JP2013051475A - 半導体装置、それを用いた無線通信端末、及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の通信端末は、ボードを流用できないという問題がある。
【解決手段】本発明の一態様に係る通信端末は、通信のためのベースバンド処理を行うベースバンドＬＳＩ６０２と、ボコーダ機能を有し、アプリケーションに応じた処理を行うアプリケーションＬＳＩ６０１と、音声データに対して、Ｄ／Ａ変換又はＡ／Ｄ変換を行うオーディオＬＳＩ６１０と、アプリケーションプＬＳＩ６０１に内蔵され、オーディオプロセッサＬＳＩ６１０とベースバンドＬＳＩ６０２との間のデータパスを接続させるスイッチ回路７２５と、を備えるものである。
【選択図】図７

Description

本発明は半導体装置、それを用いた無線通信端末、及び制御方法に関に関する。

近年、ボコーダ（Vocoder）を用いた通信端末が用いられている。例えば、特許文献１では、回線の状況に基づいて異なるレートのボコーダを切り替えて使用している。

特開２０００−１４８５８２号公報

本願の発明者等は、通信端末等に用いられる半導体装置の開発に際し、様々な課題を見出した。本願で開示される各実施の形態は、例えば通信端末等に好適な半導体装置を提供する。さらに詳細な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにされる。

本明細書に開示される一つの態様は半導体装置を含み、当該半導体装置は通信端末においてアプリケーションプロセッサユニットとして用いられる。

本発明により、良質な半導体装置、通信端末、及びその制御方法を提供することができる。

無線通信端末５００の構成例を示す外観図である。 無線通信端末５００の構成例を示す外観図である。 実施の形態１にかかる電子装置６００の構成例を示すブロック図である。 方式１の電子装置の構成を示すブロック図である。 方式２の電子装置の構成を示すブロック図である。 方式１の電子装置のデータフローを示す図である。 方式２の電子装置のデータフローを示す図である。 電子装置に搭載されたアプリケーションＬＳＩの構成例を示すブロック図である。 ベースバンドＬＳＩとアプリケーションＬＳＩとオーディオＬＳＩとの間のデータパスを示す図である。 ベースバンドＬＳＩとアプリケーションＬＳＩとオーディオＬＳＩとの間のデータパスを示す図である。 ベースバンドＬＳＩとアプリケーションＬＳＩとオーディオＬＳＩとの間のデータパスを示す図である。 アプリケーションＬＳＩ６０１におけるデータフローと電源供給を模式的に示す図である。 アプリケーションＬＳＩ６０１におけるデータフローと電源供給を模式的に示す図である。 アプリケーションＬＳＩ６０１におけるデータフローと電源供給を模式的に示す図である。 ミュート回路の構成例を模式的に示す図である。

実施の形態１
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

まず、図１Ａ、及び図１Ｂを参照して、本実施の形態にかかる半導体装置が適用される電子機器として好適な無線通信端末の概要について説明する。図１Ａ及び１Ｂは、無線通信端末５００の構成例を示す外観図である。なお、図１Ａ、１Ｂ及び２の構成例では、無線通信端末５００が折り畳み式の携帯電話端末である場合について示している。しかしながら、無線通信端末５００は、スマートフォン、携帯ゲーム端末、タブレットＰＣ（Personal Computer）、ノートＰＣ等のその他の無線通信端末であってもよい。また、当然のことながら、本実施の形態にかかる半導体装置は、無線通信端末以外に適用することも可能である。

図１Ａは、折り畳み式携帯電話端末としての無線通信端末５００の閉状態（折り畳み状態）を示している。図１Ｂは、無線通信端末５００の開状態を示している。無線通信端末５００は、第１の筐体５０１と第２の筐体５０２がヒンジ５０３を介して連結された構造を有する。図１Ａ及び１Ｂの例では、第１の筐体５０１には複数の操作ボタンが配置されている。一方、第２の筐体５０２は、２つのディスプレイデバイス２０Ａ及び３０Ａと、２つのカメラデバイス２０Ｂ及び３０Ｂを有する。ディスプレイデバイス２０Ａ及び３０Ａは、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、又はＯＬＥＤ（Organic Light-Emitting Diode）ディスプレイ等である。

ディスプレイデバイス２０Ａは、その表示面が第２の筐体５０２の内側の主面（前面）に位置するように配置されている。つまり、ディスプレイデバイス２０Ａは、開状態とされた無線通信端末５００をユーザーが操作する際に当該ユーザーによって視認されるメインディスプレイである。一方、ディスプレイデバイス３０Ａは、その表示面が第２の筐体５０２の外側の主面（背面）に位置するように配置されたサブディスプレイである。

カメラデバイス２０Ｂは、そのレンズユニットが第２の筐体５０２の外側の主面（背面）に位置するように配置されたメインカメラである。一方、カメラデバイス３０Ｂは、そのレンズユニットが第２の筐体５０２の内側の主面（前面）に位置するように配置されたサブカメラである。

続いて、図２を参照して、本発明にかかる半導体装置が搭載される電子装置６００の構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態１にかかる電子装置６００の構成例を示すブロック図である。電子装置６００は、例えば、図１Ａ、１Ｂに示した無線通信端末５００の内部に搭載される。図２に示すように、電子装置６００は、アプリケーションＬＳＩ（Large Scale Integration）６０１、ベースバンドＬＳＩ６０２、ＲＦ（Radio Frequency）サブシステム６０３、バッテリ６０５、パワーＩＣ（Integrated Circuit）６０６、ＬＣＤ６０７、操作入力部６０９、オーディオＬＳＩ６１０、マイク６１１、スピーカ６１２、カードＩＦ（Interface）を含む。これらは、ボード６３０上に実装されている。

アプリケーションＬＳＩ６０１は、メモリ（図２では不図示）に格納されたプログラムを読み出して、電子装置６００の各種機能を実現するための処理を行うプロセッサユニットを有している。例えば、アプリケーションＬＳＩ６０１は、メモリからＯＳ（Operating System）プログラムを実行すると共に、このＯＳプログラムを動作基盤とするアプリケーションプログラムを実行する。なお、メモリは、アプリケーションＬＳＩ６０１により利用されるプログラム及びデータを格納する。また、メモリは、電源が遮断されても記憶したデータを保持する不揮発性メモリと、電源が遮断された場合に記憶したデータがクリアされる揮発性メモリを含む。

ベースバンドＬＳＩ６０２は、ベースバンド処理を行うプロセッサユニットを有している。例えば、ベースバンドＬＳＩ６０２は、電子装置６００が送受信するデータに対して符号化（例えば、畳み込み符号やターボ符号等の誤り訂正符号化）処理又は復号化処理等を実行する。より具体的には、ベースバンドＬＳＩ６０２は、送信データをアプリケーションＬＳＩ６０１から受け取り、受け取った送信データに対して符号化処理を施して、ＲＦサブシステム６０３に送信する。また、ベースバンドＬＳＩ６０２は、ＲＦサブシステム６０３から受信データを受け取り、受け取った受信データに対して復号化処理を施してアプリケーションＬＳＩ６０１に送信する。

ＲＦサブシステム６０３は、電子装置６００が送受信するデータに対する変調処理又は復調処理を行う。より具体的には、ＲＦサブシステム６０３は、ベースバンドＬＳＩ６０２から受け取った送信データを搬送波により変調処理して送信信号を生成し、アンテナを介して送信信号を出力する。また、ＲＦサブシステム６０３は、アンテナを介して受信信号を受信し、受信信号を搬送波により復調処理して受信データを生成し、当該受信データをベースバンドＬＳＩ６０２に送信する。

バッテリ６０５は、電池であり、電子装置６００が外部電源によらずに動作する場合に利用される。なお、電子装置６００は、外部電源が接続されている場合においてもバッテリ６０５の電源を利用してもよい。また、バッテリ６０５としては、二次電池を利用することが好ましい。

パワーＩＣ６０６は、バッテリ６０５又は外部電源から内部電源を生成するパワーマネジメントＩＣである。この内部電源は、電子装置６００の各ブロックに与えられる。このとき、パワーＩＣ６０６は、内部電源の供給を受けるブロック毎に内部電源の電圧を制御する。パワーＩＣ６０６は、アプリケーションＬＳＩ６０１からの指示に基づき内部電源の電圧制御を行う。さらに、パワーＩＣ６０６は、ブロック毎に内部電源の供給と遮断とを制御することもできる。また、パワーＩＣ６０６は、外部電源の供給がある場合、バッテリ６０５への充電制御も行う。

ＬＣＤ６０７は、例えば、表示装置であって、アプリケーションＬＳＩ６０１における処理に従い様々な画像を表示する。ＬＣＤ６０７において表示される画像には、ユーザーが電子装置６００に動作指示を与えるユーザーインタフェース画像、カメラ画像、動画等が表される。もちろん、ＬＣＤ６０７以外の表示装置を用いても良い。

操作入力部６０９は、ユーザーが操作して電子装置６００に操作指示を与えるユーザーインタフェースである。操作入力部６０９としては、キーボタンが例示されるが、タッチパネルであってもよい。オーディオＬＳＩ６１０は、アプリケーションＬＳＩ６０１から送信される音声データをデコードしてスピーカ６１２を駆動すると共に、マイク６１１から得た音声情報をエンコードして音声データを生成し、当該音声データをアプリケーションＬＳＩ６０１に出力するオーディオ処理ユニットである。そのため、オーディオＬＳＩ６１０はＤ／Ａコンバータ、及びＡ／Ｄコンバータを内蔵するプロセッサユニットである。ボード６３０には、上記の構成を接続するための配線が形成されている。

次に、本件出願の発明者の検討により発見されたボコーダシステムにおける問題点について説明する。なお、ボコーダとは通信端末における通話用デコーダー/エンコーダを含む処理の総称にあたる。すなわち、ボコーダとは、音声処理の技術であり、ＡＭＲ等の圧縮データのエンコード処理、ＰＣＭデータのデコード処理を実施するものである。ボコーダは、音声通話、音声ガイダンスの再生、録音に必要となる。ボコーダシステムでは、ボコーダに必要な要素をベースバンドＬＳＩ６０２が実施するＣ−ボコーダシステムが用いられている。さらに、Ｃ−ボコーダシステムには、図３に示すようにボコーダに必要な要素（通話、録音、ガイダンス再生等）をベースバンドＬＳＩ６０２のみで実施する方式（以下、方式１とする）と、図４に示すようにボコーダに必要な要素のうち、一部をベースバンドＬＳＩ６０２で実施する方式（以下、方式２とする）の２つがある。

図３に示す方式１では、ベースバンドＬＳＩ６０２で音声データ処理を全て実施している。具体的には、ＲＦサブシステム６０３が復調した受信データに対して、ベースバンドＬＳＩ６０２は、音声通話に必要なデータ（例えば、ＡＭＲデータ）を抽出して、ＰＣＭデータにデコードする。ベースバンドＬＳＩ６０２は、ＰＣＭデータをオーディオＬＳＩ６１０に出力する。オーディオＬＳＩ６１０は、ＰＣＭデータをアナログ信号に変換することで、スピーカ６１２から音声が再生される（Ｄｏｗｎ Ｌｉｎｋ）。なお、ＡＭＲデータは圧縮データであり、ＰＣＭデータは非圧縮データである。

反対に、マイク６１１で検出した音声のアナログ信号をオーディオＬＳＩ６１０がＡ／Ｄ変換して、ＰＣＭデータを生成する。オーディオＬＳＩ６１０はＰＣＭデータをベースバンドＬＳＩ６０２に出力する。ベースバンドＬＳＩ６０２は、ＰＣＭデータをＡＭＲ等の形式にエンコードして、ＲＦサブシステム６０３が受信できる形式に変換する。例えば、ベースバンドＬＳＩ６０２は、無線通信に必要な情報を付加して、ＲＦサブシステム６０３に出力する。そして、ＲＦサブシステム６０３が、信号を変調して、アンテナからＡｉｒに送出する（Ｕｐ Ｌｉｎｋ）。このようにして、音声通話のための送信処理が行われる。このほか、ベースバンドＬＳＩ６０２は、ＰＣＭデータに対するエフェクト処理の実施と、通信を伴わない、ガイダンスの再生やメモ録音等を行う。

方式１では、図５に示すように、ベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０の間で、音声処理に関するデータ（図５では、ＤＬＤＡＴＡ、ＵＬＤＡＴＡ，ＳＹＮＣ、ＣＬＫであり、以下、音声処理データと称する）が伝送される。なお、図５は、音声処理データのデータフローを模式的に示す図である。従って、ベースバンドＬＳＩ６０２の端子と、オーディオＬＳＩ６１０の端子がボード６３０上の配線を介して直接接続されている。

ところで、アプリケーションＬＳＩ６０１において、ボコーダの要素を実施したいという要求がある。特に、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）においては、アプリケーションＬＳＩ６０１においてボコーダの要素を実施することで、音声向上が見込まれる。この場合、図４に示す方式２のように、ボード６３０上にアプリケーションＬＳＩ６０１が実装された構成となる。方式２のＣ−ボコーダでは、ボコーダの要素の一部（例えば、ガイダンス再生、録音）をアプリケーションＬＳＩ６０１で行い、残り（例えば、音声通話）をベースバンドＬＳＩ６０２で行うような構成とすることができる。なお、ＬＴＥは、標準化団体である３ＧＰＰで規定された通信規格である。

方式２では、図２とは異なり、ボード６３０上にベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０に接続するための配線が形成されている。すなわち、図２では、アプリケーションＬＳＩ６０１からベースバンドＬＳＩ６０２への配線とアプリケーションＬＳＩ６０１からオーディオＬＳＩ６１０への配線が形成されているものの、ベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０とを直接接続する配線が形成されていない構成となっている。これに対し、図４ではベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０を直接接続する配線がボード６３０上に形成されている。

図４に示す方式２における、音声処理データのデータフローを図６に示す。図６は、例えば、ガイダンス再生の場合のデータフローを模式的に示す図である。方式２では、オーディオＬＳＩ６１０が、アプリケーションＬＳＩ６０１、又はベースバンドＬＳＩ６０２に音声処理データを送信する必要が生じる。ガイダンス再生、録音の場合、アプリケーションＬＳＩ６０１がボコードを実施するため、オーディオＬＳＩ６１０からの音声処理データがアプリケーションＬＳＩ６０１に伝送される。一方、音声通話の場合、ベースバンドＬＳＩ６０２がボコードを実施するため、オーディオＬＳＩ６１０からの音声処理データがベースバンドＬＳＩ６０２に直接伝送される。この場合は、図５と同様のデータフローとなる。１つの電子装置６００において、音声処理データがベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０の間で直接伝送されるデータフローと、アプリケーションＬＳＩ６０１での処理を経て伝送されるデータフローとが混在する。

本件出願の発明者は、アプリケーションＬＳＩ６０１がボコーダの要素の一部を実施する場合、ベースバンドＬＳＩ６０２からのデータフローをアプリケーションＬＳＩ６０１からオーディオＬＳＩ６１０に切り替える必要があると考える。すなわち、ベースバンドＬＳＩ６０２からの配線をオーディオＬＳＩ６１０とアプリケーションＬＳＩ６０１に接続し、ボード６３０上にパスの切り替えを行うための実装が必要になる。換言すると、パスの切り替えのため、ベースバンドＬＳＩ６０２とアプリケーションＬＳＩ６０１間のデータフローと、ベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０間のデータフローとを切り替えるスイッチ回路を、ボード上に実装することが考えられる。そして、アプリケーションＬＳＩ６０１のＰｏｒｔからの制御信号によって、データフローを切り替えることができるようになる。アプリケーションＬＳＩ６０１の設計をやり直す必要がなく、容易に生産することができるからである。

さらなる高機能化、高品質化のために、アプリケーションＬＳＩ６０１側で通話における処理の内、ＲＦサブシステム６０３からのパケット分離を除く全てのデジタル処理(ＰＣＭデータへのデコード、ＡＭＲデータへのエンコード処理、ノイズキャンセラ、エコーキャンセラ、ＳＲＣ処理、音質改善等)を実施して、オーディオＬＳＩ６１０に対して、最終音声データの出力を行うＡ−ボコーダが望まれている。特に、ＬＴＥ世代は、音声通話もアプリケーションの一つとして見なされ、ボコーダもアプリケーションの一部として扱われる比重が増すと考えられる。音声通話の品質向上のため、徐々にＣ−ボコーダシステムからＡ−ボコーダシステムへの移行が進むと考えられる。現在はＣ−ボコーダシステムからＡ−ボコーダシステムに移行する過渡期には、Ｃ−ボコーダシステムとＡ−ボコーダシステムの両方が利用されることになると考えられる。すなわち、通信端末メーカや通信端末の機種に応じて、いずれのシステムが採用されるかを決めることになる。

ところで、多種多様な通信端末、特には携帯電話において、ボード６３０を共通化したいという要求がある。すなわち、Ａ−ボコーダとＣ−ボコーダの両方を１ボード上にて、満足する構成が望まれる。しかしながら、Ａ−ボコーダシステムと方式２のＣ−ボコーダシステムでは、ボードを流用して、共通化することが困難となる。例えば、機器の小型化の観点から、ボードの実装率は極限まで高められている。このため、システムに応じては、スイッチ回路を追加実装するスペースを取ることが困難となり、別ボードを用意する必要が生じてしまう。換言すると、Ａ−ボコーダシステムとＣ−ボコーダシステムにおいて、ボードを共通化する場合、Ｃ−ボコーダシステムに必要なスイッチ回路が、Ａ−ボコーダシステムでは不要となり、設計上の制約が厳しくなってしまう。

そこで、本件出願の発明者は、容易にボードを共通化する構成を見出した。以下、この構成について説明する。まず、本実施の形態にかかるアプリケーションＬＳＩ６０１の構成例を図７に示す。

アプリケーションＬＳＩ６０１には、システムＣＰＵ（Central Processing Unit）７０１と、ＳＤＲＡＭ(Synchronous Dynamic Random Access Memory)インターフェース７０２と、マルチメディアブロック７０３と、ＤＭＡＣ（Direct Memory Access Controller）７０４と、メモリ７０５と、カードインターフェース７１１と、タイマー７１２と、シリアルインターフェース７１３と、その他機能ブロック７１４、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）７２１と、ベースバンドＬＳＩ通信用のシリアルインターフェース７２２と、音声データ処理ブロック７２３と、パラレルシリアル変換回路７２４と、スイッチ回路７２５と、を備えている。これらの各構成要素はそれぞれバスを介して接続されている。このアプリケーションＬＳＩ６０１は、Ａ−ボコーダシステム及びＣボコーダシステムのいずれにも利用可能である。

システムＣＰＵ７０１は、アプリケーションＬＳＩ６０１に設けられている各ブロック並びに、図２で示したバッテリ６０５、パワーＩＣ６０６、カメラ部６０８、操作入力部６０９、表示部６０７、オーディオＬＳＩ６１０、マイク６１１、スピーカ６１２等を制御する。すなわち、アプリケーションＬＳＩ６０１は、システム全体の制御を行う。さらに、アプリケーションＬＳＩ６０１は、例えば、動画再生、音楽再生、２Ｄ／３Ｄのグラフィック処理、カメラ、ＳＤカード制御、電源制御、メモリ、入出力、表示等の各種アプリケーションの制御を実行する。これにより、アプリケーションに応じた処理が実行される。

ＳＤＲＡＭインターフェース７０２は、電子装置６００に搭載されるＳＤＲＡＭとのインターフェースとなる。マルチメディアブロック７０３は、マルチメディア機能、例えば、映像再生や音楽再生などを行う。ＤＭＡＣ７０４は、ダイレクトメモリアクセスを制御する。メモリ７０５は、アプリケーションＬＳＩ６０１の動作に必要な制御プログラムや各種設定等を記憶している。

カードインターフェース７１１は、カードとのインターフェースとなる。シリアルインターフェース７１３はシリアル通信におけるインターフェースとなる。ＤＳＰ７２１は、デジタルの音声データに対して所定のデータ処理（ボコード）を行う。例えば、ＤＳＰ７２１は、用途に応じて、ＡＭＲデータをＰＣＭデータに変換する。ＤＳＰ７２１は、変換したＰＣＭデータに対して、サンプリングレート変換、ノイズキャンセル、エコーキャンセル等のエフェクト処理を行う。

ベースバンドＬＳＩ通信用のシリアルインターフェース７２２は、ベースバンドＬＳＩ６０２とのシリアル通信を行うためのインターフェースである。すなわち、シリアルインターフェース７２２は、ベースバンドＬＳＩ６０２へのデータを送信するとともに、ベースバンドＬＳＩ６０２からのデータを受信する。音声データ処理ブロック７２３は、音声データに対して、ミキサー処理、フィルタ処理、ボリューム調整処理等を行う。ＤＳＰ７２１と音声データ処理ブロック７２３がボコーダを行うブロックとなる。パラレルシリアル変換回路７２４はパラレルデータと、シリアルデータの変換処理を行う。

ＴＤＢＧ７２５は、本実施の形態にかかるアプリケーションＬＳＩ６０１の特徴部分の一つであり、スイッチング処理を行うスイッチ回路である。アプリケーションＬＳＩ６０１とベースバンドＬＳＩ６０２との間のデータ伝送は、ＴＤＢＧ７２５を介して行われる。同様に、アプリケーションＬＳＩ６０１とオーディオＬＳＩ６１０との間のデータ伝送は、スイッチ回路７２５を介して行われる。そして、スイッチ回路７２５が、ベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０とに対する接続を切り替える。すなわち、アプリケーションＬＳＩに内蔵されたスイッチ回路７２５が、オーディオＬＳＩ６１０とベースバンドＬＳＩ６０２との間のデータパスを接続させる。

ここで、ベースバンドＬＳＩ６０２とアプリケーションＬＳＩ６０１とオーディオＬＳＩ６１０との間のデータフローについて図８〜図１０を用いて説明する。図８は、全ボコーダ処理をアプリケーションＬＳＩ６０１で行う時のデータフローを示す図である。図９は通話、又は録音を行う時のデータフローを示す図である。図１０は通話を伴わないガイダンス再生時のデータフローを示す図である。また、図８〜図１０は全てＣ−ボコーダシステムを示している。
なお、図８〜図１０において、BBIF2_TXDはアップリンク用データ端子を示し、BBIF2_RXDはダウンリンク用データ端子を示し、BBIF2_SYNCはPCM通信用シンク端子を示し、BBIF2_SCKはPCM通信用ビットクロック端子を示し、FSIBOSLDはダウンリンク用データ端子を示し、FSIBISLDはアップリンク用データ端子を示し、FSIBOLRはPCM通信用シンク端子を示し、FSIBOBTはPCM通信用ビットクロック端子を示している。

図８〜図１０に示すように、アプリケーションＬＳＩ６０１には、スイッチ回路７２５が内蔵されている。スイッチ回路７２５はシステムＣＰＵ７０１から出力されるＧＰＩＯによって制御される。すなわち、システムＣＰＵ７０１から出力されるＧＰＩＯが、スイッチ回路７２５のスイッチ動作を切り替える制御信号となる。

全てのボコーダ処理をアプリケーションＬＳＩ６０１が行う場合、図８に示すように、ベースバンドＬＳＩ６０２からの音声データ（例えば、ＡＭＲデータ）がスイッチ回路７２５を介して、シリアルインターフェース７２２に伝送される。そして、シリアルインターフェース７２２に入力された音声データを、アプリケーションＬＳＩ６０１のＤＳＰ７２１がデコードする。そして、デコードされた音声データ（例えば、ＰＣＭデータ）が、オーディオＬＳＩ６１０に出力される。オーディオＬＳＩ６１０は、入力された音声データをＤ／Ａ変換して、スピーカ６１２に出力する。

また、マイク６１１で検出された音声は、オーディオＬＳＩ６１０によってデジタル信号（例えば、ＰＣＭデータ）に変換される。そして、オーディオＬＳＩ６１０からの音声データは、アプリケーションＬＳＩ６０１に入力される。アプリケーションＬＳＩ６０１のＤＳＰ７２１等は、入力された音声データに対してデコード及びエフェクト処理等を行う。そして、デコードされた音声データは、スイッチ回路７２５を介してベースバンドＬＳＩ６０２に出力される。このように、ベースバンドＬＳＩ６０２でボコーダが実施されない場合、ベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０との間でデータの送受信が行われないように、スイッチ回路７２５が動作する。これにより、ベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０の間のデータパスが遮断される。従って、アプリケーションＬＳＩ６０１の処理を経由して、ベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０の間のデータが送受信される。

通話、又は録音を行う場合、図９に示すように、オーディオＬＳＩ６１０からのデジタルデータは、ベースバンドＬＳＩ６０２及びアプリケーションＬＳＩ６０１に送出される。アプリケーションＬＳＩ６０１では録音に必要なボコーダ処理がなされる。具体的には、オーディオＬＳＩ６１０から入力された音声データをＤＳＰ７２１がデコードする。アプリケーションＬＳＩ６０１は、デコードした音声データをＳＤＲＡＭやＮＯＲフラッシュのメモリ７０５に記憶する。一方、通話を行う場合、オーディオＬＳＩ６１０からの音声データは、ベースバンドＬＳＩ６０２でエンコードされる。すなわち、ベースバンドＬＳＩ６０２では通話に必要なボコーダ処理がなされる。ベースバンドＬＳＩ６０２からの音声データがＲＦサブシステム６０３に送出されて、通話が行われる。また、ＲＦサブシステム６０３で受信された音声データが、ベースバンドＬＳＩ６０２でデコードされる。ベースバンドＬＳＩ６０２でデコードされた音声データが、オーディオＬＳＩ６１０に送出される。オーディオＬＳＩ６１０は、音声データをＤ／Ａ変換して、スピーカ６１２に出力する。スピーカ６１２が音声を再生する。

また、留守番電話メッセージ等のガイダンスを再生する場合、図１０に示すように、アプリケーションＬＳＩ６０１から出力される音声データがベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０に入力される。そして、ベースバンドＬＳＩ６０２がボコーダを実施して、音声データをエンコードする。ベースバンドＬＳＩ６０２から出力される音声データは、アプリケーションＬＳＩ６０１に入力される。オーディオＬＳＩ６１０から出力されるデータは、アプリケーションＬＳＩ６０１に入力される。このように、Ｃ−ボコーダ実施時には、使用する機能に応じて、ベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０との間でデータが送受信されるように、スイッチ回路７２５が動作する。

このように、ボコーダ処理をベースバンドＬＳＩ６０２で実施する場合、図９、図１０に示したように、スイッチ回路７２５は、ベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０の間でデータの送受信が行われるように、スイッチ回路７２５がデータパスを切り替える。この状態では、ベースバンドＬＳＩ６０２から出力されたデータは、スイッチ回路７２５を介して、そのままオーディオＬＳＩ６１０に送出され、オーディオＬＳＩ６１０から出力されたデータは、スイッチ回路７２５を介して、そのままベースバンドＬＳＩ６０２に送出される。

一方、アプリケーションＬＳＩ６０１で全てのボコーダ処理を行う場合、図８に示したように、ベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０との間でデータの送受信が行われないよう、スイッチ回路７２５がデータパスを切り替える。この場合、ベースバンドＬＳＩ６０２からアプリケーションＬＳＩ６０１に出力されたデータは、ＤＳＰ７２１や音声データ処理ブロック７２３によりボコーダ処理された後、オーディオＬＳＩ６１０に出力される。また、オーディオＬＳＩ６１０からアプリケーションＬＳＩ６０１に出力されたデータは、ＤＳＰ７２１や音声データ処理ブロック７２３によりボコーダ処理された後、ベースバンドＬＳＩ６０２に出力される。

このように、データパスを切り替えるスイッチ回路７２５をアプリケーションＬＳＩ６０１内に設けている。このようにすることで、Ａ−ボコーダシステムとＣ−ボコーダシステムの間でボード６３０の流用が可能になる。すなわち、いずれのシステムにおいても、同じボード６３０上にアプリケーションＬＳＩ６０１を実装すればよい。例えば、データパスの切り替えが必要な方式２のＣ−ボコーダシステムにアプリケーションＬＳＩ６０１を実装する場合、図８〜図１０に示したように、シーンに応じてスイッチングを行う。

アプリケーションＬＳＩ６０１のみがボコードを実行する場合、スイッチ回路７２５が、オーディオＬＳＩ６１０とベースバンドＬＳＩ６０２との間のデータパスを遮断し、ベースバンドＬＳＩ６０２がボコードを実行する場合、スイッチ回路７２５が、オーディオＬＳＩ６１０とベースバンドＬＳＩ６０２との間のデータパスを接続させる。実行するボコードの要素に応じて、データパスを切り替えるようスイッチ回路７２５が動作する。スイッチ回路７２５の動作は、システムＣＰＵ７０１から出力されるＧＰＩＯによって制御される。

一方、Ａ−ボコーダシステムにアプリケーションＬＳＩ６０１を実装する場合、ベースバンドＬＳＩ６０２がボコーダを実行することがないため、常時、ベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０を切り離した状態とすればよい。すなわち、アプリケーションＬＳＩ６０１をＡ−ボコーダシステムに搭載する場合、スイッチ回路７２５は、オーディオＬＳＩ６１０とベースバンドＬＳＩ６０２との間のデータパスを常時切断した状態とする。この場合、図８に示されたデータパスと同様になる。

このようにすれば、ボード６３０にデータパスを切り替える論理回路を実装する必要がなくなる。このため、ボード６３０を共通化して、流用することが可能になる。すなわち、Ａ−ボコーダとＣ−ボコーダとで異なるボード６３０を新規に設計するよう必要がなくなる。さらに、ボード６３０の実装部品点数を低減することができ、製造コストの低減、及び小型化を実現することができる。

さらに、携帯電話の機種によって、異なるベースバンドＬＳＩ６０２が用いられ、ベースバンドＬＳＩ６０２で実施するボコーダの要素が異なっている可能性もある。使用されるベースバンドＬＳＩ６０２に応じて異なる制御が必要となるため、スイッチ回路の流用も困難となる。しかしながら、本実施の形態のように、アプリケーションＬＳＩ６０１内にスイッチ回路７２５を内蔵することで、ボード６３０を共通化することができる。

特に、Ｃ−ボコーダからＡボコーダの過渡期において望まれるボード６０３の共通化を満足することができる。また、携帯電話の機種によっては、アプリケーションＬＳＩ６０１とベースバンドＬＳＩ６０２を別の半導体装置製造メーカで製造することがある。この場合、オーディオＬＳＩ６１０の製造メーカとしては、どのようなベースバンドＬＳＩ６０２を用いた機種に対しても利用できるアプリケーションＬＳＩ６０１を製造することが望まれる。ベースバンドＬＳＩ６０２においてボコーダを実施する場合、ノイズキャンセルやエコーキャンセル等のパラメータについては、ノウハウとなっており、ベースバンドＬＳＩ６０２の製造メーカや携帯電話の製造メーカは、開示したくないという要求がある。このような場合でも、本実施の形態にかかるアプリケーションＬＳＩ６０１を用いることで、ベースバンドＬＳＩ６０２を設計変更することなく用いることができる。すなわち、様々なベースバンドＬＳＩ６０２の機種によらず、ボード６３０とアプリケーションＬＳＩ６０１を流用することができるため、より利便性を向上することができる。

さらに、アプリケーションＬＳＩ６０１がボコードを実行するため、音声品質を向上することができる。すなわち、ベースバンドＬＳＩ６０２よりも処理能力が高いアプリケーションＬＳＩ６０１がボコードを行うため、高負荷な処理が可能となり、ノイズやエコーをより効果的に除去することができる。よって、音声品質を向上することができる。例えば、ハイエンド向けの携帯電話の場合、より高負荷な処理を行う必要がある。この場合、処理能力の高いアプリケーションＬＳＩ６０１に処理を実行させることができる。また、ローエンド向けの携帯電話の場合、負荷が高くないため、一部のボコーダをベースバンドＬＳＩ６０２で行うようにしても良い。

さらに、処理に応じて、一部のブロックの電源供給を停止することで、消費電力を低減することができる。この点について、以下に図１１〜図１３を用いて説明する。図１１〜図１３は、アプリケーションＬＳＩ６０１内でのデータフローを模式的に示す図であり、電源供給されるブロックが点線で囲まれている。換言すると、点線の枠の外側の各ブロックに対しては、電源供給を停止している。

Ｃ−ボコーダシステムにおいて、ベースバンドＬＳＩ６０２のみがボコードを行う場合、図１１に示すようにスイッチ回路７２５のみに電源供給を行うようにすればよい。すなわち、アプリケーションＬＳＩ６０１で処理が行われないため、アプリケーションＬＳＩ６０１のほとんどのブロックに対する電源供給を停止することができる。よって、消費電力を低減することができる。この場合、ベースバンドＬＳＩ６０２でＰＣＭデータが生成される。そして、ＰＣＭデータがアプリケーションＬＳＩ６０１に内蔵されたスイッチ回路７２５を経由して、ベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０との間で送受信される。もちろん、ベースバンドＬＳＩ６０２でＰＣＭデータの加工（ノイズキャンセル等）を行っても良い。

一方、アプリケーションＬＳＩ６０１がボコードを行う時は、処理に必要なブロックにのみ電源を供給すればよい。例えば、図１２に示すように、点線で囲まれる領域のみ電源供給を行うようにする。図１２では、Ｃ−ボコーダシステムに搭載されたアプリケーションＬＳＩ６０１がエフェクト処理を行っている例を示している。こうすることで、アプリケーションＬＳＩ６０１内の一部のブロックの電源供給を停止することができるため、消費電力を低減することができる。具体的には、ＤＳＰ７２１、シリアルインターフェース７２２、音声データ処理ブロック７２３、パラレルシリアル変換回路７２４、スイッチ回路７２５に電源を供給し、システムＣＰＵ７０１等のその他のブロックには電源供給を停止している。こうすることで、消費電力を低減することができる。

なお、図１２では、ベースバンドＬＳＩ６０２が音声データをデコードして、ＰＣＭデータに変換する。このときスイッチ回路７２５は、ベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０のデータパスを遮断している。アプリケーションＬＳＩ６０１は、ベースバンドＬＳＩ６０２に対してデータを送受信している。シリアルインターフェース７２２は、ベースバンドＬＳＩ６０２へのデータ送信、及びベースバンドＬＳＩ６０２からのデータ受信のインターフェースとなっている。ベースバンドＬＳＩ６０２が、ＡＭＲデータをＰＣＭデータに変換する。そして、アプリケーションＬＳＩ６０１のＤＳＰ７２１がＰＣＭデータを加工する。ＤＳＰ７２１は、例えば、サンプリングレート変換、ノイズキャンセル、エコーキャンセル等を行う。エフェクト処理が行われた音声データは、スイッチ回路７２５を介してオーディオＬＳＩ６１０に出力される。

反対に、オーディオＬＳＩ６１０からのＰＣＭデータは、アプリケーションＬＳＩ６０１に出力される。アプリケーションＬＳＩ６０１のＤＳＰ７２１は、ＰＣＭデータを加工する。加工されたＰＣＭデータは、シリアルインターフェース７２２をインターフェースとして、ベースバンドＬＳＩ６０２に出力される。そして、ベースバンドＬＳＩ６０２がＰＣＭデータをエンコードする。

図１３は、Ａ−ボコーダシステムに搭載されたアプリケーションＬＳＩ６０１のデータフローを示す図である。Ａ−ボコーダシステムでは、アプリケーションＬＳＩ６０１でボコードの全要素が実施されるため、ベースバンドＬＳＩ６０２でボコードが実施されない。従って、ベースバンドＬＳＩ６０２はエンコードされたままの音声データ（以下、ＡＭＲデータ）をアプリケーションＬＳＩ６０１に出力する。このときスイッチ回路７２５は、ベースバンドＬＳＩ６０２とオーディオＬＳＩ６１０のデータパスを遮断している。シリアルインターフェース７２２は、ベースバンドＬＳＩ６０２へのデータ送信、及びベースバンドＬＳＩ６０２からのデータ受信のインターフェースとなっている。

そして、アプリケーションＬＳＩ６０１のＤＳＰ７２１がＡＭＲデータをＰＣＭデータにデコードする。さらに、ＤＳＰ７２１がＰＣＭデータの加工、例えばサンプリングレート変換、ノイズキャンセル等のボコードを実施する。そして、アプリケーションＬＳＩ６０１は、スイッチ回路７２５を介して、音声データをオーディオＬＳＩ６１０に出力する。

図１２、図１３では、点線で囲まれたブロックのみに電源供給している。すなわち、ボコードに無関係のブロックについては電源供給を停止する。このように、実施するボコードに応じて、一部の電源供給を停止している。すなわち、データパスの接続状況に応じて、アプリケーションＬＳＩ６０１の一部に対する電源供給を停止する。こうすることで、処理に必要なブロックのみ動作させることができるため、消費電力を低減することができる。例えば、ボコーダを実行する場合、ボコーダに不要なブロックに対する電源供給を停止することで、消費電力を低減することができる。
スイッチ回路７２５の切り替え時には、システムＣＰＵ７０１をオンの状態として、システムＣＰＵ７０１がスイッチ回路７２５の切り替え処理を実施する。切り替え処理が終わった後に、システムＣＰＵ７０１に対する電源供給が停止される。再度、切り替えが必要な場合は、システムＣＰＵへの電源供給が再開した後、システムＣＰＵ７０１がスイッチの切り替え処理を実施する。

さらに、アプリケーションＬＳＩ６０１に制御を集約させているため。簡易にパスを切り替えることができる。また、パス切り替えに伴うノイズが乗らないようにするため、アプリケーションＬＳＩ６０１にミュート機能を持たせることも可能である。図１４に、アプリケーションＬＳＩ６０１に搭載されるミュート回路の構成例を示す。ミュート回路は、分周回路８０１、シフトレジスタ８０２、シフトレジスタ８０３、及びセレクタ８０４を備えており、アプリケーションＬＳＩ６０１内部に搭載される。

例えば、分周回路８０１は、所定の周波数（８ＫＨｚ）のＳＹＮＣ信号を生成する。このＳＹＮＣ信号に同期して、シフトレジスタ８０２、８０３が音声データを下位ビットにシフトとさせる。例えば、１６ビットの音声データの場合、上位ビットのみ人の耳に聞こえ、下位ビットは聞こえない。よって、音声データを下位ビットにシフトすることで、ミュート機能を実現することができる。
音声通話中に図１２にあるように、出力Ａのデータを出力Ｂのデータに切り替えたとすると、ノイズが発生する。本ノイズを軽減するために、データ切り替え前後において、出力Ａ、及び出力Ｂのデータを一旦ミュートし、セレクタ８０４が無音の状態にてデータの切り替えを実施する。データの切り替え後、元の音声レベルまで音量を引き上げる処理を、シフトレジスタ８０２、８０３を用い、実装している。

ミュート回路は、スイッチ回路７２５におけるスイッチ切り替えの際に動作する。システムＣＰＵ７０１が、スイッチ回路７２５の切り替えタイミングに応じて、スピーカ６１２から再生される音声をミュートする。例えば、アプリケーションＬＳＩ６０１においてスイッチ切り替えが行われている期間に、音声が再生されないようにして、スイッチ切り替えが完了したらミュートを解除するように制御する。ミュート機能の制御は、スイッチ回路７２５を切り替えるＧＰＩＯと同様に、システムＣＰＵ７０１から出力される制御信号によって行われる。

このようにすることで、簡易的な構成で、効果的のノイズを除去することができる。さらに、スイッチングを行うスイッチ回路７２５をアプリケーションＬＳＩ６０１に内蔵させるとともに、ミュート回路をアプリケーションＬＳＩ６０１に搭載することで、簡便に制御することができるようになる。すなわち、アプリケーションＬＳＩ６０１からベースバンドＬＳＩ６０２へミュートを制御する信号を出力させることが不要となるため、アプリケーションＬＳＩ６０１内部で簡便に制御することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

５００ 無線通信端末
５０１ 筺体
５０２ 筐体
５０３ ヒンジ
６００ 電子装置
６０１ アプリケーションＬＳＩ
６０２ ベースバンドＬＳＩ
６０３ ＲＦサブシステム
６０５ バッテリ
６０６ パワーＩＣ
６０７ 表示部
６０８ カメラ部
６０９ 操作入力部
６１０ オーディオＬＳＩ
６１１ マイク
６１２ スピーカ
６３０ ボード
７０１ システムＣＰＵ
７０２ ＳＤＲＡＭインターフェース、
７０３ マルチメディアブロック
７０４ ＤＭＡＣ
７０５ メモリ７０５
７１１ カードインターフェース、
７１２ タイマー
７１３ シリアルインターフェース
７１４ その他機能ブロック
７２１ ＤＳＰ
７２２ シリアルインターフェース
７２３ 音声データ処理ブロック
７２４ パラレルシリアル変換回路
７２５ スイッチ回路
８０１ 分周回路
８０２ シフトレジスタ
８０３ シフトレジスタ
８０４ セレクタ

Claims (12)

1. 通信のためのベースバンド処理を行うベースバンドプロセッサユニットと、
   ボコーダ機能を有し、アプリケーションに応じた処理を行うアプリケーションプロセッサユニットと、
   音声データに対して、Ｄ／Ａ変換又はＡ／Ｄ変換を行うオーディオ処理ユニットと、
   前記アプリケーションプロセッサユニットに内蔵され、前記オーディオプロセッサユニットと前記ベースバンドプロセッサユニットとの間のデータパスを接続させるスイッチ回路と、を備える通信端末。
2. 前記アプリケーションプロセッサユニットのみがボコードを実行する場合、前記スイッチ回路が、前記オーディオプロセッサユニットと前記ベースバンドプロセッサユニットとの間のデータパスを遮断し、
   前記ベースバンドプロセッサユニットがボコードを実行する場合、前記スイッチ回路が、前記オーディオプロセッサユニットと前記ベースバンドプロセッサユニットとの間のデータパスを接続させる請求項１に記載の通信端末。
3. 前記データパスの接続状況に応じて、前記アプリケーションプロセッサ内の一部に対する電源供給が停止されることを特徴とする請求項１、又は２に記載の通信端末。
4. 前記オーディオ処理ユニットでＤ／Ａ変換された音声データを再生するスピーカをさらに備え、
   前記アプリケーションプロセッサユニットが、前記スイッチ回路の切り替えタイミングに応じて、前記スピーカから再生される音声をミュートすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信端末。
5. 通信のためのベースバンド処理を行うベースバンドプロセッサユニットと、音声データに対するＤ／Ａ変換又はＡ／Ｄ変換を行うオーディオ処理ユニットと、が実装された通信端末に搭載される半導体装置であって、
   前記オーディオ処理ユニットからの音声データに対してボコーダを実施するプロセッサと、
   前記オーディオプロセッサユニットと前記ベースバンドプロセッサユニットとの間のデータパスを接続させるスイッチ回路と、を備える半導体装置。
6. 前記半導体装置のみがボコードを実行する場合、前記オーディオプロセッサユニットと前記ベースバンドプロセッサユニットとの間のデータパスを遮断し、前記ベースバンドプロセッサユニットがボコードを実行する場合、前記オーディオプロセッサユニットと前記ベースバンドプロセッサユニットとの間のデータパスを接続するように、前記スイッチ回路が制御される請求項５に記載の半導体装置。
7. 前記データパスの接続状況に応じて、一部のブロックに対する電源供給が停止されることを特徴とする請求項５、又は６に記載の半導体装置。
8. 前記スイッチ回路の切り替えタイミングに応じて、再生される音声をミュートするように制御することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
9. 通信のためのベースバンド処理を行うベースバンドプロセッサユニットと、
   ボコーダ機能を有し、アプリケーションに応じた処理を行うアプリケーションプロセッサユニットと、
   音声データに対して、Ｄ／Ａ変換又はＡ／Ｄ変換を行うオーディオ処理ユニットと、を有する通信端末の制御方法であって、
   前記ベースバンドプロセッサユニットでボコードを実施する場合、前記オーディオプロセッサユニットと前記ベースバンドプロセッサユニットとの間のデータパスを接続させ、
   前記ベースバンドプロセッサユニットでボコードを実施する通信端末の制御方法。
10. 前記アプリケーションプロセッサユニットのみがボコードを実行する場合、前記スイッチ回路が、前記オーディオプロセッサユニットと前記ベースバンドプロセッサユニットとの間のデータパスを遮断し、
    前記ベースバンドプロセッサユニットがボコードを実行する場合、前記スイッチ回路が、前記オーディオプロセッサユニットと前記ベースバンドプロセッサユニットとの間のデータパスを接続させる請求項９に記載の通信端末の制御方法。
11. 前記データパスの接続状況に応じて、一部のブロックに対する電源供給が停止されることを特徴とする請求項９、又は１０に記載の通信端末の制御方法。
12. 前記アプリケーションプロセッサユニットが、前記スイッチ回路の切り替えタイミングに応じて、再生される音声をミュートするように制御することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の通信端末の制御方法。

Images