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Die Erfindung betrifft eine Schaltungskomponente, umfassend eine integrierte Steuerschaltung, einen Audio-CODEC und eine Logikschaltung, sowie eine Systemkomponente für einen Computer, umfassend eine derartige Schaltungsanordnung.
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Systemkomponenten für Computer, insbesondere sogenannte Mainboards, umfassen eine Vielzahl von teilweise hochintegrierten Schaltungen, die durch eine Vielzahl von Steuer- und Signalleitungen miteinander verbunden werden müssen, um einen funktionsfähigen Computer aufzubauen. Beispiele derartiger, integrierter Schaltungen sind beispielsweise Prozessoren, Chipsätze und funktionsspezifische Komponenten, wie etwa Audio-CODECS. Im Betrieb stellen ein Hauptprozessor und/oder eine andere Datenverarbeitungskomponente dem Audio-CODEC digitale Audiodaten über eine Busschnittstelle bereit. Andere Signale, beispielsweise ein Steuersignal zum Deaktivieren und/oder Zurücksetzen des Audio-CODECS, werden dagegen über dedizierte Steuersignalleitungen bereitgestellt.
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Beim Zusammenstellen von integrierten Schaltungen für eine Systemkomponente besteht ein Erfordernis darin, von entsprechenden Signalquellen bereitgestellte Steuersignale einem Signalempfänger in einer gewünschten Weise zur Verfügung zu stellen. Hierbei ist zu beachten, dass integrierte Schaltungen unterschiedlicher Hersteller nicht immer über äquivalente Steuersignaleingänge und -ausgänge verfügen.
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In einzelnen Betriebsphasen kann es zudem vorkommen, dass über unterschiedliche Bus- und Steuersignalschnittstellen übertragene Signale nicht miteinander synchronisiert sind, sodass es zu ungewünschten Signalausgängen und/oder Betriebszuständen kommt.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Schaltungsanordnung beschrieben, die folgendes umfasst:
- - eine integrierte Steuerschaltung zum Erzeugen einer Mehrzahl von Steuersignalen;
- - einen Audio-CODEC zum Erzeugen wenigstens eines Audio-Ausgangsignals, wobei der Audio-CODEC über wenigstens eine erste Steuersignalleitung zum Bereitstellen eines ersten Steuersignals zum Aktivieren eines Signaltons mit der Steuerschaltung verbunden ist; und
- - eine Logikschaltung, wobei die Logikschaltung über eine Mehrzahl von Steuersignalleitungen, umfassend die erste Steuersignalleitung, mit der Steuerschaltung verbunden und dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von über die Mehrzahl der Steuersignalleitungen bereitgestellte Steuersignale ein kombiniertes Deaktivierungssignal für den Audio-CODEC bereitzustellen.
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Die oben genannte Schaltungsanordnung ermöglicht es, unterschiedliche Steuersignale einer integrierten Steuerschaltung so miteinander zu kombinieren, dass ein Audio-CODEC in einzelnen Betriebsphasen bedarfsgerecht deaktiviert werden kann. Dies dient unter anderem dazu, eine ungewünschte Audioausgabe in Betriebszuständen zu unterbinden, in dem die integrierte Steuerschaltung dem Audio-CODEC noch keine gültigen digitalen Audiodaten zur Verfügung stellen kann.
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In wenigstens einer Ausgestaltung ist die Logikschaltung dazu eingerichtet, das kombinierte Deaktivierungssignal für den Audio-CODEC bereitzustellen, wenn über die Mehrzahl von Steuersignalleitungen ein Initialisierungszustand und/oder ein Bereitschaftszustand der Steuerschaltung angezeigt wird und wenn das erste Steuersignal zugleich kein Aktivieren eines Signaltons anzeigt. Die Logikschaltung ist des Weiteren dazu eingerichtet, dass kombinierte Deaktivierungssignal für den Audio-CODEC nicht bereitzustellen, wenn das erste Steuersignal ein Aktivieren eines Signaltons anzeigt. Insbesondere während eines Initialisierungs- oder Bereitschaftszustands können typischerweise keine digitale Audiodaten über einen Audio-CODEC ausgegeben werden. Kommt es in einem solchen Zustand jedoch zu Fehlers, können diese beispielsweise über ein sogenanntes Beep-Signal angezeigt werden. Hierzu wird der Audio-CODEC selbst während des Initialisierungs- beziehungsweise Bereitschaftszustands aktiviert.
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In wenigstens einer Ausgestaltung umfasst die Mehrzahl von Steuersignalleitungen wenigstens eine zweite Steuersignalleitung zum Bereitstellen eines zweiten Steuersignals zum Deaktivieren des Audio-CODECS und eine dritte Steuersignalleitung zum Bereitstellen eines dritten Steuersignals zum Zurücksetzen des Audio-CODECS. Die Logikschaltung ist dazu eingerichtet, das kombinierte Deaktivierungssignal für den Audio-CODEC nur dann bereitzustellen, wenn das zweite Steuersignal ein Deaktivieren des Audio-CODECS anzeigt oder das dritte Steuersignal ein Zurücksetzen des Audio-CODECS anzeigt. Durch eine derartige Kombination zwei unterschiedlicher Steuersignale zu dem kombinierten Deaktivierungssignal können insbesondere Signalquellen mit zwei unterschiedlichen Steuersignalleitungen mit einem Audio-CODEC mit nur einem einzelnen Steuersignaleingang kombiniert werden.
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Die Logikschaltung kann beispielsweise durch diskrete logische Schaltkomponenten, wie beispielsweise eine Kombination eines UND-Gatters mit einem ODER-Gatter aufgebaut werden. Dies ermöglicht einen einfachen, kostengünstigen Aufbau zum Bereitstellen von Steuersignalen mit einer minimalen Verzögerung.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine Systemkomponente für einen Computer beschrieben, die eine Schaltungsanordnung gemäß dem ersten Aspekt umfasst. Beispielsweise kann die oben genannte Schaltungsanordnung auf einer Systemplatine eines Personalcomputers (PC) oder Mini-PC angeordnet werden.
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In wenigstens einer Ausgestaltung wird beim Bereitstellen des kombinierten Deaktivierungssignals wenigstens eine Komponente des Audio-CODECS, beispielsweise eine eingebaute Verstärkerschaltung, deaktiviert, um das Audio-Ausgangssignal zu unterdrücken.
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Bei der Steuerkomponente kann es sich beispielsweise um einen Hauptprozessor, einem sogenannten System-on-a-Chip, und/oder eine Chipsatzkomponente handeln, der bzw. die drei vorbestimmte, typsicherweise nicht frei programmierbare Steuersignalausgänge zum Bereitstellen der oben genannten Steuersignale aufweist.
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Der Audio-CODEC kann zwei vorbestimmte, typischerweise ebenfalls nicht frei programmierbare Steuersignaleingänge zum Empfangen von Steuersignalen aufweisen. Somit stimmt die Anzahl der von der Steuerkomponente bereitgestellten Steuersignale nicht mit der Anzahl der von dem Audio-CODEC erwarteten Steuersignale überein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die angehängten Figuren im Detail beschrieben. Darin zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Systemkomponente eines Computers, und
- 2(a) bis 2(c) unterschiedliche Schaltungskomponenten der Systemkomponente gemäß 1.
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1 zeigt schematisch den Aufbau einer Schaltungsanordnung einer Systemkomponente 1. Bei der Systemkomponente handelt es sich im Ausführungsbeispiel um eine Hauptplatine eines im Übrigen nicht dargestellten Computersystems. Beispielsweise kann es sich um einen sogenannten Desktop-PC oder Mini-PC handeln.
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Die Schaltungsanordnung bzw. die Systemkomponente 1 umfasst eine integrierte Steuerschaltung 2 zum Erzeugen einer Mehrzahl von Steuersignalen für andere Systemkomponenten. Beispielsweise handelt es sich bei der integrierten Steuerschaltung 2 um einen Hauptprozessor (englisch: central processing unit - CPU), um einen sogenannten System-on-a-Chip (SoC) oder um Teile eines Chipsatzes, wie beispielsweise einen Platform Controller Hub (PCH) der Firma Intel und oder Fusion Controller Hub (FCH) der Firma AMD.
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Im beschriebenen Ausführungsbeispiel erzeugt die integrierte Steuerschaltung 2 des Weiteren ein digitales Audiosignal für einen Audio-CODEC 3. Bei dem Audio-CODEC handelt es sich um eine funktionsspezifische Hardwarekomponenten zum Ausgeben von Audiosignalen. Die Steuersignale und das digitale Audiosignal können auch von unterschiedlichen Signalquellen bzw. Schaltungen erzeugt werden, beispielsweise einem Chipsatz und einem Hauptprozessor. In einem normalen Betrieb der Systemkomponente 1 wird das Audiosignal über ein entsprechendes Bussystem 4, im Ausführungsbeispiel das sogenannte High Definition Audio (HDA) Interface von der Steuerkomponente 2 an den Audio-CODEC 3 übertragen. Der Audio-CODEC 3 wandelt das digital empfangene Audioeingangssignal in ein Audio-Ausgangssignal um, dass über eine entsprechende, im Ausführungsbeispiel analoge Audiosignalleitung 5 einer Audioausgabekomponente 6 zugeführt wird. Die Audioausgabekomponente 6, beispielsweise ein eingebauter Lautsprecher oder ein Piezosummer (englisch: buzzer) des Computers, wandelt das Audio-Ausgangssignal in ein hörbares Tonsignal um.
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In besonderen Betriebszuständen, beispielsweise beim Starten des Computers oder während eines Energiesparzustandes, sollen typischerweise keine Signale durch den Audio-CODEC 3 bzw. die Audioausgabekomponente 6 ausgegeben werden, um ungewünschte Tonsignale zu vermeiden. Ungewünschte Tonsignale können beispielsweise dadurch verursacht werden, dass die Steuerkomponente 2 während ihrer Initialisierung unkontrollierte Signale an das Bussystem 4 anlegt, die von einem eingebauten Verstärker des Audio-CODECS 3 verstärkt und über die Audioausgabekomponente 6 ausgegeben werden. Beispiele solcher ungewünschten Tonsignale sind sogenannte Pop-Geräusche beim Aktivieren der Steuerschaltung 2 und/oder des Audio-CODECS 3.
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Um derartige, ungewünschte Tonsignale zu unterdrücken, sieht der Audio-CODEC 3 einen ersten Steuersignaleingang 7 vor, über den ein integrierter Verstärker des Audio-CODECS 3 deaktiviert werden kann. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel werden unterschiedliche, von der integrierten Steuerschaltung 2 bereitgestellte Steuersignale auf geeignete Weise kombiniert, um den Audio-CODEC 3 derart anzusteuern, dass solche ungewünschten Pop-Signale unterdrückt werden, sämtliche weitere Audiosignale jedoch wie gewünscht durch die Audioausgabekomponente 6 wiedergegeben werden.
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Im Ausführungsbeispiel stellt die Steuerschaltung 2 drei unterschiedliche Steuersignale 21, 22 und 23 zum Aktivieren eines Signaltons, zum Deaktivieren des Audio-CODECS und zum Zurücksetzen des Audio-CODECS zur Verfügung. Das erste Steuersignal 21, in der 1 als PCBEEP bezeichnet, dient insbesondere dafür, einen vorbestimmten Signalton zum auszugeben. Dieses Signal wird beispielsweise dazu verwendet, wenn während eines Bootvorgangs erkannt wird, dass systemkritische Komponenten nicht in dem Computer vorhanden oder einsatzbereit sind. Das zweite Steuersignal 22, im Ausführungsbeispiel Codec Power Down, dient dazu, den integrierten Verstärker des Audio-CODECS 3 bewusst zu deaktivieren. Dieses Steuersignal wird beispielsweise dazu verwendet, ungewünschte Pop-Signale durch den Audio-CODEC 3 zu verhindern, wenn sich das Bussystem 4 noch nicht in einem normalen Betriebszustand befindet. Das dritte Steuersignal 23, im Ausführungsbeispiel HDA RESET, dient dazu, den Audio-CODEC 3 bewusst in einen Ursprungszustand zurückzuversetzen. Dabei handelt es sich um ein sogenanntes natives Steuersignal der Steuerschaltung, das durch eine Konfiguration oder Programmierung nicht beeinflussbar ist und dessen Signalpegel auch nicht durch eine externe Beschaltung, beispielsweise mittel Pull-Up- oder Pull-Down-Widerständen beeinflusst werden darf. Auch beim Zurücksetzen des Audio-CODECs 3 können ungewünschte Tonsignale erzeugt werden, die nicht ausgegeben werden sollen.
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Die von der Steuerschaltung 2 erzeugten drei Steuersignale 21 bis 23 können nicht 1:1 mit entsprechenden Steuersignaleingängen des Audio-CODECS 3 verbunden werden, weil der Audio-CODEC 3 beispielsweise keinen gesonderten Eingang zum Bereitstellen eines RESET-Signals vorsieht. Zudem würde eine derartige 1:1-Verbindung auch nicht sicherstellen, dass in jeder Betriebsart alle gewünschten Audio-Signale durch die Audioausgabekomponente 6 ausgegeben werden. Insbesondere ist es möglich, dass die integrierte Steuerschaltung 2 während eines gesamten Bootvorgangs das zweite Steuersignal 22 bereitstellt, um ungewünschte Pop-Signale zu unterdrücken. Ein direktes Verbinden des zweiten Steuersignals 22 mit dem ersten Steuersignaleingang 7 würde somit dazu führen, dass auch gewünschte Warnsignale, die über das erste Steuersignal 21 angezeigt werden, nicht durch den Audio-CODEC 3 ausgegeben werden.
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Zur Lösung der oben genannten Herausforderungen umfasst die Schaltungsanordnung 1 zusätzlich eine Logikschaltung 8, die die von der Steuerschaltung 2 bereitgestellten Steuersignale in miteinander kombiniert und als Ergebnis ein kombiniertes Deaktivierungssignal 25, in der 1 als PDB bezeichnet, für den ersten Steuersignaleingang 7 des Audio-CODECS 3 erzeugt.
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Des Weiteren umfasst die Systemkomponente 1 eine analoge Schaltung 9, die das erste Steuersignal 21 filtert und als aufbereitetes Steuersignal 26 für einen zweiten Steuersignaleingang 10 des Audio-CODECS 3 bereitstellt. Beim Anliegen des ersten Steuersignals 21 an dem zweiten Steuersignaleingang 10 umgeht der Audio-CODEC 3 Eingaben von dem Bussystem 4 und erzeugt stattdessen ein fest vorgegebenen Audio-Ausgangssignal, beispielsweise in Form einer Rechteck- oder Sinusschwingung einer vorbestimmten Frequenz eines Warnsignals.
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Der Aufbau und die Funktionsweise der Schaltungen 8 und 9 wird nachfolgend anhand der 2(a) bis 2(c) im Detail beschrieben.
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Im Ausführungsbeispiel handelt es sich sowohl bei dem zweiten Steuersignal 22 als auch bei dem dritten Steuersignal 23 um Steuersignale, die durch Herunterziehen eines Signalpegels entsprechender Steuersignalleitung 32 bzw. 33 angezeigt werden. Wird der Signalpegel der Steuersignalleitung 32 oder 33 auf ein niedriges, logisches Niveau gezogen, soll der Audio-CODEC 3 deaktiviert beziehungsweise zurückgesetzt werden. Dies entspricht im Grunde der Logik des ersten Steuersignaleingangs 7, welcher bei Anliegen eines niedrigen logischen Pegels eine Deaktivierung des Audio-CODECS 3 veranlasst. Dementsprechend ist es möglich, die entsprechenden Steuersignalleitungen 32 und 33, in der 2 als SPEAKER_PD_L beziehungsweise HDA_CODEC_RST_L bezeichnet, durch ein UND-Gatter 11 miteinander zu kombinieren. Das UND-Gatter 11 gibt ausgangsseitig nur dann einen logisch hohen Signalpegel auf einer internen Steuersignalleitung 34, in der 2 als SPEAKER_PD_AND_L bezeichnet, aus, wenn weder über die Steuersignalleitung 32 noch über die Steuersignalleitung 33 ein niedriges, logisches Steuersignal erhalten wird.
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Im Ausführungsbeispiel wird sowohl die eingangsseitige Steuersignalleitung 32, die beispielsweise über einen frei programmierbaren GPIO-Anschluss der Steuerschaltung 2 getrieben wird, als auch die ausgangsseitige, kombinierte Steuersignalleitung 34 über einen entsprechenden Pulldown-Widerstand 12a beziehungsweise 12b auf ein Massepotential GND gezogen. Die andere eingangsseitige Steuersignalleitung 33 wird dagegen nicht über einen gesonderten Pulldown-Widerstand heruntergezogen, zum Beispiel weil diese von einer nicht frei programmierbaren Leitung der Steuerschaltung 2 mit entsprechender internen Beschaltung getrieben wird.
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Grundsätzlich reicht die Schaltung gemäß 2(a) aus, um die zwei unterschiedlichen Signale zur Deaktivierung des Audio-CODECS 3 miteinander zu kombinieren und somit die Erzeugung beziehungsweise die Verstärkung von ungewünschten Tonsignalen während einer Initialisierungsphase oder einem anderen, besonderen Zustand der Systemkomponente zu unterbinden. Beispielsweise können Audioausgaben auch dann gezielt unterdrückt werden, wenn sich die Systemkomponente 1 beziehungsweise das Computersystem in einem Schlafzustand befindet. In einer optionalen Ausgestaltung besteht auch in solchen Zuständen die Möglichkeit, besondere, systemnahe Audiosignale auszugeben, beispielsweise um das Eingehen neuer Nachrichten anzuzeigen während eine Grafikkomponente des Computersystems vorübergehend deaktiviert wurde.
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Um sicherzustellen, dass derartige systemnahe Audiosignale immer ausgegeben werde, umfasst die Logikschaltung 8 des Weiteren das in der 2(b) dargestellte ODER-Gatter 13. Über das ODER-Gatter 13 wird das vom ersten Schaltungsteil erzeugte, über die interne Steuersignalleistung 34 bereitgestallte, interne Steuersignal mit dem ersten Steuersignal 21 kombiniert, um ausgangsseitig das kombinierte Deaktivierungssignal 25 für den Audio-CODEC 3 zu erzeugen. Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Steuersignalen handelt es sich bei dem ersten Steuersignal 21 um ein aktiv hohes Steuersignal, das über eine erste Steuersignalleitung 31, in der 2(b) als SPEAKER_H bezeichnete, bereitgestellt wird. Dies bedeutet, dass die Steuersignalleitung 31 auf ein hohes logisches Niveau gezogen wird, wenn die Steuerschaltung 2 einen Signalton ausgeben möchte. Das kombinierte Deaktivierungssignal 25 wird über eine ausgangsseitige Steuersignalleitung 35, in der Figur AUDIO_PDB_GATE, ausgegeben, die sich nur dann auf einem niedrigen logischen Zustand befindet, wenn weder über die erste Steuersignalleitung 31 noch über die interne Steuersignalleitung 34 ein positives Signal empfangen wird. Die ausgangsseitige Steuersignalleitung 35 ist über einen weiteren Pull-Down-Widerstand 12c mit dem Massepotential GND verbunden.
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Während eines normalen Bootvorgangs befindet sich das zweite Steuersignal 22 der zweiten Steuersignalleitung 32 und somit das interne Steuersignal der internen Steuersignalleitung 34 auf einem logisch niedrigen Niveau. Auch das erste Steuersignal 21 auf der ersten Steuersignalleitung 31 bleibt auf einem niedrigen Niveau. Somit bleibt der Verstärker des Audio-CODECS 3 während des gesamten Bootvorgangs deaktiviert und ungewünschte Pop-Geräusche werden vermieden. Kommt es während des Bootvorgangs dagegen zu einem Fehler gibt das ODER-Gatter 13 bedingt durch den positiven Signalpegel der Steuersignalleitung 31 ein positives kombiniertes Deaktivierungssignal 34 auf der Steuersignalleitung 35 aus, sodass der integrierte Verstärker des Audio-CODECS 3 aktiviert wird. Dementsprechend können System- oder sonstige Signaltöne bereits während des Bootvorgangs von der Audioausgabekomponente 6 ausgegeben werden.
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In einem normalen Betrieb befinden sich sowohl das zweite Steuersignal 22 als auch das erste Steuersignal auf einem hohen logisch Pegel, so dass sich auch die interne Steuersignalleitung 34 und die ausgangsseitige Steuersignalleitung 35 auf einem hohen logischen Pegel befinden und der Audio-CODEC 3 eingeschaltet bleibt.
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Optional weist die Systemkomponente 1 zusätzlich die analoge Schaltung 9 zum Filtern des ersten Steuersignals 21 auf.
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Ein beispielhafter Aufbau der analogen Schaltung 9 ist in der 2(c) dargestellt. Die analoge Schaltung 9 umfasst unter anderem einen Tiefpassfilter, umfassend einen Widerstand R7 und einen Kondensator C3, um ein eingangsseitiges Rechtecksignal zu filtern. Die analoge Schaltung 9 umfasst des Weiteren einen Koppelkondensator C2, durch den nur der AC-Anteil des Signals an den Audio-CODEC 3 übertragen wird.
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Durch die in der 2(c) dargestellte Schaltung 9 wird das von der Steuerschaltung 2 typischerweise in Form eines Rechteck- beziehungsweise PWM-Signals ausgegebene erste Steuersignal 21 in ein entsprechendes, einfaches Sinussignal umgewandelt. Das umgewandelte beziehungsweise gefilterte Signal wird dann auf einer weiteren ausgangsseitige Steuersignalleitung 36, in den Figuren BEEP_CODEC_H, an den zweiten Steuersignaleingang 10 des Audio-CODECS 3 weitergegeben.
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Die oben genannte Anordnung und Schaltungen weisen eine Reihe von Vorteilen gegenüber bisher bekannten Systemkomponenten auf. Zum einen können ungewünschte Pop-Signale während einer Initialisierung oder sonstigen außergewöhnlichen Betriebszuständen, wie insbesondere einen Energiespar- oder sonstigen Bereitschaftszustand der Steuerschaltung 2, zuverlässig vermieden werden. Gleichzeitig bleibt es möglich, auch in solchen Betriebszuständen Audioausgaben, insbesondere Warnsignale, über den Audio-CODEC 3 zu erzeugen und über die Audioausgabekomponente 6 auszugeben. Darüber hinaus können durch die Logikschaltung 8 unterschiedliche, von der Steuerschaltung 2 erzeugte Steuersignale wie gewünscht miteinander kombiniert werden, um diese einem Audio-CODEC 3 mit einer reduzierten Anzahl von Steuersignaleingängen 7 und 10 zur Verfügung zu stellen. Dies spart auf Seiten des Audio-CODECS 3 die Notwendigkeit weiterer Steuersignaleingänge ein beziehungsweise macht die Verwendung eines einzelnen, gesondert zu programmierenden Steuersignalausgangs zur Ansteuerung nur des Audio-CODECS 3 auf Seite der integrierten Schaltung 2 überflüssig. Gegenüber der Verwendung eines zusätzlichen, frei programmierbaren Steuersignalausgangs auf Seiten der Steuerschaltung 2 ergibt sich der weitere Vorteil, dass die Logikschaltung 8 gemäß der vorliegenden Offenbarung die verschiedenen Steuersignale in Echtzeit miteinander kombiniert. Somit ist insbesondere keine Synchronisation unterschiedlicher, logischer Steuersignale durch die Steuerschaltung 2 erforderlich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Systemkomponente
- 2
- Steuerschaltung
- 3
- Audio-CODEC
- 4
- Bussystem
- 5
- Audiosignalleitung
- 6
- Audioausgabekomponente
- 7
- erster Steuersignaleingang
- 8
- Logikschaltung
- 9
- analoge Schaltung
- 10
- zweiter Signaleingang
- 11
- UND-Gatter
- 12a, 12b, 12c
- Pulldown-Widerstand
- 13
- ODER-Gatter
- 21
- erstes Steuersignal
- 22
- zweites Steuersignal
- 23
- drittes Steuersignal
- 25
- kombiniertes Deaktivierungssignal
- 26
- aufbereitetes Steuersignal
- 31
- erste Steuersignalleitung
- 32
- zweite Steuersignalleitung
- 33
- dritte Steuersignalleitung
- 34
- interne Steuersignalleitung
- 35
- ausgangsseitige Steuersignalleitung
- 36
- weitere ausgangsseitige Steuersignalleitung
