CN110024281A - 换能器组件和方法 - Google Patents

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Abstract

一种换能器组件中的方法，所述换能器组件具有联接至所述换能器组件的通信协议接口的外部装置接口。所述换能器组件被配置成将具有一种物理形式的输入信号转换为具有不同物理形式的输出信号。在所述换能器组件的所述外部装置接口的对应触点上接收至少两个电信号。通过对信号的逻辑转变进行评估来确定至少一个电信号的特性。基于所述特性确定分配给所述换能器组件的唯一标识。

Description

换能器组件和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年10月28日提交的美国临时专利申请No.62/414,578的权益和优先权，该临时专利申请的全部内容通过引用并入于此。
技术领域
本公开总体上涉及具有数字通信接口的换能器组件，更具体地，涉及接口的通信协议的配置及其方法。
背景技术
具有数字接口的电声换能器(如扬声器和麦克风)通常是已知的，并且与具有模拟接口的装置相比，提供了更好的信噪比和RF抗干扰性。例如，在许多应用(例如包括智能手机等的便携式通信装置)中使用数字麦克风，其中改进的抗噪性提供了更好的用户体验。这些换能器和其它换能器的数字接口通常符合单个标准化通信协议，使得换能器在连接至主机装置时可以交换数据和控制信息。
考虑到以下具体实施方式和下面描述的附图，本领域普通技术人员将更加清楚地理解本公开的各个方面、特征和优点。
附图说明
下面结合附图对本公开进行更详细的说明，其中：
图1是通信装置的示意性框图，该通信装置包括经由主机通信接口连接至主机处理器的多个名义上相同的数字麦克风组件；
图2是数字麦克风组件的内部分解图；
图3是表面安装的换能器组件的数字接口，该数字接口包括多个外部可触及触点；
图4是数字换能器组件的示意性框图；
图5是图4的数字换能器组件的处理电路的可选电路的示意性框图；
图6是用于获得换能器组件的唯一标识码的第一ID代码表；
图7是用于获得换能器组件的唯一标识码的第二ID代码表；
图8是用于获得换能器组件的唯一标识码的第三ID代码表；
图9是计数器值相对于通信接口上的测量时间信号活动的曲线图；
图10是换能器组件的多个外部可触及触点的引脚控制和分配机构的示意性框图；
图11是用于确定通信接口上的通信协议的流程图。
具体实施方式
在下文中，参照附图对各种示例性实施方式进行了说明。技术人员将理解，附图是示意性的并且为了清楚起见而进行了简化，因此仅示出了对于理解本公开而言必不可少的细节，而省略了其它细节。相同的附图标记通常始终表示相同的元件或部件。因此，不必针对每个附图详细说明相同的元件或部件。还应当理解，可以以特定的发生顺序说明或描绘特定动作或步骤，而本领域技术人员将理解，除非如此指示，否则实际上不需要序列的这种特异性。
本文描述的换能器组件或装置可以形成便携式通信装置或设备(例如，智能电话、移动电话、膝上型计算机、游戏装置、库存装置、销售点装置等)的一部分。另选地，换能器组件可以用在相对固定的应用(如游戏控制台、桌面麦克风或器具)中以及其它应用中。换能器组件还可以用于载具和其它装置或系统中。在一些实现方式中，在同一装置中采用两个或更多个名义上相同的换能器组件。如果麦克风使用同一协议进行通信，则认为该麦克风在名义上是相同的。例如，多个数字麦克风可以集成在诸如智能电话的便携式电子装置中，以对诸如话音和背景噪声的各种声音进行感测，以供后续处理。在其它实现方式中，换能器组件被实现成其它传感器(如压力传感器、温度传感器、气体传感器和超声波传感器)。换能器组件还可以包括例如声学传感器和压力传感器的传感器的组合，或者声学传感器与诸如温度传感器和气体传感器以及其它传感器中的另一传感器组合。
在一个实施方式中，一个或更多个换能器组件电联接至外部处理器。图1是电联接至多个麦克风组件100a、100N的主机处理器150的示意性框图。主机处理器可以是便携式电子装置或一些其它系统或装置(本文对其示例进行了讨论)的一部分。如所提出的，每个麦克风组件包括多个外部可触及触点，这些外部可触及触点电联接至主机硬件接口的对应触点。术语“触点”在本文中通常用于表示引脚、焊盘、通孔、插座等，以及可以电联接至配合结构的任何其它导电构件，而不管用于实现电联接和机械联接的触点或机构的形状或配置(例如，焊接、摩擦配合等)。
一个或更多个换能器组件可以通过载体基板电联接至主机处理器、装置或系统，主机处理器安装至该载体基板或以其它方式电连接至该载体基板。载体基板可以实现成电路板、插座或其它接口。载体基板通常包括将载体基板的接口上的多个外部触点互连至主机装置或通信接口的对应总线的导线或迹线(traces)。主机处理器、装置或系统可以联接至载体基板的另一接口上的触点(例如，插座)。在载体基板是电路板的实施方式中，导线或迹线一体地形成在电路板上或电路板内。然而，在其它实施方式中，导线或迹线不必一体地形成在载体基板上或与载体基板一体形成。如所提出的，载体基板的接口上的外部触点可以实现成电连接至一个或更多个换能器组件的对应触点的通孔、焊盘、引脚、插座等。这种电连接可以使用回流焊接、波焊接或手工焊接工艺以及其它联接手段来实现。
通常，联接至载体基板的一个或更多个换能器组件经由专有通信协议或标准通信协议与主机处理器、装置或系统进行通信。例如，标准协议包括I2C、I2S、USB、UART和SPI以及其它已知协议和未来协议。在图1中，麦克风组件包括通信接口(例如，触点)，该通信接口电联接至与主机处理器相关联的Soundwire协议硬件接口152的共享总线。图1仅示意性地例示了主机处理器与麦克风组件之间的接口触点。然而，更一般地，主机通信接口可以符合某些其它通信协议。除了其它考虑因素之外，特定协议可以部分地取决于换能器组件的类型。连接至主机通信接口的共享数据总线的名义上相同的换能器组件的数量可以根据特定应用和实现的协议的要求而变化。针对Soundwire协议应用，多达11个装置可以同时共享公共总线。其它专有接口通信协议或标准接口通信协议可以支持更多或更少的装置。
在图1中，与Soundwire协议一致，每个麦克风组件的多个外部可触及触点包括连接至主机通信接口的对应触点的第一数据接口触点(CLK)和第二数据接口触点(DATA)，其中，多个麦克风组件100a、100N共享主机通信接口的总线(例如，CLK总线和DATA总线)。然而，更一般地，通信接口可以具有更多或更少的触点。例如，取决于应用或协议，触点可以与选择功能、时钟(CLK)功能、数据功能、字同步(WS)功能、启用(En)功能等中的一种或更多种相对应。一些通信接口还可以包括电源(VDD)触点和接地(GND)触点。在一些实施方式中，触点中的一个或更多个能够配置成执行这些功能或其它功能。取决于主机通信接口的协议，DATA总线可以是单向的或双向的。
图2是代表上述数字麦克风组件之一的麦克风组件100a的示例性实施方式。组件包括电容换能器元件102(例如微机电系统(MEMS)换能器)或一些其它类型的换能器(例如，压电换能器)。在麦克风应用中，电容换能器元件将输入的声能转换为电信号。在图2中，换能器元件102包括实现成振膜105的第一换能器板和实现成背板106的第二换能器板。DC充电电路(未示出但是是众所周知的)将电荷或偏压施加到振膜和背板。麦克风组件还包括处理电路122，该处理电路122可以包括半导体管芯(例如，集成有模拟和数字电路的混合信号CMOS半导体器件)。在一些实施方式中，换能器组件包括下面进一步讨论的标识码生成器。处理电路122的形状和大小适于安装在组件的基板或载体元件111上。载体元件还支撑着换能器元件102。麦克风组件包括安装在基板上的盖103，使得盖和基板共同形成封闭和保护换能器元件102和处理电路122的壳体内的内部容积或腔体。壳体包括穿过载体元件111或者在其它实施方式中穿过盖的声音入口或端口109，以将声能传送至换能器元件102，如通常所知的。换能器元件响应于感测到的声能在其输出端处生成电信号。换能器元件102可以包括经由一个或更多个互连导线107电联接至处理电路122的输出焊盘或端子。针对表面安装的装置，载体元件111的基本上平面朝外取向的下表面117包括多个上面讨论的外部触点，该表面安装的装置的示例在图3中示出。
图2的声学传感器仅是换能器组件的一个示例。在本公开的其它实现方式中，换能器组件可以实现成压力传感器、温度传感器、气体传感器和超声波传感器以及包括如下接口的其它传感器：该接口用于使用标准协议或专有协议与主机或外部装置进行通信。声学传感器还可以实现成前述传感器(例如，已集成有温度传感器、压力传感器、气体传感器等中的一种或更多种的声学传感器)中的一个或更多个的组合。
图3是具有数字接口的示例性微型换能器组件的仰视图，该数字接口包括编号为1至7的多个外部可触及触点。然而，其它麦克风或换能器组件可以包括更多或更少的触点。下面标记为P-1、P-2…P-7的触点1至触点7中的每一个触点可以例如包括焊盘或凸块，以将换能器组件回流焊接至主机装置的载体基板上。如所提到的，载体基板可以实现成印刷电路板，该印刷电路板也可以支撑主机处理器和联接至主机处理器的共享总线线路或导线(例如，取决于协议和特定应用的CLK和DATA等)。在图3中，外部可触及触点1至6是矩形的，具有基本相同的大小并且以合适的间距或间隔隔开。其它实施方式中的触点可以具有其它形状、布置和间隔。在图3中，例如，下面标记为P-7的触点7的形状是围绕声音端口109的圆形焊环。在一些实施方式中，触点7可以是组件的接地连接点。然而，更一般地，接口可以针对任何其它传感器(本文讨论了其示例)，并且触点布置和配置可以特定于特定传感器、应用和实现约束。
图4是换能器组件的处理电路122的第一示例性实施方式的电路框图，该换能器组件可以与图2的麦克风100a或一些其它换能器组件相对应。在图4中，由换能器元件102响应于感测声学输入而生成的模拟电信号经由如上所述的连接导线和/或焊盘输入至处理电路122。然而，更一般地，换能器可以感测超声能量、温度、压力、气体等，并向处理电路提供适当的电输出。处理电路可以包括CMOS半导体管芯，该CMOS半导体管芯整体地或部分地实现成用于执行本文所述的功能的一个或更多个ASIC或者其它电路。在图4中，传感器102是声学传感器，并且处理电路122包括符合Soundwire的通信协议接口320。其它协议也可以用于声学传感器。更一般地，在其它实现方式中，传感器可以是非声学装置，并且通信接口可以符合一些其它通信协议，例如I2C、I2S、USB、UART、SPI以及其它已知协议或未来协议。在一些实施方式中，如所提出的，换能器类型可以限制可用的接口。例如，Soundwire接口适用于声学信号接口。
Soundwire协议接口包括DATA触点和CLK触点，但不使用SELECT功能。因此，在实施Soundwire协议的换能器组件上通常不需要SELECT触点。然而，在一些实施方式中，SELECT触点用于Soundwire协议应用，以提供较多数量的唯一标识以及适应不同的通信协议，如本文进一步讨论的。在图4中，经由VDD触点和GND触点(例如，对应于图3中的触点P-3(VDD)和P-7(GND))向处理电路122供电。针对其它协议配置的通信接口可以将其它功能与用户接口上的其它触点相关联。处理电路122还可以包括稳压器或稳流器(未示出)，该稳压器或稳流器调节去往处理电路122的电路模块的功率。
在图4中，处理电路122还包括一位或多位模数(A/D)转换器340，该一位或多位模数(A/D)转换器340例如通过隔直电容器而联接至换能器元件102的输出端，以接收由换能器元件102产生的电信号。处理电路122的一些实施方式可以包括在换能器元件与A/D转换器340之间的信号路径中的前置放大器或阻抗匹配电路(未示出)，以在A/D转换器之前放大和/或缓冲电信号。可选的前置放大器或阻抗匹配电路可以实现成分立部件或与公共ASIC上的其它部件集成的部件。A/D转换器产生代表从换能器102获得的模拟电信号的数字信号或采样流。A/D转换器可以实现成多级西格玛-德尔塔转换器(ΣΔ)或调制器或视频转换器(flash converter)。在一个实施方式中，西格玛-德尔塔转换器按第一过采样频率或采样速率(例如，1.2MHz至3.072MHz之间的采样频率)进行时钟控制。在其它实施方式中，A/D转换器按其它速率进行时钟控制。
在图4中，可选的可编程时钟分频器346被配置成从外部装置接口的CLK触点处的由主机装置提供的外部时钟信号中产生内部时钟信号342。可编程时钟分频器346可以例如被配置成基于与处理电路122的处理器或控制器330相关联的系统控制寄存器344中的信息将外部时钟信号除以整数。外部处理器(例如，图1中的主机装置处理器150)通常支持一个或更多个标准化时钟频率(例如19.2MHz和6.144MHz)，该一个或更多个标准化时钟频率可以使用整数时钟分频方案减少到诸如48kHz的公共数字音频采样频率。另选地，可以从换能器组件的内部振荡器生成内部时钟信号342。内部时钟信号无论是从本地振荡器还是从外部源或从其组合获得的，都会对A/D转换器340的采样率或采样频率以及换能器组件的各种其它电路的时钟频率进行设置。在一个实现方式中，ADC 340的采样率被设置成3.072MHz或2.4MHz。
通常，换能器组件的各种装置设置和配置由换能器组件的处理器或控制器330控制，并且任何所需的设置可以存储在换能器组件的非易失性存储器中(例如存储在图4的系统寄存器344中)。换能器组件的这些装置设置和配置可以通过经由外部装置接口的触点中的一个触点将适当的命令写入控制器330而由外部处理器(例如主机装置的DSP或微处理器)进行控制。在麦克风组件的通信接口如上所述符合SoundWire的情况下，控制器和相关的寄存器可以用于定制某些SoundWire参数，例如信道数量、采样宽度、采样间隔、HStart、HStop(帧列数-1)和连接至SoundWire总线的每个麦克风组件的块偏移(例如1、4和7)。系统寄存器可以用于存储其它类型的有用装置信息，例如，装置标识号，该装置标识号是由两个或更多个其它麦克风组件共享的总线上的特定麦克风组件的唯一标识。在多个换能器连接至公共总线的一些实施方式中，换能器组件经由联接至主机通信接口总线的接口将装置标识传送至主机处理器。在其它实施方式中，主机处理器凭借主机装置联接至的载体基板的触点的配置来获悉装置标识号。
在图4中，处理电路122还可以包括在框326处示意性地标识的附加可选电路，该附加可选电路的示例在图5中示出。可选电路包括具有联接至A/D转换器(例如，图4的ADC340)的输入端的数字信号调节电路510，其中，调节电路接收来自A/D转换器的采样流。信号调节电路通常根据由控制器(例如，图4中的控制器330)设置或规定的通信接口配置来构造和定时接收到的位。在一个实施方式中，在图5中，电路510包括数字-数字(D/D)转换器，该D/D转换器被配置成生成对应的脉冲密度调制(PDM)信号。在换能器组件输出PDM格式信号的实施方式中，PDM信号被施加至图4中的通信接口320的输入端。在Soundwire协议实现方式中，通信接口被配置成将PDM信号的每个位写入Soundwire数据帧的预定帧行的特定帧列。符合Soundwire的通信接口将PDM信号的位写入外部可触及的DATA触点，以输入至主机通信接口的Soundwire数据总线。在一些换能器组件实现方式中，不希望将数字信号转换为PDM格式，因此不需要D/D转换器。
在图5中，在一些实施方式中，换能器组件的处理电路包括联接至时钟信号生成器530的本地振荡器520，该时钟信号生成器530在至少一些时段期间产生内部时钟信号。例如，当主机装置或系统处于睡眠模式或者当无法另外从外部处理器获得外部时钟信号时，当在低功率、常开模式下操作时，可以使用从本地振荡器生成的内部时钟信号。时钟信号生成器530还可以代替图4中的时钟分频器346执行时钟信号分频。时钟信号生成器的功能可以全部或部分地由分立电路或部件或者由处理器(例如图4的处理器330)来实现。
在图5中，在一些实施方式中，换能器组件的处理电路还包括检测器540，该检测器540对传感器信号的一个或更多个语音特性或话音进行检测。这些特性或话音包括语音活动的存在或者更复杂的特性(例如，音素、关键字、命令或短语)。在麦克风组件以常开模式进行操作的实施方式中，可以在主机装置睡眠时以低功率发生语音活动检测。语音活动检测通常表征为对语音和噪声进行区分。诸如话音的更复杂的语音特性的检测通常仅在先前检测到可能的语音活动时才发生。因为话音检测器可以睡眠直到检测到可能的语音活动为止，因此这种方法降低了功耗。在没有语音活动的情况下，通常不存在诸如话音的更复杂的特性，并且这些特性的处理需要更多的处理资源和功耗。可以在麦克风组件处或在主机装置处执行对这些更复杂的语音特性的检测。因此，在成功检测到语音活动时，麦克风组件可以唤醒麦克风组件中或主机中的电路，以执行这种功能。在一些实施方式中，检测器540可以尝试在不执行先前的语音活动检测的情况下对更复杂的语音特性中的一种语音特性进行检测，例如，在没有实施语音活动检测的情况下，或者在与更复杂的语音特性的检测相关联的增加的功耗不是关注点的实施方式中。在麦克风组件发生语音活动检测或其它语音特性检测的情况下，在检测期间将数据缓冲在缓冲器550中，以确保在检测期间不会丢失潜在有效的语音数据。
在一些实施方式中，数字信号在缓冲之前以及在一些实施方式中是在语音活动检测之前受到格式改变。例如，在缓冲之前，可以使用抽取器将从信号调节器输出的PDM格式信号转换为PCM格式信号。可以对PDM或PCM格式数据或一些其它格式数据执行语音活动检测。因此，在一些实施方式中，可能不必抽取执行了检测的数字信号。
在一个实现方式中，主机装置在麦克风组件执行语音活动检测期间处于睡眠或部分睡眠模式。当检测到可能的语音时，或者如果在麦克风组件处对音素、关键字、命令或短语执行检测则当在麦克风组件处随后检测到这些其它语音特性时，麦克风组件可以利用麦克风组件提供的中断信号唤醒主机装置。在常开应用中，麦克风组件在不中断主机装置的情况下恢复到不对更复杂的语音特性进行检测的低功率语音活动检测模式。如果主机装置对诸如音素、关键字、命令或短语的更复杂的语音特性执行检测，则在检测到麦克风组件处的语音活动之后唤醒主机。主机装置随后未能检测到更复杂的语音特性将导致主机装置返回到睡眠或其它低功率模式，并且麦克风组件返回到低功率语音活动检测模式。
通常，在唤醒主机装置后，麦克风组件还将任何缓冲数据发送至主机装置，随之主机装置可以处理缓冲数据，以避免丢失在检测期间在麦克风组件处接收到的任何信息。在图5中，在麦克风组件处检测到一个或更多个语音特性后，基本上同时从换能器组件传送缓冲数据和实时数据，基本上同时意味着同时或几乎同时或快于从麦克风传感器接收数据的实时速率。在一个实施方式中，复用器560将缓冲数据与在将多路复用数据发送至主机之前接收的实时数据进行多路复用，随之主机装置将多路复用数据处理成使得缓冲数据拼接(stitch)并排序在实时数据之前，从而提供代表麦克风传感器接收到的信息的相对连续的信息流。在清空缓冲器之后或者在缓冲数据与实时数据之间存在足够的重叠之后，仅将实时数据传送至主机装置。如果需要不同的数据格式，则在换能器组件的通信接口处提供缓冲数据之前，可以改变缓冲数据的格式。例如，在缓冲了PCM格式数据并且在通信接口的输出端期望PDM格式数据的情况下，可以使用内插器或其它已知机构将PCM数据转换为PDM格式。
在图4中，在一个实现方式中，在主机装置响应于来自麦克风组件的中断而被唤醒之后，主机装置在接口320的CLK触点处提供外部时钟信号。例如，麦克风组件可以通过Select、Data或其它接口触点将中断发送至主机。提供给麦克风组件的外部时钟信号可以具有与内部时钟信号相同或基本相同的频率，并且可以用于使内部时钟信号与主机装置的时钟信号同步。外部时钟信号也可以具有与内部时钟信号不同的频率。在一个实施方式中，外部时钟信号的频率控制包括麦克风组件功耗的麦克风组件工作状态。例如，相对高频率的外部时钟信号可以将麦克风组件从相对低功率工作模式转变到更高功率工作模式或正常工作模式。在外部处理器检测到或验证了数据中的语音活动后，外部时钟信号的频率可能发生增加。
根据本公开的一个方面，通过将主机处理器、装置或系统的一个或更多个总线经由互连的载体基板唯一地硬连线至换能器组件的通信接口的特定触点集合，将唯一标识码分配给换能器组件。如所提出的，主机处理器通常安装在包括印刷电路板的载体基板的接口上的外部触点上或以其它方式联接至该外部触点。根据本公开的这个方面，设置或嵌入在不同载体基板中的导线或迹线被配置成将主机装置的总线与安装有换能器组件的载体基板接口的不同外部触点连接。载体基板上的导电迹线的配置可以由载体基板的供应商或制造商执行。如此配置，不同载体基板上的外部触点联接至主机装置或处理器的不同总线。载体基板的不同配置的触点可以用于为联接至载体基板的换能器组件分配不同的唯一标识。下面讨论了一些示例。
主机通信接口总线经由载体基板电连接至麦克风组件的外部装置接口。然而，取决于载体基板上的触点的配置，各种主机接口总线联接至麦克风组件的不同触点。在Soundwire示例中，CLK总线电连接至麦克风组件的触点P-1、P-2和P-4中的特定一个，而DATA总线电连接至麦克风组件的触点P-1、P-2和P-4中的另一个，以对换能器组件的唯一标识码进行设置或编程。例如，联接至第一载体基板的第一换能器的触点1可以连接至DATA总线，并且联接至第二载体基板的第二换能器的触点2可以连接至DATA总线，从而导致将不同的唯一标识码分配到第一换能器和第二换能器。因此，如所讨论的，通过以不同方式配置多个载体基板上的触点，可以为每个麦克风组件分配唯一的标识码。不同的传感器类型和不同的通信协议将必然涉及不同的总线配置。唯一标识码的可用数量取决于可用触点的数量，并且还可能受特定协议的限制，因为一些协议仅支持公共总线上的有限数量的装置。
换能器组件被配置成通过评估在接口的外部触点上接收到的信号来确定该换能器组件的唯一标识码。换能器组件可以通过对接口触点中的一个或更多个接口触点上的逻辑转变进行评估来确定该换能器组件的分配标识码。在上面的Soundwire示例中，为此目的，相对于一个或更多个转变标准(例如，开关频率、逻辑电平、转变计数等)评估DATA或CLK触点上的逻辑状态转变。在其它协议中，相对于其它标准评估其它逻辑转变。针对特定通信协议，可能已知或可能不知道此类信息。在一些实现方式中，例如，可能仅需要确定特定触点上的信号是时钟信号而不是保持高电平或低电平的选择信号。这种评估允许确定分配给一个或更多个换能器组件中的每一个换能器组件的唯一标识。在Soundwire实现方式中，可以将唯一标识码写入SoundWire接口的受控端口(SCP)寄存器的预定地址。在一些实施方式中，换能器组件将这种标识传送至主机处理器。在其它实施方式中，主机处理器可能基于载体基板的已知配置已经获知了换能器组件的标识。
参照图6、图7和图8讨论了实现换能器组件的唯一标识码的这种硬连线设置或编码的几种方式。图6、图7和图8例示了如何基于联接至具有不同触点总线分配的载体基板的换能器组件的外部可触及触点中的两个或更多个的连接性来分配唯一标识码。这些示例中的至少一些适用于如下换能器：该换能器实现Soundwire或PDM协议并且具有图3的接口触点布局，但是，本公开适用于实现其它通信协议的换能器组件和具有不同触点布局的换能器组件。
在图6中，ID代码表500a的行505a参照图3描绘的示例性触点布局标识麦克风组件的触点编号。如图所示，引脚P-3连接至DC电源电压(VDD)总线，并且引脚P-7连接至载体基板的接地(GND)总线。在本示例中，未使用引脚P-4、P-5和P-6。引脚P-1和P-2用于选择或编程唯一标识码。当主机通信接口的DATA总线连接至引脚P-1并且CLK总线连接至引脚P-2时，如列501a所规定的那样分配唯一标识码1。当这些引脚的连接性反转成使得DATA总线连接至引脚P-2并且CLK总线连接至引脚P-1时，分配唯一标识码0。本示例允许基于主机通信接口的CLK和DATA总线如何连接至换能器组件的触点，将唯一标识码分配给两个麦克风组件中的每一个。
在图7中，ID代码表500b支持多达八个唯一标识码的分配，其中，引脚P-3连接至DC电源电压(VDD)，并且引脚P-7如前所述连接至载体基板的接地GND。在本示例中，未使用引脚P-5和P-6。引脚P-1、P-2和P-4用于分配或编程麦克风组件的唯一标识码。这些引脚中的一个引脚被主机处理器逻辑拉高(Select1)或逻辑拉低(Select0)，例如，通过将所讨论的引脚连接至DC电源电压(VDD)或连接至载体基板上的接地(GND)。后一特征意味着引脚保持静态或未接通，并意味着换能器组件的处理器可以通过处理器的合适的I/O端口读取所讨论的引脚(例如，当前实施方式中的引脚P-1、P-2或P-4)的状态来检测该引脚的静态逻辑电平。ID代码表500b的、涉及引脚P-1、P-2和P-4的连接的第一行或最上面一行表明当主机通信接口的CLOCK总线连接至引脚P-1，DATA总线连接至引脚P-2并且引脚P-4连接至逻辑低电平(0)时，如列501b规定的，将唯一标识码0分配给换能器组件。类似地，如果保持引脚P-1和P-2的连接但引脚P-4连接至逻辑高电平(“Select 1”而不是“Select0”)，则被分配给唯一标识码1，依此类推引脚P-1、P-2和P-4的连接性的各种排列。因此，使用附加的Select触点使得能够分配多得多的唯一标识。
根据本公开的另一方面，取决于载体基板的触点如何连接至主机处理器的各种总线，换能器组件的通信接口可配置用于不同的协议。在一个示例中，接口协议被配置用于SoundWire协议或PDM协议。在图7中，列507b标识本示例性应用中的不同协议。如框510b内的最下面两行所规定的，通过将引脚P-1、P-2和P-4连接至主机处理器总线来选择PDM数据接口，其中，引脚P-2连接至DATA并且引脚P-4连接至CLOCK。通过将引脚P-1连接至逻辑高电平(“Select1”)或逻辑低电平(“Select 0”)，可以选择相对于应用时钟信号的相位，其中，在DATA引脚上发送新数据。许多现有技术的麦克风组件已采用了PDM数据接口，使得提供如下载体基板接口：该载体基板接口被配置成适应PDM协议或一些其它协议(例如，Soundwire、I2C、I2S、USB、UART、SPI等)，主机处理器接口可与许多装置进行互操作。因此，PDM数据接口模式提供与传统麦克风产品的便利互操作性，并且能够测试和验证麦克风组件的许多基本音频质量度量，而无需具有SoundWire兼容数据通信接口或类似标准化数据通信接口的高级测试装备。
图8的ID代码表600示出了根据第三实施方式的触点连接性，该触点连接性针对5触点接口支持多达十四个的唯一标识码。如表600所示，引脚P-3连接至DC电源电压总线(VDD)，并且引脚P-7如前所述连接至载体基板的接地(GND)总线。未使用引脚P-5和P-6。引脚P-1、P-2和P-4用于选择或编程唯一标识码。然而，引脚P-4的功能与图7中的引脚P-4的功能不同。在图8中，引脚P-4上的电压或流过引脚P-4的电流可以以ID表600的列610中指示的若干离散信号电平(图8中的七个离散电平)的形式被转换器组件的处理器检测到。可以将引脚P-4连接至处理电路122(参考图4)的电压/电流采样装置(例如，A/D转换器)，该电压/电流采样装置能够以足够的精度测量或检测P-4上的电压或电流，以区分不同的电平。引脚P-4的电压或电流可以通过将引脚P-4连接至载体基板的合适的DC电压来设置并且可以在操作期间保持静态或未接通。换能器组件处理器可以通过读取连接至电压/电流采样装置的处理器的合适的I/O端口的电压或电流来检测引脚P-4的电压或电流电平。ID代码表600的关于引脚P-1、P-2和P-4的连接的第一行或最上面一行示出了当主机通信接口的CLOCK总线连接至引脚P-1，DATA总线连接至引脚P-2并且引脚P-4接地(0伏)时，按照列601所规定的，分配唯一标识码0，针对在引脚P-4上检测到的其它电压或电流(例如，电平1-7)，以此类推。在其它实施方式中，不同信号电平结合其它触点的不同配置可用于传送不同协议或不同协议与唯一ID代码分配的组合。
在一个实施方式中，通过对一个或更多个信号中的每个信号的一个或更多个逻辑转变进行评估来确定在外部装置接口的对应触点上接收到的电信号中的一个或更多个电信号的特性。在一些情况下，评估的结果是没有检测到逻辑转变，例如，电信号是保持高电平或低电平的Select信号。在一个实现方式中，通过确定在外部装置接口的对应的第一触点和第二触点处的至少两个电信号中的哪个是Clock信号以及所述至少两个电信号中的哪个具有高电平或低电平Select状态来评估所述至少两个电信号的特性。如表7所示，这样的评估可以用于基于提供Clock信号的触点并且基于提供具有高电平或低电平Select状态的电信号的触点来确定唯一标识。如图8所示，如果各种信号电平是可检测的，则可以部分地基于检测到的信号电平来确定唯一ID。
图9例示了一种机构，通过该机构，换能器组件确定换能器组件的外部装置接口处的对应触点上的一个或更多个信号的特性。x轴代表按任意时标的测量时间，y轴代表在测量时间期间所选择的触点上的逻辑状态转变的数量。可以通过获知所讨论的通信协议来将测量时间设置成固定值。针对Soundwire应用，测量时间设置成0.2ms至1.0ms之间的值，例如针对CLK总线上的CLK信号的12.288MHz频率，约0.333ms。注意到4096总线复位位槽对应1/6ms从而来选择测量时间范围。这使得处理器能够对外部可触及触点上的相对于先前已知的SoundWire总线功能的逻辑转变进行评估的能力以及测量时间不受SoundWire总线上可能的总线复位模式的影响。处理器被配置成基于每个触点的计数器数据来对电联接至主机数据通信接口的总线的组件的外部可触及触点上的逻辑转变进行评估。更具体地，利用每个触点上的信号波形的上升沿来增加计数器电路或处理器的计数器功能的计数。在预定测量时间结束时，可以使用与每个触点相关联的最终计数来确定每个触点的对应功能(例如，Clock、Data或Select)。
在图9中，使用计数器来确定实施Soundwire协议的换能器组件的触点上的不同类型的逻辑转变。如线701所示，接口触点上的固定逻辑电平(例如，Select1或Select0)在测量时间内导致计数为0。主机通信接口的CLOCK总线在上电复位(POR)后是活动的，并且具有有效的SoundWire时钟频率，如线705所示，该CLOCK总线在测量时间内具有相对较高的计数值。考虑到DATA总线的SoundWire NRZI DATA编码，DATA引脚应该以极高的确定性获得比CLOCK总线上的计数低的计数。预计DATA引脚在POR之后至少携带一个SoundWire帧。在图700中，计数器下降范围结果用阴影三角形的部分标记。
针对PDM模式，期望CLOCK信号携带根据具有在MHz范围内测量的时钟频率的正常操作数字麦克风的任何有效PDM时钟频率。DATA总线可能携带也可能不携带任何PDM数据。然而，DATA总线上的DDR信令具有等于CLOCK切换速率(toggle-rate)的理论切换速率。具体地，SoundWire总线复位模式可能是此测量环境中的挑战。SoundWire总线复位模式由每个位槽的4096个交替的HIGH和LOW构成。
在一些实施方式中，在换能器组件的外部装置接口处接收到的一个或更多个电信号可能需要重新路由至(例如，在图4中，在DATA和CLK触点与Soundwire接口320之间的)通信协议接口的不同信号触点。这种重新路由可以由开关执行，该开关由换能器组件的处理器控制(例如，由图4中的处理器330控制)。
图10示出了换能器组件的多个外部可触及触点的触点重新路由开关的示意性框图。P1、P2和P3代表换能器组件的利用Select、Data和Clock总线的外部装置接口上的外部触点。换能器组件的外部触点P1、P2和P3电联接至载体基板的对应外部触点，该对应外部触点可以具有所讨论的若干不同配置中的一种。如上所述，也可以使用其它触点(包括电源和接地)。在本示例中，假设仅将主机装置的Select、Data和Clock总线连线至载体基板的不同外部触点，以传送唯一的ID或传送协议配置。在本示例中，为此目的，主机装置的任何电源和接地总线都不重新连线至载体基板的不同外部触点。然而，更一般地，主机装置或系统的其它总线可以重新连线至载体基板的不同外部触点，以传送唯一的ID或协议配置信息。
在一些实施方式中，换能器组件的协议接口(例如，图4中的Soundwire接口320)具有硬连线的内部总线接口。例如，在图10中，协议接口(未示出)的内部Select、Data和Clock总线触点被硬连线并且分别与重新路由电路1010的对应输出端1002、1004和1006对准。因此，在载体基板的外部接口触点重新连线至主机装置或系统的不同总线(以提供唯一的ID或协议配置信息)的情况下，换能器组件可能需要在换能器的外部接口与协议接口的硬连线内部触点之间重新路由一个或更多个信号。例如，参考图10，载体基板可以被连线，以在换能器组件接口的接口上在外部触点P1和P2上分别提供CLOCK和DATA。因此，可能需要重新路由外部触点P1上的CLOCK信号，以使其与换能器组件的协议接口的内部总线触点1006对准。在本示例中，触点P2上的DATA已与协议接口的对应DATA触点对准，并且不需要重新路由。
在图10中，在确定信号类型以及在一些实施方式中确定如上所述的各个外部触点上的信号电平之后，换能器组件的外部触点上的信号发生重新路由。为此目的，麦克风组件包括重新路由电路1010，该重新路由电路被配置成将外部接口触点上的信号重新路由至硬连线的内部总线接口。
根据本公开的另一方面，换能器组件以及更一般地具有外部装置接口的任何电子装置可配置成符合由外部装置(例如，主机装置)实施的一个或更多个不同的通信协议，本文讨论了该通信协议的若干非限制性示例。在一个实施方式中，电子装置基于从主机接口接收到的信号来检测主机装置接口的协议，然后该电子装置自动配置成使用检测到的协议进行通信。在另一实施方式中，电子装置接收对协议进行识别的消息，并且相应地配置电子装置，以使用所标识的协议进行通信。下面描述用于确定电子装置联接至的外部装置所使用的通信协议的各种方法。
在一个实施方式中，电子装置是换能器组件，该换能器组件除其它部件外还包括传感器、一个或更多个电路以及具有多个触点的外部装置通信接口。图4和图5是这种电路的代表，但并非所有实现方式都将包括所示的所有电路，其它实现方式将包括未示出的电路。换能器组件可以实现成麦克风组件或具有除麦克风之外的传感器的组件。更一般地，电子装置可以是包括通信协议接口的任何装置，该通信协议接口用于与某些其它装置(例如使用通信协议与电子装置进行通信的主机装置或系统)进行通信。
图11示出了用于确定通信接口上的通信协议的处理的流程图。在步骤1002中，当在其上检测到信号的触点例如经由与提供信号的主机装置或系统相关联的载体基板电连接至外部系统或主机装置的外部触点时，电子装置对通信接口的对应触点上的一个或更多个信号进行检测。在步骤1004中，电子装置基于对检测到的一个或更多个信号的评估来确定外部装置使用的通信协议，下面对该通信协议的示例进行讨论。可以由电子装置的电路(例如，图4中的处理电路122)执行评估。
通常，通信协议具有规定的信号集(例如，Clock、Data、Select等)，该信号集具有可检测的特性，该特性中的一个或更多个可以单独使用或组合使用，以识别协议。因此，针对外部装置接口的对应触点处的一个或更多个信号，检测信号特性。可以通过检测逻辑转变来获得这些特性。重复的逻辑转变通常可以指示时钟信号，或者具体地指示时钟信号频率。一些可检测的逻辑转变可以指示起止位间隔或其它周期性或重复的信号结构。其它可检测的逻辑转变可以指示变化率或非周期性或非重复性的信号模式。如所提出的，可检测的逻辑转变还包括转变的缺失。信号上没有逻辑转变指示信号被选择(例如，保持)为高电平或低电平。信号特性还包括数据模式。在一个或更多个外部装置接口触点上检测到的这些信号和其它信号或数据模式或其缺失可以用于识别通信协议。本文进一步讨论使用这些信号特性和其它信号特性来识别通信协议的Select示例。
如所提出的，通常可以使用一个或更多个信号特性来识别通信协议。通常，当使用更多特性来识别协议时，通信协议识别的鲁棒性将更大。因此，可能需要多个信号的特性来准确地识别特定协议。在一些实施方式中，特定通信协议特有的信号特性的组合或聚合可以规定用于识别协议的协议签名。为了识别通信协议，可以将一个或更多个信号特性的集合或协议签名与不同的参考信息集进行比较，其中，每个参考信息集被映射至不同的协议。通过将一个或更多个信号特性与特定协议的关联参考信息进行匹配来识别特定协议。参考信息可以存储在电子装置的存储器中。在其它实施方式中，接收或检测特定信号或信号集的特定触点集也可以用于识别协议。在后一种情况下，参考信息将特定信号以及一个或更多个触点的集合映射至特定协议。
内部集成电路(I2C)协议是用于将外围装置连接至处理器或控制器的多主多从串行总线。在I2C协议中，在串行时钟(SCK)总线上检测到的转变可以用于识别协议。时钟信号的特征在于每个信息传输的一系列脉冲序列，其中，脉冲重复率的频率为100KHz、400KHz或1MHz。I2C协议的数据模式也可以单独使用或与时钟信号组合使用，以识别协议。I2C数据模式的特征在于由SCK采样的串行数据(SDA)总线上的电平，其中，数据模式包括包含跟随有地址、读/写位和数据的从属ID的数据包。任何特定的从属装置只响应于包含其从属ID的数据包，因此每个数据包的从属ID部分是一个不变且可预测的模式。签名还可以包括在自动检测期间发送至I2C从属装置的显式数据消息。此消息将由制造商指定。
集成芯片间声音(I2S)协议是用于连接数字音频装置以及其它用途的串行总线。在I2S协议中，可以使用在位时钟(BCLK)总线和字同步(WS)总线中的一者或两者上检测到的重复模式来识别协议。WS信号按一组已知频率重复，例如8KHz、16KHz、24KHz、32KHz、44.1KHz、48KHz、88.2KHz、96KHz或196KHz。BCLK信号按WS信号的2×16、2×24或2×32的速率重复。串行数据输入(SDI)总线上的数据模式通常不具有固定值。然而，SDI总线上的任何已知信息和可识别信息都可以用于检测协议。
通用异步接收器/发送器(UART)协议将数据字符转换为异步串行流格式，该异步串行流格式对起始位与停止位之间的数据进行封装。在UART协议中，可以使用起止位间隔来识别通信协议。串行数据输入(SDI)总线上的数据模式也可以单独使用或与起止位间隔组合使用，以识别协议。空闲时，SDI总线处于高电平。在至少一位时间内，SDI总线被驱动为低电平，发送8位信息，然后在一到两个停止位时间内，SDI总线再次被驱动为高电平。针对UART协议，信息位的数据模式是不固定的。UART协议接口还包括奇偶校验位，该奇偶校验位可以用于帮助识别协议。
串行外围接口(SPI)总线协议是同步通信接口。在SPI协议中，可以使用串行时钟(SCLK)总线和芯片使能(CEN)总线上的信号来识别协议。在SPI帧之间，CEN信号为高电平。当帧开始时，在16倍的SCLK周期内，CEN信号被驱动为低电平。针对通用SPI协议，每个CEN帧的SCLK周期的确切数量是不固定的，而是针对任何特定系统规定的。针对SPI协议，输入(MOSI)上的信息位的数据模式是不固定的。在某些情况下，可以使用关于MOSI的已知信息来识别通信协议。
在图11中，在步骤1006中，电子装置被配置成根据所识别的通信协议进行通信。在一些实现方式中，电子装置的配置发生在电子装置向主机装置发送任何信息之前。在其它实施方式中，电子装置在电子装置的接口配置之前或期间或甚至在从外部装置接收任何信息之前将一些信息发送至外部装置。在一些实施方式中，例如，电子装置可以在通信接口的配置之前将控制信息或其它信息而不是数据发送至主机装置，随之仅在对用于检测到的协议的接口进行配置之后才发送数据。在图11中，在步骤1008中，电子装置使用配置的协议从通信接口进行通信。在一个实施方式中，电子装置自动检测电子装置所连接的外部装置的通信协议，并对包括通信协议接口的电子装置进行配置，以根据检测到的协议进行通信。
尽管本公开和目前被认为是本公开的最佳模式的内容已经以发明者拥有并且使得本领域普通技术人员能够制造和使用本公开内容的方式进行了描述，但是应理解并认识到，本文公开的示例性实施方式存在许多等同物，并且可以在不脱离本公开的范围和精神的情况下对其进行无数修改和变化，本公开的范围和精神不受示例性实施方式的限制，而是受所附权利要求书的限制。

Claims (23)

1.一种换能器组件中的方法，所述换能器组件具有联接至所述换能器组件的通信协议接口的外部装置接口，所述换能器组件被配置成将具有一种物理形式的输入信号转换为具有不同物理形式的输出信号，所述方法包括以下步骤：
在所述换能器组件的所述外部装置接口的相应触点上接收通信协议的至少两个电信号；
通过对在所述外部装置接口处接收到的电信号中的至少一个电信号的逻辑转变进行评估来确定所述至少一个电信号的特性；以及
基于所述至少一个电信号的特性来确定分配给所述换能器组件的唯一标识。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
基于所述至少一个电信号的特性并且基于接收到相应电信号的触点，确定分配给所述换能器组件的所述唯一标识；以及
在确定了所述唯一标识后，在所述外部装置接口处传送分配给所述换能器组件的所述唯一标识。
3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：将在所述外部装置接口的至少一个触点上接收的电信号从所述通信协议接口的一个信号触点重新路由至所述通信协议接口的不同信号触点，其中在确定了重新路由的电信号的特性之后进行该重新路由。
4.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在确定了所述唯一标识之后，在所述外部装置接口处传送分配给所述换能器组件的所述唯一标识。
5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
通过确定在所述外部装置接口的相应的第一触点和第二触点处接收的至少两个电信号中的哪个信号是时钟信号以及所述至少两个电信号中的哪个信号具有高状态或低状态来确定所述至少两个电信号的特性；以及
基于提供所述时钟信号的触点并且基于提供具有所述高状态或所述低状态的电信号的触点来确定所述唯一标识。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述通信协议接口的触点具有硬连线功能，所述方法还包括以下步骤：在确定了所述两个电信号中的至少一个电信号的特性之后，将在所述外部装置接口的触点上接收到的至少一个电信号从所述通信协议接口的一个信号触点重新路由至所述通信协议接口的不同信号触点。
7.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在确定了所述唯一标识之后，在所述外部装置接口处传送分配给所述换能器组件的所述唯一标识。
8.一种具有表面安装的外部装置接口的换能器组件，所述组件包括：
传感器，所述传感器被配置成将具有一种物理形式的输入信号转换为具有不同物理形式的输出信号；
集成电路，所述集成电路具有处理器和通信协议接口；
多个触点，所述多个触点设置在所述外部装置接口上，所述外部装置接口的所述多个触点的至少子集中的各触点联接至所述通信协议接口的相应信号触点；
所述处理器被配置成确定在所述外部装置接口的触点上接收到的至少一个电信号的特性；并且
所述处理器被配置成基于所述至少一个电信号的特性确定分配给所述换能器组件的唯一标识。
9.根据权利要求8所述的组件，其中，所述通信协议接口的各信号触点具有硬连线功能，所述处理器被配置成在确定了在所述外部装置接口的触点上接收到的至少一个电信号的特性之后，将该至少一个电信号从所述通信协议接口的一个信号触点重新路由至所述通信协议接口的不同信号触点。
10.根据权利要求9所述的组件，其中，所述处理器被配置成在所述换能器组件的所述外部装置接口处发起所述唯一标识的传送。
11.根据权利要求8所述的组件，其中，所述处理器被配置成：
基于所述至少一个电信号的特性并且基于所述外部装置接口的接收相应电信号的触点，确定分配给所述换能器组件的所述唯一标识；并且
在所述换能器组件的所述外部装置接口处发起所述唯一标识的传送。
12.根据权利要求8所述的组件，其中，所述处理器被配置成：
确定在所述外部装置接口的相应的第一触点和第二触点处接收到的至少两个电信号的特性，所述特性中的至少一个特性是指示时钟信号的逻辑转变，并且所述特性中的至少一个特性是高信号状态或低信号状态；并且
基于接收所述时钟信号的触点并且基于接收具有所述高信号状态或所述低信号状态的电信号的触点来确定所述唯一标识。
13.根据权利要求12所述的组件，其中，所述处理器被配置成在确定了在所述外部装置接口的触点上接收到的至少一个电信号的特性之后，将该至少一个电信号从所述通信协议接口的一个信号触点重新路由至所述通信协议接口的不同信号触点。
14.根据权利要求13所述的组件，其中，所述处理器被配置成在确定了所述唯一标识之后，在所述换能器组件的所述外部装置接口处发起所述唯一标识的传送。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述通信协议接口是符合Soundwire协议的接口。
16.一种表面安装的电子装置，所述表面安装的电子装置包括：
外部装置接口，所述外部装置接口具有多个触点；
集成电路，所述集成电路具有处理器和通信协议接口，所述通信协议接口具有多个信号触点，所述通信协议接口的所述多个信号触点中的各信号触点联接至所述外部装置接口的相应信号触点，所述处理器被配置成：
当所述外部装置接口的所述多个触点的子集连接至外部装置的接口触点时，确定至少在所述子集上提供的一个或更多个信号的特性；
基于所述一个或更多个信号的特性确定通信协议；
针对所述通信协议配置所述通信协议接口；
其中，在配置了所述通信协议接口之后，所述电子装置使用所述通信协议进行通信。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述处理器被配置成：
通过检测所述外部装置接口的相应触点上的至少一个信号的逻辑转变来确定所述一个或更多个信号的特性；以及
通过将所述一个或更多个信号的特性与参考信息进行比较来确定所述通信协议。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述逻辑转变代表重复模式、重复率和数据模式中的任何一种。
19.根据权利要求16所述的装置，其中，一个信号的特性是所述外部装置接口的串行时钟触点上的脉冲重复，并且另一信号的特性是所述外部装置接口的数据触点上的数据模式。
20.根据权利要求16所述的装置，其中，一个信号的特性是所述外部装置接口的位时钟触点上的脉冲重复，并且另一信号的特性是所述外部装置接口的字同步触点上的模式。
21.根据权利要求16所述的装置，其中，一个信号的特性是所述外部装置接口的串行数据触点上的起止间隔。
22.根据权利要求16所述的装置，其中，一个信号的特性是所述外部装置接口的串行时钟触点上的输入，并且另一信号的特性是所述外部装置接口的芯片使能触点上的输入。
23.根据权利要求16所述的装置，所述装置还包括：
声学传感器，所述声学传感器具有联接至所述集成电路的电信号输出端；
电路，所述电路包括缓冲器和语音活动检测器；
所述处理器被配置成在所述缓冲器中缓冲表示由所述声学传感器接收到的声音的数据，而所述语音活动检测器确定在表示由所述声学传感器接收到的声音的数据中是否存在语音活动；并且
所述处理器被配置成，在确定了存在语音活动之后，传送来自所述缓冲器的数据和表示由所述声学传感器接收到的声音的实时数据。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018126151A1 (en) * 2016-12-30 2018-07-05 Knowles Electronics, Llc Microphone assembly with authentication
DE102017006406B4 (de) * 2017-07-07 2021-04-29 Tdk-Micronas Gmbh Gehäustes IC-Bauelement
WO2019133645A1 (en) * 2017-12-28 2019-07-04 Knowles Electronics, Llc Reconfigurable microphone assembly
WO2020210758A1 (en) 2019-04-12 2020-10-15 Knowles Electronics, Llc Microphone device with communication interface
US11895588B2 (en) * 2020-08-05 2024-02-06 Analog Devices, Inc. Timing precision maintenance with reduced power during system sleep
US11503412B2 (en) 2020-10-23 2022-11-15 Knowles Electronics, Llc Acoustic sensor and electrical circuits therefor

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6038400A (en) * 1995-09-27 2000-03-14 Linear Technology Corporation Self-configuring interface circuitry, including circuitry for identifying a protocol used to send signals to the interface circuitry, and circuitry for receiving the signals using the identified protocol
US20120110218A1 (en) * 2010-11-01 2012-05-03 Analog Devices, Inc. Auto-Detection and Mode Switching for Digital Interface
US20130290577A1 (en) * 2012-04-30 2013-10-31 Freescale Semiconductor, Inc. Method the configure serial communications and device thereof
US20140149122A1 (en) * 2012-11-27 2014-05-29 Via Technologies, Inc. Voice control device and voice control method
US20140254837A1 (en) * 2013-03-08 2014-09-11 Invensense, Inc. Integrated audio amplification circuit with multi-functional external terminals
US20160171976A1 (en) * 2014-12-11 2016-06-16 Mediatek Inc. Voice wakeup detecting device with digital microphone and associated method
US20160210051A1 (en) * 2015-01-21 2016-07-21 Knowles Electronics, Llc Low Power Voice Trigger For Acoustic Apparatus And Method

Family Cites Families (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6070140A (en) 1995-06-05 2000-05-30 Tran; Bao Q. Speech recognizer
US5822598A (en) 1996-07-12 1998-10-13 Ast Research, Inc. Audio activity detection circuit to increase battery life in portable computers
DE69831991T2 (de) 1997-03-25 2006-07-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Verfahren und Vorrichtung zur Sprachdetektion
US6249757B1 (en) 1999-02-16 2001-06-19 3Com Corporation System for detecting voice activity
US6397186B1 (en) 1999-12-22 2002-05-28 Ambush Interactive, Inc. Hands-free, voice-operated remote control transmitter
DE10160830A1 (de) 2001-12-11 2003-06-26 Infineon Technologies Ag Mikromechanische Sensoren und Verfahren zur Herstellung derselben
US6756700B2 (en) 2002-03-13 2004-06-29 Kye Systems Corp. Sound-activated wake-up device for electronic input devices having a sleep-mode
GB2405949A (en) 2003-09-12 2005-03-16 Canon Kk Voice activated device with periodicity determination
US7418392B1 (en) 2003-09-25 2008-08-26 Sensory, Inc. System and method for controlling the operation of a device by voice commands
DE102004011149B3 (de) 2004-03-08 2005-11-10 Infineon Technologies Ag Mikrophon und Verfahren zur Herstellung eines Mikrophons
US20060074658A1 (en) 2004-10-01 2006-04-06 Siemens Information And Communication Mobile, Llc Systems and methods for hands-free voice-activated devices
US7268006B2 (en) 2004-12-30 2007-09-11 E.I. Du Pont De Nemours And Company Electronic device including a guest material within a layer and a process for forming the same
US7795695B2 (en) 2005-01-27 2010-09-14 Analog Devices, Inc. Integrated microphone
DE102005008511B4 (de) 2005-02-24 2019-09-12 Tdk Corporation MEMS-Mikrofon
US7825484B2 (en) 2005-04-25 2010-11-02 Analog Devices, Inc. Micromachined microphone and multisensor and method for producing same
SG130158A1 (en) 2005-08-20 2007-03-20 Bse Co Ltd Silicon based condenser microphone and packaging method for the same
DE102005053767B4 (de) 2005-11-10 2014-10-30 Epcos Ag MEMS-Mikrofon, Verfahren zur Herstellung und Verfahren zum Einbau
DE102005053765B4 (de) 2005-11-10 2016-04-14 Epcos Ag MEMS-Package und Verfahren zur Herstellung
GB0605576D0 (en) 2006-03-20 2006-04-26 Oligon Ltd MEMS device
KR100722686B1 (ko) 2006-05-09 2007-05-30 주식회사 비에스이 부가적인 백 챔버를 갖고 기판에 음향홀이 형성된 실리콘콘덴서 마이크로폰
US7957972B2 (en) 2006-09-05 2011-06-07 Fortemedia, Inc. Voice recognition system and method thereof
TW200847827A (en) 2006-11-30 2008-12-01 Analog Devices Inc Microphone system with silicon microphone secured to package lid
TWI327357B (en) 2007-01-10 2010-07-11 Advanced Semiconductor Eng Mems microphone package and method thereof
TWI323242B (en) 2007-05-15 2010-04-11 Ind Tech Res Inst Package and packageing assembly of microelectromechanical system microphone
TWM341025U (en) 2008-01-10 2008-09-21 Lingsen Precision Ind Ltd Micro electro-mechanical microphone package structure
US8244528B2 (en) 2008-04-25 2012-08-14 Nokia Corporation Method and apparatus for voice activity determination
US8193596B2 (en) 2008-09-03 2012-06-05 Solid State System Co., Ltd. Micro-electro-mechanical systems (MEMS) package
US8351634B2 (en) 2008-11-26 2013-01-08 Analog Devices, Inc. Side-ported MEMS microphone assembly
US8325951B2 (en) 2009-01-20 2012-12-04 General Mems Corporation Miniature MEMS condenser microphone packages and fabrication method thereof
US8472648B2 (en) 2009-01-20 2013-06-25 General Mems Corporation Miniature MEMS condenser microphone package and fabrication method thereof
CN201438743U (zh) 2009-05-15 2010-04-14 瑞声声学科技(常州)有限公司 麦克风
CN101651917A (zh) 2009-06-19 2010-02-17 瑞声声学科技(深圳)有限公司 电容麦克风
CN101651913A (zh) 2009-06-19 2010-02-17 瑞声声学科技(深圳)有限公司 麦克风
CN101959106A (zh) 2009-07-16 2011-01-26 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 微机电系统麦克风的封装结构及其封装方法
US8275148B2 (en) 2009-07-28 2012-09-25 Fortemedia, Inc. Audio processing apparatus and method
US8687823B2 (en) 2009-09-16 2014-04-01 Knowles Electronics, Llc. Microphone interface and method of operation
CN101765047A (zh) 2009-09-28 2010-06-30 瑞声声学科技(深圳)有限公司 电容麦克风及其制作方法
EP2494545A4 (en) 2010-12-24 2012-11-21 Huawei Tech Co Ltd METHOD AND DEVICE FOR DETECTING LANGUAGE ACTIVITIES
US8750528B2 (en) 2011-08-16 2014-06-10 Fortemedia, Inc. Audio apparatus and audio controller thereof
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
US8996381B2 (en) 2011-09-27 2015-03-31 Sensory, Incorporated Background speech recognition assistant
US8666751B2 (en) 2011-11-17 2014-03-04 Microsoft Corporation Audio pattern matching for device activation
US9838810B2 (en) 2012-02-27 2017-12-05 Qualcomm Technologies International, Ltd. Low power audio detection
TWI474317B (zh) 2012-07-06 2015-02-21 Realtek Semiconductor Corp 訊號處理裝置以及訊號處理方法
US9704486B2 (en) 2012-12-11 2017-07-11 Amazon Technologies, Inc. Speech recognition power management
US10395651B2 (en) 2013-02-28 2019-08-27 Sony Corporation Device and method for activating with voice input
US9349386B2 (en) 2013-03-07 2016-05-24 Analog Device Global System and method for processor wake-up based on sensor data
US9112984B2 (en) 2013-03-12 2015-08-18 Nuance Communications, Inc. Methods and apparatus for detecting a voice command
US9361885B2 (en) 2013-03-12 2016-06-07 Nuance Communications, Inc. Methods and apparatus for detecting a voice command
US11393461B2 (en) 2013-03-12 2022-07-19 Cerence Operating Company Methods and apparatus for detecting a voice command
US9703350B2 (en) 2013-03-15 2017-07-11 Maxim Integrated Products, Inc. Always-on low-power keyword spotting
US9043211B2 (en) 2013-05-09 2015-05-26 Dsp Group Ltd. Low power activation of a voice activated device
US20140343949A1 (en) 2013-05-17 2014-11-20 Fortemedia, Inc. Smart microphone device
US9245527B2 (en) 2013-10-11 2016-01-26 Apple Inc. Speech recognition wake-up of a handheld portable electronic device
US20150112690A1 (en) 2013-10-22 2015-04-23 Nvidia Corporation Low power always-on voice trigger architecture
US10079019B2 (en) 2013-11-12 2018-09-18 Apple Inc. Always-on audio control for mobile device
US10114787B2 (en) 2014-02-03 2018-10-30 Qualcomm Incorporated Device identification generation in electronic devices to allow external control of device identification for bus communications identification, and related systems and methods
US20160012007A1 (en) 2014-03-06 2016-01-14 Knowles Electronics, Llc Digital Microphone Interface
US9689739B2 (en) 2014-06-13 2017-06-27 Invensense, Inc. Microelectromechanical systems sensor control interface
US10200794B2 (en) * 2014-12-31 2019-02-05 Invensense, Inc. Ultrasonic operation of a digital microphone
US9866938B2 (en) 2015-02-19 2018-01-09 Knowles Electronics, Llc Interface for microphone-to-microphone communications
WO2016179392A1 (en) 2015-05-07 2016-11-10 Knowles Electronics, Llc Interface apparatus and method in an acoustic microphone system
US9894437B2 (en) 2016-02-09 2018-02-13 Knowles Electronics, Llc Microphone assembly with pulse density modulated signal
WO2019133645A1 (en) 2017-12-28 2019-07-04 Knowles Electronics, Llc Reconfigurable microphone assembly
WO2020076846A1 (en) 2018-10-09 2020-04-16 Knowles Electronics, Llc Digital transducer interface scrambling
WO2020210758A1 (en) 2019-04-12 2020-10-15 Knowles Electronics, Llc Microphone device with communication interface

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6038400A (en) * 1995-09-27 2000-03-14 Linear Technology Corporation Self-configuring interface circuitry, including circuitry for identifying a protocol used to send signals to the interface circuitry, and circuitry for receiving the signals using the identified protocol
US20120110218A1 (en) * 2010-11-01 2012-05-03 Analog Devices, Inc. Auto-Detection and Mode Switching for Digital Interface
US20130290577A1 (en) * 2012-04-30 2013-10-31 Freescale Semiconductor, Inc. Method the configure serial communications and device thereof
US20140149122A1 (en) * 2012-11-27 2014-05-29 Via Technologies, Inc. Voice control device and voice control method
US20140254837A1 (en) * 2013-03-08 2014-09-11 Invensense, Inc. Integrated audio amplification circuit with multi-functional external terminals
US20160171976A1 (en) * 2014-12-11 2016-06-16 Mediatek Inc. Voice wakeup detecting device with digital microphone and associated method
US20160210051A1 (en) * 2015-01-21 2016-07-21 Knowles Electronics, Llc Low Power Voice Trigger For Acoustic Apparatus And Method

Also Published As

Publication number Publication date
US20190253810A1 (en) 2019-08-15
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