DE19651126A1

DE19651126A1 - Serielles, bidirektionales Datenübermittlungsverfahren

Info

Publication number: DE19651126A1
Application number: DE19651126A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dipl Ing Meyer
Original assignee: Siemens Audioligische Technik GmbH
Current assignee: Sivantos GmbH
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1996-12-09
Publication date: 1998-06-18
Also published as: US6088339A; DK142497A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein serielles, bidirektio nales Datenübermittlungsverfahren zur Kommunikation zwischen einem Programmiergerät und einem zu programmierenden Ge brauchsgerät, insbesondere Hörgerät sowie eine Schaltung zur Durchführung des Datenübermittlungsverfahrens. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Hörgerät unter Verwen dung einer erfindungsgemäßen Schaltung.

Bisher bekanntgewordene gattungsgemäßen Datenübermittlungs verfahren zwischen einem Programmiergerät sowie einem Ge brauchsgerät benötigen eine Mehrzahl von Anschlußleitungen. Beispielsweise ist bei dem in der DE 43 21 788 C1 beschriebe nen Interface für eine serielle Datenübertragung zwischen ei nem Hörgerät und einem Steuergerät jeweils ein erster Daten anschluß für die bidirektionale Übertragung zu bzw. von dem Hörgerät sowie darüber hinaus ein zweiter Datenanschluß für ein vom Steuergerät gesendetes Datenformat mit Startbit neben einem dritten Datenanschluß für die von dem Steuergerät zu empfangenden Daten vorgesehen. Viele Anschlußleitungen be gründen zum einen eine erhöhte Störanfälligkeit aufgrund lan ger Signal strecken bei der Programmierung von Gebrauchsgerä ten, zum anderen werden sie von Benutzern der Gebrauchsgeräte als störend empfunden, was vor allem bei der Programmierung von Hörgeräten der Fall ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein gattungsgemäßes Datenübermittlungsverfahren zur Kommunikation zwischen einem Programmiergerät und einem zu programmierenden Gebrauchsgerät, insbesondere Hörgerät, eine diesbezügliche Schaltung sowie ein Hörgerät unter Verwendung einer entspre chenden Schaltung zur Verfügung zu stellen, bei dem bzw. der die Anzahl der Anschlußleitungen wirksam reduziert werden kann.

Die vorliegende Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Datenüber mittlungsverfahren dadurch gelöst, daß unter Verwendung einer einzigen Signalleitung zur Datenübertragung unterschiedlich ausgebildete Taktimpulse auf die Signalleitung gelegt werden und gebrauchsgeräteseitig mittels Taktimpulsvariation, die digitale Information zurückgewonnen und anschließend mit dem übermittelten Takt verarbeitet wird. Zweckmäßige Ausgestal tungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 13 beansprucht. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, aufgrund der Variation des Taktimpulses digitale Information über die mit dem Taktimpuls beaufschlagte Signalleitung zu übermitteln, wodurch die Zahl der Anschlußleitungen reduziert werden kann.

Gemäß Anspruch 2 wird die Signalleitung zur Übertragung der Taktimpulse nicht nur zur Übertragung der Daten von Program miergerät zu Gebrauchsgerät, sondern auch zum Empfang der Daten des Gebrauchsgeräts zum Programmiergerät, d. h. zum Lesen der übertragenen Daten genutzt.

Bei einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird als Taktimpulsvariation eine Taktimpuls-Amplitudenvaria tion vorgenommen. In Abhängigkeit der Höhe der Taktimpuls amplitude können somit Informationen über die Signalleitung von Programmiergerät in das Gebrauchsgerät eingeschrieben werden.

Zweckmäßigerweise werden die Taktimpulse programmiergeräte seitig in ihrer Amplitude bedämpft und aus der Amplitudenbe dämpfung des Taktimpulses die vom Programmiergerät abgegebe nen Information gebrauchsgeräteseitig wiedergewonnen und dort weiterverarbeitet.

Weiterhin wird erfindungsgemäß auch der Programmierspannungs impuls über die Taktsignalleitung an das Gebrauchsgerät über mittelt, sobald die Kommunikation zwischen Programmiergerät und Gebrauchsgerät abgeschlossen ist. Mit dem Programmier spannungsimpuls werden die übermittelten Informationen im Speicher des Gebrauchsgeräts gespeichert.

Zur Rückübermittlung von Information von Gebrauchsgerät zu Programmiergerät können zweckmäßigerweise ebenfalls die Takt impulse gebrauchsgeräteseitig in ihrer Amplitude bedämpft werden und aus der Amplitudenbedämpfung des Taktimpulses die vom Gebrauchsgerät abgegebenen Informationen wiedergewonnen und in dem Programmiergerät weiterverarbeitet werden. Durch die Taktimpulsbedämpfung können daher vom Programmiergerät an das Gebrauchsgerät übermittelte Daten geprüft und/oder Daten eingelesen werden.

Alternativ sieht eine weitere Ausgestaltung des erfindungsge mäßen Datenübermittlungsverfahrens vor, als Taktimpulsvaria tion eine Taktimpuls-Frequenzvariation einzusetzen.

Zweckmäßigerweise und in Anbetracht des Einsatzes einer Takt impuls-Frequenzvariation kann die Programmierung des Ge brauchsgeräts hierbei drahtlos erfolgen. Ein derartiges Ver fahren gewährleistet ein Optimum an Programmier- und Handha bungskomfort.

Die Taktimpuls-Frequenzvariation läßt sich zweckmäßigerweise durch Verwendung einer Trägerfrequenz f₀, der eine Taktim pulsfrequenz f₁ überlagert ist, vornehmen. Bei einer zu über tragenden Information wird die Taktimpulsfrequenz f₁ in eine Taktimpulsfrequenz f₂ geändert oder der Taktimpulsfrequenz f₁ eine weitere Taktimpulsfrequenz f₂ überlagert.

Alternativ kann die Übertragung der Information auch durch gezieltes Ein-/Ausschalten einer Trägerfrequenz unter Einsatz des sogenannten "Frequenzauftastverfahrens" erfolgen. Die in Anspruch 12 unabhängig beanspruchte Ausführungsform des Datenübermittlungsverfahrens wird bei einer Mehrzahl von zu programmierenden Gebrauchsgeräten eingesetzt und hat den Vorteil, daß nicht jedes Bit adressiert werden muß, was die Programmierung der einzelnen Gebrauchsgeräte, insbesondere bei der Programmierung von Hörgeräten erheblich vereinfacht. Im Falle der Taktsignal-Frequenzvariation lassen sich hierbei standardisierte Funkmodule verwenden. Gerade bei Hörgeräten, bei denen es auf eine möglichst hohe Miniaturisierung an kommt, ist dies von enormer Bedeutung.

Der Anspruch 13 - nebengeordnet beansprucht - und die darauf folgenden Ansprüche betreffen verschiedene Schaltungen zur Realisierung eines Datenübermittlungsverfahrens der eingangs genannten Art.

Mit Anspruch 20 wird ein Hörgerät unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Schaltung zur Durchführung des erfindungs gemäßen Datenübermittlungsverfahrens beansprucht.

Zweckmäßige Ausgestaltungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der Zeichnungsfiguren nachstehend näher erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine stark vereinfachte Prinzipskizze zur Reali sierung des erfindungsgemäßen Datenübermittlungs verfahrens unter Anwendung einer Taktimpuls- Amplitudenvariation;

Fig. 2 verschiedene Impulsdiagramme einer Kommunikation zwischen Programmiergerät und Hörgerät unter Ein satz einer Taktimpuls-Amplitudenvariation;

Fig. 3 ein Impulsdiagramm einer Kommunikation zwischen Programmiergerät und Hörgerät unter Einsatz einer Taktimpuls-Frequenzvariation;

Fig. 4 ein stark vereinfacht es Blockschaltbild zur Dar stellung einer besonderen Ausführungsform des er findungsgemäßen Datenübermittlungsverfahrens, bei dem von einem Programmiergerät mehrere Hörgeräte programmiert werden;

Fig. 1 zeigt eine Schaltung zur Realisierung des erfindungsge mäßen Datenübermittlungsverfahrens zwischen einem Program miergerät 1 und einem Hörgerät 2. Die einzelnen Schaltungs komponenten können jeweils im Programmiergerät 1 bzw. Hörge rät 2 oder aber in einem eigenen Interface 3 (vgl. gestri chelte Linie) untergebracht sein.

Programmiergerät 1 und Hörgerät 2 sind über eine einzige Si gnalleitung 5 verbunden. Darüber hinaus besteht eine weitere Verbindung über eine Bezugspotentialleitung 10. Signalleitung 5 und Bezugspotentialleitung 10 sind zweckmäßigerweise in ei nem gemeinsamen (nicht dargestellten) Programmierkabel zusam mengefaßt.

Die Signalleitung 5 liegt programmiergeräteseitig an einem pull-up Widerstand 9 an. Ferner sind mit der Signalleitung 5 programmiergeräteseitig elektronische Bauelemente zur Signal spannungseinstellung sowie ein Komparator 11 verbunden. Letz terer liegt an einer Spannung U_ret1 an.

Ebenfalls mit der Signalleitung 5 verbindbar ist ein Span nungsbegrenzer 4 zur Begrenzung der auf die Signalleitung 5 gelegten Spannung U₂. Die Spannung U₁ des pull-up Widerstands 9 ist größer als die Spannung U₂ des Spannungsbegrenzers 4.

Hörgeräteseitig sind mit der Signalleitung 5 ein Komparator 6, welcher an einer Spannung U_ref1 anliegt sowie ein Kompara tor 7, welcher an einer Spannung U_ref2 anliegt, verbunden.

Des weiteren ist eine Spannungsbegrenzungsschaltung 12 auf die Signalleitung 5 hörgeräteseitig bei einem Ansteuersignal für Receive-Daten vom Speicher aufschaltbar. Die beiden Kom paratoren 6, 7 stehen mit einer herkömmlichen Schieberegi sterschaltung 8 in Verbindung.

Das erfindungsgemäße Übermittlungsverfahren ist darin gekenn zeichnet, daß programmiergeräteseitig Taktimpulse mit unter schiedlich hohen Amplituden auf die Signalleitung 5 in Fig. 1 gegeben werden. Aus der Taktamplitudenhöhe wird hörgerätesei tig die Information 1 oder 0 gewonnen und synchron mit dem übermittelten Takt weiterverarbeitet.

Hierbei wird die Signalleitung 5 programmiergeräteseitig über den pull-up Widerstand 9 gegen eine Spannung U₁ gezogen. Durch Aktivierung des Spannungsbegrenzers 4 wird die Amplitu de der programmiergeräteseitig abgegebenen Taktimpulse gemäß der zu übermittelnden Information zwischen einer ersten Span nung U₁ und einer zweiten kleineren Spannung U₂ variiert. Über die Ausgangssignale der beiden hörgeräteseitig vorgese henen Komparatoren 6, 7 sowie dem damit in Verbindung stehen den Schieberegister 8 wird die einlaufende Information in das Hörgerät übernommen und weiterverarbeitet.

Aus dem Impulsdiagramm gemäß Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Information mit der zweiten Taktflanke in das Schieberegister 8 übernommen wird. Die Zurücksetzung der Information erfolgt bei der nächsten Taktflanke, und zwar unabhängig von der Amplitude des jeweiligen Taktimpulses. Hierdurch bleibt die Information über den Bereich des Übernahmezeitpunktes in das Schieberegister 8 hinaus gespeichert, wodurch eindeutige Ver hältnisse zum Bewertungszeitpunkt vorliegen.

Zum Zwecke der Rückübermittlung der Information vom Hörgerät 2 zum Programmiergerät 1 werden die vom Programmiergerät 1 abgesetzten Taktimpulse, die nach der im Hörgerät 2 vorlie genden Information, mittels der hörgeräteseitig aktivierten Spannungsbegrenzungsschaltung 12 in ihrer Amplitude bedämpft. Aus dieser Amplitudenbedämpfung des Taktimpulses wird pro grammiergeräteseitig über den Komparator 11 die vom Hörgerät 2 abgegebene Information wiedergewonnen und im Programmierge rät 1 weiterverarbeitet. Nach der Kommunikation zwischen Pro grammiergerät 1 und Hörgerät 2 legt das Programmiergerät 1 den Programmierspannungsimpuls 13 (vgl. Fig. 2) auf die Si gnalleitung 5.

Das Prinzip des Datenübermittlungsverfahrens unter Anwendung einer Taktimpulsvariation kann gemäß einer weiteren Ausge staltung der vorliegenden Erfindung auch durch Taktimpuls- Frequenzvariation (vgl. Fig. 3) realisiert werden. Program miergeräteseitig werden hierbei Taktimpulse mit unterschied licher Frequenz (f₁ für Information 1, f₂ für Information 0) vom Programmiergerät 1 auf das Hörgerät 2 übertragen. Die Übertragung erfolgt hierbei zweckmäßigerweise drahtlos unter Einsatz einer Trägerfrequenz f₀. Der Programmierimpuls kann beispielsweise durch eine zusätzliche Frequenz f₃ ausgelöst werden. Zur Übertragung von Information kann hierbei das im Mobilfunk eingesetzte Frequenzauftastverfahren angewandt wer den.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung bestehend aus einem Programmierge rät 1 sowie mehreren zu programmierenden Hörgeräten, von denen der Übersichtlichkeit halber lediglich eines mit der Bezugsziffer 2 versehen ist. Jedes Programmiergerät 1 weist insgesamt zwei Adressen auf, wobei eine Adresse (Adresse A) für ein einheitliches Verriegelungssignal vom Programmierge rät 1 vorgesehen ist. Die jeweils zweite Adresse B, C, D bzw. E dient dazu, mit einem entsprechenden Signal das gewünschte Hörgerät 2 zu adressieren und die spezifische Programmierung vorzunehmen. Nach Programmierung des aktivierten Hörgeräts 2 erfolgt programmiergeräteseitig ein Verriegelungsbefehl in Form des Verriegelungssignals, mit dem sämtliche Hörgeräte 2 wiederverriegelt werden.

Die in Fig. 4 unabhängig beanspruchte Ausführungsform des Da tenübermittlungsverfahrens hat den Vorteil, daß nicht jedes Bit einzeln adressiert werden muß, was die Programmierung der einzelnen Hörgeräte 2 sowie deren hardwaremäßige Ausstattung erheblich vereinfacht. Gerade bei Hörgeräten, bei denen es auf eine möglichst hohe Miniaturisierung ankommt, ist dies von enormer Bedeutung. Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 läßt sich sowohl auf eine Taktimpuls-Amplitudenvariation, bei der eine Signalleitung 5 vorgesehen sein muß, als auch auf eine Taktimpuls-Frequenzvariation, bei der eine drahtlose Übertra gung erfolgt, anwenden.

Claims

1. Serielles, bidirektionales Datenübermittlungsverfahren zur Kommunikation zwischen einem Programmiergerät und einem zu programmierenden Gebrauchsgerät, z. B. Hörgerät, bei dem von dem Programmiergerät Daten sowie Taktimpulse auf das Gebrauchsgerät zur individuellen Einstellung der anwendungs spezifischen Daten des Gebrauchsgeräts übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung einer einzigen Signalleitung zur Datenübertragung unterschiedlich ausgebildete Taktimpulse auf die Signallei tung gelegt werden und gebrauchsgeräteseitig mittels Taktim pulsvariation, die digitale Information zurückgewonnen und anschließend mit dem übermittelten Takt verarbeitet wird.

2. Datenübermittlungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Rückübermittlung von Information vom Gebrauchsge rät zum Programmiergerät an den vom der Programmiergerät ab gesetzten Taktimpulsen gebrauchsgeräteseitig beim Vorliegen eines Receivesignals eine Taktimpulsvariation vorgenommen wird und aus der Taktimpulsvariation programmiergeräteseitig die vom Gebrauchsgerät abgegebenen Information wiedergewonnen wird.

3. Datenübermittlungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Takt impulsvariation eine Taktimpuls-Amplitudenvariation vorgenom men wird.

4. Datenübermittlungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Über mittlung von Informationen vom Programmiergerät zum Ge brauchsgerät die Taktimpuls programmiergeräteseitig in ihrer Amplitude bedämpft werden und aus der Amplitudenbedämpfung des Taktimpuls die vom Programmiergerät abgegebenen Informa tion im Gebrauchsgerät wiedergewonnen und dort weiterver arbeitet wird.

5. Datenübermittlungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleitung zur Übertragung einer Information gegen eine Spannung U₁ gezogen wird, durch Aktivierung einer Spannungs begrenzungsschaltung die Amplitude der programmiergerätseitig abgegebenen Taktimpulse zwischen der Spannung U₁ und einer kleineren Spannung U₂ variiert wird, bei Überschreiten eines Pegels U_ret1 ein gekennzeichneter Datenzustand erkannt wird, bis zum nächst folgenden Taktimpuls gespeichert bleibt und mit der zweiten Taktflanke eines jeden Taktimpulses in eine Schieberegisteranordnung übernommen wird.

6. Datenübermittlungsverfahren nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Kommunikation ein Programmierspannungsimpuls von dem Program miergerät ebenfalls auf die Signalleitung gelegt wird.

7. Datenübermittlungsverfahren nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rück übermittlung von Information vom Gebrauchsgerät zum Program miergerät die Taktimpulse gebrauchsgeräteseitig in ihrer Amplitude bedämpft und aus der Amplitudenbedämpfung des Takt impulses die vom Gebrauchsgerät abgegebene Information wie dergewonnen und in dem Programmiergerät weiterverarbeitet wird.

8. Datenübermittlungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Takt impulsvariation eine Taktimpuls-Frequenzvariation vorgenommen wird.

9. Datenübermittlungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pro grammierung des Gebrauchsgeräts drahtlos erfolgt.

10. Datenübermittlungsverfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß einer Trägerfrequenz f₀ eine Taktimpulsfrequenz f₁ überlagert ist und zur Übertragung einer Information die Taktimpulsfrequenz f₁ in eine variierte Taktimpulsfrequenz f₂ geändert oder der Taktimpulsfrequenz f₁ eine weitere Taktfrequenz f₂ überlagert wird.

11. Datenübermittlungsverfahren nach einem der vorhergehen den Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Über tragung von Information unter Einsatz des sogenannten "Frequenzauftastverfahrens" erfolgt.

12. Datenübermittlungsverfahren insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Mehrzahl von dem Programmiergerät zu programmierenden Ge brauchsgeräten jedem Gebrauchsgerät ein eigenes Empfangsteil zugeordnet ist, welches mindestens zwei Adressen aufweist, wobei mit einem der ersten Adresse A entsprechenden Signal (Verriegelungssignal) von dem Programmiergerät sämtliche Gebrauchsgeräte verriegelt werden, mit einem weiteren, der zweiten Adresse z. B. B entsprechenden Signal das gewünschte Gebrauchsgerät aktiviert wird und nach der Programmierung des aktivierten Gebrauchsgeräts mit dem Signal wieder verriegelt wird.

13. Datenübermittlungsverfahren nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich beim dem Gebrauchsgerät um ein Hörgerät handelt.

14. Schaltung zur Durchführung eines Datenübermittlungsver fahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine gebrauchsgerä teseitig vorgesehene aus zwei Komparatoren (6, 7) bestehende Komparatoranordnung, wobei beide Komparatoren (6, 7) mit der Signalleitung (5) sowie mit einer Schieberegisteranordnung (8) in Verbindungen stehen und der eine Komparator (6) an ei ner Spannung U_ref1 und der weitere Komparator (7) an eine un terschiedliche Spannung U_ref2 gelegt ist.

15. Schaltung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine über ein An steuersignal zuschaltbare gebrauchsgeräteseitig vorgesehene Spannungsbegrenzungsschaltung (12) zur gebrauchsgeräteseiti gen Bedämpfung eines vom Programmiergerät 1 stammenden Takt signals.

16. Schaltung nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch einen programmier geräteseitig vorgesehenen, über ein Ansteuersignal zuschalt baren pull-up Widerstand (9) sowie einen über eine Ansteuer signal zuschaltbaren Spannungsbegrenzer (4).

17. Schaltung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung lediglich eine einzige Signalleitung (5) für die Takt-, bidirektionale Daten- sowie Programmierimpulsübertra gung aufweist.

18. Schaltung zur Durchführung des Datenübertragungsverfah rens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein gebrauchsgerä teseitig vorgesehenes Frequenzempfangsglied zum Empfang eines vom Programmiergerät 1 abgesanden Signals mit Trägerfrequenz sowie aufmodulierten Zusatzfrequenzen.

19. Schaltung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch ein programmierge räteseitig vorgesehenes Frequenzempfangsglied zum Empfang ei nes vom Gebrauchsgerät abgesanden Signals mit einer Träger frequenz sowie aufmodulierten Zusatzfrequenzen.

20. Hörgerät, dadurch gekennzeichnet, daß dieses eine Schaltung nach einem der Ansprüche 14 bis 19 aufweist.