DE112019003206B4

DE112019003206B4 - System und verfahren zum arbitrieren von kommunikationen durch an einem gleichen ort angeordnete kommunikationsschaltkreise

Info

Publication number: DE112019003206B4
Application number: DE112019003206.2T
Authority: DE
Inventors: Raghunatha Kondareddy; Rajendra Kumar Gundu Rao; Raghavendra Kencharla; Wenyu Liu
Original assignee: Cypress Semiconductor Corp
Current assignee: Cypress Semiconductor Corp
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2019-05-08
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2039-05-09
Also published as: CN112334858B; WO2020005395A1; CN112334858A; DE112019003206T5; US10372190B1

Abstract

Ein Verfahren (300), das Folgendes beinhaltet:während eines Betriebs eines ersten Kommunikationsschaltkreises (110) in einem ersten Betriebsmodus, der einen ersten Stromverbrauch beinhaltet, Verwenden (302) des ersten Kommunikationsschaltkreises (110), der eine Paketarbitrierung für drahtlose Kommunikationen durch den ersten Kommunikationsschaltkreis (110), einen zweiten Kommunikationsschaltkreis (130) und einen dritten Kommunikationsschaltkreis (160) durchführt; undwährend eines Betriebs des ersten Kommunikationsschaltkreises (110) in einem zweiten Betriebsmodus, der einen zweiten Stromverbrauch beinhaltet, Verwenden (306) des zweiten Kommunikationsschaltkreises (130), der eine Paketarbitrierung für drahtlose Kommunikationen durch den zweiten Kommunikationsschaltkreis (130) und den dritten Kommunikationsschaltkreis (160) durchführt.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist eine internationale Anmeldung der US-Patentanmeldung Nummer 16/143,032 , eingereicht am 26. September 2018, die die Priorität der provisorischen US-Anmeldung Nr. 62/689,948 , eingereicht am 26. Juni 2018, beansprucht.
GEBIET DER ERFINDUNG
Der Gegenstand betrifft das Gebiet drahtloser Kommunikationen. Insbesondere, jedoch nicht begrenzend, offenbart der Gegenstand Techniken zum Arbitrieren von Kommunikationen durch an einem gleichen Ort angeordnete Kommunikationsschaltkreise.
STAND DER TECHNIK
Einige Kommunikationssysteme umfassen an einem gleichen Ort angeordnete Kommunikationsschaltkreise, um Daten in Übereinstimmung mit mehreren drahtlosen Kommunikationsprotokollen zu transferieren. Beispielsweise umfassen einige Kommunikationssysteme eine Funkeinheit, die ein Wireless-Local-Area-Network(WLAN)-Kommunikationsprotokoll (z. B. Wi-Fi auf Basis von IEEE 802.11-Standards) benutzt, eine Funkeinheit, die ein Bluetooth(BT)-Kommunikationsprotokoll (z. B. auf Basis von BT-SIG-Standards) benutzt, und eine Funkeinheit, die ein Zigbee(ZB)-Kommunikationsprotokoll (z. B. auf Basis von IEEE 802.15.4-Standards) benutzt, wobei sich alle Funkeinheiten in unmittelbarer Nähe zueinander befinden. An einem gleichen Ort angeordnete Funkeinheiten, die simultan in aneinander angrenzenden oder sich überlappenden Funkfrequenz(RF, Radio Frequency)-Spektren arbeiten, können Betriebsreichweiten reduzieren und/oder den Durchsatz verringern. Auf Kosten des Stromverbrauchs können durch solche Kommunikationssysteme Arbitrierungstechniken implementiert werden, um das Leistungsverhalten zu verbessern, indem der Zugriff jeder Funkeinheit auf Übertragungsmedien verwaltet wird.
In der US 9 893 744 B1 werden Techniken zur Harmonisierung der drahtlosen Kommunikation beschrieben, die von einem Computergerät durchgeführt wird, das unter Verwendung verschiedener drahtloser Kommunikationsstandards kommuniziert. Beispielsweise kann ein Computergerät mehrere Chipsätze mit zugehörigen Antennen enthalten, die so konfiguriert sind, dass sie drahtlose Kommunikation unter Verwendung separater drahtloser Standards durchführen, die auf überlappenden Frequenzen arbeiten. Um eine Leistungsverschlechterung zu vermeiden, die bei Fällen gleichzeitiger Kommunikation auf überlappenden Frequenzen auftritt, können die mehreren Chipsätze mit einer Logik konfiguriert werden, um zu bestimmen, welche Kommunikationen priorisiert werden, wenn mehrere Chipsätze versuchen, gleichzeitig zu kommunizieren. Die mehreren Chipsätze können kommunikativ gekoppelt sein, um ihre Kommunikationen zu koordinieren, indem bestimmte Arten von Kommunikationen gegenüber anderen Arten von Kommunikationen priorisiert werden, um gleichzeitige Kommunikationen in überlappenden Frequenzen zu vermeiden. Auf diese Weise können mehrere Chipsätze, die mit unterschiedlichen Standards auf überlappenden Frequenzen kommunizieren, Leistungsprobleme vermeiden, während sie die Kommunikationen mit der höchsten Prioritätsstufe durchführen.
Die US 2010 / 0 165 973 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Geräts unter Verwendung eines ersten und eines zweiten Kommunikationsprotokolls. Das elektronische Gerät enthält einen Arbitrator, um zu bestimmen, ob in Übereinstimmung mit dem ersten oder mit dem zweiten Kommunikationsprotokoll kommuniziert werden soll. Das Verfahren schätzt eine Zeitspanne zum Senden eines Trigger-Frames durch das elektronische Gerät, eine Zeitspanne zum Empfangen eines ersten Acknowledgement (ACK)-Frames durch das elektronische Gerät, eine Zeitspanne einer Backoff-Prozedur, eine Zeitspanne zum Empfangen einer vorbestimmten Anzahl von gelieferten Frames durch das elektronische Gerät und eine Zeitspanne zum Senden eines zweiten ACK-Frames durch das elektronische Gerät. Alle oben genannten geschätzten Zeitdauern werden addiert, um eine vorbestimmte Zeitdauer zu bilden. Der Trigger-Frame wird übertragen, um das elektronische Gerät zur Kommunikation gemäß dem ersten Kommunikationsprotokoll zu veranlassen. Der Arbitrator bestimmt basierend auf der vorbestimmten Zeitdauer, ob er dem elektronischen Gerät erlaubt, gemäß dem zweiten Kommunikationsprotokoll zu kommunizieren.
Die US 2002 / 0 003 790 A1 offenbart Aspekte von Verfahren und Systemen für Multi-Funk-Koexistenz sowie einer gemeinsamen Schnittstelle. Diese Aspekte können den Austausch von Informationen zwischen einer Vielzahl von Funk-Sendeempfängern, die in einem einzigen Gerät integriert sind, um Koexistenz zu ermöglichen, und die Koordinierung der gemeinsamen Nutzung von Sende- und Empfangsressourcen zwischen der Vielzahl von Funk-Sendeempfängern durch Steuerung des Zugriffs auf die Sende- und Empfangsressourcen umfassen. Jeder der Vielzahl von Funk-Sendeempfängern kann in die Lage versetzt werden, ausgewählt zu werden, um den Zugriff basierend auf den ausgetauschten Informationen zu steuern. Die Auswahl eines der Funk-Sendeempfänger für die Steuerung des Zugriffsbands kann auf der Verarbeitungsfähigkeit oder der Priorität der Kommunikation basieren. Die Ressourcen können Frequenzbänder, Zeitschlitze und Antennenzugriff umfassen. Die Informationen können über einen seriellen Bus zwischen den mehreren Funk-Sendeempfängern ausgetauscht werden, wobei der serielle Bus einem I2C (I-square-C) Multi-Master-Serienbus entsprechen kann. Jeder der Funk-Sendeempfänger kann einer oder mehreren Hochfrequenztechnologien entsprechen.
Die US 2009 / 0 147 763 A1 offenbart eine Anwendung von Antennendiversität und zwei oder mehreren Mehrkanal-Funkgeräten, mit einer neuartigen kooperativen Sharing-Strategie zwischen den Mehrkanal-Funkgeräten, für die Paketdatenkommunikation in der Luftfahrt und andere Kommunikationsarten. Sie bietet folgende Vorteile: verbesserte Datenkommunikationsleistung in einer Fading-Umgebung; verbesserte Datenkommunikationsleistung bei großer Reichweite; verbesserte Datenkommunikationsleistung bei Vorhandensein von Gleichkanal-Interferenzen; erweiterbar auf eine beliebige Anzahl von kooperierenden gleichgestellten Funkgeräten; kein Single Point of Failure; keine Erhöhung der Steuerlast oder Änderung der Betriebsverfahren.
Die US 8 606 184 B1 befasst sich mit drahtlosen Funkgeräten, die in unmittelbarer Nähe zueinander kommunizieren und typischerweise unter Interferenzen leiden. Derartige Interferenzen zwischen nahe zueinander angeordneten drahtlosen Funkgeräten können zu einer Verschlechterung der Leistung von einem oder beiden der drahtlosen Funkgeräte führen. Es können Funktionalitäten implementiert werden, um die Kommunikation der drahtlosen Funkgeräte so zu planen, dass Interferenzen zwischen den beiden drahtlosen Funkgeräten vermieden werden. Koexistenzmeldungen können über eine nachrichtenbasierte Koexistenzschnittstelle zwischen den drahtlosen Funkgeräten ausgetauscht werden. Durch die Übertragung von Informationen zur empfangenen Signalstärke, Leistung, Verbindungsinformationen, Planungsinformationen für eine Planungstabelle, Kommunikationspläne, Kommunikationsprioritäten usw. in der Koexistenznachricht können Störungen zwischen den drahtlosen Funkgeräten minimiert werden.
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Paketarbitrierung für drahtlose Kommunikationen mehrerer Kommunikationsschaltkreise unter Berücksichtigung verschiedener Betriebsmodi mit unterschiedlichem Stromverbrauch beziehungsweise Übertragungs- und Empfangsinaktivitäten der Kommunikationsschaltkreise bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, ein System gemäß Anspruch 13 sowie einen Kommunikationsschaltkreis gemäß Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen können Merkmale der abhängigen Ansprüche aufweisen.
Figurenliste
Einige Ausführungsformen sind in den Figuren der begleitenden Zeichnungen beispielhaft und nicht begrenzend illustriert, wobei:

1 ein Blockdiagramm ist, das ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk illustriert, in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen;
2 ein Blockdiagramm ist, das Kommunikationsschaltkreise eines Kommunikationssystems illustriert, in Übereinstimmung mit Ausführungsformen;
3 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Verfahren zum Bereitstellen einer Arbitrierung illustriert, in Übereinstimmung mit Ausführungsformen;
4 ein Blockdiagramm ist, das ein Kommunikationssystem illustriert, in Übereinstimmung mit Ausführungsformen;
5 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Verfahren zur Pakettransferarbitrierung durch ein WLAN-Teilsystem illustriert, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform;
6 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Verfahren zur Pakettransferarbitrierung durch ein BT-Teilsystem illustriert, in Übereinstimmung mit Ausführungsformen;
7 ein Blockdiagramm ist, das eine elektronische Vorrichtung illustriert, in Übereinstimmung mit Ausführungsformen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hierin beschrieben werden Systeme und Verfahren zum Arbitrieren von Kommunikationen durch an einem gleichen Ort angeordnete Kommunikationsschaltkreise. In der folgenden Beschreibung werden zum Zwecke der Erläuterung zahlreiche Beispiele und Ausführungsformen dargelegt, um ein gründliches Verständnis des beanspruchten Gegenstands bereitzustellen. Einem Fachmann wird offenbar sein, dass der beanspruchte Gegenstand in anderen Ausführungsformen ausgeübt werden kann. Einige Ausführungsformen werden nun kurz vorgestellt und dann zusammen mit anderen Ausführungsformen genauer diskutiert, beginnend mit 1.
Wenn mehrere Kommunikationsschaltkreise (z. B. Funkeinheiten) zeitgleich oder simultan nahe beieinander arbeiten, können sich Koexistenzprobleme ergeben. Dies kann zu einer Verschlechterung des Leistungsverhaltens führen, was sich beispielsweise in einer reduzierten Betriebsreichweite und/oder einem verringerten Durchsatz manifestiert. Koexistenzprobleme können vom Schweregrad her variieren und können sich aus Folgendem ergeben, ohne darauf begrenzt zu sein: das Arbeiten von an einem gleichen Ort angeordneten Funkeinheiten in sich überlappenden Frequenzspektren (z. B. WLAN, BT und ZB im 2,4-GHz-Bereich), das Arbeiten von an einem gleichen Ort angeordneten Funkeinheiten in aneinander angrenzenden Frequenzspektren (z. B. Mobilfunkbändern wie etwa dem Long-Term-Evolution(LTE)-Band 7 und -Band 40) und/oder Oberschwingungen und Intermodulationsverzerrungen zwischen an einem gleichen Ort angeordneten Funkeinheiten.
Auf Kooperation beruhende Koexistenztechniken stellen eine Methodologie bereit, mit der Kommunikationsschaltkreise für mehrere Kommunikationsprotokolle an einem gleichen Ort auf einer Vorrichtung angeordnet werden können (z. B. einer Vorrichtung mit kleinem Formfaktor). Koexistenzlösungen können auf Chipebene, auf Leiterplattenebene, auf Software-Ebene (z. B. Firmware) und/oder durch Antennen implementiert werden. In Ausführungsbeispielen kann eine Entschärfung von Koexistenzproblemen erzielt werden, indem Hardware, wie etwa das Leiterplattenlayout zur RF-Signalführung und das Arrangement von Komponenten, z. B. Antennenisolierungen, RF- und RFIC-Mobilfunkkomponenten, WLAN-, BT-, GPS(Global Positioning System)- und ZB-RFIC- und -RF-Komponenten, optimiert wird und indem Filter in den Sendern und Empfängern verwendet werden. Koexistenzlösungen können auch durch eine PHY-/Software-Optimierung erzielt werden, wie etwa durch das Zeitbereichsmultiplexen von Funkeinheiten mit zeitlicher Synchronisierung von Funkrahmen, beispielsweise unter Verwendung von 2-Draht- und/oder 3-Draht-Koexistenzschnittstellen.
Ein Ziel der Arbitrierung ist es, akzeptable Betriebsreichweiten und einen akzeptablen Durchsatz aufrechtzuerhalten. Eine Arbitrierungslogik kann die Koexistenz ermöglichen, indem sie entscheidet, welchem Kommunikationsteilsystem während einer bestimmten Periode Zugriff auf das Übertragungsmedium gewährt werden sollte. Arbitrierungsalgorithmen können, ohne darauf begrenzt zu sein, eine IEEE 802.15.2-Paketverkehrarbitrierung (PTA, Packet Traffic Arbitration) umfassen. Bei aktuellen Techniken wird die Rolle der Arbitrierers durch einen der mehreren, an einem gleichen Ort angeordneten Kommunikationsschaltkreise (z. B. ein Wi-Fi-Teilsystem) implementiert, und damit die Arbitrierungslogik für das Durchführen der Arbitrierung verfügbar ist, darf es nie gestattet werden, dass gewisse Stromdomänen des Kommunikationsschaltkreises abgeschaltet werden. Der Strompegel, der durch den stets eingeschalteten Kommunikationsschaltkreis, der die Arbitrierungslogik ausführt, verbraucht wird, zieht Strom, was sich insbesondere in batteriebetriebenen Kommunikationsvorrichtungen wie etwa denen, die im loT (Internet of Things, Internet der Dinge) verwendet werden, auswirkt.
In Ausführungsformen kann der Stromverbrauch vermindert werden, indem während ausgewählter Perioden die Arbitrierungsfunktionalität durch unterschiedliche Kommunikationsschaltkreise bereitgestellt wird. Beispielsweise kann die Arbitrierungslogik auf zwei von drei Kommunikationsteilsystemen eines Kommunikationssystems eingerichtet sein. Eine erste Arbitrierungslogik, die auf einem ersten Kommunikationsteilsystem läuft, kann zwischen Kommunikationen durch alle drei Kommunikationsteilsysteme arbitrieren, wenn das erste Kommunikationsteilsystem in einem ersten Modus, der einen ersten Stromverbrauch beinhaltet, arbeitet. Wenn das erste Kommunikationsteilsystem in einen Betrieb in einem Modus, der einen niedrigeren Stromverbrauch beinhaltet, übergehen soll, kann eine zweite Arbitrierungslogik, die auf dem zweiten Kommunikationsteilsystem läuft, übernehmen, um zwischen Kommunikationen durch das zweite Kommunikationsteilsystem und ein drittes Kommunikationsteilsystem zu arbitrieren. Als Ergebnis wird es dem ersten Kommunikationsteilsystem gestattet, weniger Strom zu verbrauchen, indem gewisse seiner Stromdomänen während der Perioden, in denen sie nicht benötigt werden, ausgeschaltet werden.
Hierin beschriebene Ausführungsformen können den durch ein Kommunikationssystem verbrauchten Strom reduzieren, indem die Arbiter-Rolle unter einer beliebigen Anzahl von an einem gleichen Ort angeordneten Kommunikationsteilsystemen aufgeteilt oder delegiert wird (z. B. durch ein Übergabe- und Rücknahmeprotokoll), wobei ein Durchsatz und eine Dienstqualität bereitgestellt werden, die mit denen vergleichbar sind, die durch an einem gleichen Ort angeordnete Kommunikationsteilsysteme mit einzelnem Arbiter bereitgestellt werden, die zum Bereitstellen der Arbitrierung stets eingeschaltet bleiben müssen.
Die unten stehende detaillierte Beschreibung umfasst Bezugnahmen auf die begleitenden Zeichnungen, die einen Teil der detaillierten Beschreibung bilden. Die Zeichnungen zeigen Illustrationen gemäß Ausführungsformen. Diese Ausführungsformen, die hierin auch als „Beispiele“ bezeichnet werden, werden detailliert genug beschrieben, um es Fachleuten zu erlauben, Ausführungsformen des beanspruchten Gegenstands auszuüben. Die Ausführungsformen können kombiniert werden, andere Ausführungsformen können benutzt werden oder es können strukturelle, logische und elektrische Änderungen gemacht werden, ohne von dem beanspruchten Umfang abzuweichen. Die folgende detaillierte Beschreibung ist deshalb nicht in einem begrenzenden Sinn aufzufassen und der Umfang ist durch die angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk 100 illustriert, in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen. 1 umfasst, wie gezeigt, ein Kommunikationssystem 102, das drahtlos mit Peer-Vorrichtungen 170, 180 und 190 kommuniziert. Das Kommunikationssystem 102 umfasst an einem gleichen Ort angeordnete Kommunikationsschaltkreise 110, 130 und 160, die über ein Bussystem 101 mit Antennen 125, 145 und 175 gekoppelt sind. Das Bussystem 101 kann Inter-Chip-Busse, Intra-Chip-Busse, Koexistenzbusse oder beliebige andere Kommunikationsleitungen zum Verbinden von Schaltungen umfassen. In verschiedenen Ausführungsformen können einige oder alle der Kommunikationsschaltkreise 110, 130 und 160 auf einem gemeinsamen Substrat (z. B. einem System-on-a-Chip) oder auf unterschiedlichen Substraten eingerichtet sein. Alternativ oder zusätzlich können ein oder mehrere der Kommunikationsschaltkreise 110, 130 und 160 auf einem gleichen IC(Integrated Circuit, integrierte Schaltung)-Chip oder auf diskreten IC-Chips eingerichtet sein.
Obwohl das Kommunikationssystem 102, wie gezeigt, drei Antennen umfasst, kann das Kommunikationssystem 102 weniger oder mehr als drei Antennen umfassen, ohne von dem beanspruchten Gegenstand abzuweichen. Beispielsweise kann das Kommunikationssystem 102 in einigen Ausführungsformen ein oder mehrere Antennen-Arrays (z. B. ein Phased-Array) umfassen, die eine beliebige Anzahl von Antennen (z. B. sechs oder acht) umfassen, während das Kommunikationssystem in anderen Ausführungsformen nur eine Antenne umfassen kann, die von den Kommunikationsschaltkreisen 110, 130 und 160 gemeinsam genutzt wird. Ferner kann eine Antenne exklusiv mit einem Kommunikationsschaltkreis gepaart sein oder von den Kommunikationsschaltkreisen gemeinsam genutzt werden.
In einer Ausführungsform stellt jeder Kommunikationsschaltkreis 110, 130 und 160 ein Kommunikationsteilsystem dar, das konfiguriert ist, um Kommunikation gemäß einem Kommunikationsprotokoll zu ermöglichen. Beispielsweise können jeder Kommunikationsschaltkreis 110, 130 und 160 und eine entsprechende Antenne 125, 145 und/oder 175 unter Verwendung von sich überlappenden Frequenzspektren (z. B. WLAN, BT und ZB im 2,4-GHz-Bereich) und/oder unter Verwendung von aneinander angrenzenden Frequenzspektren (z. B. Mobilfunkprotokollen wie etwa LTE-Band 7 und -Band 40) kommunizieren. In Ausführungsformen kommuniziert jede Peer-Vorrichtung 170, 180 und 190 unter Verwendung entsprechender sich überlappender und/oder aneinander angrenzender Frequenzspektren drahtlos mit einem entsprechenden Kommunikationsschaltkreis 110, 130 und 160. Die Peer-Vorrichtungen 170, 180 und 190 können einen beliebigen Typ von elektronischer Vorrichtung umfassen, der fähig ist, mit dem Kommunikationssystem 102 drahtlos zu kommunizieren.
In einer Ausführungsform arbeitet jeder Kommunikationsschaltkreis 110, 130 und 160 und seine entsprechende Antenne 125, 145 und/oder 175 in sich überlappenden und/oder aneinander angrenzenden RF-Spektren, was Koexistenzprobleme mit sich bringt, die sich negativ auf die Dienstqualität auswirken und die Betriebsreichweite reduzieren und/oder den Durchsatz verringern können. Würde eine Arbitriererrolle nur durch einen der Kommunikationsschaltkreise 110, 130 und 160 bereitgestellt, müssten Stromdomänen dieses Kommunikationsschaltkreises immer eingeschaltet bleiben, auch wenn der Kommunikationsschaltkreis gerade nicht aktiv kommuniziert. Der Strompegel, der durch einen stets eingeschalteten Kommunikationsschaltkreis verbraucht wird, zieht Strom, was besonders in einer batteriebetriebenen Kommunikationsvorrichtung wie etwa einer, die im loT verwendet wird, nachteilig ist. Ausführungsformen, die einen solchen Stromverbrauch entschärfen, werden mit Bezug auf 2 diskutiert.
2 ist ein Blockdiagramm, das die Kommunikationsschaltkreise 110, 130 und 160 eines Kommunikationssystems 200 illustriert, in Übereinstimmung mit Ausführungsformen. Die Kommunikationsschaltkreise 110, 130 und 160 sind, wie gezeigt, über Koexistenzschnittstellen 205, 207 und/oder 209 miteinander gekoppelt. Der Kommunikationsschaltkreis 110 umfasst, wie gezeigt, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU, Central Processing Unit) 212, einen Signalprozessor 216, ein Speichersystem 213 und einen Sendeempfänger 214. Die CPU 212 hat die Aufgabe, Operationen des Kommunikationsschaltkreises 110 auf Basis von Anweisungen, die innerhalb des Speichersystems 213 gespeichert sind, auszuführen. Der Sendeempfänger 214 hat die Aufgabe, sich mit einer Antenne (nicht gezeigt) zu koppeln, und ermöglicht das Übertragen und Empfangen von RF-Signalen durch den Kommunikationsschaltkreis 110.
In Ausführungsformen filtert und mischt der Sendeempfänger 214, wenn er als ein Empfänger arbeitet, empfangene RF-Signale mit einem lokalen Oszillatorsignal, um die gewünschte Frequenz (oder z. B. einen Kanal) auf eine Zwischenfrequenz abwärtszuwandeln. In einer Ausführungsform stellt der Abwärtswandlungsprozess die Zwischenfrequenz als komplexe I- und Q-Signale bereit, die durch einen Analog-Digital-Wandler des Sendeempfängers 214 abgetastet und digitalisiert werden. Ein Phasenermittler des Sendeempfängers 214 kann Berechnungen durchführen, um unter Verwendung der I- und Q-Werte die Phase des RF-Signals zu dem Zeitpunkt, zu dem es an der Antenne empfangen wurde, zu ermitteln, und kann den Phasenwert an einen Demodulator des Sendeempfängers weiterleiten, welcher eine decodierte Sequenz von 1en und 0en zur weiteren Verarbeitung (z. B. Paketverarbeitung) an den Signalprozessor weiterleitet. Wenn der Sendeempfänger 214 als ein Sender arbeitet, führt er die Operationen im Allgemeinen in umgekehrter Reihenfolge durch, empfängt also eine Sequenz von 1en und 0en von dem Signalprozessor, moduliert das Signal und gibt ein analoges Signal zur Übertragung durch eine Antenne aus.
Der Signalprozessor 216 stellt eine Paketverarbeitung in Übereinstimmung mit dem durch den Kommunikationsschaltkreis 110 unterstützten Kommunikationsprotokoll bereit. Beispielsweise kann der Signalprozessor 216 Software und/oder Algorithmen ausführen, um verschiedene Ebenen eines Protokollstapels zu verarbeiten, um ein Kommunikationsprotokoll wie etwa Wi-Fi, BT, ZB oder ein beliebiges anderes Kommunikationsprotokoll zu implementieren. Die erste Arbitrierungslogik 218 des Signalprozessors 216 hat die Aufgabe, Medienzugriffsanforderungen der Kommunikationsschaltkreise 110, 130 und 160 zu arbitrieren. In einer Ausführungsform ist die erste Arbitrierungslogik 218 angepasst, um Arbitrierungsdienste bereitzustellen, wenn gewisse Stromdomänen des Kommunikationsschaltkreises 110 mit Strom versorgt werden, um Operationen des Kommunikationsschaltkreises 110 (z. B. andere als die Arbitrierungsoperationen) zu unterstützen. Beispielhafte Stromdomänen des Kommunikationsschaltkreises 110 sind in 2 durch gestrichelte Linien angegeben. Beispielsweise kann die erste Arbitrierungslogik 218 die Arbitrierung bereitstellen, wenn eine Sendeempfänger-Stromdomäne des Kommunikationsschaltkreises 110 mit Strom versorgt wird, um stattfindende und/oder unmittelbar bevorstehende Übertragungen oder Empfänge zu unterstützen. In einigen Ausführungsformen ist die erste Arbitrierungslogik 218 durch Firmware, Mikrocode oder andere in dem Speichersystem 213 gespeicherte Anweisungen implementiert. Alternativ kann die erste Arbitrierungslogik 218 durch Hardware-Schaltkreise oder eine Kombination aus Hardware-Schaltkreisen und Software implementiert sein.
Die CPU 232, das Speichersystem 233 und der Sendeempfänger 234 des Kommunikationsschaltkreises 130 und die CPU 262, das Speichersystem 263 und der Sendeempfänger 264 des Kommunikationsschaltkreises 160 können die gleichen oder ähnlich wie die CPU 212, das Speichersystem 213 und der Sendeempfänger 214 des Kommunikationsschaltkreises 110 sein. Der Signalprozessor 236 des Kommunikationsschaltkreises 130 umfasst, wie gezeigt, eine zweite Arbitrierungslogik 238. Die zweite Arbitrierungslogik 238 des Signalprozessors 236 hat die Aufgabe, Mediumzugriffsanforderungen der Kommunikationsschaltkreise 130 und 160 zu arbitrieren. In einer Ausführungsform stellt die zweite Arbitrierungslogik 238 die Arbitrierung bereit, wenn bestimmt wird, dass gewisse Stromdomänen des Kommunikationsschaltkreises 110 nicht in einem mit Strom versorgten Modus sein müssen. Beispielsweise kann die zweite Arbitrierungslogik 238 basierend darauf, dass die Sendeempfänger-Stromdomäne des Kommunikationsschaltkreises 110 aufgrund einer Übertragungs- und/oder Empfangsinaktivität nicht mit Strom versorgt werden muss, zum Arbitrieren angepasst sein. In einigen Ausführungsformen ist die zweite Arbitrierungslogik 238 durch Firmware, Mikrocode oder andere in dem Speichersystem 233 gespeicherte Anweisungen implementiert. Alternativ kann die zweite Arbitrierungslogik 238 durch Hardware-Schaltkreise oder eine Kombination aus Hardware-Schaltkreisen und Software implementiert sein. Obwohl der Signalprozessor 266, wie in 2 gezeigt, keine Arbitrierungslogik umfasst, können andere Ausführungsformen eine dritte Arbitrierungslogik umfassen, ohne von dem beanspruchten Gegenstand abzuweichen.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Bereitstellen einer Arbitrierung illustriert, in Übereinstimmung mit Ausführungsformen. Das Verfahren 300 kann durch eine Verarbeitungslogik durchgeführt werden, die Hardware (Schaltkreise, dedizierte Logik usw.), Software (wie sie etwa auf einem Universalrechensystem oder einer dedizierten Maschine läuft), Firmware (eingebettete Software) oder eine Kombination daraus beinhaltet. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 wie mit Bezug auf 2 gezeigt und beschrieben durchgeführt werden.
Beispielsweise umfasst das Verfahren 300 in Block 302 während eines Betriebs des Kommunikationsschaltkreises 110 in einem ersten Betriebsmodus, der einen ersten Stromverbrauch beinhaltet, das Verwenden des Kommunikationsschaltkreises 110, um eine Paketarbitrierung für drahtlose Kommunikationen durch den Kommunikationsschaltkreis 110, den Kommunikationsschaltkreis 130 und den Kommunikationsschaltkreis 160 durchzuführen.
In einer Ausführungsform umfasst die Verwendung des Kommunikationsschaltkreises 110 für das Durchführen der Paketarbitrierung das Empfangen, durch die erste Arbitrierungslogik 218, eines Anforderungssignals und eines Prioritätssignals von einem oder mehreren von dem Kommunikationsschaltkreis 130 und dem Kommunikationsschaltkreis 160, das Ausführen eines Arbitrierungsalgorithmus und das Bereitstellen eines Gewährungssignals oder eines Ablehnungssignals für den einen oder die mehreren von dem Kommunikationsschaltkreis 130 und dem Kommunikationsschaltkreis 160 basierend auf einem Ergebnis der Ausführung des Arbitrierungsalgorithmus. In einer Ausführungsform wird die Arbitrierungslogik 218 durch das Ausführen von Firmware durch die CPU 212 implementiert. Die Firmware kann mindestens teilweise durch das Speichersystem 213 gespeichert werden.
In Block 304 umfasst das Verfahren 300 das Umschalten des Kommunikationsschaltkreises 110 von einem Betrieb in dem ersten Betriebsmodus in einen Betrieb in dem zweiten Betriebsmodus. In Ausführungsformen ist der Stromverbrauch in dem ersten Betriebsmodus größer als der Stromverbrauch in dem zweiten Betriebsmodus. In verschiedenen Ausführungsformen resultiert das Umschalten in den Betrieb in dem zweiten Betriebsmodus darin, dass weniger Strom als in dem Betrieb in dem ersten Betriebsmodus verbraucht wird. In Ausführungsformen umfasst das Betreiben des Kommunikationsschaltkreises 110 in dem zweiten Betriebsmodus das Betreiben eines oder mehrerer Abschnitte von Stromdomänen (z. B. der CPU 212, des Speichersystems 213, des Sendeempfängers 214 und/oder des Signalprozessors 216) des Kommunikationsschaltkreises 110 in einem Schlafmodus (z. B. einem Modus ohne oder mit reduzierter Stromversorgung).
Das Umschalten in den Betrieb in dem zweiten Betriebsmodus kann als Reaktion darauf erfolgen, dass der Kommunikationsschaltkreis 110 eine Inaktivität des Kommunikationsschaltkreises 110 detektiert. Beispielsweise kann das Detektieren der Inaktivität des Kommunikationsschaltkreises 110 das Detektieren, dass der Sendeempfänger 214 gewissen Verkehr oder Verkehrstypen (z. B. keinen Verkehr oder keinen erwünschten Verkehr), RF-Signale nicht überträgt oder empfängt, und/oder das Detektieren einer Inaktivität anderer Blöcke innerhalb des Kommunikationsschaltkreises 110 umfassen. Als Reaktion auf die Detektion der Inaktivität kann die Arbitrierungslogik 218 Übergabedaten oder ein Übergabesignal bereitstellen, um von dem Durchführen der Arbitrierung durch die Arbitrierungslogik 218 des Kommunikationsschaltkreises 110 zu dem Durchführen der Arbitrierung durch die Arbitrierungslogik 238 des Kommunikationsschaltkreises 130 umzuschalten. Alternativ oder zusätzlich kann die Arbitrierungslogik 218 Übergabedaten bereitstellen, die Zustandsinformationen, Kontextinformationen und/oder Arbitrierungsregeln für die Arbitrierungslogik 238 mit Bezug auf das Durchführen der Arbitrierung umfassen.
In Block 306 umfasst das Verfahren 300 während des Betriebs des Kommunikationsschaltkreises 110 in dem zweiten Betriebsmodus, der den zweiten Stromverbrauch beinhaltet, das Verwenden des Kommunikationsschaltkreises 130, um die Paketarbitrierung für drahtlose Kommunikationen durch den Kommunikationsschaltkreis 130 und den Kommunikationsschaltkreis 160 durchzuführen.
In Ausführungsformen umfasst das Verwenden des Kommunikationsschaltkreises 130 für das Durchführen der Paketarbitrierung das Empfangen, durch die Arbitrierungslogik 238, eines Anforderungssignals und eines Prioritätssignals von dem Kommunikationsschaltkreis 160, das Ausführen eines Arbitrierungsalgorithmus und das Bereitstellen eines Gewährungssignals oder eines Ablehnungssignals für den Kommunikationsschaltkreis 160 basierend auf einem Ergebnis der Ausführung des Arbitrierungsalgorithmus. In Ausführungsformen wird die Arbitrierungslogik 238 durch das Ausführen von Anweisungen durch die CPU 232 implementiert. Mindestens ein Abschnitt der Firmware kann durch das Speichersystem 233 gespeichert werden. In Ausführungsformen, in denen der Kommunikationsschaltkreis 110 in einem Modus mit niedrigerem Stromverbrauch arbeitet und der Kommunikationsschaltkreis 130 einen Arbitrierungsalgorithmus von niedrigerer Komplexität verwendet (um z. B. zwischen zwei statt drei zu arbitrieren), verbraucht das Durchführen der Paketarbitrierung durch den Kommunikationsschaltkreis 130 weniger Strom als das Durchführen der Paketarbitrierung durch den Kommunikationsschaltkreis 110. Auf diese Weise sparen Ausführungsformen Strom (z. B. Batteriestrom) für loT- und andere Kommunikationsvorrichtungen. In einer Ausführungsform kann die erste Arbitrierungslogik 218 als Reaktion darauf, dass die Arbitrierungslogik 218 eine Aktivität des Kommunikationsschaltkreises 110 (z. B. ein Übertragen oder Empfangen des Sendeempfängers 214, ein Vorhandensein von Verkehr oder erwünschtem Verkehr) detektiert, zweite Übergabedaten oder ein zweites Übergabesignal (z. B. ein Übernahmesignal) generieren, um von dem Durchführen der Arbitrierung durch den Kommunikationsschaltkreis 130 zu dem Durchführen der Arbitrierung durch den Kommunikationsschaltkreis 110 umzuschalten. Zu diesem Zeitpunkt kann die Arbitrierungslogik 238 Übergabedaten bereitstellen, die Zustandsinformationen, Kontextinformationen und/oder Arbitrierungsregeln für die Arbitrierungslogik 218 mit Bezug auf das Durchführen der Arbitrierung umfassen.
4 ist ein Blockdiagramm, das ein Kommunikationssystem 400 illustriert, in Übereinstimmung mit Ausführungsformen. 4 umfasst, wie gezeigt, eine Leiterplatte (PCB, Printed Circuit Board) 401, die einen IC-Chip 402 umfasst, der über eine Koexistenzschnittstelle 407 mit einem IC-Chip 414 gekoppelt ist. Der IC-Chip 402 umfasst, wie gezeigt, ein WLAN-Teilsystem 404 (z. B. einen Wi-Fi-Kommunikationsschaltkreis), umfassend einen primären PTA 406, das über eine Koexistenzschnittstelle 405 mit einem BT-Teilsystem 408 (z. B. einem Bluetooth-Kommunikationsschaltkreis), umfassend einen sekundären PTA 410, gekoppelt ist. Die Koexistenzschnittstellen 405 und 407 können die gleichen oder ähnlich wie die Koexistenzschnittstellen 205, 207 und/oder 209 aus 2 sein.
Das Auswahlelement 412 (z. B. eine Schaltfunktion) hat die Aufgabe, eine oder mehrere gemeinsam genutzte Antennen 413 abwechselnd mit dem WLAN-Teilsystem 404 und dem BT-Teilsystem 408 zu koppeln. In einer Ausführungsform umfasst das WLAN-Teilsystem 404 einen Schaltkreis, der der gleiche oder ähnlich wie der Kommunikationsschaltkreis 110 aus 2 ist. Das BT-Teilsystem 408 kann einen Schaltkreis umfassen, der der gleiche oder ähnlich wie der Kommunikationsschaltkreis 130 aus 2 ist. Der IC-Chip 414 ist, wie gezeigt, über die Koexistenzschnittstelle 407 mit dem IC-Chip 402 gekoppelt. Der IC-Chip 414 umfasst, wie gezeigt, ein ZB-Teilsystem 416 (z. B. einen ZB-Kommunikationsschaltkreis), das mit einer oder mehreren Antennen 417 gekoppelt ist. In einer Ausführungsform kann das ZB-Teilsystem 416 einen Schaltkreis, der der gleiche oder ähnlich wie der Kommunikationsschaltkreis 160 aus 2 ist, umfassen.
In einer bestimmten Ausführungsform kann eine Arbiter-Rolle während einer ersten Periode durch den primären PTA 406 und während einer zweiten Periode durch den sekundären PTA 410 bereitgestellt werden. Der primäre PTA 406 und der sekundäre PTA sind auf demselben IC-Chip implementiert und das WLAN-Teilsystem 404 und das BT-Teilsystem 408 nutzen gemeinsam, wie gezeigt, eine oder mehrere Antennen 413. In anderen Ausführungsformen können das WLAN-Teilsystem 404, der primäre PTA 406, das BT-Teilsystem 408, der sekundäre PTA 410 und/oder das ZB-Teilsystem auf derselben oder auf unterschiedlichen PCBs und/oder ICs eingerichtet sein, ohne von dem beanspruchten Gegenstand abzuweichen.
In einer Ausführungsform umfasst der IC-Chip 402 eine integrierte Einzelchip-Kombilösung, die auf Kooperation beruhende Koexistenz-Hardware-Mechanismen und -algorithmen implementiert, um es dem WLAN-, BT- und ZB-Teilsystem zu erlauben, zeitgleich und/oder simultan zu arbeiten. Der IC-Chip 402 arbitriert wie hierin beschrieben, um Mediumzugriffszeit, Durchsatz und Audioqualität zu maximieren. In einer Ausführungsform kann eine auf Kooperation beruhende Koexistenz zwischen dem WLAN-, BT- und ZB-Teilsystem durch den primären PTA 406 und den sekundären PTA 410 in Verbindung mit einem IEEE 802.15.2-PTA und jeweils über die Koexistenzschnittstellen 405 und 407 implementiert werden. Der primäre PTA 406 und der sekundäre PTA 410, die PTA-Priorisierungsansätze für Datentypen und Anwendungen und/oder andere Arbitrierungsalgorithmen verwenden, streben nach einem optimierten Leistungsverhalten für die bestimmten Umstände und konzipieren Beschränkungen für das Kommunikationssystem. Durch hierin beschriebene Ausführungsformen kann eine Gesamtqualität für eine simultane Sprach-, Video- und Datenübertragung in einem eingebetteten System erzielt werden und der Stromverbrauch dabei im Vergleich zu früheren PTA-Implementierungen reduziert werden.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Paketverkehrarbitrierung durch ein WLAN-Teilsystem illustriert, in Übereinstimmung mit Ausführungsformen. Das Verfahren 500 kann durch eine Verarbeitungslogik durchgeführt werden, die Hardware (Schaltkreise, dedizierte Logik usw.), Software (wie sie etwa auf einem Universalrechensystem oder einer dedizierten Maschine läuft), Firmware (eingebettete Software) oder eine Kombination daraus beinhaltet. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 500 wie mit Bezug auf 4 gezeigt und beschrieben durchgeführt werden.
In Block 502 wird das WLAN-Teilsystem 404, umfassend den primären PTA 406, eingeschaltet und beginnt den Betrieb in einem ersten Modus. In Block 504 ist das WLAN-Teilsystem 404 standardmäßig aktiv und arbeitet in einem ersten Stromverbrauchsmodus. Der primäre PTA arbeitet, um zwischen Pakettransferanforderungen durch das WLAN-Teilsystem 404, das BT-Teilsystem 408 und das ZB-Teilsystem 416 zu arbitrieren.
In Block 506 überwacht der primäre PTA 406, ob das WLAN-Teilsystem 404 aktiv oder inaktiv ist. Als Reaktion auf ein Bestimmen, in Block 506, dass das WLAN-Teilsystem 404 aktiv ist, übernimmt der primäre PTA weiterhin die Arbiter-Rolle. Als Reaktion auf ein Bestimmen, in Block 506, dass das WLAN-Teilsystem 404 inaktiv ist, generiert der primäre PTA 406 des WLAN-Teilsystems 404 in Block 508 ein PTA-Übergabesignal und transferiert das Übergabesignal über die Koexistenzschnittstelle 405 an das BT-Teilsystem 408. Alternativ oder zusätzlich kann das WLAN-Teilsystem 404 Übergabedaten bereitstellen, die Zustandsinformationen, Kontextinformationen und/oder Arbitrierungsregeln für das BT-Teilsystem 408 mit Bezug auf das Durchführen der Arbitrierung umfassen.
In Block 510 bestimmt der primäre PTA 406, ob das Übergabesignal durch das BT-Teilsystem 408 empfangen und bestätigt wurde, um nachzuweisen, dass die Arbiter-Rolle durch das BT-Teilsystem 408 erfolgreich akzeptiert oder übernommen wurde. Falls die Übergabe nicht erfolgreich ist, kann der primäre PTA 406 das Übergabesignal erneut an das BT-Teilsystem 408 übertragen. In einer Ausführungsform weist der primäre PTA 406 die Übernahme durch den sekundären PTA 410 auf Basis eines Bestätigungssignals nach, das über die Koexistenzschnittstelle 405 von dem sekundären PTA 410 empfangen wird. In Block 512 schaltet das WLAN-Teilsystem 404 als Reaktion auf ein Signal (z. B. ein Schlafsignal von dem primären PTA 406) auf einen Betrieb in einem zweiten Modus (z. B. einem Schlafmodus) um, der weniger Strom als der Betrieb in dem ersten Modus in Block 504 verbraucht.
In Block 514 bestimmt der primäre PTA 406, ob das WLAN-Teilsystem 404 aktiv ist oder nicht. Falls der primäre PTA 406 bestimmt, dass das WLAN-Teilsystem 404 nicht aktiv ist, bleibt das WLAN-Teilsystem 404 in dem in Block 512 angegebenen Schlafmodus. Falls der primäre PTA 406 als Reaktion auf ein Signal (z. B. ein Wecksignal von dem primären PTA 406) bestimmt, dass das WLAN-Teilsystem 404 aktiv ist, kehrt das Verfahren zu Block 504 zurück, in dem das WLAN-Teilsystem 404 in dem ersten Stromverbrauchsmodus arbeitet und der primäre PTA 406 die Arbiter-Rolle erneut übernimmt. In einer Ausführungsform generiert der primäre PTA 406 auch ein Rücknahmesignal und stellt dieses für den sekundären PTA 410 des BT-Teilsystems 408 bereit, um über die Rücknahme zu informieren. Das BT-Teilsystem 408 kann Übergabedaten bereitstellen, die Zustandsinformationen, Kontextinformationen und/oder Arbitrierungsregeln für das WLAN-Teilsystem 404 mit Bezug auf das Durchführen der Arbitrierung umfassen.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Pakettransferarbitrierung durch ein BT-Teilsystem illustriert, in Übereinstimmung mit Ausführungsformen. Das Verfahren 600 kann durch eine Verarbeitungslogik durchgeführt werden, die Hardware (Schaltkreise, dedizierte Logik usw.), Software (wie sie etwa auf einem Universalrechensystem oder einer dedizierten Maschine läuft), Firmware (eingebettete Software) oder eine Kombination daraus beinhaltet. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 600 wie mit Bezug auf 4 gezeigt und beschrieben durchgeführt werden.
In Block 602 wird das BT-Teilsystem 408 eingeschaltet. In Block 604 arbeitet das BT-Teilsystem 408 in einem ersten Modus, in dem der sekundäre PTA 410 mit Bezug auf das Durchführen der Arbitrierung inaktiv ist. In Block 606 bestimmt der sekundäre PTA 410, ob der primäre PTA 406 des WLAN-Teilsystems 404 ein Übergabesignal bereitgestellt hat. Falls der sekundäre PTA 410 das Übergabesignal nicht detektiert, bleibt der sekundäre PTA 410 mit Bezug auf die Arbitrierung inaktiv. Falls der sekundäre PTA 410 das Übergabesignal detektiert, antwortet der sekundäre PTA 410 dem primären PTA 406 mit einem Bestätigungssignal, um nachzuweisen, dass der sekundäre PTA 410 die Rolle des Arbitrierers übernehmen wird (z. B. um es dem WLAN-Teilsystem 404 und dem primären PTA 406 zu gestatten, in einem Schlafmodus weniger Strom zu verbrauchen).
In Block 608 stellt der sekundäre PTA 410 die Arbitrierung für Pakettransfers über das Medium basierend auf Anforderungen durch das BT-Teilsystem 408 und das ZB-Teilsystem 416 bereit. In Block 610 bestimmt der sekundäre PTA 410, ob das WLAN-Teilsystem 404 ein Rücknahmesignal bereitgestellt hat. Der sekundäre PTA 410 stellt die Arbitrierung weiterhin bereit, bis der sekundäre PTA 410 das Rücknahmesignal detektiert. Basierend auf dem Detektieren des Rücknahmesignals kehrt das Verfahren zu Block 604 zurück, in dem das BT-Teilsystem 408 für einen Pakettransfer betriebsbereit ist, der sekundäre PTA 410 jedoch keine Arbitrierung bereitstellt.
7 ist ein Blockdiagramm, das eine elektronische Vorrichtung 700 illustriert, gemäß Ausführungsformen. Die elektronische Vorrichtung 700 kann die Ausführungsbeispiele des Kommunikationsschaltkreises 110, des Kommunikationsschaltkreises 130 und/oder des Kommunikationsschaltkreises 160 aus 2 und/oder der PCB aus 4 vollständig oder teilweise umfassen und/oder betreiben. Die elektronische Vorrichtung 700 kann in Form eines Computersystems vorliegen, innerhalb dessen Sätze Anweisungen ausgeführt werden können, um zu bewirken, dass die elektronische Vorrichtung 700 eine beliebige oder mehrere der hierin diskutierten Methodologien durchführt. Die elektronische Vorrichtung 700 kann als eine eigenständige Vorrichtung betrieben werden oder mit anderen Maschinen verbunden (z. B. vernetzt) sein. Bei einem vernetzten Einsatz kann die elektronische Vorrichtung 700 in der Funktion eines Servers oder einer Client-Maschine in einer Server-Client-Netzwerkumgebung betrieben werden, oder aber als eine Peer-Maschine in einer P2P- (oder verteilten) Netzwerkumgebung.
Die elektronische Vorrichtung 700 kann eine loT-Vorrichtung, ein Server-Computer, ein Client-Computer, ein Personal Computer (PC), ein Tablet, eine Set-Top-Box (STB), ein VCH, ein Personal Digital Assistant (PDA), ein Mobiltelefon, eine Web Appliance, ein Netzwerkrouter, Netzwerkschalter oder eine Netzwerkbrücke, ein Fernseher, Lautsprecher, eine Fernsteuerung, ein Bildschirm, eine tragbare Multimediavorrichtung, ein tragbarer Videospieler, eine tragbare Gaming-Vorrichtung oder eine Steuertafel oder eine beliebige andere Maschine sein, die fähig ist, einen Satz Anweisungen, der von dieser Maschine zu ergreifende Aktionen spezifiziert, (sequentiell oder anderweitig) auszuführen. Ferner ist, obwohl nur eine einzelne elektronische Vorrichtung 700 illustriert ist, der Begriff „Vorrichtung“ auch so zu verstehen, dass er eine beliebige Sammlung von Maschinen umfasst, die individuell oder gemeinsam einen Satz (oder mehrere Sätze) Anweisungen ausführen, um eine beliebige oder mehrere der hierin diskutierten Methodologien durchzuführen.
Wie gezeigt, umfasst die elektronische Vorrichtung 700 einen oder mehrere Prozessoren 702. In Ausführungsformen können die elektronische Vorrichtung 700 und/oder der eine oder die mehreren Prozessoren 702 eine oder mehrere Verarbeitungsvorrichtungen 705, wie etwa eine System-on-a-Chip-Verarbeitungsvorrichtung, die von Cypress Semiconductor Corporation, San Jose, Kalifornien entwickelt wurde, umfassen. Alternativ kann die elektronische Vorrichtung 700 eine oder mehrere andere Verarbeitungsvorrichtungen, die durchschnittlichen Fachleuten bekannt sind, umfassen, wie etwa einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit, einen Anwendungsprozessor, einen Host-Controller, einen Controller, einen Spezialprozessor, einen DSP, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine im Feld programmierbare Gatteranordnung (FPGA) oder dergleichen. Ein Bussystem 701 kann einen Kommunikationsblock (nicht gezeigt) umfassen, um über eine oder mehrere Kommunikationsvorrichtungen 709 und/oder das Bussystem 701 mit einer internen oder externen Komponente, wie etwa einem eingebetteten Controller oder einem Anwendungsprozessor, zu kommunizieren.
Komponenten der elektronischen Vorrichtung 700 können sich auf einem gemeinsamen Trägersubstrat befinden, wie etwa beispielsweise einem IC-Die-Substrat, einem Multi-Chip-Modulsubstrat oder dergleichen. Alternativ können Komponenten der elektronischen Vorrichtung 700 eine oder mehrere separate ICs und/oder diskrete Komponenten sein.
Das Speichersystem 704 kann flüchtige Speicher und/oder nichtflüchtige Speicher umfassen, die über das Bussystem 701 miteinander kommunizieren können. Das Speichersystem 704 kann beispielsweise einen Arbeitsspeicher (RAM) und Programm-Flash umfassen. Der RAM kann ein statischer RAM (SRAM) und der Programm-Flash kann eine nichtflüchtige Speichereinheit sein, die dazu verwendet werden können, Firmware zu speichern (z. B. Steuerungsalgorithmen, die durch den oder die Prozessoren 702 ausgeführt werden können, um hierin beschriebene Operationen zu implementieren). Das Speichersystem 704 kann Anweisungen 703 umfassen, die, wenn sie ausgeführt werden, die hierin beschriebenen Verfahren durchführen. Abschnitte des Speichersystems 704 können dynamisch zugewiesen werden, um Caching, Zwischenspeichern und/oder andere speicherbasierte Funktionalitäten bereitzustellen.
Das Speichersystem 704 kann eine Laufwerkseinheit umfassen, die ein maschinenlesbares Medium bereitstellt, auf dem ein oder mehrere Sätze Anweisungen 703 (z. B. Software), die eine beliebige oder mehrere der hierin beschriebenen Methodologien oder Funktionen verkörpern, gespeichert sein können. Die Anweisungen 703 können sich während ihrer Ausführung durch die elektronische Vorrichtung 700, die in einigen Ausführungsformen maschinenlesbare Medien darstellt, auch vollständig oder mindestens teilweise innerhalb der anderen Speichervorrichtungen des Speichersystems 704 und/oder innerhalb des oder der Prozessoren 702 befinden. Die Anweisungen 703 können ferner über die Kommunikationsvorrichtung(en) 709 über ein Netzwerk übertragen oder empfangen werden.
Während in einigen Ausführungsformen ein maschinenlesbares Medium ein einzelnes Medium ist, ist der Begriff „maschinenlesbares Medium“ so zu verstehen, dass er ein einzelnes Medium oder mehrere Medien umfasst (z. B. eine zentralisierte oder verteilte Datenbank und/oder assoziierte Caches und Server), die den einen oder die mehreren Sätze Anweisungen speichern. Der Begriff „maschinenlesbares Medium“ ist auch so zu verstehen, dass er jegliches Medium umfasst, das fähig ist, einen Satz Anweisungen zu speichern oder zu codieren, damit dieser durch die Maschine ausgeführt wird und der bewirkt, dass die Maschine eine beliebige oder mehrere der hierin beschriebenen beispielhaften Operationen durchführt. Der Begriff „maschinenlesbares Medium“ ist demgemäß so zu verstehen, dass er, ohne darauf beschränkt zu sein, Festkörperspeicher und optische und magnetische Medien umfasst.
Wie ferner gezeigt, umfasst die elektronische Vorrichtung 700 eine oder mehrere Anzeigeschnittstellen 706 (z. B. eine Flüssigkristallanzeige (LCD, Liquid Crystal Display), einen Touchscreen, eine Kathodenstrahlröhre (CRT, Cathode Ray Tube) und Software- und Hardwareunterstützung für Anzeigetechnologien), eine oder mehrere Audioschnittstellen 708 (z. B. Mikrofone, Lautsprecher und Software- und Hardwareunterstützung für die Mikrofonein-/-ausgabe und die Lautsprecherein-/ -ausgabe). Wie ebenfalls gezeigt, umfasst die elektronische Vorrichtung 700 eine oder mehrere Benutzerschnittstellen 710 (z. B. Tastatur, Tasten, Schalter, Touchpad, Touchscreens und Software- und Hardwareunterstützung für Benutzerschnittstellen).
Die oben stehende Beschreibung ist als illustrativ und nicht einschränkend zu verstehen. Beispielsweise können die oben beschriebenen Ausführungsformen (oder ein oder mehrere Aspekte daraus) in Kombination miteinander benutzt werden. Andere Ausführungsformen werden Fachleuten nach Durchsicht der obigen Beschreibung klar sein. In diesem Dokument werden, wie es in Patentdokumenten üblich ist, die Begriffe „ein“ oder „eine“ so benutzt, dass sie eins oder mehr als eins umfassen. In diesem Dokument wird der Begriff „oder“ so benutzt, dass er ein nichtexklusives Oder meint, sodass „A oder B“ „A, jedoch nicht B“, „B, jedoch nicht A“ und „A und B“ umfasst, sofern nicht anderweitig angegeben. Für den Fall inkonsistenter Benutzungen zwischen diesem Dokument und den durch Bezugnahme einbezogenen Dokumenten sollte die Benutzung in der oder den einbezogenen Referenzen als zu der dieses Dokuments ergänzend betrachtet werden; bei unvereinbaren Benutzungen ist die Benutzung in diesem Dokument gegenüber der Benutzung in beliebigen einbezogenen Referenzen ausschlaggebend.
Obwohl der beanspruchte Gegenstand mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es offenkundig, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von dem breiteren Geist und Umfang des beanspruchten Gegenstands abzuweichen. Demgemäß sind die Patentbeschreibung und die Zeichnungen eher in einem illustrativen als in einem einschränkenden Sinn zu betrachten. Der Umfang der Ansprüche sollte unter Bezugnahme auf die angehängten Ansprüche zusammen mit dem vollen Umfang von Äquivalenten, zu denen derartige Ansprüche berechtigt sind, bestimmt werden. In den angehängten Ansprüchen werden die Begriffe „umfassend“ und „in dem/der“ als die Äquivalente in einfacher Sprache der entsprechenden Begriffe „beinhaltend“ und „wobei“ verwendet. Ebenfalls sind in den folgenden Ansprüchen die Begriffe „umfassend“ und „beinhaltend“ erweiterbar; wenn ein System, eine Vorrichtung, ein Artikel oder ein Prozess Elemente zusätzlich zu denen umfasst, die hinter einem solchen Begriff in einem Anspruch aufgeführt sind, sind sie immer noch als zu dem Umfang dieses Anspruchs gehörig zu betrachten. Darüber hinaus werden in den folgenden Ansprüchen die Begriffe „erste“, „zweite“ und „dritte“ etc. lediglich als Kennzeichen verwendet und sollen ihren Objekten keine numerischen Voraussetzungen auferlegen.

Claims

Ein Verfahren (300), das Folgendes beinhaltet: während eines Betriebs eines ersten Kommunikationsschaltkreises (110) in einem ersten Betriebsmodus, der einen ersten Stromverbrauch beinhaltet, Verwenden (302) des ersten Kommunikationsschaltkreises (110), der eine Paketarbitrierung für drahtlose Kommunikationen durch den ersten Kommunikationsschaltkreis (110), einen zweiten Kommunikationsschaltkreis (130) und einen dritten Kommunikationsschaltkreis (160) durchführt; und während eines Betriebs des ersten Kommunikationsschaltkreises (110) in einem zweiten Betriebsmodus, der einen zweiten Stromverbrauch beinhaltet, Verwenden (306) des zweiten Kommunikationsschaltkreises (130), der eine Paketarbitrierung für drahtlose Kommunikationen durch den zweiten Kommunikationsschaltkreis (130) und den dritten Kommunikationsschaltkreis (160) durchführt.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 1, wobei der erste Stromverbrauch größer als der zweite Stromverbrauch ist.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 2, wobei der Betrieb des ersten Kommunikationsschaltkreises (110) in dem zweiten Betriebsmodus, der den zweiten Stromverbrauch beinhaltet, das Betreiben einer oder mehrerer Stromdomänen des ersten Kommunikationsschaltkreises (110) in einem Schlafmodus beinhaltet.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 1, wobei das Verwenden (302) des ersten Kommunikationsschaltkreises (110) das Verwenden eines Wi-Fi-Kommunikationsschaltkreises (110) umfasst.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 4, wobei das Verwenden (306) des zweiten Kommunikationsschaltkreises (130) das Verwenden eines Bluetooth-Kommunikationsschaltkreises (130) umfasst.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 1, wobei der dritte Kommunikationsschaltkreis (160) aus der Gruppe von Kommunikationsschaltkreisen ausgewählt ist, die aus Zigbee-Kommunikationsschaltkreisen, Wi-Fi-Kommunikationsschaltkreisen, Bluetooth-Kommunikationsschaltkreisen, Global-Positioning-System-Kommunikationsschaltkreisen und Mobilfunk-Kommunikationsschaltkreisen besteht.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 1, wobei das Verwenden (306) des zweiten Kommunikationsschaltkreises (130) für das Durchführen der Paketarbitrierung weniger Strom als das Verwenden (302) des ersten Kommunikationsschaltkreises (110) für das Durchführen der Paketarbitrierung verbraucht.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 1, das ferner Folgendes beinhaltet: Detektieren einer Inaktivität des ersten Kommunikationsschaltkreises (110); und als Reaktion auf das Detektieren der Inaktivität: Bereitstellen erster Übergabedaten, um von dem Durchführen der Arbitrierung durch den ersten Kommunikationsschaltkreis (110) zu dem Durchführen der Arbitrierung durch den zweiten Kommunikationsschaltkreis (130) umzuschalten, und Umschalten (304) des ersten Kommunikationsschaltkreises (110) von einem Betrieb in dem ersten Betriebsmodus in einen Betrieb in dem zweiten Betriebsmodus.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 8, wobei das Detektieren der Inaktivität des ersten Kommunikationsschaltkreises (110) das Detektieren keines Verkehrs, der mit dem ersten Kommunikationsschaltkreis (110) assoziiert ist, beinhaltet.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 9, das ferner als Reaktion auf das Detektieren einer Aktivität des ersten Kommunikationsschaltkreises (110) das Bereitstellen zweiter Übergabedaten beinhaltet, um von dem Durchführen der Arbitrierung durch den zweiten Kommunikationsschaltkreis (130) zu dem Durchführen der Arbitrierung durch den ersten Kommunikationsschaltkreis (110) umzuschalten.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 1, wobei das Verwenden (302) des ersten Kommunikationsschaltkreises (110) für das Durchführen der Paketarbitrierung das Empfangen, durch den ersten Kommunikationsschaltkreis (110), eines Anforderungssignals und eines Prioritätssignals von einem oder mehreren von dem zweiten Kommunikationsschaltkreis (130) und dem dritten Kommunikationsschaltkreis (160), das Ausführen eines Arbitrierungsalgorithmus und das Bereitstellen, basierend auf einem Ergebnis der Ausführung des Arbitrierungsalgorithmus, eines Gewährungssignals oder eines Ablehnungssignals für den einen oder die mehreren von dem zweiten Kommunikationsschaltkreis (130) und dem dritten Kommunikationsschaltkreis (160) beinhaltet.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 1, wobei das Verwenden (306) des zweiten Kommunikationsschaltkreises (130) für das Durchführen der Paketarbitrierung das Empfangen, durch den zweiten Kommunikationsschaltkreis (130), eines Anforderungssignals und eines Prioritätssignals von dem dritten Kommunikationsschaltkreis (160), das Ausführen eines Arbitrierungsalgorithmus und das Bereitstellen, basierend auf einem Ergebnis der Ausführung des Arbitrierungsalgorithmus, eines Gewährungssignals oder eines Ablehnungssignals für den dritten Kommunikationsschaltkreis (160) beinhaltet.
Ein System (200, 400), das Folgendes beinhaltet: einen ersten Kommunikationsschaltkreis (110, 404), der eine erste Arbitrierungslogik (218) beinhaltet; und einen zweiten Kommunikationsschaltkreis (130, 408), der eine zweite Arbitrierungslogik (238) beinhaltet, wobei die erste Arbitrierungslogik (218) während eines Betriebs des ersten Kommunikationsschaltkreises (110, 404) in einem ersten Stromverbrauchsmodus konfiguriert ist, um eine Paketverkehrarbitrierung für Pakettransfers, die mit dem ersten Kommunikationsschaltkreis (110, 404), dem zweiten Kommunikationsschaltkreis (130, 408) und einem dritten Kommunikationsschaltkreis (160, 416) assoziiert sind, durchzuführen, wobei die zweite Arbitrierungslogik (238) während eines Betriebs des ersten Kommunikationsschaltkreises (110, 404) in einem zweiten Stromverbrauchsmodus konfiguriert ist, um eine Paketverkehrarbitrierung für Pakettransfers, die mit dem zweiten Kommunikationsschaltkreis (130, 408) und dem dritten Kommunikationsschaltkreis (160, 416) assoziiert sind, durchzuführen.
System (200, 400) gemäß Anspruch 13, ferner beinhaltend eine Koexistenzschnittstelle (205, 405), die mit dem ersten Kommunikationsschaltkreis (110, 404) und dem zweiten Kommunikationsschaltkreis (130, 408) gekoppelt ist, wobei der erste Kommunikationsschaltkreis (110, 404) als Reaktion auf einen inaktiven Status des ersten Kommunikationsschaltkreises (110, 404) konfiguriert ist, um ein Übergabesignal über die Koexistenzschnittstelle (205, 405) an den zweiten Kommunikationsschaltkreis (130, 408) zu übertragen und von einem Betrieb in dem ersten Stromverbrauchsmodus in einen Betrieb in dem zweiten Stromverbrauchsmodus umzuschalten, wobei die zweite Arbitrierungslogik (238) als Reaktion auf das Übergabesignal konfiguriert ist, um die Paketverkehrarbitrierung für Pakettransfers, die mit dem zweiten Kommunikationsschaltkreis (130, 408) und dem dritten Kommunikationsschaltkreis (160, 416) assoziiert sind, durchzuführen.
System (400) gemäß Anspruch 13, wobei der erste Kommunikationsschaltkreis (404) auf einem ersten IC-Chip (402) und der dritte Kommunikationsschaltkreis (130) auf einem zweiten IC-Chip (414) eingerichtet ist, wobei der zweite IC-Chip (414) eine Koexistenzschnittstelle (407) beinhaltet, die konfiguriert ist, um den dritten Kommunikationsschaltkreis (416) mit dem ersten Kommunikationsschaltkreis (404) und dem zweiten Kommunikationsschaltkreis (408) zu koppeln.
Ein Kommunikationsschaltkreis (110, 404), der Folgendes beinhaltet: einen Sendeempfänger (214), der konfiguriert ist, um Funkfrequenzsignale zu übertragen und zu empfangen; einen Signalprozessor (216), der mit dem Sendeempfänger (214) gekoppelt und konfiguriert ist, um Pakete zu verarbeiten; und eine Arbitrierungslogik (218), die mit dem Signalprozessor (216) gekoppelt ist, wobei die Arbitrierungslogik (218) für Folgendes konfiguriert ist: basierend auf einer Übertragungs- oder Empfangsaktivität durch den Kommunikationsschaltkreis (110, 404), Durchführen einer Paketverkehrarbitrierung für drahtlose Kommunikationsanforderungen durch den Kommunikationsschaltkreis (110, 404) und eine Vielzahl anderer Kommunikationsschaltkreise (130, 160, 408, 416), und basierend auf einer Übertragungs- und Empfangsinaktivität des Kommunikationsschaltkreises (110, 404), Bereitstellen eines Übergabesignals, um einer anderen Arbitrierungslogik (238) der Vielzahl von Kommunikationsschaltkreisen (130, 160, 408, 416) zu signalisieren, die Paketverkehrarbitrierung für drahtlose Kommunikationsanforderungen durch mindestens zwei Kommunikationsschaltkreise (130, 160, 408, 416) der Vielzahl anderer Kommunikationsschaltkreise (130, 160, 408, 416) durchzuführen.
Kommunikationsschaltkreis (404) gemäß Anspruch 16, wobei die Arbitrierungslogik (218) und die andere Arbitrierungslogik (238) auf einem gleichen IC-Chip (402) eingerichtet sind.
Kommunikationsschaltkreis (110, 404) gemäß Anspruch 16, wobei die Arbitrierungslogik (218) basierend auf einer Übertragungs- und Empfangsinaktivität des Kommunikationsschaltkreises (110, 404) ferner konfiguriert ist, um ein Schlafsignal bereitzustellen, um mindestens eine Stromdomäne des Kommunikationsschaltkreises (110, 404) in einen Schlafmodus zu versetzen.
Kommunikationsschaltkreis (110, 404) gemäß Anspruch 18, wobei die Arbitrierungslogik (218) basierend auf einer Übertragungs- oder Empfangsaktivität des Kommunikationsschaltkreises (110, 404) ferner konfiguriert ist, um ein Wecksignal bereitzustellen, um die mindestens eine Stromdomäne des Kommunikationsschaltkreises (110, 404) aus dem Schlafmodus zu wecken.
Kommunikationsschaltkreis (110, 404) gemäß Anspruch 16, wobei der Kommunikationsschaltkreis (110, 404) einen WLAN(Wireless-Local-Area-Network)-Schaltkreis und ein anderer Kommunikationsschaltkreis der (130, 160, 408, 416) Vielzahl von Kommunikationsschaltkreisen einen Bluetooth-Schaltkreis beinhaltet.