JP2004078881A - Ｐｄａと無線通信システムとの統合インターフェイス用の回路と動作方式 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）と無線通信システム間の統合インターフェイス用回路と動作方式を提供する。
【解決手段】ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイス用の回路と動作方式について開示する。この回路には、ＰＤＡ用無線通信システム電源投入信号線、ＰＤＡ用無線通信システムリセット信号線、ＰＤＡ状態信号線、無線通信システム状態・ＰＤＡウェークアップ信号線、２つのシリアルポートが含まれ、それらのシリアルポートはＰＤＡと無線通信システムとの間に電気的に接続され、それら２つのポートの一方は制御信号と状態データの送信に使用され、それら２つのポートの他方はデジタルデータ信号の送信に使用されることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイス用の回路と動作方式について開示する。この回路には、ＰＤＡ用無線通信システム電源投入信号線、ＰＤＡ用無線通信システムリセット信号線、ＰＤＡ状態信号線、無線通信システム状態・ＰＤＡウェークアップ信号線、２つのシリアルポートが含まれ、それらのシリアルポートはＰＤＡと無線通信システムとの間に電気的に接続され、それら２つのポートの一方は制御信号と状態データの送信に使用され、それら２つのポートの他方はデジタルデータ信号の送信に使用されることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイスのための回路と動作方式に関し、より具体的には、ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイスのための装置の電源投入、節電、電力不足の検出、および電力充電のための回路と動作方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータの性能の向上に合わせて、ポータブルコンピュータに対する需要が増し、ポータブルコンピュータの機能はいっそう充実している。当初、ポータブルコンピュータとは、家庭用電源を使用しなければならない軽量のデスクトップコンピュータを指した。しかし、ＬＣＤと長期間使用が可能な電池の開発に伴って、ノートブックコンピュータが受け入れられ、広く使用されるようになった。一般的なノートブックコンピュータの重量は、約２．５ｋｇから３．５ｋｇである。したがって、ノートブックコンピュータは、パーソナルコンピュータの機能をすべて維持しつつ、完璧な可搬性を実際に提供している。
【０００３】
ノートブックコンピュータは市場で高い売り上げを示すようになってきたため、多くの人が積極的により小型のコンピュータの開発に注力している。しかし、ディスプレイの大きさと適切な入力装置の限界から、より小型のコンピュータの開発は、その改良に限界が見えた。しかし、ついに前述した問題を解決し、市場で好評を得た小型化コンピュータが現れた。このコンピュータには、ボタンがほとんどなくタッチスクリーンを入力装置として使用するもので、一般的にパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）と呼ばれる。
【０００４】
ＰＤＡの高い可搬性に加えて、光学式文字認識（ＯＣＲ）ソフトウェアを使用することで、データ入力の容易さの程度については、ＰＤＡと一般的なノートブックコンピュータとの間に大きな差はなくなった。したがって、ＰＤＡは市場でますます人気が高まっている。普通のＰＤＡのもっとも一般的な目的は、カレンダー、鉄道・バスの時刻表、電話番号、さらには国内地図までをも含む日常生活の関連情報を提供することである。ユーザーがＰＤＡを使用する一般的な理由は、その優れた携帯性であり、これにより、ユーザーはいつでもどこでも電話を使って前述した情報を入手できる。他人にいつでもどこでも連絡したり、最新で最適の情報を入手するには、汎欧州デジタルセルラーシステム（ＧＳＭ）や汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）システムなどの異種の無線通信システムを使用して他人と通信したり、それら無線システムを介してインターネットに接続して最新の情報を入手する。前述のいずれのシステムも、適切な選択対象である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＰＤＡとその他のあらゆる無線通信システムは、現在の市場では別々に販売されている。そのため、ＰＤＡと無線通信システムを購入する以外に、インターネットに接続して、容易に情報を取得するには、適切なネットワークインターフェイスを購入したり、より高価な赤外線通信装置を使用して、ＰＤＡと無線通信システム間で相互に情報交換をすることが必要になる。したがって、ＰＤＡと無線通信システムの購入にあたってユーザーは、異なる製品間の互換性を考慮するだけでなく、インターフェイス用に全種類の装置を携行しなければならず、非常に面倒である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため、本発明は、ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）と無線通信システム間の統合インターフェイス用回路と動作方式を提供する。ＰＤＡと無線通信システム間の統合インターフェイスは、ＰＤＡと無線通信システムを統合し、ＰＤＡと無線通信システム全体の利用をさらに強化するために提供される。
【０００７】
また、本発明は、ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイス用回路と動作方式を提供する。統合インターフェイスは、ＰＤＡと無線通信システムの統合に適している。回路は２つのシリアルポートを持ち、それらのシリアルポートは、ＰＤＡと無線通信システム間に電気的に接続され、２つのポートのうち一方は、制御信号の送信に使用され、他方は、データ信号の送信に使用される。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態では、本発明が提供する回路は、さらに電源システムを備え、その電源システムはＰＤＡと無線システムに対して電力を供給し、また、電力が不足するときには、電力不足信号をＰＤＡと無線通信システムに対して出力することを特徴とする。本発明のその他の好ましい実施形態では、電源システムは、ＰＤＡから受信するアイドル信号に従ってＰＤＡに電源を供給する方式を決定する。さらに、本発明のその他の実施形態では、無線通信システムが外部から充電されているときには、電源システムは充電信号を無線通信システムに対して出力し、無線通信システムは充電モードをその充電信号と電源システムの電位に従って決定する。
【０００９】
本発明は、さらに、ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイス用の動作方式を提供する。その動作方式で使用されるインターフェイスは、ＰＤＡ用無線通信システム電源投入信号線、ＰＤＡ用無線通信システムリセット信号線、ＰＤＡ状態信号線、無線通信システム状態・ＰＤＡウェークアップ信号線と２つのシリアルポートを備える。ＰＤＡと無線通信システム間に位置する２つのポートのうちの一方は、多重チャネル方式を使用して制御信号とアンテナ強度や電池容量などの無線通信システムの状態データの送信に使用され、他方は、デジタルデータ信号の送信に使用される。
【００１０】
本発明の実施形態では、初回ＰＤＡ電源投入時、すなわちＰＤＡの電源を最初に投入し、さらに無線通信システムの状態を確認するときに、本発明による動作方式により以下の装置電源投入方式がさらに使用される。確認過程で観測された無線通信システムの状態が電源投入状態である場合、ＰＤＡ用無線通信システムリセット信号線を介して無線通信システムはリセットされるが、そうではなく無線通信システムの状態が電源切断状態である場合、ＰＤＡ用無線通信システム電源投入信号線を介して無線通信システムの電源が投入されてからリセットされる。前述の無線通信システムのリセット操作が実行されてから一定期間待った後に無線通信システムの状態がさらに確認される。この時の無線通信システムの状態の確認では、観察された無線通信システムの状態が正常な場合、初回装置電源投入が完了し、そうではなく無線通信システムの状態が異常な場合、エラーメッセージが表示されて外部に対して装置電源投入方式による無線通信システムの電源投入が失敗したことが通知される。
【００１１】
その他の好ましい実施形態では、本発明の動作方式は、さらに一連の電源管理方式を備える。その一連の電源管理方式は、節電方式、電力不足判定方式、電池充電方式を備える。節電の観点では、本発明の好ましい実施形態では、無線通信システムが待機状態から動作を開始するときに、無線通信システム状態信号をＰＤＡに送信する。そのときに、ＰＤＡが使用中であると、それに応じて正常手続きが実行される。ＰＤＡがスリープ状態の場合、その後のＰＤＡウェークアップ信号によって、ＰＤＡがウェークアップされる。しかし、前述のどちらの状態でも、無線通信システムの使用を円滑にするためにＰＤＡ内の音声素子の入力元が無線通信システムに切り替えられる。無線通信システムが連続して動作し、ＰＤＡが一定期間いっさいの動作をしないと、ＰＤＡはスリープ状態に切り替えられる。
【００１２】
また、本発明の好ましい実施形態に使用される電力不足判定方式では、電源電位が高から低までの３つの異なるレベルに分割される。説明の便宜上、ここでは、電位レベルは高から低に向けてそれぞれ第１電位、第２電位、第３電位とする。本発明の好ましい実施形態に使用される電力不足判定方式は、電源電位が第２電位未満になって以降、電力不足信号を出力し、電源電位が第１電位以上になるまで電力不足信号の出力を継続する。さらに、電源電位が第１電位と第２電位の間で、電力不足信号が出力されていない場合、システムは正常に動作する。最後に、電源電位が第３電位未満の場合、電源が完全に放電している。また、本発明の好ましい実施形態では、たとえば、前述の第１電位が約３．６Ｖ、第２電位が約３．５Ｖ、第３電位が約３．２Ｖである。
【００１３】
本発明の他の実施形態で使用される電池充電方式は、電池を電源として使用し、外部充電ケーブルを介して充電される装置の充電に適している。その装置はさらに電池充電用の外部充電回路を持ち、無線通信システムはまた電池充電用の内部充電回路をもつ。その電池充電方式は、電池の残量がないときは、前述の外部充電回路を介して外部充電ケーブルを使用して小電流充電を実施し、その小電流充電の実施期間中に、無線通信システムの電源の投入を試みる。無線通信システムの電源が正常に投入された後、電池の電位が第１の所定値に達したときに、内部充電回路がオンになり充電を実施する。さらに、前述の外部充電ケーブルがその電池に接続されているときには、電池は充電信号を無線通信システムに対して出力して無線通信システムが現在の充電状態を認識できるようにすることが可能である。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態では、電池電位が前述の第１の所定値よりも高い第２の所定値に達したときに、充電方式が定電圧充電に切り替えられる。電池の電位が第１の所定値と第２の所定値の間にあるときは、充電過程はさらに複数の充電区分に分割可能である。それらの充電区分は、電池電位を使用することで互いに区別可能で、異なる電流値の充電速度をそれぞれ使用する。
【００１５】
要約すると、ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイス用の回路と動作方式は、２つのシリアルポートを使用してＰＤＡと無線通信システムとを統合し、さらに一連の統合された動作方式を定義するため、ＰＤＡと無線通信システムとは容易に相互の通信とメッセージの交換が可能になる。しかし、シリアルポートは熟成されたインターフェイスのため、本発明が開示する動作方式によりシリアルポートを使用するときに、シリアルポートの調整に多大な労力を費やしたり、シリアルポート用に新規の通信プロトコルを設計する必要はない。さらに、シリアルポートは安価で、シリアルポートのコストは赤外線システムやＢｌｕｅｔｏｏｔｈシステムに必要なコストよりも低い。
【発明の実施の形態】
【００１６】
図１は、本発明に係わる好ましい実施形態による統合インターフェイス回路のブロック図を模式的に示す。図１に示したＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）と無線通信システムとの統合インターフェイス用の回路は、ＰＤＡ１０２と無線通信システム１０４との間で信号を送信して、それらを統合し一体化する。本発明では、統合インターフェイス用の回路は、ＰＤＡ用無線通信システム電源投入信号線１３０、ＰＤＡ用無線通信システムリセット信号線１３２、ＰＤＡ状態信号線１３４、無線通信システム状態・ＰＤＡウェークアップ信号線１３６、２つのシリアルポート１１０，１１２、電源システム１０６を備える。ここで、シリアルポート１１０は、制御信号と、アンテナ強度や電池容量など無線通信システムの状態の状態データを多重チャネル方式により送信し、シリアルポート１１２はデジタルデータ信号の送信専用に使用される。正常な状態では、ＰＤＡ１０２と無線通信システム１０４との間で送信されるデジタルデータ信号（通常音声信号）は、シリアルポートを非常に長い期間にわたって占有する。したがって、本発明では、制御信号とデジタルデータ信号を独立したシリアルポートを介してそれぞれ送信することで、ＰＤＡ１０２と無線通信システム１０４がデジタルデータ信号を相互に送信するときに制御信号の送信期間が長くなるのを防ぐ。さらに、統合インターフェイスは、制御信号を送信するために、デジタルデータの送信を中断したり、デジタルデータの実タイミングに影響を与えたりすることがない。
【００１７】
さらにまた、図１に正確には示されていないが、本実施形態で使用される電源システム１０６は、ＰＤＡ１０２と無線通信システム１０４に対して、それらの動作に必要な電力を関連する回路を介してそれぞれ供給する。さらに、電源管理を容易にするために、本実施形態の電源システム１０６は、電力が不足するときに、信号線１２０を介して、さらに電力不足信号をＰＤＡ１０２と無線通信システム１０４に対してそれぞれ出力する。さらにまた、電源システム１０６は、充電信号線１２４を介して充電信号も無線通信システム１０４に対して出力する。充電信号により伝達されるメッセージにより、無線通信システム１０４は、充電に使用される電流の大きさと充電回路を判定することができる。
【００１８】
また、本実施形態では、さらに別の電源管理方式を提供するために、ＰＤＡ１０２は、一定期間アイドル状態にあると、アイドル信号線１２２を介してアイドル信号を電源システム１０６に対して送信して、電源システム１０６がＰＤＡ１０２に供給される電力の大きさを決定できるようにする。
【００１９】
図２は、本発明に係わるその他の好ましい実施形態による統合インターフェイス回路の詳細なブロック図を模式的に示す。デバイス２０は、ＰＤＡ２０２、無線通信システム２５２、電源システム２８０、シリアルポート２２とシリアルポート２４とを備えた統合インターフェイスを備える。ここで、ＰＤＡ２０２部は、プロセッサ２０４、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）２０６、タッチパネル２０８、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ： 特定用途向け集積回路）２１０、汎用Ｉ／Ｏチップ２１２、外部汎用Ｉ／Ｏチップ２１４、外部装置インターフェイス（ＲＳ２３２・赤外線）２１６、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ： ユニバーサルシリアルバス）２１８、キーボード２２０、メモリ２２２、音声素子２２４、拡張メモリカード２３０を備える。無線通信システム２２５部は、プロセッサ２５４、組み込みメモリ２５６、ＳＩＭカード２５８、キーボード２６０、振動素子２６２、ＬＥＤ２６４、内部充電回路２６８を内蔵するアナログＣＯＤＥＣ（コーダ・デコーダ）２６６、電磁波信号の送受信に使用される無線通信素子２７０を備える。さらに、本実施形態で使用される電源システム２８０は、電池２８２、外部充電回路２８４を備える。さらに、ＰＤＡ２０２と無線通信システム２５２との間の通信に使用される統合インターフェイスでは、シリアルポート２２が制御信号の送信に使用され、シリアルポート２４がデジタルデータ信号の送信に使用される。本発明の技術内容を当業者が理解するのを助けることを目的として、本発明により提供されるＰＤＡと無線通信システムの動作方式を以降で詳細に記述するために図２に示す回路ブロック図を例示する。さらに、図面の複雑さを軽減する目的で、図１に示すＰＤＡ用無線通信システム電源投入信号線１３０、ＰＤＡ用無線通信システムリセット信号線１３２、ＰＤＡ状態信号線１３４、無線通信システム状態・ＰＤＡウェークアップ信号線１３６などの信号線は、図２には示さない。しかし、すべての具体的な機能を達成するためには、それらの信号線は特定の状況で必要となる。
【００２０】
図２と図３の両方を参照すると、図３は本発明が提供する統合インターフェイスの動作方式であって、システムの電源を初回に投入するための操作に関連するその動作方式に含まれる好ましい実施形態による手順のフローチャートを模式的に示す。ここで使用する「システムの初回電源投入」という文言は、電源切断状態から電源投入状態へのＰＤＡ２０２の状態の切り替えであると定義する。たとえば、電池が消耗した後や、電池の交換のためにＰＤＡ２０２の電源が切断された後に実行される電源投入動作は「システムの初回電源投入」の範疇に含まれる。さらに、本実施形態では無線通信システム２５２の実施形態の例として汎欧州デジタルセルラーシステム（ＧＳＭ）が使用されるが、本発明は、ＧＳＭと組み合わせた場合にだけに適しているわけではなく、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）などの他の無線通信システムにも同じ方式が適用可能である。
【００２１】
図３に示す実施形態では、最初、ユーザーがキーボードなどを使用して、工場での製造後初めてデバイス２０の電源を投入する（手順Ｓ３０２）。現在使用中の電源システム２８０は、デバイス２０の動作に十分な電力を通常蓄えているため、システムはＰＤＡ２０２の電源を最初に投入にする（手順Ｓ３０４）。言うまでもなく、電源システム２８０がＰＤＡ２０２を起動するのに十分な電力を蓄えていない場合、デバイス２０は起動できない。
【００２２】
手順Ｓ３０４でＰＤＡ２０２が起動された後、ＰＤＡ２０２はＧＳＭ２５２の状態の確認を開始する（手順Ｓ３０６）。そのときに、ＰＤＡ２０２は起動済みのため、プロセッサ２０４はＧＳＭ状態・ＰＤＡウェークアップ信号線１３６を介してＧＳＭ２５２の状態を判断する。ＧＳＭ２５２が起動済みの場合、ＰＤＡ２０２は、ＰＤＡ用ＧＳＭリセット信号線１３２を介してＰＤＡ用ＧＳＭリセット信号をプロセッサ２５４に対して送信してＧＳＭ２５２をリセットする（手順Ｓ３１２）。そうではなく手順Ｓ３０６でＧＳＭ２５２の電源が切断されていることがわかった場合、ＰＤＡ２０２はＰＤＡ用ＧＳＭ電源投入信号をＰＤＡ用ＧＳＭ電源投入信号線１３０を介してプロセッサ２５４に対して送信する（手順Ｓ３０８）。ＧＳＭ２５２が手順Ｓ３０８で電源が投入された後、ＰＤＡ２０２は所定期間待った（手順Ｓ３１０）後で、前述のようにＧＳＭ２５２のリセット動作を実施する（Ｓ３１２）。
【００２３】
手順Ｓ３１２でのリセット動作の後、ＰＤＡ２０２はさらに所定期間待つ（手順Ｓ３１４、この所定期間は、前述の手順Ｓ３１０の待ち時間と異なっていてもよい）。待った後、ＰＤＡ２０２はＧＳＭ２５２の状態をもう一度確認する（手順Ｓ３１６）。確認の結果、ＧＳＭ２５２が正常に動作している場合、電源投入過程が完了する。そうではなく確認の結果、ＧＳＭ２５２がまだ正常に動作していないことがわかった場合（手順Ｓ３１８）、手順Ｓ３１４〜Ｓ３１６が繰り返し実行され、待ち時間が前述の所定期間を超えないという条件の下でＧＳＭ２５２の実際の状態が確認される。所定期間待った後でもＧＳＭ２５２が正常に動作できない場合、デバイス２０はエラーメッセージを出力して、ＧＳＭ２５２の電源投入動作が失敗したことをユーザーに通知する。本発明では、エラーメッセージは、ライトの点滅、ＰＤＡ２０２上での文字列の表示、警告音の発生を含むことができる。
【００２４】
前述の実施形態では、デバイス２０が工場での製造後キーボードにより初めて電源が投入される状況を、説明の主な基本事項として使用したが、「初回電源投入」の定義に当てはまる、装置の電源を投入する他のあらゆる方式に前述の方式が使用可能である。たとえば、電源システム２８０の電力が完全に消費され、デバイス２０が動作の再開のために外部充電ケーブルを介した再充電に依存しなければならない状況下では、充電ケーブルがデバイス２０に接続され電源システム２８０の充電を開始した（手順Ｓ３３０）後、電源システム２８０は徐々に充電される（手順Ｓ３３２）。それから、デバイス２０はＰＤＡ２０２の電源を投入しようとする（手順Ｓ３３４）が、まだＰＤＡ２０２の電源を投入できていない場合は、デバイス２０は電源システム２８０を引き続き充電し、電源システム２８０に蓄えられた電力がＰＤＡ２０２の電源を投入できるほど大きい場合は、動作過程は手順Ｓ３０４に切り替わり、ＰＤＡ２０２の電源を投入し、つづいて前述した装置電源投入動作を実行する。
【００２５】
さらに、本実施形態が提供する方式は、なんらかのわずかな修正を加えれば、一般的な装置電源投入処理に適した方式にすることもできる。図３に示すように、ＰＤＡ２０２が通常のリセット動作を正常に終了した後（手順Ｓ３４０）、手順Ｓ３０６とそれ以降の過程を継続して装置電源投入過程を完了することができる。
【００２６】
システムが充電中は、前述の２つのシステム（ＰＤＡ２０２とＧＳＭ２５２）の間に何らかの漏電が存在するおそれがあるので、特定の不安定状態が発生する可能性があり、そのためＰＤＡ２０２の電源が投入された後、異常な現象の発生を防止するためにＧＳＭ２５２のリセットが必要になることをここで明らかにしておかなければならない。ＧＳＭ２５２の電源端子にスイッチを設け、ＰＤＡ２０２が安定した後、ＰＤＡ２０２がこのスイッチをオンにして電力をＧＳＭ２５２に供給するようにしてもよい。したがって、メインコントローラ（たとえばＰＤＡ２０２）の電源が投入される前にＧＳＭ２５２の電源が投入されないことが保証され、そのためＧＳＭ２５２が制御不能になることがなくなる。
【００２７】
図４は、本発明に係わる好ましい実施形態による統合インターフェイスのための動作方式であって、節電方式に関連するその動作方式に含まれる処理の手順のフローチャートを模式的に示す。一般的な起動済みの装置の電源投入に使用される制御過程をここで最初に説明する。図２も併せて参照すると、ＰＤＡ２０２が待機状態にあるとき（手順Ｓ４０２）、スイッチがまだ押されていない場合、ＰＤＡ２０２は待機（スリープ）状態のままで、ＧＳＭ２５２はスリープ状態に移行する（手順Ｓ４０４〜Ｓ４１０）。待機状態でスイッチが押されると、ＰＤＡ２０２がウェークアップして、同時にＧＳＭ２５２が稼働状態になる（手順Ｓ４０４〜Ｓ４０６）。それから、スイッチがもう一度押される（手順Ｓ４０８）と、ＰＤＡ２０２が待機状態になり、ＧＳＭ２５２がスリープ状態になる。ＧＳＭ２５２がスリープ状態にあるときに、電源システム２８０は高周波（たとえば１３ＭＨｚ）用の電力をＧＳＭ２５２に供給せず、高周波素子の状態を切り替えるのに必要な電力を待機状態では節約する。
【００２８】
再度、図４と図２を参照すると、ＧＳＭ２５２が待機状態のとき（ＧＳＭ２５２がスリープ状態かどうかにはよらない、手順Ｓ４１２など）、ＧＳＭ２５２は、電話信号受信動作を開始し、電話信号を受信するまで継続する。そのとき、ＧＳＭ２５２はＧＳＭ状態・ＰＤＡウェークアップ信号をＧＳＭ状態・ＰＤＡウェークアップ信号線１３６を介してＰＤＡ２０２のプロセッサ２０４に対して送信して、ＰＤＡ２０２をまずウェークアップさせる。ＰＤＡ２０２がウェークアップした後、音声素子２２４の入力元がＧＳＭ２５２のアナログＣＯＤＥＣ２６６に変更される。そのため、無線通信素子２７０が受信した電磁波は、デジタル（または音声）データに変換可能で、アナログＣＯＤＥＣ２６６を介して、音声素子２２４を使用してそのデータをユーザーに対して出力する。さらに、ＧＳＭ２５２だけが使用され、ＰＤＡ２０２に対する操作が一定期間行われない場合、ＰＤＡ２０２はウェークアップ状態からスリープ状態に移行し電気の消費を削減する。
【００２９】
その他にも、電気の消費を節約するさらに別の方式がある。その方式では、図１に示すように、ＰＤＡ１０２がアイドル状態にあるときに、ＰＤＡ１０２はアイドル信号をアイドル信号線１２２を介して電源システム１０６に対して出力する。電源システム１０６は、そのアイドル信号の受信後、出力電力をさらに節電する新しい方式を使用するように切り替わり、さらにいくらかの電気の消費を節約する。
【００３０】
図５は、本発明に係わる好ましい実施形態による統合インターフェイスのための動作方式であって、充電に関連するその動作方式に含まれる手順のフローチャートを模式的に示す。理解を深めるために、同時に図２も参照されたい。充電ケーブルが電源システム２８０に接続され、充電を開始する（手順Ｓ５０２）と、電源システム２８０の内部の外部充電回路２８４が、小電流充電方式により電池２８２の充電を開始する（手順Ｓ５０４）。そのとき、電源システム２８０は、充電信号をＧＳＭ２５２に対して送信してＧＳＭ２５２が現在充電状態にあることを通知する。小電流充電の開始後、デバイス２０はＧＳＭ２５２の電源を投入するための試行を開始する。ＧＳＭ２５２の電源を投入できない場合、小電流充電が継続して実行され、そうではなくＧＳＭ２５２の電源が正常に投入された場合、動作過程は次の手順の充電過程に入る（手順Ｓ５０６）。ＧＳＭ２５２に正常に電源が投入された後、ＧＳＭ２５２内部の内部充電回路２６８が動作を開始し、内部充電回路２６８の動作の開始により、ＧＳＭ２５２は電池２８２の充電をより高速に実行する。たとえば、電池２８２の電位が３．６Ｖ未満のときは、内部充電回路２６８は６００ｍＡを第１区分の充電のための電流値として使用する（手順Ｓ５０８、手順Ｓ５１０）。電池２８２の電位が３．６Ｖと４．２Ｖとの間にあるときには、内部充電回路２６８は９００ｍＡを第２区分の充電のための電流値として使用する（手順Ｓ５１２、手順Ｓ５１４）。電池２８２の電位が４．２Ｖに達した後、内部充電回路２６８は定電圧充電方式の使用に切り替えて電池２８２を充電して（手順Ｓ５１６）、電池２８２が過充電により損傷しないようにする。
【００３１】
図６Ａと６Ｂは、それぞれ、本発明に係わる好ましい実施形態で使用される電位レベルの略図と、手順のフローチャートを模式的に示す。図６Ａでは、本発明は電池の電位を５つの異なるレベルに分け、それらのレベルは、それぞれ、完全充電６０、低残量（Ｃ）６２、残量不足（Ａ）６４、残量不足（Ｂ）６６、完全放電６８となる。本発明の実施形態では、それらのレベルで表される電位については、完全充電６０は現在の電池電位が３．８Ｖよりも高いことを示し、低残量（Ｃ）６２は現在の電池電位が３．８Ｖ〜３．６Ｖにあることを示し、残量不足（Ａ）６４は現在の電池電位が３．６Ｖ〜３．５Ｖにあることを示し、残量不足（Ｂ）６６は現在の電池電位が３．５Ｖ〜３．２Ｖにあることを示し、完全放電６８は現在の電池電位が３．２Ｖ未満にあることを示す。言うまでもなく、電池の電位レベルを分割するための標準を本実施形態に一致させる必要はなく、当業者は適切に分割のための標準を調整することが可能で、前述の数字は例に過ぎず、本発明のために必要な限定条件とはならない。
【００３２】
本発明が提供する電力不足判定方式について、さらに以降に詳述する。理解を深め、説明を円滑に理解するために、図６Ａと図６Ｂを同時に参照されたい。図６Ｂでは、電池２８２は最初に完全充電６０状態にあり（手順Ｓ６０２）、そのときに、デバイス２０のためのすべての動作は正常であると仮定している。デバイス２０が継続して電力を使用して、電池２８２の電位が低残量（Ｃ）６２の範囲に入る（手順Ｓ６０４）と、電源システム２８０は電池残量不足信号を発生するかどうかを決定する（手順Ｓ６０６）。
【００３３】
電池残量不足信号を出力するかどうかを決定するために手順Ｓ６０６で使用される標準を以降でさらに説明する。電池２８２は低残量（Ｃ）６２状態にあり、ＰＤＡ２０２が音声素子２２４を使用しているときやＧＳＭ２５２が電話を使用しているときなどのようにデバイス２０には高い負荷がかかっていると仮定する。ＰＤＡ２０２がより多くの電流を使用するため、電池２８２の電位は、即座に、残量不足（Ｂ）６６の範囲に急激に低下する。したがって、電池２８２の電位が低残量（Ｃ）６２の範囲に入った後、デバイス２０が低負荷の状態（たとえばスリープモード）から高負荷の状態に突然変化する場合に電池２８２の電位が残量不足（Ｂ）６６未満のとき、電源システム２８０は電池残量不足信号を発生する。一方、デバイス２０が低負荷状態のままの場合、電池２８２の電位が残量不足（Ａ）６４未満のときに、電源システム２８０は電池残量不足信号を発生する。言い換えると、電池残量不足信号の発生基準は状態により自動的に調整可能である。
【００３４】
手順Ｓ６０６の後、電池残量不足信号を出力しないことが決定されると、電池２８２は低残量状態のままで、残量不足状態には入らないが、電池残量不足信号を出力することが決定されると、電源システム２８０は電池残量不足信号をＰＤＡ２０２とＧＳＭ２５２に対してそれぞれ出力する。この信号は、電池２８２が電池容量不足の状態に既に入っている（手順Ｓ６０８）ことを示す。現在の電池の電位は、残量不足（Ａ）６４または残量不足（Ｂ）６６のどちらかのレベルにあることに注意が必要である。いったん電源システム２８０が電池残量不足信号を出力すると、電池残量不足信号は電池２８２の電位が低残量（Ｃ）６２よりも高くなるまでは出力されない。ユーザーが引き続き電池２８２を使用する場合、電池２８２の電位が残量不足（Ｂ）６６未満になった後で、電源システム２８０は完全放電のレベルになり、あらゆる動作が不可能になる。
【００３５】
ここで明確にしておかなければならないのは、電池２８２が低負荷状態から高負荷状態に変化するとき、電池電圧が通常急激に低下するため、電池に実際に蓄えられている電気エネルギーが、依然として、正常な動作に必要な電力をまかなうのに十分大きい場合もあるということである。したがって、本発明が提供する電池残量不足判定方式は、電池残量不足の判定のための基準を柔軟に調整することで、低負荷状態から高負荷状態への変化をシステムが検出できないことにより装置の電源が異常に投入されたり切断される状態を回避することできる。
【発明の効果】
【００３６】
要約すれば、本発明の利点は以下のようになる。本発明は２つのシリアルポートを使用して制御信号とデジタルデータをそれぞれ送信することで、１つのシリアルポートを使用して制御信号とデジタルデータを同時に送信するために一般的に考慮され使用される通信プロトコルを簡単にする。さらに、ハードウェアのコストが赤外線システムやＢｌｕｅｔｏｏｔｈシステムに必要なコストよりもはるかに低いばかりでなく、電源管理のための効率的な方式が提供されることで、電力の無駄を排除できる。
【００３７】
本発明は、その特定の実施形態を参照して説明してきたが、当業者にとっては、本発明の趣旨から逸脱することなく、説明した実施形態に対して修正が可能なことは明らかであろう。それに応じて、本発明の範囲は、前述の詳細な説明ではなく、併記の特許請求の範囲により定義されることとなる。
【００３８】
付随する図面は、本発明の理解を深めるために添付されているもので、本明細書に盛り込まれ、本明細書の一部を構成する。図面は、本発明の実施形態を図解し、本発明の記述と併せて本発明の原理を説明するものである。以下の図面が含まれる。
【００３９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる好ましい実施形態による統合インターフェイス回路のブロック図を模式的に示す図。
【図２】本発明に係わるその他の好ましい実施形態による統合インターフェイス回路のブロック図を模式的に示す図。
【図３】本発明が提供する統合インターフェイスの動作方式であって、システムの電源を初回に投入するための動作に関連するその動作方式に含まれる好ましい実施形態による手順のフローチャートを模式的に示す図。
【図４】本発明に係わる好ましい実施形態による統合インターフェイスのための動作方式であって、節電方式に関連するその動作方式に含まれる処理の手順のフローチャートを模式的に示す図。
【図５】本発明に係わる好ましい実施形態による統合インターフェイスのための動作方式であって、充電に関連するその動作方式に含まれる手順のフローチャートを模式的に示す図。
【図６Ａ】本発明に係わる好ましい実施形態で使用される電位レベルの略図を模式的に示す図。
【図６Ｂ】本発明に係わる好ましい実施形態による統合インターフェイスのための動作方式であって、電力不足の判定方式に関連するその動作方式に含まれる手順のフローチャートを模式的に示す図。
【符号の説明】
２０ デバイス
２２ シリアルポート
２４ シリアルポート
６０ 完全充電
６８ 完全放電
１０４ 無線通信システム
１０６ 電源システム
１１０ シリアルポート
１１２ シリアルポート
１２０ 信号線
１２２ アイドル信号線
１２４ 充電信号線
１３０ ＰＤＡ用無線通信システム電源投入信号線
１３２ ＰＤＡ用無線通信システムリセット信号線
１３４ 状態信号線
１３６ ウェークアップ信号線
２０４ プロセッサ
２０８ タッチパネル
２１２ チップ
２１４ チップ
２２０ キーボード
２２２ メモリ
２２４ 音声素子
２２５ 無線通信システム
２３０ 拡張メモリカード
２５２ 無線通信システム
２５４ プロセッサ
２５６ メモリ
２５８ カード
２６０ キーボード
２６２ 振動素子
２６８ 内部充電回路
２７０ 無線通信素子
２８０ 電源システム
２８２ 電池
２８４ 外部充電回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイスのための回路と動作方式に関し、より具体的には、ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイスのための装置の電源投入、節電、電力不足の検出、および電力充電のための回路と動作方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータの性能の向上に合わせて、ポータブルコンピュータに対する需要が増し、ポータブルコンピュータの機能はいっそう充実している。当初、ポータブルコンピュータとは、家庭用電源を使用しなければならない軽量のデスクトップコンピュータを指した。しかし、ＬＣＤと長期間使用が可能な電池の開発に伴って、ノートブックコンピュータが受け入れられ、広く使用されるようになった。一般的なノートブックコンピュータの重量は、約２．５ｋｇから３．５ｋｇである。したがって、ノートブックコンピュータは、パーソナルコンピュータの機能をすべて維持しつつ、完璧な可搬性を実際に提供している。
【０００３】
ノートブックコンピュータは市場で高い売り上げを示すようになってきたため、多くの人が積極的により小型のコンピュータの開発に注力している。しかし、ディスプレイの大きさと適切な入力装置の限界から、より小型のコンピュータの開発は、その改良に限界が見えた。しかし、ついに前述した問題を解決し、市場で好評を得た小型化コンピュータが現れた。このコンピュータには、ボタンがほとんどなくタッチスクリーンを入力装置として使用するもので、一般的にパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）と呼ばれる。
【０００４】
ＰＤＡの高い可搬性に加えて、光学式文字認識（ＯＣＲ）ソフトウェアを使用することで、データ入力の容易さの程度については、ＰＤＡと一般的なノートブックコンピュータとの間に大きな差はなくなった。したがって、ＰＤＡは市場でますます人気が高まっている。普通のＰＤＡのもっとも一般的な目的は、カレンダー、鉄道・バスの時刻表、電話番号、さらには国内地図までをも含む日常生活の関連情報を提供することである。ユーザーがＰＤＡを使用する一般的な理由は、その優れた携帯性であり、これにより、ユーザーはいつでもどこでも電話を使って前述した情報を入手できる。他人にいつでもどこでも連絡したり、最新で最適の情報を入手するには、汎欧州デジタルセルラーシステム（ＧＳＭ）や汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）システムなどの異種の無線通信システムを使用して他人と通信したり、それら無線システムを介してインターネットに接続して最新の情報を入手する。前述のいずれのシステムも、適切な選択対象である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＰＤＡとその他のあらゆる無線通信システムは、現在の市場では別々に販売されている。そのため、ＰＤＡと無線通信システムを購入する以外に、インターネットに接続して、容易に情報を取得するには、適切なネットワークインターフェイスを購入したり、より高価な赤外線通信装置を使用して、ＰＤＡと無線通信システム間で相互に情報交換をすることが必要になる。したがって、ＰＤＡと無線通信システムの購入にあたってユーザーは、異なる製品間の互換性を考慮するだけでなく、インターフェイス用に全種類の装置を携行しなければならず、非常に面倒である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため、本発明は、ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）と無線通信システム間の統合インターフェイス用回路と動作方式を提供する。ＰＤＡと無線通信システム間の統合インターフェイスは、ＰＤＡと無線通信システムを統合し、ＰＤＡと無線通信システム全体の利用をさらに強化するために提供される。
【０００７】
また、本発明は、ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイス用回路と動作方式を提供する。統合インターフェイスは、ＰＤＡと無線通信システムの統合に適している。回路は２つのシリアルポートを持ち、それらのシリアルポートは、ＰＤＡと無線通信システム間に電気的に接続され、２つのポートのうち一方は、制御信号の送信に使用され、他方は、データ信号の送信に使用される。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態では、本発明が提供する回路は、さらに電源システムを備え、その電源システムはＰＤＡと無線システムに対して電力を供給し、また、電力が不足するときには、電力不足信号をＰＤＡと無線通信システムに対して出力することを特徴とする。本発明のその他の好ましい実施形態では、電源システムは、ＰＤＡから受信するアイドル信号に従ってＰＤＡに電源を供給する方式を決定する。さらに、本発明のその他の実施形態では、無線通信システムが外部から充電されているときには、電源システムは充電信号を無線通信システムに対して出力し、無線通信システムは充電モードをその充電信号と電源システムの電位に従って決定する。
【０００９】
本発明は、さらに、ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイス用の動作方式を提供する。その動作方式で使用されるインターフェイスは、ＰＤＡ用無線通信システム電源投入信号線、ＰＤＡ用無線通信システムリセット信号線、ＰＤＡ状態信号線、無線通信システム状態・ＰＤＡウェークアップ信号線と２つのシリアルポートを備える。ＰＤＡと無線通信システム間に位置する２つのポートのうちの一方は、多重チャネル方式を使用して制御信号とアンテナ強度や電池容量などの無線通信システムの状態データの送信に使用され、他方は、デジタルデータ信号の送信に使用される。
【００１０】
本発明の実施形態では、初回ＰＤＡ電源投入時、すなわちＰＤＡの電源を最初に投入し、さらに無線通信システムの状態を確認するときに、本発明による動作方式により以下の装置電源投入方式がさらに使用される。確認過程で観測された無線通信システムの状態が電源投入状態である場合、ＰＤＡ用無線通信システムリセット信号線を介して無線通信システムはリセットされるが、そうではなく無線通信システムの状態が電源切断状態である場合、ＰＤＡ用無線通信システム電源投入信号線を介して無線通信システムの電源が投入されてからリセットされる。前述の無線通信システムのリセット操作が実行されてから一定期間待った後に無線通信システムの状態がさらに確認される。この時の無線通信システムの状態の確認では、観察された無線通信システムの状態が正常な場合、初回装置電源投入が完了し、そうではなく無線通信システムの状態が異常な場合、エラーメッセージが表示されて外部に対して装置電源投入方式による無線通信システムの電源投入が失敗したことが通知される。
【００１１】
その他の好ましい実施形態では、本発明の動作方式は、さらに一連の電源管理方式を備える。その一連の電源管理方式は、節電方式、電力不足判定方式、電池充電方式を備える。節電の観点では、本発明の好ましい実施形態では、無線通信システムが待機状態から動作を開始するときに、無線通信システム状態信号をＰＤＡに送信する。そのときに、ＰＤＡが使用中であると、それに応じて正常手続きが実行される。ＰＤＡがスリープ状態の場合、その後のＰＤＡウェークアップ信号によって、ＰＤＡがウェークアップされる。しかし、前述のどちらの状態でも、無線通信システムの使用を円滑にするためにＰＤＡ内の音声素子の入力元が無線通信システムに切り替えられる。無線通信システムが連続して動作し、ＰＤＡが一定期間いっさいの動作をしないと、ＰＤＡはスリープ状態に切り替えられる。
【００１２】
また、本発明の好ましい実施形態に使用される電力不足判定方式では、電源電位が高から低までの３つの異なるレベルに分割される。説明の便宜上、ここでは、電位レベルは高から低に向けてそれぞれ第１電位、第２電位、第３電位とする。本発明の好ましい実施形態に使用される電力不足判定方式は、電源電位が第２電位未満になって以降、電力不足信号を出力し、電源電位が第１電位以上になるまで電力不足信号の出力を継続する。さらに、電源電位が第１電位と第２電位の間で、電力不足信号が出力されていない場合、システムは正常に動作する。最後に、電源電位が第３電位未満の場合、電源が完全に放電している。また、本発明の好ましい実施形態では、たとえば、前述の第１電位が約３．６Ｖ、第２電位が約３．５Ｖ、第３電位が約３．２Ｖである。
【００１３】
本発明の他の実施形態で使用される電池充電方式は、電池を電源として使用し、外部充電ケーブルを介して充電される装置の充電に適している。その装置はさらに電池充電用の外部充電回路を持ち、無線通信システムはまた電池充電用の内部充電回路をもつ。その電池充電方式は、電池の残量がないときは、前述の外部充電回路を介して外部充電ケーブルを使用して小電流充電を実施し、その小電流充電の実施期間中に、無線通信システムの電源の投入を試みる。無線通信システムの電源が正常に投入された後、電池の電位が第１の所定値に達したときに、内部充電回路がオンになり充電を実施する。さらに、前述の外部充電ケーブルがその電池に接続されているときには、電池は充電信号を無線通信システムに対して出力して無線通信システムが現在の充電状態を認識できるようにすることが可能である。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態では、電池電位が前述の第１の所定値よりも高い第２の所定値に達したときに、充電方式が定電圧充電に切り替えられる。電池の電位が第１の所定値と第２の所定値の間にあるときは、充電過程はさらに複数の充電区分に分割可能である。それらの充電区分は、電池電位を使用することで互いに区別可能で、異なる電流値の充電速度をそれぞれ使用する。
【００１５】
要約すると、ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイス用の回路と動作方式は、２つのシリアルポートを使用してＰＤＡと無線通信システムとを統合し、さらに一連の統合された動作方式を定義するため、ＰＤＡと無線通信システムとは容易に相互の通信とメッセージの交換が可能になる。しかし、シリアルポートは熟成されたインターフェイスのため、本発明が開示する動作方式によりシリアルポートを使用するときに、シリアルポートの調整に多大な労力を費やしたり、シリアルポート用に新規の通信プロトコルを設計する必要はない。さらに、シリアルポートは安価で、シリアルポートのコストは赤外線システムやＢｌｕｅｔｏｏｔｈシステムに必要なコストよりも低い。
【発明の実施の形態】
【００１６】
図１は、本発明に係わる好ましい実施形態による統合インターフェイス回路のブロック図を模式的に示す。図１に示したＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）と無線通信システムとの統合インターフェイス用の回路は、ＰＤＡ１０２と無線通信システム１０４との間で信号を送信して、それらを統合し一体化する。本発明では、統合インターフェイス用の回路は、ＰＤＡ用無線通信システム電源投入信号線１３０、ＰＤＡ用無線通信システムリセット信号線１３２、ＰＤＡ状態信号線１３４、無線通信システム状態・ＰＤＡウェークアップ信号線１３６、２つのシリアルポート１１０，１１２、電源システム１０６を備える。ここで、シリアルポート１１０は、制御信号と、アンテナ強度や電池容量など無線通信システムの状態の状態データを多重チャネル方式により送信し、シリアルポート１１２はデジタルデータ信号の送信専用に使用される。正常な状態では、ＰＤＡ１０２と無線通信システム１０４との間で送信されるデジタルデータ信号（通常音声信号）は、シリアルポートを非常に長い期間にわたって占有する。したがって、本発明では、制御信号とデジタルデータ信号を独立したシリアルポートを介してそれぞれ送信することで、ＰＤＡ１０２と無線通信システム１０４がデジタルデータ信号を相互に送信するときに制御信号の送信期間が長くなるのを防ぐ。さらに、統合インターフェイスは、制御信号を送信するために、デジタルデータの送信を中断したり、デジタルデータの実タイミングに影響を与えたりすることがない。
【００１７】
さらにまた、図１に正確には示されていないが、本実施形態で使用される電源システム１０６は、ＰＤＡ１０２と無線通信システム１０４に対して、それらの動作に必要な電力を関連する回路を介してそれぞれ供給する。さらに、電源管理を容易にするために、本実施形態の電源システム１０６は、電力が不足するときに、信号線１２０を介して、さらに電力不足信号をＰＤＡ１０２と無線通信システム１０４に対してそれぞれ出力する。さらにまた、電源システム１０６は、充電信号線１２４を介して充電信号も無線通信システム１０４に対して出力する。充電信号により伝達されるメッセージにより、無線通信システム１０４は、充電に使用される電流の大きさと充電回路を判定することができる。
【００１８】
また、本実施形態では、さらに別の電源管理方式を提供するために、ＰＤＡ１０２は、一定期間アイドル状態にあると、アイドル信号線１２２を介してアイドル信号を電源システム１０６に対して送信して、電源システム１０６がＰＤＡ１０２に供給される電力の大きさを決定できるようにする。
【００１９】
図２は、本発明に係わるその他の好ましい実施形態による統合インターフェイス回路の詳細なブロック図を模式的に示す。デバイス２０は、ＰＤＡ２０２、無線通信システム２５２、電源システム２８０、シリアルポート２２とシリアルポート２４とを備えた統合インターフェイスを備える。ここで、ＰＤＡ２０２部は、プロセッサ２０４、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）２０６、タッチパネル２０８、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ： 特定用途向け集積回路）２１０、汎用Ｉ／Ｏチップ２１２、外部汎用Ｉ／Ｏチップ２１４、外部装置インターフェイス（ＲＳ２３２・赤外線）２１６、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ： ユニバーサルシリアルバス）２１８、キーボード２２０、メモリ２２２、音声素子２２４、拡張メモリカード２３０を備える。無線通信システム２２５部は、プロセッサ２５４、組み込みメモリ２５６、ＳＩＭカード２５８、キーボード２６０、振動素子２６２、ＬＥＤ２６４、内部充電回路２６８を内蔵するアナログＣＯＤＥＣ（コーダ・デコーダ）２６６、電磁波信号の送受信に使用される無線通信素子２７０を備える。さらに、本実施形態で使用される電源システム２８０は、電池２８２、外部充電回路２８４を備える。さらに、ＰＤＡ２０２と無線通信システム２５２との間の通信に使用される統合インターフェイスでは、シリアルポート２２が制御信号の送信に使用され、シリアルポート２４がデジタルデータ信号の送信に使用される。本発明の技術内容を当業者が理解するのを助けることを目的として、本発明により提供されるＰＤＡと無線通信システムの動作方式を以降で詳細に記述するために図２に示す回路ブロック図を例示する。さらに、図面の複雑さを軽減する目的で、図１に示すＰＤＡ用無線通信システム電源投入信号線１３０、ＰＤＡ用無線通信システムリセット信号線１３２、ＰＤＡ状態信号線１３４、無線通信システム状態・ＰＤＡウェークアップ信号線１３６などの信号線は、図２には示さない。しかし、すべての具体的な機能を達成するためには、それらの信号線は特定の状況で必要となる。
【００２０】
図２と図３の両方を参照すると、図３は本発明が提供する統合インターフェイスの動作方式であって、システムの電源を初回に投入するための操作に関連するその動作方式に含まれる好ましい実施形態による手順のフローチャートを模式的に示す。ここで使用する「システムの初回電源投入」という文言は、電源切断状態から電源投入状態へのＰＤＡ２０２の状態の切り替えであると定義する。たとえば、電池が消耗した後や、電池の交換のためにＰＤＡ２０２の電源が切断された後に実行される電源投入動作は「システムの初回電源投入」の範疇に含まれる。さらに、本実施形態では無線通信システム２５２の実施形態の例として汎欧州デジタルセルラーシステム（ＧＳＭ）が使用されるが、本発明は、ＧＳＭと組み合わせた場合にだけに適しているわけではなく、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）などの他の無線通信システムにも同じ方式が適用可能である。
【００２１】
図３に示す実施形態では、最初、ユーザーがキーボードなどを使用して、工場での製造後初めてデバイス２０の電源を投入する（手順Ｓ３０２）。現在使用中の電源システム２８０は、デバイス２０の動作に十分な電力を通常蓄えているため、システムはＰＤＡ２０２の電源を最初に投入にする（手順Ｓ３０４）。言うまでもなく、電源システム２８０がＰＤＡ２０２を起動するのに十分な電力を蓄えていない場合、デバイス２０は起動できない。
【００２２】
手順Ｓ３０４でＰＤＡ２０２が起動された後、ＰＤＡ２０２はＧＳＭ２５２の状態の確認を開始する（手順Ｓ３０６）。そのときに、ＰＤＡ２０２は起動済みのため、プロセッサ２０４はＧＳＭ状態・ＰＤＡウェークアップ信号線１３６を介してＧＳＭ２５２の状態を判断する。ＧＳＭ２５２が起動済みの場合、ＰＤＡ２０２は、ＰＤＡ用ＧＳＭリセット信号線１３２を介してＰＤＡ用ＧＳＭリセット信号をプロセッサ２５４に対して送信してＧＳＭ２５２をリセットする（手順Ｓ３１２）。そうではなく手順Ｓ３０６でＧＳＭ２５２の電源が切断されていることがわかった場合、ＰＤＡ２０２はＰＤＡ用ＧＳＭ電源投入信号をＰＤＡ用ＧＳＭ電源投入信号線１３０を介してプロセッサ２５４に対して送信する（手順Ｓ３０８）。ＧＳＭ２５２が手順Ｓ３０８で電源が投入された後、ＰＤＡ２０２は所定期間待った（手順Ｓ３１０）後で、前述のようにＧＳＭ２５２のリセット動作を実施する（Ｓ３１２）。
【００２３】
手順Ｓ３１２でのリセット動作の後、ＰＤＡ２０２はさらに所定期間待つ（手順Ｓ３１４、この所定期間は、前述の手順Ｓ３１０の待ち時間と異なっていてもよい）。待った後、ＰＤＡ２０２はＧＳＭ２５２の状態をもう一度確認する（手順Ｓ３１６）。確認の結果、ＧＳＭ２５２が正常に動作している場合、電源投入過程が完了する。そうではなく確認の結果、ＧＳＭ２５２がまだ正常に動作していないことがわかった場合（手順Ｓ３１８）、手順Ｓ３１４〜Ｓ３１６が繰り返し実行され、待ち時間が前述の所定期間を超えないという条件の下でＧＳＭ２５２の実際の状態が確認される。所定期間待った後でもＧＳＭ２５２が正常に動作できない場合、デバイス２０はエラーメッセージを出力して、ＧＳＭ２５２の電源投入動作が失敗したことをユーザーに通知する。本発明では、エラーメッセージは、ライトの点滅、ＰＤＡ２０２上での文字列の表示、警告音の発生を含むことができる。
【００２４】
前述の実施形態では、デバイス２０が工場での製造後キーボードにより初めて電源が投入される状況を、説明の主な基本事項として使用したが、「初回電源投入」の定義に当てはまる、装置の電源を投入する他のあらゆる方式に前述の方式が使用可能である。たとえば、電源システム２８０の電力が完全に消費され、デバイス２０が動作の再開のために外部充電ケーブルを介した再充電に依存しなければならない状況下では、充電ケーブルがデバイス２０に接続され電源システム２８０の充電を開始した（手順Ｓ３３０）後、電源システム２８０は徐々に充電される（手順Ｓ３３２）。それから、デバイス２０はＰＤＡ２０２の電源を投入しようとする（手順Ｓ３３４）が、まだＰＤＡ２０２の電源を投入できていない場合は、デバイス２０は電源システム２８０を引き続き充電し、電源システム２８０に蓄えられた電力がＰＤＡ２０２の電源を投入できるほど大きい場合は、動作過程は手順Ｓ３０４に切り替わり、ＰＤＡ２０２の電源を投入し、つづいて前述した装置電源投入動作を実行する。
【００２５】
さらに、本実施形態が提供する方式は、なんらかのわずかな修正を加えれば、一般的な装置電源投入処理に適した方式にすることもできる。図３に示すように、ＰＤＡ２０２が通常のリセット動作を正常に終了した後（手順Ｓ３４０）、手順Ｓ３０６とそれ以降の過程を継続して装置電源投入過程を完了することができる。
【００２６】
システムが充電中は、前述の２つのシステム（ＰＤＡ２０２とＧＳＭ２５２）の間に何らかの漏電が存在するおそれがあるので、特定の不安定状態が発生する可能性があり、そのためＰＤＡ２０２の電源が投入された後、異常な現象の発生を防止するためにＧＳＭ２５２のリセットが必要になることをここで明らかにしておかなければならない。ＧＳＭ２５２の電源端子にスイッチを設け、ＰＤＡ２０２が安定した後、ＰＤＡ２０２がこのスイッチをオンにして電力をＧＳＭ２５２に供給するようにしてもよい。したがって、メインコントローラ（たとえばＰＤＡ２０２）の電源が投入される前にＧＳＭ２５２の電源が投入されないことが保証され、そのためＧＳＭ２５２が制御不能になることがなくなる。
【００２７】
図４は、本発明に係わる好ましい実施形態による統合インターフェイスのための動作方式であって、節電方式に関連するその動作方式に含まれる処理の手順のフローチャートを模式的に示す。一般的な起動済みの装置の電源投入に使用される制御過程をここで最初に説明する。図２も併せて参照すると、ＰＤＡ２０２が待機状態にあるとき（手順Ｓ４０２）、スイッチがまだ押されていない場合、ＰＤＡ２０２は待機（スリープ）状態のままで、ＧＳＭ２５２はスリープ状態に移行する（手順Ｓ４０４〜Ｓ４１０）。待機状態でスイッチが押されると、ＰＤＡ２０２がウェークアップして、同時にＧＳＭ２５２が稼働状態になる（手順Ｓ４０４〜Ｓ４０６）。それから、スイッチがもう一度押される（手順Ｓ４０８）と、ＰＤＡ２０２が待機状態になり、ＧＳＭ２５２がスリープ状態になる。ＧＳＭ２５２がスリープ状態にあるときに、電源システム２８０は高周波（たとえば１３ＭＨｚ）用の電力をＧＳＭ２５２に供給せず、高周波素子の状態を切り替えるのに必要な電力を待機状態では節約する。
【００２８】
再度、図４と図２を参照すると、ＧＳＭ２５２が待機状態のとき（ＧＳＭ２５２がスリープ状態かどうかにはよらない、手順Ｓ４１２など）、ＧＳＭ２５２は、電話信号受信動作を開始し、電話信号を受信するまで継続する。そのとき、ＧＳＭ２５２はＧＳＭ状態・ＰＤＡウェークアップ信号をＧＳＭ状態・ＰＤＡウェークアップ信号線１３６を介してＰＤＡ２０２のプロセッサ２０４に対して送信して、ＰＤＡ２０２をまずウェークアップさせる。ＰＤＡ２０２がウェークアップした後、音声素子２２４の入力元がＧＳＭ２５２のアナログＣＯＤＥＣ２６６に変更される。そのため、無線通信素子２７０が受信した電磁波は、デジタル（または音声）データに変換可能で、アナログＣＯＤＥＣ２６６を介して、音声素子２２４を使用してそのデータをユーザーに対して出力する。さらに、ＧＳＭ２５２だけが使用され、ＰＤＡ２０２に対する操作が一定期間行われない場合、ＰＤＡ２０２はウェークアップ状態からスリープ状態に移行し電気の消費を削減する。
【００２９】
その他にも、電気の消費を節約するさらに別の方式がある。その方式では、図１に示すように、ＰＤＡ１０２がアイドル状態にあるときに、ＰＤＡ１０２はアイドル信号をアイドル信号線１２２を介して電源システム１０６に対して出力する。電源システム１０６は、そのアイドル信号の受信後、出力電力をさらに節電する新しい方式を使用するように切り替わり、さらにいくらかの電気の消費を節約する。
【００３０】
図５は、本発明に係わる好ましい実施形態による統合インターフェイスのための動作方式であって、充電に関連するその動作方式に含まれる手順のフローチャートを模式的に示す。理解を深めるために、同時に図２も参照されたい。充電ケーブルが電源システム２８０に接続され、充電を開始する（手順Ｓ５０２）と、電源システム２８０の内部の外部充電回路２８４が、小電流充電方式により電池２８２の充電を開始する（手順Ｓ５０４）。そのとき、電源システム２８０は、充電信号をＧＳＭ２５２に対して送信してＧＳＭ２５２が現在充電状態にあることを通知する。小電流充電の開始後、デバイス２０はＧＳＭ２５２の電源を投入するための試行を開始する。ＧＳＭ２５２の電源を投入できない場合、小電流充電が継続して実行され、そうではなくＧＳＭ２５２の電源が正常に投入された場合、動作過程は次の手順の充電過程に入る（手順Ｓ５０６）。ＧＳＭ２５２に正常に電源が投入された後、ＧＳＭ２５２内部の内部充電回路２６８が動作を開始し、内部充電回路２６８の動作の開始により、ＧＳＭ２５２は電池２８２の充電をより高速に実行する。たとえば、電池２８２の電位が３．６Ｖ未満のときは、内部充電回路２６８は６００ｍＡを第１区分の充電のための電流値として使用する（手順Ｓ５０８、手順Ｓ５１０）。電池２８２の電位が３．６Ｖと４．２Ｖとの間にあるときには、内部充電回路２６８は９００ｍＡを第２区分の充電のための電流値として使用する（手順Ｓ５１２、手順Ｓ５１４）。電池２８２の電位が４．２Ｖに達した後、内部充電回路２６８は定電圧充電方式の使用に切り替えて電池２８２を充電して（手順Ｓ５１６）、電池２８２が過充電により損傷しないようにする。
【００３１】
図６Ａと６Ｂは、それぞれ、本発明に係わる好ましい実施形態で使用される電位レベルの略図と、手順のフローチャートを模式的に示す。図６Ａでは、本発明は電池の電位を５つの異なるレベルに分け、それらのレベルは、それぞれ、完全充電６０、低残量（Ｃ）６２、残量不足（Ａ）６４、残量不足（Ｂ）６６、完全放電６８となる。本発明の実施形態では、それらのレベルで表される電位については、完全充電６０は現在の電池電位が３．８Ｖよりも高いことを示し、低残量（Ｃ）６２は現在の電池電位が３．８Ｖ〜３．６Ｖにあることを示し、残量不足（Ａ）６４は現在の電池電位が３．６Ｖ〜３．５Ｖにあることを示し、残量不足（Ｂ）６６は現在の電池電位が３．５Ｖ〜３．２Ｖにあることを示し、完全放電６８は現在の電池電位が３．２Ｖ未満にあることを示す。言うまでもなく、電池の電位レベルを分割するための標準を本実施形態に一致させる必要はなく、当業者は適切に分割のための標準を調整することが可能で、前述の数字は例に過ぎず、本発明のために必要な限定条件とはならない。
【００３２】
本発明が提供する電力不足判定方式について、さらに以降に詳述する。理解を深め、説明を円滑に理解するために、図６Ａと図６Ｂを同時に参照されたい。図６Ｂでは、電池２８２は最初に完全充電６０状態にあり（手順Ｓ６０２）、そのときに、デバイス２０のためのすべての動作は正常であると仮定している。デバイス２０が継続して電力を使用して、電池２８２の電位が低残量（Ｃ）６２の範囲に入る（手順Ｓ６０４）と、電源システム２８０は電池残量不足信号を発生するかどうかを決定する（手順Ｓ６０６）。
【００３３】
電池残量不足信号を出力するかどうかを決定するために手順Ｓ６０６で使用される標準を以降でさらに説明する。電池２８２は低残量（Ｃ）６２状態にあり、ＰＤＡ２０２が音声素子２２４を使用しているときやＧＳＭ２５２が電話を使用しているときなどのようにデバイス２０には高い負荷がかかっていると仮定する。ＰＤＡ２０２がより多くの電流を使用するため、電池２８２の電位は、即座に、残量不足（Ｂ）６６の範囲に急激に低下する。したがって、電池２８２の電位が低残量（Ｃ）６２の範囲に入った後、デバイス２０が低負荷の状態（たとえばスリープモード）から高負荷の状態に突然変化する場合に電池２８２の電位が残量不足（Ｂ）６６未満のとき、電源システム２８０は電池残量不足信号を発生する。一方、デバイス２０が低負荷状態のままの場合、電池２８２の電位が残量不足（Ａ）６４未満のときに、電源システム２８０は電池残量不足信号を発生する。言い換えると、電池残量不足信号の発生基準は状態により自動的に調整可能である。
【００３４】
手順Ｓ６０６の後、電池残量不足信号を出力しないことが決定されると、電池２８２は低残量状態のままで、残量不足状態には入らないが、電池残量不足信号を出力することが決定されると、電源システム２８０は電池残量不足信号をＰＤＡ２０２とＧＳＭ２５２に対してそれぞれ出力する。この信号は、電池２８２が電池容量不足の状態に既に入っている（手順Ｓ６０８）ことを示す。現在の電池の電位は、残量不足（Ａ）６４または残量不足（Ｂ）６６のどちらかのレベルにあることに注意が必要である。いったん電源システム２８０が電池残量不足信号を出力すると、電池残量不足信号は電池２８２の電位が低残量（Ｃ）６２よりも高くなるまでは出力されない。ユーザーが引き続き電池２８２を使用する場合、電池２８２の電位が残量不足（Ｂ）６６未満になった後で、電源システム２８０は完全放電のレベルになり、あらゆる動作が不可能になる。
【００３５】
ここで明確にしておかなければならないのは、電池２８２が低負荷状態から高負荷状態に変化するとき、電池電圧が通常急激に低下するため、電池に実際に蓄えられている電気エネルギーが、依然として、正常な動作に必要な電力をまかなうのに十分大きい場合もあるということである。したがって、本発明が提供する電池残量不足判定方式は、電池残量不足の判定のための基準を柔軟に調整することで、低負荷状態から高負荷状態への変化をシステムが検出できないことにより装置の電源が異常に投入されたり切断される状態を回避することできる。
【発明の効果】
【００３６】
要約すれば、本発明の利点は以下のようになる。本発明は２つのシリアルポートを使用して制御信号とデジタルデータをそれぞれ送信することで、１つのシリアルポートを使用して制御信号とデジタルデータを同時に送信するために一般的に考慮され使用される通信プロトコルを簡単にする。さらに、ハードウェアのコストが赤外線システムやＢｌｕｅｔｏｏｔｈシステムに必要なコストよりもはるかに低いばかりでなく、電源管理のための効率的な方式が提供されることで、電力の無駄を排除できる。
【００３７】
本発明は、その特定の実施形態を参照して説明してきたが、当業者にとっては、本発明の趣旨から逸脱することなく、説明した実施形態に対して修正が可能なことは明らかであろう。それに応じて、本発明の範囲は、前述の詳細な説明ではなく、併記の特許請求の範囲により定義されることとなる。
【００３８】
付随する図面は、本発明の理解を深めるために添付されているもので、本明細書に盛り込まれ、本明細書の一部を構成する。図面は、本発明の実施形態を図解し、本発明の記述と併せて本発明の原理を説明するものである。以下の図面が含まれる。
【００３９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる好ましい実施形態による統合インターフェイス回路のブロック図を模式的に示す図。
【図２】本発明に係わるその他の好ましい実施形態による統合インターフェイス回路のブロック図を模式的に示す図。
【図３】本発明が提供する統合インターフェイスの動作方式であって、システムの電源を初回に投入するための動作に関連するその動作方式に含まれる好ましい実施形態による手順のフローチャートを模式的に示す図。
【図４】本発明に係わる好ましい実施形態による統合インターフェイスのための動作方式であって、節電方式に関連するその動作方式に含まれる処理の手順のフローチャートを模式的に示す図。
【図５】本発明に係わる好ましい実施形態による統合インターフェイスのための動作方式であって、充電に関連するその動作方式に含まれる手順のフローチャートを模式的に示す図。
【図６Ａ】本発明に係わる好ましい実施形態で使用される電位レベルの略図を模式的に示す図。
【図６Ｂ】本発明に係わる好ましい実施形態による統合インターフェイスのための動作方式であって、電力不足の判定方式に関連するその動作方式に含まれる手順のフローチャートを模式的に示す図。
【符号の説明】
２０ デバイス
２２ シリアルポート
２４ シリアルポート
６０ 完全充電
６８ 完全放電
１０４ 無線通信システム
１０６ 電源システム
１１０ シリアルポート
１１２ シリアルポート
１２０ 信号線
１２２ アイドル信号線
１２４ 充電信号線
１３０ ＰＤＡ用無線通信システム電源投入信号線
１３２ ＰＤＡ用無線通信システムリセット信号線
１３４ 状態信号線
１３６ ウェークアップ信号線
２０４ プロセッサ
２０８ タッチパネル
２１２ チップ
２１４ チップ
２２０ キーボード
２２２ メモリ
２２４ 音声素子
２２５ 無線通信システム
２３０ 拡張メモリカード
２５２ 無線通信システム
２５４ プロセッサ
２５６ メモリ
２５８ カード
２６０ キーボード
２６２ 振動素子
２６８ 内部充電回路
２７０ 無線通信素子
２８０ 電源システム
２８２ 電池
２８４ 外部充電回路
Claims (8)
- ＰＤＡと無線通信システムとの統合に適した、ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイス用の回路であって、
２つの端子をもち、一方の端子は前記ＰＤＡに電気的に接続され、他方の端子は前記無線通信システムに電気的に接続され、ＰＤＡと無線通信システムとの間の制御信号の送信に使用されることを特徴とする第１のシリアルポートと、
２つの端子をもち、一方の端子は前記ＰＤＡに電気的に接続され、他方の端子は前記無線通信システムに電気的に接続され、ＰＤＡと無線通信システムとの間のデジタルデータの送信に使用されることを特徴とする第２のシリアルポートと、
２つの端子をもち、一方の端子は前記ＰＤＡに電気的に接続され、他方の端子は前記無線通信システムに電気的に接続され、ＰＤＡに無線通信システムの電源を投入させるために使用されることを特徴とするＰＤＡ用無線通信システム電源投入信号線と、
２つの端子をもち、一方の端子は前記ＰＤＡに電気的に接続され、他方の端子は前記無線通信システムに電気的に接続され、ＰＤＡに無線通信システムをリセットさせるために使用されることを特徴とするＰＤＡ用無線通信システムリセット信号線と、
２つの端子をもち、一方の端子は前記ＰＤＡに電気的に接続され、他方の端子は前記無線通信システムに電気的に接続され、ＰＤＡの状態を無線通信システムに対して送信するために使用されることを特徴とするＰＤＡ状態信号線と、
２つの端子をもち、一方の端子は前記ＰＤＡに電気的に接続され、他方の端子は前記無線通信システムに電気的に接続され、無線通信システムの状態をＰＤＡに対して送信するために使用されることを特徴とする無線通信システム状態・ＰＤＡウェークアップ信号線と、
前記ＰＤＡと前記無線通信システムに対してそれぞれ電力を供給し、電力が不足するときにＰＤＡと無線通信システムに対して電力不足信号を出力する電源システムと
を備えた回路。 - ＰＤＡと無線通信システムとの統合に適した、ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイス用の回路であって、
２つの端子をもち、一方の端子は前記ＰＤＡに電気的に接続され、他方の端子は前記無線通信システムに電気的に接続され、ＰＤＡと無線通信システムとの間の制御信号の送信に使用されることを特徴とする第１のシリアルポートと、
２つの端子をもち、一方の端子は前記ＰＤＡに電気的に接続され、他方の端子は前記無線通信システムに電気的に接続され、ＰＤＡと無線通信システムとの間のデジタルデータの送信に使用されることを特徴とする第２のシリアルポートとを備えた回路。 - ＰＤＡと無線通信システムとの統合に適した、ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイス用の動作方式であって、
第１のシリアルポートを使用して前記ＰＤＡと前記無線通信システムとの間で制御信号を送信することと、
第２のシリアルポートを使用して前記ＰＤＡと前記無線通信システムとの間でデジタルデータを送信することこと
を備えた動作方式。 - ＰＤＡと無線通信システムとの統合に適し、初回の装置電源投入に使用され、ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイス用の装置電源投入方式であって、
前記ＰＤＡの電源を投入することと、
前記無線通信システムの状態を確認することと、
無線通信システムの電源がすでに投入されている場合にＰＤＡ用無線通信システムリセット信号線を介して無線通信システムをリセットすること、無線通信システムの電源がまだ投入されていない場合にＰＤＡ用無線通信システム電源投入信号線を介して無線通信システムの電源を投入しＰＤＡ用無線通信システムリセット信号線を介して無線通信システムをリセットすることと、
無線通信システムをリセットしてから所定の第１の期間待った後で、無線通信システムの状態を確認することと、
無線通信システムの状態が正常な場合に、初回の装置電源投入が完了することと、
無線通信システムの状態が異常な場合に、エラーメッセージを表示して外部に無線通信システムの電源の投入が失敗したことを通知することと
を備えた装置電源投入方式。 - ＰＤＡと無線通信システムとの統合に適した、ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイス用の節電方式であって、
前記無線通信システムが待機モードから動作を開始したときに、無線通信システムが無線通信システム状態信号を前記ＰＤＡに対して送信することと、
前記ＰＤＡがスリープ状態のときに、ＰＤＡが前記無線通信システム状態信号を受信した場合に、ＰＤＡがウェークアップし、ＰＤＡ内部の音声素子の入力元が無線通信システムに切り替えられることと、
前記無線通信システムが連続して動作し、前記ＰＤＡが一定期間動作しない場合、ＰＤＡがスリープ状態に切り替えられることと
を備えた節電方式。 - 電源電位を、高い電位から低い電位にかけて、第１の電位、第２の電位、第３の電位に分割する、ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイス用の電力不足判定方式であって、
前記電源に対する負荷が軽く、前記電源電位が第２の電位未満のときに電力不足信号を出力することと、
前記電源に対する負荷が重く、前記電源電位が第３の電位未満のときに前記電力不足信号を出力することと、
前記電力不足信号が出力された後、電源電位が第１の電位以上になった場合に電力不足信号の出力を停止することと、
電源電位が第１の電位と第３の電位の間で、電力不足信号が出力されていないときに、正常動作を維持することと、
電源電位が第３の電位未満のときに完全な放電状態に移行することと
を備えた電力不足判定方式。 - ＰＤＡ、無線通信システム、電池を備え、外部充電ケーブルを介して充電される装置であって、その装置はさらに電池を充電するための外部充電回路を備え、無線通信システムの内部に具わる内部充電回路が電池を充電する装置に適した、ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイス用の電池の充電方式であって、
前記外部充電ケーブルを使用し、前記外部充電回路を介して小電流充電を前記電池に対して実施することと、
前記小電流充電の実施中に前記無線システムの電源を投入することと、
前記無線システムの電源が正常に投入された後、前記電池の電位が第１の所定値に達したときに前記内部充電回路を充電のためにオンにすることと
を備えた充電方式。 - 電源電位を、高い電位から低い電位にかけて、第１の電位と第２の電位に分割し、電力不足信号の生成時点を、電源電位が第１の電位か第２の電位のいずれかの電位未満になる時点に動的に調整する、ＰＤＡと無線通信システムとの統合インターフェイス用の電力不足判定方式。
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