CN104396179B - 用于听觉设备的基于灵活的串行总线的主从数据传输的系统和方法 - Google Patents

用于听觉设备的基于灵活的串行总线的主从数据传输的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104396179B
CN104396179B CN201280073404.2A CN201280073404A CN104396179B CN 104396179 B CN104396179 B CN 104396179B CN 201280073404 A CN201280073404 A CN 201280073404A CN 104396179 B CN104396179 B CN 104396179B
Authority
CN
China
Prior art keywords
slave unit
master unit
unit
data
frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201280073404.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104396179A (zh
Inventor
R·哈格
R·莱切
A·马克思亚金
D·佩雷尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sonova Holding AG
Original Assignee
Phonak AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phonak AG filed Critical Phonak AG
Publication of CN104396179A publication Critical patent/CN104396179A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104396179B publication Critical patent/CN104396179B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4282—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a serial bus, e.g. I2C bus, SPI bus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/04—Generating or distributing clock signals or signals derived directly therefrom
    • G06F1/12—Synchronisation of different clock signals provided by a plurality of clock generators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/403—Bus networks with centralised control, e.g. polling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • H04L5/16—Half-duplex systems; Simplex/duplex switching; Transmission of break signals non-automatically inverting the direction of transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
    • H04L7/041—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal
    • H04L7/044—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal using a single bit, e.g. start stop bit
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/55—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception using an external connection, either wireless or wired
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/14—Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/20—Handling requests for interconnection or transfer for access to input/output bus
    • G06F13/28—Handling requests for interconnection or transfer for access to input/output bus using burst mode transfer, e.g. direct memory access DMA, cycle steal
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40—Bus structure
    • G06F13/4004—Coupling between buses
    • G06F13/4022—Coupling between buses using switching circuits, e.g. switching matrix, connection or expansion network
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40—Bus structure
    • G06F13/4004—Coupling between buses
    • G06F13/4027—Coupling between buses using bus bridges
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
    • H04L7/041—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal
    • H04L7/046—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal using a dotting sequence
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Information Transfer Systems (AREA)

Abstract

本发明提供一种用在听觉设备中的数据传输系统，包括：具有第一本地比特时钟(4)的主单元(1)和具有第二本地比特时钟(4′)的从属单元(2)，所述主单元(1)和所述从属单元(2)经由总线(3)彼此连接，并且被配置为根据基于帧形式的比特的串行传输的通信协议、通过所述总线(3)进行通信。每个帧(10)包括时钟参考(11)、主信令间隔(12)、从属信令间隔(13)和数据有效载荷(14、15)。所述从属单元(2)还包括时钟恢复装置(5)，所述时钟恢复装置(5)用于基于由所述主单元(1)每帧(10)发送一次的所述时钟参考(11)、使所述第二本地比特时钟(4′)与所述第一本地比特时钟(4)同步。还提供了用于数据传输的相应方法。此外，提出了一种包括这样的数据传输系统的听觉设备以及用于数据传输的这样一种方法的使用。

Description

用于听觉设备的基于灵活的串行总线的主从数据传输的系统 和方法
技术领域
本发明涉及主单元和从属单元之间的串行数据传输，尤其涉及适用于听觉设备中使用的这样的数据传输的系统和方法。
背景技术
例如戴在耳上或耳中的小听觉设备这样的电子设备正变得越来越复杂。通常这样的设备包括多个集成电路，其需要交换不同类型的数据，例如，基于事件的控制信息以及传送音频信号的实时数据流。通常通过专用总线来传送每一个数据类型，因此需要在组件之间的多个导线。将组件互连的导线的数量对如听觉设备这样的小型设备尤其重要，这种设备需要适合于耳朵的后面或甚至到耳道中。现有的听觉设备通常使用以下的类型的标准串行总线：
-用于控制数据的I2C(内部集成电路)，需要两根用于数据和时钟的导线；
-也用于控制数据的SPI(串行外围接口)，需要三根导线，用于数据、时钟和针对连接到总线上的每个从属单元的一个芯片选择线；
-用于数字音频数据的I2S(IC间的声音)，需要用于在一个方向上传输多达两个音频数据信道的至少三根导线和用于双向传输的至少四根线；以及
-也用于数字音频数据的S/PDIF(Sony/Philips数字互连格式)，基于一根导线被用于在一个方向上传输多达两个音频信道，因此需要两根导线以提供双向传输。
除了尺寸约束小型便携式电子设备，例如听觉设备通常是电池供电的。这也强加了对设备中的通信基础设施的严格的功率效率要求。上面列出的标准总线(尤其是用于音频传输)在这个方面没有优化。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于数据传输的系统和方法，其尤其适合于在听觉设备中使用，即，专门考虑到可用空间和功率的量的非常严格的限制。
在本发明的上下文中，术语“听觉设备”是指用于补偿听力障碍人士的听力损害的助听器(另选地，称为听觉工具或听觉假体)、以及用于向具有正常听力能力的人提供声音信号的音频设备和通信设备，例如，为了改善在恶劣的声学周围环境中的听力。此外，它也包括耳级别的听力保护装置，当经受剧烈的声震事件(例如炮火)中，或当暴露于过度的噪音或声级为长时间时，其保障用户避免损坏他的听觉。所提到的器件(例如，包括通信能力的听力保护装置)的组合也被认为是与本发明相关的听觉设备。
上述目的是通过用于听觉设备中根据权利要求1的数据传输系统实现的。此外，该目的是通过根据权利要求19的用于数据传输的相应的方法来实现的。另外，根据本发明的包括这种数据传输系统的听觉设备在权利要求17和18中提出，并且根据本发明用于数据传输的方法的使用在权利要求35和36中提出。从属权利要求中给出优选的实施例。
本发明提供了一种用于听觉设备中的数据传输系统，包括：具有第一本地比特时钟的主单元和具有第二本地比特时钟的从属单元，所述主单元和所述从属单元经由总线彼此连接，并且被配置为根据基于帧形式的比特的串行传输的通信协议、通过所述总线进行通信，每个帧包括时钟参考、主信令间隔、从属信令间隔和数据有效载荷，其中，所述从属单元还包括时钟恢复装置，所述时钟恢复装置用于基于由所述主单元每帧发送一次的所述时钟参考、使所述第二本地比特时钟与所述第一本地比特时钟同步。因而，所提出的解决方案减少了部件之间到单条线或导线的互连的数量，从而满足了最少的空间使用的要求。所述时钟信号不被分配在专用线路，而在每帧将时钟参考信号从主单元发送到从属单元一次。然后，从属单元基于它从主单元接收的时钟参考来修正在其本地比特时钟和主单元的本地比特时钟之间的相位和频率中的偏移。
在数据传输系统中的一个实施例中，数据有效载荷包括以下的至少一个：
-控制数据；
-音频数据；
-元数据。
因此所提出的解决方案是灵活的，因为该传输系统可以支持不同类型的数据，例如，基于事件的控制数据、以及实时的音频数据和元数据，其中，元数据例如提供有关音频数据的内容的信息，例如，音频数据的类型，例如音乐或语音。
在数据传输系统的另一个实施例中，主单元和从属单元都可以通过一个或多个另外的总线进一步彼此连接，并且被配置为经由一个或多个进一步的总线、使用帧形式的比特的串行传输来传输包括音频数据的另外的数据有效载荷和/或元数据。因此，所提出的解决方案是可扩展的，因为该传输系统可以通过添加更多的总线支持不同数量的数据业务，即，实时数据吞吐量和传输容量可适应各种不同的应用的要求。
在数据传输系统的另一个实施例中，经由所述一个或多个另外的总线的进一步的数据有效载荷的传输可以被配置为，根据包括在经由总线传输的数据有效载荷中的信息、在帧内从主单元向所述从属单元或从所述从属单元向主单元或在两个方向上进行。因此所提出的解决方案是灵活的，这是因为所述传输系统支持传输方向的可配置性，并实现了数据的双向、半双工交换。
在数据传输系统的另一实施例中，主单元还包括驱动装置，用于驱动总线，使得所述时钟参考的边缘比主信令间隔、从属信令间隔和数据有效载荷内的比特转换的边缘更陡。因此所提出的解决方案确保了精确的时钟同步，同时对于那些陡峭的信号边缘是重要的情况，通过将总线的更高功率驱动限制到最小而节省功率。后者还具有产生较少的电磁干扰(EMI)的优点，这可能会另外例如使由听力设备的扬声器所产生的声音的质量妥协，因为许多陡峭的信号边沿引起更大的EMI，这很可能导致周围的电子元件的干扰。
在数据传输系统的另一实施例中，主信令比特在所述主信令间隔期间被从主单元发送到从属单元，该主信令比特包括关于针对在其中发送了所述主信令比特的所述帧的以下中的至少一个的信息：
-对于所述主单元向所述从属单元发送数据有效载荷的请求；
-对于所述主单元将不向所述从属单元发送数据有效载荷的指示；
-对于所述主单元准备好接收来自所述从属单元的数据有效载荷的指示；
-对于所述主单元没有准备好接收来自所述从属单元的数据有效载荷的指示；
-对于所述主单元将向所述从属单元发送中断矢量数据的指示。
在数据传输系统的又一实施例中，在从属信令间隔期间将从属信令比特从从属单元传送给主单元，从属信令比特包括关于针对在其中发送了所述从属信令比特的所述帧的以下中的至少一个的信息：
-对于所述从属单元被同步到所述帧的指示；
-对于所述从属单元不打算向所述主单元发送数据有效载荷的指示；
-对于所述从属单元将向所述主单元发送数据有效载荷的指示；
-对于所述从属单元准备好接收来自所述主单元的数据有效载荷的指示；
-对于所述从属单元没有准备好接收来自主单元的数据有效载荷的指示；
-对于所述从属单元将向所述主单元发送中断向量数据的指示。
在数据传输系统的另一实施例中，从属信令比特依赖于仅在相同的帧中发送的所述主信令比特。这意味着，从属单元仅计算最新的主信令比特，并且不需要保持先前接收到的主信令比特的历史，即，将它们存储在存储器中。其结果是需要较少的存储器，并且需要实现较不复杂的状态机，从而得到更小的电路，并降低功耗。
因此，所提出的解决方案能够实现具有可预测的实时性能的事件通信，即中断可以在一帧的时间间隔内进行通信，而不需要单独的专用线路。此外，流量控制机制被设置为支持具有进行通信的缓冲有限存储器的单元和/或具有较慢的响应时间的处理单元，例如，为了通过以低速时钟对所述处理单元计时，以降低功耗。
在数据传输系统的另一个实施例中，从属单元基于它从主单元接收的主信令比特并且基于其自己的意图来排他地作出古纳与总线仲裁的任何决定，以利用总线，并且随后经由从属信令比特将这些关于总线仲裁的决定发送至主单元。接着，当经由从属的信令比特被发送时，所述主单元仅仅根据关于从属单元的总线仲裁的决定来采取行动。
在数据传输系统的另一实施例中，第一从属信令比特提供对从属单元被同步到该帧的指示。
在数据传输系统的另一个实施例中，从属单元被配置为紧随时钟参考的接收发送第一从属信令比特。
因此，所提出的解决方案能够由主单元实现对从属单元已经实现帧同步的快速检测。
在数据传输系统的又一个实施例中，所述主单元还包括总线保持器(也称为总线固定器，即弱锁存电路，其保持三态总线中的最新值)，并且被配置为至少紧随时钟参考的传输来激活所述总线保持器，优选地，不长于一个比特间隔。因此所提出的解决方案确保了第一从属信令比特的可靠检测，这是很重要的，因为它指示从属单元是否被同步到帧，其确定数据交换是否可以启动(即，数据有效载荷是否可被发送)。
在数据传输系统另一个实施例中，数据有效载荷的至少一部分是能够根据在所述主信令间隔和所述从属信令间隔中、在所述主单元和所述从属单元之间交换的信息、并根据下面的优先级方案而被动态分配的：
-从所述主单元到所述从属单元的中断向量数据具有最高优先级；
-从所述从属单元到所述主单元的中断向量数据具有第二高的优先级；
-从所述主单元到所述从属单元的控制数据和/或音频数据和/或元数据具有第三高的优先级；
-从所述从属单元到所述主单元的控制数据和/或音频数据和/或元数据具有第四高的优先级。
因此所提出的解决方案提供了一种机制，用于确定要发送的数据的类型的优先级，并且将根据主单元或从属单元的优先级来发送该数据。这尤其允许快速(即，低延迟)，确定性的和高效的中断向量信令。
在数据传输系统的另一实施例中，所述主单元和所述从属单元各自还包括协议状态机，所述协议状态机能够支持以下协议状态：
-“初始化”/“休眠”状态，其中，所述主单元和所述从属单元都不驱动所述总线，并且所述总线被保持在“下拉”状态；
-“不同步”状态，其中，所述主单元发送由相同比特的连续流组成的帧和包括至少一个比特转换的时钟参考；
-“帧同步”状态，其中，所述从属单元在所述从属信令间隔期间向所述主单元发送信令比特，向所述主单元指示所述从属单元被同步到所述帧。
因此，所提出的解决方案提供了一个非常简单的协议状态机，这导致了较低的实现复杂性，从而导致较小的电路尺寸和低功率消耗。
在数据传输系统的另一实施例中，从属单元被配置为通过发送例如持续比所述主单元的唤醒检测周期更长的这样的能够配置的持续时间的、例如“1”的连续数据流这样的唤醒脉冲模式来将所述主单元从“休眠”状态唤醒。
所提出的解决方案还提供了在总线上不进行数据交换的休眠模式，并且主单元和从属单元都几乎不活动，除了用于检测唤醒信号的电路，该电路也可以是在大部分的时间不活动，只断续地变得活跃，以检查唤醒信号是否出现。
在另一实施例中，数据传输系统还包括被插入在所述主单元和所述总线之间的第一复位单元、以及被插入在所述从属单元和所述总线之间的第二复位单元，其中，所述第一复位单元被配置为发送例如针对至少一帧间隔的持续时间(不插入时钟参考)的“1”的连续流这样的复位信号，并且所述第二复位单元被配置为在检测到所述复位信号时将所述从属单元复位。因此所提出的解决方案提供了独立于传输协议的复位机制，因为第一复位单元可以监视主单元的输出，并且可以覆盖由主单元施加到总线的信号。因此所提出的解决方案不需要任何附加的的复位线，从而节省了空间。相反地，第二复位单元(进一步)被配置为发送复位信号，并且所述第一复位单元(进一步)被配置为在检测到由所述第二复位单元发送的复位信号时复位主单元。
在数据传输系统的另一实施例中，将数据进行扰码，以将发送的二进制数据序列白噪声化(whiten)。因此所提出的解决方案提供了一种方法，通过该方法，可以避免由长期重复比特序列所造成的干扰，从而例如确保不产生由听觉设备的扬声器产生的没有干扰的声音。
本发明还提供了一种听觉设备，其包括提出的数据传输系统的实施例，其中所述第一本地比特时钟的频率和/或所述第二本地比特时钟的频率与从其中得到该音频数据的音频信号的采样频率相关。
本发明还提供了另一种听觉设备，其包括提出的数据传输系统的实施例，其中，所述主单元是所述听觉设备的集成电路的一部分，并且所述从属单元是听觉设备的进一步的集成电路的一部分或物理地附接到听觉设备的附件的一部分，例如插件上设备(plug-ondevice)，尤其是“数字音频端(digital audio shoe)”的一部分。“数字音频端”作为一个版本是被称为音频或FM(频率调制；无线接收器)“端”的附件，它可以被附接到许多听觉设备，用于以数字音频信号的形式将直接的声音输入提供到听觉设备，而不是如通常具有标准(即，类似物)音频或FM端的情况的模拟音频信号。
本发明还提供了一种用于经由将主单元和从属单元彼此连接的总线(3)、在具有第一本地比特时钟的主单元和具有第二本地比特时钟的从属单元之间进行数据传输的方法，其中，使用帧结构串行地传输比特，所述方法包括以下步骤：
-在每个帧中的主信令间隔期间从所述主单元向所述从属单元发送主信令比特；
-每帧从所述主单元向所述从属单元发送一次时钟参考；
-基于所述时钟参考将所述第二本地比特时钟与所述第一本地比特时钟同步；
-在每个帧的从信令间隔期间从所述从属单元向所述主单元发送从属信令比特；
-在每个帧中从所述主单元向所述从属单元或从所述从属单元向所述主单元发送数据有效载荷。
在一个方法的实施例中，数据有效载荷包括下列中的至少一个：
-控制数据；
-音频数据；
-元数据。
在该方法的另一实施例中，所述主单元和所述从属单元通过一个或多个另外的总线进一步彼此连接，所述方法还包括使用帧形式的比特的串行传输经由所述一个或多个另外的总线串行地发送具有音频数据和/或元数据的另外的数据有效载荷的比特的步骤。
在该方法的另一实施例中，经由一个或多个另外的总线传输另外的数据有效载荷被配置成从主单元向从属单元或从从属单元向主单元或在两个放向上根据经由总线传输的数据有效载荷信息、在帧内进行。
在该方法的另一实施例中，主单元驱动总线，使得所述时钟参考边缘比在主信令间隔、从属信令间隔和数据有效载荷内的比特转换的边缘更陡。
在另一实施方案中，该方法进一步包括在所述主信令间隔期间从所述主单元到所述从属单元发送主信令比特的步骤，所述主信令比特包括关于针对在其中发送了所述主信令比特的所述帧的以下中的至少一个的信息：
-对于所述主单元向所述从属单元发送数据有效载荷的请求；
-对于所述主单元将不向所述从属单元发送数据有效载荷的指示；
-对于所述主单元准备好接收来自所述从属单元的数据有效载荷的指示；
-对于所述主单元没有准备好接收来自所述从属单元的数据有效载荷的指示；
-对于所述主单元将向所述从属单元发送中断矢量数据的指示。
在另一实施方案中，该方法进一步包括在所述从属信令间隔期间从所述从属单元向所述主单元发送从属信令比特的步骤，所述从属信令比特包括关于针对在其中发送了所述从属信令比特的所述帧的以下中的至少一个的信息：
-对于所述从属单元被同步到所述帧的指示；
-对于所述从属单元不打算向所述主单元发送数据有效载荷的指示；
-对于所述从属单元将向所述主单元发送数据有效载荷的指示；
-对于所述从属单元准备好接收来自所述主单元的数据有效载荷的指示；
-对于所述从属单元没有准备好接收来自主单元的数据有效载荷的指示；
-对于所述从属单元将向所述主单元发送中断向量数据的指示。
在该方法的另一实施例中，所述从属信令比特依赖于仅在相同的帧内发送的所述主信令比特。
在该方法的另一实施例中，第一从属信令比特提供对所述从属单元被同步到所述帧的指示。
在该方法的另一个实施例中，所述从属单元紧随所述时钟参考的接收而发送所述第一从属信令比特。
在该方法的另一实施例中，所述主单元至少紧接着所述时钟参考的传输来激活总线保持器，优选地不长于一个比特间隔。
在另一实施例中，所述方法还包括根据在所述主信令间隔和所述从属信令间隔中、在所述主单元和所述从属单元之间交换的信息、并根据下面的优选方案来动态地分配所述数据有效载荷的至少一部分的步骤：
-从所述主单元到所述从属单元的中断向量数据具有最高优先级；
-从所述从属单元到所述主单元的中断向量数据具有第二高的优先级；
-从所述主单元到所述从属单元的控制数据和/或音频数据和/或元数据具有第三高的优先级；
-从所述从属单元到所述主单元的控制数据和/或音频数据和/或元数据具有第四高的优先级。
在该方法的另一实施例中，所述主单元和所述从属单元能够各自处于以下状态之一：
-“初始化”/“休眠”状态，其中，所述主单元和所述从属单元都不驱动所述总线，并且所述总线被保持在“下拉”状态；
-“不同步”状态，其中，所述主单元发送由相同比特的连续流组成的帧和包括至少一个比特转换的时钟参考；
-“帧同步”状态，其中，所述从属单元在所述从属信令间隔期间向所述主单元发送信令比特，向所述主单元指示所述从属单元被同步到所述帧。
在另一实施方案中，所述方法还包括所述从属单元通过发送例如持续比所述主单元的唤醒检测周期更长的这样的能够配置的持续时间的、例如“1”的连续流这样的唤醒脉冲模式来将所述主单元从“休眠”状态唤醒的步骤。
在另一实施方案中，所述方法还包括：所述方法还包括所述主单元在至少一个帧间隔的持续时间(不插入时钟参考)发送“1”的连续流并且所述从属单元被随之复位的步骤。另选地，除了复位以外，任何其他高优先级的信号都可以以这种方式以信号发送。这个特点是在任何所提到的协议状态是可用的。
在另一实施方案中，所述方法还包括：数据的加扰或白噪声化的步骤。
本发明还提供了一种在听觉设备中使用所提出的方法，其中，所述第一本地比特时钟的频率和/或所述第二本地比特时钟的频率与与从其中得到音频数据的音频信号的采样频率相关。
本发明还提供另一种使用提出的方法在所述主单元和所述从属单元之间传输数据，所述主单元是听觉设备的集成电路的一部分，所述从属单元是物理地连接到所述听觉设备的配件的一部分，具体地是“数字音频端”的一部分。
需要指出的是，可以根据本发明采用上述实施例的进一步的组合来进一步实现更具体的结构。
附图说明
下面通过非限制性的具体实施例的方式并参照附图进一步说明本发明。图中所示的是以下内容：
图1示意性地示出了根据本发明的(a)采用单一串行总线并(b)进一步采用第二串行总线的数据传输系统；
图2示意性地描绘了根据本发明的的当(a)采用单一串行总线和(b)采用两个串行总线时的情形的帧结构；和
图3展示了基于主信令比特和从属信令比特帧的数据有效载荷的仲裁方案的示例性表。
具体实施方式
根据本发明的数据传输系统的框图示于图1a。该数据传输系统包括主单元1和从属单元2，其彼此通过单个总线3进行通信，从而提供点对点连接。主和从属的角色被先验分配并保持固定，均为简单起见。主单元1和从属单元2各自具有它们自身的本地比特时钟4和4′，它们彼此独立地工作。主单元1和从属单元2之间的通信是根据通信协议、基于帧形式的比特的串行传输进行的。
帧10是重复的数据单元，它的示例性结构示于图2a。帧10包括主信令间隔12、之后的时钟参考11、之后的从属信令间隔13、之后的数据有效载荷14、15。前述的时钟参考11、多个主信令比特由主单元1发送到从属单元2，例如用于数据有效载荷14、15(以及可能的多帧的目的)的总线仲裁。主单元1随后提供一个从它的本地比特时钟4得出的、去往从属单元2的周期性的时钟参考11，从属单元2根据该时钟参考11来调整其本地比特时钟4′的频率和相位。为了实现主单元1的本地比特时钟4与从属单元2的本地比特时钟4′的精确同步，时钟参考11的边缘需要特别陡，即，时钟参考11需要急剧的比特转换。主单元1通过应用驱动装置6来推动相对于被传送的其它比特的时钟参考11。采用针对其他比特的较不急剧的转换既节省功耗又减小由于信号边缘产生的干扰量，因此减少了由于EMI的周围电子干扰。在时钟参考11的发送被移交给从属单元2之后，其再次向主单元1发送多个从属信令比特，例如，用于数据有效载荷14、15(以及可能的多帧目的)的总线仲裁。第一从属信令比特是“从属激活”比特，采用该比特，从属单元2发送信号给主单元1，以使从属单元2被同步到帧10，即，它已经成功地检测到时钟参考11的边缘和帧10的边界。由于这种信息的重要性，“从属激活”比特需要小心注意，因为主单元1需要能够可靠地检测“从属激活”比特。如果从属单元2与帧10同步，则它活动地驱动“从属激活”比特“高”(即，到逻辑“1”状态)。在“从属激活”比特间隔之前，主单元1激活总线保持器7，以便确保总线3在时钟参考11的末端清楚地传送逻辑“0”，并且因此作为下拉，以便在从属单元2不设置“从属激活”比特的情况下定义所述总线状态。所述总线保持器7至少直到“从属激活”比特间隔结束保持激活。如果从属单元2以信号传送“从属激活”，则主单元1可以在“从属激活”比特间隔之后关闭总线保持器7。如果从属单元2没有以信号传送“从属激活”，则主单元1保持总线保持器7激活，直到从属信令间隔13结束。从属信令间隔13之后的数据有效载荷包括控制数据14的块和/或实时数据15比特，并且由取决于以下描述的总线仲裁过程的结果的主单元1或从属单元2传送。实时数据14指的是具有恒定的保证吞吐量和保证的恒定的延迟的数据，如例如在听觉设备中用于与音频数据相关的(例如，描述性的)音频数据和元数据的发送所要求的。
在帧10的数据有效载荷14、15中发送什么样的数据以及由谁(即，由主单元1或由从属单元2)来发送在主单元1和从属单元2之间通过利用紧接在数据有效载荷14、15之前的主信令间隔12和从属信令间隔13中的主信令比特和从属信令比特来进行协商。该过程被称为总线仲裁。这个过程仅根据在正在行进的帧10中发送的、并且仅仅适用于正在进行的帧10的主信令比特和从属信令比特的事实限制了总线仲裁的复杂性，从而提供了可以在小、低功耗的电路中采用更少的逻辑和存储器来实现的简单的解决方案。
示例性的主信令方案和从属信令方案，分别示于图3的表中的第四和第五列中。数据有效载荷可以包括控制数据14和实时数据15两者。控制数据14可以被动态地分配给具有不同优先级的不同类型的数据。例如，控制数据14可以是以下之一：从主单元1发送到从属单元2的中断向量数据具有最高优先级#1；从从属单元2发送到主单元1的中断向量数据具有第二高的优先级#2；从主单元1发送到从属单元2的其他数据具有第二最低的优先级#3；或从从属单元2发送到主单元1的其它数据具有最低优先级#4。因此所提出的解决方案允许使用半双工传输在两个方向发送数据有效载荷。此外，它提供了具有保证低延迟的中断能力，这是因为可以逐帧地请求中断。例如实时数据15被分配的方式可以通过基于“其他”类型的控制数据14(具有优先级#3和#4)的更高水平的实体(如更高层协议)进行协商。如果没有传输请求被挂起，主单元1发送“空闲”数据有效载荷。“空闲”数据有效载荷由全部的“1”组成，并且被主单元1主动地驱动。所述仲裁机制可以例如执行如下操作：
1.根据其发送请求和其数据接收状态的主单元1信号；
2.从属单元2评估主信令并基于主请求和从属请求和潜在的优先级方案来确定仲裁决定，产生如下之一：
a)如果从属请求具有低优先级并且从属单元2准备接收数据，则许可主发送请求；
b)如果主单元1已准备好接收数据并且从属单元2有要发送的数据(即，发出发送请求)，则许可从属发送请求；
c)如果没有请求被挂起，或者如果专用单元没有准备好接收数据，则没有请求被许可；
3.根据仲裁决定的从属单元2信号；
4.主单元1评估从属信令，以确定总线仲裁决定。
采用上面提到的主和从信令方案在图3的表中示出了示例性总线仲裁方案。
主单元1和从属单元2两者都可以指示它们没有准备好接收数据有效载荷14、15，例如，当来自前一帧的数据有效载荷14、15仍在处理，并且缓冲器还无法容纳新的数据有效载荷14、15。以这样的方式，流量控制机制到位，确保了在由于存储器大小和处理速度的限制、通信缓冲器被填充的速度高于接收单元能够取出和处理所接收的数据的速度的情况下，没有数据将通过用新数据覆盖未处理的数据而被弄丢。
特别注意的是主信令比特和从属信令比特的选择，所述选择是基于采用表现出最低的比特转换数量的比特序列。这将降低功耗并导致低的EMI。为了进一步减少由总线3上的切换活动引起的功耗，该协议被设计成在数据有效载荷为空的情况下使得没有信号转变产生。此外，特殊的数据编码可以被应用到数据有效载荷，以实现在数据有效载荷中的比特转换数量的减少，如例如在H.Lekatsas等人的“Approximate arithmetic coding for bustransition reduction in low power designs”(IEEE Trans.on VLSI Systems，Vol.13，Issue 6，June 2005，pp.696-707)所公开的。
如图1b中所示意性地示出的，可以通过添加一个(即第二)或更多附加的串行总线3′来扩展所提出的数据传输系统。正如图2b中明显示出的，仅实时数据15′被通过第二串行总线3′转移，由此，从在第一总线3上发送的时钟参考11取出定时信息。由更高层的协议来配置实时数据帧的多路复用，即，哪个单元(主或从)在实时帧内或通过多个帧(即，多帧传输)正在发送数据多长时间。因此，所提出的数据传输系统的能力可通过简单地增加用来同时传送实时数据15′的串行总线3′的数量来适应特定应用的需要。另选地，因而可以通过增加本地比特时钟4、4′的速度来提高数据速率和容量，从而允许使用一定数目的一个或多个总线3、3′实现不同的传输速率分布。
主单元1和从属单元2各自进一步包括协议状态机8、8′。为了将电路的复杂性和尺寸以及这些协议状态机8、8′的功耗最小化，采用基于较少数目的协议状态的简单的协议。主单元1和从属单元2可以处在“休眠”状态，这是一种超低功率模式，其特征在于，主单元1和从属单元2的唯一的活动是检测唤醒触发器，并且总线3(以及任何其它总线3′)是处于“下拉”状态(即，通过一个例如值为50kΩ至100kΩ的、被称为下拉电阻的高欧姆电阻器连接到地)。当主单元1和从属单元2处于“睡眠”状态时，主单元1可以被更高级别的实例(例如，通过来自更高层协议的请求)唤醒，于是它进入“不同步”状态以便于将从属单元2从其“休眠”/“初始化”状态唤醒。主单元1随后检查该总线3是空闲的(即，从属单元2不发送唤醒脉冲)，并开始发送一个空闲帧，即由“1”的连续流以及紧跟着时间跨度的时钟参考11所组成的帧，对应于从属信令间隔13，在此期间，主单元1向总线3施加下拉电阻器。从属单元2在检测到时钟参考11斜坡时就被唤醒。反之，从“睡眠”/“初始化”状态开始，在已经检查了总线3空闲(即，主单元1不发送空闲帧)之后，从属单元2可以通过发送长“l”/“高”脉冲(例如，具有半帧间隔的持续时间)来唤醒主单元1。由主单元1在其“睡眠”状态期间检测此唤醒脉冲，并且使得转换到“初始化”状态，其中，在至少从属单元2的唤醒脉冲的持续时间的等待时段之后开始发送空闲帧，以使来自从属单元2的唤醒脉冲在开始发送空闲帧之前结束。在发送了唤醒脉冲之后，从属单元2变为“不同步”状态，直到它检测到由具有空闲帧的主单元1发送的时钟参考11的负斜率，于是，从属单元2进入“帧同步”状态，并设置“从属激活”比特，即，在从属信令间隔13期间被发送到主单元1的第一从属信令比特。由主单元1从从属单元2接收了该组“从属激活”比特之后，主单元也变成了“帧同步”状态，并在下一个时钟参考11前在主信令比特间隔12期间开始发送主信令比特，由此规则的帧10(如图2a所示)用于通信和数据交换开始。
随后，主单元1能够通过在一定时间段(例如，至少为两个帧间隔的持续时间)不发送时钟参考11来主动地初始化从属单元2。另一方面，从属单元2能够通过在某一段时间(例如，至少为两个帧间隔的持续时间)不设置“从属激活”比特，来主动地初始化该主单元1。
进一步提出实现与上述的主要通信协议正交(即，叠加并独立)的复位机制。这是通过将总线3上的逻辑电平设置为进入与由主要协议所规定的有效的总线状态相抵触的状态、并且检测这样的协议违背来实现的。这样的低电平信令可以在两个方向上被实现，以实现点对点复位。这另外保存到在主单元1和从属单元2之间的两个复位线，从而节省空间。为此，第一复位单元9和第二复位单元9′分别被插入到主单元1和从属单元2分别与所述总线3之间，由此第一复位单元9转发意在经由总线3从主单元1发送的该信号，并监视总线3上的信号并将其传递到主单元1。这相应地适用于与从属单元2相关联的第二复位单元9′。为了复位从属单元2，与主单元1相关联的第一复位单元9停止转发意在经由总线3被发送的来自主单元1的信号，而是发送“l”的连续流达一帧的持续时间。与从属单元2相关联的第二复位单元9′检测到这种“l”的连续流(这不是基于主通信协议在传输过程中所遇到的发送序列)，因而识别为来自主单元1的复位信号。因此所提出的数据传输系统提供了并行操作并独立于通信协议的复位机制。
总的来说，所提出的数据传输系统和数据传输的相应方法提供以下特征：
-两个节点的点对点连接，一个是主角色，另一个是从属角色。一个节点的角色是先验已知的(即为了简化实现，不是由协议协商)。
-在时钟参考的一条线路上的传输以及异步双向半双工控制信道和(可选地)恒定比特速率恒定延迟数据信道，例如，用于音频和/或元数据。
-根据优先级动态分配数据信道在两个方向上的容量。
-通过针对(进一步)实时恒定的比特率、恒定延迟数据信道的一个或更多个附加的电线实现的可扩展性。数据传输可以是任一方向。时钟参考定义比特时钟频率和相位，其通常涉及音频数据的音频采样频率。
-用于具有低的、保证的延迟的主单元和从属单元的中断能力。整个中断向量可以被一次发送作为“推送通知”，代替采用传统的轮询机制。
-唤醒机制，使得所述主单元可以唤醒所述从属单元，并且所述从属单元可以唤醒所述主单元。
-接口初始化能力，使主单元可以(重新)初始化从属单元，从属单元可以(重新)初始化主单元。
-作为主要的通信协议但其独立的在相同线路上的复位机制。
因此所提出的数据传输系统和用于数据传输的相应方法提供了用于听觉设备中在已知总线系统上的下列益处和优点：
-组件(如构成听觉设备的集成电路)之间互连线的数量最小化。
-在不同的数据流量类型和传输方向之间的灵活的和可扩展的带宽/容量分配。
-具有可预测的实时属性的通信事件(例如，以模拟中断线路)。
-低复杂度的数字电路的实现。
-内置流量控制来支持具有有限资源的设备(例如，用于通信缓冲的有限的内存和用于降低功耗的慢速CPU)。
-针对超低功耗的优化(例如仅当需要传达数据时，功率被消耗；信号转换的最少化；限制使用时钟参考的边沿的急剧的转变)。
-针对其它系统组件的由通信基础设施(即，总线系统)引起的低的电磁干扰(EMI)。

Claims (38)

1.一种用于听觉设备的数据传输系统，所述数据传输系统包括具有第一本地比特时钟(4)的主单元(1)和具有第二本地比特时钟(4')的从属单元(2)，所述主单元(1)和所述从属单元(2)经由总线(3)彼此连接，并且被配置为根据基于帧形式的比特的串行传输的通信协议、通过所述总线(3)进行通信，每个帧(10)包括时钟参考(11)、主信令间隔(12)、从属信令间隔(13)和数据有效载荷(14、15)，其中，所述从属单元(2)还包括时钟恢复装置(5)，所述时钟恢复装置(5)用于基于由所述主单元(1)每帧(10)发送一次的所述时钟参考(11)、使所述第二本地比特时钟(4')与所述第一本地比特时钟(4)同步，
其特征在于，
所述主单元(1)和所述从属单元(2)各自还包括协议状态机(8,8')，所述协议状态机(8,8')能够支持以下协议状态：
-“初始化”/“休眠”状态，其中，所述主单元(1)和所述从属单元(2)都不驱动所述总线(3)，并且所述总线(3)被保持在“下拉”状态；
-“不同步”状态，其中，所述主单元(1)发送由相同比特的连续流组成的帧(10)和包括至少一个比特转换的时钟参考(11)；
-“帧同步”状态，其中，所述从属单元(2)在所述从属信令间隔(13)期间向所述主单元(1)发送信令比特，向所述主单元(1)指示所述从属单元(2)被同步到所述帧(10)。
2.根据权利要求1所述的数据传输系统，其中，数据有效载荷(14、15)包括以下中的至少一个：
-控制数据(14)；
-音频数据(15)；
-元数据(15)。
3.根据权利要求1或2所述的数据传输系统，其中，所述主单元(1)和所述从属单元(2)还通过一个或多个另外的总线(3')相互连接，并且被配置为使用帧形式的比特的串行传输、经由所述一个或多个另外的总线(3')来传输包括音频数据和/或元数据的另外的数据有效载荷(15')。
4.根据权利要求3所述的数据传输系统，其中，根据来自经由所述总线(3)传输的所述数据有效载荷(14、15)的信息，经由所述一个或多个另外的总线(3')的所述另外的数据有效载荷(15')的传输能够被配置为：
-从所述主单元(1)到所述从属单元(2)，或
-从所述从属单元(2)到所述主单元(1)，或
-部分地从所述主单元(1)到所述从属单元(2)并且部分地从所述从属单元(2)到所述主单元(1)。
5.根据权利要求1所述的数据传输系统，其中，所述主单元(1)还包括用于驱动所述总线(3)的驱动装置(6)，使得所述时钟参考(11)的边缘比在所述主信令时间间隔(12)、所述从属信令间隔(13)和所述数据有效载荷(14、15)内的比特转换的边缘更陡。
6.根据权利要求1所述的数据传输系统，其中，在所述主信令间隔(12)期间将主信令比特从所述主单元(1)传送到所述从属单元(2)，所述主信令比特包括关于针对在其中发送了所述主信令比特的所述帧(10)的以下中的至少一个的信息：
-对于所述主单元(1)向所述从属单元(2)发送数据有效载荷(14、15)的请求；
-对于所述主单元(1)将不向所述从属单元(2)发送数据有效载荷(14、15)的指示；
-对于所述主单元(1)准备好接收来自所述从属单元(2)的数据有效载荷(14、15)的指示；
-对于所述主单元(1)没有准备好接收来自所述从属单元(2)的数据有效载荷(14、15)的指示；
-对于所述主单元(1)将向所述从属单元(2)发送中断矢量数据的指示。
7.根据权利要求1所述的数据传输系统，其中，在所述从属信令间隔(13)期间将从属信令比特从所述从属单元(2)发送到所述主单元(1)，所述从属信令比特包括关于针对在其中发送了所述从属信令比特的所述帧(10)的以下中的至少一个的信息：
-对于所述从属单元(2)被同步到所述帧(10)的指示；
-对于所述从属单元(2)不打算向所述主单元(1)发送数据有效载荷(14、15)的指示；
-对于所述从属单元(2)将向所述主单元(1)发送数据有效载荷(14、15)的指示；
-对于所述从属单元(2)准备好接收来自所述主单元(1)的数据有效载荷(14、15)的指示；
-对于所述从属单元(2)没有准备好接收来自主单元(1)的数据有效载荷(14、15)的指示；
-对于所述从属单元(2)将向所述主单元(1)发送中断向量数据的指示。
8.根据权利要求7所述的数据传输系统，其中，所述从属信令比特依赖于仅在相同的帧(10)内发送的所述主信令比特。
9.根据权利要求7或8所述的数据传输系统，其中，第一从属信令比特提供对所述从属单元(2)被同步到所述帧(10)的指示。
10.根据权利要求9所述的数据传输系统，其中，所述从属单元(2)被配置为紧随所述时钟参考(11)的接收而发送所述第一从属信令比特。
11.根据权利要求7所述的数据传输系统，其中，所述主单元(1)还包括总线保持器(7)并且被配置为至少紧接着所述时钟参考(11)的传输来激活所述总线保持器(7)。
12.根据权利要求11所述的数据传输系统，其中，所述总线保持器(7)被激活不长于一个比特间隔。
13.根据权利要求1所述的数据传输系统，其中，所述数据有效载荷(14、15)的至少一部分是能够根据在所述主信令间隔(12)和所述从属信令间隔(13)中、在所述主单元(1)和所述从属单元(2)之间交换的信息、并根据下面的优先级方案而被动态分配的：
-从所述主单元(1)到所述从属单元(2)的中断向量数据具有最高优先级；
-从所述从属单元(2)到所述主单元(1)的中断向量数据具有第二高的优先级；
-从所述主单元(1)到所述从属单元(2)的控制数据(14)和/或音频数据(15)和/或元数据(15)具有第三高的优先级；
-从所述从属单元(2)到所述主单元(1)的控制数据(14)和/或音频数据(15)和/或元数据(15)具有第四高的优先级。
14.根据权利要求1所述的数据传输系统，其中，所述从属单元(2)被配置为通过发送能够配置的持续时间的唤醒脉冲模式将所述主单元(1)从“休眠”状态唤醒。
15.根据权利要求14所述的数据传输系统，其中，所述唤醒脉冲模式是“1”的连续数据流，并且所述能够配置的持续时间持续得比所述主单元(1)的唤醒检测周期长。
16.根据权利要求1所述的数据传输系统，所述数据传输系统还包括被插入在所述主单元(1)和所述总线(3)之间的第一复位单元(9)、以及被插入在所述从属单元(2)和所述总线(3)之间的第二复位单元(9’)，其中，所述第一复位单元(9)被配置为发送复位信号，并且所述第二复位单元(9’)被配置为在检测到所述复位信号时将所述从属单元复位。
17.根据权利要求16所述的数据传输系统，所述复位信号是针对至少一帧间隔的持续时间的“1”的连续流。
18.根据权利要求2所述的数据传输系统，其中，所述数据被加扰或白噪声化。
19.一种听觉设备，所述听觉设备包括权利要求1至18中之一所述的数据传输系统，其中，所述第一本地比特时钟(4)的频率和/或所述第二本地比特时钟(4’)的频率与从其中得到音频数据(15)的音频信号的采样频率相关。
20.一种听觉设备，所述听觉设备包括权利要求1至18中之一所述的数据传输系统，其中，所述主单元(1)是所述听觉设备的集成电路的一部分，并且所述从属单元(2)是所述听觉设备的进一步的集成电路的一部分或物理地附接到所述听觉设备的附件的一部分。
21.根据权利要求20所述的听觉设备，其中，所述从属单元(2)是“数字音频端”的一部分。
22.一种用于经由将主单元(1)和从属单元(2)彼此连接的总线(3)、在具有第一本地比特时钟(4)的主单元(1)和具有第二本地比特时钟(4’)的从属单元(2)之间进行数据传输的方法，其中，使用帧结构串行地传输比特，所述方法包括以下步骤：
-在每个帧(10)中的主信令间隔(12)期间从所述主单元(1)向所述从属单元(2)发送主信令比特；
-每帧(10)从所述主单元(1)向所述从属单元(2)发送一次时钟参考(11)；
-基于所述时钟参考(11)将所述第二本地比特时钟(4’)与所述第一本地比特时钟(4)同步；
-在每个帧(10)的从属信令间隔(12)期间从所述从属单元(2)向所述主单元(1)发送从属信令比特；
-在每个帧(10)中从所述主单元(1)向所述从属单元(2)或从所述从属单元(2)向所述主单元(1)发送数据有效载荷(14、15)，
其特征在于，
所述主单元(1)和所述从属单元(2)能够各自处于以下状态之一：
-“初始化”/“休眠”状态，其中，所述主单元(1)和所述从属单元(2)都不驱动所述总线(3)，并且所述总线(3)被保持在“下拉”状态；
-“不同步”状态，其中，所述主单元(1)发送由相同比特的连续流组成的帧(10)和包括至少一个比特转换的时钟参考(11)；
-“帧同步”状态，其中，所述从属单元(2)在所述从属信令间隔(13)期间向所述主单元(1)发送信令比特，向所述主单元(1)指示所述从属单元(2)被同步到所述帧(10)。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述数据有效载荷(14、15)包括下列各项中的至少一种：
-控制数据(14)；
-音频数据(15)；
-元数据(15)。
24.根据权利要求22或23所述的方法，其中，所述主单元(1)和所述从属单元(2)通过一个或多个另外的总线(3')进一步彼此连接，所述方法还包括使用帧形式的比特的串行传输经由所述一个或多个另外的总线(3')串行地发送具有音频数据和/或元数据的另外的数据有效载荷(15')的比特的步骤。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，根据来自经由所述总线(3)传输的所述数据有效载荷(14、15)的信息，经由所述一个或多个另外的总线(3')的所述另外的数据有效载荷(15')的传送步骤被配置为：
-从所述主单元(1)到所述从属单元(2)，或
-从所述从属单元(2)到所述主单元(1)，或
-部分地从所述主单元(1)到所述从属单元(2)并且部分地从所述从属单元(2)到所述主单元(1)。
26.根据权利要求22所述的方法，其中，所述主单元(1)驱动所述总线(3)，使得所述时钟参考(11)的边缘比在所述主信令间隔(12)、所述从属信令间隔(13)和所述数据有效载荷(14、15)中的比特转换的边缘更陡。
27.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括在所述主信令间隔(12)期间从所述主单元(1)到所述从属单元(2)发送主信令比特的步骤，所述主信令比特包括关于针对在其中发送了所述主信令比特的所述帧(10)的以下中的至少一个的信息：
-对于所述主单元(1)向所述从属单元(2)发送数据有效载荷(14、15)的请求；
-对于所述主单元(1)将不向所述从属单元(2)发送数据有效载荷(14、15)的指示；
-对于所述主单元(1)准备好接收来自所述从属单元(2)的数据有效载荷(14、15)的指示；
-对于所述主单元(1)没有准备好接收来自所述从属单元(2)的数据有效载荷(14、15)的指示；
-对于所述主单元(1)将向所述从属单元(2)发送中断矢量数据的指示。
28.根据权利要求22中之一所述的方法，所述方法还包括在所述从属信令间隔(13)期间从所述从属单元(2)向所述主单元(1)发送从属信令比特的步骤，所述从属信令比特包括关于针对在其中发送了所述从属信令比特的所述帧(10)的以下中的至少一个的信息：
-对于所述从属单元(2)被同步到所述帧(10)的指示；
-对于所述从属单元(2)不打算向所述主单元(1)发送数据有效载荷(14、15)的指示；
-对于所述从属单元(2)将向所述主单元(1)发送数据有效载荷(14、15)的指示；
-对于所述从属单元(2)准备好接收来自所述主单元(1)的数据有效载荷(14、15)的指示；
-对于所述从属单元(2)没有准备好接收来自主单元(1)的数据有效载荷(14、15)的指示；
-对于所述从属单元(2)将向所述主单元(1)发送中断向量数据的指示。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述从属信令比特依赖于仅在相同的帧(10)内发送的所述主信令比特。
30.根据权利要求28或29所述的方法，其中，第一从属信令比特提供对所述从属单元(2)被同步到所述帧(10)的指示。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述从属单元(2)紧随所述时钟参考(11)的接收而发送所述第一从属信令比特。
32.根据权利要求28所述的方法，其中，所述主单元(1)至少紧接着所述时钟参考(11)的传输来激活总线保持器(7)。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述总线保持器(7)被激活不长于一个比特间隔。
34.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括根据在所述主信令间隔(12)和所述从属信令间隔(13)中、在所述主单元(1)和所述从属单元(2)之间交换的信息、并根据下面的优先级方案来动态地分配所述数据有效载荷(14、15)的至少一部分的步骤：
-从所述主单元(1)到所述从属单元(2)的中断向量数据具有最高优先级；
-从所述从属单元(2)到所述主单元(1)的中断向量数据具有第二高的优先级；
-从所述主单元(1)到所述从属单元(2)的控制数据(14)和/或音频数据(15)和/或元数据(15)具有第三高的优先级；
-从所述从属单元(2)到所述主单元(1)的控制数据(14)和/或音频数据(15)和/或元数据(15)具有第四高的优先级。
35.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括所述从属单元(2)通过发送能够配置的持续时间的唤醒脉冲模式来将所述主单元(1)从“休眠”状态唤醒的步骤。
36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述唤醒脉冲模式是“1”的连续数据流，并且所述能够配置的持续时间持续得比所述主单元(1)的唤醒检测周期长。
37.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括所述主单元(1)在至少一个帧间隔的持续时间发送“l”的连续流并且所述从属单元(2)被随之复位的步骤。
38.根据权利要求23所述的方法，所述方法还包括数据的加扰或白噪声化的步骤。
CN201280073404.2A 2012-05-31 2012-05-31 用于听觉设备的基于灵活的串行总线的主从数据传输的系统和方法 Active CN104396179B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2012/060272 WO2013178274A1 (en) 2012-05-31 2012-05-31 System and method for master-slave data transmission based on a flexible serial bus for use in hearing devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104396179A CN104396179A (zh) 2015-03-04
CN104396179B true CN104396179B (zh) 2018-09-07

Family

ID=46178557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280073404.2A Active CN104396179B (zh) 2012-05-31 2012-05-31 用于听觉设备的基于灵活的串行总线的主从数据传输的系统和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9710419B2 (zh)
EP (1) EP2856688B1 (zh)
CN (1) CN104396179B (zh)
DK (1) DK2856688T3 (zh)
WO (1) WO2013178274A1 (zh)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9658643B2 (en) * 2014-10-24 2017-05-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Data interface and data transmission method
GB2531803B (en) * 2014-10-31 2017-12-20 Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd Digital accessory interface
US9946677B2 (en) * 2015-02-12 2018-04-17 Atmel Corporation Managing single-wire communications
GB2538246B (en) * 2015-05-11 2018-06-20 Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd Digital accessory interface calibration
GB2538245B (en) 2015-05-11 2017-06-14 Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd Digital accessory interface
US10067895B2 (en) * 2015-06-03 2018-09-04 Lexmark International, Inc. Systems and methods for asynchronous toggling of I2C data line
DE102015217982B4 (de) * 2015-09-18 2022-01-20 Sivantos Pte. Ltd. Verfahren zur Auswahl eines Kommunikationszustands wenigstens für ein mobiles Endgerät
AT517782B1 (de) 2015-10-01 2021-10-15 B & R Ind Automation Gmbh Verfahren zur asynchronen Datenkommunikation in einem echtzeitfähigen Ethernet-Datennetzwerk
US10079650B2 (en) * 2015-12-04 2018-09-18 Infineon Technologies Ag Robust high speed sensor interface for remote sensors
KR102571154B1 (ko) * 2016-02-03 2023-08-24 삼성전자주식회사 반도체 장치, 반도체 시스템 및 반도체 장치의 동작 방법
US10503674B2 (en) * 2016-02-03 2019-12-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device including a clock source for generating a clock signal and a clock control circuit for controlling the clock source in hardware, a semiconductor system including the semiconductor device, and a method of operating the semiconductor device
WO2018053714A1 (zh) 2016-09-21 2018-03-29 深圳市汇顶科技股份有限公司 一种单片机系统和用于单片机系统的复位方法
US10635619B2 (en) * 2016-10-12 2020-04-28 Cirrus Logic, Inc. Encoding for multi-device synchronization of devices
US10775489B2 (en) * 2016-12-15 2020-09-15 Texas Instruments Incorporated Maximum measurable velocity in frequency modulated continuous wave (FMCW) radar
CN108268086B (zh) * 2017-01-03 2023-05-26 三星电子株式会社 半导体装置、半导体系统以及操作半导体装置的方法
DE102017117288A1 (de) * 2017-07-31 2019-01-31 Hengstler Gmbh Datenübertragungsverfahren zwischen einem Drehwinkelgeber und einer Motorsteuereinrichtung oder einer Auswerteeinheit
US20190121767A1 (en) * 2017-10-23 2019-04-25 Qualcomm Incorporated In-band reset and wake up on a differential audio bus
JP7054707B2 (ja) * 2017-12-15 2022-04-14 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 通信システム、受信装置及び通信方法
US10409545B1 (en) * 2018-04-17 2019-09-10 Starkey Laboratories, Inc. Digital identification of devices attached to serial communication cables
GB201809308D0 (en) * 2018-06-06 2018-07-25 Canis Automotive Labs Ltd A serial communication system
EP3726393B1 (en) * 2019-04-15 2023-05-31 ams AG Host communication circuit, client communication circuit, communication system, sound reproducing device and communication method
WO2020173807A1 (en) * 2019-02-25 2020-09-03 Ams Ag Host communication circuit, client communication circuit, communication system, sound reproducing device and communication method
CN110149389B (zh) * 2019-05-16 2022-02-01 深圳市芯动电子科技有限公司 一种全息显示装置的数据传输控制方法及系统
DE102019217398A1 (de) * 2019-11-11 2021-05-12 Sivantos Pte. Ltd. Verfahren zum Betrieb eines Hörgeräts sowie Hörgerät
DE102020212964A1 (de) 2020-10-14 2022-04-14 Sivantos Pte. Ltd. Verfahren zur Übertragung von Informationen bezüglich eines Hörgerätes an ein externes Gerät
CN114978798B (zh) * 2022-05-23 2024-02-27 重庆奥普泰通信技术有限公司 串行通信方法、装置及板卡

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1867133A (zh) * 2006-03-08 2006-11-22 华为技术有限公司 防止移动终端耳机按键误操作的方法及移动终端
CN200966050Y (zh) * 2006-05-23 2007-10-24 泰金宝电通股份有限公司 具有切换多重连结功能的蓝牙耳机
US7292876B2 (en) * 2002-10-08 2007-11-06 Sonion Nederland B.V. Digital system bus for use in low power instruments such as hearing aids and listening devices
CN201995117U (zh) * 2011-02-12 2011-09-28 北京昆腾微电子有限公司 音频电路
CN102231867A (zh) * 2011-02-12 2011-11-02 北京昆腾微电子有限公司 音频电路以及利用其消除耳机噪声的方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7778432B2 (en) * 2003-06-06 2010-08-17 Gn Resound A/S Hearing aid wireless network
CN101288337B (zh) * 2005-07-19 2012-11-21 美国亚德诺半导体公司 可编程麦克风
US7673084B2 (en) * 2007-02-20 2010-03-02 Infineon Technologies Ag Bus system and methods of operation using a combined data and synchronization line to communicate between bus master and slaves
US20080298443A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-04 Silicon Storage Technology, Inc. Method for efficient wireless transmission and reception of audio digital signals
US7920490B2 (en) * 2007-05-30 2011-04-05 Melodytek Limited Systems and methods for wireless transmission and reception of data including frequency and channel code selection
AU2009344095B2 (en) * 2009-04-06 2013-05-09 Widex A/S Two part hearing aid with databus connection
EP2486953B1 (fr) * 2011-02-09 2016-06-01 Sorin CRM SAS Procédé de quantification de la désynchronisation entre les horloges de deux implants actifs de type HBC
EP2742702B1 (en) * 2011-08-09 2016-10-05 Sonova AG Wireless sound transmission system and method
US20130058495A1 (en) * 2011-09-01 2013-03-07 Claus Erdmann Furst System and A Method For Streaming PDM Data From Or To At Least One Audio Component

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7292876B2 (en) * 2002-10-08 2007-11-06 Sonion Nederland B.V. Digital system bus for use in low power instruments such as hearing aids and listening devices
CN1867133A (zh) * 2006-03-08 2006-11-22 华为技术有限公司 防止移动终端耳机按键误操作的方法及移动终端
CN200966050Y (zh) * 2006-05-23 2007-10-24 泰金宝电通股份有限公司 具有切换多重连结功能的蓝牙耳机
CN201995117U (zh) * 2011-02-12 2011-09-28 北京昆腾微电子有限公司 音频电路
CN102231867A (zh) * 2011-02-12 2011-11-02 北京昆腾微电子有限公司 音频电路以及利用其消除耳机噪声的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104396179A (zh) 2015-03-04
EP2856688A1 (en) 2015-04-08
EP2856688B1 (en) 2019-04-24
WO2013178274A1 (en) 2013-12-05
DK2856688T3 (da) 2019-07-15
US20150339257A1 (en) 2015-11-26
US9710419B2 (en) 2017-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104396179B (zh) 用于听觉设备的基于灵活的串行总线的主从数据传输的系统和方法
EP1443723B1 (en) Method of communication for a media independent interface for a highly integrated ethernet network element
KR20130113203A (ko) 전자 장치 및 전자 장치의 파워 관리 방법
KR20150030243A (ko) 시분할 동작들을 사용하는 다중 프로토콜 터널링
CA2559234A1 (en) High data rate interface apparatus and method
CA2560067A1 (en) High data rate interface apparatus and method
CA2560744A1 (en) High data rate interface apparatus and method
AU5210086A (en) Queueing protocol
EP1909526A3 (en) A self-improving channel-access protocol for ad-hoc networks
CN107040874A (zh) 蓝牙数据同步操作的方法、装置及蓝牙设备
CN205490533U (zh) 用于处理信号的移动装置
JPH10117184A (ja) 移動電話における赤外線オーディオリンク
CN113507404B (zh) 通信系统中适应性利用多个电源的设备及方法
CN101751363A (zh) 信息传输系统、信息发送装置以及信息接收装置
CN101313481B (zh) 一种利用背板业务总线传送业务的方法及装置
KR102257417B1 (ko) 디바이스들의 멀티-디바이스 동기화를 위한 인코딩
CN109587666A (zh) 蓝牙设备、系统及调度方法
US8761671B2 (en) Data merging for bluetooth devices
CN112269749A (zh) I2c通信系统
CN1328678C (zh) 包括实时数据通信部件的dma控制器系统及传送数据的方法
CN109257260B (zh) 通信系统中多个电源的适应性应用
WO2023050128A1 (zh) 数据传输方法和装置
CN115905092A (zh) 通信系统、通信方法、通信设备以及存储介质
EP1282264A3 (en) Method and device for multicasting
CN110493764A (zh) 蓝牙设备通信方法、装置、蓝牙设备及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: Swiss Stafa

Applicant after: PHONAK AG

Address before: Swiss Shi Taifa

Applicant before: PHONAK AG

COR Change of bibliographic data
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant