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Hintergrund der Erfindung
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I. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf ein System zum Austauschen
von asynchronen Daten über
eine synchrone Kommunikationsschnittstelle zwischen einem Kommunikationsgerät und einem
externen Zubehör.
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II. Beschreibung der verwandten
Technik
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Es
gibt zur Zeit mehrere Arten von betriebenen zellularen Funktelefonsystemen.
Diese Systeme beinhalten das frequenzmodulierte (FM) verbesserte Mobiltelefonsystem
(AMPS = advanced mobile phone system) und zwei digitale zellulare
Systeme: Zeitmultiplex-Vielfachzugriff (TDMA = time division multiple
access und GSM) und Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA = code division
multiple access). Die digitalen zellularen Systeme wurden implementiert um
Kapazitätsprobleme,
das AMPS erfährt,
zu bewältigen.
Es existieren Zweifach-Modus-CDMA/FM-Funktelefone, welche wahlweise
entweder im FM- oder CDMA-Modus betrieben werden können. Telecommunications
Industry Association (TIA)/Electronic Industries Association (EIA)
Interim Standard 95, betitelt "Mobile
Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread
Spectrum Cellular System" legt
die Anforderungen und Standards für ein Zweifach-Modus-Funktelefon
dar, welches wahlweise entweder im FM- oder im CDMA-Modus betrieben
ist.
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Ein
typisches portables zellulares Funktelefon kann mit einem oder mehreren
externen Zubehörteilen
verbunden werden. Beispielsweise kann ein Benutzer eines portablen
Telefons den Wunsch haben, sein portables Funktelefon während dem
Fahren in seinem Auto zu benutzen, und es somit mit einer Freisprecheinrichtung,
einem Leistungsverstärker
bzw. Power-Booster und/oder einem sprachbetriebenen Wähler verbinden.
Die Freisprecheinrichtung (oder Freisprechkit) erlaubt dem Benutzer über einen
externen Lautsprecher und ein externes Mikrofon Telefonanrufe durchzuführen, ohne
das Telefon zu hal ten. Der Leistungsverstärker, die Funkfrequenzsignale
(HF) zur und von der eigenen Antenne des portablen Funktelefons
verstärkt
die HF-Signale für
die höhere
Leistungsübertragung
und den Empfang, was wünschenswert
ist, wenn es von einer Autobatterie betrieben wird. Ein Sprachwähler reagiert auf
Sprachbefehle vom Benutzer, wählt
aus einer Gruppe von vorprogrammierten Telefonnummern gemäß den Sprachbefehlen.
Oft werden diese Zubehörteile
zur gleichen Zeit benutzt, als Teil eines Autoadaptersets bzw. Car
Adapter Kits.
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Im
Stand der Technik benötigt
jedes dieser externen Zubehörteile
mindestens eine separate Schnittstelle zum portablen Funktelefon.
Zum Beispiel sei das typische portable Funktelefonzubehörsystem
im Stand der Technik bedacht, dargestellt in 1. Das portable
Gerät 100,
welches ein zellulares Telefon, ein Personal-Communication-Services-(PCS)-Telefon
oder ein ähnliches
Gerät sein könnte, weist
auf, ein Mikrofon und einen Lautsprecher 106, einen Multiplexer 104,
einen Encoder/Decoder (CODEC) 102, einen digitalen Signalprozessor (DSP) 108,
einen Mikroprozessor 110, eine UART 126, einen
Transceiver 112 und eine Antenne 111.
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Im
Betrieb empfängt
die Antenne 111 ein HF-Signal, welches anschließend vom
dem Transceiver 112 herunter konvertiert bzw. down converted und
demoduliert wird. Das demodulierte digitale Signal wird zur Bearbeitung
des Audiofrequenzbereichs an den DSP 108 weitergereicht
und dann zur Konvertierung in ein analoges Sprachsignal zum CODEC 102 weitergereicht.
Für das
Senden wird dem umgekehrten Pfad gefolgt, d.h. das analoge Sprachsignal wird
durch den CODEC 102 in ein digitales Signal konvertiert,
vom DSP 108 bearbeitet und für die Hochkonvertierung und
Modulation vor dem Senden auf der Antenne 111 weitergereicht.
Wenn das portable Gerät 100 sich
in einem portablen Modus befindet (d.h. wenn es nicht mit externen
Zubehörteilen
verbunden ist) konfiguriert der Mikroprozessor 110 den Multiplexer 104,
um das analoge Sprachsignal zum und vom Mikrofon und Lautsprecher 106,
welche im portablen Gerät 100 eingebaut
sind, weiterzureichen. Wenn jedoch das portable Gerät 100 mit
der Freisprecheinrichtung 114 verbunden ist, konfigu riert
der Mikroprozessor 110 den Multiplexer 104, um
das analoge Sprachsignal über
die analoge Schnittstelle 113 zum und vom zusätzlichen
Mikrofon und Lautsprecher 116, welche in der Freisprecheinrichtung 114 eingebaut
sind, weiterzureichen. Wenn das portable Gerät 100 mit dem Power-Booster 118 verbunden
ist, werden zusätzlich
die HF-Signale von der externen Antenne 120 empfangen und übertragen,
verstärkt
durch den Power-Booster 118 und verkoppelt mit der Antenne 111 des
portablen Geräts 100.
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Man
trifft beim Stand der Technik auf Schwierigkeiten, wenn man Kontrollbefehle
an die Freisprecheinrichtung 114 oder an den Power-Booster 118 übergeben
möchte
oder wenn man andere Zubehörteile,
wie den Sprachwähler 122,
steuern möchte. Weil
die analoge Schnittstelle 113 analoge Sprachsignale führt, ist
sie nicht dafür
geeignet, digitale Steuerbefehle zu den externen Zubehörteilen
zu führen. Deswegen
sind separate Befehlsschnittstellen 115 und 117 notwendig,
um Steuerbefehle zur Freisprecheinrichtung 114 und Power-Booster 118 entsprechend
weiterzureichen. Befehle zur Freisprecheinrichtung 114 können Instruktionen
beinhalten, das zusätzliche
Mikrofon und Lautsprecher 116 automatisch ein- und auszuschalten
oder die im Auto installierte Audioanlage während eines Freisprechanrufs stumm
zu schalten. Befehle zum Power-Booster 118 können die Übermittlung
und den Empfang von Leistungssteuerbefehlen beinhalten. Weiterhin
sind die Befehlsschnittstellen 115 und 117 generell
synchrone serielle Input/Output-(I/O)-Schnittstellen. Weil der Sprachwähler 122 und
gewiss auch andere mögliche Zubehörteile eine
asynchrone Schnittstelle benötigen können und
eine serielle Kommunikationsschnittstelle mit dem UART 126 und
Befehlsschnittstellen 115 und 117 generell ungeeignet
für asynchrone
Kommunikationen ist, muss die asynchrone Schnittstelle 124 im
Vergleich zu den anderen eine separate Schnittstelle sein. Wie man
in der 1 sehen kann, muss somit mindestens eine separate
Schnittstelle 113, 115, 117 und 124 benutzt
werden, um das portable Gerät 100 mit
jedem gewünschten
externen Zubehör 114, 118 und 122 zu
verbinden, wobei Kosten und Komplexität hinzugefügt werden.
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Die
andere Problematik des Systems vom Stand der Technik aus 1 ist,
dass, wenn das portable Gerät 100 mit
einer Freisprecheinrichtung 114 verbunden ist (d.h., wenn
es im Freisprechmodus betrieben wird) wird der normale Voll-Duplex-Betrieb vom
gleichzeitigen Sprechen und Hören
aufgehoben. Dies ist nötig,
um unerwünschtes
Feedback zwischen dem externen Lautsprecher und Mikrofon 116 vorzubeugen.
Typischerweise wird der Freisprechmodusbetrieb kontrolliert durch
einen sprachaktivierten Schalter (VOX = voice-activated switch),
der zwischen den Sprachpfaden und den Hörpfaden gemäß dem Aktivitätspegel
des Pfades hin und her schaltet. Wenn das portable Gerät 100 in
einem FM-Modus betrieben wird, sind die Sprach- und Hörpfade während dem
Freisprechbetrieb beide gleichzeitig eingeschaltet, wobei der inaktive
Pfad immer gedämpft
ist, um die akustischen Oszillation zu verhindern. Wenn das portable
Gerät 100 in
einem digitalen Modus betrieben wird, wird der inaktive Pfad stumm
geschaltet, wann immer aktive Sprachrahmen von der Basisstation
ankommen. Unglücklicherweise
arbeitet das VOX-Schalten
nur dann gut, wenn sich beide, portables Gerät 100 und die anrufende
Einheit sich in relativ ruhigen Umgebungen befinden. Beispielsweise, wenn
sich der Anrufer auf einem lauten öffentlichen Platz befindet,
und der Benutzer des porablen Geräts sich im Freisprechbetrieb
in der relativen Ruhe eines Autointerieurs befindet, hört der Anrufer
wahrscheinlich nur abgehackte Teile der Konversation, weil der VOX
das Hintergrundgeräusch
des Anrufers gegenüber
der Sprache des Benutzers des portablen Geräts 100 bevorzugt.
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Was
hier wünschenswert
wäre, ist
ein portables Kommunikationsgerät
und Zubehörteile,
die beides, Sprach- und Befehlsdaten, über eine einzelne flexible
Schnittstelle kommunizieren und noch dazu eine Voll-Duplex-Kommunikation zwischen
dem portablen Gerät
und den Zubehörteilen
vorsehen.
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Weiterhin
wird die Aufmerksamkeit auf das Dokument US-A-5007050 gezogen, welches
ein digitales serielles Schnittstellensystem für die Kommunikation von digitalen
Signalen inklusive digitalisiertem Audio zwischen mikroprozessorbasierten
Steuerungseinheiten und Sendereinheiten von Zwei-Wege- Funkkommunikationsequipment
beschreibt. Das System sieht im Wesentlichen drei Untersysteme vor: eine
Schnittstelle in der mikroprozessorbasierten Steuerungseinheit,
eine Schnittstelle in der mikroprozessorbasierten Transceivereinheit,
und ein Zwei-Wege-Medium für
die Verbindung der beiden Einheiten. Verschiedene Signale und Audio
in der Steuerungseinheit interagieren mit einem softwaregetriebenen
Mikroprozessor von der Steuerungseinheit und werden digitalisiert
und dann übersetzt
in ein serielles Format und in Rahmen gesendet über ein Zwei-Wege-Medium zur
Sendeeinheit, welche auch mikroprozessorbasiert ist und eine ähnliche
Schnittstelle enthält.
Die digitalen Daten, die zur Sendereinheit kommuniziert werden,
unterlaufen dann einem rückwärts laufenden
Prozess. Das Schnittstellensystem ist Duplex. Es wird beschrieben,
dass das digitale serielle Schnittstellensystem für das Zwei-Wege-Funkequipment
ein Dreikanal-TDM/PCM-Strukturschema enthält, betrieben in einem synchronen Voll-Duplex-Modus
unter Verwendung des Manchester-II-(Biphase-L)-Formats.
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Die
Aufmerksamkeit wird auch auf das Dokument WO 90 09065 A gezogen,
welches einen gemultiplexten synchronen/asynchronen Datenbus offenbart,
in welchem drei Busleitungen benutzt werden, um bidirektionale synchrone
Daten zwischen mindestens zwei Datengeräten bei einer relativ niedrigen
Datenrate zu transportieren. Asynchrone Halbduplexdaten werden mit
einer höheren
Transferdatenrate an einem der drei Busleitungen angelegt, wenn
eine andere der Busleitungen in einem logischen Hoch-Zustand gehalten
wird.
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Noch
dazu wird die Aufmerksamkeit auf das Dokument WO-A-97/41700 gezogen,
welches nach dem Prioritätsdatum
und vor dem Einreichungsdatum dieser Anmeldung veröffentlicht
wurde. WO-A-97/41700 beschreibt ein zellulares Telefon inklusive
einem Signalkonzentratorsystem für
die Verbindung eines assoziierten Zubehörs durch eine Zweidrahtverbindung,
wobei eine Vielzahl von verschiedenen Typen von Signalen inklusive
digitalen Audiodaten, asynchronen Daten und Allgemeinzwecksteuerdaten über die
gleiche Verbindung gesendet werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein System zum Austausch asynchroner Daten, wie dargelegt
in Anspruch 1, ein portables Kommunikationsgerät, wie dargelegt in Anspruch
10 und ein zusätzliches
Gerät,
wie dargelegt in Anspruch 11 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein portables Kommunikationsgerät und Zubehörsystem zu
liefern, welches asynchrone Voll-duplex Kommunikationen zwischen
einem portablen Kommunikationsgerät und externen Zubehörteilen über eine
synchrone digitale Schnittstelle vorsieht.
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In
einem Aspekt sieht die Erfindung ein System zum Austausch von asynchronen
Daten über eine
synchrone Kommunikationsschnittstelle zwischen einem Kommunikationsgerät und einem
externen Zubehör
vor, wobei dieses externe Zubehör
mindestens ein asynchrones internes Gerät und mindestens ein synchrones
internes Gerät
hat, und das System aufweist: ein digitaler Signalprozessor bzw.
Digitalsignalprozessor zum Generieren eines ersten synchronen digitalen
Sprachsignals bzw. Digitalsprachsignals; eine UART zum Generieren
eines ersten asynchronen Datensignals; ein Mikroprozessor zum Generieren
eines synchronen Steuerbefehlsignals; ein erster Multiplexer zum
Multiplexen dieses ersten synchronen digitalen Sprachsignals und
dieses ersten asynchronen Datensignals und dieses synchronen Steuerbefehlsignals
auf eine Schnittstellenleitung, wobei diese Schnittstellenleitung
dieses Kommunikationsgerät
mit mindestens einem externen Zubehör verkoppelt; und ein zweiter
Multiplexer, der mit der Schnittstellenleitung verkoppelt ist, für die Leitung
des ersten synchronen digitalen Sprachsignals und des synchronen
Steuerbefehlsignals zumindest einem dieser synchronen internen Geräte, und
für die Leitung
dieses ersten asynchronen Datensignals zu diesem asynchronen internen
Gerät.
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In
einem anderen Aspekt sieht die Erfindung ein portables Kommunikationsgerät vor, welches
aufweist: einen Konverter für
die Konvertierung zwischen analogen Audiosignalen und digitalen
Audiodaten; ein Transceiver für
die Übermittlung
von Übermittlungssignalen,
die digitale Audiodaten repräsentieren
und die Konvertierung zwischen den Übermittlungssignalen und digitalen
Audiodaten. Ein Signalprozessor zwischen dem Konverter und dem Transceiver
für die
Bearbeitung deren digitalen Audiodaten; ein Steuerprozessor für die Steuerung
des Betriebs und der Übermittlung
der digitalen Audiodaten zwischen dem Konverter und dem Transceiver;
und einem Datenbus für
die Übermittlung
von Daten zwischen dem portablen Gerät und einem zusätzlichen Gerät, wobei
das portable Gerät
in einem portablen Modus betrieben werden kann, in welchem der Steuerprozessor
die Übermittlung
digitaler Daten zwischen dem Signalprozessor und dem Konverter verursacht,
und in einem zusätzlichen
Modus, in welchem der Steuerprozessor die Übermittlung digitaler Daten
zwischen dem Signalprozessor und dem Datenbus verursacht, wobei
die digitalen Audiodaten auf dem Datenbus zusammen mit den Steuersignalen
für die
Verwendung durch einen Konverter und mit den asynchronen Steuersignalen
für die
Verwendung durch eine asynchrone Einheit in dem Zusatzgerät gemultiplext
werden.
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In
einem weiteren Aspekt sieht die Erfindung ein Hilfs- bzw. Zusatzgerät für die Benutzung
mit einem portablen Kommunikationsgerät vor, wobei das Hilfsgerät Folgendes
aufweist: einen Datenbus zum Transferieren von Daten zwischen dem
Hilfsgerät und
einem portablen bzw. tragbaren Kommunikationsgerät; einen Konverter für die Konvertierung
zwischen analogen Audiosignalen und digitalen Audiodaten; eine asynchrone
Einheit; und einen Multiplexer zum Multiplexen von digitalen Audiodaten
und Steuerdaten zwischen dem Konverter und dem Datenbus und asynchrone
Steuerdaten zwischen der asynchronen Einheit und dem Datenbus.
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Das
System ist nützlich
für den
Austausch asynchroner Daten über
eine synchrone Kommunikationsschnittstelle zwischen einem Kommunikationsgerät und einem
externen Zubehör,
wobei das externe Zubehör
mindestens ein a synchrones internes Gerät und mindestens ein synchrones
internes Gerät hat.
Das System beinhaltet einen digitalen Signalprozessor für die Generierung
von einem ersten synchronen digitalen Sprachsignal, eine UART für die Generierung
von einem ersten asynchronen Datensignal, und einen Mikroprozessor
für die
Generierung von einem synchronen Steuerbefehlssignal. Weiterhin
beinhaltet das System einen ersten Multiplexer zum Multiplexen des
ersten synchronen digitalen Sprachsignals und des ersten asynchronen
Datensignals und des synchronen Steuerbefehlssignals auf eine Schnittstellenleitung.
Die Schnittstellenleitung verkoppelt das Kommunikationsgerät mit zumindest
einem externen Zubehör.
Ein zweiter Multiplexer ist mit der Schnittstellenleitung verkoppelt,
um das erste synchrone digitale Sprachsignal und das synchrone Steuerbefehlssignal
zumindest zu einem synchronen internen Gerät, und das erste asynchrone Datensignal
zum asynchronen internen Gerät
zu leiten.
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In
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist das externe Zubehör
eine Freisprecheinrichtung und das mindestens eine asynchrone Gerät kann ein Sprachwähler oder
anderes asynchrones Gerät
sein. Auch können
die synchronen Geräte
in der Freisprecheinrichtung ein Hilfs-CODEC für die Decodierung des ersten
synchronen digitalen Sprachsignals, ein Hilfs-Mikrofon für den Empfang
des synchronen Steuerbefehlssignals und ein Hilfslautsprecher für den Empfang
des synchronen Steuerbefehlssignals sein. Außerdem kann das System einen
Leistungsverstärker
bzw. -Booster gekoppelt mit der Schnittstellenleitung für den Empfang
des synchronen Steuerbefehlssignals beinhalten.
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Das
System operiert in Voll-Duplex. Somit dient das asynchrone interne
Gerät weiterhin
für die Generierung
eines zweiten asynchronen Datensignals und das mindestens eine synchrone
interne Gerät
ist weiterhin für
die Generierung eines zweiten synchronen digitalen Sprachsignals
und eines synchronen Statushinweissignals bzw. Statusanzeigesignal.
Der zweite Multiplexer multiplext auch das zweite asynchrone Datensignal
und das synchrone Statushinweissignal auf die Schnittstellenleitung.
Zudem leitet der erste Multiplexer das zweite asynchrone Datensignal
zum UART und das synchrone Statushinweissignal zum Mikroprozessor.
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In
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
hat das Datensignal, welches über
die Schnittstellenleitung kommuniziert wird, ein Datenrahmenformat.
Jeder der ersten und zweiten Multiplexer generiert einen Datenrahmen,
welcher eine vordefinierte Anzahl digitaler Audiobits und eine vordefinierte
Anzahl Füllbits
(pad bits) hat. Die ersten und zweiten asynchronen Datensignale
werden in mindestens eins der Füllbits
gemultiplext. Die ersten und zweiten synchronen digitalen Sprachsignale
werden in eins der digitalen Audiobits gemultiplext. Und das synchrone Steuerbefehlssignal
und das synchrone Statushinweissignal werden in mindestens eins
von den Füllbits
gemultiplext.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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Die
Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ausgehend
von der vorliegenden Beschreibung, wie unten dargelegt, noch deutlicher,
wenn in Verbindung gebracht mit den Figuren, in denen durchgehend
entsprechende Bezugszeichen zugeordnet sind und wobei:
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1 ein
Blockdiagramm eines tragbaren Kommunikationsgeräts und eines Zubehörsystems vom
Stand der Technik ist;
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2 ein
Blockdiagramm eines tragbaren Kommunikationsgeräts und eines Zubehörsystems der
vorliegenden Erfindung ist;
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3A ein
Diagramm vom Format eines einzelnen Datenrahmens auf dem Vorwärtspfad
vom tragbaren Kommunikationsgerät
zur Freisprecheinrichtung ist; und
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3B ein
Diagramm vom Format eines einzelnen Datenrahmens auf dem Rückwärtspfad
von der Freisprecheinrichtung zum tragbaren Kommunikationsgerät ist.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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2 stellt
ein Blockdiagramm eines tragbaren Kommunikationsgeräts und eines
Zubehörsystems
der vorliegenden Erfindung dar. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
dient die Freisprecheinrichtung 214 als physikalische "Station" (cradle), um das
tragbare Gerät 200 aufzunehmen,
und hat einen mechanischen Gabelumschalter (nicht gezeigt), um festzustellen,
wann das tragbare Gerät 200 sich
auf der Station befindet (ein "On-Hook"-Zustand) und wann
das tragbare Gerät 200 sich
nicht auf der Station (ein "Off-Hook"-Zustand) befindet. Wenn das tragbare
Gerät 200 mit
der Freisprecheinrichtung 214 verbunden ist und sich auf
der Station befindet, wechselt es in den Betrieb in einen Freisprechmodus. Wann
immer das tragbare Gerät 200 sich
nicht in der Station befindet, operiert es in einem tragbaren Modus.
Das tragbare Gerät 200 kann
außerdem
mit der Freisprecheinrichtung 214 verbunden werden, aber trotzdem
nicht in der Station (d.h. Off-Hook) sein.
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Antenne 111,
Transceiver 112, CODEC 102 und Mikrofon und Lautsprecher 106 der 2 operieren
wie beschrieben mit Bezug auf 1. Dennoch,
wenn das tragbare Gerät 200 im
tragbaren Modus operiert (d.h. wenn es entweder nicht mit der Freisprecheinrichtung 214 verbunden
ist oder mit der Freisprecheinrichtung 214 verbunden ist,
aber sich nicht in der Station befindet), konfiguriert der Mikroprozessor 210 den
seriellen Kommunikationsbusmultiplexer 204, um digitale
Sprachdaten zwischen DSP 208 und CODEC 102 weiterzugeben.
Wenn das tragbare Gerät 200 im
Freisprechmodus operiert (d.h. wenn es mit der Freisprecheinrichtung 214 verbunden
ist und sich in der Station befindet), konfiguriert der Mikroprozessor 210 den
seriellen Kommunikationsbusmultiplexer 204, um digitale
Sprachdaten vom DSP 208 und synchrone Steuerbefehle vom
Mikroprozessor 210 und asynchrone Daten vom UART 232 zur
Freisprecheinrichtung 214 über die digitale Schnittstelle 215 weiterzugeben.
Es sollte beachtet werden, dass die Freisprecheinrichtung 214 noch
andere funktionale Blöcke,
die nicht in 2 gezeigt werden, enthalten
kann.
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Um
das Multiplexen dieser drei Signale (d.h. digitale Sprachdaten,
synchrone Steuerbefehle und asynchrone Daten) auf eine einzelne
digitale Schnittstelle 215 zustande zu bringen, steuert
Mikroprozessor 210 den Multiplexer 236. Speziell,
auf dem Vorwärtspfad
vom tragbaren Gerät 200 zur
Freisprecheinrichtung 214, steuert der Mikroprozessor 210 den Multiplexer 236,
um zwischen den synchronen Steuerbefehlen generiert vom Mikroprozessor 210 und die
asynchronen Daten, generiert vom UART 232 und die digitalen
Sprachdaten, generiert vom DSP 208, umzuschalten. Somit
ist das Signal, das dem Multiplexer 204 über die
Leitung 240 geliefert wird, ein gemultiplextes Signal,
das digitale Sprachdaten, asynchrone Daten und synchrone Steuerbefehle
enthalten kann. Dieses Vorwärtspfadsignal
wird vom Multiplexer 204 zur digitalen Schnittstelle 215 umgeschaltet,
wo jede Signalkomponente vom Multiplexer 242 zu seinem
entsprechenden Ziel geleitet wird. Sozusagen werden die digitalen
Sprachdaten vom DSP 208 zum Hilfs-CODEC 217 geleitet,
wobei die synchronen Steuerbefehle generiert vom Mikroprozessor 210 zum
Hilfsmikrofon und Lautsprecher 116 oder Sprachwähler 230 oder
Leistungsverstärker 218,
welcher die HF-Signale, die von der externen Antenne 120 empfangen
und gesendet werden, verstärkt,
geleitet werden können,
und die asynchronen Daten werden zum Sprachwähler 230 geleitet.
Es sollte beachtet werden, dass, wenn das tragbare Gerät 200 im
tragbaren Modus ist, die asynchronen Daten und die synchronen Steuerbefehle
nicht auf die Leitung gemultiplext werden müssen, weil der Mikroprozessor 210 den
Multiplexer 204 so konfiguriert, die Signale zu und vom
internen CODEC 102 zu leiten, wenn das tragbare Gerät 200 sich
im tragbaren Modus befindet.
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Auf
dem Rückwärtspfad
von der Freisprecheinrichtung 214 zum tragbaren Gerät 200 werden
die Statushinweise generiert vom Sprachwähler 230, Hilfs-CODEC 217,
Leistungsverstärker 218 oder Hilfsmikrofon
und Lautsprecher 116 vom Multiplexer 242 mit den
digitalen Sprachdaten vom Hilfs-CODEC 217 und den asynchronen
Daten vom Sprachwähler 230 gemultiplext.
Das gemultiplexte Signal wird dann über die digitale Schnittstelle 215 zum
Multiplexer 204 gesendet. Multiplexer 204 leitet
das gemultiplexte Signal von der digitalen Schnittstelle 215 zum
Multiplexer 236 über
die Leitung 240. Dann leitet der Multiplexer 236 die
Signalkomponenten zu deren entsprechenden Zielen. D.h., die digitalen
Sprachdaten werden vom Hilfs-CODEC 217 zum DSP 208 geleitet,
die Statushinweise vom Sprachwähler 230 oder Hilfs-CODEC 217 oder
Hilfs-Mikrofon und Lautsprecher 116 oder Leistungsverstärker 218 werden
zum Mikroprozessor 210 geleitet, und die asynchronen Daten
vom Sprachwähler 230 werden
zur UART 232 geleitet. Auf diese Weise wird eine einzelne
flexible Schnittstelle zwischen tragbarem Kommunikationsgerät 200 und
externen Zubehörteilen 214, 218 geschaffen,
was die Komplexität
der Schnittstelle im Vergleich zum Stand der Technik von 1 vermindert.
Es sollte beachtet werden, dass die Multiplexer 236, 204 und 242 jede
für sich
eine oder mehrere individuelle Multiplex- und Demultiplexgeräte aufweisen
können,
aber für
die Vereinfachung sind sie als einzelne Blöcke in 2 gezeigt.
Eine serielle Schnittstelle, die geeignet ist für die Verwendung mit der vorliegenden
Erfindung ist weiter offenbart in der ebenfalls anhängigen US-Patentanmeldung mit
der Seriennummer 08/593,305, eingereicht am 31. Januar 1996, mit
dem Titel "PORTABLE
COMMUNICATION DEVICE AND ACCESSORY SYSTEM", welche dem Rechtsnachfolger der vorliegenden
Erfindung zugewiesen ist und hierin durch Bezug aufgenommen ist.
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In
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel konvertiert
CODEC 102 und Hilfs-CODEC 217 ein analoges
Sprachsignal in ein pulscodemoduliertes (PCM) digitales Format.
Optional kann das PCM-Format ein komprimiertes μ-Law- oder a-Law-Format sein
oder ein lineares Zweierkomplement-Format. 3A und 3B zeigen
das bevorzugte Ausführungsbeispiel
des seriellen Datenformats, welches von den Multiplexern 236 und 242 entsprechend
auf die Leitung 240 und die digitale Schnittstelle 215 erzeugt
wird.
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Bezug
nehmend auf die 3A des bevorzugten Ausführungsbeispiels
sieht die serielle Kommunikationsverbindung über den Vorwärtspfad
vom tragbaren Gerät 200 zur
Freisprecheinrichtung 214 über die digitale Schnittstelle 215 128
kbps Datenrahmenformat in Voll-Duplex angeordnet als 64 kbps für PCM Audio
(digitale Sprachdaten) repräsentiert durch
Rahmenteil 304 und 64 kbps entweder für die Steuerbefehle
oder die asynchronen Daten zu den Zubehörteilen repräsentiert
durch Rahmenteil 302 vor. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
von 3A enthält
jeder Rahmen sechzehn Bits. Bit "S" von Rahmenteil 304 ist
ein Startbit, welches den Beginn des Rahmens anzeigt. Die Bits "A", "B", "C", "W", "X", "Y" und "Z" repräsentieren jedes für sich ein PCM
Audiosample vom DSP 208 und sind gedacht für den Hilfs-CODEC 217 (in 2).
Die Bits "0" bis "7" repräsentieren jedes entweder ein
Steuerkommando zu einem der Zubehörteile, asynchrone Daten generiert
von UART 232 und bestimmt für den Sprachwähler 230 (in 2),
oder die "Pad"-Bits, welche keine
Information tragen, aber den Rahmen füllen, damit er sechzehn Bits
lang ist.
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In
einem Ausführungsbeispiel
können
zum Beispiel die Bits "7", "6" und "5" des
Rahmenteils 302 Lautstärkebefehle
(d.h. lauter oder leiser machen) vom Mikroprozessor 210 zum
Hilfslautsprecher 116 repräsentieren, die Bits "4", "3", "2" und "1" können "Füll"-Bits repräsentieren, welche vom Mikroprozessor 210 eingefügt wurden
und Bit "0" kann asynchrone
Daten repräsentieren,
die vom UART 232 generiert wurden und für den Sprachwähler 230 bestimmt sind.
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In
dem gerade beschriebenen Beispiel beträgt die Rahmenrate 8 kbps
(d.h. 128 Kbps/16). Somit wird das asynchrone Datensignal in Bit "0" des Rahmenteils 302 mit einer
Rate von 8 kbps abgetastet. Deswegen kann eine relativ kleine Rate
eines 1200 bps asynchronen Datensignals generiert vom UART 232 in
Bit "0" bei 8 kbps mit ungefähr 15% Jitter
(d.h. 1200 bps/8000 bps) abgetastet werden. Es ist offensichtlich,
dass andere Datenrahmenformate mit mehr oder weniger Bits und mit
einer höheren oder
niedrigeren Datenrate benutzt werden können, ohne von der vorliegenden
Erfindung abzuweichen.
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3B repräsentiert
das Datenrahmenformat auf dem Rückwärtspfad
von der Freisprecheinrichtung zum tragbaren Gerät 200. In dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
sieht diese serielle Kommunikationsverbindung über den Rückwärtspfad auch 128 kbps Datenrahmenformat,
zugeordnet als 64 kbps für
PCM Audio (digitale Sprachdaten) vor, welche durch den Rahmenteil 306 repräsentiert
sind, und 64 kbps für
entweder die Statushinweise oder asynchrone Daten von den Zubehörteilen
repräsentiert
durch Rahmenteil 308. In dem be vorzugten Ausführungsbeispiel
von 3B, enthält
jeder Rahmen auch 16 Bits in einer ähnlichen Struktur wie in der
von 3A.
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Das
asynchrone Datensignal in Bit "0" von Rahmenteil 308 kann
zum Beispiel mit einer Rate von 8 kbps (d.h. die Rahmenrate) abgetastet
werden. Deswegen kann ein asynchrones Datensignal mit einer relativ
niedrigen Rate von 1200 bps generiert vom Sprachwähler 230 und
bestimmt für
die UART 232 von Bit "0" bei 8 kbps mit ungefähr 15% Jitter (d.h.
1200 bps/8000 bps) abgetastet werden.
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Somit
sieht die vorliegende Erfindung eine Voll-Duplex asynchrone synchrone
Kommunikationsverbindung zwischen einem tragbaren Gerät 200 und einem
externen Zubehörkit,
wie zum Beispiel eine Freisprechanlage 214 über eine
einzelne flexible digitale Schnittstelle, vor.
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Die
vorhergehende Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels ist vorgesehen,
um jedem Fachmann zu ermöglichen,
die vorliegende Erfindung zu produzieren oder zu verwenden. Die
verschiedenen Veränderungen
dieser Ausführungsbeispiele
werden dem Fachmann leicht offensichtlich sein, und die allgemeinen
Prinzipien, die hierin definiert wurden, können auf andere Ausführungsbeispiele
angewendet werden, ohne erfinderische Fähigkeit zu verwenden. Somit
ist es nicht beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung auf die
hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist, sondern dass ihr der größtmögliche Schutzumfang eingeräumt wird,
der sich mit den Prinzipien und neuen Merkmalen, die hierin offenbart
sind, im Einklang befindet.