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Bereich der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein mobiles Funkgerät mit einer Anhaltevorrichtung
und ein Betriebsverfahren dafür.
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Bei
der zellularen Kommunikation tauschen mobile Funkgeräte (das
heißt
ein "Funkgerät") und Funkbasisstationen
(das heißt "Basis") Daten und Steuersignale
aus. Die Basis kann mehr als einem Funkgerät dienen, wobei mehrere Basen
einer Vielzahl von Funkgeräten
in einem definierten geographischen Gebiet dienen können. Ein
einziges Funkgerät
kommuniziert im Allgemeinen jeweils mit einer Basis. Das Funkgerät und die
Basis müssen
zeitsynchronisiert sein, damit die gesendeten und empfangenen Signale
durch das Funkgerät
und die Basis richtig interpretiert werden.
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In
sowohl dem Funkgerät
als auch der Basis sind Zeitsteuereinheiten, um Ereignisse, die
innerhalb des Funkgeräts
und der Basis ausgeführt
werden, zeitlich zu steuern. Solche Zeitsteuereinheiten können ein
oder mehrere Zähler umfassen.
Die Zähler
werden dazu verwendet, um verschiedene Ereignisse zeitlich zu steuern,
die innerhalb des Funkgeräts
und der Basis auftreten, und um Zeitintervalle zu messen. Zum Beispiel
kann ein Zähler
die Zahl von Kommunikationsrahmen zählen, die zwischen der Basis
und dem Funkgerät
ausgetauscht werden, wobei ein anderer Zähler dazu verwendet werden
kann, Ereignisse anzusteuern, die innerhalb eines Kommunikationsrahmens
auftreten.
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Wenn
ein Funkgerät
keine Kommunikationsrahmen sendet oder empfängt und wenn keine anzusteuernden
Ereignisse bestehen, werden die Zeitsteuereinheit des Funkgeräts und andere
Teile des Funkgeräts
angehalten. Die Zeitsteuereinheit des Funkgeräts und andere Teile des Funkgeräts beenden
ihren Anhaltemodus, wenn das Funkgerät neue Kommunikationsrahmen
empfängt,
oder wenn ein Bedarf besteht, Ereignisse innerhalb des Funkgeräts auszuführen oder
anzusteuern. Die genaue Zeit, bei welcher eine Zeitsteuereinheit
eines Funkgeräts
einen Anhaltezustand beendet, oder die genaue Zeit, bei welcher
die Zeitsteuereinheit zuerst gestartet wird, ist gewöhnlich nicht
mit dem Anfang eines Kommunikationsrahmens, welcher durch das Funkgerät empfangen
wird, synchronisiert, was einen nicht-deterministischen Betrieb
des Funkgeräts
und eine Komplikation der Software verursacht, die zum Steuern des
Funkgeräts
verwendet wird.
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Die
EP-A-0 726 687 offenbart eine zellulare Einheit zur drahtlosen Kommunikation,
die vorschlägt,
dass ein allgemeiner Mikroprozessor einen präzisen Systemtaktgeber zwischen
vorbestimmten Zeitspannen in einen Schlaf-Modus versetzt, wenn der
Systemtaktgeber für
einen Polling-Betrieb aufgeweckt werden muss. Die EP-A-0 757 466
offenbart ein System, das interne Takte umschaltet.
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Ein
anderer Nachteil des Stands der Technik resultiert von dem Bedarf,
die Abschaltprozedur lediglich durch die Steuereinheit zu steuern.
Wenn ein Anhaltestatus dazu führt,
dass nicht-betriebswichtige Elemente innerhalb des Funkgeräts abgeschaltet werden,
hat die Steuereinheit zu überprüfen, ob
die Zeitsteuereinheit das zeitliche Steuern von Ereignissen abgeschlossen
hat, bevor nicht betriebswichtige Elemente geschlossen werden. Die
Steuereinheit kann den Zeitsteuereinheit-Status nicht konstant überprüfen, da
sie andere Elemente des Funkgeräts steuern
muss. Aus den vorher erwähnten
Gründen kann
ein Zeitablauf zwischen dem Moment, bei welchem nicht-betriebswichtige
Elemente geschlossen werden können,
und dem Moment, bei welchem die Steuereinheit den Status der nicht-betriebswichtigen Elemente überprüft, auftreten.
Die Energie, die durch die nicht-betriebswichtigen Elemente während dieses
Zeitablaufs verbraucht wird, ist verschwendet. Dem Stand der Technik
angehörende
Vorrichtungen verursachen ebenso Komplikationen der Software.
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Ein
weiterer Nachteil der dem Stand der Technik angehörenden Vorrichtungen
besteht darin, dass die Steuereinheit das Zusammenspiel zwischen ihr
selbst und der Zeitsteuereinheit bewältigen muss, wodurch eine Belastung
auf die Steuereinheit hinzugefügt
wird.
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Noch
ein weiterer Nachteil der dem Stand der Technik angehörenden Anordnung
ist die Verwendung eines einzigen Hochfrequenz-Takts während des
Betriebs des Funkgeräts
und ebenso während
seines Anhaltestatus. Die Zeitsteuereinheit nimmt einen Hochfrequenz-Takt
auf, welcher für
den Betrieb des Funkgeräts
erforderlich ist. Der Hochfrequenz-Takt wird nicht während des
Anhaltemodus benötigt,
wobei dessen Verwendung einen hohen Energieverbrauch verursacht.
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Dementsprechend
besteht fortlaufend ein Bedarf an verbesserten Verfahren und Vorrichtungen zum
Handhaben eines Anhaltebetriebs des Funkgeräts und zum Beenden des Anhaltestatus.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Das
zugrunde liegende Problem der Erfindung wird grundlegend durch Anwenden
der Merkmale gelöst,
die in den unabhängigen
Ansprüchen festgelegt
sind, welche ein Funkgerät
in Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben eines Funkgeräts in Anspruch
9 definieren. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie eine
effiziente, energiesparende Vorrichtung und ein Verfahren zum Bewältigen eines Anhaltestatus
des Funkgeräts
und zum Beenden des Anhaltestatus zur Verfügung stellt. Ein anderer Vorteil
der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie die Last auf
die Steuereinheit verringert. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden
Erfindung besteht darin, dass sie ein noch deterministischeres Verhalten des
Funkgeräts
zur Verfügung
stellt. Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht
darin, dass sie die Softwarekomplexität der Steuereinheit verringert.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine vereinfachte schematische Darstellung eines Funkgeräts gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbei spiel
der vorliegenden Erfindung, das eine Anhaltevorrichtung hat und
mit einer Basis kommuniziert;
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2 ist
eine vereinfachte schematische Darstellung der Vorrichtung von 1,
die weitere Details der Anhaltevorrichtung gemäß einem erstem Ausführungsbeispiel
zeigt;
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3 ist
eine vereinfachte schematische Darstellung der Vorrichtung von 1,
die weitere Details gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
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4 ist
eine vereinfachte schematische Darstellung der Vorrichtung von 3,
die weitere Details zeigt;
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5 ist
eine vereinfachte schematische Darstellung, die bildhaft zeigt,
wie ein „HALTE
ZÄHLER
AN"-Befehl oder
ein „SCHALTE
TAKT UM"-Befehl
zur Verfügung
gestellt wird; und
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6 ist
ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Synchronisieren des Funkgeräts gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche
Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine vereinfachte schematische Darstellung eines mobilen Funkgeräts 10,
welches in Funkkommunikation mit einer Basisstation 12 betrieben
wird und eine Anhaltevorrichtung 14 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung hat. Die Anhaltevorrichtung 14 hat eine Zeitsteuereinheit 16 und
eine Steuereinheit 18. Das mobile Funkgerät 10 hat
ebenso einen Transceiver oder Rezeptor (das heißt Transceiver) 22,
optional eine Peripherie 24 und eine Antenne 11.
Die Steuereinheit 18 ist zweckmäßigerweise ein Prozessor, welcher
den Betrieb des Funkgeräts 10 als
Ganzes steuert. Der Transceiver 22 und die Antenne 11 sind
von herkömmlicher
Art. Die Zeitsteuereinheit 16, die Steuereinheit 18,
der Transceiver 22 und die Peripherie 24 sind
zweckmäßigerweise
durch einen Bus 15 jeweils über Bus-Verbindungen 17, 19, 23 und 25 gekoppelt, obwohl
andere Mittel, die aus dem Stand der Technik wohlbekannt sind, zum
Koppeln solcher Elemente ebenso verwendet werden können. Die
Basisstation 12 hat eine Zeitsteuereinheit 26 und
eine Antenne 13 und andere herkömmliche Elemente, die nicht
beschrieben werden, aber aus dem Stand der Technik wohlbekannt sind.
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Zum
Zwecke der Erläuterung
wird davon ausgegangen, dass die Basisstation 12 Kommunikationsrahmen 27 zu
der mobilen Einheit 10 sendet, aber dies ist nicht wesentlich
und die Kommunikationsrahmen können
in die entgegensetzte Richtung gesendet werden. Die Kommunikationsrahmen 27 sind
innerhalb der mobilen Einheit 10 mit dem Transceiver 22 gekoppelt,
wie durch den Pfeil 29 angegeben ist, und daher über den
Bus 15 mit der Steuereinheit 18 und der Zeitsteuereinheit 16.
Die Steuereinheit 18 und die Zeitsteuereinheit 16 kooperieren
miteinander, wie noch vollständiger
im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert wird.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung für
die Gegebenheit veranschaulicht ist, bei welcher die mobile Einheit 10 Informationen
mit der Basisstation 12 austauscht, wird der Fachmann erkennen,
dass die Basisstation 12 ebenso eine andere mobile Einheit
sein kann, und dass die mobile Einheit 10 ebenso eine andere
Basisstation sein kann, das heißt,
dass die Elemente 10 und 12 von jeglicher Bauart
von Funk geräten
sein können,
zwischen welchen Kommunikationsrahmen ausgetauscht werden. Es wird
beabsichtigt, dass die hier verwendeten Ausdrücke "mobiles Funkgerät", "Funkgerät", "Basis" und "Basisstation" solche Variationen
umfassen.
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2 ist
eine vereinfachte schematische Darstellung der Vorrichtung von 1,
die weitere Details der Anhaltevorrichtung 14 gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
zeigt. Die gleichen Bezugszeichen werden verwendet, um gleiche Elemente
in den Figuren zu bezeichnen. In 2 wird die
Zeitsteuereinheit 16 als einen Zähler 30, der mit dem
Bus 15 durch eine Busverbindung 31 gekoppelt ist,
ein Statusregister 46, das mit dem Bus 15 durch
eine Verbindung 34 gekoppelt ist, eine Taktquelle 37,
die mit dem Bus 15 durch eine Verbindung 35 gekoppelt ist,
und eine Ausführungslogik 32,
die mit dem Bus 15 durch eine Busverbindung 33 gekoppelt
ist, aufweisend veranschaulicht. Die Kooperation dieser Elemente
wird noch vollständiger
in Zusammenhang mit den 3 bis 5 erläutert.
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3 ist
eine vereinfachte schematische Darstellung der Vorrichtung von 1,
die weitere Details gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
Zur Zweckdienlichkeit der Erläuterung
wird der Transceiver 22 von dem Abschnitt 10' des Funkgeräts von 3 weggelassen.
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3 veranschaulicht
die Anordnung, bei der Zähler 30,
die Ausführungslogik 32,
die Steuereinheit 18, das Statusregister 46, die
Taktquelle 37 und die Peripherie 24 unabhängig von
dem Bus 15 gekoppelt sind. Beide Anordnungen sind nützlich.
In 3 empfängt
die Steuereinheit 18 Kommunikationsrahmen 29' analog zu den
Kommunikationsrahmen 29 der 1 bis 2.
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Die
Steuereinheit 18 hat einen Ausgang 181, der mit
der Ausführungslogik 32 gekoppelt
ist, und einen Ausgang 182, der mit dem Statusregister 46 gekoppelt
ist. Die Ausführungslogik 32 hat
analog zur Busverbindung 33 einen Ausgang 321 zum
Koppeln mit anderen Abschnitten des Funkgeräts 10, die nicht in 3 gezeigt
sind. Ein Eingang/Ausgang (das heißt I/O) 323 der Ausführungslogik 32 ist
mit dem Statusregister 46 gekoppelt. Ein I/O 325 der
Ausführungslogik 32 ist
mit dem Zähler 30 gekoppelt
und ein I/O 407 der Ausführungslogik 32 ist
mit der Taktquelle 37 gekoppelt. Der Zähler 30 hat einen
Eingang 31, der mit der Taktquelle 37 gekoppelt
ist, und einen I/O 301, der mit der Steuereinheit 18 gekoppelt
ist. Die Verbindung 324 koppelt die Peripherie 24 mit
der Ausführungslogik 32 analog
zu der Busverbindung 25. Der Zähler 30 empfängt ein
Takteingangssignal über
einen Eingang 31 von der Taktquelle 37. Dieses Takteingangssignal
verursacht, dass der Zähler 30 um
eine Zählung
für jedes
Takteingangssignal inkrementiert (oder dekrementiert). All die Elemente
innerhalb der Zeitsteuereinheit empfangen Taktsignale von der Taktquelle 37.
Die Details des Taktverteilungsnetzwerks wurden zur Einfachheit
der Erläuterung
weggelassen, werden aber durch den Fachmann erkannt. Es wird beabsichtigt,
dass Bezugnahmen auf das Funkgerät "10" das Funkgerät "10'" zu umfassen.
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Während hier
das Funkgerät 10 als
lediglich eine Zeitsteuereinheit 16 und einen Zähler 30 umfassend
veranschaulicht ist, werden die Fachmänner erkennen, dass das Funkgerät 10 mehrere
Zeitsteuereinheiten 16 oder mehrere Zähler 30 oder beides
haben kann, welche synchronisiert mit zugehörigen Zeitsteuereinheiten und
Zählern
in der Basisstation 12 oder woanders sein können, und
dass die Veranschaulichung von lediglich einer Zeitsteuereinheit und
einem Zähler
in dem Funkgerät 10 lediglich
zur Zweckmäßigkeit
der Erläuterung
ist.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel lädt die Steuereinheit 18 eine
Sequenz von Anweisungen in die Ausführungslogik 32, von
denen gewünscht
wird, dass das Funkgerät 10 sie
beispielsweise während
eines Kommunikationssignalrahmens ausführt. Die Ausführungslogik 32 enthält einen
Speicher zum Empfangen dieser Anweisungen. Jeder Anweisung ist ein
Zeitwert (zum Beispiel eine Zählung
des Zählers)
zugeordnet, wann die bestimmte Anweisung auszuführen ist, zum Beispiel innerhalb
eines Kommunikationsrahmens. Jedoch sind solche Anweisungen nicht
zur Verwendung innerhalb eines einzelnen Rahmens begrenzt. Die Ausführungslogik
führt jede
Anweisung sequentiell zu der Zeit aus, die jeder Anweisung zugeordnet
ist, wobei die Zeit zum Beispiel durch den Zähler 30 gemessen wird.
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Die
Steuereinheit 18 kann verursachen, dass eine „HALTE
ZÄHLER
AN"- oder „SCHALTE
TAKT UM"-Anweisung
und ihre Ausführungszeiten
in der Ausführungslogik 32 gespeichert
werden, zum Beispiel zusammen mit anderen Anweisungen für den relevanten
Kommunikationsrahmen.
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Die
Ausführungslogik 32 führt die
gespeicherten Anweisungen der Reihe nach aus, wobei jede Anweisung
zu der zugeordneten Ausführungszeit,
die mit der Anweisung gespeichert ist, ausgeführt wird. Die „HALTE
ZÄHLER
AN"-Anweisung ist vorzugsweise
die letzte Anweisung eines Satzes von Anweisungen. Wenn die „HALTE
ZÄHLER
AN"-Anweisung ausgeführt wird,
verursacht die Ausführungslogik 32,
dass die nicht-betriebswichtigen
Elemente innerhalb der Zeitsteuereinheit 16 abgeschaltet
werden und setzt ein "Schließanzeige"-Flag (zum Beispiel
ein erstes Flag) innerhalb des Statusregisters 46, das
anzeigt, dass die nicht-betriebswichtige Elemente geschlossen wurden.
Das erste Flag kann durch die Steuereinheit 18 ausgelesen
werden.
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Die "HALTE ZÄHLER AN"-Anweisung kann durch
ein „Schließanfrage"-Flag (zum Beispiel
ein zweites Flag) und ein „Ausführungsanzeige"-Flag (zum Beispiel
ein drittes Flag) innerhalb des Statusregisters 46 ersetzt
werden. Während
die Anweisungen ausgeführt
werden, setzt die Ausführungslogik 32 zweckmäßigerweise
das dritte Flag innerhalb des Statusregisters 46 und setzt
das dritte Flag nach dem Ausführen
eines Satzes von Anweisungen, die innerhalb der Ausführungslogik 32 gespeichert
sind, zurück.
Vorzugsweise umfasst jeder Satz von Anweisungen eine Vielzahl von
Anweisungen, die während eines
einzigen Kommunikationsrahmens ausgeführt werden. Vorzugsweise wird
das dritte Flag durch eine spezielle Anweisung "SETZE DRITTES FLAG ZURÜCK" zurückgesetzt,
der innerhalb der Ausführungslogik 32 gespeichert
ist.
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Wenn
die Steuereinheit 18 entscheidet, die nicht-betriebswichtigen
Elemente zu schließen,
setzt sie das zweite Flag innerhalb des Statusregisters 46. Die
Ausführungslogik 32 liest
das zweite Flag aus, wobei sie das dritte Flag ausliest, wenn das
zweite Flag gesetzt ist, und wenn es zurückgesetzt ist, schließt die Ausführungslogik 32 nicht-betriebswichtige
Elemente und den setzt das erste Flag innerhalb des Statusregisters 46 zurück.
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Wenn
eine "HALTE ZÄHLER AN"-Anweisung oder ein
drittes und ein zweites Flag zum Anhalten verwendet werden, kann
der Programmierer auswählen,
das Funkgerät
unmittelbar anzuhalten oder nach dem Ausführen des gesamten Satzes von
Anweisungen, nämlich
durch Festlegen oder zurücksetzen
eines „Schließmodus"-Flags (zum Beispiel
ein viertes Flag) innerhalb des Statusregisters 46. Wenn der
Programmierer sich entscheidet, die nicht-betriebswichtigen Elemente
nach der Ausführung
der derzeitigen Anweisung zu schließen, wird das vierte Flag gesetzt.
Die Ausführungslogik 32 liest
das vierte Flag aus, wobei sie nicht-betriebswichtige Elemente unmittelbar
schließt,
wenn es gesetzt ist.
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Wenn
eine "SCHALTE TAKT
UM"-Anweisung erreicht
ist, wählt
die Taktquelle 37 eines von zwei Taktsignalen aus und teilt
die ausgewählte
Taktsignalfrequenz durch eine programmierbare Konstante. Die Steuereinheit 18 schreibt
die programmierbare Konstante auf ein Taktregister (zum Beispiel
Element 52 in 4) vor der Ausführung der "SCHALTE TAKT UM"-Anweisung. Zum Beispiel
wird die Taktquelle 37 bei Eintreten in einen Anhaltemodus
ein Taktsignal niedrigerer Frequenz auswählen und das Signal durch eine
erste Konstante teilen. Wenn das Funkgerät den Anhaltestatus beendet, wird
die "SCHALTE TAKT
UM"-Anweisung verursachen,
dass der Taktteiler einen Takt höherer
Frequenz auswählt
und ihn durch eine zweite höhere Konstante
teilt.
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Jene,
die mit dem Stand der Technik vertraut sind, werden erkennen, dass
die "SCHALTE TAKT UM"-Anweisung und die
Taktquelle 37 immer verwendet werden können, wenn ein Bedarf besteht,
einen aus einer Vielzahl von Takten, die unterschiedliche Frequenzen
haben, auszuwählen.
Der Taktteiler (siehe 54 in 4) lässt zu,
dass die Zeitsteuer einheit 16 mit einer Vielfalt von Taktsignalen
arbeitet, die eine Vielfalt von Frequenzen haben.
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Das
Statusregister 46 enthält
zweckmäßiger Weise
ein „Zeitsteuereinheit-Status"-Flag (zum Beispiel
ein fünftes
Flag), das anzeigt, ob die Zeitsteuereinheit 16 eben gestartet
wurde oder ob die Zeitsteuereinheit 16 den Anhaltestatus
beendet hat. Wenn die Zeitsteuereinheit 16 angehalten ist
oder wenn sie in den Anhaltestatus eintritt, setzt die Ausführungslogik 32 das
fünfte
Flag. Nachdem der Zähler
der Zeitsteuereinheit 16 zuerst überschlägt bzw. einen Roll-Over durchführt, um
eine neue Zählung
am Ende eines Kommunikationsrahmens zu beginnen, sendet er ein Signal
zu der Ausführungslogik 32,
um das fünfte
Flag zurückzusetzen.
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Das
Statusregister 46 enthält
zweckmäßigerweise
ein „Synchronisation"-Flag (zum Beispiel ein
sechstes Flag), der bestimmt, ob die Ausführungslogik 32 in
Synchronisation zu dem Ende des Rahmens betrieben werden wird (das
heißt
in einem synchronisierten Modus betrieben wird) oder nicht. Wenn
das sechste Flag gesetzt ist und die Zeitsteuereinheit 16 gestartet
wird oder wenn die Zeitsteuereinheit 16 einen Anhaltestatus
beendet, wird die Ausführung
der Anweisungen, die in der Ausführungslogik 32 gespeichert
sind, bis zu der Durchführung
des ersten Roll-Overs des Zählers 33 verschoben,
der am Ende eines Kommunikationsrahmens auftritt.
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Wenn
das sechste Flag gesetzt wird, wird kein Ereignis während des
Kommunikationsrahmens ausgeführt,
bei welchem die Zeitsteuereinheit 16 gestartet wird oder
einen Anhaltestatus beendet hat, unabhängig von der Zeit, wenn die
Zeitsteuereinheit 16 gestartet wurde oder einen Anhaltestatus
beendet hat. Ein Ereignis, das eine Ausführungszeit von T(i) hat, wird
zu T(i) ausgeführt.
Wenn das sechste Flag zurückgesetzt
wird, werden die Anweisungen wie zuvor ausgeführt.
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Die
Kooperation der Elemente in 3 wird noch
vollständiger
in Zusammenhang mit den 4 bis 6 erläutert.
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4 ist
eine vereinfachte schematische Darstellung einer Anhaltevorrichtung 14 des
Funkgeräts 10,
das die Zeitsteuereinheit 16 des Abschnitts 10' des Funkgeräts von 3 aufweist,
aber noch weitere Details zeigt. Die gleichen Bezugszeichen werden
zum Bezeichnen der gleichen Elemente in den Figuren verwendet.
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Die
Zeitsteuereinheit 16 weist eine Steuereinheit 18,
einen Vergleicher 36, einen Adressgenerator 38,
einen Decoder 40, einen Anweisungsspeicher 42,
ein Statusregister 46, eine Freigabeeinheit 47,
eine Abschaltsteuereinrichtung 48, optionale nicht-betriebswichtige
Elemente 49, einen Multiplexer 50, ein Taktregister 52,
einen Taktteiler 54, einen Taktgenerator 58, eine
Peripherie 24 und einen Zähler 30 auf.
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Der
Anweisungsspeicher 42 hat Anweisungen I(i) darin an Orten 54(i) (siehe 5)
gespeichert. Jede Anweisung I(i) weist einen EREIGNIS-Operanden
O(i), der in einem Speicherabschnitt 44 gespeichert ist,
und eine ZEIT T(i) zur Ausführung, die
in einem Speicherabschnitt 45 gespeichert ist, auf. Die
ZEIT T(i) spezifiziert die Ausführungszeit
(z. B. in Zählungen
des Zählers 30)
des Operanden O(i). Wenn der Speicher 42 adressiert ist,
sind oder werden sowohl der EREIGNIS-Operand als auch seine ZEIT
zur Ausführung
gegebenenfalls gespeichert oder abgefragt. Die Steuereinheit 18 stellt
einen Ausgang 181 zu dem Speicher 42 zur Verfügung, um
Anweisungen I(i) zu laden.
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Die
Ausführungslogik 32 wird
unter der Steuerung der Steuereinheit 18 betrieben, welche
EREIGNIS- und ZEIT-Anweisungen
dem Speicher 42 zuführt
und über
eine Leitung 401 eine Rückmeldung darüber empfängt, welche
Anweisungen durch einen Decoder 40 decodiert wurden.
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Der
Speicher 42 stellt einen Ausgang 421 zu dem Decoder 40 und
einen Ausgang 422 zu dem Vergleicher 36 zur Verfügung. Der
Speicher 42 nimmt ebenso einen Ausgangs 381 von
dem Adressgenerator 38 auf. Während der Speicher 42 hier
als ein einziger Speicher mit ERGEIGNIS- und ZEIT-Abschnitten 44, 45 umfassend
beschrieben ist, ist dies lediglich zur Zweckmäßigkeit der Erläuterung,
wobei jene, die mit dem Stand der Technik vertraut sind, basierend
auf den hierin gegebenen Lehren erkennen werden, dass mehrere Speicher
ebenso verwendet werden können.
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Der
Decoder 40 empfängt
Signale von dem Speicher 42 an der Leitung 421 und
stellt einen Ausgang 401 zu der Steuereinheit 18,
einen Ausgang 402 zu dem Statusregister 46, einen
Ausgang 403 zu dem Zähler 30,
einen Ausgang 405 zu dem Vergleicher, einen Ausgang 406 zu
dem Adressgenerator 38, einen Ausgang 408 zu der
Abschaltsteuereinrichtung, einen Ausgang 409 zu dem Multiplexer 50 und einen
Ausgang 410 zu dem Taktteiler 54 zur Verfügung. Vorzugsweise
stellt der Decoder 40 eine Ausgang 407 zu der
Peripherie 24, einen Ausgang 471 zu der Freigabeeinheit 47 und
einen Ausgang 404 zu dem Restbestand des Funkgeräts 10 (nicht
in 4 gezeigt) zur Verfügung. Wie noch vollständiger im Zusammenhang
mit den 4 bis 7 erläutert wird,
interpretiert der Decoder 40 die Anweisungen, die von dem
Speicher 42 geliefert werden, und erlässt Befehle zu den Elementen 18, 24, 30, 36, 38, 46, 47, 50, 54 gemäß dem Eigenschaft
jeder Anweisung.
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Der
Adressgenerator 38 empfängt
zum Beispiel "Ende
der Anweisung"-Mitteilungen
von dem Decoder 40 und erzeugt einen Befehl an dem Ausgang 381,
die nächste
Anweisung von dem Speicher 42 in den Decoder 40 und
Vergleicher 36 zu laden, abhängig von der Anweisung. Ebenso
kann der Decoder in Abhängigkeit
von dem Anweisungsoperanden 40 eine Anweisung oder ein
Ansteuerungssignal zu der Peripherie 24 an der Leitung 407 oder
zu einem anderen Abschnitt (nicht gezeigt) des Funkgeräts 10 an
dem Ausgang 404 erlassen. Es wird beabsichtigt, dass die
Peripherie 24 beliebige andere Abschnitte des Funkgeräts 10 darstellt.
Die Leitung 404 kann ebenso mit dem Transceiver 22 gekoppelt
sein.
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Der
Zähler 30 empfängt Zeitsteuerungstaktsignale
an einem Eingang 31 von dem Taktteiler 54 und
stellt dem Vergleicher 36 an der Leitung 302 Ereigniszeitsteuerungszählungen
zur Verfügung.
Wenn der Vergleicher 36 bestimmt, dass die Zeitsteuerungszählung, die
von dem Zähler 30 empfangen wird,
zu der Ausführungs-ZEIT-Zählung T(i)
passen, die in den Vergleicher 36 von dem ZEIT-Abschnitt 45 des
Anweisungsspeichers 42 als Antwort auf eine Adresse, die
durch den Adressgenerator 38 erzeugt wird, geladen wird,
sendet der Vergleicher 36 dann ein Signal über die
Verbindung 361 zu der Freigabeeinheit 47.
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Die
Freigabeeinheit 47 empfängt "Ende des Rahmens"-Signale von dem Zähler 30 über die
Verbindung 303, liest das sechste Flag innerhalb des Statusregisters 46 über die
Verbindung 461 aus und stellt einen Ausgang 471 zu
dem Decoder 40 zur Verfügung.
Wenn das sechste Flag innerhalb des Statusregisters 46 zurückgesetzt
ist, dann verursacht das Ausgangssignal, das von dem Vergleicher 36 empfangen
wird, dass die Freigabeeinheit 47 ein Freigabesignal durch
die Verbindung 471 zu dem Decoder 40 sendet. Andernfalls
wird der Decoder 40 deaktiviert.
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Der
Multiplexer 50 empfängt
bei den Eingängen 502 und 503 zwei
Takteingangssignale von dem Taktgenerator 58. Der Eingang 502 empfängt ein Taktsignal
höherer
Frequenz (z. B. in dem MHz-Bereich) und der Eingang 503 empfängt ein
Taktsignal niedrigerer Frequenz (zum Beispiel in der Zehnerordnung
des KHz-Bereichs). Gewöhnlicherweise
empfangen die verschiedenen Elemente des Funkgeräts 10 das Taktsignal
höherer
Frequenz oder Ableitungen von diesem Taktsignal, während sie
in keinem Anhaltestatus sind. Wenn die verschiedenen Elemente des
Funkgeräts 10 in
einen Anhaltestatus eintreten, empfangen sie das Taktsignal niedrigerer
Frequenz oder eine Ableitung von diesem Taktsignal. Dies führt im Wesentlichen
zu einer Leistungsersparnis.
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Wenn
die Frequenz des Taktsignals, das durch das Funkgerät 10 verwendet
wird, geändert werden
muss, zum Beispiel zwischen einem „Betriebs"-Zustand und einem „Anhaltestatus"-Zustand oder umgekehrt,
empfängt
der Multiplexer 50 ein Steuersignal von dem Decoder 40 über eine
Verbindung 409, wodurch verursacht wird, dass der Multiplexer 50 den
Eingang der Eingänge 502, 503 austauscht,
der mit dem Ausgang 501 gekoppelt ist. Daher wird die Frequenz
des Taktsignals, das durch den Multiplexer 50 von der Taktquelle 58 zu
dem Taktteiler 54 durchgeht, geändert. Der Decoder 40 sendet dem
Multiplexer 50 das Steuersignal an der Leitung 409,
wenn er die „SCHALTE
TAKT UM"-Anweisung ausführt. Der
Multiplexer 50 gibt dann die gewünschte höhe re („Betriebs")-Frequenz oder niedrigere („Anhaltestatus")-Frequenz-Taktsignale an den Ausgang 501 aus.
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Der
Taktteiler 54 empfängt:
(a) ein Taktsignal von dem Multiplexer 50 über die
Verbindung 501, (b) ein Steuersignal von dem Decoder 40 über die
Verbindung 410 und (c) den Inhalt des Taktregisters 52 über die
Verbindung 521. Der Teiler 54 gibt ein Taktsignal
zu den Elementen der Zeitsteuereinheit 16 aus, welche ein
Taktsignal von der gleichen Frequenz empfangen müssen wie das durch den Zähler 30 Empfangene.
Zur Einfachheit und Zweckmäßigkeit der
Erläuterung
sind die meisten dieser Taktverbindungen nicht in 4 gezeigt,
aber die Verbindung 31 von dem Taktteiler 54 zu
dem Zähler 30 ist
mittels eines Beispiels gezeigt.
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Das
Taktregister 52 ist mit der Steuereinheit 18 über die
Verbindung 183 gekoppelt. Der Inhalt des Taktregisters 52 reflektiert
das gewünschte
Divisionsverhältnis
zwischen der Frequenz des Taktsignals, welches in den Taktteiler 54 von
der Verbindung 501 eintritt, zu der Frequenz des Taktsignals,
welches durch den Taktteiler 54 an der Leitung 31 ausgegeben
wird. Die Steuereinheit 18 lädt wünschenswerterweise das Taktregister 52 mit
dem gewünschten Divisionsverhältnisfaktor
oder -konstante derart, dass er/sie verfügbar ist, wenn eine „SCHALTE
TAKT UM"-Anweisung
ausgeführt
wird.
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Zum
Beispiel wenn der Multiplexer 50 dem Taktteiler 54 das
Taktsignal höherer
Frequenz zuführt,
teilt der Taktteiler 54 dann das Taktsignal höherer Frequenz
durch einen ersten Faktor oder eine Konstante, um das Taktsignal
an dem Ausgang 31 für den
Zähler 30 zu
erhalten. Wenn der Multiplexer 50 dem Taktteiler 54 das
Taktsignal niedrigerer Frequenz zuführt, teilt es der Teiler 54 dann
durch einen zweiten Faktor oder eine Konstante, um das Taktsignal
für den
Zähler 30 zu
erhalten. Die erste und zweite Konstante oder der erste und zweite
Faktor werden in Relation zu der höheren und niedrigeren Taktsignalfrequenz
ausgewählt,
die von dem Taktgenerator 58 kommt, so dass die Taktfrequenz
für den
Zeitsteuerungsbetrieb, die von dem Teiler 54 beispielsweise
an Leitung 31 zu dem Zähler
ausgegeben wird, in einem vorbestimmten Bereich verbleibt, zweckmäßigerweise
zum Beispiel in dem KHz-Bereich bis zu Zehnerordnungen des KHz-Bereichs,
dies ist aber nicht wesentlich. Es wird bevorzugt, ist aber nicht
wesentlich, dass die Taktfrequenz, die durch den Teiler 54 dem
Zeitsteuerungszähler 30 zugeführt wird,
im Wesentlichen konstant verbleibt, unabhängig von der Taktfrequenz die
durch den Multiplexer 50 ausgewählt wird.
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Wenn
der Multiplexer 50 einen vorher ausgewählten Eingang 502 hat,
welcher das Taktsignal höherer
Frequenz empfängt,
und ein Bedarf besteht, das Taktsignal niedrigerer Frequenz, das
bei dem Eingang 503 des Multiplexers 50 empfangen
wird, umzuschalten oder umgekehrt, dann wird das Taktregister 52 mit
der angemessenen Konstanten geladen, so dass die geänderte Eingangstaktfrequenz durch
den richtigen Faktor in dem Taktteiler 54 geteilt wird,
um die Ausgabe in dem vorbestimmten Bereich aufrecht zu erhalten.
Wenn das Taktregister 52 mit der angemessenen Konstante
geladen ist, kann eine „SCHALTE
TAKT UM"-Anweisung
ausgeführt
werden.
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Wenn
eine „SCHALTE
TAKT UM"-Anweisung
ausgeführt
wird, sendet der Decoder 40 dem Taktteiler 54 ein
Ladesignal über
eine Verbindung 410. Das Ladesignal verursacht, dass der
Taktteiler 54 mit dem Inhalt des Taktregisters 52 geladen
wird. Alternativ verursacht es, dass der Zähler 30 den Inhalt
des Taktregisters 52 abruft. Der Multiplexer 50 emp fängt ein
Steuersignal von dem Decoder 40 über den Ausgang 409 eines
Decoders 409, welches verursacht, dass er einen anderen
Eingang als den derzeitig ausgewählten
Eingang wählt.
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Jene,
die mit dem Stand der Technik vertraut sind, werden erkennen, dass
die verschiedenen Elemente des Funkgeräts 10 mit einer Vielzahl
von Takten arbeiten können
und ebenso zwischen den Takten und Taktfrequenzen unabhängig von
dem Anhaltezustand umschalten können.
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5 ist
eine vereinfachte schematische Darstellung 60, die bildhaft
zeigt, wie ein „HALTE ZÄHLER AN"- oder „SCHALTE
TAKT UM"-Befehl
zur Verfügung
gestellt wird. In Orten 54(i) im Speicher 42 sind
Anweisungen I(i) gespeichert, die EREIGNIS-Operanden O(i) und zugeordnete
ZEIT-Werte T(i)
aufweisen, wobei die = 1 bis N ist, wobei i ein ganzzahliger Wert
ist und N die letzte Anweisung ist, die durch das Funkgerät 10 auszuführen ist,
zum Beispiel während
einem bestimmten Kommunikationsrahmen. Die „HALTE ZÄHLER AN"-Anweisung und „SCHALTE TAKT UM"-Anweisung werden
jeweils als in den Speicherort 54(N) und 54(N-1) geladen beschrieben.
Andere Anweisungen I(i), die in die Orte 54(i) = 54(1)...54(N-3)
geladen sind, werden symbolisch beschrieben. Die genaue Eigenschaft
dieser anderen Anweisungen ist für
die vorliegende Erfindung nicht bedeutend.
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Dem
EREIGNIS-Operanden O(i) im Speicherort 54(i) zugeordnet
ist ein Zeitwert T(i) für
i = 1...N. Die Zeitwerte T(i) sind die Zeiten, die zum Beispiel
durch den Zähler 30 gemessen
werden, bei welchem der entsprechende Operand O(i) jeder Anweisung
I(i) auszuführen
ist. Anweisungen I(i) werden in den Speicher 42 durch die
Steuereinheit 18 gemäß dem Bedürfnissen
des Benutzers des Funkgeräts
geladen, um des sen Betrieb zu steuern. Wenn auf den Speicher 42 Zugang
gewährt
ist, wird die Anweisung I(i), die den Operanden O(i) und einen entsprechenden
Ausführungszeitwert
T(i) bei der Speicheradresse 54(i) aufweist, zu anderen
Teilen der Zeitsteuereinheit 16 geliefert, wie in 4 beschrieben
ist.
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Die
Zeitsteuereinheit 16 ist mittels eines Beispiels in 4 gezeigt,
aber jene, die mit der Technik vertraut sind, erkennen, dass die
Funktionen, die durch die Zeitsteuereinheit 16 ausgeführt werden und
hier beschrieben sind, durch die Elemente ausgeführt werden können, die
in irgendeiner der 1 bis 4 gezeigt
sind. Wenn die Zeitsteuereinheit 16 die Anweisung I(N)
= tätige
EREIGNIS[definiert durch O(N)] zur ZEIT [definiert durch T(N)] = "HALTE ZÄHLER AN" zur Zeit T(N-1)
empfängt,
führt sie
die „HALTE
ZÄHLER
AN"-Anweisung aus,
wie vorher und in 6 beschrieben ist. Wenn die
Zeitsteuereinheit 16 die Anweisung I(N-1) = tätige EREIGNIS[definiert
durch O(N-1)] zur ZEIT [definiert durch T(N-1)] = "SCHALTE TAKT UM" zur ZEIT T(N-1) empfängt, führt sie
die „SCHALTE
TAKT UM"-Anweisung
aus, wie vorher und in 6 beschrieben.
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6 ist
ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens 100 zum
Anhalten oder Ausführen anderer
Anweisungen in dem Funkgerät 10 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Ein "BEGINNE"-Schritt 110 ist
mit einem "SCHREIBE
SATZ"-Schritt 112 gekoppelt,
wie durch den Weg 111 angezeigt ist. In Schritt 112 werden
die Anweisungen I(i) für
i < N zur Verfügung gestellt.
Diese Anweisungen verursachen zum Beispiel, dass verschiedenene
Betriebe des Funkgeräts
innerhalb eines gegebenen Kommunikationsrahmens auftreten und werden
zweckmäßigerweise
durch den Programmierer des Funkgeräts bestimmt und können oder
können
nicht durch den Benutzer des Funkgeräts beeinflusst werden. Schritt 112 ist
zweckmäßigerweise
mit einem "ANHALTEN
INITIALISIERUNG"-Schritt 116,
mit einem "TAKTUMSCHALTUNG
INITIALISIERUNG"-Schritt 114 und
mit einem „ERSTES
ENDE DES RAHMENS INITIALISIERUNG"-Schritt 118 gekoppelt,
wie durch die Wege 113, 107, 105 angezeigt
ist.
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Im
Schritt 114 wird das Funkgerät 10 initialisiert,
wenn eine „SCHALTE
TAKT UM"-Anweisung
zu der Zeitsteuereinheit 16 während dem Schritt 112 geschrieben
wurde. In Schritt 118 wird das Funkgerät initialisiert, wenn die Ausführung der
N Anweisungen, welche zu der Zeitsteuereinheit während dem Schritt 112 geschrieben
wurden, mit dem ersten Ende eines Kommunikationsrahmens zu synchronisieren
ist.
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In
Schritt 116 kann gemäß einem
ausgewählten
Anhaltemodus ein Flag (zum Beispiel das vierte Flag) innerhalb des
Statusregisters 46 gesetzt oder zurückgesetzt und ein anderes Flag
(zum Beispiel das dritte Flag) kann innerhalb des Statusregisters 46 gesetzt
werden.
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Wie
durch die Wege 119, 115 und 117 gezeigt
ist, kann das Funkgerät 10 in
mehr als einer einzigen Konfiguration initialisiert werden. Zum
Beispiel kann das Funkgerät
initialisiert werden, um eine „SCHALTE
TAKT UM"-Anweisung
auszuführen und/oder
sie kann initialisiert werden, um in einem ausgewählten Anhaltemodus
zu arbeiten, wie durch den Weg 115 angegeben ist und/oder
sie kann dessen Betrieb mit dem Ende des ersten Kommunikationsrahmens
synchronisieren, während
Schritt 118, wie durch den Weg 119 angegeben ist.
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Der
Schritt 118 umfasst wünschenswerterweise
verschiedene Unterschritte, die ebenso in 6 gezeigt
sind. In dem Unterschritt 118@1 wird das sechste Flag ausgelesen.
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Wenn
das sechste Flag gesetzt ist, besteht ein Bedarf, das fünfte Flag
während
Schritt 118@2 zu überprüfen. Wenn
das sechste Flag nicht gesetzt ist, geht das Funkgerät 10 zu
dem Ausgang 125. Wenn das fünfte Flag gesetzt ist, wird
dann während
dem Unterschritt 118@3 die Ausführung des Satzes von N Anweisungen
verschoben, bis das Ende des ersten Kommunikationsrahmens durch
das Funkgerät 10 empfangen
ist. Wenn das fünfte
Flag nicht gesetzt wurde, geht die Ausführungslogik 32 zu
dem Ausgang 125. Während
dem Unterschritt 118@4 wird das fünfte Flag zurückgesetzt.
Der Schritt 114 umfasst das Schreiben eines Werts auf das
Taktregister 52, wie vorher erläutert ist.
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Wie
durch die Wege 121, 123 und 125 angezeigt
ist, werden N Anweisungen gelesen und ausgeführt, nach dem Initialisieren
des Funkgeräts 10 durch
zumindest einen der Schritte 114, 116 und 118.
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In
dem „LESE
ANWEISUNG UND FLAG"-Schritt 122 wird
eine Anweisung I(i) für
i < N zur Verfügung gestellt
und ausgelesen, wobei die Flags ausgelesen werden können. Die
Anweisung I(i) wird von dem Anweisungsspeicher 42 abgefragt
und vorzugsweise wird der Anweisungsbefehlscode O(i) in dem Decoder 40 gespeichert
und die Anweisungsausführungszeit
T(i) in dem Vergleicher 36 gespeichert.
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Wie
durch den Weg 135 angegeben ist, geht das Funkgerät 10 zu
dem "LETZTE ANWEISUNG"-Anfrageschritt 130 und überprüft, ob I(i)
die letzte Anweisung von dem Satz von N Anweisungen ist, wenn die
Anweisung I(i) "HALTE
ZÄHLER
AN" ist oder wenn
das zweite Flag gesetzt ist. Wenn "JA" vorliegt,
geht das Funkgerät 10 zu
dem "HALTE ZÄHLER AN"-Schritt 134 und tritt in einen
Anhaltezustand ein, wie durch den Weg 147 angezeigt ist.
Wenn "NEIN" geht das Funk gerät 10 zu
dem "VIERTES FLAG
GESETZT"-Anfrageschritt 132 und überprüft, ob das
vierte Flag gesetzt ist, wie durch den Weg 143 angezeigt
ist. Wie durch den Weg 139 angezeigt wird, führt das
Funkgerät 10 die
Anweisung I(i) zur Zeit T(i) während
des „FÜHRE ANWEISUNG AUS"-Schritts 126 aus,
wenn "NEIN" vorliegt. Wenn "JA" vorliegt, geht das
Funkgerät 10 zu
dem „HALTE ZÄHLER AN"-Schritt 134 und
tritt in einen Anhaltezustand ein, wie durch den Weg 145 angezeigt
ist.
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Wie
durch den Weg 131 angezeigt ist, wird dann der „TAKTUMSCHALTMODUS"-Schritt 120 ausgeführt, wenn
die Anweisung „SCHALTE
TAKT UM" ist. Während dem
Schritt 120 empfängt
der Multiplexer 50 ein Steuersignal, welches verursacht, dass
er dessen ausgewählten
Eingang ändert,
so dass ein neues Taktsignal in den Taktteiler 54 eingegeben
wird. Ebenso schreibt das Taktregister 52 auf den Taktteiler 54 die
Konstante, die in ihr gespeichert ist, welche das Verhältnis zwischen
der Taktsignalfrequenz, die zu dem Taktteiler 54 eingegeben
wird, und der Taktsignalfrequenz, die durch den Taktteiler 54 ausgegeben
wird, bestimmt.
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Wie
durch den Weg 137 angezeigt ist, wird dann, wenn die Anweisung
nicht "HALTE ZÄHLER AN" und nicht „SCHALTE
TAKT UM" ist, der
Befehlscode O(i) zur Zeit T(i) bei Schritt 126 ausgeführt. Nach
der Ausführung
der Anweisung I(i) wird die nächste
Anweisung ausgelesen, wie durch den Weg 133 angezeigt ist.
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Nachdem
die letzte Anweisung in Schritt 134 ausgeführt wurde,
verbleibt das Funkgerät 10 in
einem Anhaltestatus, bis ein anschließender Rahmen ankommt oder
ein anderes Ereignis auftritt, wie durch den Weg 109 angezeigt
ist, was verursacht, dass der Prozess 100 mit den gleichen
oder unterschiedlichen Anweisungen I(i) wiederholt wird.
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Während die
vorliegende Erfindung mittels eines Beispiels zur Verwendung in
Verbindung mit einem Funkgerät
beschrieben wurde, erkennen Fachmänner, dass sie weitgehend auf
unterschiedliche Bauarten von elektronischen Vorrichtungen anwendbar
ist, und dass beabsichtigt wird, den Ausdruck "Funkgerät" derart zu interpretieren, dass er solche
in den Ansprüchen
umfasst.