JP4307268B2 - 制御回路 - Google Patents

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Description

2002年4月12日に出願された米国仮特許出願60/371,983から優先権を主張する。本発明は、テレビ・セットトップボックスの制御回路に関するものであり、特にフィードバック制御回路に関するものである。
高速パケット伝送を達成するためには、ギガビット・レートの送受信チップセット(トランシーバ)が使用されなければならない。1つのそのようなトランシーバは、米国カリフォルニア州Palo Altoに本社のあるHewlett Packard会社により販売されている装置であり、そのHewlett Packard会社はHDMP−1022送信機と表される送信機と、HDMP−1024受信機と表される受信機とを製造販売している。HDMP−1022送信機と、HDMP−1024受信機のチップセットは、1996年8月の日付でHewlett Packardにより配布されたPreliminary Technical Data sheetの40ページに詳細に記載されており、現在ではインターネット・ウェブサイトで利用可能である。このデータシートは、HDMP−1022送信機とHDMP−1024受信機が、送受信G−LINKシリアルインタフェース動作を提供するために、如何にギガビット又はG−LINK(商標)コントローラとして利用され得るかを示している。本発明のG−LINKは改良G−LINK IIである。
G−LINKコントローラの適用が図1に示されており、それはセットトップボックスで使用され得る。図面において、G−LINK回路10は、UART12に信号パスを提供し、G−LINKシリアルポート14への通信及びG−LINKシリアルポート14からの通信を全二重から半二重に変換する制御するような複数の目的で従来のユニバーサル非同期送受信機(UART)回路12をG−LINKシリアルポート14に結合するためのシリアルインタフェース回路として機能する。更に、G−LINKシリアルポート14がIRブラスター(blaster)(図示なし)を駆動するために、G−LINK回路10は、データ線21を介してIRブラスター源20から受信した赤外線(IR)信号を中継することがある。
図1の全ての構成要素は、オペレーティングシステム(図示なし)により制御可能であり、UART12はCOMポートとして定められる。従って、UART12が信号を受信すると、それはオペレーティングシステムにより処理される割込み信号を作る。システムの構成がテストされる構成テストモードのような1つの動作モードでは、G−LINK回路10はG−LINKシリアルポート14からUART12にテスト信号を転送する。この動作モードでは、UART12はテスト信号を受信して、それに応じて割込みを生成する。しかし、ユーザがシステムの使用と機能について訓練を受けるデモンストレーションモードのようなその他の動作モードでは、G−LINK回路10はUART12から受信した信号をUART12に不要に返信する。この不要なフィードバックは、UART12がオペレーティングシステムにより行われる不要な割込みを生成することを引き起こす。この不要な割込みの処理は、セットトップボックスの性能を低下させることがある。従って、G−LINK回路とUART12との通信を制御する必要がある。
本発明の原理によると、デジタル制御回路(DCC)は、第2の回路(G−LINK回路等)から入出力装置(ユニバーサル非同期送受信機(UART)等)に送信された信号を有効/無効にする。信号を入出力装置に送信することに加えて、第2の回路はまた、入出力装置から送信された信号を受信する。DCCは、入出力装置により第2の回路に送信された信号に従って、第2の回路から送信された信号を制御することがある。例えば、入出力装置が第2の回路に信号を送信しているときに、DCCは第2の回路から入出力装置に送信される信号を抑制する。このように、入出力装置は、第2の装置から信号を受信せず、それにより中央制御装置(CPU)に対して割込みを生成しない。
一実施例では、第2の回路はG−LINKポートに結合された双方向線を有するG−LINK回路であり、入出力装置はUARTである。特定の動作モードでG−LINKポートが短絡すると、DCCはG−LINK回路からUARTへの信号送信を抑制する。その他の動作モードでは、DCCはUARTの出力の状態を監視し、UART送信の間に、DCCはUARTの受信線で高状態に設定し、入力信号のないことを示し、それにより不要又は不当な割込みがG−LINK回路から生じる信号によって生成されることを抑制する。更にその他の動作モードでは、DCCにより、信号の自由な流れがG−LINKからUARTに送信されることが可能になる。従って、DCCにより、必要に応じてG−LINK信号がUARTにフィードバックされることが可能になる。
本発明の教示は、添付図面とともに以下の詳細な説明を検討することにより、容易に理解され得る。
理解を容易にするため、図面に共通の同一の要素を示すために、可能な場合には同一の参照番号が使用されている。
図2は、本発明の原理による例示的な回路構成を示したものである。G−LINK回路10は、例えばUART12に信号パスを提供し、G−LINKシリアルポート14への通信及びG−LINKシリアルポート14からの通信を全二重から半二重に変換する制御を提供するような、又は更なる設計の改善のため、若しくはトラブルシューティングのため、UART12からG−LINKシリアルポート14に直接信号パスを提供するような複数の目的で、従来のユニバーサル非同期送受信機(UART)回路12(例えば米国カリフォルニア州Mountain Viewに本社のあるTeraLogic Inc.により製造されたTL811集積回路の一部)をG−LINKシリアルポート14に結合するためのシリアルインタフェース回路として機能する。デジタル制御回路(DCC)22は、GLNK_Tx16(UART12の出力線又はG−LINK回路10の入力線)に存在する動きと後述の他の要因に従って、G−LINK回路10からUART12に送信された信号を制御するため、G−LINK回路10の出力線(GLNK_Rx18)とUART12の受信(入力)線(UART_Rx23)との間に配置される。
更に、この構成は、図2に示される通り、G−LINK回路10に結合されたIRブラスターデータ線21を介したIRブラスター源20に応じて、G−LINKシリアルポート14が赤外線(IR)ブラスター(図示なし)を駆動するために使用される。IRブラスターは、IR信号により遠隔で制御可能な外部装置(例えば、VCRテレビ受信機、DVDプレイヤ等)を制御するために、セットトップボックスの外部に配置された赤外線発光ダイオード(LED)である。そのような目的のIRブラスターの使用は、当業者に既知である。IRブラスター源20は、結合プログラム可能論理回路(CPLD)(図示なし)により駆動され、以下に更に説明される。
図2の回路構成はまた、ページング(paging)サービスプロバイダとの接続を確立する外部ページャ・モジュールを制御するために、ページング制御コマンドがG−LINK回路14を介してUART12からG−LINKシリアルポートに送信され得るように使用され得る。この回路構成は、米国インディアナ州IndianapolisのThomson Inc.により提供されるATC311高精細度テレビで使用されている。
本発明は、テレビ受信機(図示なし)のセットトップボックス(図示なし)での使用に特に適している。本発明を理解するために必要なセットトップボックス及び/又はテレビ受信機の一部のみが、更に以下に説明される。例えば、セットトップボックスは、オペレーティングシステム(この場合は米国Redmond Washingtonに本社のあるMicrosoft Corp.の製品であるWindows CE(商標))と、中央制御装置(CPU)(図示なし)とを有し、その双方が後述のようにUART12とG−LINK回路10とDCC22を制御する。UART12が信号を受信すると、UART12は割込み信号を作り、その割込み信号は、オペレーティングシステムが割込みを処理するために割込みハンドラ(interrupt handler)にジャンプすることを通常必要とする。ユニバーサル同期/非同期送受信機(USART)のような他の入出力装置又は送受信装置も同様に、この回路構成で使用されることがある。
図2の回路構成は、いくつかの動作モードで動作する。構成テストの動作モードでは、DCC22により、G−LINK回路10から送信された全ての信号が、UART12に配信されることが可能になる。デモンストレーションモードでは、DCC22により、G−LINK回路10からUART12に信号が送信できなくなる。G−LINKシリアルポート14が短絡したことをオペレーティングシステムが検出するまで(セットトップボックスがデモンストレーションモードになることをユーザが希望することについてのユーザからの指示)、オペレーティングシステムはセットトップボックスをデモンストレーションモードにするべきではない。G−LINKシリアルポート14が短絡すると、G−LINK回路10は一般的にUART12から受信した如何なる信号をも戻す。従って、G−LINKシリアルポートが短絡しているか否かを検出するために、オペレーティングシステムはセットトップボックスを構成テストモードにし、UART12を通じてG−LINK回路10にテスト信号を送信し、UART12からテスト信号が戻るか否かを調べるために待つことがある。テスト信号が戻ると、オペレーティングシステムは、G−LINKシリアルポートが短絡しており、セットトップボックスをデモンストレーションモードにするように続行してもよいことを決定する。G−LINKシリアルポート14の短絡は、プラグをショートさせ、それによってデータ信号線をアースにショートさせることにより、達成され得る。
G−LINKシリアルポート14が短絡していないときは、セットトップボックスはデフォルトモードで通常は動作しており、そのデフォルトモードでは、テスト装置を使用することによるテスターがUART12からG−LINKシリアルポート14にデバッグメッセージを送信することができる。デフォルトの動作モードでは、G−LINK回路10はUART12から受信した信号を返送するが、これは不要である。この返送された信号により生成される割込みを除去又はマスクするために、DCC22は、UART出力線GLNK_Tx16の状態を監視し、UART12の送信の間に、UART受信線UART_Rx23が高状態に設定し、信号が受信されていないことをUART12に指示し、G−LINK回路10から生じる信号をブロックする。
G−LINKシリアルポート14が短絡していないとき、オペレーティングシステムはまた、セットトップボックスをIRブラスターモードにすることがある。このモードでは、一般的にG−LINK回路10はUART12に信号を送信する。その信号は不要である。従って、DCC22は、GLINK−Rx18を介してG−LINK回路10からUART12に送信された信号を無効にし、この場合も不要な割込みを除去する。
DCCハードウェアロジックと制御レジスタが、図3Aに示されている。図3Bの表は、各制御レジスタの設定とデータ入力との対応についてのDCC22の論理行動を示している。図3Aと3Bでは、GLNK_RxとGLNK_TxとUART_Rxが、それぞれGLNK_Rx18とGLNK_Tx16とUART_Rx23の論理(信号)状態を表している。図3Aは、DCCが5つの装置U1からU5を有することを示している。U1 24はラッチのような連続クロックのフリップフロップ機能であり、U2 26とU3 28は一般的な低レベル論理ゲートを有し、U4 30とU5 32は一般的な信号マルチプレクサである。DCC22はUART_Rxを作るために以下の入力:GLNK_Txと、GLNK_Rxと、レジスタ4のビット3と、レジスタ6のビット2と、レジスタ6のビット4とを受ける。レジスタ4と6は結合プログラム可能論理回路(CPLD)(図示なし)に含まれ、オペレーティングシステムにより設定される。以下の説明では、1(高)の論理値は、信号が送信されないことを一般的に意味する。例えば、GLNK_Txが1の論理値を有する場合、GLNK_Tx16の線が未使用である(すなわち送受信していない)ことを一般的に意味する。
U4 30とU5 32のマルチプレクサは、3つのシステムレベルの動作モードをG−LINK回路10に提供する。最も簡単なモードはデモンストレーションモード(図3Bの設定番号5又はモード3)であり、U5 32の出力が論理的に高レベルである(UART_Rxが1の論理値を有する、すなわち、UART_Rx23線が未使用であり、UART12が全く信号を受信していない)。図3Bの表に示される通り、レジスタ6のビット4が論理レベル1に設定されて、U5 32がCPLDから制御信号を有すると、このモードが起動する。
レジスタ6のビット4が論理的に低レベルに設定されると、DCC22はその他の2つのモードのうちの1つ、又は設定番号1−4のうちの1つで動作する。U5 32の出力は、図3BによりU4 30の出力に直接的に依存する。U4マルチプレクサは、CPLDレジスタ6のビット2の論理レベルにより制御される。CPLDレジスタ6のビット2の論理レベルが高い場合、DCC22は構成テストモード又はモード2で動作する。この場合、U4 30の出力は、ちょうどGLNK_Rx18から生じた信号である。図3Aを参照のこと。従って、UART_Rx23での出力信号は、GLNK_Rx18から生じた信号と同じである。従って、DCC22により、信号の自由な流れがG−LINK10からUART12に送信されることが可能になる。テスト信号がUART12にG−LINKシリアルポート14を通じて一般的に送信され、オペレーティングシステムにより処理されるため、このことは必要である。
レジスタ6のビット2が論理的に低レベルに設定されると、DCC22はモード1で動作する。U4 30の出力は、3つの入力(CPLDレジスタ14のビット3と、GLNK_Txから生じる信号と、U2 26からの出力信号)を有するNANDゲートであるU3 28の出力に直接的に依存する。U2 26は、GLNK_Rx18から生じる信号を反転するインバータである。GLNK_Rx18からの信号が1の論理値から0に変化すると、GLNK_Tx16からの信号はU1 24でラッチされる。G−LINK_Tx16のこのラッチ状態は、G−LINK_Rx18とT−LINK_Tx16の信号の位相差又はタイミング差のため生じ得るU3 28の出力での誤った論理変化を除去する。
モード1のもとで、CPLDレジスタ14のビット3が1の論理値に設定されると、DCC22はデフォルト動作状態になる。このデフォルト動作状態のDCCは、UART12がG−LINK回路10に信号を送信しているか否かを調べる。UART12が送信していない場合には、DCC22によりG−LINK回路10からUART12に信号が送信されることが可能になる。その他の場合、UART12が送信している場合には、DCC22によりG−LINK回路10から信号が送信できなくなる。図3Aと3Bにおいて、GLNK_Tx16からの信号が1の論理値を有する場合(信号なし)、U3 38の出力は、U2 26の出力又はGLNK_Rx18から生じた信号である。実質的に、UART_Rx23での出力信号は、GLNK_Rx18から生じた信号と同じである。他方、GLNK_Tx16からの信号が0の論理値を有する場合(UART12が送信中)、U3 38の出力は1の論理値を有する。実質的に、UART_Rx23での信号は、1の論理値に保持され、G−LINK回路10からUART12への送信が無効になる。
モード1のもとで、CPLDレジスタ14のビット3が0の論理値に設定されている場合、IRブラスターが動作中であり、すなわち、G−LINK回路10がIRブラスター源20からIR信号を受信しており、G−LINKシリアルポート14を介して外部IRブラスターにIR信号を送信している。この状態のもとで、U3 38の出力は1の論理値を有しており、それはUART_23の信号を同様に1の論理値にして、G−LINK回路10からUART12への送信を無効にする。
当然のことながら、CPLDからの特定のレベルの信号と、図3に記載された信号レベルは、使用されるオペレーティングシステムと関連する回路に特有であり、例示されたものであり、当業者に動作の理解を伝えるために提示されたものである。CPLDとその各レジスタは本発明の部分を形成しない。
プラグのショートがG−LINKシリアルポート14に挿入されると、この出力の短絡が検知され、システムがデモンストレーションモードになり、ユーザがシステムの使用と機能について訓練を受ける。当然のことながら、プラグのショートと等価なもの(例えばフロントパネルスイッチ)が使用され得る。このモードは、デモンストレーションモードを動かす小売店で一般的に利用され、図3Bの設定5に一致する。デモンストレーションモードの動作は本発明の部分を形成しない。
図4は、CPUとオペレーティングシステムの制御のもとでデモンストレーションの動作モードに入るフローチャートを示したものである。ユーザがG−LINKシリアルポート14を短絡すると、セットトップボックスがデモンストレーションモードに入ることをユーザが示している。402において、UARTがCOMポート(オペレーティングシステムにより提供されたオプション)として構成される。例示的な実施例では、CPLDレジスタ(図示なし)が404で設定され、CPLDレジスタ6のビット2とビット4の双方が0に設定され、すなわちセットトップボックスがデフォルトモード又はIRブラスターモードのいずれかである。IRブラスターが動作中であるか否かの決定のために、処理はリンク406からノード408に続く。この実施例と図3に示されるものにおいて、レジスタ14のビット3が0である場合、IRブラスターモードが動作中である。IRブラスターモードが動作中である場合、リンク406に戻る。“no”である場合、前述の通り、デモンストレーションを提供するためにG−LINKシリアルポート14が短絡しているか否か(“デモ・ピン(DEMO PIN)のテスト”として示される)についてのテストをオペレーティングシステムが望むか否かが410で決定される。“no”である場合、リンク406に戻る。“yes”である場合、CPLDレジスタが412でリセットされ、CPLDレジスタ6のビット2が論理の1に設定され、ビット4が論理の0に設定される。この設定は、図3Aの回路構成で構成テストモードのときに生じる。414では、オペレーティングシステムは、UART12の入力線(UART_Rx23)が論理の0であり、UART12に入力する信号が存在することを示すか否かを決定する。前述の通り、シリアルポート14が短絡すると、G−LINK回路10はUART12から受信した如何なる信号をも戻す。従って、オペレーティングシステムが以前に送信した信号を受信すると、オペレーティングシステムは、G−LINKシリアルポート14が短絡していると決定する。判定ブロック414が“yes”を戻すと、CPLDが再び416でリセットされ、図3Aの回路構成をデモンストレーションモードにする。図3Bに示される通り、回路構成をデモンストレーションモードに設定するために、レジスタ2のビット2が論理の0に設定され、ビット4が論理の1に設定される。次に処理がリンク406に戻る。“no”である場合、処理は404に戻り、回路構成をデフォルトモード又はIPブラスター活動モードに戻す。
図5は、動作モードに従うシステムにおいて、図2のG−LINK回路10のようなシリアルインタフェース回路から図2のUART12のような送受信回路への送信を制御する方法を示したものである。510において、システムの動作モードが検出される。そのモードが520で決定される。モードが図3Bに示される構成テストモードのような第1のモードである場合、530においてシリアルインタフェース回路が送受信回路に信号を送信することを可能にする。モードが図3Bに示されるデフォルトモードのような第2のモードである場合、540において送受信回路がシリアルインタフェース回路に信号を送信しているか否かを決定する。送受信回路が送信中である場合、550においてシリアルインタフェース回路が送受信機に信号を送信することを抑制する。その他の場合、送受信機が送信中でない場合、シリアルインタフェース回路が送受信回路に信号を送信することを可能にする。図3Aに示される通り、シリアルインタフェース回路はまた、(G−LINKシリアルポート14のような)シリアルポートとのインタフェース用の双方向線を有してもよい。
ここに示された例は、当業者が本発明を明確に理解して実行することを可能にするために示されている。その例は本発明の範囲の限定として考えられるべきではなく、単に本発明の使用を例示するもの及び代表するものとして考えられるべきである。本発明の多数の変更形態とその他の実施例が、前述の説明に照らして当業者に明らかになる。従って、この記載は例示のみとして解釈され、当業者に本発明を実行するベストモードを教示するためのものであり、その全ての可能な形式を示すためのものではない。用語は制限のためではなく、説明用語であり、本発明の要旨を逸脱することなく構成の詳細が実質的に変更されることがあり、特許請求の範囲内にある全ての変更形態の排他的な使用が予定されていることも理解される。
セットトップボックでG−LINK回路と、G−LINKシリアルポートと、IRブラスター源とを使用する先行技術の回路構成を表したものである。 G−LINK回路送信線とUART受信線との間の通信を制御するための、本発明の原理による回路構成を表したものである。 図2で使用される例示的なデジタル制御回路と、異なる動作モードの設定構成を示したものである。 図2で使用される例示的なデジタル制御回路と、異なる動作モードの設定構成を示したものである。 CPUとオペレーティングシステムの制御のもとでデモンストレーションモードに入るステップを表したフローチャートを示したものである。 動作モードに従ってシリアルインタフェース回路から送受信回路への送信を制御する方法のフローチャートを示したものである。

Claims (4)

  1. 出力線と入力線とを有する第1の回路と、
    前記第1の回路の前記出力線から信号を受信する入力線と、前記第1の回路の前記入力線に信号を送信する出力線とを有する第2の回路と、
    前記第1及び第2の回路の前記出力線から送信された信号を受信する制御回路であり、前記第1の回路が前記第2の回路に信号を送信している場合に、前記第2の回路が信号を前記第1の回路に信号を送信することを抑制し、前記第1の回路が前記第2の回路に信号を送信していない場合に、前記第2の回路が信号を前記第1の回路に送信することを可能にする制御回路と
    を有する回路構成。
  2. 請求項1に記載の回路構成であって、
    前記第1の回路が、ユニバーサル非同期送受信機(UART)とユニバーサル同期/非同期送受信機(USART)とのうち1つを有し、前記第2の回路がG−Link回路を有する回路構成。
  3. 請求項2に記載の回路構成であって、
    前記回路構成がテレビ受信機に含まれる回路構成。
  4. CPUとオペレーティングシステムの制御のもとで、システムにおいてシリアルインタフェース回路から送受信回路への通信を制御する方法であって、
    前記システムの動作モードを検出するステップと、
    前記モードが第1のモードである場合に、前記シリアルインタフェース回路が前記送受信回路に信号を送信することを可能にするステップと、
    前記モードが第2のモードである場合に、前記送受信回路が前記シリアルインタフェース回路に信号を送信しているか否かを検出するステップと
    前記第2のモードの間に前記送受信回路前記シリアルインタフェース回路に信号を送信している場合に、前記シリアルインタフェース回路が前記送受信回路に信号を送信することを抑制するステップと
    前記第2のモードの間に前記送受信回路が前記シリアルインタフェース回路に信号を送信していない場合に、前記シリアルインタフェース回路が前記送受信回路に信号を送信することを可能にするステップと
    を有する方法。
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