DE69215744T2

DE69215744T2 - Mikroprozessorgesteuertes elektronisches Gerät

Info

Publication number: DE69215744T2
Application number: DE69215744T
Authority: DE
Inventors: Menachem Diamantstein; Victor Koren; Yona Newman
Original assignee: Motorola Israel Ltd
Current assignee: Motorola Solutions Israel Ltd
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1992-04-02
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2012-04-03
Also published as: JP2748773B2; DE69215744D1; GB9109301D0; EP0511511A3; US5404547A; EP0511511A2; EP0511511B1; ATE146317T1; JPH05158821A

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf eine elektronische Ausrüstung, die Mikroprozessoren aufweist, die einen inneren Cache-Speicher eines (i) Random Access Memory (RAM) und (ii) eines Read Only Memory (ROM) einsetzen und die eine Fähigkeit eines dualen Modusbetriebs besitzen. Diese Erfindung ist insbesondere, allerdings nicht ausschließlich, auf Dual-Modus-Mikroprozessoren anwendbar, die Funkempfängerschaltkreisen zugeordnet sind.

Zusammenfassung des Stands der Technik

Mikroprozessoren sind in einer modernen Funkkommunikationsausrüstung weit verbreitet verwendet. Diese Mikroprozessoren bilden oftmals die Basis für den logischen Steuer- und Kommunikationsschaltkreis innerhalb des Funkgeräts und zusätzlich irgendeiner anderen, zugeordneten Hardware.
Figur 1 stellt ein funktionales Blockdiagramm eines Funkgeräts nach dem Stand der Technik dar. In dieser Darstellung sind eine Empfängerstation 110 und eine Senderstation 112 als separate Blöcke dargestellt. Allerdings teilen Funkgeräte, die in einem Simplex-Modus arbeiten, wo Empfangs- und Sendefunktionen nicht gleichzeitig arbeiten, oftmals Komponenten, die für beide Schaltkreise gemeinsam sind. Dies hat einen doppelten Vorteil: erstens ist dabei eine Reduktion der Gesamtanzahl der Komponenten, die auf der Schaltkreisleiterplatte enthalten sind, vorhanden, und zweitens ist eine entsprechende Reduktion der Herstellkosten vorhanden.
Eine externe Energiequelle 111, wie beispielsweise eine 12V Batterie in dem Fall eines mobilen Funk-Sende-Empfängers bzw. Transceivers, ist mit einer stabiliserten Energieversorgung 119 gekoppelt. Ausgänge von dieser Versorgung 120 sind auf den Empfänger 110, den Sender 112 und einen Prozessor 116 ansprechend. Die Ausgänge 120 der Energieversorgung 119 sind DC- (Gleichstrom-) Versorgungen, typischerweise +12V für HF- (Funkfrequenz-) Energieschaltkreise, +10V für analoge Schaltkreise und +5V für logische Schaltkreise. Ein erster bidirektionaler Signalbus 118 und ein zweiter bidirektionaler Steuerbus 121, die beide eine Vielzahl von Leitern aufweisen, koppeln den Empfänger 110 und den Prozessor 116 miteinander. Weiterhin ist der Prozessor 116 mit dem Sender 112 durch einen zweiten Signalbus 123 und einen zweiten Steuerbus 124 gekoppelt. Der zweite Signalbus und der zweite Steuerbus weisen beide eine Vielzahl Leiter auf. Ein dritter, bidirektionaler Bus 122 koppelt den Prozessor 116 mit einer Benutzerschnittstelle 117. Ein Lautsprecher 114 ist mit einem weiteren Ausgang des Empfängers 110 gekoppelt. Ein Mikrophon 115 ist mit einem zusätzlichen Eingang des Senders 112 gekoppelt. Weiterhin sind der Empfänger 110 und der Sender 112 mit einer Antenne 113 gekoppelt.
Die betriebsmäßige Funktion des Empfängers 110 kann durch die vereinfachten Schritte eines Empfangens eines modulierten HF- (Funkfrequenz-) Signals von der Antenne 113, einem Demodulieren dieses empfangenen Signals und schließlich Weiterführen der Informationen als ein Audio-Signal zu dem Lautsprecher 114 zusammengefaßt werden. Ähnlich kann die Betriebsweise des Senders 112 durch die Schritte eines Empfangens eines Audio-Signals von dem Mikrophon 115, Überführen dieser Informationen in ein abschließend moduliertes HF-Signal und dann Senden des modulierten Signals über die verbundene Antenne 113 zusammengefaßt werden.
Unter Bezugnahme auf Figur 2 kann gesehen werden, daß der Prozessor aus einem Mikroprozessor 200, dem ein externer ROM 201 und ein RAM 202 und Schnittstellenschaltkreise 203, 204, 205 zugeordnet sind, aufgebaut ist. Der Prozessor dient auch als die Benutzerschnittstelle 117. Typischerweise weist die Benutzerschnittstelle 117 ein Benutzereingabegerät/Schaltkreis, wie beispielsweise Druckknöpfe, Auswahlschalter und Potentiometer, und Benutzerausgabeanzeigen, wie beispielsweise LCD's oder LED-Indikatoren, auf.
Ein Signalbus 207, der den ersten 118 und den zweiten 123 Signalbus der Figur 1 miteinander kombiniert, ist über eine Schnittstelle 205 mit dem Mikroprozessor 200 gekoppelt. Ein Steuerbus 208, der den ersten 121 und den zweiten 124 Steuerbus der Figur 1 miteinander kombiniert, ist direkt mit dem Mikroprozessor 200 gekoppelt, wie dies auch für den dritten, bidirektionalen Bus 122 der Fall ist. Die Benutzerschnittstelle 117 spricht auf das andere Ende des dritten, bidirektionalen Buses 122 an. Ein externes Kristall 206 liefert eine vorbestimmte Betriebstaktfrequenz für den Mikroprozessor 200 und ist damit gekoppelt. Ein externer ROM 201 und ein RAM 202 sind mit dem Mikroprozessor 200 über einen Adressbus 203 und einen Datenbus 204 gekoppelt.
Der Mikroprozessor 200 ist, unter anderem, für die Organisation des Datenfusses zwischen den verschiedenen Schaltkreisen in Abhängigkeit spezifischer Instruktionen und für die Zeitabstimmung solcher Datenübertragungen verantwortlich. Zusätzlich muß der Mikroprozessor 200 analoge oder digitale Signale zu dem Empfänger 110, dem Sender 112 und der Benutzerschnittstelle 117 abgeben. Der Mikroprozessor 200 liest Softwareprogramme, die in dem ROM 201 gespeichert sind, und gelegentlich Softwareprogramme, die in dem RAM 202 gespeichert sind. Weiterhin liest der Mikroprozessor 200 Informationen und schreibt sie in einen Datenspeicher innerhalb des RAM 202. Die Softwareprogramme sind aus Modulen eines Codes aufgebaut, wobei sich jedes Modul auf spezifische Betriebsfunktionen des Funkgeräts beziehen kann. Die Module des Codes, die zu irgendeiner Zeit im Betrieb laufen, sind durch die Stromzustände der analogen und digitalen Signale von dem Empfänger 110 und dem Sender 112, dem Stromzustand des Funkgeräts (Empfangs- oder Sende-Modus) und den Benutzerinstruktionen, die von der Benutzerschnittstelle 117 erhalten sind, bestimmt.
Die Rate eines Lesens und Schreibens von Informationen auf dem Adressbus 203 und dem Datenbus 204 innerhalb des Prozessors 116 wird durch die innere Taktrate des Mikroprozessors bestimmt. Die Taktrate wird von dem externen Kristall 206 abgeleitet. In einem typischen Mikroprozessor, wie beispielsweise der Motorola MC68HC11, beträgt die Frequenz des Kristalls 8MHz. Diese Takffrequenz entspricht einer entsprechenden Lese/Schribrate von 2MHz. Allerdings bewirken die Mikroprozessor-Leselschreibvorgänge auf externen Bussen die Erzeugung eines Spektrums von Rauschspitzen bei der Buszugriffsfrequenz und bei den nten Harmonischen davon. In dem Fall des MC68HC11 tritt diese Rauschspitze bei 2MHz und bei ganzzahligen Intervallen von 2MHz auf. Zusätzlich werden, wenn ein Mikroprozessor ein (einfaches) Programmodul ablaufen läßt, auf das zum Beispiel einmal alle Millisekunde zugegriffen wird, dann die zwei MHz spektralen Rausch komponenten durch die Frequenz der Zugriffsrate d. h. ± 1 kHz in dem vorstehenden Beispiel, verbreitert.
Eine moderne Funkausrüstung, die bei Frequenzen von 70 100 MHz arbeitet, verwendet oftmals schnelle Softwareunterbrechungsprogramme, um signalisierende Daten zu erzeugen und zu decodieren. Diese signalisierenden Daten könnten zum Beispiel das Stat-Alert Digital Signalling Schema, Eigentum der Motorola, oder andere, standardmäßige, signalisierende Schemata, wie beispielsweise das Select 5 Tonsignalisierverfahren (das weit verbreitet über Europa und Amerika verwendet wird) oder das ZVEI-Binär-Digital-Signalisierverfahren, das in Deutschland eingesetzt wird, sein. Bei diesen Frequenzen können die erzeugten Rauschkomponenten signifikante Energien besitzen, die die Betriebsfunktion des Funkgeräts beeinflussen.
Das erzeugte Geräusch wird zu den empfindlichen Empfängerschaltkreisen 110 des Funkgeräts durch eine kapazitive und induktive Aufnahme von den Adress- und Datenbussen, einer direkten Strahlung und durch direkte Kopplung über die Signal- und Steuerbusse, übertragen. Ein anderer Weg, der selbst den Übertragungsprozeß des erzeugten Rauschens fördert, ist die herkömmliche Energieversorgungsverbindung 120 (Figur 1) zwischen Schaltkreiskomponenten.
Mit dem Funkgerät, das in dem Empfangsmodus arbeitet, können die Funkfrequenz(HF)-Signalstärken zum Beispiel bis zu 0,3µV klein sein. Allerdings ist die erzeugte Rauschaufnahme oftmals eine Größenordnung größer als dieser Wert ( 3-5µV). Das erzeugte Rauschen kann eine signifikante und nicht akzeptierbare Reduktion der Empfindlichkeit des Funkgeräts bewirken und muß, in einer gewissen Art und Weise, eliminiert, verhindert oder eingeschränkt werden. Weiterhin geht eine zweite Quelle eines Rauschens, die eine Berücksichtigung erfordert, von der durch den Mikroprozessor gesteuerten Ausrüstung, die direkt der Betriebsweise des Funkgeräts zugeordnet ist, aus. Diese Ausrüstung könnte zum Beispiel eine signalisierende Einheit zum Hinzufügen signalisierender Funktionen zu einem nicht signalisierenden Funkgerät sein. In einem solchen Fall würde die zugeordnete Ausrüstung mit einigen, wenn nicht allen, der Verbindungen des Funkgeräts, z.B. der äußeren Energiequelle 111, dem Signalbus 118 und dem Steuerbus 121, usw., gekoppelt werden. Die zugeordnete, mittels Mikroprozessor gesteuerte Ausrüstung trägt deshalb zu der Gesamterzeugung eines Rauschens innerhalb des Systems durch dieselben Mechanismen, die vorstehend beschrieben sind, bei.
Herkömmliche Verfahren, die innerhalb der Technik eingesetzt werden, um zu verhindem, daß ein erzeugtes Rauschen mit der Empfindichkeit des Empfängers des Funkgeräts in Wechselwirkung tritt, bestehen normalerweise aus einem Umhüllen des gesamten Prozessorblocks 116 mit einer abgeschirmten Box. Diese abgeschirmte Box ist oftmals mit einer leitfähigen Farbendbehandlung beschichet, um eine HF-Abschirmung zu verstärken. Zusätzlich werden alle Eingangs- und Ausgangsverbindungen zu dem Prozessor 116 durch eine Vielfalt von Techniken, wie beispielsweise induktive Drosseln oder Widerstände und parallele Kondensatoren (Durchgangskondensatoren), die mit Masse gekoppelt sind, gefiltert. Weiterhin wird das Entkoppeln der Energieversorgung von der Prozessorleiterplatte praktiziert. Nachteile, die aus diesen Lösungen nach dem Stand der Technik entstehen, manifestieren sich selbst in einer Anzahl von Arten und Weisen; nämilch dadurch, daß dort eine beträchtliche Erhöhung der Kosten, der Komplexität, des Gewichts und der Größe des Funkgeräts vorhanden ist, und in dem Fall einer Entkopplung der Energieversorgungsleitung hohe Stromerfordernisse des Funkgeräts in dem Sendemodus die Lösung nicht praktikabel gestalten.
Es kann deutlich festgestellt werden, daß ein wesentliches Erfordernis innerhalb des Stands der Technik vorhanden ist, ein Funkgerät zu schaffen, genauer gesagt, einen Mikroprozessor, der die Erzeugung eines Rauschens minimiert und demzufolge die Empfindlichkeit des Funkgeräteempfängers verbessert. Zusätzlich wäre es erwünscht, daß die Verbesserung in der Empfindlichkeit und der Rauschimmunität von einer Reduktion der Gesamtkosten, des Gewichts und der Größe des Funkgeräts und einer Reduktion der Komplexität der Ausführung begleitet werden würde.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Erfindung wendet sich zumindest einigen der Nachteile, die in dem Stand der Technik, wie er vorstehend beschrieben ist, angegeben sind, zu. Gemäß der Erfindung wird eine elektronische Ausrüstung, zum Beispiel ein Funkgeräte-Empfänger, geschaffen, der einen Mikroprozessor aufweist. Der Mikroprozessor setzt einen sich auf einem Chip befindlichen Speicher ein und besitzt die Fähigkeit, in entweder in einem Einzel- Chip-Modus oder einem erweiterten Modus zu arbeiten. Der Einzel-Chip-Modus beschränkt die Betriebsweise des Mikroprozessors auf einen internen Betrieb und verhindert dadurch ein externes Adressier- und lokal erzeugtes Rauschen, wogegen der erweiterte Modus eine externe Adressierung ermöglicht. Ein Softwareprogramm, das aus Modulen des Programmcodes aufgebaut ist, wird in eine erste und eine zweite Kategorie von Programmen bzw. Programmteilen kategorisiert. Die erste Kategorie der Programmteile ist in dem internen Speicher gespeichert und ist zu Ausrüstungsfunktionen in Bezug gesetzt, die durch erzeugtes Rauschen in einem höheren Grad beeinflußt werden (z.B. Empfangsfunktionen). Die zweite Kategorie von Programmteilen ist in dem Speicher extern zu dem Mikroprozessor gespeichert und ist zu Ausrüstungsfunktionen in Bezug gesetzt, die durch erzeugtes Rauschen in einem geringeren Grad beeinflußt sind (d.h. Sendefunktionen). Weiterhin sind Einrichtungen zum Ausführen der Programmteile der ersten Kategorie in dem ein Rauschen begrenzenden, einzelnen Chip-Modus des Mikroprozessors und zum Ausführen der zweiten Kategorie von Programmteilen in dem erweiterten Modus des Mikroprozessors vorgesehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Programmteile der ersten Kategorie zusätzlich in primäre und sekundäre Algorithmen unterteilt. Primäre Algorithmen der ersten Kategorie weisen einen Programmcode auf, der kontinuierlich aktiv ist. Sekundäre Algorithmen der ersten Kategorie weisen einen Code auf, der von Zeit zu Zeit aufgerufen wird, allerdings, wenn er aktiv ist, eine starke Busnutzung besitzt. (Diese Unterteilung wird notwendig, wenn die gesamte Codegröße der Programmteile der ersten Kategorie die interne Speicherkapazität des Mikroprozessors übersteigt). Die primären Algorithmen der ersten Kategorie sind permanent innerhalb des internen Speichers des Mikroprozessors gespeichert, während die sekundären Algorithmen der ersten Kategorie anfänglich in dem externen Speicher gespeichert sind. Die Unterteilung ermöglicht die Verwendung eines internen, löschbaren Speichers. Die sekundären Algorithmen der ersten Kategorie werden nur auf den internen, auf dem Chip befindlichen Speicher des Mikroprozessors übertragen, wenn es erforderlich ist. Die sekundären Algorithmen werden, wenn sie einmal innerhalb des internen Speichers eingeladen sind, ausgeführt, nachdem der Mikroprozessor zu dem das Rauschen begrenzenden Einzel-Chip-Modus zurücklgekehrt ist.
Der Mikroprozessor schaltet zwischen dem Einzel-Chip-Modus und dem erweiterten Modus unter dem Empfang spezifischer Instruktionen um. Diese Instruktionen sind entweder durch Software oder Hardware erzeugt und bewirken eine Modusänderung durch die Aktivierung eines Modusschalters. Eine Programmsteuerung wird während einer Modusänderung durch die Verwendung eines Adress- oder Sprungvektors beibehalten, der innerhalb entweder des internen Speichers des Mikroprozessors oder einer Speichereinrichtung, wie beispielsweise einer Datenverriegelung, zurückgehalten wird.
Eine elektronische Ausrüstung, die so aufgebaut und beschrieben ist, würde deshalb die neuen Vorteile einer Reduktion der Menge eines in einem Mikroprozessor erzeugten Rauschens, und bei der Anwendung der Erfindung innerhalb von Funkempfängerschaltkreisen, eine entsprechende Verbesserung der Empfindlichkeit darin produzieren. Weiterhin entstehen, da die Vorteile, die durch die Umsetzung der Erfindung erhalten sind, nicht auf den Techniken nach dem Stand der Technik basieren, zusätzliche Vorteile als Folge einer zugeordneten Reduktion in dem Gewicht und der Größe der elektronischen Ausrüstung und einer Reduktion der Gesamtkomplexität einer Umsetzung.
Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 stellt ein Blockdiagramm eines typischen Funkgeräts gemäß dem Stand der Technik dar.
Figur 2 stellt die Architektur eines Prozessors eines Funkgeräts nach dem Stand der Technik der Figur 1 dar.
Figur 3 stellt eine bevorzugte Ausführungsform eines Dual-Modus-Mikroprozessors mit einer zugeordneten Hardware gemäß der vorliegenden Erfindung dar, und der zur Umsetzung innerhalb einer elektronischen Ausrüstung, wie beispielsweise dem Funkgerät nach dem Stand der Technik der Figur 1, geeignet ist.
Die Figuren 4a - 4c stellen Verfahren zur Umsetzung eines Modusschalters innerhalb des Dual-Modus-Mikroprozessors der Figur 3 dar.

Detallierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stellt Figur 3 einen Dual-Modus-Mikroprozessor 300 dar, der innerhalb eines Prozessors 116 eines Funkgeräte-Sendeempfängers nach dem Stand der Technik (Figur 1) eingesetzt ist. Der Dual-Modus-Mikroprozessor 300 weist einen internen Cache-Speicher eines RAM 301 und eines ROM 302 auf. Der ROM 302 kann in der Form eines maskierten ROM oder eines EPROM (elektronisch programmierbarer ROM) vorhanden sein. Zusätzlich kann der Dual-Modus- Mikroprozessor auch einen EEPROM 303 (elektrisch löschbarer, programmierbarer ROM) enthalten, der für jedes permanente Programm oder eine Datenspeicherung verwendet werden kann.
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, Figur 3, ist im wesentlichen auf dem Prozessor nach dem Stand der Technik der Figur 2 basierend. Zusätzliche Merkmale, die sich innerhalb der bevorzugten Ausführungsform bewegen, sind:
(i) ein Modusschalter 308, der, über eine Vielzahl von Leitern 309, mit einem ersten und einem zweiten Modusauswahlanschluß des Dual-Modus-Mikroprozessors 300 gekoppelt ist;
(ii) eine Benutzerschnittstelle 117, die einen zusätzlich zu dem Dual-Modus-Mikroprozessor 300 hin über einen Steuereingangsleiter 307 gekoppelten Eingang liefert. Dieser Leiter liefert eine Einrichtung zum Initiieren einer Modusänderung innerhalb des Dual-Modus-Mikroprozessors; und
(iii) eine Benutzerschnittstelle 117, die mit dem Dual-Modus-Mikroprozessor 300 durch eine Vielzahl von Dateneingängen 305 und eine Vielzahl von Datenausgängen 306 gekoppelt ist. Diese Eingänge und Ausgänge ersetzen den dritten, bidirektionalen Koppelbus 122 des Prozessors 116 nach dem Stand der Technik.
Experimente haben gezeigt, daß die Menge eines erzeugten Rauschens innerhalb des Prozessors wesentlich reduziert werden kann, wenn der Mikroprozessor nur in einem internen Modus arbeitet, wo die internen Speicher-Caches 301, 302, 303 verwendet werden. Demzufolge funktioniert der Dual-Modus-Mikroprozessor 300 entweder in einem Einzel-Chip-Modus oder einem erweiterten Modus. Der Basis- (normale) Modus einer Betriebsweise tritt in einem Einzel-Chip-Modus auf, wo eine Rauschinterferenz, die empfindliche (Funkgeräte-) Empfänger-Funktionen beeinflußt und die durch eine externe, zugeordnete Ausrüstung und eine auf einen externen Bus zug reifende Aktivität erzeugt wird, minimiert wird. Während der Mikroprozessor 300 in diesem Einzel-Chip-Modus betrieben wird, sind der externe ROM 201 und der RAM 202 nicht in Betrieb. Zusätzlich werden der externe Adressbus 203 und der Datenbus 204 nicht mit Energie beaufschlagt. Durch Gestalten dieser externen Komponenten und Verbindungen inaktiv und durch Optimieren der Menge an Zeit, die der Dual-Modus-Mikroprozessor 300 bei internen Betriebsweisen verbraucht, wird die Menge eines erzeugten Rauschens wesentlich reduziert.
Die erwünschte Reduktion in dem erzeugten Rauschpegel innerhalb der empfindlichen (Funkgeräte-Empfangs-) Funktionen des Funkgeräts wird durch die Unterteilung des Programmcodes innerhalb des Dual-Modus-Mikroprozessors 300 erreicht und ausgeführt. Eine systematische Analyse des Programmcodes wird dazu verwendet, jedes Modul eines Codes bestimmten betriebsmäßigen Funktionen des Funkgeräts zuzuordnen. Da spezifische Module bestimmten Betriebsfunktionen zugeordnet werden können, können zwei Kategorien eines Codes deshalb abgeleitet werden. Eine erste Kategorie von Programmteilen bzw. Unterprogrammen werden in Verbindung mit Prozessor- (Funkgeräte-) Funktionen eingesetzt, die teilweise für die Effekte eines Rauschens empfindlich sind, z.B. Funkgeräte-Empfänger-Funktionen. Diese erste Kategorie von Programmteilen läuft innerhalb des Dual-Modus-Mikroprozessors 300 ab, wenn der Einzel-Chip-Modus arbeitet. Die Programme der zweiten Kategorie werden in Verbindung mit Prozessor- (Funkgeräte-) Funktionen eingesetzt, in denen ein erzeugtes Rauschen nicht einen solchen dramatischen Effekt auf eine Prozessor- (Funkgeräte-) Funktion haben, z.B. Funkgeräte-Sende-Funktionen und Funktionen, die (a) den Modus der Ausrüstung ändem oder (b) mit dem Benutzer kommunizieren. Diese Progammteile der zweiten Kategorie verwenden den externen Speicher 201, 202 und die externen Busse 118,121, 203, 204 und sind innerhalb des erweiterten Modus in Betrieb.
Idealerweise sollten alle Programmteile, die in die erste Kategorie fallen, in dem internen ROM (EPROM) 302, und, wo verfügbar, dem internen EEPROM 303 des Dual-Modus- Mikroprozessors 300 gespeichert sein. Zusätzlich kann der EEPROM 303 auch Datenkonstanten enthalten, die sich nur sporadisch ändern. Allerdings beschränkt die derzeitige Technologie die Speichergrößen des internen Mikroprozessors. Ein interner, maskierter ROM besitzt typischerweise 8K, wogegen ein interner EEPROM, speziell in dem Fall des MC68HC11 der Motorola, eine Speichergröße von bis zu 2K besitzt. Bei der Gelegenheit, wenn die Codegröße (in Bytes) der Programme der ersten Kategorie die kombinierte interne Speichergröße des ROM 302 und des EEPROM 303 übersteigt, kann der interne RAM 301 des Dual-Modus-Mikroprozessors 300 verwendet werden, um periodisch Module des Programmteilcodes der ersten Kategorie zusätzlich zu den Daten und Variablen, die durch das Programm erzeugt sind, zu speichern. Der interne RAM 301 besitzt typischerweise 0,5K.
Um die zusätzliche Speicherkapazität, die durch den internen RAM 301 geschaffen wird, effizienter zu verwenden, können die Programme der ersten Kategorie weiterhin in primäre und sekundäre Algorithmen unterteilt werden. Die primären Algorithmen der Programme der ersten Kategorie weisen einen Programmteilcode auf, der kontinuierlich aktiv ist. Die sekundären Algorithmen weisen einen Code auf, der von Zeit zu Zeit aufgerufen wird, allerdings, wenn er aktiv ist, eine starke Busnutzung besitzt, d.h. Verzögerungsschleifen oder Schleifen, die eine Änderung in dem Status einer Eingabe, usw., überwachen. Die Software ist jetzt so angeordnet, daß die primären Algorithmen der ersten Kategorie permanent innerhalb des internen ROM (EPROM) 302 des Dual-Modus-Mikroprozessors 300 gespeichert sind, während die sekundären Algorithmen der ersten Kategorie anfänglich in dem externen Speicher 201, 202 gespeichert sind. Diese sekundären Algorithmen werden zu dem internen RAM 301 auf einer Basis pro Ruf bzw. Gespräch, d.h. nur dann, wenn jeder spezifische Programmteil erforderlich ist, übertragen. Die sekundären Algorithmen laufen dann, wenn sie einmal innerhalb des internen RAM 301 eingeladen sind, ab, wenn der Dual-Modus-Mikroprozessor zu seinem ein Rauschen begrenzenden Einzel-Chip-Modus zurückgekehrt ist.
Der Mikroprozessor 300 schaltet zwischen dem Einzel-Chip-Modus und dem erweiterten Modus unter dem Empfang spezifischer Instruktionen um. Diese Instruktionen werden als Folge irgendeines von vier Arten eines Ereignisses erhalten: (a) ein Programmodulbetrieb; (b) eine spezifizierte Änderung in einer Signal- 118 oder Steuerbus- 121 Leitung; (c) eine Änderung in einer der Benutzerschnittstellen-Datenausgangsleitungen 305, die durch einen Benutzer inituiert ist; und schließlich (d) eine Änderung in dem Steuereingangsleiter 307, auch durch den Benutzer initiiert. Die Modusänderung wird durch die Aktivierung des Modusschalters 308 ausgeführt.
Eine Modusänderung, die als Folge der ersten Art eines Ereignisses (a) auftritt, d.h. ein Programm-Modulbetrieb, entsteht zahlreiche Male. Zum Beispiel kann, wenn sich der Dual-Modus-Mikroprozessor in einem Funkgeräte-Empfangsmodus befindet, ein decodiertes, empfangenes Datensignal eine Bestätigung in der Form einer übertragenen Datennachricht erfordern. Wie dies zuvor ausgeführt worden ist, ist das durch den Mikroprozessor erzeugte Rauschen nicht in Bezug auf irgendeinen übertragenen Signalpegel relevant. Deshalb kann irgendeine übertragene Datenbestätigung von Programmcoden (Modulen), die in dem externen ROM 201 und dem externen RAM 202 angeordnet sind, d.h. innerhalb des erweiterten Modus, verarbeitet und erzeugt werden. Ähnlich kann ein decodiertes, empfangenes Datensignal den Dual-Modus-Mikroprozessor 300 instruieren, die empfangenen Informationen dem Benutzer anzuzeigen. Ein anderes Beispiel des Typs einer initiierten Modusänderung tritt zum Beispiel dann auf, wenn eine Analyse der Charakteristika des niedrigen Pegels des empfangenen Signals durch externe Kommunikationsausrüstungen durchgeführt wird. In einem solchen Fall werden die analysierten Daten über die Benutzerschnittstelle 117 zu einer peripheren Benutzeranzeige ausgegeben. Vorausgesetzt, daß die spezifizierte Analyse abgeschlossen worden ist, wird der erweiterte Modus eingeleitet werden, und auf Programm-Module eines Codes, der in dem externen ROM 201 angeordnet ist, wird zugegriffen werden, um eine erwünschte Benutzeranzeigeausgabe zu erzeugen.
Die zweite Art eines Ereignisses, das in einer Modusänderung (b) resultiert, bezieht sich auf eine spezifische Änderung in einer der Signal- 118 oder der Steuerbus- 121 Leitungen, die sich primär auf die Einstellverfahren für das Funkgerät beziehen. Zum Beispiel kann ein Funkgeräte-Empfänger Hardware zum Identifizieren und zum Erfassen eines empfangenen Signals enthalten. Diese Hardware könnte zum Beispiel auf der Erfassung der modulierenden Trägerwelle des empfangenen Signals basieren. Mit der Erfassung eines ankommenden Signals liefert der Empfänger eine Steuerleitungsänderung zu dem Dual-Modus-Mikroprozessor 300. Der Dual-Modus-Mikroprozessor warnt dann den Benutzer, daß ein ankommender Ruf empfangen worden ist. Dies könnte typischerweise durch entweder Beleuchten einer "CALL"- Anzeige oder durch Erzeugen eines Tons durch den Audio-Lautsprecher 114 des Funkgeräts oder durch beide durchgeführt werden. Der erweiterte Modus kann wiederum verwendet werden, wobei auf einen Programmcode, der innerhalb des externen ROM 201 gespeichert ist, zugegriffen wird.
Modusänderungen, die durch die dritte und die vierte Art eines Ereignisses (c) und (d) initiiert werden, d.h. Änderungen in den Benutzerschnittstellen-Datenausgängen 306 und 307, treten als Folge einer Benutzereingabeinstruktion auf. Zum Beispiel kann der Benutzer eine Taste betätigen, wie beispielsweise eine Sprech-(PTT)-Taste, die erfordert, daß der Funkgeräte-Sender freigegeben wird. Alternativ kann der Benutzer eine Kanaländerungs-Taste, wie beispielsweise eine Modusauswahl- oder Abtast-Taste (nicht dargestellt), auswählen, woraufhin der Betriebsmodus des Funkgeräts zu dem erweiterten Modus hin geändert wird. Diese Benutzertasteneingaben können direkt mit dem Dual-Modus-Mikroprozessor 300 über einen der Datenausgänge 306 oder über den Steuereingangsleiter 307 gekoppelt werden. Eine Eingabe zu dem Mikroprozessor über den Steuerleiter 307 würde tpyischerweise von dem Mikroprozessor erfordern, festzustellen, welche Benutzertaste aktiviert worden ist. Bevor eine Modusänderung eingeleitet werden kann, wird ein Adress- oder Sprungvektor in den internen RAM des Dual-Modus- Mikroprozessors eingeschrieben. Dieser Adress- oder Sprungvektor hält eine Programmsteuerung während der Modusänderung zurück. Die Adresse oder der Vektor weist auf eine spezifische Startstelle eines erwünschten Progammteils hin, der eingeleitet werden soll, nachdem eine Mikro-Rücksetzung betätigt worden ist. Diese Adresse oder dieser Vektor wird innerhalb des internen RAM gespeichert, da die Inhalte dieses Speichers während der Mikro-Rücksetzung konserviert sind. Weiterhin besitzt jeder Typ einer Rücksetzung, der durch den Dual-Modus-Mikroprozessor verwendet wird, z.B. ein Taktmonitorfehlverhalten, ein illegaler op-Code, ein Überwachungstaktzeitgeber-Zeitablauf oder eine elektrische Rücksetzung, eine einzigartige Rücksetzadresse oder einen -vektor. Unter Erreichen dieser Rücksetzadresse oder dieses -vektors führt ein einfacher Programmteil einen JUMP-Befehl zu einem Programmsegment aus, das durch die gespeicherte RAM-Adresse oder den -Vektor spezifiziert ist. Da eine Mikro-Rücksetzung bestimmte Mikroprozessor-Register und -Anschlüsse freimacht, ist das erste Verfahren, das durch das Programmsegment eingeleitet ist, nachdem eine Modusänderung aufgetreten ist, die Reinitialiserung dieser Register und Anschlüsse.
Falls ein Dual-Modus-Mikroprozessor nicht seinen Zustand des inneren RAM während einer erzwungenen Mikro-Rücksetzung beibehält, kann eine externe serielle oder parallele Datenverriegeng (nicht dargestellt) mit einem Bitwert geladen werden, der eine spezifische Startstelle darstellt: Diese externe Verriegelung kann nach der Modusänderung gelesen werden, um den erwünschten Sprungvektor zu erhalten. Zum Beispiel kann eine serielle 8-Bit-Verriegelung mit 2&sup8; möglichen Zuständen geladen werden. Jeder Zustand listet deshalb eines von 2&sup8; unterschiedlichen Programmsegmenten auf. Es sollte durch den Fachmann auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich werden, daß andere Formen von Speichervorrichtungen, die Daten zurückhalten, auch verwendet werden können, d.h. eine parallele Datenverriegelung oder einen first-in-first-out- (fifo-) Speicher.
Alle Dual-Modus-Mikroprozessoren 300 besitzen einen oder mehrere Modus-Eingänge, die deren Betriebsmodus definieren. Mit besonderer Bezugnahme auf den Dual-Modus- Mikroprozessor MC68HC11 der Motorola bestimmen die logischen Zustände der zwei Eingangsstifte (MODEA und MODEB) den Betriebsmodus. Der erweiterte Modus wird durch Umschalten des MODEA-Eingangs von einem logisch niedrigen Wert zu einem logisch hohen Wert erhalten. MODEB wird permanent durch einen Widerstand auf einen Wert von +5V festgelegt. Typischerweise werden diese Eingänge durch den Dual-Modus-Mikroprozessor 300 gelesen, nachdem ein Rücksetzsignal empfangen worden ist. In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird der Betriebsmodus durch zuerst Konfigurieren des (der) Modus-Eingangs (Modus-Eingänge) für den neuen, spezifizierten Betriebsmodus und zweitens durch Erzwingen einer Mikroprozessor-Rücksetzung geändert.
Es sind zwei alternative Techniken vorhanden, durch die eine Mikroprozessor-Mikro-Zurücksetzung ausgeführt werden kann. Diese sind: eine mittels einer Software initiierte Rücksetzung und eine mittels einer Hardware initiierte Rücksetzung.
Moderne Dual-Modus-Mikroprozessoren 300 enthalten normalerweise einen internen Hardware-Schaltkreis, der das Vorhandensein und die Betriebsweise des internen Takts des Mikroprozessors verifiziert. Beim Nichtvorhandensein des internen Taktsignals erzwingt dieser interne Hardware-Schaltkreis eine Mikro-Rücksetzung. Deshalb liefert dieses Taktmonitor-Fehlverhalten ein erstes Verfahren von Änderungsmoden. In dem Fall des Mikroprozessors MC68HC11 der Motorola wird zu jedem Zeitpunkt, zu dem der Programmcode eine Mikro-Rücksetzung durch einen Taktmonitor-Fehlmechanismus initiiert, das Taktmonitorfreigabe-(CME)-Bit in dem CONFIG-Register freigegeben und das Stop- Sperr-(S)-Bit in dem CCR-Register wird gelöscht. Die Modusänderung tritt dann auf, wenn eine STOP-Instruktion von der Software ausgegeben wird. Die Taktmonitor-Rücksetzung wird garantiert und wird automatisch nach einer Verzögerung zwischen 5 und 100 Mikrosekunden (µs) erzwungen. Diese Verzögerungszeit wird durch einen internen RC-Schaltkreis, der innerhalb des Mikroprozessors enthalten ist, eingestellt.
Zusätzlich zu dem internen Taktmonitor-Fehlerschaltkreis enthalten moderne Dual-Modus-Mikroprozessoren auch einen internen Hardware-Watchdog-Zeitgeberschaltkreis. Dieser Schaltkreis muß periodisch durch das Programm innerhalb eines zuvor definierten Zeitintervalls zurückgesetzt werden. In dem Fall, daß keine Watchdog-Zeitgeberschaltkreis-Riicksetzung innerhalb der vorgeschriebenen Periode auftritt, wird eine Mikro-Rücksetzung erzwungen. Wiederum wird unter Betrachtung des Mikroprozessors MC68HC11 der Motorola als Beispiel der interne Watchdog-Zeitgeberschaltkreis (stimmt die Computerbetriebsweise oder den COP-Zeitgeber geeignet ab) durch ein NOCOP-Bit in dem CONFIG-Register freigegeben. Wenn die COP-Zeitgebersteuer-Bits (CR0 und CR1) in dem internen OPTION-Register beide Null sind, wird eine Zeitperiode von 16,384 ms für eine externe Kristalloszillator-Taktfrequenz 206 von 8 MHz erhalten. Um den COP-Zeitgeber innerhalb des Mikroprozessors zurückzusetzen, muß der Programmcode kontinuierlich hexadezimale Instruktionen $55 und $AA zu dem COPRST- Register innerhalb eines Zeitintervalls kleiner als die COP-Zeitgeberperiode schreiben. Diese Rücksetzungsinstruktionen werden durch entweder ein Programmsegment innerhalb einer Hauptsoftware-Programmschleife/Ausführung oder durch einen Unterbrechungsprogrammteil durchgeführt, der von der Hauptprogrammschleife unabhängig ist. Typischerweise wird die Rücksetzungsinstruktion alle 10 ms von den internen Software- Zeitgebern des MC68HC11 aktiviert. Es kann deshalb ersichtlich werden, daß eine Modusänderung auch, wenn es erforderlich ist, durch Stoppen der Rücksetzung des COP- Zeitgebers initiiert werden kann, d.h. durch Erzeugen eines Watchdog-Zeitgeber-Zeitablaufs. Die COP-Rücksetzung und demzufolge eine Mikro-Rücksetzung wird automatisch innerhalb einer Periode von 16,384 ms erzwungen. Die exakte Zeitperiode von einer Rücksetzung wird durch den definierten COP-Zeitablauf und durch die Länge der Zeit, die seit der früheren COP-Zeitgeber-Rücksetzung abgelaufen ist, bestimmt.
Ein drittes Verfahren zum Erzwingen einer mittels Software initiierten Mikro-Rücksetzung ist diejenige über die Verwendung eines illegalen Op-Code-Erfassungsschaltkreises. Zusätzlich zu den internen Hardware-Schaltkreisen für Taktmonitor-Fehlverhalten und Watchdog-Zeitgeber-Zeitabläufe enthalten moderne Dual-Modus-Mikroprozessoren oftmals interne Hardware-Schaltkreise, die spezifisch den Software-Programmcode für nicht definierte oder illegale Op-Code-Instruktionen prüfen. Eine Mikro-Rücksetzung wird zum Beispiel erzwungen, wenn der Mikroprozessor einen Programmdatenwert anstelle eines erwarteten Instruktions-Op-Codes empfängt. Deshalb kann eine Modusänderung, wenn es erforderlich ist, durch die Ausgabe einer BRANCH- oder JUMP-Instruktion von der Software zu einer Codeadresse, die eine berechnungsmäßige Konstante enthält, initiiert werden. Diese Stelle muß eine Konstante erhalten, die nicht einen legalen Op- Code für den Dual-Modus-Mikroprozessor bedeutet. Irgendein entdecker illegaler Op- Code wird demzufolge eine unmittelbar erzwungene Mikro-Rücksetzung bewirken.
Ein Hardware-Verfahren zum Erzwingen einer Mikro-Rücksetzung in einem Dual-Modus- Mikroprozessor mit einem aktiven niedrigen Eingangsstift, z.B. der Motorola MC68HC11, ist in Figur 4a dargestellt. Ein aktiver, niedriger Rücksetzungseingang 400 und ein bidirektionaler Eingangs/Ausgangsstift 401 des Dual-Modus-Mikroprozessors 300 sind miteinander gekoppelt. Ein Energiehochfahr-Rücksetzsignal 402 ist über den negativen Anschluß einer Diode 403 mit dem bidirektionalen Eingangslausgangsstift 401 verbunden. Dieses Rücksetzungssignal 402 wird durch eine moderne Mikroprozessor-Ausrüstung geliefert, um so einen Rücksetzungsmodus innerhalb des Prozessors aufrechtzuerhalten, unmittelbar nachdem ein Energiehochfahren aufgetreten ist. Dieser Energiehochfahr-Rücksetzungsmodus verbleibt aktiv, bis die +5V-Energieversorgung zu der Logik einen vorab eingestellten, minimalen Wert, typischerweise +4,75V, erreicht, wobei an diesem Punkt garantiert wird, daß der Prozessor korrekt funktioniert. Weiterhin ist der Rücksetzungsstift 400 über einen Pull-Up-Widerstand 404 mit der +5V Energieversorgungs- Spannung 120 gekoppelt. An dem Ende der Energiehochfahr-Rücksetzungsperiode arbeitet ein bidirektionaler Eingangslausgangsstift 401 als Eingang und der Energiehochfahr-Rücksetzungseingang 402 ist hoch (+5V). Der Spannungsabfall über den Widerstand 404 legt den Rücksetzungsstift 400 auf die +5V-Zuführung fest und stellt sicher, daß das Rücksetzungssignal 402 von dem Mikroprozessor entfernt wird. Ein Betrieb des Mikroprozessors beginnt dann.
Mit dem anfänglichen Energiehochfahren geht der Energiehochfahr-Rücksetzeingang 402 zu niedrig (0V) über. Der bidirektionale Eingangslausgangsstift 401 arbeitet als ein Eingang und als Folge der Wirkung der Diode 403 wird der Rücksetzeingangsstift 400 zu niedrig hin gezogen. In dem MC68HC11 der Motorola wird der Modus-Eingangsstift MO- DEB 405 über einen Widerstand (nicht dargestellt) auf die +5V Zuführung 120 festgelegt. Der MODEA-Eingang 406 ist mit einem Mikroprozessor-Ausgang 407 und zusätzich mit Masse- (0V) Potential 409 über einen Pull-Down-Widerstand 408 gekoppelt. Der Mikroprozessor-Ausgang 407 ist irgendein Ausgangsstift für allgemeine Zwecke, der durch den Mikroprozessor bereitgestellt ist. Deshalb ist, da der Ausgangsstift 407, nachdem eine Mikro-Rücksetzung erzwungen worden ist, niedrig ist, der MODEA-Eingang 406 auch niedrig, und ein Einzel-Chip-Modus wird mit einem Energiehochfahren erhalten.
Eine Modusänderung kann, wenn es erforderlich ist, durch zuerst Einstellen des Mikroausgangs 407 auf den erwünschten, logischen Zustand, der den Betriebsmodus bestimmt, und dann, zweitens, durch Änderung des bidirektionalen Eingangs/Ausgangsstifts 401 zu einem Ausgang mit einem niedrigen, logischen Pegel initiiert werden. Eine mittels Hardware initiierte Mikro-Zurücksetzung tritt nun auf. Es sollte ersichtlich werden, daß in dem Fall des Motorola MC68HC11 der logische Zustand des MODEA-Stifts bei einer Mikro-Zurücksetzung den Betriebsmodus des Dual-Modus-Mikroprozessors bestimmt. Zusätzlich verbleibt der bidirektionale Eingangs/Ausgangsstift 401 nur als ein Ausgang, bis der Dual-Modus-Mikroprozessor sein Rücksetzungsprogramm gestartet hat. Durch automatisches Fortsetzen seiner Eingangsfunktion stellt der Eingangs/Ausgangsstift 401 sicher, daß der Mikroprozessor nur in einem Reset- bzw. Rücksetzungszustand für die minimale Zeitlänge verbleibt.
Es sollte für den Fachmann auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich sein, daß, um die Betriebspolarität der Dual-Modus-Mikroprozessor-Rücksetzung umzukehren, der Widerstand 404 mit Massepotential gekoppelt werden würde (um dadurch als ein Pull- Down-Widerstand zu wirken) und die Diode 403 mit einer umgekehrten Polarität orientiert werden würde.
Figur 4a stellt die bevorzugte Ausführungsform des Hardware-Modus-Schalters (308 der Figur 3) für einen Dual-Modus-Mikroprozessor 300, wie beispielsweise ein MC68HC11 der Motorola, dar, der nur eine Modus-Eingangsänderung erfordert, um eine Modusumschaltung zu fördern bzw. zu bewirken. Wenn ein Dual-Modus-Mikroprozessor erfordert, daß ein Modus-Eingangsstift auf einen hohen, logischen Pegel unter einem Energiehochfahren gesetzt wird und dann zu einem niedrigen, logischen Pegel während eines Betriebs geändert wird, sollte der Modus-Eingangsstift mit einem bidirektionalen Eingangs/Ausgangsstift in einer identischen Art und Weise zu derjenigen, die für den Leistungshochfahr-Rücksetzungsstift beschrieben ist, gekoppelt werden. Zusätzlich sollte der Widerstand 408 als ein Pull-Up-Widerstand wirken und sollte deshalb mit der +5V Versorgung 120 gekoppelt sein. In dem Fall von Dual-Modus-Mikroprozessoren, die erfordern, daß mehr als einer deren jeweiliger Modus-Eingangsstifte geändert werden muß, muß jeder Modus-Eingangsstift mit einem Ausgangsstift gekoppelt werden. Dieser Ausgangsstift kann irgendeiner der Ausgangsstifte für allgemeine Zwecke, die durch den Mikroprozessor bereitgestellt sind, sein. Weiterhin lesen Dual-Modus-Mikroprozessoren oftmals deren Modus-Eingangsstifte unmittelbar auf eine Mikro-Rücksetzungs-Instruktion hin und bevor die Initiaisierung der Mikroprozessor-Ausgangsstifte auftritt. Deshalb werden die Ausgangszustände für den erforderlichen, neuen Modus vor der erzwungenen Mikro-Rücksetzung eingestellt.
Ein signifikanter Teil moderner Dual-Modus-Mikroprozessoren, wie beispielsweise der MC68HC11, erfordern nicht, daß deren Modus-Eingangs- oder Rücksetzungs-Eingangsstifte auf logischen Zuständen verbleiben, nachdem diese Stifte durch den Mikroprozessor gelesen worden sind, d.h. der Mikroprozessor besitzt eine Null-Haltezeit. In dem Fall, daß eine finite Haltezeit erforderlich ist, stellen die Figuren 4b und 4c Hardware-Konfigurationen dar, die zum Produzieren finiter Haltezeiten geeignet sind.
Die Figur 4b stellt einen Schaltkreis für eine finite Haltezeit dar, der speziell niedrige Eingangsbedingungen zu einem Mikroprozessor-Modus-Auswahl-Eingangsstift 417 mit einer anfänglichen Leistungsheraufsetzung zuführt. Ein Mikro-Ausgang 407 ist über eine Diode 415 mit dem Gatteranschluß eines p-Kanal-JFET 410 gekoppelt. Eine 5V Spannungsversorgung 120 ist mit dem Source-Anschluß des JEFT 410 gekoppelt und ein Drain-Anschluß ist mit dem Modus-Eingang 417 gekoppelt. Ein Widerstand 418 ist zwischen dem Modus-Eingang 417 und Masse 409 gekoppelt. Eine parallele Kombination eines Kondensators 411 und eines Widerstands 414 ist zwischen Masse 409 und dem Gatter des JFET und dem negativen Anschluß der Diode 415 gekoppelt. Der Widerstand 418 hält den Modus-Eingang 417 unter einem niedrigen, logischen Pegel. Mit einem Leistungshochfahren ist der Mikroprozessor-Ausgangsstift 407 niedrig. Als Folge wird der JFET nicht leitend sein und der Eingangszustand des Modus-Eingangs wird durch den Widerstand 418 bestimmt. Wenn eine Änderung eines Modus erforderlich ist, wird der Mikro-Ausgangsstift 407 auf hoch gesetzt. Dies bewirkt, daß der JFET leitend wird und deshalb den Modus-Eingangsstift 417 auf einen hohen, logischen Zustand einstellt. Nachdem eine Mikro-Rücksetzung erzwungen worden ist, kehrt der Mikro-Ausgangsstift 407 zu einem niedrigen, logischen Pegel zurück, ohne die Betriebsweise des JFET 410 zu beeinflussen. Der JFET verbleibt eingeschaltet, da die Diode 415 den Kondensator 411 davor schützt, daß er sich entlädt. Die Zeitkonstante, die durch das Produkt der Kapazität des Kondensators 411 und des Widerstands 414 produziert ist, bestimmt deshalb die Zeitdauer, für die der Modus-Eingangsstift 417 unter einem hohen, logischen Pegel verbleibt.
Figur 4c stellt einen Schaltkreis für eine finite Haltezeit dar, der spezifisch hohe Eingangszustände zu einem Mikroprozessor-Modus-Auswahleingangsstift 417 bei einem anfänglichen Energiehochfahren zuführt. Die Zeitdauer, für die dieser Modus-Eingangsstift hoch verbleibt, ist wiederum durch die Zeitkonstante bestimmt, die durch die zuvor beschriebene, parallele, offen geschaltete RC-Konfiguration erzeugt ist. Der Mikro-Ausgang 407 ist über eine Diode 415 mit dem Gatter-Anschluß eines p-Kanal-JFET 410 gekoppelt. Allerdings ist der Modus-Eingang 417 mit dem Source-Anschluß des JFET 410 gekoppelt. Weiterhin ist der Modus-Eingang 417 mit der +5V Spannungsversorgung 120 über einen Widerstand 416 gekoppelt. Der Drain-Anschluß JFET 410 ist mit Massepotential 409 (0V) gekoppelt. Mit einem Energiehochfahren hält der Widerstand 416 den Modus-Eingang 417 unter einem hohen, logischen Pegel.
Es sollte für den Fachmann auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich sein, daß die Dual-Modus-Mikroprozessoren, die eine finite Haltezeit auf deren Rücksetzeingangsstiften erfordern, über entweder dieselbe Verzögerungstechnologie, wie sie vorstehend beschrieben ist, oder über andere, alternative Konfigurationen ausgeführt werden kann.
Dual-Modus-Mikroprozessor-Steuerbusleitungen (121 der Figur 3), die die Funk-Komponenten steuern, wie beispielsweise den Sender und den Empfänger, müssen deren logische Zustände während einer Modusänderung beibehalten. Normalerweise werden alle Ausgangsleitungen von einem Dual-Modus-Mikroprozessor auf einen niedrigen, logischen Pegel eingestellt, nachdem eine Mikro-Rücksetzung aufgetreten ist. Allerdings sind, wenn der Dual-Modus-Mikroprozessor in einem Einzel-Chip-Modus arbeitet, bestimmte Eingangsleitungen dahingehend erforderlich, daß sie unter hohen logischen Pegeln arbeiten, z.B. befindet sich der PTT-Eingang bei einem konventionellen Funkgerät normalerweise auf einem hohen logischen Pegel, wenn er in einem Funkempfangsmodus ist. Diese hohen Eingangszustände in dem Einzel-Chip-Modus können unter Verwendung von irgendwelchen parallelen oder seriellen Datenverriegelungen oder Pull-Up- Widerständen in Verbindung mit bidirektionalen Eingangs/Ausgangsleitungen erhalten werden. Ein zusätzlicher Vorteil, der von der Verwendung bidirektionaler Eingangs/Ausgangsleitungen abgeleitet ist, ist derjenige, daß diese Leitungen als zusätzliche Ausgänge in dem erweiterten Modus definiert sein können. Nachdem eine Mikro-Rücksetzung erzwungen worden ist, kehrt irgendeine Leitung, die als ein Ausgang definiert worden ist, automatisch zu einem Eingang zurück, wobei deren logischer Zustand durch den zugeordneten Pull-Up- oder Pull-Down-Widerstand bestimmt ist.
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist insbesondere, allerdings nicht ausschließlich, bei einer Anwendung innerhalb einer Funkgeräte-Ausrüstung anwendbar. Weiterhin kann eine Anwendung der Erfindung innerhalb einer "hinzugefügten" Ausrüstung, die sich extern zu einem Funkgerät befindet, die allerdings dazu tendiert, ein HF- Rauschen zu erzeugen, gefunden werden. Allerdings sollte für einen Fachmann auf dem betreffendem Fachgebiet ersichtlich sein, daß die Erfindung gleichermaßen gut bei irgendwelchen elektronischen Vielfach-Modus-Geräten angewandt werden kann, bei denen ein erster Modus für ein durch einen Mikroprozessor erzeugtes Rauschen, z.B. Spektralanalysierein richtungen und eine Kommukationstest-Ausrüstung, empfindlich ist.
Es kann deshalb ersichtlich werden, daß eine Erfindung, die so aufgebaut und beschrieben ist, die neuartigen Vorteile einer Reduktion der Menge eines durch einen Mikroprozessor erzeugten Rauschens und demzufolge einer Verbesserung der Empfindlichkeit (i) des Mikroprozessors und, noch wichtiger, (ii) irgendeines zugeordneten Funkempfängers, produzieren. Weiterhin ist dabei eine zusätzliche Reduktion der Gesamtkosten eines Funkempfängers, den diese Erfindung umfaßt, vorhanden. Zusätzlich werden weitere Vorteile einer Reduktion des Gewichts und der Größe eines Funkgeräts und einer Reduktion der Komplexität einer Implementierung abgeleitet.

Claims

1.Elektronische Ausrüstung, die aufweist:

a) einen Mikroprozessor (300), der einen sich auf einem Chip befindlichen Speicher (301, 302, 303) und interne Busse enthält und der die Fähigkeit besitzt, in einem Einzelchip-Modus in einem erweiternden Modus zu arbeiten, wobei der Einzel-Chip-Modus und die Betriebsweise des Mikroprozessors (300) auf einen internen Betrieb beschränkt und dadurch ein externes Adressieren und ein lokal erzeugtes Rauschen verhindert, und der erweiterte Modus eine externe Adressierung ermöglicht;

b) einen Speicher (201, 202) extern zu dem Mikroprozessor (300) und damit gekoppelt;

c) ein Software-Programm, das der elektronischen Ausrüstung zugeordnet ist, das aus Modulen eines Pogrammcodes aufgebaut ist, das kategoriert ist in

i) eine erste Kategorie von Programmteilen, die, wenn sie in Betrieb sind, in dem internen Speicher (301, 302, 303) gespeichert sind und zu Ausrüstungsfunktionen in Bezug gesetzt sind, die durch erzeugtes Rauschen in einem höheren Grad beeinflußt werden; und

ii) eine zweite Kategorie von Programmteilen, die in dem Speicher extern zu dem Mikroprozessor (201, 202) gespeichert sind und die zu Ausrüstungsfunktionen in Bezug gesetzt sind, die durch erzeugtes Rauschen in einem geringeren Grad beeinflußt sind; und

d) eine Einrichtung zum Ausführen der Progrmamteile der ersten Kategorie in dem Einzel-Chip-Modus des Mikroprozessors und zum Ausführen der Programme der zweiten Kategorie in dem erweiterten Modus des Mikroprozessors.

2. Elektronische Ausrüstung nach Anspruch 1, wobei die Programme der ersten Kategorie weiterhin unterteilt sind in:

a) einen Satz primärer Algorithmen der ersten Kategorie, die Module eines Codes der ersten Kategorie aufweisen, die kontinuierlich betreibbar sind und die permanent innerhalb des internen Speichers (302, 303) des Mikroprozessors (300) gespeichert sind; und

b) einen Satz sekundärer Algorithmen der ersten Kategorie, die Module des Codes der ersten Kategorie aufweisen, die nur von Zeit zu Zeit ausgeführt werden und die anfänglich in dem Speicher (201, 202) extern zu dem Mikroprozessor (300) gespeichert sind;

wobei die elektronische Ausrüstung weiterhin Einrichtungen zum Laden der sekundären Programmteile der ersten Kategorie in den internen Speicher (301) des Mikroprozessors aufweist, wenn sie aufgerufen sind, um solche auszuführen.

3. Elektronische Ausrüstung nach Anspruch 2, wobei der interne Speicher aufweist:

a) einen nicht löschbaren Speicher (301), in dem die primrären Algorithmen der ersten Kategorie gespeichert sind; und

b) einen löschbaren Speicher (302, 303), in dem die sekundären Algorithmen der ersten Kategorie periodisch eingeladen und gespeichert sind.

4. Elektronische Ausrüstung nach Anspruch 1, 2 oder 3, die weiterhin aufweist: Eingabeeinrichtungen (118, 121, 306, 307) zum Empfangen eines Befehls, um zwischen Betriebsmoden zu ändern; und

eine Einrichtung zum Ausführen einer Betriebsmodusänderung (308, 309) in Abhängigkeit des Empfangs eines Befehls von den Eingabeeinrichtungen (118, 121, 306, 307);

wodurch der Befehl, zwischen den Moden zu ändern, eine Mikro-Rücksetzung des Mikroprozessors (300) erzwingt.

5. Elektronische Ausrüstung nach Anspruch 4, wobei der Befehl, zwischen Moden zu ändern, in Abhängigkeit der Registrierung eines Taktmonitor-Fehlverhaltens innerhalb des Mikroprozessors (300) und der Ausgabe einer STOP-Instruktion durch ein Modul eines Codes erzeugt wird.

6. Elektronische Ausrüstung nach Anspruch 4, wobei der Befehl, zwischen den Moden zu ändern, in Abhängigkeit der Freigabe eines Watchdog-Zeitgeberschaltkreises und der Verhinderung einer Software-Rücksetzung des Watchdog-Zeitgebers erzeugt wird.

7. Elektronische Ausrüstung nach Anspruch 4, wobei der Befehl, zwischen den Moden zu ändern, in Abhängigkeit der Erfassung eines illegalen op-Codes an einer spezifischen, benannten Stelle innerhalb eine Moduls eines Codes erzeugt wird.

8. Elektronische Ausrüstung nach Anspruch 4, wobei der Befehl, zwischen den Moden zu ändern, in Abhängigkeit der Initianlisierung einer Modusauswahleinrichtung (405, 406, 417) und der Aktivierung einer gekoppelten Mikroprozessor-Rücksetzeingabe-Einrichtung (400) erzeugt wird.

9. Elektronische Ausrüstung nach Anspruch 5, 6, 7 oder 8, wobei Einrichtungen zum Schreiben eines Vektors, der eine erwünschte Startstelle für einen neuen Betriebsmodus darstellt, zu dem internen, löschbaren Speicher (301) des Mikroprozessors (300) vor der Initialisierung einer erzwungenen Mikro-Rücksetzung und dann zum unmittelbaren Lesen des Vektors, nachdem die Modusänderung aufgetreten ist, vorgesehen sind.

10. Elektronische Ausrüstung nach Anspruch 5, 6, 7 oder 8, wobei die Einrichtungen zum Ausführen der Änderung zwischen Moden (308, 309) eine

Speichereinrichtung, die für einen Bit-Wert aufnahmefähig ist, der von dem Mikroprozessor (300) erzeugt ist, aufweisen, der einen Vektor darstellt, der eine erwünschte Startstelle innerhalb des Software-Programms für den neuen Betriebsmodus bedeutet, so daß

der Bit-Wert in die Speichereinrichtung vor der erzwungenen Mikro-Rücksetzung eingeschrieben ist und aus der Speichereinrichtung, unmittelbar nachdem eine Modusänderung aufgetreten ist, ausgelesen wird.

11. Elektronische Ausrüstung nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Vektor einzigartig durch den Befehl definiert ist, der von jeder spezifizierten Eingabeeinrichtung (118, 121, 306, 307) empfangen ist.

12. Elektronische Ausrüstung nach Anspruch 11, wobei der Vektor ein Programm enthält, das auf ein erstes Modul des Codes zugreift, das den Mikroprozessor reinitiiert und dann ein erwünschtes, zweits Modul des Codes initiiert.

13. Elektronische Ausrüstung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei

der Mikroprozessor (300) einen Teil einer Funkkommunikationsvorrichtung bildet, die aufweist:

einen Empfänger (110);

einen Sender (112); und

eine Benutzerschnittstelle (117).