DE19935013C1

DE19935013C1 - Digital programmable hearing aid

Info

Publication number: DE19935013C1
Application number: DE1999135013
Authority: DE
Inventors: Wolfram Meyer
Original assignee: Siemens Audioligische Technik GmbH
Current assignee: Sivantos GmbH
Priority date: 1999-07-26
Filing date: 1999-07-26
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2019-07-27
Also published as: CH694481A5; DK200001130A

Abstract

The hearing aid has at least one input transducer (2), a signal processing unit (3), a memory (8) and an output transducer (4). At least one component (6) of the signal processing unit includes programmable pre-configured logic elements, which can be interconnected in accordance with the contents of the memory. The component (6) comprises a programmable, pre-configured register. A second memory and a controller (9) may be included, the contents of the second memory being transferred to the first memory under the control of the controller. The first memory may be an SRAM, while the second is an EEPROM.

Description

Die Erfindung betrifft ein digitales programmierbares Hörhil fegerät mit wenigstens einem Eingangswandler, einer Signal verarbeitungseinheit, einem ersten Speicher und einem Aus gangswandler.The invention relates to a digital programmable hearing aid Device with at least one input converter, a signal processing unit, a first memory and an off gear converter.

Es sind Hörhilfegeräte bekannt, die zur Verarbeitung von Au diosignalen einen Mikroprozessor aufweisen. Dieser führt eine in einem Programmspeicher festgelegte Befehlsfolge - ein Programm - aus. Eine Änderung dieses Programms oder von Para metern, die auf das Programm einwirken, ist leicht möglich, so daß eine Anpassung an geänderte Randbedingungen einfach und schnell durchführbar ist (vgl. US 4,187,413 und US 4,051,331).Hearing aids are known which are used for processing Au have a microprocessor. This leads one command sequence defined in a program memory - a Program - off. A change to this program or Para meters that affect the program is easily possible so that an adaptation to changed boundary conditions is easy and can be carried out quickly (cf. US 4,187,413 and US 4,051,331).

Um bei einem Mikroprozessor den Datendurchsatz zu steigern, muß die Taktfrequenz angehoben werden. Als nachteilig erweist sich dabei jedoch die daraus resultierende höhere Ver lustleistung. Da heute übliche Mikroprozessoren intern eine eher serielle Struktur aufweisen, ergeben sich außerdem Nach teile bei der parallelen Verarbeitung von Audiosignalen, insbesondere bei Hörhilfegeräten mit mehreren Mikrofonen.To increase data throughput with a microprocessor, the clock frequency must be raised. It proves to be disadvantageous however, the resulting higher ver pleasure. Since microprocessors common today have one have a more serial structure, there are also Nach parts in parallel processing of audio signals, especially for hearing aids with multiple microphones.

Weiterhin sind Hörhilfegeräte bekannt, deren Signalverarbei tungseinheit ein aus Gattern und Flip-Flops aufgebautes Schaltwerk umfaßt. Die einzelnen Komponenten eines derartigen Schaltwerks sind vorzugsweise fest verdrahtet in einem Chip integriert. Ein Vorteil einer derartigen Hardware-Lösung ist der damit erreichbare, hohe Datendurchsatz. Jedoch ist eine Anpassung dieser Hardware und damit der Signalverarbeitungs einheit an geänderte Randbedingungen nur eingeschränkt mög lich.Hearing aids are also known, their signal processing a unit made up of gates and flip-flops Rear derailleur includes. The individual components of such Switchgear are preferably hard-wired in a chip integrated. One advantage of such a hardware solution is the high data throughput that can be achieved with it. However, one is Adaptation of this hardware and thus the signal processing unit to changed boundary conditions only possible to a limited extent Lich.

Darüber hinaus ist aus der Literatur eine Vielzahl program mierbarer logischer Bauelemente (PLDs) bekannt, die vorkon figurierte Logikelemente und Register aufweisen, deren Ver knüpfungen untereinander programmierbar sind. Diese Bauele mente werden vor allem dazu verwendet, um eine Vielzahl ein zelner Logik-Bauelemente bzw. Register-Bauelemente durch ein hoch integriertes Bauelement zu ersetzen.In addition, there is a variety of programs from the literature Mierable logical components (PLDs) known, the precon have figured logic elements and registers, the ver links can be programmed with each other. These components elements are mainly used to make a variety individual logic components or register components by a to replace highly integrated component.

Aus der EP 0 342 782 B1 ist ein elektronisches Filter für ein Hörgerät bekannt, welches Register- und Logikelemente aufweist. Die Verschaltung der Register- und Logikelemente untereinander ist dabei nicht programmierbar.EP 0 342 782 B1 describes an electronic filter for a Hearing aid known, which register and logic elements having. The interconnection of the register and logic elements is not programmable with each other.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Signalverar beitungseinheit eines Hörhilfegerätes zu verbessern.The object of the present invention is to process the signal To improve processing unit of a hearing aid.

Diese Aufgabe wird bei einem digitalen programmierbaren Hör hilfegerät mit wenigstens einem Eingangswandler, einer Sig nalverarbeitungseinheit, einem ersten Speicher und einem Aus gangswandler dadurch gelöst, daß wenigstens ein Bauelement der Signalverarbeitungseinheit programmierbare vorkonfigu rierte Logikelemente aufweist, die abhängig vom Inhalt des ersten Speichers verschaltbar sind.This task is done with a digitally programmable hearing aid auxiliary device with at least one input converter, a Sig nal processing unit, a first memory and an off Gangswandler solved in that at least one component the signal processing unit programmable preconfig rated logic elements, depending on the content of the first memory are interconnectable.

Mit einem Bauelement, das programmierbare vorkonfigurierte Logikelemente aufweist, läßt sich ein Schaltnetz zur Signal verarbeitung realisieren. Enthält ein derartiges Bauelement zusätzlich auch programmierbare vorkonfigurierte Register, die ebenfalls abhängig vom Inhalt des ersten Speichers ver schaltbar sind, so kann damit auch ein Schaltwerk aufgebaut werden.With a component that is pre-configured programmable Has logic elements, a switching network for signal realize processing. Contains such a component also programmable preconfigured registers, which also depend on the content of the first memory are switchable, so a rear derailleur can be built become.

Der Vorteil beim Einsatz programmierbarer vorkonfigurierter Logikelemente und/oder Register in Hörhilfegeräten liegt in der Kombination der Vorteile einer reinen Hardware- und einer reinen Mikroprozessor-Lösung zur Realisierung einer Si gnalverarbeitungseinheit. Einerseits ist damit ein hoher Da tendurchsatz bei niedriger elektrischer Leistungsaufnahme er zielbar. Andererseits ist die parallele Verarbeitung von Ein gangssignalen mehrerer Eingangswandler durch einen entspre chend ausgeführten parallelen internen Aufbau der Hardware gut realisierbar. Dadurch, daß diese Bauelemente beliebig oft und in eingebautem Zustand umprogrammierbar sind, ist darüber hinaus auch eine Anpassung an geänderte Randbedingungen leicht möglich.The advantage of using programmable pre-configured Logic elements and / or registers in hearing aids are in the combination of the advantages of a pure hardware and one pure microprocessor solution for realizing an Si signal processing unit. On the one hand, there is a high Da throughput with low electrical power consumption targetable. On the other hand, the parallel processing is on output signals of several input converters by one According to the parallel internal structure of the hardware easy to implement. The fact that these components any number of times and are reprogrammable when installed, is above also an adjustment to changed boundary conditions easily possible.

Vorzugsweise ist der Speicher, der die aktuelle Verschaltung der programmierbaren vorkonfigurierten Logikelemente und/oder Register bestimmt, mit im programmierbaren logischen Bauele ment integriert. Um die interne Verschaltung des betreffenden programmierbaren logischen Bauelements nicht nur bei der Grundeinstellung nach der Fertigung bzw. bei der Anpassung des Hörhilfegeräts festlegen zu können, weist das Hörhilfegerät zweckmäßigerweise einen zweiten Speicher auf. Dieser zweite Speicher ist ein nichtflüchtiger Speicher und kann dazu verwendet werden, das programmierbare logische Bauelement nach dem Einschalten der Spannungsversorgung zu initialisieren. Dazu wird mittels einer Ablaufsteuerung der Inhalt des zweiten Speichers ganz oder teilweise auf den er sten Speicher übertragen. Vorzugsweise beträgt die Speicher kapazität des zweiten Speichers ein Vielfaches der Speicher kapazität des ersten Speichers. Damit sind mehrere Sätze von Speicherinhalten des ersten Speichers im zweiten Speicher hinterlegbar. Bei Bedarf kann somit während des Betriebs des Hörhilfegeräts der aktuelle Speicherinhalt des ersten Spei chers durch einen veränderten Speichersatz aus dem zweiten Speicher überschrieben werden. Es ist jedoch auch nur ein teilweiser Austausch des Inhalts des ersten Speichers durch einen Teil des Inhalts des zweiten Speichers möglich. Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung ist der erste Spei cher als SRAM und der zweite Speicher als EEPROM ausgeführt.Preferably, the memory that is the current interconnection the programmable preconfigured logic elements and / or Register determined, with in the programmable logic component ment integrated. To the internal connection of the concerned programmable logic device not only in the Basic setting after production or when adapting to be able to determine the hearing aid device The hearing aid expediently has a second memory. This second memory is a non-volatile memory and can be used to set the programmable logic Component after switching on the power supply initialize. For this purpose, the Contents of the second memory in whole or in part on the he most memory transferred. The memory is preferably capacity of the second memory is a multiple of the memory capacity of the first memory. So that are several sets of Memory contents of the first memory in the second memory depositable. If necessary, can thus during the operation of the Hearing aid the current memory content of the first memory chers by a changed saveset from the second Memory will be overwritten. However, it is only one partial replacement of the contents of the first memory part of the content of the second memory possible. To a preferred variant of the invention is the first Spei designed as SRAM and the second memory as EEPROM.

In vorteilhafter Ausführung erfolgt die Veränderung der Ver schaltung der programmierbaren vorkonfigurierten Logikele mente und/oder Register des programmierbaren logischen Bau elements beim Umschalten in ein anderes Hörprogramm. Damit ist nach der Erfindung ein Hörhilfegerät realisierbar, das dem Benutzer die Wahlmöglichkeit zwischen verschiedenen Hör programmen erlaubt, und bei dem die Verschaltung von Logik elementen und/oder Registern in Abhängigkeit von dem gewähl ten Hörprogramm erfolgt. Darüber hinaus kann sich bei einem Hörhilfegerät nach der Erfindung die Verschaltung der pro grammierbaren vorkonfigurierten Logikelemente und/oder Regi ster auch in Anpassung an eine geänderte Hörsituation auto matisch einstellen. Hierzu weist das Hörhilfegerät zum Erken nen der Hörsituation und zur Berechnung von Parametern zum Anpassen an die Hörsituation eine Signalanalyseeinheit auf.In an advantageous embodiment, the Ver switching of the programmable preconfigured logic elements elements and / or registers of programmable logic construction elements when switching to another hearing program. In order to According to the invention, a hearing aid can be implemented the user the choice between different hearing programs allowed, and in which the interconnection of logic elements and / or registers depending on the selected listening program. In addition, one Hearing aid according to the invention the interconnection of the pro programmable pre-configured logic elements and / or regi auto also adapt to a changed hearing situation adjust mathematically. To this end, the hearing aid points to detection the listening situation and to calculate parameters for Adapt a signal analysis unit to the listening situation.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Verschaltung der programmierbaren vorkonfigurierten Logikele mente und/oder Register zur Anpassung an den Hörgeräteträger erfolgt. Auf diese Weise kann z. B. bereits vor der individu ellen Anpassung eine Voreinstellung des Hörhilfegerätes auf unterschiedliche, häufig auftretende Hörschäden erfolgen, denen durch unterschiedliche Speichersätze zur Programmierung des programmierbaren logischen Bauelements Rechnung getragen wird.Another embodiment of the invention provides that the Interconnection of the programmable preconfigured logic elements elements and / or registers for adaptation to the hearing aid wearer he follows. In this way, e.g. B. before the individual ellen adjustment to a presetting of the hearing aid different, frequently occurring hearing damage occurs, through different memory sets for programming of the programmable logic component becomes.

Die Anwendung eines programmierbaren logischen Bauelements bei einem Hörhilfegerät muß nicht notwendigerweise den Ein satz eines Mikroprozessors ausschließen. Vielmehr sind auch beide Schaltungen zusammen in der Signalverarbeitungseinheit eines Hörhilfegeräts anwendbar. Dort, wo es auf hohen Datendurchsatz ankommt, ist das programmierbare logische Bauelement von Vorteil, wo hingegen hohe Flexibilität und Komplexität im Vordergrund stehen, ist der Mikroprozessor zu bevorzugen. Beispielsweise kann der Mikroprozessor zur Signalanalyse, etwa zum Erkennen der Hörsituation, oder zur Ablaufsteuerung der Datenübertragung zwischen den beiden Speichern und dem programmierbaren logischen Bauelement die nen, und mit Hilfe der programmierbaren vorkonfigurierten Lo gikelemente werden die von Mikrofonen aufgenommenen Audiosi gnale verarbeitet.The use of a programmable logic device a hearing aid does not necessarily have to be the on Exclude a microprocessor set. Rather, too both circuits together in the signal processing unit of a hearing aid applicable. Where it is high When data throughput arrives, that's programmable logic Component advantageous, where, however, high flexibility and The microprocessor is too complex prefer. For example, the microprocessor can Signal analysis, for example to recognize the hearing situation, or to Sequence control of the data transmission between the two Save and the programmable logic device nen, and with the help of the programmable preconfigured Lo The audio elements recorded by microphones become gik elements processed.

Besondere Vorteile beim Einsatz programmierbarer vorkonfigu rierter Logikelemente und/oder Register in einem Hörhilfege rät ergeben sich beim Verschalten derselben in einer Paral lelstruktur. So ist aufgrund weiterer Fortschritte auf dem Gebiet der Audiologie zukünftig vermehrt mit dem Einsatz von Mehrmikrofonsystemen bzw. Mikrofon-Arrays zu rechnen, was zwangsläufig eine Parallelverarbeitung nach sich zieht. Durch den Einsatz programmierbarer vorkonfigurierter Logikelemente und/oder Register, deren Verschaltung durch den Inhalt eines Speichers bestimmt wird, ist sowohl die leichte Anpassung an geänderte Randbedingungen wie auch die Erstellung einer Parallelstruktur möglich.Special advantages when using programmable preconfigu logic elements and / or registers in a hearing aid advises arise when interconnecting the same in a parallel lel structure. So is due to further progress on the Field of audiology in the future with the use of Multi-microphone systems or microphone arrays to calculate what inevitably entails parallel processing. By the use of programmable preconfigured logic elements and / or registers, the interconnection of which is the content of a Memory is determined, both the slight adjustment changed boundary conditions as well as the creation of a Parallel structure possible.

Die programmierbaren vorkonfigurierten Logikelemente und/oder Register können im Rahmen der Erfindung in einem Bauelement zusammengefaßt auf einer Platine des Hörhilfegeräts angeord net sein. Darüber hinaus kann in dieses Bauelement auch der erste Speicher integriert sein. Es können infolge der gefor derten Miniaturisierung des Hörhilfegeräts aber auch weitere Komponenten der Signalverarbeitungseinheit in dieses Halblei terbauelement aufgenommen sein.The programmable preconfigured logic elements and / or Registers can be in one component within the scope of the invention arranged on a circuit board of the hearing aid be nice. In addition, the component can also first memory be integrated. As a result of the gefor Other miniaturization of the hearing aid device but also others Components of the signal processing unit in this semiconductor terbauelement be added.

Bei dem Hörhilfegerät nach der Erfindung kann es sich um ein Taschengerät, ein Hinter-dem-Ohr-Gerät (HdO), ein In-dem-Ohr- Gerät (IdO) oder eine implantierbare Hörhilfe handeln. Als Eingangs- oder Ausgangswandler kommen elektroakustische Wand ler, aber auch elektromechanische, elektromagnetische oder elektrische Wandler (beispielsweise zur direkten Stimulation von Gehörzellen) in Betracht.The hearing aid according to the invention can be a Pocket device, a behind-the-ear device (BTE), an in-the-ear Act device (ITE) or an implantable hearing aid. As Input or output transducers come electro-acoustic wall ler, but also electromechanical, electromagnetic or electrical transducers (for example for direct stimulation of auditory cells).

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung und in Verbindung mit den Patentansprü chen näher erläutert.The invention is based on the following description of an embodiment and the drawing and in connection with the claims Chen explained in more detail.

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes Hörhilfegerät 1 mit zwei Eingangswandlern 2 und 2', einer Signalverarbei tungseinheit 3 und einem Ausgangswandler 4 dargestellt. Die Signalverarbeitungseinheit 3 umfaßt zwei den Eingangswandlern 2 und 2' nachgeschaltete A/D-Wandler 5 und 5', einen di gitalen Signalprozessor 6 und einen D/A-Wandler 7. Im digita len Signalprozessor 6 ist ein Speicher 8 integriert. Weiter hin weist das Hörhilfegerät 1 eine Ablaufsteuerung 9, einen zweiten Speicher 10 sowie eine externe Schnittstelle 11 auf.In the drawing, a hearing aid 1 according to the invention with two input transducers 2 and 2 ', a signal processing unit 3 and an output transducer 4 is shown. The signal processing unit 3 comprises two input converters 2 and 2 'downstream A / D converters 5 and 5 ', a digital signal processor 6 and a D / A converter 7 . A memory 8 is integrated in the digital signal processor 6 . Furthermore, the hearing aid 1 has a sequence control 9 , a second memory 10 and an external interface 11 .

Gemäß der Erfindung umfaßt der digitale Signalprozessor 6 programmierbare vorkonfigurierte Logikelemente und Register, die abhängig vom Inhalt des ersten Speichers 8 miteinander verschaltet sind. In Anbetracht der beiden Eingangswandler 2 und 2' und der zwei von diesen erzeugten Mikrofonsignale er folgt die Konfiguration der programmierbaren vorkonfigurier ten Logikelemente und Register in einer parallelen Struktur. Zum Initialisieren des digitalen Signalprozessors nach dem Einschalten des Hörhilfegeräts sowie zur Anpassung an sich ändernde Randbedingungen weist das Hörhilfegerät einen zwei ten, nichtflüchtigen Speicher 10 in Form eines EEPROMS auf. Die Speicherkapazität des zweiten Speichers 10 beträgt ein Vielfaches der Speicherkapazität des ersten Speichers 8. Beim Umschalten in ein anderes Hörprogramm, beispielsweise durch Betätigen einer Programmwahltaste, wird unter Kontrolle der Ablaufsteuerung 9 ein Teil des Inhalts des zweiten Speichers 10 ausgelesen und auf den ersten Speicher 8 übertragen. Hier bei wird der bisherige Inhalt des ersten Speichers 8 über schrieben. Dadurch ändert sich die interne Schaltung der pro grammierbaren vorkonfigurierten Logikelemente und Register des digitalen Signalprozessors 6.According to the invention, the digital signal processor 6 comprises programmable preconfigured logic elements and registers which are interconnected depending on the content of the first memory 8 . In view of the two input converters 2 and 2 'and the two microphone signals generated by them, it follows the configuration of the programmable preconfigured logic elements and registers in a parallel structure. To initialize the digital signal processor after switching on the hearing aid and to adapt to changing boundary conditions, the hearing aid has a second, non-volatile memory 10 in the form of an EEPROM. The storage capacity of the second memory 10 is a multiple of the storage capacity of the first memory 8 . When switching to another hearing program, for example by pressing a program selection button, part of the content of the second memory 10 is read out under the control of the sequence control 9 and transferred to the first memory 8 . Here the previous content of the first memory 8 is overwritten. This changes the internal circuitry of the programmable preconfigured logic elements and registers of the digital signal processor 6 .

Zur Programmierung und Anpassung des Hörhilfegeräts 1 weist dieses eine externe Schnittstelle 11 auf, über welche in Ver bindung mit einem externen Programmier- oder Anpaßgerät die Inhalte des ersten und des zweiten Speichers veränderbar sind.To program and adapt the hearing aid 1 , this has an external interface 11 , via which the contents of the first and second memories can be changed in conjunction with an external programming or adaptation device.

Claims

1. Digital programmable hearing aid ( 1 ) with at least one input converter ( 2 ), a signal processing unit ( 3 ), a first memory ( 8 ) and an output converter ( 4 ), characterized in that at least one component ( 6 ) Signal processing unit has programmable preconfigured logic elements, which can be interconnected depending on the content of the first memory ( 8 ).

2. Hearing aid according to claim 1, characterized in that the component ( 6 ) per programmable has pre-configured registers which can be interconnected depending on the content of the first memory ( 8 ).

3. Hearing aid device according to claim 1 or 2, which has a second memory ( 10 ) and a sequence control ( 9 ), wherein the content of the second memory ( 10 ) is completely or partially transferable to the first memory ( 8 ) controlled by the sequence control.

4. Hearing aid according to one of claims 1 to 3, characterized by an SRAM as the first memory ( 8 ) and an EEPROM as the second memory ( 10 ).

5. Hearing aid according to one of claims 1 to 4, characterized in that the interconnection of the programmable preconfigured logic elements and / or register can be changed during the operation of the hearing aid ( 1 ).

6. Hearing aid according to one of claims 1 to 5, there characterized in that the Interconnection of the programmable preconfigured Logic elements and / or registers by switching to another res hearing program is changeable.

7. Hearing aid according to one of claims 1 to 6, there characterized in that the Interconnection of the programmable preconfigured Logic elements and / or registers adapted to a ge changed hearing situation automatically.

8. Hearing aid according to one of claims 1 to 7, ge characterized by programmable preconfigured logic elements and / or registers for individual adaptation to the hearing aid wearer.

9. Hearing aid according to one of claims 1 to 8, characterized in that the signal processing unit ( 3 ) has a microprocessor.

10. Hearing aid according to one of claims 1 to 9, there characterized in that the programmable preconfigured logic elements and / or Registers interconnected in a parallel structure are.

11. Hearing aid according to claim 10 with at least two input transducers ( 2 , 2 '), characterized in that the output signals of the input transducers can be processed in parallel.

12. Hearing aid according to one of claims 1 to 11, there characterized in that the Signal processing unit a signal analysis unit having.