DE112012003663T5 - System und Verfahren zum Streamen von PDM-Daten von oder zu wenigstens einer Audio-Komponente - Google Patents

System und Verfahren zum Streamen von PDM-Daten von oder zu wenigstens einer Audio-Komponente Download PDF

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Claus Erdmann Furst
Gudmundur Bogason
Michael Deruginsky
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Abstract

Eine elektronische Schaltung, eine digitale Audio-Komponente, ein Schnittstellensystem und ein Verfahren zum Streamen von PDM-Daten von oder zu wenigstens einem Audio-Element werden vorgesehen. Die elektronische Schaltung umfasst einen VDD-Anschluss zum Empfangen eines VDD-Potenzials, einen GDN-Anschluss zum Empfangen eines numerisch niedrigeren Potenzials als das genannte VDD-Potenzial, einen CLK-Anschluss zum Empfangen eines Taktsignals mit einem hohen und einem niedrigen Teil, einen DATA-Anschluss zum Kommunizieren der genannten PDM-Daten zu oder von einem Host und/oder einer anderen derartigen elektronischen Schaltung, einen L/R-Anschluss zum Empfangen eines DC-Potenzials, das angibt, ob im Wesentlichen synchron mit dem genannten hohen Teil oder genannten niedrigen Teil des genannten Taktsignals zu kommunizieren ist. Die elektronische Schaltung umfasst ferner eine I/O-Schaltung, die ausgelegt ist, Steuerdaten über den genannten L/R-Anschluss zu kommunizieren.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung ist eine Fortsetzung und beansprucht den Vorteil der US-Patentanmeldung Nr. 13/244,068, eingereicht am 1. September 2011, deren Inhalt durch Bezugnahme hier vollständig eingeschlossen ist.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Schaltung, eine digitale Audio-Komponente, ein Schnittstellensystem und ein Verfahren für elektronische Ausrüstung, z. B. Mobiltelefone oder Laptops, in Audio-Systemen, die digitale Audio-Komponenten, wie Mikrofon-Komponenten und/oder Lautsprecher-Komponenten, umfassen, welche digitalen Mikrofon-Komponenten hörbare oder andere akustische Analogsignale aufnehmen und diese in digitale elektrische Signale, insbesondere PDM-Signale, umwandeln, und welche digitalen Lautsprecher-Komponenten digitale elektrische Signale, insbesondere PDM-Signale, senden und diese jeweils in hörbare oder andere akustische Analogsignale umwandeln.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Kommunikationstechnologiefortschritte haben sich in den letzten Jahren rasch weiterentwickelt. Konsumenten setzen zunehmend elektronische mobile und stationäre Kommunikation mit Audio-Komponenten ein, die Audio-Fähigkeiten vorsehen, wie Kopfhörer, Lautsprecher, Mikrofone, Verstärker zur Verbindung mit anderer Audio-Ausrüstung, Fernsehen, Spracherkennung und dgl. Diese Komponenten werden oft in zunehmend kleinerer Ausrüstung verwendet, wie Funktelephonen, webfähigen Funktelephonen, Personal Digital Assistants (PDA), Taschencomputern, Laptops, Tablets, wie Pads, oder kleinen digitalen Audio-Anschlüssen, oder beliebigen anderen ähnlichen Vorrichtungen mit elektronischen Leiterplatten (PCBs). Der Einsatz einer digitalen Audio-Komponente ermöglicht eine annehmbare Tonreproduktion unter Verwendung elektronischer digitaler Schaltungen und hochentwickelter Signalverarbeitung.
  • Eine Entwicklungstechnologie für tragbare und stationäre elektronische Ausrüstung involviert die Anwendung mikroelektromechanischer Systeme (MEMS) bei Mikrofonen oder Lautsprechern. Die MEMS-Technologie ermöglicht die Konstruktion kleiner mechanischer Komponenten auf einem Substrat, wie einer elektronischen Leiterplatte (PCB). Ein Mikrofon-MEMS besteht allgemein aus mechanischen Elementen mit einer Größe von 1 bis 100 Mikrometern (Mikron) (0,001 bis 0,1 mm), wodurch eine Mikrofon-Komponente oder -Anordnung, allgemein im Größenbereich von 1 mm bis 3 mm, „geklebt” in eine Packung, die ein Gehäuse, Luftraum und Schutz vorsieht, für ein Mikrofon-Element und seinen elektronischen Schaltungsaufbau ermöglicht wird. Diese Audio-Komponenten haben kleine Abmessungen und sind demgemäß für einen Einschluss in kleiner und/oder dünner elektronischer Ausrüstung geeignet. In dieser Hinsicht können diese Audio-Komponenten in verschiedenen Typen von elektronischer Ausrüstung und Systemen eingeschlossen werden; wie Computern, z. B. Desktops, Laptops, Notebooks, Tablet-Computern, Taschencomputern, Personal Digital Assistants (PDAs), Global Positioning Systems (GPS), Sicherheitssystemen; Kommunikationsausrüstung, z. B. Funktelefonen, webfähigen Funktelefonen, Schnurlostelefonen, Pagern; computerbezogenen Peripheriegeräten, z. B. Druckern, Scannern, Monitoren; Unterhaltungsausrüstung, z. B. Fernsehern, Radios, Satellitenradios, Stereoanlagen, Band- und Computer Disc-Playern, Digitalkameras, Kameras, Videokassettenrekordern, Motion Picture Expert Group-, Audio Layer 3 (MP3)-Playern, Videospielen; Hörausrüstung, z. B. Hörhilfen, Ohrhörern, Kopfhörern, drahtlosen Bluetooth-Kopfhörergarnituren, Einsteckohrhörern, drahtlosen UWB-Kopfhörergarnituren; und dgl. Andere Beispiele von Ausrüstung sind möglich. Das Vorsehen kleiner Audio-Komponenten reduziert ferner signifikant oder eliminiert die Effekte der elektromagnetischen Interferenz EMI. Da diese Audio-Komponenten klein und einfach herzustellen sind, werden die Herstellungskosten reduziert und wird die Zuverlässigkeit verstärkt.
  • PDM(Pulsdichtemodulations)-Signale sind 1 Bitmoduliere Digitalsignale, die auf dem Audio-Gebiet verwendet werden, und sind, wie hier definiert, Digitalsignale zum Enthalten eines Audio-Inhalts. PDM ist eine Form der Modulation, die verwendet wird, um ein Analogsignal, wie ein Audio-Signal, mit digitalen Daten zu repräsentieren. In einem PDM-Signal werden spezifische Amplitudenwerte nicht in Pulse codiert, wie sie es bei der PCM (Pulscodemodulation) wären. Stattdessen ist es die relative Dichte der Bitimpulse, die der Amplitude des Analogsignals entspricht. Im Gegensatz dazu ist die PWM (Pulsbreitenmodulation) ein Analogsignal, wobei die Breite des Impulses zum Anzeigen eines Signalwerts verwendet wird.
  • Derzeit wird ein allgemein industriell angewendeter Schnittstellen-Standard (nicht ein veröffentlichter Standard) zur Ausgabe z. B. digitaler Mikrofonsignale als PDM-Schnittstelle bezeichnet. Diese Schnittstelle oder dieser Industriestandard ist durch seine geringe Komplexität und demgemäß daraus resultierende geringe Anzahl von Stiften gekennzeichnet, die an der Mikrofon-Komponente notwendig sind. Die PDM-Schnittstelle digitaler Audio-Komponenten umfasst fünf Stifte und kann definiert werden, dass sie wenigstens umfasst:
    VDD: Versorgungsspannung für die Mikrofon-Komponente, oft wird ein bestimmtes höheres Potenzial gewählt, wie um 1 bis 4 V, typischerweise 1,8 V.
  • GND: Elektrischer Massepotenzialanschluss für die Mikrofon-Komponente, wobei GND oder Masse als niedrigeres Spannungspotential definiert wird als am VDD-Stift vorgesehen, z. B. wie die Definition des Nullpotenzials relativ zum VDD-Potenzial, das verwendet wird. Zahlenwerte von GND und VDD können bei der Definition eines derartigen niedrigeren (GND) und höheren (VDD) Potenzials verwendet werden.
  • CLK: Takteingangssignal für die Mikrofon-Komponente. Ein oft verwendetes Frequenzregime umfasst 1 bis 7 MHz, beispielsweise 2,4 MHz. Beispielsweise kann eine getrennte externe Taktquelle oder der Hostprozessor selbst diese Takte generieren. Oft sind Schlafmodus-Betriebe möglich, wobei z. B. von CLK ausgewählte Signale unter 100 kHz liegen.
  • DATA: Datenstromausgang aus der Mikrofon-Komponente mit dem Audio-Inhalt in Form eines 1 Bit-pulsdichtemodulierten PDM-Signals. Der Ausgang kann in einer Phase einer Taktperiode gültig sein, und in der anderen Phase ist der Ausgang von DATA ein Tristate, der gestattet, dass ein Ausgangsport einen Zustand hoher Impedanz zusätzlich zu den 0 und 1 Logikpegeln annimmt, wodurch das PDM-Signal aus dem Ausgang von der Komponente effektiv entfernt wird. Dies gestattet, dass mehrfache elektronische Schaltungen dieselbe Ausgangsleitung oder -leitungen gemeinsam nutzen. Dies ermöglicht, dass z. B. zwei Mikrofon-Komponenten zu demselben Datendraht hinzugefügt werden.
  • L/R (Links/Rechts): Eingangsselektor zum Auswählen zwischen einer gültigen gegenüber Tristate-Taktphase, z. B. wird oft eine Verbindung von L/R mit VDD gewählt, um zu ermöglichen, dass die hohe Phase des Takts die Phase annimmt, in der Daten gültig sind, und die niedrige Phase ein Tristate ist. Andere Potenziale sind möglich, beispielsweise kann L/R mit GND oder einem anderen Potenzial festverdrahtet sein, was die Taktphase ändert, in der die Daten gültig sind. So können die Mikrofon-Komponenten die PDM-Daten entweder an der Anstiegkante oder Abfallkante des Takts auf der Basis des am L/R-Stift ausgewählten Pegels treiben. Die Mikrofon-Komponenten können bei der doppelten Rate des Takts zum Multiplexen getaktet werden. Der befolgte digitale Spannungsstandard ist bekannt, wenn definiert wird, ob die digitalen Pegel ein niedriges oder 0 Bit vorsehen oder ein hohes oder 1 Bit vorsehen, einige typische Werte sind, dass unter 35% VDD niedrig ist, und über 65% VDD hoch ist.
  • Andere Potenziale als VDD und GND können verwendet werden, wobei GND das Potenzial ist, das definiert ist, das Erdpotential oder Nullpotenzial zu sein, d. h. mit einem definierten Spannungswert GND, der niedriger ist als der Zahlenwert von VDD.
  • Eine PDM-Schnittstelle ist besonders nützlich, wenn die Audio-Komponente, wie eine Mikrofon-Komponente, wie oben angegeben miniaturisiert wird, d. h. kleiner gemacht wird, um Hersteller- und Kundenforderungen nach winzigen, aber effizienten Komponenten zu erfüllen, da die relativ geringe Anzahl von Verbindungen ein Vorteil ist, wenn eine deartige Mikrofon-Komponente mit kleiner Flächengröße an eine PCB gelötet, in diese eingebaut oder mit dieser verbunden wird, wie einer Mikrofon-Komponente, die ein auf MEMS basierendes Element umfasst, oder ein ECM(Elektret-Kondensator-Mikrofon) oder dgl.
  • Um PDM-Signale von einem Mikrofon-Element, wie einem MEMS-Mikrofon-Element, der genannten PDM-Schnittstelle zu senden, ist oft eine elektronische Schaltung integriert mit dem Mikrofon-Element vorgesehen, wodurch eine Mikrofon-Komponente vorgesehen wird. Die elektronische Schaltung kann eine elektronische Integrationsschaltung, wie eine ASIC (anwendungsspezifische elektronische Integrationsschaltung), ein eingebetteter elektronischer Schaltungsaufbau oder eine externe elektronische Schaltung oder dgl. sein, die das analoge Audio-Signal, das vom Mikrofon-Element, z. B. unter Verwendung von Membranen und/oder Magnetflächen, empfangen wird, in ein digitales Audio-Signal transformiert, das aus einem gestreamten Stift, z. B. dem DATA-Stift der PDM-Schnittstelle, auszulesen ist oder einzulesen ist, falls die Audio-Komponente beispielsweise eine Lautsprecher-Komponente ist. Die Mikrofon-Komponente, d. h. die Kombination des Mikrofon-Elements und der elektronischen Schaltung, ist oft entlang und/oder oben auf und/oder innerhalb einer PCB und/oder eines Metallpackungsgehäuses vorgesehen und in einem Chip mit Stiftanschlüssen eingebaut, die von der Komponente nach außen zeigen.
  • Einige Chipausbildungsoptionen wurden zum Vorsehen einer elektronischen Schaltung entwickelt, einschließlich anwendungsspezifischer elektronischer Integrationsschaltungen (ASICs); anwendungsspezifischer Standard-Produkte (ASSPs); und strukturierter ASICs, die eine Kombination von ASICs und FPGAs, d. h. feldprogrammierbarer Gate-Arrays, umfassen.
  • In Audio-Anwendungen können digitale elektronische Systeme, die eine Audio-Schnittstelle vorsehen, für als Hosts bezeichnete Prozessor-Komponenten erforderlich sein, die spezifisch programmiert sind, um die Audio-Komponenten steuern zu können, z. B. Modusänderungs- oder Verstärkungseinstellungen z. B. in Wandlern, wie Mikrofon-Komponenten oder andere Eingangselemente, während sie gleichzeitig einen oder mehrere Lautsprecher, Verstärker, Hörmuscheln treiben können, oder andere Hosts oder ein anderer Typ von Ausgangskomponenten mit verarbeiteten digitalen Audio-Signalen. In Audio-Systemen, wie sie in Laptops oder Mobiltelephonen vorgesehen sind, müssen digitale Mikrofon-Komponenten oft mit einem Hostprozessor kommunizieren können, damit sie z. B. interne Verstärkungseinstellungen ändern oder Befehle vom Host empfangen, für eine weitere Beschreibung siehe unten. Der Host ist hier als Prozessor mit digitalen Verarbeitungsfähigkeiten definiert. Beispiele dieser sind ein CODEC oder ein Anwendungsprozessor.
  • Damit ein Prozessor oder Host versteht, zu welcher Mikrofon-Komponente die alternierenden Bits des Audio-Inhalts gehören, kann der Takteingangsstift der Mikrofon-Komponente mit dem Seriellport-Rahmensynchronisations-Pin am Host und dem seriellen Port des Hosts, der beispielsweise im Unframed-Modus betrieben wird, verbunden werden. Der Datenstrom innerhalb der Datenpuffer startet von den Daten dieser Mikrofon-Komponente, und die Software-Routinen oder Codierung des Hosts sind so geschrieben, dass Daten von unterschiedlichen Mikrofon-Komponenten getrennt verarbeitet werden. Durch das geeignete Auswählen der CLK-Phase wird die Komponente ausgewählt, von der die PDM-Daten stammen. Dies ist ein Beispiel, wie die PDM-Schnittstelle einzurichten ist, um eine Hostverarbeitung zu gestatten, andere Wege sind bereits bekannt.
  • Derzeit werden Lösungen vorgeschlagen, solche Steuerdatenfähigkeiten durch digitale Audio-Schnittstellentypen, wie die SLIMbus- oder I2S + I2C-Schnittstellen-Standards, in Verbindung mit einem Host vorzusehen. Diese Standards gestatten eine gegenseitige Komponenten- und Host-Komponenten-Steuerdatenkommunikation. Sie tendieren jedoch dazu, eher komplex zu sein.
  • Eine große Anzahl von Herstellern mobiler und stationärer Ausrüstung nahm an den Arbeitsgruppen zur Entwicklung der SLIMbus-Schnittstelle teil, welche Schnittstelle viele digitale Audio-Komponenten gleichzeitig unterstützt und mehrfache digitale Audio-Datenströme mit unterschiedlichen Abtastraten und Bitbreiten trägt. Die Taktfrequenz ist sehr hoch, d. h. 28 MHz, wodurch eine hohe Kapazität vorgesehen wird, die eine Steuerung mehrfacher Mikrofon-Komponenten und einiger, beispielsweise vierundzwanzig, Lautsprecher-Komponenten ermöglicht, jedoch auf Kosten eines erhöhten Schaltverlusts.
  • Das Hinzufügen von zwei oder mehr als zwei Audio-Komponenten zu einem Host erfordert, dass mehr Anschlussstifte verwendet werden, was dem Trend der Miniaturisierung des Mikrofon- oder Lautsprecher-Elements selbst entgegenarbeitet. So hielten sich viele Industriehersteller und -lieferanten nicht immer an die neuen komplexeren Schnittstellen-Standards und wenden weiterhin die PDM-Schnittstelle für Audio-Komponenten an. Demgemäß ist auf dem digitalen Audio-Gebiet eine Alternative zur SLIMbus- und I2S + I2C-Schnittstelle erforderlich, die Kommunikationsalternativen vorsieht, aber auch den Trend zur Miniaturisierung von Audio-Komponenten berücksichtigt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden werden digitale Mikrofon-Komponenten, wie ein Mikrofon-Element in Kombination mit einer elektronischen Schaltung, in Bezug auf die Erfindung diskutiert. Es ist jedoch klar, dass die Erfindung auch auf anderen Gebieten angewendet werden kann, auf denen diese Typen von einem gegenseitig kommunizierenden Schaltungsaufbau oder Komponenten anwendbar sind, unter Verwendung von Audio- oder anderen Sensor-Eingangs- und -Ausgangssystemen, wie sie bei digitalen Lautsprechern, digitalen Empfängern oder Hörmuscheln, Verstärkern, wie auch integriert z. B. mit einem Lautsprecher-Element oder einer Komponente, angewendet werden, und Hosts und dgl.
  • Der Ausdruck „Audio-Komponente” ist in diesem Text so definiert, dass sie wenigstens eine elektronische Schaltung, wie eine digitale elektronische Schaltung, und wenigstens ein Audio-Element umfasst. Der Ausdruck „Komponente” ist nicht einzuschränken, um nur integriert in einer Vorrichtung vorgesehene Vorrichtungen zu umfassen, sondern umfasst auch in einem System integrierte Komponenten. Der Ausdruck „Audio-Element” ist nicht nur auf ein Mikrofon-Element oder ein Lautsprecher-Element begrenzt. Die Audio-Komponente kann auch eine Packung umfassen.
  • In einer Ausführungsform ist eine elektronische Schaltung zum Streamen von PDM-Daten von oder zu wenigstens einem Audio-Element vorgesehen.
  • Die genannte elektronische Schaltung kann umfassen: einen VDD-Anschluss zum Empfangen eines VDD-Potenzials, wie eines Versorgungspotenzials, einen GND-Anschluss zum Empfangen eines Potenzials, das numerisch niedriger ist als das VDD-Potenzial, einen CLK-Anschluss zum Empfangen eines Taktsignals mit einem hohen und einem niedrigen Teil. Sie umfasst wenigstens einen DATA-Anschluss zum Kommunizieren der genannten PDM-Daten zu oder von einem Host und/oder einer anderen derartigen elektronischen Schaltung, und einen L/R-Anschluss zum Empfangen eines DC-Potenzials, das angibt, ob im Wesentlichen synchron mit dem genannten hohen oder genannten niedrigen Teil des genannten Taktsignals zu kommunizieren ist. Der Ausdruck „im Wesentlichen synchron” reflektiert die Tatsache, dass entweder eine geringfügige Verzögerung oder Überlagerung gestattet werden kann, in Abhängigkeit von dem betreffenden Audio-Element und der Reaktionszeit des Systems als Ganzes, in dem die elektronische Schaltung angewendet wird. Eine synchrone Kommunikation wird bevorzugt, alternativ oder zusätzlich dazu ist jedoch eine asynchrone Kommunikation möglich und kann, wo geeignet, angewendet werden.
  • Die genannte elektronische Schaltung umfasst ferner eine I/O-Schaltung, die ausgelegt ist, Steuerdaten über den genannten L/R-Anschluss zu kommunizieren.
  • Ein Vorteil liegt in der Tatsache, dass die erfindungsgemäße elektronische Schaltung dann eine Audio-Komponente mit denselben Kommunikationsfähigkeiten vorsehen kann, wie es der viel komplexere Schnittstellen-Standard SLIMbus kann. Ferner wird der gegenwärtige PDM-Schnittstellen-Standard von der erfindungsgemäßen elektronischen Schaltung befolgt und nicht verändert, was die Anzahl von Anschlussstiften, die von der Mikrofon-Komponente benötigt werden, konstant hält. Somit gestattet eine niedrige Stiftanzahl der elektronischen Schaltung, für die Verwendung bei Audio-Elementen mit kleiner Größe anwendbar und vorteilhaft zu sein, wodurch Audio-Komponenten mit kleiner Größe, wie MEMS-Mikrofon-Komponenten vorgesehen werden. Demgemäß sieht die erfindungsgemäße elektronische Schaltung die Möglichkeit vor, für einen Umbau einer Audio-Komponente verwendet zu werden, indem eine elektronische Schaltung gemäß der Erfindung in eine PDM-Schnittstelle eingefügt wird, d. h. die Komponente ist rückwärtskompatibel.
  • So ist eine elektronische Schaltung vorgesehen, die eine bisher nicht realisierbare kombinierte PDM- und Datenkommunikationsschnittstelle für Audio-Komponenten ermöglicht, die Steuerdaten an einem ersten Stift, d. h. dem L/R-Anschlussstift, vorsieht, und die gestreamten Audio-Daten an einem anderen zweiten Stift, der vom ersten Stift verschieden ist, z. B. dem DATA-Anschlussstift vorsieht.
  • Die relativ geringe Anzahl notwendiger Stifte entspricht so der PDM-Schnittstelle, nämlich fünf, und die Anschlussstifte sind grundsätzlich verfügbar, wobei sie denselben Inhalt liefern/empfangen. Dies ist ein deutlicher Vorteil der elektronischen Schaltung gemäß der Erfindung z. B. im Vergleich mit der SLIMbus-Schnittstelle. Da sie eine komplexere Lösung ist, die ein anderes Audio-Format aussendet und nicht das PDM-Format, ist sie so sowohl teurer zu implementieren und erfordert auch mehr digitale Logik innerhalb der Audio-Komponente und des Hosts. Sie verwendet einen zusätzlichen Stift zur Identifikation jeder bestimmten Mikrofon-Komponente. Die SLIMbus-Schnittstelle liefert sowohl gestreamte Audio-Daten als auch Steuerdaten an demselben Stift, und in der Realität macht dies diesen Schnittstelle-Standard de facto ungeeignet für die Implementation, da die Industrie in allgemein erhältlichen gedruckten Schaltungen, wie Karten oder Chips, oder innerhalb von Komponenten weiterhin auf den PDM-Standard zurückgreift und diesen implementiert.
  • Die elektronische Schaltung ermöglicht eine Weiterentwicklung in Kommunikationsmöglichkeiten zwischen einem Host und einer Audio-Komponente, wie eine Verstärkungssteuerung und einen Datenaustausch, wie eine Moduseinstellung.
  • Durch die Erfindung wurde auch realisiert, dass zwei oder mehrere Audio-Elemente oder -Komponenten auch in gegenseitiger Beziehung verbunden werden, wobei eine elektronische Schaltung gemäß der Erfindung verwendet wird, um zu kommunizieren, z. B. Daten auszutauschen, einander oder eine die andere zu steuern, z. B. durch das Definieren von Master/Slave, oder durch das Behandeln der anderen Audio-Komponente als Host. Wie aus Obigem hervorgeht, liefern die gegenwärtig verfügbaren bekannten Komponenten, die eine PDM-Schnittstelle liefern, zur Gänze einen Audio-Inhalt und können nicht verwendet werden, um Steuerdaten zwischen einer Mikrofon-Komponente und anderen Mikrofon-Komponenten und/oder einem Host zu kommunizieren.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wurde auch überraschend realisiert, dass die erfindungsgemäße elektronische Schaltung eine derartige Steuerdatenkommunikation aufgrund der Tatsache vornehmen kann, dass der AC-Pegel und der DC-Pegel an unterschiedlichen Stiften ausgetrennt wurden.
  • Stand der Technik ist verfügbar, in dem andere Stifte, die vom L/R-Stift der PDM-Schnittstelle verschieden sind, für Steuerdaten angepasst wurden. In einem ersten Versuch wurde der DATA-Stift verwendet, um solche binären, digitalen Steuerdaten durch Überlagerung der gestreamten digitalen PDM-Daten mit Steuerdaten zu senden. In einem zweiten Versuch wurden die Steuerdaten durch Modulieren des CLK-Signals gesendet, das gemäß den Steuerdaten, die gesendet werden, moduliert wird. Ein Nachteil ist natürlich, dass derartige Versuche mit dem PDM-Standard nicht kompatibel und so nicht rückwärtskompatibel sind. Ferner erfordern sie das Hinzufügen eines weiteren analogen Schaltungsaufbaus auf der Audio-Komponente, um das CLK und Steuerdaten zu trennen, z. B. eine Taktrückgewinnungsschaltung, die allgemein dazu tendieren, eine relativ große physische Größe auf der Platine aufzuweisen. In diesem Schema ist es auch nur möglich, Daten vom Host zu den Vorrichtungen zu senden. So ist eine digitale Kommunikation zwischen zwei Vorrichtungen oder von einer Vorrichtung zu einem Host mit diesen beiden Versuchen nicht möglich.
  • Soweit es der Anmelderin bekannt ist, wurde der erfinderische Ansatz der vorliegenden Anmeldung zur Trennung des DC- und des AC-Pegels an unterschiedlichen Stiften am Bus auf dem Gebiet von Audio-Komponenten nicht früher vorgeschlagen, vielleicht weil das oben angegebene Problem und die Lösung bisher nicht erkannt wurden.
  • Die Auswahl des L/R-Stifts ist keine naheliegende Wahl zum Kommunizieren digitaler Steuerdaten, weil dieser Selektorstift üblicherweise angesehen wird, für einen bestimmten Zweck geeignet zu sein, nämlich um die Modulation zu ändern, indem zwei Betriebszustände vorliegen, wobei das Schalten von der hohen zur niedrigen (oder niedrigen zur hohen) Phase auf dem DATA-Kanal ausgewählt wird.
  • Die erfindungsgemäße elektronische Schaltung erfüllt tatsächlich einen echten Bedarf auf dem Markt, da, wie oben angegeben, früher der Audio-Ausrüstungshersteller nur die Wahl hatte zwischen entweder a) eine geringe Anzahl von Stiften zum Verbinden zu haben und keine Möglichkeit einer Datenkommunikation, was demzufolge eine höher spezialisierte Kommunikation zwischen einer Audio-Komponente und einem Host behinderte, oder b) eine größere Anzahl von Stiften zum Verbinden während der Produktion zu haben, die eine Datenkommunikation ermöglicht, was mit dem Trend zur Miniaturisierung von Audio-Komponenten nicht kompatibel war, oder die Industrieprävalenz für die Verwendung der PDM-Schnittstelle nicht berücksichtigte.
  • In einer Ausführungsform der genannten elektronischen Schaltung ist die I/O-Schaltung ausgelegt, Steuerdaten durch das Senden und/oder Empfangen von Steuerdaten zu kommunizieren. Beim Senden von Steuerdaten ist die elektronische Schaltung ferner geeignet, als Host zu arbeiten, wobei sie andere Komponenten, wie einen anderen Host, oder eine andere elektronische Schaltung gemäß der Erfindung oder eine andere digitale Komponente steuert oder informiert. Beim Empfangen kann die elektronische Schaltung von außen, wie von einem Host und/oder einer anderen elektronischen Schaltung, gesteuert werden.
  • In einer Ausführungsform der genannten elektronischen Schaltung umfasst die genannte I/O-Schaltung eine I/O-Zelle mit Logikelementen, um die genannte Kommunikation von Steuerdaten zu ermöglichen. Diese Logiklemente können in ihrer Grundform Logikkomponenten, wie ODER-, UND-, WEDER-NOCH-, NICHT-UND-Gates und Kombinationen davon, sein. Eine Treiberschaltung kann jedoch auch oder alternativ dazu vorgesehen sein. Einfache Kommunikationsaufgaben können so gelöst werden, wie das Vorsehen eines Quittungsaustausches, einer Fehlerbehandlung, eines digitalen Signalempfangs und von Sendefähigkeiten.
  • In einer Ausführungsform der genannten elektronischen Schaltung umfasst die I/O-Zelle einen Prozessor. Dann kann eine höher entwickelte Behandlung von Daten und eine Kommunikation davon vorgesehen werden, z. B. unter Verwendung eines eingebetteten Prozessors oder anderen Typs eines Logikelements.
  • In einer Ausführungsform der genannten elektronischen Schaltung ist sie umfasst in einer oder umfasst sie eine ASIC. ASICs sind spezifisch für ihre Verwendung und können mit einer geeigneten kleineren physischen Größe, geeigneten Leistung und geeigneten Positionierung in Bezug auf das Audio-Element vorgesehen werden, für die Verwendung mit welchem sie angepasst sind. Einige Chipausbildungsoptionen wurden für das Vorsehen einer elektronischen Schaltung entwickelt, einschließlich anwendungsspezifischer elektronischer Integrationsschaltungen (ASICs), anwendungsspezifischer Standardprodukte (ASSPs) oder strukturierter ASICs.
  • In einer Ausführungsform der genannten elektronischen Schaltung umfasst sie ferner einen Zufallszahlengenerator. Dieser Zufallszahlengenerator kann für einen Aufzählprozess zum Identifizieren jeder Audio-Komponente mit einer elektronischen Schaltung gemäß der Erfindung für einen Host oder eine andere derartige Audio-Komponente verwendet werden. Vorzugsweise wird die Größe der am Zufallszahlengenerator verfügbaren Zahl gemäß einer Maximalanzahl von für jeden Host antizipierten Schaltungen ausgewählt. Der Generatoradressenraum ist dann größer als die Gesamtanzahl von Adressen, welche von der Anzahl von Vorrichtungen vorgesehen werden, die in die zu bauende elektronische Vorrichtung einzuschließen sind, z. B. kann der Zufallsgenerator ein 16 Bit-Generator sein. Dann wird die Wahrscheinlichkeit jeder elektronischen Schaltung, identische ID-Nummern für wenigstens eine andere elektronische Schaltung während des Aufzählprozesses vorzusehen, niedrig gehalten, auch bei einer größeren Anzahl elektronischer Schaltungen, z. B. mehr als zwei, wie acht Schaltungen, die in der elektronischen Vorrichtung vorliegen, z. B. auf der Leiterplatte.
  • In einer weiteren Ausführungsform der elektronischen Schaltung wird der Zufallszahlengenerator vom Ausgang eines analogen Sigma-Delta-Modulators vorgesehen, der in der elektronischen Schaltung vorgesehen ist. Andere Typen von Zufallszahlengeneratoren sind bekannt und können auch verwendet werden. Die Verwendung eines Sigma-Delta-Modulators oder eines Pseudo-Zufallsgenerators, um die Zufallszahl vorzusehen, ist ein Vorteil, da diese Elemente ohnehin vorgesehen sind, was die Größe und Gesamtanzahl elektronischer Elemente reduziert, die in der elektronischen Schaltung notwendig sind, was insbesondere ein Vorteil ist, wenn das Audio-Element eine kleine physische Größe aufweist, wie beispielsweise ein MEMS-Element.
  • Der Ausdruck „Zahl” des Zufallsgenerators wird hier in einer allgemeinen Weise verwendet und soll nicht nur auf ganze Zahlen begrenzt sein, sondern kann auch Buchstaben, Zeichen, Symbole, einen Maschinencode oder dgl. umfassen.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Zufallszahlengenerator ein Pseudo-Zufallsrauschgenerator, wobei der Initialzustand, auch genannt die Saat, des Pseudo-Zufallsrauschgenerators von einer analogen Rauschquelle gesteuert wird. Dies stellt sicher, dass die Pseudo-Zufallssequenz unkorreliert ist, z. B. von einer Audio-Komponente zu einem ähnlichen Typ einer Audio-Komponente. Auf diese Weise werden die generierten ID-Nummern von beliebigen zwei elektronischen Schaltungen mit einer hohen Wahrscheinlichkeit nicht identisch sein. Es kann ein Vorteil sein, auf einer analogen Rauschquelle zu basieren, da dies ein vorteilhafter Weg ist, einen unkorrelierten Zufallsprozess von einer Audio-Komponente zu einer beliebigen anderen gleichen Audio-Komponente sicherzustellen. Nach der Erfahrung der Anmelderin liefern ähnliche Komponenten, die ähnliche „Zufalls” zahlengeneratoren umfassen, öfter als statistisch zufällig ist, ähnliche Zufallszahlenergebnisse. Beispiele von Komponenten, die analoge Rauschquellen aufweisen oder sind, sind Widerstände und Halbleiterkomponenten, z. B. bipolare Transistoren, CMOS-Transistoren, Dioden, Varaktoren und dgl., die z. B. extern von der Audio-Komponente oder intern innerhalb dieser vorgesehen sind. Sie kann auch die DC/AC-Elemente umfassen, wie nachstehend angegeben.
  • In einer Ausführungsform der genannten elektronischen Schaltung umfassen die genannten Steuerdaten wenigstens eine ID-Nummer, die eine feste und/oder zufällige ID-Nummer umfasst. So kann die elektronische Schaltung zur Identifikation der elektronischen Schaltung selbst und der Audio-Komponente verwendet werden, mit der sie versehen ist. Eine feste ID-Nummer kann z. B. während der Herstellung vorgesehen werden oder kann von einem Host während des Gebrauchs der Vorrichtung zugewiesen werden.
  • In einer Ausführungsform der genannten elektronischen Schaltung umfasst diese einen Speicher, der ausgelegt ist, wenigstens die genannte feste und/oder zufällige ID-Nummer zu speichern, die vom genannten Zufallszahlengenerator vorgesehen wird. So kann eine spezifische oder zufällige ID-Nummer in diesem Speicher für die betreffende elektronische Schaltung gespeichert werden. Er kann alternativ dazu oder ferner in der Lage sein, andere Informationen zu speichern, z. B. in Bezug auf die Version, ID-Nummer anderer Audio-Komponenten, oder im Allgemeinen alle Daten in Bezug auf das Ermöglichen der Kommunikation zwischen Audio-Komponenten und Host(s), wie Verstärkungseinstellungen, Filterkoeffizienten, Daten oder Parameter, die das Mikrofon/den Lautsprecher betreffen, wie Name des Herstellers, Kalibrierungsmodusempfindlichkeit, Herstellungsdatum, Energieverbrauch und dgl.
  • In einer Ausführungsform der genannten elektronischen Schaltung umfasst sie ferner eine Wandlerschaltung zum Umwandeln von einem PDM-Datenstrom in ein Analogsignal oder umgekehrt von einem Analogsignal in einen PDM-Datenstrom. Demgemäß kann die Schaltung jeweils entweder für ein Mikrofon oder einen Lautsprecher geeignet sein. In einer Ausführungsform der genannten elektronischen Schaltung ist die genannte Wandlerschaltung für eine A/D-Wandlung (Eingang ist analog, z. B. für ein Mikrofon-Element) oder D/A-Wandlung (Eingang ist digital, z. B. für ein Lautsprecher-Element) ausgelegt.
  • In einer Ausführungsform der genannten elektronischen Schaltung ist die I/O-Schaltung ausgelegt, eine gegenseitige Kommunikation zwischen der genannten elektronischen Schaltung und wenigstens einer anderen derartigen elektronischen Schaltung zu ermöglichen. So kann nun eine Kombination von zwei oder mehreren elektronischen Schaltungen realisiert werden, wie Sätze oder Gruppen von zwei, um zwei oder mehrere Audio-Komponenten oder -Elemente aufzunehmen, die z. B. gegenseitig verstärkungsgesteuert werden oder mit einer identischen ID-Nummer oder zwei Sätzen von ID-Nummern versehen werden, was die Belastung für einen Host reduziert, der die Sätze von Komponenten reguliert. Einige Arten einer Aufzählung sind möglich, siehe unten.
  • In einem weiteren Aspekt ist eine digitale Audio-Komponente zum Streamen von PDM-Daten von oder zu wenigstens einem Audio-Element vorgesehen, mit wenigstens einer elektronischen Schaltung gemäß der Erfindung, die für eine Verbindung mit wenigstens einem Host und/oder wenigstens einer anderen Audio-Komponente ausgelegt ist, und wenigstens einem anderen Audio-Element, das mit der genannten wenigstens einen elektronischen Schaltung verbunden ist. Wie oben angegeben, ist eine derartige digitale Audio-Komponente mit der aktuellen PDM-Schnittstelle rückwärtskompatibel. So ermöglicht sie ein Vorsehen einer Schnittstelle durch die genannte Audio-Komponente, die mit der aktuellen PDM-Schnittstelle rückwärtskompatibel ist, weil sie die gleiche Anzahl von Anschlussstiften aufweist. So sieht die Audio-Komponente die Fähigkeit vor, eine Kommunikation zwischen Mikrofon/Lautsprecher/Verstärker-Komponenten und einem Hostprozessor und/oder zwischen Mikrofon/Lautsprecher/Verstärker-Komponenten zu haben. Dies erfüllt tatsächlich einen echten Bedarf auf dem Markt.
  • Gemäß einer Ausführungsform der genannten Audio-Komponente ist die genannte wenigstens eine elektronische Schaltung auch ausgelegt, ein Audio-Signal zu senden, um in einen PDM-Datenstrom umgewandelt zu werden, und einen PDM-Datenstrom zu empfangen, um in ein Audio-Signal umgewandelt zu werden. Dieselbe oder eine verbundene elektronische Schaltung, wie eine verbesserte ASIC, kann dann sowohl das Steuersignal als auch das Audio-Datensignal in der Form eines digitalen PDM-Signals behandeln.
  • Gemäß einer Ausführungsform der genannten Audio-Komponente umfasst das wenigstens eine Audio-Element wenigstens eines von einem Lautsprecher-Element, einem Mikrofon-Element, einem Verstärker-Element, einem Prozessor-Element, wie einem Host, und eine beliebige Kombination davon. So werden gegenwärtig verfügbare Elemente und zukünftige Entwicklungen von Audio-Elementen zu diesem Zeitpunkt als geeignet angenommen. Comodulare Audio-Komponenten, die ein oder mehrere Audio-Elemente umfassen, sind somit auch antizipiert, wo sich dies als geeignet erweisen kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform der genannten Audio-Komponente umfasst das Audio-Element eine MEMS-Vorrichtung oder eine ECM-Vorrichtung. Eine miniaturisierte oder physisch relativ kleine Vorrichtung oder Audio-Komponente kann dann realisiert werden, d. h. in den Maßstäben, dass sie Flächenbereiche von weniger als 1 mm bis 3 mm aufweist. Die PDM-Schnittstelle mit einer begrenzten Anzahl von Stiften oder Schenkeln, insgesamt fünf, ist dann zur Verwendung mit einer solchen Audio-Komponente besser geeignet.
  • Gemäß einer Ausführungsform der genannten Audio-Komponente ist der L/R-Anschluss der Audio-Komponente mit VDD oder GND über wenigstens ein DC-Element verbindbar oder kann schwebend gelassen werden, und ist der L/R-Anschluss der Audio-Komponente ferner mit einem Steuerdaten-Port eines Hosts und/oder dem L/R-Anschluss wenigstens einer anderen derartigen Audio-Komponente und/oder dem L/R-Anschluss wenigstens einer elektronischen Schaltung über wenigstens ein AC-Element verbindbar. Diese elektronische Konfiguration ermöglicht es einem einzelnen Audio-Element, in einer Steuerdatenkommunikation mit einem Host/einer Audio-Komponente/einer elektronischen Schaltung zu sein, wie es für diese spezifische Anwendung der Audio-Komponente geeignet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist eine Kombination oder ein Satz von wenigstens zwei Audio-Komponenten gemäß der Erfindung vorgesehen, die eine erste Audio-Komponente und eine zweite Audio-Komponente umfassen, wobei der L/R-Anschluss der ersten Audio-Komponente mit VDD über wenigstens ein erstes DC-Element verbindbar ist, der L/R-Anschluss der zweiten Audio-Komponente mit GND über wenigstens ein zweites DC-Element verbindbar ist, der L/R-Anschluss der ersten Audio-Komponente und der L/R-Anschluss der zweiten Audio-Komponente miteinander über wenigstens ein AC-Element verbindbar sind, und der L/R-Anschluss der ersten Audio-Komponente oder der L/R-Anschluss der zweiten Audio-Komponente ferner mit dem Steuerdaten-Port des Hosts oder mit einer dritten Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung verbindbar ist.
  • Ein Vorteil umfasst die Tatsache, dass während der Herstellung der PCB mit derartigen doppelten oder mehrfachen Kombinationen von Audio-Komponenten jeder L/R-Anschluss jeder Audio-Komponente für eine einfache Montage auf der Platte vorverbunden werden kann. Die zwei oder mehreren Audio-Komponenten können integriert oder einzeln vorgesehen werden, wobei ein integriertes Vorsehen den Montageprozess weiter vereinfacht, und das einzelne Vorsehen aufgrund der Verbindung der beiden L/R-Anschlüsse miteinander möglich und einfach gemacht wird. Der Ausdruck „Komponente” wird hier nicht auf ein singuläres Gehäuse begrenzt verwendet, sondern gilt auch für eine einzelne Audio-Komponente in einem Gehäuse mit z. B. zwei oder mehreren Audio-Elementen, wie zwei ähnlichen oder unterschiedlichen derartigen Elementen, oder für eine PCB mit zwei oder mehreren Elementen, die mit weiterer Elektronik integriert sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist eine Vielzahl solcher Sätze von zwei Audio-Komponenten vorgesehen. Durch das Verbinden der Audio-Elemente oder Audio-Komponente in Paaren von zwei kann jede der zwei Komponenten angesichts des Aufbaus der verwendeten PDM-Schnittstelle einzeln identifiziert werden, und somit sind so viele Audio-Komponenten, wie sie für diese spezifische Anwendung notwendig sind, verfügbar, indem einfach eine derartige Vielzahl erfindungsgemäßer Audio-Komponenten in Sätzen von zwei vorgesehen wird und mit den DC/AC-Elementen kombiniert wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der genannten Audio-Komponente ist eine Audio-Komponente oder sind wenigstens zwei Audio-Komponenten vorgesehen, die ferner einen integrierten Host, wie einen Anwendungsprozessor oder CODEC, umfasst oder umfassen. So ist eine integrierte Komponente verfügbar, in der die Audio-Schnittstelle von einem oder zwei Audio-Elementen mit dem integrierten Prozessor versehen ist, der dann mit einem beliebigen digitalen Schaltungsaufbau verbindbar und für die spezifische Anwendung programmierbar ist, in der die Audio-Komponente eingeschlossen werden soll. Eine einfache Anpassbarkeit und Datenkommunikation sind dann zu implementieren, indem die richtige Anzahl benötigter Stifte ausgewählt wird, wenn die elektronische Ausrüstung mit einigen Audio-Komponenten hergestellt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der genannten Audio-Komponente ist die Audio-Komponente ausgelegt, mit einem Host verbindbar zu sein, der spezifisch für das Kommunizieren der genannten Steuerdaten programmiert ist. Gemäß einer alternativen Ausführungsform der genannten Audio-Komponente ist die Audio-Komponente ausgelegt, mit einem Host verbindbar zu sein, der nicht spezifisch für das Kommunizieren der genannten Steuerdaten programmiert ist. Demgemäß kann der Benutzer der Audio-Komponente wählen, ob er den Host in einer derartigen Weise programmieren möchte, dass der Host die Steuerdaten vom L/R-Stift jeder und/oder beider Audio-Komponenten empfangen/senden kann. So können sogar herkömmliche Hosts ohne spezifische Programmierung im Zusammenhang mit Audio-Komponenten gemäß der Erfindung verwendet werden. Dies sieht eine sehr nützliche erfindungsgemäße Schnittstelle vor, um mit herkömmlichen, nicht spezifisch programmierten Hosts und/oder bestehenden Audio-Vorrichtungen und elektronischer Ausrüstung zusammenzuwirken, welche Tatsache das Regime des Umbaus der Audio-Komponente in bestehende Systeme/Ausrüstung erweitert. Falls der Host beispielsweise nicht spezifisch programmiert ist, sendet jede Audio-Komponente ihre eindeutige ID-Nummer. Der Host wird auf dieses Handheben nicht reagieren und gibt keine Antwort. Dann kann die Audio-Komponente eingestellt werden, um PDM-Daten zu streamen, z. B. sofort oder z. B. nach einem voreingestellten Zuhörzyklus, z. B. von bis zu zwischen 32 und 100 Taktzyklen.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Schnittstellensystem zum Streamen von PDM-Daten von oder zu wenigstens einem Audio-Element vorgesehen, mit wenigstens einer Audio-Komponente gemäß der Erfindung, und einem Host oder einer anderen Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung, die einen Steuerdaten-Port umfasst, wobei der L/R-Anschluss der wenigstens einen Audio-Komponente mit VDD oder GND über wenigstens ein DC-Element verbunden ist oder schwebend gelassen wird, und der L/R-Anschluss der wenigstens einen Audio-Komponente mit dem Steuerdaten-Port des Hosts oder einer anderen Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung über wenigstens ein AC-Element verbunden ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Schnittstellensystem wenigstens zwei Audio-Elemente in jeder ihrer Audio-Komponente, eine erste und eine zweite Audio-Komponente, bei welchem der L/R-Anschluss der ersten Audio-Komponente mit VDD über wenigstens ein erstes DC-Element verbunden ist, der L/R-Anschluss der zweiten Audio-Komponente mit GND über wenigstens ein zweites DC-Element verbunden ist, der L/R-Anschluss der ersten Audio-Komponente und der L/R-Anschluss der zweiten Audio-Komponente miteinander über wenigstens ein AC-Element verbunden sind, und der L/R-Anschluss der ersten Audio-Komponente oder der L/R-Anschluss der zweiten Audio-Komponente ferner mit dem Steuerdaten-Port des Hosts oder einer anderen Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung verbunden ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist ein Schnittstellensystem vorgesehen, mit wenigstens vier Audio-Elementen in jeder ihrer Audio-Komponente, einer ersten, einer zweiten, einer dritten und einer vierten Audio-Komponente, und einem Host, der einen Steuerdaten-Port umfasst, bei welchem der L/R-Anschluss der ersten und dritten Audio-Komponente gegenseitig mit VDD über wenigstens ein erstes DC-Element verbunden sind, der L/R-Anschluss der zweiten und vierten Audio-Komponente gegenseitig mit dem gegenseitigen L/R-Anschluss der ersten und dritten Audio-Komponente über wenigstens ein AC-Element verbunden sind, und der gegenseitige L/R-Anschluss der zweiten und vierten Audio-Komponente mit dem Steuerdaten-Port des Hosts oder einer anderen Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung verbunden ist.
  • Alternativ dazu ist ein Schnittstellensystem vorgesehen, mit wenigstens vier Audio-Elementen in jeder ihrer Audio-Komponente, einer ersten, einer zweiten, einer dritten und einer vierten Audio-Komponente, bei welchem der L/R-Anschluss der zweiten und vierten Audio-Komponente gegenseitig mit GND über wenigstens ein DC-Element verbunden sind, der L/R-Anschluss der ersten und dritten Audio-Komponente gegenseitig mit dem gegenseitigen L/R-Anschluss der zweiten und vierten Audio-Komponente über wenigstens ein AC-Element verbunden sind, und der gegenseitige L/R-Anschluss der ersten und dritten Audio-Komponente mit dem Steuerdaten-Port des Hosts oder einer anderen Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung verbunden ist.
  • Somit ist ein einfacher, jedoch vielseitiger Bus vorgesehen, der eine niedrigere Energie als z. B. die SLIMbus-Schnittstelle nützt, der rückwärtskompatibel mit der PDM-Schnittstelle ist, da er keine zusätzlichen Stifte erfordert, der abgesehen von jeder hinzugefügten Audio-Komponente unter Verwendung von nur zwei weiteren z. B. externen Komponenten und einer digitalen I/O vorgesehen werden kann, und der einen einfachen Aufzählprozess ermöglicht. Ferner kann eine beliebige geeignete Anzahl von Audio-Komponenten an einem Host unter Verwendung des erfindungsgemäßen Systems anbringbar sein.
  • Das Finden eines Kompromisses zwischen der Reaktanz des AC-Elements, d. h. kapazitiven oder induktiven Werten, dem Widerstandswert des DC-Elements und dem Frequenzinhalt ist keine triviale Aufgabe, z. B. falls der Strom von der Kommunikationsschnittstelle gezogen wird. Es wurde festgestellt, dass beim Vorsehen eines derartigen Steuerdatenstifts unter Verwendung des L/R-Anschlusses die L/R-Stifte nicht positiv reagieren, jeweils direkt an GND oder VDD gebunden zu sein ohne Widerstands/Reaktanzelemente dazwischen, weil dies dazu tendiert, den PDM-Kommunikationsstift kurzzuschließen. Ein solches Hochzieh/Herunterzieh-Widerstandselement kann extern vom Stift vorgesehen werden oder kann zusätzlich oder alternativ dazu intern vorgesehen werden, d. h. im Stift innerhalb der elektronischen Schaltung selbst.
  • Die Idee ist, L/R mit VDD oder GND über ein DC-Element, wie einen Widerstand, zu verbinden und die L/R-Anschlüsse und den Eingang/Ausgang des Hosts miteinander über ein AC-Element, wie einen Kondensator, zu koppeln. Dies führt zum Hinzufügen von nur wenigen zusätzlichen externen Komponenten. Ferner ermöglicht es einen Aufzählprozess, der ohne zusätzliche Stifte eine einzigartige Identifikation der physischen Verbindung der Komponenten ermöglicht.
  • Ferner kann man einfach und leicht mehrere singuläre oder Paare von Mikrofon- oder Lautsprecher- oder Verstärker- oder Host-Komponenten oder -Elementen hinzufügen, ohne weitere zusätzliche Elektronik, wie Kondensatoren oder Widerstände oder dgl., zum Schnittstellensystem hinzufügen zu müssen.
  • Ein Vorteil ist, dass die Audio-Komponenten als autonomes System arbeiten können, ohne einen Host zu benötigen, um gegenseitig zu kommunizieren.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Schnittstellensystems ist der Host spezifisch programmiert oder ist nicht spezifisch programmiert für ein Kommunizieren der genannten Steuerdaten. Die Audio-Komponente gelangt dann in einen rückwärtskompatiblen PDM-Modus.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Schnittstellensystems ist das wenigstens eine DC-Element und/oder das wenigstens eine AC-Element ein Sperrfilter. Somit können die Sperrfilterparameter, die AC- und DC-Elemente umfassen, wie z. B. C, (L), R, und der Energieverbrauch geeignet ausgewählt werden, um eine stabile Steuerdaten-Transmittanz, entweder Senden oder Empfangen, vorzusehen.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst das System ferner eine Vorspannungssteuerung oder einen Vorspannungsblock. Insbesondere wenn z. B. zwei ähnliche oder unterschiedliche Audio-Komponenten oder -Elemente versorgt werden, kann das System ausgelegt sein, I/O-Daten auf der Steuerdatenleitung an den L/R-Stiften vorzusehen, die ausgelegt sind, mit gegenwärtig verfügbaren I/O-Spannungsstandards für einen digitalen elektronischen Logikschaltungsaufbau, wie einen Hostcontroller, zusammenzuwirken.
  • In einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Streamen von PDM-Daten von oder zu wenigstens einem Audio-Element vorgesehen, welches das Vorsehen wenigstens einer elektronischen Schaltung gemäß der Erfindung umfasst, welches Verfahren umfasst: Verbinden der wenigstens einen elektronischen Schaltung mit dem genannten wenigstens einen Audio-Element, wodurch wenigstens eine digitale Audio-Komponente vorgesehen wird, Vorsehen des VDD-Anschlusses, der ein VDD-Potenzial empfängt, Vorsehen des GND-Anschlusses, der ein numerisch niedrigeres Potenzial als das genannte VDD-Potenzial empfängt, Vorsehen des CLK-Anschlusses, der ein Taktsignal mit einem hohen und einem niedrigen Teil empfängt, Vorsehen des DATA-Anschlusses, der die genannten PDM-Daten vom oder zum genannten wenigstens einen Audio-Element von oder zu einem Host und/oder einer anderen derartigen elektronischen Schaltung kommuniziert, Vorsehen des L/R-Anschlusses, der ein DC-Potenzial empfängt, das angibt, ob im Wesentlichen synchron mit dem genannten hohen Teil oder genannten niedrigen Teil des genannten Taktsignals zu kommunizieren ist, und ferner Vorsehen einer I/O-Schaltung, die Steuerdaten über den genannten L/R-Anschluss kommuniziert.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst es ferner das Verbinden des L/R-Anschlusses der genannten wenigstens einen elektronischen Schaltung oder digitalen Audio-Komponente mit einem Host oder einer anderen Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung mit einem Steuerdaten-Port.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst es ferner das Verbinden des L/R-Anschlusses der genannten wenigstens einen elektronischen Schaltung oder genannten wenigstens einen Audio-Komponente mit VDD oder GND über wenigstens ein DC-Element oder lässt ihn schwebend, und das Verbinden des L/R-Anschlusses der wenigstens einen elektronischen Schaltung oder der wenigstens einen Audio-Komponente mit einem Steuerdaten-Port eines Hosts oder einer anderen digitalen Audio-Komponente oder einer anderen elektronischen Schaltung über wenigstens ein AC-Element.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst es ferner das Vorsehen von wenigstens zwei Audio-Elementen, einer ersten und einer zweiten Audio-Komponente, das Verbinden des L/R-Anschlusses der ersten Audio-Komponente mit VDD über wenigstens ein erstes DC-Element, das Verbinden des L/R-Anschlusses der zweiten Audio-Komponente mit GND über wenigstens ein zweites DC-Element, das Verbinden des L/R-Anschlusses der ersten Audio-Komponente miteinander über wenigstens ein AC-Element, und das Verbinden des L/R-Anschlusses der ersten Audio-Komponente oder des L/R-Anschlusses der zweiten Audio-Komponente mit dem Steuerdaten-Port des Hosts oder einer anderen Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst es ein Sperrfiltern. In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst es eine Vorspannungssteuerung der Steuerdaten.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine Medienzugriffssteuerung an jedem Steuerdatenstift vorgenommen, z. B. ein 1-persistenter Vielfachzugriff mit Leitungsüberwachung (CSMA), der ein stochastisches Medienzugriffssteuerungs(MAC)-Protokoll ist, bei dem z. B. ein einzelner Knoten (Bit) das Fehlen eines anderen Verkehrs vor dem Senden auf einem gemeinsam genutzten Transmissionsmedium, wie einem elektrischen Bus, verifiziert. Dies kann wegen seiner Einfachheit ein Vorteil sein. Es ist ein Vorteil, dass ein CSMA vorgenommen wird, um sicherzustellen, dass Einheiten nicht gleichzeitig senden.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird ferner eine Fehlerprüfung an den Steuerdaten vorgenommen. Somit besteht eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, dass eine Empfangseinheit, wie ein Host, daher letztendlich korrekte Daten empfangen wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens generiert die elektronische Schaltung gemäß der Erfindung eine zufällige und/oder feste ID-Nummer und sendet diese ID-Nummer über den L/R-Anschluss an einen Host oder eine andere Audio-Komponente oder andere elektronische Schaltung. In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird dies nach dem Hochfahren und vor dem PDM-Audio-Signalbetrieb wenigstens eines der genannten Audio-Elemente oder -Komponenten vorgenommen. Ein Vorteil ist, dass während des Startens einer elektronischen Vorrichtung, die Audio-Komponenten umfasst, der Host oder andere Prozessor, z. B. ein Zentralprozessor, schnell, z. B. in etwa nach einigen Millisekunden, und korrekt darüber informiert werden kann, welcher Typ einer Komponente bereit und verfügbar ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wiederholt im Fall eines Adressenkonflikts der Host den Prozess, bis alle Audio-Komponenten, die mit dem genannten Host in Kommunikation stehen, mit einer Audio-Komponenten-spezifischen einzigartigen Nummer versehen wurden. Dies kann auch durch die Audio-Komponente allein oder durch eine andere Audio-Komponente und/oder elektronische Schaltung vorgenommen werden. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird jede Audio-Komponenten-spezifische eindeutige Nummer im Speicher der genannten elektronischen Schaltung gespeichert.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden alle der Audio-Komponenten von einem Host oder einer Audio-Komponente oder daran angepassten elektronischen Schaltung synchron getaktet. Dies erleichtert die anschließend vorgenommene Signalverarbeitung und reduziert auch die Anzahl von Verarbeitungseinheiten, welche notwendig sind, um die Audio-Daten und die Steuerdaten zu verarbeiten, die von oder zu der Audio-Komponente gesendet werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine Verstärkungssteuerung an jeder einzelnen Audio-Komponente und/oder jedem Satz von Audio-Komponenten vorgenommen. Dies ermöglicht eine automatische Pegelsteuerung (ALC) und ein analoges Mischen, z. B. gesteuert von einem einzigen Host für einige Audio-Komponenten, oder einzeln, was möglich ist, wenn jede Audio-Komponente diesem Host gegenüber getrennt identifiziert wurde.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Zum vollständigeren Verständnis der Offenbarung ist auf die folgende detaillierte Beschreibung und beigeschlossenen schematischen Zeichnungen Bezug zu nehmen, in denen gleiche Bezugszahlen ähnliche Teile bezeichnen:
  • 1A zeigt eine Seitenansicht einer Audio-Komponente gemäß dem Stand der Technik, die eine elektronische Schaltung und ein MEMS-Mikrofon-Element umfasst,
  • 1B zeigt eine Mikrofon-Komponente gemäß dem Stand der Technik, welche ein MEMS-Mikrofon-Element und eine elektronische Schaltung umfasst, die ausgelegt ist, mit einem Host unter Verwendung der fünf PDM-Schnittstellenstifte verbindbar zu sein: DATA, L/R, CLK, VDD und GND,
  • 1C zeigt Datenleitungen, die in einem PDM-Strom getaktet sind, gemäß einem Beispiel des Standes der Technik,
  • 2 zeigt eine Darstellung eines beispielhaften Aufbaus unterschiedlicher Komponenten in elektronischer Ausrüstung gemäß dem Stand der Technik,
  • 3 zeigt eine physische Schicht einer Audio-Komponente zum Streamen von PDM-Daten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
  • 4 zeigt eine physische Schicht eines Schnittstellensystems zum Streamen von PDM-Daten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei das System ferner einen BIAS-Block umfasst, der nicht freigegeben ist,
  • 5 zeigt ein Beispiel eines BIAS-Blocks wie in 4, der eine SINK- und SOURCE-Freigabe implementiert,
  • 6 zeigt eine physische Schicht eines Schnittstellensystems zum Streamen von PDM-Daten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei die Komponente ferner einen freigegebenen BIAS-Block umfasst,
  • 7 zeigt eine grafische Darstellung der Steuerdatenspannung als Funktion der Zeit, welche die Hochfahrphase, die Aufzählprozessphase und die Bereit- oder operationale Phase für das Schnittstellensystem beschreibt,
  • 8A zeigt eine Mikrofon-Komponente gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, welche eine elektronische Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst, die ausgelegt ist, mit einem Host oder einer anderen Audio-Komponente verbindbar zu sein,
  • 8B zeigt eine Lautsprecher-Komponente gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die ausgelegt ist, mit einem Host oder einer anderen Audio-Komponente verbindbar zu sein,
  • 9 zeigt insgesamt vier Mikrofon-Komponenten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die mit einem Host oder einem Schnittstellensystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verbindbar sind, und
  • 10 zeigt einen Rahmenaufbau einer Datensicherungsschicht mit einer CLK-Schicht, DATA-Bit-Schicht und codierten Bit-Schicht.
  • Fachleuten ist klar, dass Elemente in den Figuren der Einfachheit und Klarheit halber veranschaulicht sind. Ferner ist es klar, dass bestimmte Aktionen und/oder Schritte in einer bestimmten Reihenfolge des Auftretens beschrieben oder dargestellt sein können, während Fachleute verstehen, dass eine derartige Spezifität in Bezug auf die Sequenz nicht tatsächlich erforderlich ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Obwohl diese Offenbarung für verschiedene Modifikationen und alternative Formen geeignet ist, sind bestimmte Ausführungsformen als Beispiele in den Zeichnungen gezeigt, und diese Ausführungsformen werden hier detailliert beschrieben. Es ist jedoch klar, dass diese Offenbarung die Erfindung nicht auf die bestimmten beschriebenen Formen beschränken soll, sondern im Gegensatz dazu die Erfindung alle Modifikationen, Alternativen und Äquivalente abdecken soll, die in den Geist und den Umfang der durch die beigeschlossenen Ansprüche definierten Erfindung fallen.
  • Wie oben angegeben, ist der SLIMbus eine komplexere Schnittstellenlösung als die PDM-Schnittstelle, die einen Datenstift für jedes Mikrofonpaar, das mit diesem Bus verbunden wird, und einen gesonderten Stift zur Identifikation jedes bestimmten Mikrofons erfordert. Die PDM-Schnittstelle, d. h. die Pulsdichtemodulations-Schnittstelle, die gegenwärtig für Audio-Anwendungen verwendet wird, unterstützt eine derartige Mikrofonkommunikation nicht.
  • Ein digitaler PDM-Bitstrom wird aus einem Analogsignal durch den Prozess z. B. der Delta-Sigma-Modulation codiert. Dieser Prozess verwendet einen 1 Bit-Quantisierer, der entweder eine 1 oder 0 in Abhängigkeit von der Amplitude des Analogsignals erzeugt. Eine 1 oder 0 entspricht einem Vollausschlagsignal.
  • Damit der Prozessor oder Host versteht, zu welcher Mikrofon-Komponente die alternierenden Bits gehören, wird der Takt der Mikrofon-Komponente, der oft die Hälfte des Takts beträgt, mit dem der serielle Port läuft, mit dem Seriellport-Rahmensynchronisationsstift des Hosts verbunden, und der serielle Port läuft im Unframed-Modus. Der serielle Port beginnt, die Daten von der ersten Anstiegkante des Takts der Mikrofon-Komponente zu empfangen, und dies werden die Daten von der Mikrofon-Komponente sein, deren L/R-Auswahlstift mit VDD kurzgeschlossen ist. Das bedeutet, dass die Mikrofon-Komponente die Daten an der Anstiegkante des Takts treibt. So startet in allen Fällen der Datenstrom innerhalb der Datenpuffer von den Daten von dieser Mikrofon-Komponente, und die Software-Routinen sind so geschrieben, dass Daten von unterschiedlichen Mikrofon-Komponenten getrennt verarbeitet werden.
  • Eine Mikrofon-Komponente umfasst ein Audio-Element 110, wie ein MEMS-Mikrofon-Element, und eine elektronische Schaltung, siehe 1A, wo ein MEMS-Mikrofon-Element in einer physischen Seitenansicht gezeigt ist, wobei ein Bodenloch-Mikrofon 100 in einem Chip mit kleiner Größe vorgesehen ist, der einen Schaltungsaufbau enthält, damit die kombinierte Audio-Komponente 110 in einer PCB integriert oder auf andere Weise darauf vorgesehen ist und Audio-Daten kommuniziert, im PDM-Stil. Aufgrund der begrenzten Größe kann eine begrenzte Anzahl von Verbindungen oder Stiften bei einer derartigen Audio-Komponente angewendet werden. Das MEMS-Mikrofon-Element umfasst eine Basis und eine erste z. B. Membranstruktur 102, die auf der Basis angeordnet ist. Eine zweite Struktur 118 ist auf der ersten Struktur angeordnet, und die zweite Struktur ist ausgelegt, einen ersten Hohlraum zu bilden, und weist wenigstens eine Seitenwand auf, die an der ersten Struktur angebracht ist. Wenigstens ein MEMS 100 ist im Hohlraum angeordnet, und ein erster akustischer Port 120 ist durch die Seitenwand gebildet. Der erste akustische Port 120 sieht einen Durchgangsweg vor, um es Tonenergie zu gestatten, in das MEMS-Audio-Element einzudringen, um vom Audio-Schaltungsaufbau verarbeitet zu werden. Die MEMS-Mikrofon-Komponente 110 kann ein einzelnes MEMS-Element oder ein duales MEMS-Element und eine weitere elektronische Schaltung 114 umfassen. Eine MEMS-Mikrofon-Komponente oder ihre Packung wird oft einfach als „MEMS” im alltäglichen Ausdruck bezeichnet, wird jedoch hier zur Vermeidung einer Verwechslung als MEMS-Mikrofon-Komponente bezeichnet.
  • 1B zeigt eine Audio-Komponente gemäß dem Stand der Technik unter Anwendung der PDM-Schnittstelle, die ein MEMS-Mikrofon-Element und eine elektronische Schaltung in der Form einer ASIC mit insgesamt fünf Stiften umfasst: einem VDD-, einem DATA-, einem CLK-, einem L/R- und einem GND-Stift, und ein digitales PDM-Signal, das einen Audio- oder Toninhalt enthält, am DATA-Stift liefert.
  • In 1C sind als Beispiel modulierte PDM-Daten und der CLK einer bekannten MEMS-Mikrofon-Komponente gezeigt, die mit einem Host oder Prozessor über einen seriellen Port am letzteren über eine Schnittstelle zu verknüpfen ist. Die Mikrofone können die PDM-Daten entweder an der Anstiegkante oder Abfallkante des Takts auf der Basis des Logikpegels am L/R-Stift treiben. Die Schnittstellenverknüpfung einer einzelnen Mikrofon-Komponente wird durch das Liefern desselben Takts im Bereich von 1 bis 4 MHz an die Mikrofon-Komponente und den seriellen Port und das Empfangen der PDM-Daten in den Prozessor vom seriellen Port vorgenommen, während der L/R-Stift an GND oder VDD gebunden bleibt. Um zwei derartige Mikrofon-Komponenten mit einer einzelnen Serien-Port-Datenleitung zu verbinden, kann der L/R-Stift der einen Mikrofon-Komponente direkt an Masse gelegt werden. Der L/R-Stift der anderen Mikrofon-Komponente wird direkt mit VDD verbunden. Dies stellt sicher, dass die Mikrofon-Komponenten Daten an gegenüberliegenden Kanten des Takts treiben. Um den seriellen Port dazu zu bringen, Daten von beiden Mikrofon-Komponenten zu empfangen, können die Mikrofon-Komponenten auf die Hälfte der Rate des Takts getaktet werden, mit dem der serielle Port läuft. Die Mikrofon-Komponente moduliert Audio-Signale in Bezug auf den ihr zugeführten Takt. Für eine Schnittstelle mit zwei Mikrofon-Komponenten werden die Daten innerhalb des Empfangspuffers Bit für Bit verschachtelt. Das bedeutet, dass jedes alternierende Bit zu derselben Mikrofon-Komponente gehört. Die Zeiteinstellung von Daten, die von den Mikrofon-Komponenten im Stand der Technik getrieben werden, in Bezug auf den Takt basiert auf dem L/R-Stift der Mikrofon-Komponente gemäß einer einzelnen Verwendung der PDM-Schnittstellenstifte. Wenn der L/R-Stift an den GND-Stift gebunden ist, werden die Daten an der Anstiegkante des Takts getrieben. Wenn der L/R-Stift an den VDD-Stift gebunden ist, werden die Daten an der Abfallkante des Takts getrieben.
  • In 2 ist eine elektronische Audio-Ausrüstung gezeigt, z. B. ein PDA mit einigen Audio-Elementen, wie digitalen oder analogen Lautsprechern, Kopfhörergarnituren und Mikrofonen.
  • Die genannte Ausrüstung kann vorteilhaft mit einer oder mehreren elektronischen Schaltungen gemäß der Erfindung für jedes Audio-Element versehen oder umgebaut werden, wobei Audio-Nebenkomponenten gemäß der Erfindung in einem System gemäß der Erfindung das alternative Schnittstellensystem vorsehen, das im Folgenden beschrieben wird.
  • Es ist eine elektronische Schaltung zum Streamen von PDM-Daten von oder zu wenigstens einem Audio-Element vorgesehen. Die genannte elektronische Schaltung umfasst einen Versorgungsanschluss zum Empfangen eines VDD-Potenzials, der hier als VDD-Anschluss bezeichnet wird, eine Erdanschluss, der hier als GND-Anschluss bezeichnet wird, zum Empfangen eines Potenzials, das numerisch niedriger ist als das genannte VDD-Potenzial, einen Taktanschluss, der hier als CLK-Anschluss bezeichnet wird, zum Empfangen eines Taktsignals mit wenigstens einem hohen und einem niedrigen Teil, einen DATA-Anschluss zum Kommunizieren der genannten Audio-Daten im PDM-Format zu oder von einem Host und/oder einer anderen derartigen elektronischen Schaltung, und einen L/R-Anschluss zum Empfangen eines DC-Potenzials, das angibt, ob im Wesentlichen synchron mit dem genannten hohen Teil oder genannten niedrigen Teil des genannten Taktsignals zu kommunizieren ist. Die genannte elektronische Schaltung umfasst ferner eine I/O-Schaltung, die ausgelegt ist, Steuerdaten über den genannten L/R-Anschluss zu kommunizieren. Die genannten Steuerdaten können Digitalsignale sein, die so angepasst sind, dass ein Host oder eine andere Komponente in der Lage sein kann, diese Daten zu interpretieren, z. B. wie digitale ID-Nummern, welche die Audio-Komponente identifizieren, und/oder Logiksignale zum Ziehen oder Schieben von Host-Befehlen oder dgl., und/oder digitale Informationen, von denen ansonsten beabsichtigt wird, dass sie die Kommunikation mit dem Host oder der andren Komponente verbessern, wie im Stand der Technik bekannt ist.
  • Eine digitale Audio-Komponente zum Streamen von PDM-Daten von oder zu wenigstens einem Audio-Element umfasst wenigstens eine elektronische Schaltung gemäß der Erfindung, die ausgelegt ist, mit einem Host und/oder wenigstens einer anderen Audio-Komponente verbindbar zu sein, und bei welcher das genannte wenigstens eines Audio-Element mit der genannten elektronischen Schaltung zum Senden des Audio-Signals, das in einen PDM-Datenstrom umzuwandeln ist, und/oder zum Empfangen des PDM-Datenstroms, der in ein Audio-Signal umzuwandeln ist, verbunden ist.
  • Ein Schnittstellensystem zum Streamen von PDM-Daten von oder zu wenigstens einem Audio-Element mit wenigstens einer Audio-Komponente gemäß der Erfindung umfasst ferner einen Host mit einem Steuerdaten-Port, bei welchem der L/R-Anschluss der wenigstens einen Audio-Komponente mit VDD oder GNS über wenigstens ein DC-Element verbunden ist, und der L/R-Anschluss der ersten Audio-Komponente mit dem Steuerdaten-Port des Hosts über wenigstens ein AC-Element verbunden ist.
  • Demgemäß ist der L/R-Stift in einer Ausführungsform mit einem Sperrfilter verbunden, um das elektrische Spannungspotenzial Vo zu stabilisieren, wie in 1 ersichtlich. Das Schnittstellensystem ist durch eine physische Schicht gekennzeichnet, sowie durch eine Datensicherungsschicht, wie hier an anderer Stelle diskutiert.
  • In 3 ist eine physische Schicht für eine Ausführungsform gezeigt, wobei der L/R-Stift auf Vo hochgezogen wird, indem er mit einem elektrischen Potenzial VDD, das höher ist als GND, durch ein externes DC-Element, einen Widerstand R, der dann als Hochziehwiderstand bezeichnet wird, mit einem vorherbestimmten Widerstandswert, verbunden wird. Alternativ dazu könnte der L/R-Stift schwebend gelassen werden oder heruntergezogen werden, indem er mit dem elektrischen Potenzial GND durch den Widerstand R mit demselben oder einem anderen Wert verbunden wird, der so als Herunterziehwiderstand bezeichnet wird. Wie aus dem elektronischen Schaltbild von 3 ersichtlich ist, ist es unvorteilhaft, den L/R-Anschluss direkt an GND oder VDD zu binden, da dies zu einem Kurzschließen dieses Stifts führen wird, d. h. den Kommunikationskanal effektiv kurzschließt.
  • In 3 ist das Mikrofon-Element I/O, das hochgezogen wird, mit dem COM-Port eines Hosts (nicht gezeigt) durch ein AC-Element verbunden. Das AC-Element ist ein kapazitives Element, d. h. ein externer Kondensator C mit einem vorherbestimmten Kapazitäts- und/oder Induktanzwert. Somit überlagert die Kommunikationsschnittstelle zum Senden oder Empfangen von Steuerdaten die DC-Pegel an den L/R-Stiften mit der gesendeten Sequenz.
  • Somit zeigt 3 ein Sperrfilter mit einer Zeitkonstante und einer Sperrfrequenz. Um die Werte der Reaktanz zu bestimmen oder auszuwählen, d. h. der Kapazität C und des Widerstands, d. h. den Widerstandswert R, gibt es einige allgemein für das System anzustellende Überlegungen: a) den statischen Stromverbrauch A beim Ziehen des L/R-Stifts auf Vo durch VDD oder GND oder ein anderes Potenzial, b) die für das System ausgewählte Startzeit zum Einstellen des L/R-Werts, d. h. die Startzeit nach einem Hochfahren, und c) die erhaltene Sperrfilterfrequenz in Abhängigkeit von der Busanwendung und Kommunikationsgeschwindigkeit, die für das Systen und/oder für die Kommunikation COM zu oder von dem Host möglich oder gewünscht sind.
  • Die in 3 gezeigte Kapazität C ist eine Anzeige einer parasitären Kapazität, die oft mit derartigen digitalen elektronischen Schaltungen assoziiert ist, z. B. wenn sie auf Platten vorgesehen sind, welche C typischerweise in der Größenordnung von etwa 10 bis etwa 500 pF sein kann.
  • Ein typischer Wert, der zum Vorsehen eines derartigen Sperrfilters verwendet wird, kann ein Stromverbrauch in der Größenordnung von weniger als 100 Mikroampere, vorzugsweise weniger als 50 Mikroampere, am meisten bevorzugt um 5 bis 10 Mikroampere sein. Startzeiten könne gemäß der Anwendung gewählt werden, z. B. beispielsweise um die Startzeit zu koordinieren, um den für den Host angewendeten Startzeiten zu entsprechen, z. B. so dass die ersten Signale von der Audio-Komponente den Host entweder vor, gleichzeitig mit oder nach dem Hochfahren des Hosts erreichen. Startzeiten zum Einstellen des L/R-Potenzialwerts variieren, können aber in der Größenordnung von oft weniger als 100 Millisekunden liegen. Der ausgewählte erhaltene Frequenzinhalt eines derartigen Busses kann in der Größenordnung von etwa 100 kHz liegen.
  • Beispielwerte für ein Sperrfilter: entsprechende Werte von A, Startzeit und somit C und R zum Vorsehen eines Sperrfilters, wie in 3 gezeigt, können dann wie folgt ausgewählt werden: Stromverbrauch 10 Mikroampere, Startzeiten von etwa 5 bis 10 Millisekunden. Die von den Werten von C und R ausgeregelte Sperrfilterfrequenz ist vorzugsweise nicht hoch, was es dem Bus ermöglicht zu kommunizieren, so wird eine Sperre um 10 kHz als Beispiel verwendet. Dies führt beispielsweise zu einem Hochzieh/Herunterziehwiderstandswert R von 100 Kiloohm, was zu einem maximalen Energieverbrauch entsprechend etwa VDD/2 führt, falls der Spitze-Spitze-Wert der Signalwerte des Busses gleich VDD ist. Falls VDD = 1,8 V, beträgt so dann der Stromverbrauch 9 Mikroampere. Wenn ein kleinerer Signalhub gewählt wird, ist das Ergebnis ein niedrigerer Stromverbrauch. Wenn die Sperrfrequenz mit 1 kHz gewählt wird, führt dies zu einem Kondensatorwert von 1,6 nF. Die Zeitkonstante des Filters wird dann 100 kHz × 1,6 nF = 160 Millisekunden. Für einen 1 Ausregelfehler bedeutet dies, dass die erhaltene Ausregelzeit etwa 737 Mikrosekunden beträgt, d. h. sowohl die Ausregelzeit als auch die Sperrfrequenz werden ungefähr zwei Dekaden niedriger.
  • Einige andere Lösungen, wie wohlbekannt ist, sind zum Schwebenlassen oder Ziehen der L/R-Stifte, z. B. durch andere Filtertypen und/oder Signalsteuerschaltungen, verfügbar. Es kann jedoch ein Vorteil sein, ein derartiges einfaches, jedoch effektives Sperrfilter vorzusehen, um Komponenten- und Ausrüstungsherstellungskosten zu reduzieren, und gleichzeitig dennoch eine hochentwickelte Datenkommunikation zwischen z. B. einer Audio-Komponente und dem Host vorzusehen.
  • Da eine solche AC-Kopplung des Filters dazu tendiert, den DC-Wert zu entfernen, und das COM-Signal VDD/2 um entweder VDD oder GND zentriert, umfasst in einer Ausführungsform des Schnittstellensystems dieses ferner eine Vorspannungssteuerung oder einen Vorspannungsblock, was zu bevorzugen ist, wenn z. B. zwei Audio-Komponenten vorgesehen sind, entweder innerhalb einer Komponente oder als zwei getrennte Audio-Komponenten, die jeweils ein Audio-Element umfassen. Dies dient dazu, das COM-Signal in einer Form vorzusehen, die Standard-Hosts lesen können, d. h. ein digitales Standard-I/O-Signal oder Vollausschlagsignal.
  • 4 bis 7 zeigen ein Beispiel, wie eine derartige Vorspannungssteuerung zwischen zwei Audio-Komponenten, z. B. ähnlichen Audio-Komponenten MIC 1 L und MIC 1 R, ausgelegt sein kann.
  • 4 zeigt im unteren Teil davon, wie das COM-Signal von MIC 1 L um VDD/2 nach dem Sperrfilter verschoben wird, um um VDD anstatt um VDD/2 zentriert zu sein. Das DC-Potenzial wird hier mit einem Hochziehwiderstand Rpu am Empfangsende zu VDD gezogen. Der Vorspannungsblock VDD/2 wird, wie im oberen Teil von 4 gezeigt, vorgesehen, er wird jedoch nicht freigegeben, veranschaulicht durch den offen gelassenen Schalter S1. Andere Arten, um eine derartige Vorspannungssteuerung vorzusehen, sind bekannt, z. B. unter Verwendung rein resistiver Komponenten.
  • Im vorliegenden Fall, wie in 5 gezeigt, ist ein Vorspannungsblock-Diagrammelement vorgesehen, wie im oberen Teil der Figur gezeigt, das beispielsweise die wie im unteren Teil der Figur beschriebenen Elemente umfasst. Der Vorspannungsblock umfasst eine spannungsgesteuerte Stromquelle, die von einer Niederfrequenzschleife gesteuert wird. Die Differenzialtranskonduktanzstufe, Gm, vergleicht VDD/2 mit der tiefpassgefilterten Version des Ausgangs und passt dadurch demgemäß die Spannung an die Gm-Stufe an, die entweder als Stromsenke oder Stromquelle wirkt. Der DC-Wert des Busses kann beispielsweise mit einem RC-Filter, Cbias und Rbias, extrahiert werden, welche Zeitkonstante ausgewählt wird, groß zu sein, um die COM-Signalübertragung am Bus nicht zu beeinträchtigen. Die Fähigkeit des Vorspannungsblocks zur Verschiebung zur Stromsenke oder Stromquelle kann dann durch die Schalter S2 und S3 gesteuert werden, die jeweils zwischen VDD und GND in der Gm-Stufe eingesetzt sind. Wenn z. B. der Vorspannungsblock im SOURCE-Modus sein soll, wie wenn der Bus mit einem externen Widerstand auf das Erdpotenzial gezogen wird, dann kann der Schalter S2 geschlossen werden, und der Schalter S3 kann geöffnet werden. Im Fall des SINK-Modus gilt das Gegenteil.
  • Während der Implementation eines derartigen Vorspannungsblocks durch das Schließen des Schalters Si, siehe 6, ist am unteren Teil der Figur gezeigt, wie das Signal COM am Empfangsende verschoben wird, um um VDD/2 zentriert zu sein, wenn der Vorspannungsblock durch das Schließen des Schalters s1 freigegeben wird. In diesem Fall wird, wenn ein Hochziehwiderstand zu dem Bus hinzugefügt wird, der Vorspannungsblock dann im SINK-Modus vorgesehen. Im entgegengesetzten Fall, wenn ein Herunterziehwiderstand hinzugefügt wird, wird dann der Vorspannungsblock im SOURCE-Modus vorgesehen. Diese Konfiguration stellt sicher, dass einige Vorspannungsblöcke parallel gekoppelt werden können, ohne einen Konflikt zu verursachen.
  • In 7 ist gezeigt, wie das COM-Signal am Bus am Empfangsende mit der Zeit gegenüber einem System variiert, das mit einem freigegebenen Vorspannungsblock versehen ist, d. h. S1 ist geschlossen. Zuerst gibt es eine kurze Periode, beginnend ab T0, in der die Audio-Komponente hochfährt. Nach T1 gibt es eine Phase, in der die L/R-Auswahl für die zwei Elemente/Komponenten vorgesehen wird, während welcher Periode der Vorspannungsblock freigegeben wurde, dann in T2 tritt er in die Aufzählprozessphase ein, und nach T4 ist der Bus schließlich bereit, die COM-Signale oder Signale zu senden/empfangen. T1, T2, T3 und T4 können gemäß dem Typ der Komponente, Host oder PDM-Dateninhalt geeignet ausgewählt werden und können in der Größenordnung von etwa 1 ms bis 1000 ms, wie 100 Millisekunden, liegen.
  • In 8A und 8B sind beispielhafte Audio-Komponenten gemäß der Erfindung gezeigt, jeweils eine Mikrofon-Komponente 10A und eine Lautsprecher-Komponente 10B. In 8A umfasst die Mikrofon-Komponente 10A ein Mikrofon-Element 12 und eine elektronische Schaltung 14A gemäß der Erfindung, die fünf Stiftanschlüsse wie oben definiert vorsieht, einen VDD-, einen DATA-, einen CLK-, einen L/R- und einen GND-Stift, und liefert ein digitales PDM-Signal, das einen Audio- oder Toninhalt enthält, am DATA-Stift. In 8B umfasst die Lautsprecher-Komponente 10B ein Lautsprecher-Element 16 und eine elektronische Schaltung 14B gemäß der Erfindung, die fünf Stiftanschlüsse wie oben definiert vorsieht, einen VDD-, einen DATA-, einen CLK-, einen L/R- und einen GND-Stift, und liefert ein digitales PDM-Signal, das einen Audio- oder Toninhalt enthält, am DATA-Stift. Das PDM-Signal wird hier vom Host zum DATA-Stift empfangen, im Gegensatz zu 8A, wo das PDM-Signal vom DATA-Stift zum Host gesendet wird.
  • In 8A umfasst die elektronische Schaltung 14A gemäß der Erfindung, die in einer vorteilhaften Ausführungsform eine ASIC umfasst, eine Ladungspumpe 142, die mit einem ersten Ausgangsschenkel des Mikrofon-Elements 12 verbunden ist, einen Verstärker 144A, der mit einem zweiten Ausgangsschenkel des Mikrofon-Elements 12 verbunden ist, um Eintrittspunkte des Analogsignals vom Mikrofon-Element 12 vorzusehen. Die elektronische Schaltung umfasst ferner einen A/D-Wandler, wie einen Sigma-Delta-Modulator 146, der mit dem Verstärker 144 verbunden ist, zum Umwandeln des analogen Ausgangssignals vom Mikrofon-Element 12 in das digitale PDM-Signal, das vom DATA-Stift zu einem Host (nicht gezeigt) gestreamt wird. Der Protokollblock 150 umfasst in einer Ausführungsform einen Speicher 152 und einen Zufallszahlengenerator 154. Der Block 150 ist über I/O-Ports mit Steuerdaten am L/R-Stift verbunden und ist so für eine Steuerdatenkommunikation ausgelegt, z. B. zum Empfangen und/oder Senden von Steuerdaten von einem Host (nicht gezeigt) oder einer anderen Audio-Komponente gemäß der Erfindung.
  • In 8B umfasst die elektronische Schaltung 14B gemäß der Erfindung, die in einer vorteilhaften Ausführungsform eine ASIC umfasst, einen Vorverstärker 144B, der mit dem ersten und zweiten Eingangsschenkel eines Lautsprecher-Elements 16 verbunden ist, um Austrittspunkte des Analogsignals zum Lautsprecher-Element 16 vorzusehen. Die elektronische Schaltung umfasst ferner einen D/A-Wandler 148, der mit dem Vorverstärker 144B verbunden ist, zum Umwandeln des eingegebenen gestreamten digitalen PDM-Signals, das zum Lautsprecher-Element 16 geht und von einem Host (nicht gezeigt) über den DATA-Stift an die Lautsprecher-Komponente/elektronische Schaltung geliefert wird, in ein Analogsignal. Wie in 8A, umfasst der Protokollblock 150 in einer Ausführungsform einen Speicher 152 und einen Zufallszahlengenerator 154. Der Block 150 ist über I/O-Ports mit Steuerdaten am L/R-Stift verbunden und ist so für eine Steuerdatenkommunikation ausgelegt, z. B. zum Empfangen und/oder Senden von Steuerdaten von einem Host (nicht gezeigt) oder einer anderen Audio-Komponente gemäß der Erfindung.
  • In 9 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform gezeigt, wo die erfindungsgemäße elektronische Schaltung und/oder Audio-Komponente in einem Audio-Komponentensystem verbunden sind. 9 zeigt ein System gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, das eine Kombination von zwei Sätzen von Audio-Komponenten, z. B. vier ähnliche digitale miniaturisierte Mikrofon-Komponenten des MEMS-Typs, mit einem Host verbindet.
  • 9 zeigt, z. B. in einem ersten kombinierten Satz, ähnliche Typen von Mikrofon-Komponenten MIC 1 L und MIC 2 R gemäß der Erfindung, die zum Streamen von PDM-Daten von jeder Komponente auf einen gemeinsamen DATA1-Port an einem Host (nicht gezeigt) kombiniert werden. In einem zweiten kombinierten Satz werden ähnliche Typen von Mikrofon-Komponenten MIC 3 L und MIC 4 R gemäß der Erfindung zum Streamen von PDM-Daten von jeder Komponente auf einen gemeinsamen DATA2-Port an demselben oder einem anderen Host (nicht gezeigt) kombiniert. Die PDM-Daten werden gemäß der L/R-Stiftauswahl zum Host gestreamt. Die L/R-Stifte der Komponenten MIC 1 L bzw. MIC 3 L werden auf ein gemeinsames erstes elektrisches Potenzial VDD gezogen, wobei ein gemeinsames DC-Element R verwendet wird. Ferner werden die L/R-Stifte der Komponenten MIC 2 R bzw. MIC 4 R auf ein gemeinsames zweites elektrisches Potenzial an einer ersten Seite eines AC-Elements, eines kapazitiven Elements C, gezogen, dessen gegenüberliegende Seite mit dem ersten elektrischen Potenzial VDD verbunden ist. Dies sieht tatsächlich eine Sperrfilterkonfiguration vor. Durch das Vorsehen von Steuerdaten an jedem der vorgesehenen L/R-Stife gestattet es eine derartige Konfiguration, dass Steuerdaten von jeder Audio-Komponente einzeln gesendet und von einem Host empfangen werden, oder umgekehrt, zur weiteren Verarbeitung. Diese Systemkonfiguration gestattet so eine einzelne Datenkommunikation zwischen einem Host und jeder Audio-Komponente. Es ist auch zu beachten, dass so viele weitere Audio-Komponenten 5....N wie man möchte zum System hinzugefügt werden können, vorausgesetzt es liegt eine Anzahl N von Signaldaten-Ports oder Daten-Ports (DATA N) an dem Host oder den Hosts im System vor. Dies erfordert demgemäß, dass ein Minimum an Verbindungsoperationen, wie Lötoperationen, vom Ausrüstungshersteller vorzunehmen ist, wenn das Audio-System montiert wird. Auch sind die externen elektronischen AC- und DC-Elemente im Handel leicht erhältlich. Alternativ dazu oder gemeinsam damit können andere Filteraufbauten vorgesehen werden, wie bekannt ist, die ein derartiges stabiles Ziehen der Potenziale auf unterschiedliche Pegel vorsehen.
  • Tatsächlich wird durch die Erfindung eine alternative PDM-Schnittstelle, d. h. eine Erweiterung der derzeit angewendeten PDM-Schnittstelle, vorgesehen, die durch eine elektronische Schaltung gemäß der Erfindung ermöglicht wird, wobei der L/R-Anschluss auch als Kommunikationsschnittstelle verwendet wird, während gleichzeitig die Audio-Komponente rückwärtskompatibel mit dem derzeitigen PDM-Schnittstellen-Standard gemacht wird. Die derzeitige PDM-Schnittstelle arbeitet, indem entweder L/R mit VDD oder mit GND verbunden wird. Diese Verwendung des L/R-Anschlusses für Steuerdaten gestattet es, dass die Audio-Komponente, z. B. eine Mikrofon-Komponente, rückwärtskompatibel mit bekannten PDM-Schnittstellen ist. Es kann auch verstanden werden, dass rückwärtskompatibel bedeutet, dass eine elektronische Schaltung oder eine Audio-Komponente gemäß der Erfindung gemeinsam mit nicht-erfindungsgemäßen Audio-Komponenten, welche die bekannte PDM-Schnittstelle implementieren, d. h. sie senden keine Steuerdaten an ihrem L/R-Anschluss, mit geringer oder keiner Modifikation kooperieren kann.
  • Eine Anzahl von Audio-Komponenten und ein einzelner Host können unter Verwendung desselben Protokolls auf einem seriellen Bus kommunizieren, wobei eine oder mehrere Komponenten und ein Host allgemein ausgedrückt als Kommunikationseinheit bezeichnet werden. Beliebige zwei Einheiten können unter Verwendung einer Punkt-zu-Punkt-Kommunikation direkt kommunizieren, wobei jede Einheit auf dem Bus eine einzigartige Adresse dafür aufweist, wie sie der Komponente zugewiesen werden kann, z. B. Adresse 1...14, und dem Host wird die Adresse 0 zugewiesen, wobei die Adresse den Komponenten während eines Aufzählprozesses zugewiesen wird, siehe unten. So kann eine beliebige Einheit mit allen anderen Komponenten gleichzeitig unter Verwendung eines Rundsendens kommunizieren, z. B. wird die Adresse 15 verwendet, um dies anzuzeigen.
  • Andere Beispiele von Audio-Elementen, die ein Teil der Audio-Komponente gemäß der Erfindung sein können, umfassen, jedoch nicht ausschließlich, ein Lautsprecher-Element, ein Empfänger-Element, ein Silizium-Empfänger-Element auf MEMS-Basis, ein duales Empfänger-Element, ein Elektret-Mikrofon-Element, ein dynamisches Mikrofon-Element, ein Silizium-Mikrofon-Element auf MEMS-Basis, ein duales Mikrofon-Element, ein verbundenes Mikrofon- und Empfänger-Element, in Abhängigkeit von den gewünschten Anwendungen. Die elektronische Schaltung gemäß der Erfindung kann eine elektronische Integrationsschaltung (IC) sein, z. B. eine ASIC eines beliebigen geeigneten Typs, und kann wenigstens eines oder Kombinationen von der Auswahl eines Verstärkers, eines Kondensators, eines Widerstands, eines Induktors oder anderen passiven Elements, digitalen I/O-Ports, D/A- und A/D-Wandlern, Logik-Ports, programmierbaren Elementen und dgl. in Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung umfassen. Es ist klar, dass ein oder mehrere Audio-Elemente und ein oder mehrere elektronische Elemente in einer Audio-Komponente gemäß der Erfindung enthalten sein können. Das Audio-Element und die elektronische Schaltung können in einen einzelnen Chip integriert werden. Alternativ dazu kann das Audio-Element mit der elektronischen Schaltung durch Drähte oder Schweißverbindungen oder auf andere bekannte Weise verbunden werden.
  • In 10 ist ein Beispiel gezeigt, wie eine Rahmenstruktur der Steuerdaten in der Datenversicherungsschicht einer elektronischen Schaltung und ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verkörpert sein können, wobei ein Flag oder ein Header zum Signalisieren des Starts des Rahmens von 8 Bits, Nutzinformationen für die Adresse, Steuerung und die Daten von 8 Bits und eine CRC zur Fehlerdetektion von 8 Bits vorgesehen sind, wie hier beschrieben.
  • Eine Leitungscodierung wird vorgenommen, da die Rahmendaten durch z. B. Kondensatoren in der physischen Schicht zu senden sind. Ein beliebiger DC-Signalinhalt (Niederfrequenzinhalt) in den Rahmendaten kann entfernt werden, um eine Grundlinienschwankung zu vermeiden. Dies wird durch das Codieren der Rahmendaten unter Verwendung eines der folgenden Schemata erzielt: die komplexere 8B/10B-Codierung oder Manchester-Codierung.
  • 8b/10b ist ein Leitungscode, der 8 Bit-Symbole in 10 Bit-Symbole mappt, um einen DC-Ausgleich und begrenzte Disparität zu erzielen, und dennoch genügend Zustandsänderungen vorzusehen, um eine annehmbare Taktrückgewinnung zu gestatten. Dies bedeutet, dass die Differenz der Zählung von 1en und 0en in einer Folge von wenigstens 20 Bits nicht mehr als 2 beträgt, und dass es nicht mehr als fünf 1en oder 0en in einer Reihe gibt. Dies hilft, die Anforderung einer niedrigeren Bandbreitengrenze des Kanals zu reduzieren, die für die Übertragung des Signals notwendig ist.
  • Der Manchester-Code (auch als Phasencodierung oder PE bekannt) ist ein Leitungscode, bei dem die Codierung jedes Datenbits wenigstens einen Übergang aufweist und die gleiche Zeit einnimmt. Er hat daher keine DC-Komponente und ist selbsttaktend, was bedeutet, dass er induktiv oder kapazitiv gekoppelt werden kann, und dass ein Taktsignal aus den codierten Daten zurückgewonnen werden kann.
  • Ein Vielfachzugriff mit Leitungsüberwachung (CSMA) ist ein stochastisches Medienzugriffssteuerungs(MAC)-Protokoll, bei dem ein Knoten das Fehlen eines anderen Verkehrs vor dem Senden auf einem gemeinsam genutzten Transmissionsmedium, wie einem elektrischen Bus, oder einem Band des elektromagnetischen Spektrums verifiziert. „Leitungsüberwachung” beschreibt die Tatsache, dass ein Sender die Rückkopplung von einem Empfänger verwendet, der eine Trägerwelle vor dem Sendeversuch detektiert. Das heißt, er versucht das Vorliegen eines codierten Signals von einer anderen Station zu detektieren, bevor er versucht zu senden. Wenn ein Träger abgefühlt wird, wartet die Station auf die Beendigung der laufenden Transmission, bevor sie ihre eigene Transmission initiiert. „Vielfachzugriff” beschreibt die Tatsache, dass mehrfache Stationen auf dem Medium senden und empfangen. Transmissionen durch einen Knoten werden allgemein von allen anderen Stationen, die das Medium verwenden, empfangen.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird eine Medienzugriffssteuerung, z. B. ein 1-persistenter CSMA, vorgenommen. Dies kann hier wegen seiner Einfachheit interessant sein. Es ist ein Vorteil, wenn ein CSMA vorgenommen wird, um sicherzustellen, dass Einheiten Steuerdaten nicht gleichzeitig senden.
  • Eine Anzahl von Einheiten kommuniziert miteinander unter Verwendung einer einzelnen Leitung, z. B. zweckmäßig des bestehenden L/R-Stifts. Es ist ein Vorteil, dass eine beliebige Einheit eine Transmission zu jeder Zeit ohne jegliche Gesamtkoordination initiieren kann. Um die Dinge einfach zu halten, wird ein Zeitmultiplexen (TDM), wie es im SLIMbus-Standard vorgesehen ist, nicht verwendet, ansonsten kann es möglich sein, auch dieses anzuwenden. Dies ist jedoch hier zweckmäßig nicht notwendig, da Steuerdaten (ereignisgesteuert) und Audio-Daten (Echtzeit-Streamen) nicht in einem einzelnen Bus gemischt werden.
  • Eine zyklische Redundanzprüfung (CRC) kann vorgenommen werden, die ein Fehlerdetektionscode ist, der ausgebildet ist, zufällige Änderungen an rohen Computerdaten zu detektieren, und üblicherweise in digitalen Netzen und Speichervorrichtungen, wie Festplattenlaufwerken, verwendet wird. Eine CRC-freigegebene Komponente berechnet eine kurze Binärsequenz mit fester Länge, die als Prüfwert oder (ungeeignet) die CRC bekannt ist, für jeden Datenblock, der zu senden oder zu speichern ist, und hängt ihn an die Daten an, wobei ein Codewort gebildet wird. Wenn ein Codewort empfangen oder gelesen wird, vergleicht die Komponente entweder ihren Prüfwert mit einem frisch berechneten vom Datenblock oder nimmt äquivalent eine CRC an dem gesamten Codewort vor und vergleicht den erhaltenen Prüfwert mit einer erwarteten Restwertkonstante. Wenn die Prüfwerte nicht übereinstimmen, dann enthält der Block einen Datenfehler, und die Komponente kann eine korrektive Aktion vornehmen, wie erneutes Lesen oder Anfordern des erneuten Sendens des Blocks, ansonsten wird angenommen, dass die Daten fehlerfrei sind, obwohl sie mit einer geringen Wahrscheinlichkeit undetektierte Fehler enthalten können; was die grundsätzliche Natur einer Fehlerprüfung ist.
  • In einer Ausführungsform gemäß der Erfindung wird ferner eine Fehlerprüfung an den Steuerdaten vorgenommen. In 10 ist ein Beispiel der Rahmenstruktur der Steuerdaten in einer elektronischen Schaltung und eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt, wobei ein Flag oder ein Header zum Signalisieren des Starts des Rahmens von 8 Bits, Nutzinformationen für die Adresse, Steuerung und die Daten von 8 Bits und eine CRC zur Fehlerdetektion von 8 Bits vorgesehen sind. Ein Fehler wird unter Verwendung des CRC-Felds des Rahmens detektiert. RX prüft auf Fehler im empfangenen Rahmen und ignoriert ihn, wenn er einen Fehler enthält. Eine Empfangseinheit sendet das gleiche Signal wie die Sendeeinheit, wobei die Sendeeinheit erneut senden wird, solange sie Fehler detektiert. So wird daher eine Empfangseinheit letztendlich korrekte Daten empfangen. Alternative oder andere Fehlerprüfungen sind im Stand der Technik verfügbar, die am System und durch das Verfahren gemäß der Erfindung vorgenommen werden können.
  • Alle der Audio-Komponenten am Bus können vom Host synchron getaktet werden, wobei der Sendetakt (TX) vom Host-Takt (SCK) durch ein ganzzahliges Verhältnis abgeleitet wird, und der Empfangstakt (RX) von einem anderen Takt, z. B. dem seriellen Takt (SCK), durch ein ganzzahliges Verhältnis abgeleitet wird. Der Takt kann alternativ dazu von einer Taktvorrichtung, einem anderen Host oder einer anderen Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung empfangen werden.
  • Eine spezielle Überlegung beim Bau einer Audio-Systemausrüstung, die eine Schnittstellenkommunikation ermöglicht, ist der Aufzählprozess, in dem jede Mikrofon-Komponente mit einer einzigartigen Adresse, z. B. verknüpft mit ihrer spezifischen physischen Position auf der Platte, d. h. auf der das Audio-System umfassenden elektronischen Vorrichtung, versehen wird. Dies ist nicht nur ein Teil eines Identifikationsprozesses, wie allgemein bekannt ist, bei dem Komponenten sich selbst ankündigen, dass die vorhanden sind. Dies steht auch in direktem Zusammenhang mit der genauen physischen Position jeder Komponente in Bezug auf die anderen Audio-Komponenten auf der Platte und in Bezug auf die Tonquelle, wie die Person, welche die elektronische Vorrichtung verwendet. Dies ist ein Vorteil, da, wenn vom Host die nachfolgende Signalverarbeitung der Signale von jeder Komponente vorgenommen wird, wie eine Reduktion von Rauschpegeln oder die Echoentfernung, ein annehmbares Ergebnis vorgesehen wird, wenn die physische Position jeder Komponente bekannt ist, d. h. Distanz, oben oder unten, links oder rechts voneinander, Größe und Verstärkung, und insbesondere in Bezug auf eine Tonquelle.
  • Diesen Positionsaufzählprozess kann man durch das Betrachten einer Schulklasse veranschaulichen, in der es nicht nur wichtig ist, dass sich jeder Schüler (oder jede Komponente) mit dem Namen (ID-Nummer) identifiziert, sondern auch dass jeder Schüler seine Hand hebt (ID-Nummer senden), wenn er dazu aufgerufen wird, so dass der Lehrer (Host) in der Lage sein kann zu sehen, ob der Schüler sitzt, wie sein/ihr Name ist, und wer er/sie ist und was er/sie kann, so dass der Lehrer (Host) den Schüler (Komponente) gemäß den Wünschen des Lehrers einsetzen, testen oder einordnen kann.
  • Um die exakte physische Position zu identifizieren, d. h. die Identität jeder Komponente, kann der Host alle Komponenten außer einer stummschalten. Dies ermöglicht es dann dem Host zu identifizieren, mit welcher Datenleitung die Komponente verbunden ist, und auf welcher Taktphase. Dies wird wiederholt, bis Anschlussmöglichkeiten für alle Komponenten identifiziert wurden.
  • Als Alternative schaltet sich jede Audio-Komponente bis zu einer zufälligen Zeit nach dem Hochfahren selbst stumm. Diese zufällige Zeit kann durch einen Zufallsgenerator in jeder Audio-Komponente eingestellt werden. Wenn die Audio-Komponente präsent wird, d. h. durch das Starten des Sendens von PDM-Daten, dann weist der Host eine Adresse zu, indem ein Befehl auf dem Bus ausgesendet wird, dass der Audio-Komponente, die gerade präsent wurde, eine spezifische Adresse zugewiesen wurde.
  • In einer Ausführungsform, z. B. während des Starts, generiert jede Mikrofon-Komponente gemäß der Erfindung, z. B. die elektronische Schaltung darauf oder darin, eine Zufallsidentifikationsnummer, z. B. durch die Verwendung eines Zufallszahlengenerators, wie eines 16 Bit-Generators, und sendet diese über den L/R-Anschluss zu einem Host. Im Fall eines Adressenkonflikts wiederholt der Host den Prozess, bis alle Audio-Komponenten, die mit dem genannten Host in Kommunikation stehen, eine Audio-Komponenten-spezifische einzigartige Nummer haben.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Zufallszahlengenerator durch den Ausgang des analogen Sigma-Delta-Modulators vorgesehen, der in der elektronischen Schaltung bereits vorhanden ist. So wird die Anzahl von Elementen in der elektronischen Schaltung niedrig gehalten. Ferner wurde festgestellt, dass, falls alle Audio-Komponenten mit dem gleichen Typ eines Zufallszahlengenerators ausgestattet werden, sie dazu tendieren, wenigstens einige Komponenten-ID-Nummern zu liefern, die ähnlich sind. So liefert Sigma-Delta ein Zufallssignal, das für diese Anwendung mehr als geeignet ist.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Zufallsgenerierung von Komponentenadressen vorgesehen. Jede Komponente oder elektronische Schaltung enthält z. B. einen 16 Bit-Zufallsgenerator, der verwendet wird, um eine 16 Bit-Adresse zu generieren. Im Fall eines Konflikts startet der Host den Aufzählprozess neu. Nachdem jede Komponente eine einzigartige Adresse erhalten hat, wird diese Adresse z. B. auf den Adressenraum zwischen 1–14 gemappt, indem zuerst alle Komponenten stummgeschaltet werden, und dann kann, indem sie eine nach der anderen freigegeben werden, die exakte physische Verbindung bestimmt werden. Jede Audio-Komponente oder elektronische Schaltung hat nun eine einzigartige Adresse, die direkt mit einer physischen Verbindung verknüpft ist.
  • Der Zufallsgenerator ist in einer Ausführungsform ein Pseudo-Zufallsrauschgenerator, wobei der Initialzustand des Pseudo-Zufallsgenerators von einer analogen Rauschquelle gesteuert wird, wie einem DC-Element, wie einer Diode, einem Transistor und/oder Widerstand.
  • In einem alternativen Verfahren umfasst der Aufzählprozess, einen Zufallsgenerator zum Bestimmen einer Audio-Komponente zu haben, um auf dem Bus präsent zu werden. Nachdem sie auf dem Bus präsent wird, weist der Host jeder Audio-Komponente eine Adresse zu, z. B. zwischen 1–14, beginnend mit dem niedrigsten Wert.
  • Im Fall, dass zwei Komponenten auf dem Bus gleichzeitig mit derselben Adresse oder ID-Nummer präsent werden, wird der Host diese ersuchen, den Prozess zu wiederholen. Indem zuerst alle Komponenten stummgeschaltet werden und sie dann eine nach der anderen freigegeben werden, kann die exakte physische Verbindung bestimmt werden. Jede Komponente hat nun eine einzigartige Adresse, die direkt mit einer physischen Verbindung verknüpft ist.
  • Obwohl die vorliegende Offenbarung für verschiedene Modifikationen und alternative Formen geeignet ist, sind bestimmte Ausführungsformen als Beispiele in den Zeichnungen gezeigt, und diese Ausführungsformen werden hier detailliert beschrieben. Es ist jedoch klar, dass diese Offenbarung die Erfindung nicht auf die bestimmten beschriebenen Formen beschränken soll, sondern im Gegensatz dazu die Erfindung alle Modifikationen, Alternativen und Äquivalente abdecken soll, die in den Geist und Umfang der Erfindung fallen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung sind hier detailliert beschrieben, einschließlich der den Erfindern bekannten besten Ausführungsweise der Erfindung. Es ist klar, dass die veranschaulichten Ausführungsformen nur Beispiele sind, und nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung anzusehen sind.

Claims (43)

  1. Elektronische Schaltung zum Streamen von PDM-Daten von oder zu wenigstens einem Audio-Element, mit: einem VDD-Anschluss zum Empfangen eines VDD-Potenzials, wie eines Versorgungspotenzials, einem GND-Anschluss zum Empfangen eines Potenzials, das numerisch niedriger ist als das VDD-Potenzial, einem CLK-Anschluss zum Empfangen eines Taktsignals mit einem hohen und einem niedrigen Teil, einem DATA-Anschluss zum Kommunizieren der genannten PDM-Daten zu oder von einem Host und/oder einer anderen derartigen elektronischen Schaltung, einem L/R-Anschluss zum Empfangen eines DC-Potenzials, das angibt, ob im Wesentlichen synchron mit dem genannten hohen Teil oder genannten niedrigen Teil des genannten Taktsignals zu kommunizieren ist, wobei die genannte elektronische Schaltung ferner eine I/O-Schaltung umfasst, die ausgelegt ist, Steuerdaten über den genannten L/R-Anschluss zu kommunizieren.
  2. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, bei welcher die genannte I/O-Schaltung ausgelegt ist, Steuerdaten durch das Senden und/oder Empfangen von Steuerdaten zu kommunizieren.
  3. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, bei welcher die genannte I/O-Schaltung eine I/O-Zelle umfasst, die Logikelemente zum Freigeben der genannten Kommunikation von Steuerdaten umfasst.
  4. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, bei welcher die I/O-Zelle einen Prozessor umfasst.
  5. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, welche umfasst ist in einer oder eine ASIC umfasst.
  6. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, ferner mit einem Zufallszahlengenerator.
  7. Elektronische Schaltung nach Anspruch 6, wobei die Größe der am Zufallszahlengenerator verfügbaren Zahl gemäß der Maximalanzahl von für jeden Host antizipierten Schaltungen ausgewählt wird.
  8. Elektronische Schaltung nach Anspruch 7, bei welcher der Zufallszahlengenerator vom Ausgang eines analogen Sigma-Delta-Modulators, der in der elektronischen Schaltung vorgesehen ist, vorgesehen wird.
  9. Elektronische Schaltung nach Anspruch 8, bei welcher der Zufallszahlengenerator ein Pseudo-Zufallsrauschgenerator ist, wobei der Initialzustand des Pseudo-Zufallsrauschgenerators von einer analogen Rauschquelle gesteuert wird.
  10. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, bei welcher die genannten Steuerdaten wenigstens eine ID-Nummer umfassen, die eine feste ID-Nummer und/oder eine Zufalls-ID-Nummer umfasst.
  11. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, ferner mit einem Speicher, der ausgelegt ist, wenigstens die genannte feste und/oder Zufalls-ID-Nummer zu speichern, die vom genannten Zufallszahlengenerator geliefert wird.
  12. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, ferner mit einer Wandlerschaltung zum Umwandeln von einem PDM-Datenstrom in ein Analogsignal oder umgekehrt von einem Analogsignal in einen PDM-Datenstrom.
  13. Elektronische Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die genannte I/O-Schaltung ausgelegt ist, eine gegenseitige Kommunikation zwischen der genannten elektronischen Schaltung und wenigstens einer anderen derartigen elektronischen Schaltung freizugeben.
  14. Digitale Audio-Komponente zum Streamen von PDM-Daten von oder zu wenigstens einem Audio-Element, mit wenigstens einer elektronischen Schaltung, die für eine Verbindung mit wenigstens einem Host und/oder wenigstens einer anderen Audio-Komponente ausgelegt ist, und wenigstens einem Audio-Element, das mit der genannten wenigstens einen elektronischen Schaltung verbunden ist.
  15. Audio-Komponente nach Anspruch 14, bei welcher die genannte wenigstens eine elektronische Schaltung auch für die Transmission eines in einen PDM-Datenstrom umzuwandelnden Audio-Signals und/oder für den Empfang eines in ein Audio-Signal umzuwandelnden PDM-Datenstroms ausgelegt ist.
  16. Audio-Komponente nach Anspruch 14, bei welcher das wenigstens eine Audio-Element wenigstens eines von einem Lautsprecherelement, einem Mikrofonelement, einem Verstärkerelement, einem Prozessorelement, wie einem Host, und eine beliebige Kombination davon umfasst.
  17. Audio-Komponente nach Anspruch 14, mit einem MEMS oder einem ECM.
  18. Audio-Komponente nach Anspruch 14, bei welcher der L/R-Anschluss der Audio-Komponente mit VDD oder GND über wenigstens ein DC-Element verbindbar ist oder schweben gelassen werden kann, und der L/R-Anschluss der Audio-Komponente ferner mit einem Steuerdaten-Port eines Hosts und/oder mit dem L/R-Anschluss wenigstens einer anderen derartigen Audio-Komponente und/oder mit dem L/R-Anschluss wenigstens einer elektronischen Schaltung über wenigstens ein AC-Element verbindbar ist.
  19. Audio-Komponente nach Anspruch 14, ferner mit einem integrierten Host, wie einem Anwendungsprozessor oder CODEC.
  20. Audio-Komponente nach Anspruch 14, wobei die Audio-Komponente ausgelegt ist, mit einem Host verbunden zu werden, der spezifisch für das Kommunizieren der genannten Steuerdaten programmiert ist.
  21. Audio-Komponente nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die Audio-Komponente ausgelegt ist, mit einem Host verbunden zu werden, der nicht spezifisch für das Kommunizieren der genannten Steuerdaten programmiert ist.
  22. System aus wenigstens zwei Audio-Komponenten, wobei das System umfasst: eine erste Audio-Komponente und eine zweite Audio-Komponente, und bei welchem: der L/R-Anschluss der ersten Audio-Komponente mit VDD über wenigstens ein erstes DC-Element verbindbar ist, der L/R-Anschluss der zweiten Audio-Komponente mit GND über wenigstens ein zweites DC-Element verbindbar ist, der L/R-Anschluss der ersten Audio-Komponente und der L/R-Anschluss der zweiten Audio-Komponente miteinander über wenigstens ein AC-Element verbindbar sind, und der L/R-Anschluss der ersten Audio-Komponente oder der L/R-Anschluss der zweiten Audio-Komponente ferner mit dem Steuerdaten-Port des Hosts oder mit einer dritten Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung verbindbar ist.
  23. System nach Anspruch 22, ferner mit wenigstens einem Satz von zwei elektronischen Audio-Komponenten.
  24. Schnittstellensystem zum Streamen von PDM-Daten von oder zu wenigstens einem Audio-Element, mit wenigstens einer Audio-Komponente, und einem Host oder einer anderen Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung mit einem Steuerdaten-Port, bei welchem der L/R-Anschluss der wenigstens einen Audio-Komponente mit VDD oder GND über wenigstens ein DC-Element verbunden ist oder schweben gelassen wird, und der L/R-Anschluss der wenigstens einen Audio-Komponente mit dem Steuerdaten-Port des Hosts oder der anderen Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung über wenigstens ein AC-Element verbunden ist.
  25. Schnittstellensystem nach Anspruch 24, mit wenigstens zwei Audio-Elementen in jeder ihrer Audio-Komponente, einer ersten und einer zweiten Audio-Komponente, bei welchem der L/R-Anschluss der ersten Audio-Komponente mit VDD über wenigstens ein erstes DC-Element verbunden ist, der L/R-Anschluss der zweiten Audio-Komponente mit GND über wenigstens ein zweites DC-Element verbunden ist, der L/R-Anschluss der ersten Audio-Komponente und der L/R-Anschluss der zweiten Audio-Komponente miteinander über wenigstens ein AC-Element verbunden sind, und der L/R-Anschluss der ersten Audio-Komponente oder der L/R-Anschluss der zweiten Audio-Komponente ferner mit dem Steuerdaten-Port des Hosts oder einer anderen Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung verbunden ist.
  26. Schnittstellensystem nach Anspruch 24, mit wenigstens vier Audio-Elementen in jeder ihrer Audio-Komponente, einer ersten, einer zweiten, einer dritten und einer vierten Audio-Komponente, bei welchem der L/R-Anschluss der ersten und dritten Audio-Komponente gegenseitig mit VDD über wenigstens ein DC-Element verbunden sind, der L/R-Anschluss der zweiten und vierten Audio-Komponente gegenseitig mit dem gegenseitigen L/R-Anschluss der ersten und dritten Audio-Komponente über wenigstens ein AC-Element verbunden sind, und der gegenseitige L/R-Anschluss der zweiten und vierten Audio-Komponente mit dem Steuerdaten-Port des Hosts oder einer anderen Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung verbunden ist; oder der L/R-Anschluss der zweiten und vierten Audio-Komponente gegenseitig mit GND über wenigstens ein DC-Element verbunden sind, der L/R-Anschluss der ersten und dritten Audio-Komponente gegenseitig mit dem gegenseitigen L/R-Anschluss der zweiten und vierten Audio-Komponente über wenigstens ein AC-Element verbunden sind, und der gegenseitige L/R-Anschluss der ersten und dritten Audio-Komponente mit dem Steuerdaten-Port des Hosts oder einer anderen Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung verbunden ist.
  27. Schnittstellensystem nach Anspruch 24, bei welchem der Host spezifisch programmiert oder nicht spezifisch programmiert ist für das Kommunizieren der genannten Steuerdaten.
  28. Schnittstellensystem nach Anspruch 24, bei welchem das wenigstens eine DC-Element und/oder das wenigstens eine AC-Element in einem Sperrfilter umfasst ist.
  29. Schnittstellensystem nach einem der Ansprüche 24 bis 28, ferner mit einer Vorspannungssteuerung oder einem Vorspannungsblock.
  30. Verfahren zum Streamen von PDM-Daten von oder zu wenigstens einem Audio-Element, wobei das Verfahren umfasst: Vorsehen wenigstens einer elektronischen Schaltung, Verbinden der genannten wenigstens einen elektronischen Schaltung mit dem genannten wenigstens einen Audio-Element, wodurch wenigstens eine digitale Audio-Komponente vorgesehen wird, Vorsehen des VDD-Anschlusses, der ein VDD-Potenzial empfängt, Vorsehen des GND-Anschlusses, der ein numerisch niedrigeres Potenzial als das genannte VDD-Potenzial empfängt, Vorsehen des CLK-Anschlusses, der ein Taktsignal mit einem hohen und einem niedrigen Teil empfängt, Vorsehen des DATA-Anschlusses, der die genannten PDM-Daten vom oder zum genannten wenigstens einen Audio-Element von oder zu einem Host und/oder einer anderen derartigen elektronischen Schaltung kommuniziert, Vorsehen des L/R-Anschlusses, der ein DC-Potenzial empfängt, das angibt, ob im Wesentlichen synchron mit dem genannten hohen Teil oder genannten niedrigen Teil des genannten Taktsignals zu kommunizieren ist, und ferner Vorsehen einer I/O-Schaltung, welche Steuerdaten über den genannten L/R-Anschluss kommuniziert.
  31. Verfahren nach Anspruch 30, welches ferner das Verbinden des L/R-Anschlusses der genannten wenigstens einen elektronischen Schaltung oder digitalen Audio-Komponente mit einem Host oder einer anderen Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung mit einem Steuerdaten-Port umfasst.
  32. Verfahren nach Anspruch 31, welches ferner das Verbinden des L/R-Anschlusses der genannten wenigstens einen elektronischen Schaltung oder genannten wenigstens einen Audio-Komponente mit VDD oder GND über wenigstens ein DC-Element umfasst oder ihn schweben lässt, und das Verbinden des L/R-Anschlusses der wenigstens einen Audio-Komponente mit dem Steuerdaten-Port eines Hosts oder einer anderen digitalen Audio-Komponente oder einer anderen elektronischen Schaltung über wenigstens ein AC-Element umfasst.
  33. Verfahren nach Anspruch 31, welches ferner das Vorsehen von wenigstens zwei Audio-Elementen in jeder ihrer Audio-Komponente, einer ersten und einer zweiten Audio-Komponente, und das Verbinden des L/R-Anschlusses der ersten Audio-Komponente mit VDD über wenigstens ein erstes DC-Element, das Verbinden des L/R-Anschlusses der zweiten Audio-Komponente mit GND über wenigstens ein zweites DC-Element, und das Verbinden des L/R-Anschlusses der ersten Audio-Komponente und des L/R-Anschlusses der zweiten Audio-Komponente miteinander über wenigstens ein AC-Element, und das Verbinden des L/R-Anschlusses der ersten Audio-Komponente oder des L/R-Anschlusses der zweiten Audio-Komponente mit dem Steuerdaten-Port des Hosts oder einer anderen Audio-Komponente oder elektronischen Schaltung umfasst.
  34. Verfahren nach Anspruch 31, welches ferner ein Sperrfiltern umfasst.
  35. Verfahren nach Anspruch 31, welches ferner eine Vorspannungssteuerung umfasst.
  36. Verfahren nach Anschluss 30, bei welchem eine Medienzugriffssteuerung vorgenommen wird.
  37. Verfahren nach Anspruch 31, bei welchem ferner eine Fehlerprüfung an den Steuerdaten vorgenommen wird.
  38. Verfahren nach Anspruch 31, bei welchem die elektronische Schaltung eine zufällige und/oder feste ID-Nummer generiert, und diese ID-Nummer über den L/R-Anschluss an einen Host oder eine andere Audio-Komponente oder andere elektronische Schaltung sendet.
  39. Verfahren nach Anspruch 38, bei welchem dies nach dem Hochfahren und vor dem PDM-Audio-Signalbetrieb wenigstens eines der genannten Audio-Elemente oder Komponenten vorgenommen wird.
  40. Verfahren nach Anspruch 39, bei welchem im Fall eines Adressenkonflikts der Host den Prozess wiederholt, bis alle Audio-Komponenten, die mit dem genannten Host in Kommunikation stehen, mit einer Audio-Komponenten-spezifischen einzigartigen Nummer versehen wurden.
  41. Verfahren nach Anspruch 40, bei welchem jede Audio-Komponenten-spezifische einzigartige Nummer im Speicher der genannten elektronischen Schaltung gespeichert wird.
  42. Verfahren nach Anspruch 31, bei welchem alle der Audio-Komponenten von dem genannten Host oder einer Audio-Komponente oder daran angepassten elektronischen Schaltung synchron getaktet werden.
  43. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 42, bei welchem eine Verstärkungssteuerung an jeder einzelnen Audio-Komponente und/oder jedem Satz von Audio-Komponenten vorgenommen wird.
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