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AUSGANGSSITUATION
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Infrarotkommunikationssysteme
und insbesondere ein System und ein Verfahren zur Bereitstellung
eines verbesserten Standby-Betriebs für Infrarotdatentransceiver.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Da
der Zugang zu Technologie für
den „Durchschnittsmenschen" immer leichter wird,
ist die Fähigkeit,
Informationen zu verwenden, zu speichern, zu übertragen und anderweitig zu
handhaben, in den Blickpunkt der meisten Wirtschaftsunternehmen
und auch des einzelnen Verbrauchers gerückt. Zugang zu Informationsquellen
erhält
man für
gewöhnlich über verschiedene
Arten von Netzwerken, darunter das World Wide Web, so genannte Intranets,
lokale Netzwerke, Weitverkehrsnetze und Firmendatenbanken.
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Während die
Verbindungsaufnahme mit einem dieser Informationsnetze nach dem
herkömmlichen
Verfahren über
Kabelanschlüsse
und Drahtverbindungen erfolgt, ist im Zuge des zunehmenden Vertrauens
auf die Vernetzung von Informationsquellen der Wunsch nach einem
solchen Netzzugang von mobilen bzw. tragbaren Geräte aus immer
stärker
geworden. Diese tragbaren Geräte,
zum Beispiel PDAs, Handheld-Computer, Mobiltelefone und sogar Digitalkameras,
nehmen heutzutage auf dem Wege der Infrarotdatenkommunikation Verbindung
miteinander und zu Netzwerken auf. In der Tat ist es heute praktisch
unmöglich,
ein Notebook ohne integrierte Infrarotdatenübertragungseinrichtung zu kaufen.
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Ein
Nachteil dieser tragbaren Vorrichtungen bzw. Geräte besteht darin, dass sie
von Natur aus auf tragbare Stromquellen (also wie auch immer geartete Batterien)
angewiesen sind. Mit zunehmender Funktionsvielfalt des Geräts steigt auch
der durch die tragbare Stromquelle zu deckende Strombedarf. Jede
Art der Reduzierung der Anforderungen an die tragbare Stromquelle
ist also höchst
willkommen. Ein spezielles System, das beträchtliche Anforderungen hinsichtlich
der Stromlieferung durch die tragbare Stromquelle stellen kann,
ist das IR-Transceiversystem,
zu dessen Funktionsweise 1 relevante Einzelheiten zeigt. 1 ist
eine Darstellung von zwei IR-gesteuerten Geräten nach dem Stand der Technik 10 und 12 im
Standby-Betrieb. Unter Standby-Betrieb versteht man den Zustand,
in den das Gerät
zurückkehrt,
wenn es gerade nicht aktiv in die IR-Kommunikation einbezogen ist.
Jedes Gerät
weist, was den hier relevanten Teil betrifft, ein IR-Transceiversystem 14 und 16 auf,
das durch Stromversorgungsmittel 18 und 20 mit
Strom versorgt wird, um die in den Geräten 10 und 12 enthaltenen
elektronischen Bauteile und mechanischen Vorrichtungen anzutreiben.
Während
es sich bei den Stromversorgungsmitteln 18 und 20 in
anderen Fällen
um Mittel der externen Stromversorgung handeln kann, ist das Mittel 18 und 20 im
hier relevanten Zusammenhang ein tragbares Batteriestromversorgungsmittel,
da seine verfügbare
Ladung begrenzt ist. Die begrenzte Lebensdauer des Batteriestromversorgungsmittels 18 und 20 steht
im Mittelpunkt der vorliegenden Erfindung.
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In
den Geräten
nach dem Stand der Technik 10 und 12 arbeiten
die IR-Transceiversysteme 14 und 16 in
einem konstanten Zustand des maximalen Strombedarfs, veranschaulicht
durch die Infrarotübertragungssystem-(IRXS)-Strombedarfszustandsanzeiger 22 und 24,
die lediglich einen Strombelastungszustand anzeigen und keine tatsächlichen
Geräte
repräsentieren
sollen. Das Problem hinsichtlich der Geräte nach dem Stand der Technik 10 und 12 besteht
im so genannten Standby- oder Ruhebetrieb der IR-Transceiversysteme 14 und 16.
Im durch die Blasen 26 und 28 dargestellten Standby-Betrieb kommt
es zu keinen Aussendungen seitens der Systeme 14 und 16.
Die Systeme 14 und 16 überwachen lediglich ihre Umgebung
dahingehend, ob ein so genanntes Entdeckungssignal zu empfangen
ist. Entdeckungssignale sind IR-Signale in einem bestimmten Frequenzbereich
(gegenwärtig
durch die Infrared Data Association (IrDA) mit 9600 Baud festgelegt), die
ein Gerät 10 oder 12 an
ein anderes Gerät
sendet, um das andere Gerät
in Vorbereitung der Aufnahme der IR- Kommunikation „aufzuwecken". Wie 1 zeigt,
befinden sich die Geräte
nach dem Stand der Technik 10 und 12 im Zustand
des maximalen Strombedarfs 22 und 24, selbst wenn
sie im Ruhebetrieb verharren. Auch wenn die Transceiversysteme 14 und 16 keine über das
einfache Hören
hinausgehende Tätigkeit
ausführen,
nehmen sie aus den Stromversorgungsmitteln 18 und 20 im
gleichen Maße
Strom auf wie ein vollständig
aktiver Transceiver 14 und 16. Wie bereits erwähnt, bringt
jede Art der Reduzierung des Strombedarfs beträchtliche Vorteile für den Benutzer
dieser tragbaren IR-gesteuerten Geräte mit sich. Es wird also ein
Mittel benötigt, das
weniger Strom aus dem Stromversorgungsmittel 18 aufnimmt,
wenn sich tragbare IR-gesteuerte Geräte zum Beispiel im Standby-Betrieb befinden.
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Das
Dokument EP-A-D 317007 offenbart ein System nach dem Stand der Technik.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In
Anbetracht der oben erwähnten
Probleme, die die Systeme und Geräte nach dem Stand der Technik
mit sich bringen, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein System und ein Verfahren zur Bereitstellung eines verbesserten
Standby-Betriebs für
Infrarotdatentransceiver gemäß den beigefügten Ansprüchen bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, dass das Gerät und das System ein Entdeckungssignalempfänger- und
Stromschaltermodul einschließen,
das einen Bruchteil des Stroms eines herkömmlichen IR-Transceiversystems verbraucht. Das bevorzugte
Gerät und
das bevorzugte System können
in einen herkömmlichen
IR-Transceiver integriert, aber auch selbstständig sein. Eine weitere Aufgabe
besteht darin, dass das Gerät
und das System den maximalen Stromfluss an das IR-Transceiversystem
aktivieren, wenn sie ein IR-Entdeckungssignal erkennen. Eine weitere
Aufgabe besteht darin, dass das Einschaltsignal auch durch den Benutzer
auslösbar
ist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, dass das Schaltmittel zur
Bereitstellung des maximalen Stromflusses an das IR-Transceiversystem
geöffnet
ist, während
sich das IR-gesteuerte
Gerät in
einem Standby- bzw. Ruhebetrieb befindet. Eine weitere Aufgabe besteht
darin, dass das Gerät
und das System ein 9600-Baud-IR-Entdeckungssignal
erkennen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung, von deren Neuartigkeit
hier ausgegangen wird, sind in den beigefügten Ansprüchen ausführlich dargelegt. Die vorliegende
Erfindung wird hinsichtlich ihrer Organisation und Wirkungsweise und
zusammen mit weiteren Aufgaben und Vorteilen am deutlichsten, wenn
auf die folgende Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen
Bezug genommen wird. Es zeigen:
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1 zwei
IR-gesteuerte Geräte
nach dem Stand der Technik im Standby-Betrieb;
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2A und 2B die
Wirkungsweise des erfindungsgemäßen verbesserten
Standby-Betriebs;
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3 den
Stromversorgungsschaltplan eines typischen IR-Transceiversystems
nach dem Stand der Technik;
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4 ein
bevorzugtes erfindungsgemäßes Entdeckungssignalempfänger- und
Stromschaltermodul mit geringem Strombedarf;
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5 ein
bevorzugtes erfindungsgemäßes integriertes
Entdeckungssignalempfänger-
und Stromschaltersystem mit geringem Strombedarf; und
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6 einen
Schaltplan eines bevorzugten erfindungsgemäßen Systems aus Entdeckungssignalempfänger und
integriertem Stromschalter mit geringem Strombedarf.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
folgende Beschreibung soll jeden Fachmann in die Lage versetzen,
die Erfindung zu verwenden, und legt dar, wie nach Ansicht des Erfinders seine
Erfindung am besten auszuführen
ist. Für
den Fachmann ist jedoch ohne weiteres ersichtlich, dass verschiedene
Modifizierungen möglich
sind, da die allgemeinen Prinzipien der vorliegenden Erfindung hierin
speziell zur Bereitstellung eines Systems und eines Verfahrens zur
Bereitstellung eines verbesserten Standby-Betriebs für Infrarotdatentransceiver
bestimmt worden sind.
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Die
vorliegende Erfindung wird am deutlichsten, wenn zuerst 2A und 2B betrachtet
werden. 2A und 2B sind
Darstellungen der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen verbesserten Standby-Betriebssystems
und -verfahrens. In 2A hat das Gerät 10 gerade
ein Entdeckungssignal 30 (dargestellt durch Blase 32)
an das „ruhende" (mit 28 bezeichnet)
IR-gesteuerte Gerät 36,
das das erfindungsgemäße System
einschließt,
ausgesendet. Bis das IR-Transceiversystem 16 das
Entdeckungssignal 30 empfangen und als ein solches Signal
erkannt hat, verharrt der IR-Transceiversystem-(IRXS)-Strombedarfszustand 24 in
einem Zustand des geringen Strombedarfs, in dem nur sehr wenig Strom
aus dem Stromversorgungsmittel 20 aufgenommen wird.
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2B zeigt
den Wechsel, der sich im Gerät 36 vollzieht,
sobald das IR-Transceiversystem 16 das Entdeckungssignal 30 empfangen
und erkannt hat. Wie zu sehen ist, schaltet der IRXS-Strombedarfszustand 24 nach
seiner „Entdeckung" in einen Zustand des
maximalen Strombedarfs um, wodurch das IR-Transceiversystem 16 in die
Lage versetzt wird, dem anderen Gerät 10 mit einem IR-Signal
zu antworten (mit 38 bezeichnet). Bis zu seiner Entdeckung befindet
sich der IRXS-Strombedarfszustand 24 also in einem Zustand
des geringen Strombedarfs, in dem er lediglich eine „Hörfunktion" ausführt, um
ein eventuelles Entdeckungssignal zu erfassen. Nach seiner Entdeckung
schaltet der IRXS-Strombedarfszustand 24 in den Zustand
des maximalen Strombedarfs um, so dass das Transceiversystem 16 eine
IR-Übertragung
durchführen
kann.
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Mit
Hilfe von 3 können wir uns weiter in den
Stand der Technik vertiefen, um diesen dann mit der vorliegenden
Erfindung zu vergleichen. 3 ist eine
Darstellung des Stromversorgungsschaltplans eines typischen IR-Transceiversystems
nach dem Stand der Technik 14. Das Transceiversystem 14 weist,
was den hier relevanten Teil betrifft, einen IR-Sender 40 zum
Senden von IR-Signalen und einen IR-Empfänger 42 zum Empfangen
von auftretenden IR-Signalen auf. Der Sender 40 und der
Empfänger 42 werden
beide durch den „analogen
Strom" 44 versorgt.
Der analoge Strom 44 ist lediglich ein Stromabzweig von
der Hardware des Geräts,
der zur Verwendung in Analogeinrichtungen (zum Beispiel IR-Photodioden)
abgesondert ist. Der Strom ist mit dem Strom identisch, der vom
Stromversorgungsmittel 18 kommt.
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Der
IR-Sender 40 und der IR-Empfänger 42 werden durch
einen Signalprozessor 44 gesteuert und/oder kommunizieren
mit diesem. Der Signalprozessor 44 ver- und entschlüsselt Daten,
die zwischen dem Sender 40/Empfänger 42 und einer
Datenübertragungssteuerung 46 übermittelt
werden. Die Datenübertragungssteuerung 46 kommuniziert
dann mit der Zentraleinheit (CPU) oder anderen Systemen, die sich
anderswo im Gerät
befinden. Der Signalprozessor 44 und die Datenübertragungssteuerung 46 werden
durch den „digitalen
Strom" 48 versorgt. Auch
der digitale Strom 48 ist lediglich ein Stromabzweig vom
Gerät.
Er ist auf die Verwendung in Digitaleinrichtungen beschränkt. Es
ist ebenfalls zu sehen, dass sich der IRXS 22, wie bereits
im Zusammenhang mit 1 und 2 beschrieben,
in einem Zustand des maximalen Strombedarfs befindet.
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4 zeigt
weitere Einzelheiten hinsichtlich der Neuartigkeit der vorliegenden
Erfindung. 4 ist eine Darstellung eines
bevorzugten erfindungsgemäßen Entdeckungssignalempfänger- und
Stromschaltermoduls mit geringem Strombedarf 60. Das verbesserte
IR-Transceiversystem 50 schließt, ähnlich dem Transceiversystem
nach dem Stand der Technik, einen IR-Sender 40, einen IR-Empfänger 42,
einen Signalprozessor 44 und eine Datenübertragungssteuerung 46 ein.
Jedoch werden in diesem neuartigen System die analogen und digitalen
Bauteile durch geschalteten analogen Strom 52 bzw. geschalteten
digitalen Strom 54 versorgt. Der geschaltete analoge Strom 52 und
der geschaltete digi tale Strom 54 werden durch ein Schaltmittel 56 aktiviert, um
den analogen Strom 44 und den digitalen Strom 48 an
ihre jeweiligen Bauteile fließen
zu lassen. Das Schaltmittel 56 zum An- und Abschalten des
geschalteten analogen Stroms 52 und des geschalteten digitalen
Stroms 54 kann in Form von verschiedenen herkömmlichen
Hardware- und/oder Softwarekombinationen vorhanden sein, um im Wesentlichen
eine Ein-Aus-Steuerung der elektrischen Stromversorgung bereitzustellen.
Da der geschaltete analoge Strom 52 und der geschaltete
digitale Strom 54 so gestaltet sind, dass sie an die Bauteile
des Transceiversystems 50 maximalen Strom liefern, werden
sie durch den Maximalstromzweig 58 versorgt. Wenn sich
das Transceiversystem 50 im Ruhe- oder Standby-Betrieb
befindet, ist das Schaltmittel 56 geöffnet und der geschaltete analoge
Strom 52 und der geschaltete digitale Strom 54 sind
deaktiviert. Der maximale Stromfluss an das Transceiversystem 50 ist daher
ausgeschaltet.
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Die
Neuartigkeit der vorliegenden Erfindung besteht im Entdeckungssignalempfänger- und Stromschaltermodul 60.
Dieses Modul 60 weist, was den hier relevanten Teil betrifft,
einen einfachen Infrarotempfänger 62 und
eine mit diesem in Beziehung stehende Entdeckungssignalerfassungsschaltung 64 auf.
Der Empfänger 62 und
die Schaltung 64 sind so gestaltet, dass sie auftretende
IR-Entdeckungssignale
erkennen, also von anderem Rauschen unterscheiden, und anschließend ein
Einschaltsignal 66 an das Schaltmittel 56 senden.
Sobald das Schaltmittel 56 das Einschaltsignal 66 empfangen
hat, werden der geschaltete analoge Strom 52 und der geschaltete
digitale Strom 54 aktiviert, so dass sie das Transceiversystem 50 versorgen,
und das Transceiversystem 50 wird in die Lage versetzt,
in vollem Umfang IR-Signale zu senden und zu empfangen.
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Das
Entdeckungssignalempfänger-
und Stromschaltermodul 60 wird durch einen Zweig des geringen
Stromverbrauchs 68 versorgt. Es sei angemerkt, dass der
Zweig des geringen Stromverbrauchs 68 und der Maximalstromzweig 58 lediglich der
besseren Veranschaulichung der Tatsache dienen, dass das Entdeckungssignalempfänger- und Stromschaltermodul 60 im
Vergleich zum IR-Transceiversystem 50 nur
eine geringe Menge Strom aufnimmt. Außerdem sei angemerkt, dass
das Einschaltsignal 66 manuell durch die Wahl der Ein-
oder Aus-Stellung umgehbar ist, um dem Benutzer zusätzliche
Flexibilität
hinsichtlich der Strombedarfssteuerung und Systemfunktionalität zu bieten.
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5 zeigt
eine andere bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 5 ist eine Darstellung
eines bevorzugten erfindungsgemäßen integrierten
Entdeckungssignalempfänger-
und Stromschaltersystems mit geringem Strombedarf. In dieser Ausführungsform
weist das IR-Transceiversystem 70 einen alternativen Signalprozessor 72 auf, der
eine integrierte Entdeckungssignalerfassungsschaltung 64 einschließt, die
an den Zweig des geringen Stromverbrauchs 68 angeschlossen
ist. Somit ist der Betrieb des herkömmlichen IR-Empfängers 42 in einem
Standby-Betrieb mit geringem Strombedarf möglich, wobei der Empfänger durch
die Entdeckungssignalerfassungsschaltung 64 gesteuert wird. Wenn
die Schaltung 64 ein vom IR-Empfänger 42 empfangenes
Entdeckungssignal erkennt, generiert sie im Zusammenwirken mit der
Datenübertragungssteuerung 46 das
Einschaltsignal 66 zur Aktivierung des Schaltmittels 56,
um den geschalteten analogen Strom 52 und den geschalteten
digitalen Strom 54 anzuschalten. Im Gegensatz dazu besteht
der Vorteil dieser Ausführungsform
darin, dass nur ein einziger IR-Empfänger 42 benötigt wird.
Eine einfache Modifizierung hinsichtlich der Wirkungsweise der Bauteile des
bestehenden Transceiversystems reicht aus. Der Vorteil des im Zusammenhang
mit 4 beschriebenen Systems besteht darin, dass es
ein herkömmliches
IR-gesteuertes Gerät in die
Lage versetzt, für
einen Standby-Betrieb mit geringem Strombedarf umgerüstet zu
werden.
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6 ist
ein Schaltplan eines bevorzugten erfindungsgemäßen Systems aus Entdeckungssignalempfänger und
integriertem Stromschalter mit geringem Strombedarf (wie das System,
das weiter oben im Zusammenhang mit 5 beschrieben
wurde). In diesem Schaltkreis wird der UART in einem Zustand des
geringen Strombedarfs betrieben, um eine Überwachungsfunktion mit dem
Ziel der Erfassung eines Entdeckungssignals (in diesem Fall ein 9600-Baud-IR-Signal) auszuführen. Es
sei angemerkt, dass die Standby-Schaltung mit geringem Strombedarf
weit weniger als 1 (ein) Milliampere (mA) Strom verbraucht, während ein
herkömmliches IR-Transceiversystem
mehr als 5 (fünf)
mA Strom verbraucht. In der Tat liegt der Standby-Stromverbrauch
im Bereich eines Zehntels des herkömmlichen Stromverbrauchs.
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Dem
Fachmann wird einleuchten, dass verschiedene Anpassungen und Modifizierungen
der gerade beschriebenen bevorzugten Ausführungsform möglich sind,
ohne vom Schutzbereich der Erfindung, der durch die beigefügten Ansprüche bestimmt
ist, abzuweichen. Es versteht sich also, dass die Erfindung innerhalb
des Schutzbereichs der beigefügten
Ansprüche
auch auf andere Art und Weise als hierin speziell beschrieben ausführbar ist.
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Beschriftung der Zeichnungen:
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Die 1 bis 6 enthalten
folgende Begriffe (in alphabetischer Reihenfolge):
CPU Zentraleinheit
Hello!
Hallo!
I'm
Awake!! Ich bin wach!!
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