传送机构来耦合所述应用子系统和所述通信子系统的所述控制通路和所述数据流通路，所述数据流通路用于支持在所述应用子系统和所述通信子系统之间的音频数据流的直接存储器访问传送。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述传送机构是
Figure C200380105209C0004123255QIETU
移动可缩放链路MSL或通用串行总线USB之一。
11.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述传送机构具有足够的带宽在所述应用子系统和所述通信子系统之间提供音频信息的同步传送。
12.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述传送机构具有足够的带宽来提供所述应用子系统和所述通信子系统之间音频信息的实时传送。
13.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述传送机构适合同时在所述应用子系统和所述通信子系统之间传送多个音频信息流。
14.如权利要求9所述的设备，其特征在于，还包括与所述通信子系统耦合的蜂窝收发信机。
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