DE102014216654A1

DE102014216654A1 - Signal processing circuit for a digital microphone

Info

Publication number: DE102014216654A1
Application number: DE102014216654.3A
Authority: DE
Inventors: Timo Giesselmann; Rainer Dorsch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2016-02-25
Also published as: WO2016026598A1

Abstract

Es wird eine Signalverarbeitungsschaltung für ein digitales Mikrofon (10) vorgeschlagen, durch die das Signal eines digitalen Mikrofons (10) auch für Sensorfunktionen genutzt werden kann, ohne die von einem Hauptprozessor unterstützten Mikrofonfunktionen zu beeinträchtigen und unabhängig vom Betriebszustand dieses Hauptprozessors (20). Das digitale Mikrofon (10) wird über ein Clock(CLK)-Signal aktiviert und liefert dann synchron zu diesem CLK-Signal mindestens einen seriellen Bitstrom als Mikrofonsignal. Die Signalverarbeitungsschaltung umfasst einen wahlweise aktivierbaren Applikationsprozessor (20), der das Mikrofonsignal für mindestens eine Mikrofonanwendung wahlweise abruft und verarbeitet. Erfindungsgemäß ist mindestens ein ansteuerbarer Signalprozessor (300) zwischen das digitale Mikrofon (10) und den Hauptprozessor (20) geschaltet, so dass der Signalprozessor (300) auf den seriellen Bitstrom des digitalen Mikrofons (10) zugreifen kann und so dass der Signalprozessor (300) wahlweise ein CLK-Signal für das digitale Mikrofon (10) erzeugen kann.A signal processing circuit for a digital microphone (10) is proposed, by which the signal of a digital microphone (10) can also be used for sensor functions without affecting the microphone functions supported by a main processor and regardless of the operating state of this main processor (20). The digital microphone (10) is activated via a clock (CLK) signal and then provides at least one serial bitstream as a microphone signal in synchronism with this CLK signal. The signal processing circuit comprises an optionally activatable application processor (20) which selectively retrieves and processes the microphone signal for at least one microphone application. According to the invention, at least one controllable signal processor (300) is connected between the digital microphone (10) and the main processor (20) so that the signal processor (300) can access the serial bit stream of the digital microphone (10) and the signal processor (300 ) can optionally generate a CLK signal for the digital microphone (10).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Signalverarbeitungsschaltung für ein digitales Mikrofon, das über ein Clock(CLK)-Signal aktiviert wird und dann synchron zu diesem CLK-Signal mindestens einen seriellen Bitstrom als Mikrofonsignal liefert. Die Signalverarbeitungsschaltung umfasst mindestens einen wahlweise aktivierbaren Hauptprozessor, der das Mikrofonsignal für mindestens eine Mikrofonanwendung wahlweise abruft und verarbeitet.The invention is based on a signal processing circuit for a digital microphone, which is activated via a clock (CLK) signal and then supplies at least one serial bit stream as a microphone signal in synchronism with this CLK signal. The signal processing circuit comprises at least one optionally activatable main processor which selectively retrieves and processes the microphone signal for at least one microphone application.

Von großer Bedeutung ist der Einsatz von digitalen Mikrofonen im Rahmen von Mobilfunkgeräten. Bei dieser Anwendung ist das digitale Mikrofon meist über eine PDM- oder I2S-Schnittstelle an den Hauptprozessor angeschlossen, über die der Hauptprozessor ein CLK-Signal an das digitale Mikrofon liefert, um ein Mikrofonsignal im PCM-Code zu erhalten. Dazu muss der serielle Bitstrom des digitalen Mikrofons herabgesampled und gefiltert werden. Im Fall einer PDM-Schnittstelle erfolgen diese beiden Verarbeitungsschritte im Hauptprozessor, während sie bei einer I2S-Schnittstelle in die Signalverarbeitung des digitalen Mikrofons integriert sind. Im Falle einer I2S-Schnittstelle liefert der Applikationsprozessor zusätzlich zum CLK-Signal auch noch ein Word Select(WS)-Signal, um die zeitliche Referenz für die Datenworte im seriellen Bitstrom des digitalen Mikrofons zu markieren. Da der Stromverbrauch des Hauptprozessors relativ hoch ist, wird er möglichst nur dann aktiviert, wenn das Mikrofonsignal für die vom Hauptprozessor unterstützten Mikrofonanwendungen benötigt wird, im Falle eines Mobilfunkgeräts insbesondere zur Sprachübertragung oder -aufzeichnung. Der Hauptprozessor wird dann für die Benutzungsdauer aktiv geschaltet. Andernfalls wird er im „Stand-by“-Modus betrieben.Of great importance is the use of digital microphones in mobile devices. In this application, the digital microphone is usually connected to the main processor via a PDM or I2S interface, via which the main processor provides a CLK signal to the digital microphone to obtain a microphone signal in the PCM code. To do this, the serial bitstream of the digital microphone must be sampled down and filtered. In the case of a PDM interface, these two processing steps are done in the main processor, while in an I2S interface they are integrated into the signal processing of the digital microphone. In the case of an I2S interface, in addition to the CLK signal, the application processor also provides a Word Select (WS) signal to mark the temporal reference for the data words in the serial bitstream of the digital microphone. Since the power consumption of the main processor is relatively high, it is possible only activated when the microphone signal is required for the supported by the main processor microphone applications, in the case of a mobile device in particular for voice transmission or recording. The main processor is then activated for the duration of use. Otherwise, it will operate in "stand-by" mode.

Viele Mobilfunkgeräte sind heute mit Zusatzfunktionen ausgestattet, die nicht in unmittelbarem Zusammenhang zur Telefonfunktion des Mobilfunkgeräts stehen und eine zusätzliche Sensorik erfordern. Die Verarbeitung und Integration der unterschiedlichen Sensorsignale erfolgt häufig mit Hilfe eines eigenen Signalprozessors, wie z.B. eines sogenannten Sensor Hubs. Dabei handelt es sich um einen speziell für Sensoranwendungen optimierten Coprozessor mit minimalem Stromverbrauch, der den Hauptprozessor des Geräts entlastet und zu einer Performanceverbesserung beiträgt. Many mobile devices are now equipped with additional functions that are not directly related to the phone function of the mobile device and require additional sensors. The processing and integration of the different sensor signals is often done by means of a separate signal processor, e.g. a so-called sensor hub. It is a specially optimized for sensor applications coprocessor with minimal power consumption, which relieves the main processor of the device and contributes to a performance improvement.

Aus der Praxis sind auch Zusatzfunktionen bekannt, die Informationen des Mikrofonsignals nutzen können, wie z.B. eine Sprachverarbeitung zur „key word“-Erkennung oder eine Kontexterkennung, die das Mikrofonsignal nach Umgebungsgeräuschen auswertet. Derzeit können diese Zusatzfunktionen nicht ausgeübt werden, wenn sich der Hauptprozessor im „Stand-by“-Modus befindet oder aus anderen Gründen kein CLK-Signal für das digitale Mikrofon erzeugt, da das digitale Mikrofon dann kein Mikrofonsignal liefert. Nur wenn der Hauptprozessor aktiviert ist und ein CLK-Signal für das digitale Mikrofon generiert, können auch die auf dem Mikrofonsignal beruhenden Zusatzfunktionen abgerufen werden, auch wenn diese in keinem unmittelbaren Zusammenhang zu den vom Hauptprozessor unterstützten Mikrofonanwendungen stehen. Additional functions are also known in practice which may use information from the microphone signal, e.g. a speech processing for "key word" detection or a context detection, which evaluates the microphone signal for ambient noise. Currently, these additional functions can not be exercised when the main processor is in "stand-by" mode or for some other reason does not generate a CLK signal for the digital microphone, since the digital microphone will not provide a microphone signal. Only when the main processor is activated and generates a CLK signal for the digital microphone, the additional functions based on the microphone signal can be retrieved, even if they are not directly related to the supported by the main processor microphone applications.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Mit der vorliegenden Erfindung werden Maßnahmen vorgeschlagen, durch die das Signal eines digitalen Mikrofons unabhängig vom Betriebszustand des Hauptprozessors auch für Sensorfunktionen genutzt werden kann, ohne die vom Hauptprozessor unterstützten Mikrofonfunktionen zu beeinträchtigen. With the present invention, measures are proposed by which the signal of a digital microphone, regardless of the operating state of the main processor for sensor functions can be used without affecting the main processor supported microphone functions.

Dies wird erfindungsgemäß mit Hilfe mindestens eines ansteuerbaren Signalprozessors erreicht, der zwischen das digitale Mikrofon und den Hauptprozessor geschaltet ist, so dass der Signalprozessor auf den seriellen Bitstrom des digitalen Mikrofons zugreifen kann und wahlweise ein CLK-Signal für das digitale Mikrofon erzeugen kann. This is achieved according to the invention by means of at least one controllable signal processor which is connected between the digital microphone and the main processor, so that the signal processor can access the serial bit stream of the digital microphone and optionally generate a CLK signal for the digital microphone.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass das CLK-Signal für das digitale Mikrofon nicht zwangsläufig vom Hauptprozessor geliefert werden muss, sondern auch anderweitig generiert und dem digitalen Mikrofon zugeleitet werden kann. Des Weiteren ist erkannt worden, dass ein Signalprozessor, der beispielsweise zur Koordinierung und Auswertung von zusätzlichen Sensoren des Geräts genutzt wird, auch ein CLK-Signal für ein digitales Mikrofon erzeugen kann. Schließlich ist noch erkannt worden, dass ein solcher Signalprozessor so zwischen den Applikationsprozessor und das digitale Mikrofon geschaltet werden kann, dass das Mikrofonsignal wahlweise vom Hauptprozessor abrufbar ist, dass der Signalprozessor das digitale Mikrofon aber auch unabhängig vom Betriebszustand des Hauptprozessors aktivieren kann. Dadurch kann das digitale Mikrofon auch als Sensor genutzt werden, der die Sensorik des Geräts ergänzt.According to the invention it has been recognized that the CLK signal for the digital microphone does not necessarily have to be supplied by the main processor, but can also be otherwise generated and fed to the digital microphone. Furthermore, it has been recognized that a signal processor, which is used for example for the coordination and evaluation of additional sensors of the device, can also generate a CLK signal for a digital microphone. Finally, it has been recognized that such a signal processor can be switched between the application processor and the digital microphone such that the microphone signal is optionally available from the main processor that the signal processor can activate the digital microphone but also independent of the operating state of the main processor. As a result, the digital microphone can also be used as a sensor that complements the sensor technology of the device.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ruft der Hauptprozessor das Mikrofonsignal über den Signalprozessor ab. Dazu leitet der Hauptprozessor dem Signalprozessor im Bedarfsfall, also wenn eine vom Hauptprozessor unterstützte Mikrofonanwendung aufgerufen wird, eine Anforderungs-Steuerinformation zu. Bei dieser Anforderungs-Steuerinformation kann es sich um das CLK-Signal für das digitale Mikrofon handeln, das der Signalprozessor dann vorteilhafterweise unverändert an das digitale Mikrofon weiterleitet. Wenn der Hauptprozessor und das digitale Mikrofon über eine I2S-Schnittstelle miteinander verbunden sind, liefert der Hauptprozessor zusammen mit dem CLK-Signal ein Word Select(WS)-Signal für das digitale Mikrofon, das dazu dient, die zeitliche Referenz für die Datenworte im seriellen Bitstrom zu markieren. In diesem Fall leitet der Signalprozessor vorteilhafterweise nicht nur das CLK-Signal sondern auch das WS-Signal des Hauptprozessors unverändert an das digitale Mikrofon weiter.In a preferred embodiment of the invention, the main processor retrieves the microphone signal via the signal processor. For this purpose, the main processor to the signal processor in case of need, so when a supported by the main processor microphone application is called, a request control information to. This request control information may be the CLK signal for the digital microphone, which then advantageously passes the signal processor unchanged to the digital microphone. If the Main processor and the digital microphone are connected via an I2S interface, the main processor supplies together with the CLK signal, a Word Select (WS) signal for the digital microphone, which serves to the temporal reference for the data words in the serial bit stream to mark. In this case, the signal processor advantageously passes not only the CLK signal but also the WS signal of the main processor unchanged to the digital microphone.

Bei der Anforderungs-Steuerinformation kann es sich aber auch um eine vom CLK-Signal unabhängige Steuerinformation handeln. Der Hauptprozessor muss nämlich nicht zwangsläufig ein eigenes CLK-Signal und ggf. WS-Signal für das digitale Mikrofon erzeugen, sondern kann diese Funktionen auch gänzlich auf den Signalprozessor übertragen. In diesem Fall generiert der Signalprozessor bei Empfang einer Anforderungs-Steuerinformation des Hauptprozessors ein CLK-Signal und ggf. ein WS-Signal und leitet diese Signale in beide Richtungen, d.h. sowohl an das digitale Mikrofon als auch an den Hauptprozessor, weiter. However, the request control information may also be control information independent of the CLK signal. Namely, the main processor does not necessarily have to generate its own CLK signal and possibly WS signal for the digital microphone, but can also transmit these functions entirely to the signal processor. In this case, upon receipt of request control information from the main processor, the signal processor generates a CLK signal and possibly an AC signal, and passes these signals in both directions, i. to both the digital microphone and the main processor.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Signalprozessor nicht nur mit Mitteln zum Erzeugen eines CLK-Signals ausgestattet sondern auch mit Mitteln zum Erkennen, ob der Hauptprozessor ein CLK-Signal an das digitale Mikrofon liefert. Bei dieser Ausführungsform liefert der Signalprozessor nur dann ein CLK-Signal für das digitale Mikrofon, wenn der Hauptprozessor kein CLK-Signal liefert, also insbesondere wenn sich der Hauptprozessor im „Stand-by“-Modus befindet. Bei dieser Variante ist sichergestellt, dass dem digitalen Mikrofon immer nur ein CLK-Signal zugeleitet wird, und zwar entweder vom Hauptprozessor oder vom Signalprozessor. In a preferred embodiment of the invention, the signal processor is provided not only with means for generating a CLK signal but also with means for detecting whether the main processor is providing a CLK signal to the digital microphone. In this embodiment, the signal processor provides a CLK signal to the digital microphone only when the main processor does not provide a CLK signal, that is, especially when the main processor is in the "stand-by" mode. In this variant, it is ensured that the digital microphone is always supplied with only one CLK signal, either from the main processor or from the signal processor.

Bei Empfang einer Anforderungs-Steuerinformation vom Hauptprozessor kann der Signalprozessor den seriellen Bitstrom des digitalen Mikrofons einfach an den Hauptprozessor weiterleiten. In diesem Fall wird die Signalübertragung zwischen dem digitalen Mikrofon und dem Hauptprozessor überhaupt nicht durch den Signalprozessor beeinflusst. Diese für den Hauptprozessor vollständig transparente Schaltungsvariante ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Hauptprozessor und das digitale Mikrofon über Anschlüsse des gleichen Typs miteinander verbunden sind, insbesondere über eine PDM-Schnittstelle oder über eine I2S-Schnittstelle. Upon receipt of request control information from the main processor, the signal processor can simply forward the serial bitstream of the digital microphone to the main processor. In this case, the signal transmission between the digital microphone and the main processor is not affected at all by the signal processor. This completely transparent circuit variant for the main processor is particularly advantageous if the main processor and the digital microphone are connected to one another via connections of the same type, in particular via a PDM interface or via an I2S interface.

Im Signalprozessor kann aber auch eine Vorverarbeitung des Mikrofonsignals vorgenommen werden, bevor dieses an den Hauptprozessor weitergeleitet wird. Bei einer Software-basierten Signalübertragung zwischen dem digitalen Mikrofon und dem Hauptprozessor wird das Mikrofonsignal beispielsweise im Signalprozessor zwischengespeichert, bevor es an den Hauptprozessor weitergeleitet wird. Eine Vorverarbeitung des Mikrofonsignals im Signalprozessor erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn das digitale Mikrofon nur über einen PDM-Anschluss verfügt, während der Hauptprozessor nur mit einem I2S-Anschluss für das digitale Mikrofon ausgestattet ist. In diesem Fall kann der Signalprozessor den seriellen Bitstrom des digitalen Mikrofons unter Zugrundelegung des WS-Signals des Hauptprozessors herabsamplen und filtern, um das PDM-Signal des Mikrofons in ein I2S-Signal umzuwandeln und an den Hauptprozessor weiterzuleiten. In the signal processor but also a preprocessing of the microphone signal can be made before it is forwarded to the main processor. In a software-based signal transmission between the digital microphone and the main processor, the microphone signal is buffered, for example, in the signal processor before it is forwarded to the main processor. A preprocessing of the microphone signal in the signal processor proves to be particularly advantageous if the digital microphone only has a PDM connection, while the main processor is equipped only with an I2S connection for the digital microphone. In this case, the signal processor can downsample and filter the serial bit stream of the digital microphone based on the WS signal of the main processor to convert the PDM signal of the microphone to an I2S signal and forward it to the main processor.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nimmt der Signalprozessor eine kontinuierliche Auswertung des Mikrofonsignals vor, unabhängig davon, ob das digitale Mikrofon durch das CLK-Signal des Hauptprozessors aktiviert wird oder durch das CLK-Signal des Signalprozessors. Das Mikrofonsignal wird in diesem Fall genauso behandelt wie die Daten eines Sensors, die kontinuierlich erfasst und ausgewertet werden. In a preferred embodiment of the invention, the signal processor makes a continuous evaluation of the microphone signal, regardless of whether the digital microphone is activated by the CLK signal of the main processor or by the CLK signal of the signal processor. In this case, the microphone signal is treated in exactly the same way as the data from a sensor, which is continuously recorded and evaluated.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Wie bereits voranstehend erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird einerseits auf die nachgeordneten Patentansprüche verwiesen und andererseits auf die nachfolgende Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figur.As already discussed above, there are various possibilities for embodying and developing the teaching of the present invention in an advantageous manner. For this purpose, reference is made on the one hand to the subordinate claims and on the other hand to the following description of several embodiments of the invention with reference to FIG.

Die einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Signalverarbeitungsschaltung für ein digitales Mikrofon 10. The single figure shows a block diagram of a signal processing circuit according to the invention for a digital microphone 10 ,

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die in der einzigen Figur dargestellte Schaltungsanordnung kann beispielsweises im Rahmen eines Mobilfunkgeräts eingesetzt werden. Der Hauptprozessor des Geräts wird nachfolgend als Applikationsprozessor 20 bezeichnet. Als Signalprozessor fungiert ein Sensor Hub 300, an den neben dem digitalen Mikrofon 10 auch noch weitere hier nicht dargestellte Sensoren angeschlossen sind. The circuit arrangement shown in the single figure can be used for example in the context of a mobile device. The main processor of the device will hereinafter be referred to as an application processor 20 designated. The signal processor is a sensor hub 300 , next to the digital microphone 10 even more sensors not shown here are connected.

Das digitale Mikrofon 10 ist mit einer Schnittstelle 11, 12 für einen Applikationsprozessor 20 ausgestattet. Dabei kann es sich um eine PDM- oder I2S-Schnittstelle handeln. Jedenfalls umfasst sie einen Signaleingang 11 für ein CLK-Signal und einen Signalausgang 12 für das digitalisierte Mikrofonsignal. Der serielle Bitstrom des Mikrofonsignals ist mit dem anliegenden CLK-Signal synchronisiert und gibt die Auslenkungen einer Mikrofonmembran wieder. Wenn es sich um eine I2S-Schnittstelle handelt, wird dem Mikrofon 10 über den Signaleingang 11 zusätzlich zum CLK-Signal auch noch ein WS-Signal zugeleitet, mit dem die zeitliche Referenz der Datenworte im seriellen Bitstrom markiert wird. Das Mikrofon 10 kann nur dann ein Mikrofonsignal im PDM- oder I2S-Format liefern, wenn am Signaleingang 11 ein CLK-Signal anliegt. Im Fall einer I2S-Schnittstelle benötigt das Mikrofon 10 dafür außerdem auch noch ein WS-Signal.The digital microphone 10 is with an interface 11 . 12 for an application processor 20 fitted. This can be a PDM or I2S interface. In any case, it includes a signal input 11 for a CLK signal and a signal output 12 for the digitized microphone signal. The serial bit stream of the microphone signal is synchronized with the applied CLK signal and reproduces the deflections of a microphone diaphragm. If it is an I2S interface, the microphone 10 via the signal input 11 in addition to the CLK signal also fed an AC signal, with which the temporal reference of the data words in the serial bit stream is marked. The microphone 10 can only deliver a microphone signal in PDM or I2S format if at the signal input 11 a CLK signal is present. In the case of an I2S interface, the microphone is needed 10 for it also also a WS signal.

Das digitale Mikrofon 10 ist über die Schnittstelle 11, 12 mit einem Applikationsprozessor 20 verbunden, der die Hauptanwendung des digitalen Mikrofons 10 im Rahmen eines Mobilfunkgeräts unterstützt, nämlich die Mikrofonfunktion zur Sprachübertragung und Sprachaufzeichnung. Die entsprechende Schnittstelle 21, 22 des Applikationsprozessors 20 ist mit der Schnittstelle 11, 12 des digitalen Mikrofons 10 kompatibel. Im einfachsten Fall ist sie vom selben Typ, wie die Schnittstelle 11, 12 des Mikrofons 10. Es kann sich aber auch um eine I2S-Schnittstelle handeln, wenn das Mikrofon 10 mit einer PDM-Schnittstelle ausgestattet ist. In jedem Fall generiert der Applikationsprozessor 20 ein CLK-Signal zur Aktivierung des digitalen Mikrofons 10. Dieses CLK-Signal wird ggf. zusammen mit einem WS-Signal am Signalausgang 21 der PDM- bzw. I2S-Schnittstelle bereitgestellt. Außerdem übernimmt der Applikationsprozessor 20 zumindest einen wesentlichen Teil der Signalverarbeitung des Mikrofonsignals, das ihm über den Signaleingang 22 zugeleitet wird. Da der Stromverbrauch des Applikationsprozessors 20 relativ hoch ist, wird er nur im Bedarfsfall aktiviert, also nur wenn eine Sprachübertragung oder -aufzeichnung tatsächlich stattfindet. Andernfalls wird der Applikationsprozessor 20 im „Stand-by“-Modus betrieben. In diesem „Stromspar“-Modus findet weder eine Signalverarbeitung statt noch wird ein CLK-Signal und/oder WS-Signal generiert. The digital microphone 10 is about the interface 11 . 12 with an application processor 20 connected, which is the main application of the digital microphone 10 supported in the context of a mobile device, namely the microphone function for voice transmission and voice recording. The appropriate interface 21 . 22 of the application processor 20 is with the interface 11 . 12 of the digital microphone 10 compatible. In the simplest case, it is of the same type as the interface 11 . 12 of the microphone 10 , It can also be an I2S interface if the microphone 10 equipped with a PDM interface. In any case, the application processor generates 20 a CLK signal to activate the digital microphone 10 , This CLK signal is possibly together with an AC signal at the signal output 21 provided the PDM or I2S interface. In addition, the application processor takes over 20 at least a substantial part of the signal processing of the microphone signal given to it via the signal input 22 is forwarded. As the power consumption of the application processor 20 is relatively high, it is activated only when needed, so only if a voice transmission or recording actually takes place. Otherwise, the application processor becomes 20 operated in "stand-by" mode. In this "power save" mode, there is no signal processing or CLK signal and / or AC signal being generated.

Erfindungsgemäß umfasst die dargestellte Signalverarbeitungsschaltung schließlich noch einen ansteuerbaren Sensor Hub 300, der zwischen das digitale Mikrofon 10 und den Applikationsprozessor 20 geschaltet ist. Eine wesentliche Komponente des Sensor Hubs 300 ist ein MIC IN-Block 30, der erkennt, ob der Applikationsprozessor 20 ein CLK-Signal für das digitale Mikrofon 10 liefert. Dazu ist der CLK-Ausgang 21 des Applikationsprozessors 20 mit einem DET-Eingang 31 des MIC IN-Blocks 30 verbunden. Des Weiteren umfasst der MIC IN-Block 30 Mittel zum Generieren eines CLK-Signals, das über einen CLK-Ausgang 32 wahlweise an den CLK-Eingang 11 des Mikrofons 10 angelegt werden kann. Vorteilhafterweise generiert der MIC IN-Block 30 des Sensor Hubs 300 nur dann ein solches CLK-Signal, wenn der Applikationsprozessor 20 im „Stand-by“-Modus betrieben wird oder aus anderen Gründen kein CLK-Signal für das Mikrofon 10 liefert. Dadurch wird sichergestellt, dass immer nur ein CLK-Signal am CLK-Eingang 11 des Mikrofons 10 anliegt. Schließlich umfasst der MIC IN-Block 30 noch einen DATA-Eingang 33 für das Mikrofonsignal, das über einen Signaleingang 301 und einen Signalausgang 302 durch den Sensor Hub 300 geleitet wird und im MIC IN-Block 30 als Sensorsignal ausgewertet wird. Diese Signalauswertung erfolgt unabhängig davon, ob das Mikrofon 10 durch den Applikationsprozessor 20 oder durch den Sensor Hub 300 aktiviert wird und also auch unabhängig von der Signalverarbeitung des Mikrofonsignals im Applikationsprozessor 20. According to the invention, the illustrated signal processing circuit finally also includes a controllable sensor hub 300 that is between the digital microphone 10 and the application processor 20 is switched. An essential component of the sensor hub 300 is a MIC IN block 30 that detects if the application processor 20 a CLK signal for the digital microphone 10 supplies. This is the CLK output 21 of the application processor 20 with a DET input 31 of the MIC IN block 30 connected. Furthermore, the MIC includes IN block 30 Means for generating a CLK signal via a CLK output 32 optionally to the CLK input 11 of the microphone 10 can be created. Advantageously, the MIC generates IN block 30 the sensor hub 300 only such a CLK signal when the application processor 20 is operated in "stand-by" mode or for other reasons no CLK signal for the microphone 10 supplies. This ensures that there is only one CLK signal at the CLK input 11 of the microphone 10 is applied. Finally, the MIC includes IN block 30 one more DATA input 33 for the microphone signal, via a signal input 301 and a signal output 302 through the sensor hub 300 and in the MIC IN block 30 is evaluated as a sensor signal. This signal analysis is done regardless of whether the microphone 10 through the application processor 20 or through the sensor hub 300 is activated and thus independent of the signal processing of the microphone signal in the application processor 20 ,

Das CLK-Signal des Applikationsprozessors 20 wird über den CLK-Eingang 303 des Sensor Hubs 300 zum einen an den DET-Eingang 31 des MIC IN Blocks 30 geführt und zum anderen an einen Eingang eines Multiplexer-Schaltelements 35. Wenn der MIC IN-Block 30 erkennt, dass der Applikationsprozessor 20 ein CLK Signal liefert, dann leitet er dieses CLK-Signal ggf. zusammen mit dem WS-Signal unverändert über das Multiplexer-Schaltelement 35 und den CLK-Ausgang 304 des Sensor Hubs 300 an das digitale Mikrofon 10 weiter. Wenn die Schnittstelle 11, 12 des Mikrofons 10 und die Schnittstelle 21, 22 des Applikationsprozessors 20 vom selben Typ sind, also entweder beide PDM-Schnittstellen oder beide I2S-Schnittstellen, dann kann das Mikrofonsignal ebenfalls einfach unverändert an den Applikationsprozessor 20 durchgereicht werden. Der Sensor Hub 300 bzw. der MIC IN Block 30 des Sensor Hubs 300 kann aber auch eine Umwandlung des Mikrofonsignals vornehmen, wenn das Mikrofon 10 mit einer PDM-Schnittstelle 11, 12 ausgestattet ist und es sich bei dem Mikrofonanschluss 21, 22 des Applikationsprozessors 20 um eine I2S-Schnittstelle handelt. In diesem Fall wird das PDM-Mikrofonsignal im MIC IN-Block 30 herabgesampled und gefiltert und erst danach unter Berücksichtigung des WS-Signals als I2S-Mikrofonsignal an den Applikationsprozessor 20 weitergeleitet. The CLK signal of the application processor 20 is via the CLK input 303 the sensor hub 300 on the one hand to the DET input 31 of the MIC IN block 30 and on the other hand to an input of a multiplexer switching element 35 , If the MIC IN block 30 Detects that the application processor 20 provides a CLK signal, then it passes this CLK signal, possibly together with the WS signal unchanged via the multiplexer switching element 35 and the CLK output 304 the sensor hub 300 to the digital microphone 10 further. If the interface 11 . 12 of the microphone 10 and the interface 21 . 22 of the application processor 20 are the same type, so either both PDM interfaces or both I2S interfaces, then the microphone signal can also simply unchanged to the application processor 20 be passed through. The sensor hub 300 or the MIC IN block 30 the sensor hub 300 but can also make a conversion of the microphone signal when the microphone 10 with a PDM interface 11 . 12 equipped and it is at the microphone port 21 . 22 of the application processor 20 is an I2S interface. In this case, the PDM microphone signal is in the MIC IN block 30 down sampled and filtered and only then, taking into account the AC signal as I2S microphone signal to the application processor 20 forwarded.

Wenn der Applikationsprozessor 20 kein CLK-Signal liefert, der MIC IN-Block 30 also kein CLK-Signal erkennt, dann generiert der MIC IN-Block 30 des Sensor Hubs 300 selbst ein CLK-Signal, das dem CLK-Eingang 11 des digitalen Mikrofons 10 zugeleitet wird. Dadurch wird das digitale Mikrofon 10 unabhängig vom Applikationsprozessor 20 aktiviert. Das resultierende Mikrofonsignal wird in diesem Fall nur als Sensorsignal im MIC IN-Block 30 des Sensor Hubs 300 verarbeitet. Mit Hilfe des Sensor Hubs 300 kann das digitale Mikrofon 10 also auch betrieben werden, wenn sich der Applikationsprozessor 20 im „Stand-by“-Modus befindet. Das Multiplexer-Schaltelement 35 garantiert, dass am CLK-Eingang 11 des Mikrofons 10 immer nur ein CLK-Signal anliegt, entweder das CLK-Signal des Applikationsprozessors 20 oder das CLK-Signal des Sensor Hubs 300.If the application processor 20 no CLK signal, the MIC IN block 30 So if no CLK signal is detected, then the MIC generates IN block 30 the sensor hub 300 even a CLK signal, which is the CLK input 11 of the digital microphone 10 is forwarded. This will make the digital microphone 10 independent of the application processor 20 activated. The resulting microphone signal in this case is only a sensor signal in the MIC IN block 30 the sensor hub 300 processed. With the help of the sensor hub 300 can the digital microphone 10 So also be operated when the application processor 20 is in "stand-by" mode. The multiplexer switching element 35 guaranteed that at the CLK entrance 11 of the microphone 10 only one CLK signal is present, either the CLK signal of the application processor 20 or the CLK signal from the sensor hub 300 ,

Wenn der Applikationsprozessor 20 den CLK-Ausgang 21 im „Stand-by“-Modus auf Tristate schalten kann, können der CLK-Ausgang 304 des Sensor Hubs 300 und der CLK-Ausgang 21 des Applikationsprozessors 20 zusammen geschaltet werden. Der Mikrofonausgang 12 kann auch parallel an den Sensor Hub 300 und den Applikationsprozessor 20 geschaltet werden, wenn der Applikationsprozessor 20 im „Stand-by“-Modus nicht dadurch beeinflusst wird.If the application processor 20 the CLK output 21 can switch to tristate in "stand-by" mode, the CLK output 304 the sensor hub 300 and the CLK output 21 of the application processor 20 be switched together. The microphone output 12 can also be parallel to the sensor hub 300 and the application processor 20 be switched when the application processor 20 in "stand-by" mode is not affected.

Einige Zusatzfunktionen, wie z.B. eine Richtungserkennung, werten die Mikrofonsignale von mehreren voneinander beabstandeten Mikrofonen aus. Für eine derartige Anwendung kann die hier dargestellte Signalverarbeitungsschaltung auch mit zwei Mikrofonen betrieben werden. Dazu werden die beiden Mikrofone parallel an den Applikationsprozessor und den Sensor Hub angeschlossen. Das Mikrofonsignal des einen Mikrofons wird in diesem Fall mit der steigenden Flanke des CLK-Signals bei PDM oder des WS-Signals bei I2S synchronisiert, während der serielle Bitstrom des anderen Mikrofons mit der fallenden Flanke des CLK- bzw. WS-Signals synchronisiert wird. Some additional functions, such as Directional detection evaluates the microphone signals from multiple spaced microphones. For such an application, the signal processing circuit shown here can also be operated with two microphones. To do this, the two microphones are connected in parallel to the application processor and the sensor hub. The microphone signal of one microphone is in this case synchronized with the rising edge of the CLK signal at PDM or the WS signal at I2S, while the serial bit stream of the other microphone is synchronized with the falling edge of the CLK or WS signal.

Claims

Signal processing circuit for a digital microphone ( 10 ), which is activated via a clock (CLK) signal and then supplies at least one serial bit stream as microphone signal in synchronism with this CLK signal, with at least one optionally activatable main processor ( 20 ), which optionally retrieves and processes the microphone signal for at least one microphone application, characterized in that at least one controllable signal processor ( 300 ) between the digital microphone ( 10 ) and the main processor ( 20 ), so that the signal processor ( 300 ) to the serial bitstream of the digital microphone ( 10 ) and so that the signal processor ( 300 ) optionally a CLK signal for the digital microphone ( 10 ).

Signal processing circuit according to claim 1, characterized in that the main processor ( 20 ) the microphone signal via the signal processor ( 10 ) by calling the signal processor ( 300 ) supplies a corresponding request control information.

Signal processing circuit according to claim 2, characterized in that the main processor ( 20 ) a CLK signal for the digital microphone 10 generated and the signal processor ( 300 ) as request control information.

Signal processing circuit according to claim 3, characterized in that the signal processor ( 300 ) the CLK signal of the main processor ( 20 ) unchanged to the digital microphone ( 10 ).

Signal processing circuit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the signal processor ( 300 ) detects if the main processor ( 20 ) a CLK signal for the digital microphone ( 10 ) and that the signal processor ( 300 ) only a CLK signal for the digital microphone ( 10 ) when the main processor ( 20 ) no CLK signal for the digital microphone ( 10 ).

Signal processing circuit according to one of claims 2 to 5, characterized in that the signal processor ( 300 ) upon receipt of request control information from the main processor ( 20 ) the serial bitstream of the digital microphone ( 10 ) unchanged to the main processor ( 20 ).

Signal processing circuit according to one of claims 2 to 5, characterized in that the signal processor ( 300 ) upon receipt of request control information from the main processor ( 20 ) the serial bitstream of the digital microphone ( 10 ) and only then to the main processor ( 20 ).

Signal processing circuit according to one of claims 6 or 7, characterized in that the main processor ( 20 ) and the digital microphone ( 10 ) are connected to each other via terminals of the same type, in particular via a PDM interface or via an I2S interface.

Signal processing circuit according to claim 7, wherein the digital microphone ( 10 ) via a PDM connector to an I2S connector of the main processor ( 20 ), characterized in that the signal processor ( 300 ) upon receipt of request control information from the main processor ( 20 ) the serial bitstream of the digital microphone ( 10 ) pre-processed on the basis of a Word Select (WS) signal, in particular down-sampled and filtered, and only then to the main processor ( 20 ).

Signal processing circuit according to one of claims 1 to 9, characterized in that the signal processor ( 300 ) the serial bitstream of the digital microphone ( 10 ) is evaluated for sensor purposes, regardless of whether the digital microphone ( 10 ) by a CLK signal of the main processor ( 20 ) or by a CLK signal from the signal processor ( 300 ).