CN1249452A - 带有声音中断系统的移动式计算机 - Google Patents

Abstract

这是一个小盒,用于增加在计算机中使用的PCMCIA卡的保护。此小盒由一个可移动的门盖住,出门可移去,用来安放带有不同类型凸出部分的不同尺寸的PCMCIA卡。因为整个PCMCIA卡的水平部分放在小盒中,为整个卡提供了坚固的支撑。

Description

带有声音中断系统的移动式计算机

本发明涉及支撑计算机的移动机身，更具体而言，涉及一种降低系在身体上的计算机中的温度的系统。

发明的背景

在美国专利5,305,244(New-man el al I)中，公开了一种新颖的系在身体上的计算机话音激励的计算机，它完全由用户支持用于不用手的恢复和显示信息。该计算设备包括与处理器通信的话音识别模块，用于从用户接收声音命令，将接收到的声音命令变换为电信号，识别所变换的电信号，并将所识别的电信号送到处理器进行处理，该话音识别模块是由用户支持的。该计算设备还包括与处理器通信的显示装置，用于从处理器接收信息并且为用户显示接收到的信息，该显示装置是由用户支持的，从而使用户可以以不用手仅仅使用声音命令的方式操纵计算设备显示信息。

在5,305,244中描述的计算设备包括一个外壳，其中装有固定装置，用于可拆卸地将该外壳固定到用户，以便由用户支持。该外壳还包括：存贮装置，用于存贮以前输入的信息；和处理装置，用于与存贮装置通信，按照所存贮的程序，接收，恢复和处理信息和用户命令。该计算装置还包括与处理器装置通信的声音传感器和变换器装置，用于从用户接收声音命令，将接收到的声音命令变换为电信号，识别所变换的电信号，并将所识别的电信号送到处理装置，该声音传感器及变换器装置也由用户支持。该计算装置还包括与处理器装置通信的显示装置，用于从处理器装置接收信息并为用户显示所接收到的信息，该显示装置由用户支持，因此用户可以不用手只用声音命令的方式操纵计算装置显示信息。

在一份1997年5月22日提交的共同未决的美国专利申请08/861,598中，描述了一种与美国专利5,305,244(New-man etal.II)类似的不用手的便携式计算机系统；然而，公开了除话音激活以外的各种激活装置。在New-man et al II中公开的发明是指向一种紧凑的便携式计算装置，其中至少部分是完全地由用户支持，用于使用户不用手的恢复和显示信息。该计算装置包括一个外壳，可以或者不可以具有固定装置，用于可拆卸地将该外壳固定到用户，以便由用户支持。另一种办法，可将外壳安放在一个遥远的地方，不依附于用户并与其它部件分开。该外壳还包括：存贮装置，用于存贮以前已输入的信息；和与存贮装置通信的处理器装置，用于按所存贮的程序接收，恢复，和处理信息及用户命令。因为大的数据库ETM和IETM将由该移动式自完备的计算装置接入，需要一种容易与包含数据库的存贮装置接口的装置。该计算装置的外壳包括一个接入口，由此各种包含数据的存贮装置可被接口并建立通信。在存装置和计算设备之间的数据接入与传递完全可用在本申请中描述的各种不用手的激活装置的控制下实现。该接入口可以是存贮装置的直接电气附件；然而，也使用其它的有线和无线的连接。该计算装置还包括眼睛跟踪，头脑激活装置，带有或者不带有与处理器装置通信的声音传感器与变换器装置的传感器和变换器装置，用于接收来自用户的命令，将接收到的命令变换为电信号，识别所变换的电信号，并将所识别的电信号送到处理器装置。该传感器和变换器装置可以或者不由用户支持。该计算装置还包括与处理器装置通信的显示装置，用于从处理器装置接收信息并且为用户显示接收到的信息，该显示装置是由用户支持的，由此用户可以以不用手只利用头脑激活或眼睛跟踪带或不带声音命令的方式操纵计算设备显示信息。

除了前面所述的用于New-man et al I中的话音激活装置以外，上述的其它两个激活装置，也就是眼睛跟踪和头脑激活装置(EEG)，已由本发明做了认真考虑。本发明利用在New-man et al I中所描述的相同的通用系统。

在第二个共同未决的美国专利申请09/092,261(Toyosato)中，公开了一种系在身体上的移动式计算机，它包括一个计算机外壳，具有热隔离表面，适于接近用户的身体，并具有热传导的顶与侧表面，用于将热从外壳的内部消散到大气中，这样补救了系在身体上的移动式计算机唯一面对的一个问题；即由CPU产生并传导到外壳的热可能对佩戴者产生大问题。系在身体上的计算机所面对的问题完全不同于桌上型或膝上型的计算机的问题。解决这种热问题的企图是导致用高隔离的部件或外壳的系在身体上的计算机，但这些努力导致较大和较重的计算机；一种刚好与所希望的较小和较轻的系在身体上的单元的目标相反的情况。Toyosato也和所选的材料一起使用吸热器以减轻系在身体上的计算机中的热问题。将共同未决的专利申请SN08/861,598和09/092,261所公开的内容作为参考引入到本文中。其它与计算机中的热问题有关的参考文献是美国专利5,559,675(Hsieket al)，5,287,292 Kenny et al，5,452,434，(MacDonald)和4,980,836(Carter et al)。所有这些现有技术的专利公开了通过鼠标或键盘的使用者降低桌上型计算机功率和热的方法。正如以前所述，在桌上型计算机中的问题以及它们的解决办法并不等同于在可佩戴的计算机中的问题。如一件事情，在此所讨论的可佩载的计算机是不用手的，而桌上型或膝上型计算机需要使用手。在上述的现有技术专利中没有一项讲授不用手的计算机如何能够不用手降低功率以便减少热和功率。

在美国专利5,606,341(Aguilera)中公开一种具有CPU冷却装置的膝上型计算机。在这种膝上型计算机中，CPU产生的热无源地传导到安排在LCD后面的散热器形的元件上，用此热给LCD加温。PCU用含有双态冷却液的液体密封壳围着。与壳中的一个输出口用液体保持联系的第一管将热-汽化的冷却液运送到散热器上的一个输入口。该冷却液通过由散热器形的元件相成的一组柱状管，传递热量并在过程中冷凝。被传递的热量辐射到在过程中希望加热的LCD上，被冷凝的冷却液从散热器形的元件中的一个输出口通过第二管传送到壳中的一个输入口。可以包括一个压力传感器以便提供冷却液压力降落信号，在冷却液泄漏的情况下可用来关闭CPU。

在Aguilera文章中，一种热消散冷却液被附着或放置在邻近LCD的后表面。然后CPU由含有冷却液的容器围住，由此由CPU产生的热被导体传送到冷却液。Aguilera利用一种散热器类型的系统来保持温度处于可工作的水平并控制由CPU产生的热量。显然，散热器的重量以及利用化学冷却液使得Aguilera的系统不可能希望用于系在身体上的计算机中。

在膝上型或移动的环境中，电池的寿命对于用户来说是比较重要的特性之一。功率管理用各种各样的方法来实现。但最普通的方法是或者通过对系统的外表部分的改变(人工或物理的)或者隐蔽部分的改变(通过修改BIOS或操作系统设置)，或者两者的组合来实现。在通过外表的动作使膝上型功率下降的情况下，当用户合上膝上型的罩或屏幕，系统将把这解释为一种指示，暂时该用户正在完成任何工作并将不使用该膝上型去执行任何其它功能。当这种情况出现时，在用户方面将没有任何其它的干预，系统将使该膝上型处于低功率或睡眠状态。当一台计算机处于这种状态时，该膝上型将降低功率或者完全从所有的非关键部分除去电源。这些部件包括监视器，软盘，CD-ROM，硬盘驱动器，等。为方便起见，膝上型计算机制造商已经做成了一种简单的按钮，用户可以按一下就马上将计算机放到休眠或挂起的模式中。为了“唤醒”或重新激活在休眠或挂起模式中的计算机，用户需要做的全部事情就是移动鼠标或者按一下键盘上的一个键。另一种降低电池消耗或者将膝上型放入休眠或挂起模式的方法是将操作软件“编程”，监测计算机的使用，当某些条件满足时，将计算机放入休眠或挂起模式。这些条件是：在一定的时间内(可由用户设置)在计算机上无操作，一定的时间内(可编程)无操作将使硬盘功率降低，一定的时间内视频显示无操作将使背景光与视频显示熄灭，等等。这些情况是由操作系统引起的，但允许用户编程，在某些情况下使外部设备功率降低。为了重新激活某种外部设备，用户需要做的全部事情还是使计算机请求操作该外部设备(例如，一项要求接入硬盘驱动器的申请将使硬盘驱动器自己重新激活)。

在所有以上提到的情况中，为了使系统成为完全工作，需要用户提供外面的人工操作。这种操作通常是按键盘或移动鼠标。没有现有的技术建议一种功率控制系统可用于不用手的系于身体上的计算机中。

发明概述

因此本发明的一个目的是提供一种实际的热量与功率控制系统，用于系于身体上的计算中，而没有以上提到的缺点。

本发明的另一个目的是提供一种不用手的方法使系于身体上的计算机功率降低。

本发明的一个进一步的目的是提供一种系于身体上的计算机，具有延长电源寿命及减少热量产生的特征：

本发明还有一个进一步的目的是提供一种方法，降低一种不用手的系在身体上的计算机的CPU产生的热量。

还是本发明的一个进一步的目的是提供一种简单，实用并且有效的方法，用于控制系在身体上的计算机的热量与功率的产生。

本发明的另一个进一步的目的是提供一种声频装置，用于控制在不用手的系在身体上的计算机中的热量与功率并且降低与用户身体接触中的热量。

一般来说是通过一种控制系在身体上的计算机中的热量与功率的话音识别模块来实现本发明的各种目的。

该计算机还包括与系统通信的声音传感器与变换器装置，用于接收来自用户的声音命令，将接收到的声音命令变换为电信号并将所识别的电信号送到系统单元内的处理器。在本实施方案中，声音传感器和变换器装置包括一个话筒，用于接收来自操作者的口头命令。本实施方案中的话筒电气上通过一根电缆连接到系统单元，它最好是一个耳朵支撑的话筒，虽然本领域中的技术人员将理解，任何声频输入或传感器设备可被采用并且声频输入或传感器可由用户在某个其它的位置支撑着，例如靠近用户的嘴或喉部。在本发明中使用的计算机系统详细地公开在美国专利5,305,244和U.S.SN 08/861,598中，这两份材料的实体部分引入于此作为参考。

例如，一种应用程序可以与一个独立的(或不独立的)话音识别模块相互作用，以便使话音识别模块能对照一个完全训练过的词汇模型的子集识别口头语言。词汇子集可以包括，例如，在语音识别模块中的字，它们相应于使CPU功率下降的操作系统命令。热/功率可由词汇子集中的关键词来控制。相比之下，不独立的话音识别模块不可能与应用程序集成。用于话音识别的系统和方法，特别是用于独立的话音识别的系统和方法描述在美国专利No.5,025,471，4,969,193和4,672,667中，它们的主体部分引入于此作为参考。

当系于身体上的计算机不工作时，计算机应该下降功率以保留有限的电池功率。因为计算机是不用手的，没有鼠标或键盘用来下降功率。也没有已知的系于身体上的计算机有任何实际的装置用来保留电池功率和降低将传递到用户身体的热量。在系于身体上的计算机中极端重要的是A.保留能量，因为由电池提供的功率有限；和B.降低由计算机产生的热量，因为计算机将始终与用户身体接触。

计算机系统由CPU(中央处理单元)，芯片组(用于控制系统的IC)，声频处理IC，视频输出控制IC，等。其中，声频处理IC这样来处理，用数字方式组成并处理的声频数据被变换为模拟格式并从所变换的数据产生能够用人的耳朵听见的声音。声频处理也将外部产生的模拟声音变换为数字信号并将它处理，使它成为一种可在CPU处理的状态。

当从降低在CPU消耗的电功率以及控制温度增加的观点控制CPU的运算速度时，芯片组对PCU以及功能IC，例如声频处理IC和视频输出控制IC进行仲裁。

为了降低消耗的电功率，当从外部输入设备，例如键盘和鼠标，没有输入时，CPU的运算速度被降低并且消耗的电功率被降至最低。一旦有来自任何外部输入设备的输入时，CPU的运算速度被增加以便快速地实现处理。

当CPU以及其周围环境的温度增加时，为了控制CPU上温度的增加，CPU的运算速度被降低，以便控制由CPU产生的热量。

通常，因为声音输入并不被考虑为一种像键盘或鼠标那样的控制CPU运算速度的因素的外部输入设备。也就是说，当声音信号从外部输入并且CPU试图处理它时，CPU的运算速度是非常低的。因此，当处理并未以足够高的效率进行时，CPU的运算速度不可能增加。

因而，除了用于声音输入的路径外，提供了一种用于检测声音输入存在的电路。然后，通过处理来自芯片组上的电路的输出以及利用所处理的数据控制CPU的运算速度，CPU平稳地执行对声频数据的处理。

首先，在一个比较器中决定是否模拟声音输入大于预先确定的电平。在此，预先确定的电平是通过电路上部件来设置的，如电阻，决定的结果作为中断信号传送到芯片组。然后，CPU的运算速度通过中断信号中的变化点作为一个触发器进行改变。

因为当不存在来自比较器的输出时处理声频数据是不需要的，CPU运算速度的控制是用外部输入设备和CPU上的温度来实现的。另一方面，当有来自比较器的输出时，不管其它的原因，CPU的运算速度被增至最大。然而，如果CPU正在并行地处理多重任务时，将处理声频数据列为最优先级是可能的。

附图和最佳实施方案详述

图1是依据本实施方案的计算机的主要结构特征的简要方框图。计算机102包括一个最好具有数据宽度至少十六位的总线102。按照本实施方案，总线102被包含在系统单元106中。计算机也包括处理器装置，例如中央处理单元(CPU)104，它被连接到总线102并且最好也包含在系统单元中。最好CPU104是可从Intel得到的80286或80386SX微处理器。本领域的技术人员将理解，虽然80286或80386SX微处理器是优选的，任何其它当前可得到的或者是将来的中央处理器或微处理器，都可被采用。

该计算机还包括一个存贮器106，具有，例如，1M字节到20M字节的随机存取存贮器(RAM)；然而任何数量的RAM是合适的。存器106°也连接到总线102并且最好包含在系统单元中，当计算机工作时，存贮应用程序108。应用程序108可以按照操作员的指令从磁存贮设备119(以下描述)装载到存贮器106中。

该计算机也包括一个输入/输出接口110，它控制在CPU104和某些与CPU104通信但未直接连到总线102的其它部件(以下称为外部设备)之间的所有数据传递。最好，输入/输出接口110包括一个视频接口，一个用于至少两个RS-232兼容的串行上的控制器，一个用于Centronics-兼容的并行口，键盘和鼠标控制器，软盘控制器，和一个硬盘驱动器接口。然而，本领域的技术人员将理解，输入/输出接口110可以包括另外的和/或不同的接口和控制器用于其它类型的外部设备。输入/输出接口110被连到总线102并最好位于系统单元中。

再次参考图1，计算机也包括各种外部设备，例如存贮装置，如磁存贮设备119，测量装置，如仪器包，话筒和话音识别模块122，它们全都通过输入/输出控制器118连到系统单元(特别是连接到控制外部设备和CPU104之间数据传输的输入/输出接口110)。话音识别模块122将包含识别使功率下降的话音命令的装置。

话音识别模块122最好包含在系统单元中并连到话筒(最好是位于系统单元外面的一种耳朵支撑的话筒)。另一种方案，话音识别模块122可以位于系统单元的外面，并且，例如可以和话筒合并为一个单独的单元。另一种方案，话音识别模块122的模数变换器部件位于系统单元的外面，而话音识别模块122的其余部件位于系统单元内，外部的模数变换器最好通过串行通信流与系统单元通信。话筒从操作者接收声音输入(也称为口头语言)，将声音输入变换为电信号并将电信号数字化。话音识别模块122识别口头语言(数字化电信号形式)并将所识别的口头语言传递到CPU104用于按照应用程序108进行处理。因而，使功率下降的话音命令在需要时将降低功率与热量。这样一来，正如一个通常的键盘驱动器把操作员在通常的键盘上打字产生的电信号解释为字符和字一样，话音识别模块122把操作员靠近话筒说话产生的数字化电信号解释(或识别)为字符和字。因此，像通常的输入设备如键盘和指示设备一样，话音识别模块122和话筒组合为操作员提供一种装置用于与计算机相互作用并且控制计算机的操作。

最好话音识别模块122按照众所周知的不独立的话音识别算法操作并且用技术上熟知的类型的硬件来实现。依据最佳实施方案，话音识别模块522是一种不独立的话音识别电路卡，从Voice Connectionof Irving，California可以得到。然而，本领域的技术人员将理解，任何不独立的话音识别电路卡具有与可能被采用的系统单元106的尺寸兼容的尺寸。

另一种方案，话音识别模块122按照众所周知的独立话音识别算法操作，独立话音识别算法代表对不独立的话音识别算法的一种改进。特别是，独立的话音识别模块能识别多个说话人的话音并且包括“优良收听者”，这是一种用于对训练过的词汇模型实时修改的收听特性。相反，不独立的话音识别模块只能识别单一的说话者的话音。

在此已经描述了本发明的最佳和最佳优选的实施方案并在附图中示出，以说明本发明的最基本的原理，但应该理解，可以进行许多修改和产生衍生物而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (16)

1.一种移动式的系于身体的计算机和系统包括一个外壳，电源装置，存贮装置，处理器装置，声音传感器和变换器装置，和一个显示装置，所述的处理器装置包含一个识别装置，所述的外壳具有依附于用户身体的装置，所述的与所述的处理器装置通信的声音传感器和交换器装置用于接收来自用户的声音命令，所述的声音传感器与变换器装置具有用于将声音命令变换为电信号的装置以降低系统中的功率和使所述的计算机功率下降，和具有将所述的电信号送到处理器和所述的计算机的其它部件的装置以便按照所述的使功率下降的声音命令执行。

2.根据权利要求1的计算机，其中所述的处理器装置与所述的存贮装置通信，用于按所存贮的程序接收，恢复，和处理信息和用户命令。

3.根据权利要求的计算机，其中所述的机座具有安全装置，使用户可以不用手支撑和携带它。

4.根据权利要求1的计算机，其中所述的存贮装置具有存贮以前输入的信息的装置，这些信息中包括电子技术手册和许多字的预编程词汇模型，这些字中包括已编程的命令，用于降低供给所述的处理器装置的功率。

5.根据权利要求1的计算机，其中所述的计算机显示装置与所述的处理器装置通信，用于接收从处理器装置输出的信息和显示由用户的命令所完成的任何功率降低。

6.根据权利要求1的计算机，其中所述的识别装置包含许多在预编程词汇模型中的字和习惯用语，包括预编程的词汇用于对所述的处理器装置不断地降低功率，用于对照所述的预编程词汇匹配所变换的电信号以便识别命令。

7.根据权利要求1的计算机，其中所述的电源装置给所述的计算机供电，和其中由所述的电源装置输出的功率由声音命令控制。

8.根据权利要求1的计算机具有一种装置，由此所述的用户可以通过话音命令控制产生的热量以及供给处理器和所述的显示装置的功率。

9.一种系于身体，不用手激活的移动式计算机，包括：一个计算机外壳，电源装置，显示装置，存贮装置，处理器装置，声音传感器和变换器装置，和识别装置，所述的外壳包含附着于用户身体的装置，并在内部包含除了所述的显示装置以外的所述的计算机的全部部件，所述的处理器与所述的声音传感器和变换器装置通信，其中所述的处理器具有接受声音命令并将所述的声音命令变换为电信号以降低通过所述的计算机的功率的装置，所述的声音传感器具有发送所述的变换后的声音命令到所述的处理器和所述的计算机的其它部件的装置。

10.根据权利要求9的计算机，其中所述的处理器装置与所述的存贮装置通信，用于按照所存贮的程序接收，恢复，和处理信息与用户命令。

11.根据权利要求9的计算机，其中所述的机座具有安全装置，用来让用户不用手支撑与携带它。

12.根据权利要求9的计算机，其中所述的存贮装置具有用于存贮以前输入的信息的装置，这些信息包括电子技术手册和许多字的预编程的词汇模型，这些字中包括预编程的命令，用于降低供给所述的处理器装置的功率。

13.根据权利要求9的计算机，其中所述的计算机显示装置与所述的处理器装置通信，用来接收来自处理器装置的输出信息以及显示由用户命令实现的任何功率降低。

14.根据权利要求9的计算机，其中所述的识别装置包含预编程词汇模型中的许多字和习惯用语，包括预编程词汇，用来不断降低所述的处理器装置的功率，并对照所述的预编程词汇匹配变换后的电信号以识别命令。

15.根据权利要求9的计算机，其中所述的电源装置给所述的计算机供电，以及其中由所述的电源装置输出的功率由声音命令控制。

16.根据权利要求9的计算机，具有一种装置，由此所述的用户可以通过话音命令控制产生的热量以及供给处理器和所述的显示装置的功率。