DE19954359A1 - Leistungsarmes passives Horchverfahren für elektronische Geräte - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Empfangen und Verarbeiten von digitalen Signalen ermöglichen einen reduzierten Leistungsverbrauch bei digitalen Empfangs- und Verarbeitungsschaltungen ohne eine manuelle Intervention und ohne eine Datenratenreduktion. Das digitale Signal umfaßt ein vorauseilendes Signal mit kleinerer Datenrate und ein nacheilendes Signal mit schnellerer Datenrate. Wenn das vordefinierte vorauseilende Signal empfangen wird, verarbeitet ein kleinerer Digitalsignalprozessor dieses Signal und aktiviert dann einen schnelleren Digitalsignalprozessor, der das nacheilende schnellere Signal verarbeitet. Nach der Verarbeitung des nacheilenden Signals wird der schnellere Digitalsignalprozessor deaktiviert.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Daten­ kommunikationsgeräte und insbesondere auf Datenkommunika­ tionsgeräte, die eine Prozessorschaltungsanordnung enthal­ ten, die bei hohen Geschwindigkeiten arbeitet.

Eine Datenkommunikationshardware enthält oft Schaltungsan­ ordnungen, die Daten bei hohen Geschwindigkeiten verarbei­ ten. Als Beispiel liegen typische Geschwindigkeiten für Lo­ gikschaltungen in einer schnellen Infrarothardware (FIR- Hardware (FIR = Fast Infrared)) bei 48 MHz. Je schneller ein Gerät arbeitet, umso Leistung verbraucht es allgemein ge­ sagt. Die Leistung wird immer dann verbraucht, wenn das Da­ tenkommunikationsgerät eingeschaltet ist und Daten empfängt, Daten überträgt, Daten verarbeitet oder nur horcht, ob ein Datensignal auftritt. Es ist nötig, daß das Bauelement mit hoher Geschwindigkeit arbeitet, wenn es im Empfangs-, im Übertragungs- oder im Verarbeitungsmodus ist. Wenn es jedoch im Horchmodus ist, kann eine große Menge Leistung verloren werden, während auf ein Signal gewartet wird, das vielleicht niemals auftritt.

Frühere Lösungen für das Problem des Leistungsverbrauchs während des Horchmodus bestanden darin, entweder mit nie­ drigeren Geschwindigkeiten zu arbeiten, wie es bei seriellen Infrarotbauelementen (SIR-Bauelementen (SIR = Serial Infrared)) der Fall ist, oder die Anforderung zu stellen, daß der Betreiber das Gerät in einen Horchmodus versetzt, bevor Daten empfangen werden. Beide Lösungen sind ungünstig und kontraproduktiv. Das Arbeiten bei geringeren Geschwin­ digkeiten resultiert in einer langsameren Datenverarbeitung, was nicht akzeptierbar sein kann. Die Anforderung einer Intervention des Betreibers erhöht die Arbeitskraft des Betreibers und kann in verlorenen Daten resultieren, wenn der Betreiber das Gerät zum geeigneten Zeitpunkt nicht in den Horchmodus versetzt. Ferner wird Leistung unnötig ver­ braucht, wenn der Betreiber das Gerät nicht zum geeigneten Zeitpunkt aus dem Horchmodus bringt.

Somit besteht ein Bedarf nach Systemen, bei denen Kommunika­ tionsgeräte in einem Niedrigsleistungs-Horchmodus arbeiten, die während eines Empfangs-, eines Verarbeitungs- und eines Sendemodus zu hohen Geschwindigkeiten umschalten, und die automatisch in den Niederleistungs-Horchmodus zurückschal­ ten, wenn sie nichts empfangen, verarbeiten oder senden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein effizientes Verfahren und eine effiziente Vorrichtung zum Verarbeiten eines digital-elektronischen Datensignals zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Verarbeiten eines digital-elektronischen Datensignals nach Anspruch 1 oder durch eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines digitalelek­ tronischen Datensignals nach Anspruch 5 gelöst.

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrich­ tungen zum Verarbeiten von digital-elektronischen Signalen, welche Leistung sparen. Im allgemeinen ist der Leistungsver­ brauch einer digital-elektronischen Schaltung umso höher, je schneller sie arbeitet. Frühere Verfahren zum Sparen von Leistung, während digital-elektronische Signale verarbeitet werden, basierten darauf, entweder bei langsameren Geschwin­ digkeiten zu arbeiten, oder erforderten eine manuelle Inter­ vention beim Einschalten der Schaltung nur während der Zei­ ten eines erwarteten Signalempfangs. Bei bevorzugten Aus­ führungsbeispielen liefert die vorliegende Erfindung Tech­ niken zum automatischen Reduzieren des Leistungsverbrauchs in solchen Schaltungen ohne eine manuelle Intervention und ohne Datenratenreduktion.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt eine digi­ ta lelektronische Empfangsschaltung einen elektronischen Si­ gnalempfänger, der ebenfalls ein Sende/Empfangs-Gerät, d. h. ein Transceiver, sein könnte. Die digital-elektronische Emp­ fangsschaltung empfängt ein digital-elektronisches Datensi­ gnal und liefert das Signal zu einem ersten Digitalsignal­ prozessor und zu einem zweiten Digitalsignalprozessor. Das digital-elektronische Datensignal umfaßt einen vorausei­ lenden Signalteil mit kleinerer Datenrate und einen nach­ eilenden Signalteil mit schnellerer Datenrate. Typische Da­ tenraten für den vorauseilenden Signalteil betragen etwa 9600 Bits pro Sekunde bis 115200 Bits pro Sekunde. Typische Datenraten für den nacheilenden Signalteil betragen etwa 9600 Bits pro Sekunde bis zu 4 Megabits pro Sekunde. Es sollte darauf hingewiesen werden, daß dies typische Daten­ raten sind, daß die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf die gegebenen Bereiche begrenzt ist. Es ist nur notwendig, daß die Datenrate des vorauseilenden Signals kleiner als die Datenrate des nacheilenden Signals ist.

Im Horchmodus, in dem die digital-elektronische Empfangs­ schaltung auf ein ankommendes digital-elektronisches Daten­ signal wartet, wird Leistung typischerweise eingespart, in­ dem der zweite Digitalsignalprozessor deaktiviert wird, der bei der schnelleren Datenrate arbeitet. Beim Empfang des di­ gita lelektronischen Datensignals verarbeitet der erste Di­ gitalsignalprozessor, der bei der langsameren Datenrate ar­ beitet, den vorauseilenden Signalteil des digitalelektroni­ schen Datensignals und aktivert den schnelleren zweiten Di­ gitalsignalprozessor. Der vorauseilende Signalteil ist ein Signal, das typischerweise ein vorspezifiziertes Protokoll umfaßt. Der schnellere zweite Digitalsignalprozessor, der aktiviert worden ist, verarbeitet dann den nacheilenden Si­ gnalteil. Nach einer Vollendung des digital-elektronischen Datensignals wird der schnellere zweite Digitalsignalprozes­ sor bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel automatisch deaktiviert, und die digital-elektronische Empfangsschaltung kehrt in den Horchmodus zurück. Bei beispielhaften Ausfüh­ rungsbeispielen wird Leistung gespart, während die Datenrate beibehalten wird, indem der Digitalsignalprozessor mit schnellerer Datenrate während den Zeiten deaktiviert wird, in denen die digital-elektronische Empfangsschaltung in einem Horchmodus ist. Die automatische Aktivierung wird erhalten, wenn der Digitalsignalprozessor mit kleinerer Datenrate das vorspezifizierte Protokollsignal in dem vor­ auseilenden Signalteil des digital-elektronischen Datensi­ gnals erfaßt. Wenn das geeignete Protokollsignal erfaßt ist, liefert der Digitalsignalprozessor mit kleinerer Datenrate ein Signal, um den Digitalsignalprozessor mit schnellerer Datenrate zu aktivieren.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen detailliert erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung einer digital-elektronischen Emp­ fangsschaltung gemäß einem beispielhaften Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 2 ein Flußdiagramm des Betriebs der digitalelektro­ nischen Empfangsschaltung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Wie es in den Figuren gezeigt ist, bezieht sich die vorlie­ gende Erfindung auf Verfahren und Vorrichtungen zum Verar­ beiten von digital-elektronischen Signalen. Im allgemeinen ist der Leistungsverbrauch einer digital-elektronischen Schaltung umso höher, je schneller sie arbeitet. Frühere Verfahren stützten sich entweder darauf, bei langsameren Ge­ schwindigkeiten zu arbeiten, oder auf eine manuelle Inter­ vention des Einschaltens der Schaltung nur während der Zei­ ten eines erwarteten Signalempfangs. Bei bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispielen liefert die vorliegende Erfindung Techniken zum automatischen Reduzieren des Leistungsverbrauch in sol­ chen Schaltungen ohne manuelle Intervention und ohne eine Datenratenreduktion.

In der folgenden detaillierten Beschreibung und in den Fi­ guren sind gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 1 ist eine Zeichnung einer digital-elektronischen Emp­ fangsschaltung 100, die ein beispielhaftes Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Die digital­ elektronische Empfangsschaltung 100 umfaßt einen elektroni­ schen Signalempfänger 110, der auch ein Sende/Empfangsgerät sein könnte. Die digital-elektronische Empfangsschaltung 100 empfängt ein digital-elektronisches Datensignal 120 und lie­ fert das digital-elektronische Datensignal 120 über einen ersten Signalweg 130 zu einem ersten Digitalsignalprozessor 140 und über einen zweiten Signalweg 150 zu einem zweiten Digitalsignalprozessor 160. Das digital-elektronische Daten­ signal 120 umfaßt einen vorauseilenden Signalteil 170 und einen nacheilenden Signalteil 180. Die Datenrate des voraus­ eilenden Signalteils 170 ist kleiner als die Datenrate des nacheilenden Signalteils 180. Die Datenrate des vorauseilen­ den Signalsteils 170 wird hier als die Datenrate des voraus­ eilenden Signals bezeichnet, und die Datenrate des nachei­ lenden Signalteils 180 wird hier als Datenrate des nachei­ lenden Signals bezeichnet. Typische Datenraten für die Da­ tenrate des vorauseilenden Signals 170 liegen etwa in einem Bereich 9600 Bits pro Sekunde bis 115200 Bits pro Sekunde, während typische Datenraten für die Datenrate des nacheilen­ den Signals 180 in einem Bereich liegen, der sich von etwa 9600 Bits pro Sekunde bis zu 4 Megabits pro Sekunde er­ streckt. Es sollte darauf hingewiesen werden, daß diese Wer­ te typische Datenraten sind, und daß die Erfindung nicht auf die dargestellten Werte begrenzt ist. Es ist nur notwendig, daß die Datenrate des vorauseilenden Signals 170 kleiner als die Datenrate des nacheilenden Signals 180 ist.

Der erste Digitalsignalprozessor 140 wird in dieser Be­ schreibung auch als der langsamere Digitalsignalprozessor 140 bezeichnet. Der zweite Digitalsignalprozessor 160 wird in dieser Beschreibung als der schnellere Digitalsignalpro­ zessor 160 bezeichnet. Der vorauseilende Signalteil 170 wird als das vorauseilende Signal 170 und als der langsamere Si­ gnalteil 170 bezeichnet. Der nacheilende Signalteil 180 wird als das nacheilende Signal 180 und als der schnellere Si­ gnalteil 180 bezeichnet. Die vorauseilende Datenrate wird als die langsamere Datenrate bezeichnet, und die nacheilende Datenrate wird als die schnellere Datenrate bezeichnet.

Im Horchmodus, in dem die digital-elektronische Empfangs­ schaltung 100 auf ein ankommendes digital-elektronisches Da­ tensignal 120 wartet, wird Leistung typischerweise dadurch gespart, daß der zweite Digitalsignalprozessor 160 inaktiv ist. Beim Empfang des digital-elektronischen Datensignals 120 verarbeitet der erste Digitalsignalprozessor 140 den vorauseilenden Signalteil 170 des digital-elektronische Da­ tensignals 120 und aktiviert den zweiten Digitalsignalpro­ zessor 160 über einen Steuerweg 190. Der vorauseilende Si­ gnalteil 170 ist ein Signal, das typischerweise ein vorspe­ zifiziertes Protokoll umfaßt. Der zweite Digitalsignalpro­ zessor 160, der aktiviert worden ist, verarbeitet dann den nacheilenden Signalteil 180. Nach einer Beendigung des di­ gita lelektronischen Datensignals 120 wird der zweite Digi­ talsignalprozessor 160 bei einem beispielhaften Ausfüh­ rungsbeispiel automatisch deaktiviert, und die digitalelek­ tronische Empfangsschaltung 100 kehrt in den Horchmodus zu­ rück.

Bei beispielhaften Ausführungsbeispielen wird Leistung ge­ spart, während die Datenrate beibehalten wird, indem der zweite Digitalsignalprozessor 160 für die schnellere Daten­ rate während den Zeiten deaktiviert wird, in denen die di­ gita lelektronische Empfangsschaltung 100 im Horchmodus ist. Eine automatische Aktivierung wird erhalten, wenn der erste Digitalsignalprozessor 140 das vorspezifizierte Pro­ tokollsignal in dem vorauseilenden Signalteil 170 des digi­ talelektronischen Datensignals 120 erfaßt. Wenn das geeig­ nete Protokollsignal erfaßt ist, liefert der erste Digital­ signalprozessor 140 ein Signal, um den zweiten Digitalsi­ gnalprozessor 160 mit schnellerer Datenrate zu aktivieren.

Fig. 2 ist ein Flußdiagramm des Betriebs der digitalelek­ tronischen Empfangsschaltung 100 bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel. In einem Block 210 von Fig. 2 befindet sich die digital-elektronische Empfangsschaltung 100 im Horchmodus. Der Block 210 überträgt elektronische Signale, die von dem elektronischen Signalempfänger 110 empfangen werden, zu dem langsameren Digitalsignalprozessor 140. Die Steuerung springt dann zu einem Block 220.

Wenn der langsamere Signalteil 170 mit dem vorspezifizierten Protokoll empfangen wird, springt die Steuerung von dem Block 220 zu einem Block 230. Andernfalls springt die Steue­ rung von dem Block 220 zu dem Block 210.

Der Block 230 aktiviert den schnelleren Digitalsignalpro­ zessor 160. Die Steuerung springt dann von dem Block 230 zu einem Block 240.

Im Block 240 verarbeitet der schnellere Digitalsignalprozes­ sor 160 den schnelleren Signalteil 180 des digitalelek­ tronischen Datensignals 120. Die Steuerung springt dann vom Block 240 zu einem Block 250.

Der Block 250 deaktiviert den schnelleren Digitalsignalpro­ zessor 160. Die Steuerung springt dann von dem Block 250 zu­ rück zu dem Block 210, wodurch die digital-elektronische Empfangsschaltung 100 in den Horchmodus zurückgebracht wird.

Die Verfahren und Vorrichtungen, die anhand von beispiel­ haften Ausführungsbeispielen beschrieben worden sind, lie­ fern Techniken zum Empfangen und Verarbeiten von digital­ elektronischen Datensignalen durch digital-elektronische Empfangsschaltungen, welche den Vorteil haben, daß einer­ seits der Leistungsverbrauch in diesen Schaltungen ohne manuelle Intervention verringert wird, während andererseits keine Datenratenreduktion in Kauf genommen werden muß.

Claims (8)

1. Verfahren zum Verarbeiten eines digital-elektronischen Datensignals (120), mit folgenden Schritten:
Horchen nach dem digital-elektronischen Datensignal (120) durch einen elektronische Signalempfänger (110), wobei das digital-elektronische Datensignal (120) ein vorauseilendes Signal (170) und ein nacheilendes Signal (180) umfaßt, und wobei eine Datenrate des vorauseilen­ den Signals kleiner als eine Datenrate des nacheilenden Signals (180) ist;
Übertragen des vorauseilenden Signals (120) von dem elektronischen Signalempfänger (110) zu einem ersten Digitalsignalprozessor (140);
wenn der vorauseilende Signalteil (170) von dem ersten Digitalsignalprozessor (140) empfangen worden ist, Ver­ arbeiten des vorauseilenden Signals (170) durch den er­ sten Digitalsignalprozessor (140) mit der Datenrate des vorauseilenden Signals (170); und
wenn der vorauseilende Signalteil (170) von dem ersten Digitalsignalprozessor (140) verarbeitet wird,
Aktivieren eines zweiten Digitalsignalprozessors (160);
Übertragen des nacheilenden Signals (180) von dem elektronischen Signalempfänger (110) zu dem zweiten Digitalsignalprozessor (160); und
Verarbeiten des nacheilenden Signalteils (180) durch den zweiten Digitalsignalprozessor (160) mit der Datenrate des nacheilenden Signals (180).

2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner folgenden Schritt aufweist:
wenn das nacheilende Signal (180) durch den zweiten Di­ gitalsignalprozessor (160) verarbeitet worden ist, De­ aktivieren des zweiten Digitalsignalprozessors (160).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der erste Di­ gitalsignalprozessor (140) ein universeller asynchroner Empfänger/Sender ist, und bei dem der zweite Digitalsi­ gnalprozessor (160) ein schneller Infrarotblock ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Datenrate des vorauseilenden Signals (170) im wesentlichen in einem Bereich liegt, der sich von 9600 Bits pro Sekunde bis zu 115200 Bits pro Sekunde er­ streckt, und bei dem die Datenrate des nacheilenden Si­ gnals (180) im wesentlichen in einem Bereich liegt, der sich von 9600 Bits pro Sekunde bis zu 4 Megabits pro Sekunde erstreckt.

5. Vorrichtung zum Verarbeiten eines digitalelektroni­ schen Datensignals (120), mit folgenden Merkmalen:
einem elektronischen Signalempfänger zum Empfangen des digital-elektronischen Datensignals (120), wobei das digital-elektronische Datensignal (120) ein vorausei­ lendes Signal (170) und ein nacheilendes Signal (180) umfaßt, und wobei die Datenrate des vorauseilenden Si­ gnals (170) kleiner als die Datenrate des nacheilenden Signals (180) ist;
einem ersten Digitalsignalprozessor (140) zum Verarbei­ ten des vorauseilenden Signals (170), wobei der elek­ tronische Signalempfänger (110) das vorauseilende Si­ gnal (170) zu dem ersten Digitalsignalprozessor (140) überträgt; und
einem zweiten Digitalsignalprozessor (160) zum Verar­ beiten des nacheilenden Signals (180), wobei der erste Digitalsignalprozessor (140) den zweiten Digitalsignal­ prozessor (160) nach einer Verarbeitung des vorausei­ lenden Signals (170) aktiviert, und wobei der elektro­ nische Signalempfänger (110) das nacheilende Signal (170) zu dem zweiten Digitalsignalprozessor (140) über­ trägt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der zweite Digi­ talsignalprozessor (160) ferner konfiguriert ist, um den zweiten Digitalsignalprozessor (140) zu deaktivie­ ren, nachdem das nacheilende Signal (180) verarbeitet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei der der erste Digitalsignalprozessor (140) ein universeller asynchro­ ner Empfänger/Sender ist, und bei der der zweite Digi­ talsignalprozessor (160) ein schneller Infrarotblock ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der die Datenrate des vorauseilenden Signals (170) im we­ sentlichen in einem Bereich liegt, der sich von 9600 Bits pro Sekunde bis zu 115200 Bits pro Sekunde er­ streckt, und bei der die Datenrate des nacheilenden Si­ gnals (180) im wesentlichen in einem Bereich liegt, der sich von 9600 Bits pro Sekunde bis zu 4 Megabits pro Sekunde erstreckt.