JP4563590B2 - 通信装置と外部付属機器との間の通信プロトコル - Google Patents

通信装置と外部付属機器との間の通信プロトコル Download PDF

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Description

【0001】
発明の背景
I.発明の分野
本発明は、ディジタル通信プロトコルに関する。特に、本発明は、携帯無線電話機のような通信装置とハンズフリーキット(hands‐free‐kit)のような外部付属機器との間の新規で改良された通信プロトコルに関する。
【0002】
II.関連技術の説明
ディジタル音声処理の技術において、音声帯域の符号器/復号器(encoder/decoder)(CODEC)は、典型的に、アナログ音声信号を符号化ディジタル信号に、及びその逆に、変換するために使用される。例えば、CODECは、マイクロホンのアナログ出力を受信し、ディジタル信号プロセッサ(DSP)で、更に、ディジタル信号処理するために、マイクロホンで発生したアナログ音声信号を、パルス符号変調(PCM)符号化ディジタル音声信号に変換する。更に、CODECは、DSPからPCM符号化ディジタル音声信号を受信し、音声スピーカによって使用するために、それをアナログ音声信号に変換する。勿論、CODECは、A法則(A‐law)、μ法則(μ‐law)、若しくはその他同様なもののような、技術的に周知の付加的ディジタル符号化手法を使用し、又は単に任意の他の線形(linear)若しくは非線形(non‐linear)の符号化手法を使用し得る。
【0003】
内部CODECを持つ典型的な携帯無線電話機は、1つ又はそれより多い外部付属機器にインタフェース接続され得る。例えば、携帯無線電話機のユーザは、運転中の車の中で携帯無線電話機を使用したいと望み、かくして、それをハンズフリースピーカホン、電力増幅器(power booster)、及び/又は音声動作ダイアラ(voice‐operated dialer)若しくは音声認識システムにインタフェース接続し得る。ハンズフリースピーカホン(又はハンズフリー“キット”は、無線電話機を手に持たないで、外部ラウドスピーカ及びマイクロホンを介して、ユーザが電話呼(phone call)をすることを許容し、車を運転するユーザの手を自由にしておく。電力増幅器は、携帯無線電話機自身のアンテナへの及びからの両方向の無線周波数(RF)信号に結合し、カーバッテリの作動停止時に望ましい、より高電力の送信及び受信のためにRF信号を増幅する。音声ダイアラ(voice dialer)は、ユーザからの口頭の命令に応える。例えば、音声命令に従って1組の事前プログラム(pre‐program)された電話番号からダイアルし、一度に1つづつ個々の数字をダイアルし、又は無線電話機の動作モードを変更する。これらの付属機器は、しばしば、カーアダプタキットの一部として同時に使用される。
【0004】
携帯無線電話機と外部カーキットとの間の典型的なインタフェース回路は、1996年1月31日出願の、“携帯通信装置及び付属機器システム”と題する係属中米国特許出願第08/593,305号で与えられ、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれている。たった今言及した出願は、単一の融通性のある(flexible)ディジタルインタフェースを介して携帯通信装置と外部付属機器との間で、音声及び制御命令を両方とも通信可能にする携帯通信装置及び付属機器システムを開示する。携帯通信装置が電力増幅器及びハンズフリーキットのような外部付属機器にインタフェース接続されるとき、マイクロプロセッサは、外部電力増幅器及びハンズフリーキットへの及びからの両方向のディジタル音声データ及びディジタル制御命令を両方とも通過させるように、シリアル通信バスを形成する。外部ハンズフリーキットは、アナログ音声信号を符号化しディジタル音声データを復号するためのそれ自身の補助CODECを含む。携帯通信装置が外部付属機器にインタフェース接続されるていないとき、マイクロプロセッサは、携帯装置自身のマイクロホン及びスピーカを用いて使用するために、内部CODECへの及びからの両方向のディジタル音声データを通過させるように、シリアル通信バスを形成する。
【0005】
しかしながら、携帯無線電話機のような携帯無線通信装置とハンズフリーキットのような外部付属機器との間の通信プロトコルを実行する方法及び装置に対する必要性が残る。
【0006】
発明の概要
本発明は、(セルラ電話機のような)通信装置と(ハンズフリーキットのような)外部付属機器との間で音声及び制御データを両方とも伝達させる新規で改良された方法及び装置に関する。その装置は、通信装置を含む。これは、セルラ電話機であり得る。通信装置は、更に、マイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに結合されたボコーダ(vocoder)、マイクロプロセッサに結合された読出及び書込レジスタ、並びにボコーダ及び書込レジスタの両方に結合されたマルチプレクサを含む。通信装置は、外部付属機器を用いてデータバスを介して通信する。外部付属機器は、ディジタル信号プロセッサ及びCODECを含む。
【0007】
本発明の装置は、通信プロトコルとして、又、ここに参照される方法を実行する。その方法又はプロトコルは、データバスを介して通信装置と外部付属機器との間に音声データ及び制御データを両方とも伝達するためにある。その方法は、ビットのシーケンスを、反復する1番目のタイムスロット及び2番目のタイムスロットのシーケンスにフォーマット化し、1番目のタイムスロットの中で音声データを伝送し、そして2番目のタイムスロットの中で制御データを伝送することを含む。特に、各2番目のタイムスロットの1番目のビットは、連続した2番目のタイムスロット間では、高い値と低い値(例えば、‘1’又は‘0’)との間を交替するクロックビットを含む。これは、受信端末装置(receiving end)(即ち、通信装置の中のマイクロプロセッサ又は外部付属機器の中のディジタル信号プロセッサのいずれか)が連続したデータバイト間を識別することを許容する。
【0008】
2番目のタイムスロットシーケンスは、N+1バイトを含む。N+1バイトの最初のバイトは、更に、同期ビットシーケンスを含む。N+1バイトの2番目のバイトは、残余のN+1バイト(例えば、データビット)の意味を定義するためのモードビットを含む。好ましくは、全部の命令及び制御情報が偶数の制御バイトとして表現されるように、Nは奇数の整数である。かくして、交替するクロックビット配列で結合されるとき、これは、最初のバイトが、常に同様なクロックビットで始まることを確実にする。
【0009】
N+1バイトの最後のバイトのクロックビットは、N+1バイトの最初のバイトのクロックビットと反対の極性のものである。これは、受信端末装置が、連続した命令間を識別することを許容し、その命令は、音声データで分散された、2つ又はそれより多い制御バイトを跨がって拡散され得る。この方法は、更に、それぞれの3番目及びそれより高順序のN+1バイトの各々の2番目のビットを、それぞれの3番目及びそれより高順序のN+1バイトの各々のクロックビットとして反対の極性にセットすることを含む。これは、受信端末装置が、同期ビットシーケンスを含む制御バイトからのデータを含む制御バイトを混同することから防止する。
【0010】
本発明の特徴、目的、及び利点は、同じような参照数字が全体を通して相当するものを識別する図面とともに、以下に述べる詳細な説明からより明白になるだろう。
【0011】
好ましい実施形態の詳細な説明
図1は、本発明の装置の機能ブロック図を示す。携帯セルラ電話機、PCS電話機、PDA又は類似装置のような、通信装置100の選択された部分は、データバス101を介して外部付属機器102にインタフェース接続して示される。この好ましい実施形態では、データバス101は、毎秒128キロビット(Kbps)の例示的データレートを用いる全2重同期シリアルバスである。データバス101は、通信装置100から外部付属機器102へ、そして外部付属機器102から通信装置100へ、パルス符号変調(PCM)データを運ぶ。
【0012】
この好ましい実施形態では、通信装置100の部分(即ち、マイクロプロセッサ106、読出レジスタ104、書込レジスタ112、符号器108、復号器110及びマルチプレクサ(MUX)114)のように示される機能ブロック要素は、全て単一の特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit)(ASIC)の中に具現化される。単一のASICの中に、これらの機能ブロックの全てを結合することは、技術的にはよく知られているように、電力消費の低減、寸法の縮小、及びコストの削減を含む、幾つかの利点を持つ。しかしながら、本発明を熟考することで、これらの機能ブロックの幾つか又は全部が、物理的に別々の装置に具現化され、又は望みどおりに分類化され得る。これらの機能ブロックの実際の具現化は、本発明から逸脱することなく、特定用途に基づく設計選択の事柄である。同様に、外部付属機器102の部分として示される機能ブロック要素は、単一のASICとして、又は本発明から逸脱することなく物理的に別々の要素に具現化され得る。
【0013】
このデータバス101の好ましいフォーマットは、反復する2つの8ビット、8KHzタイムスロットのシーケンスを含む。換言すれば、128Kbpsデータストリームは、毎秒8キロサンプルで、2つのブロックの8ビットサンプルとして、観察され得る。2つの8ビットブロックの1番目は、データサンプルの伝送のために使用される。好ましくは、データサンプルは、圧伸(compand)されることである。例示的音声応用では、データサンプルは、好ましくは、8ビットμ法則又はA法則として圧伸されることである。他の圧縮案(compression scheme)は、技術的に周知であるように使用され得、又はデータは、単に、線形(非圧伸)であり得ることが理解される。2つの8ビットブロックの2番目は、制御命令を伝送するのに使用される。これらの制御命令は、音声認識、音響反響消去(acoustic echo canceling)、自動利得制御、等の各種モードの動作のためであり得る。
【0014】
図1から判るように、2つのデータ通路(data path)があって、その通路によって、マイクロプロセッサ106は、データバス101を介して、外部機器102へ制御命令を出し得る。1番目の通路は、マイクロプロセッサ106が、それから復号器110へ通過させられる8ビット制御バイトを発生するときに始まる。復号器110及び符号器108は一緒に、1995年5月9日発行の“可変レートボコーダ”と題する米国特許第5,414,796号に記載されているような音声符号器/復号器(ボコーダ)を形成するもので、それは、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれている。復号器110は、マイクロプロセッサ106からのこの8ビット制御バイトを8ビットバイト圧伸音声データで結合し、MUX114を通りデータバス101を介して、結合された8ビットバイト(合計16ビット)を外部付属機器102に伝送する。この1番目の通路を使用するとき、マイクロプロセッサ106は、データバス101を介して復号器110の出力を通過するようにMUX114を形成する。この1番目の通路は、例えば、復号器110が“オン”(即ち、電力アップされ、音声サンプルを活動的に処理している)のとき、マイクロプロセッサ106が音響反響消去モードで制御データを送出するために有用である。
【0015】
2番目の通路は、マイクロプロセッサ106が、それから書込レジスタ112へ書込まれる8ビット制御バイトを発生するときに始まる。書込レジスタは、好ましくは、16ビット幅であることである。もしマイクロプロセッサ106が8KHzと同じ速さでデータを読出し又は書込むことができないならば、それは、単に書込レジスタ112の2番目のバイトに8ビット制御バイトを書込むことができるだけである。書込レジスタ112は、復号器110と同様なボコーダに、同じ場所に配置され得る。8ビット制御バイトは、それからデータバス101上へのPCM割込みに基づき、MUX114を通りデータバス101を介して、伝送される。この2番目の通路で、復号器110は、“オン”にされる必要はないことに注目されたい。2番目のデータ通路は、例えば、復号器110が“オフ”のときに、マイクロプロセッサ106が音声認識モードで制御データを送出するために有用である。
【0016】
いずれにせよ、圧伸されたデータ(例えば、1番目の8ビットブロックでの音声データ)は、AUX DSP116によってCODEC120へ供給される。CODEC120は、音声データを復号し、スピーカ118を介して再生するために、それをアナログ音声帯域音声信号に変換する。制御バイト(例えば、2番目の8ビットブロックでの制御命令)は、外部付属機器102の中の適切な実体へ供給される。例えば、音響反響消去命令は、AUX DSP116へ供給される。
【0017】
逆方向に(即ち、外部付属機器102から通信装置100へ)、補助ディジタル信号プロセッサ(AUX DSP)116は、128Kbpsデータバス101を介して、符号器108及び読出レジスタ104の両方へ、2つの8ビット、8KHzサンプルを送出する。再び、2つの8ビットブロックの1番目は、圧伸されたデータ(例えば、マイクロホン122によって感知され、CODEC120によって符号化された音声データ)を含み、そして2番目の8ビットブロックは、制御データを含む。
【0018】
好ましくは、読出レジスタ104は、16ビット幅である。1番目及び2番目のタイムスロット(PCM及びAUX DSP116からの制御バイトの両方)は両方とも、8KHz(即ち、新しいサンプルが受信される度に更新する)で、読出レジスタ104を更新するだろう。もし、マイクロプロセッサ106が、PCMサンプル(1番目のスロット)を、充分に速く読出すことができないならば、マイクロプロセッサ106がそれを読出すことができる前に、サンプルは、上書きされ得る。典型的なマイクロプロセッサ106は、そのように速く読出レジスタ104を読出すことができない。かくして、好ましい実施形態では、制御バイト(2番目のスロット)は、例えば、10ms又は80回、マイクロプロセッサ106がそれを読出すのに充分な時間を許容するために反復される。それは、それから、たとえPCMバイトを無視しなければならないとしても、読出レジスタ104の制御バイト位置の中のメッセージを読出すことができる。
【0019】
この好ましい実施形態では、読出レジスタ104は、マイクロプロセッサ106の一部分として具現化され得るマイクロプロセッサ読出レジスタであることである。しかしながら、図1では、それは、開示を明快にするために、別々の機能ブロックとして示される。マイクロプロセッサ106は、それから、都合のよいときに(即ち、必ずしもデータバス101のデータレートに従って同期することなく)、読出レジスタ104の内容を読出し得る。この逆のデータ通路は、例えば、音響反響消去モード又は音声認識モードのいずれかのモードで、AUX DSP116がマイクロプロセッサ106へ情報を送出するために使用される。
【0020】
本発明は又、通信装置100と外部付属装置102との間の全2重通信を許容する包括的通信プロトコルを供給する。データバス101を介して、全2重のメッセージの使用を要求する通信装置100又は外部付属装置102(例えば、マイクロプロセッサ106又はAUX DSP116でのソフトウェアルーチン)上で動作する任意の応用は、本発明の通信プロトコルを使用し得る。例えば、音声認識応用又は音響反響消去応用は、このプロトコルを使用し得る。
【0021】
本発明の新規な通信プロトコルは、音声認識(VR)、音響反響消去(AEC)、音量制御及び音声制御を持つ外部カーキットアダプタに、携帯電話機をインタフェース接続する例示的実施形態に関して、今説明されるだろう。本発明が、他の応用を持つ他の実施形態へ等しく応用可能であることが理解される。しかしながら、開示を簡素にそして明快にするために、本発明は、この例示的実施携帯に関して開示されるだろう。
【0022】
本発明の例示的実施形態は、マイクロプロセッサ106から外部付属機器102へ伝達される異なる種類の命令を備える。これらの種類の命令は、下記のものを含む。
【0023】
1.総称命令(Generic Command)、
2.マイクロプロセッサ106からAUX DSP116の中の音声認識ユニット(VRU)への命令、
3.マイクロプロセッサ106からAUX DSP116の中のAECへの命令、
4.マイクロプロセッサ106からAUX DSP116への音量制御命令、及び
5.マイクロプロセッサ106からAUX DSP116への音声制御命令。
【0024】
マイクロプロセッサ106からの全般的命令は、受入れられ、それに基づき、外部付属機器102の任意の動作状態の間、AUX DSP116によって作動させられる。これらの全般的命令は、下記のものを含む。
【0025】
1.ソフトウェアバージョン番号(SVN)照会(Inquiry)、
2.カーキット状態(Carkit Status)照会、
3.承認情報、
4.ゴーツーアイドル(Goto Idle)モード、
5.ゴーツー交替(Goto Alternate)プロトコル、
6.電力低下遅延設定(Power Down Delay Setting)、及び
7.拡張ソフトウェアバージョン番号照会。
【0026】
マイクロプロセッサ106は、電力上昇後、外部付属機器102のソフトウェアバージョン番号を照会するためにソフトウェアバージョン番号照会命令を使用する。ソフトウェアバージョン番号照会命令は、外部付属機器102のソフトウェアバージョン番号が音声認識のようなある応用を支持するための正しい改訂のものかどうかを、マイクロプロセッサ106が決定することを許容する。
【0027】
カーキットステータス照会命令は、適切なときにはいつでも、マイクロプロセッサ106が、外部付属機器102の現状を登録(poll the current status)することを許容する。これは、マイクロプロセッサ106が、マイクロプロセッサ106とAUX DSP116との間の動作モードの一致を点検することを許容する。例えば、この命令は、都合のよいときに、マイクロプロセッサ106が、プライバシー送受話器状態(privacy handset status)、音声通路設置(audio path setup)、ステレオミュート/非ミュート状態(stereo mute/un‐mute status)、電力状態及び音量状態についてのそれ自身のメモリを新たにすることを許容する。もし、AUX DSP116によって報告された実際のモードがマイクロプロセッサ106によって期待されたものと異なるなら、それからマイクロプロセッサ106は、外部付属機器102にその動作状態を変更するように命令し得、又はマイクロプロセッサ106は、外部付属機器102との一致を回復するようにそれ自身の内部状態を変更し得る。
【0028】
1群の情報が、マイクロプロセッサ106によってAUX DSP116から受信された後、マイクロプロセッサ106は、AUX DSP116へ承認情報命令を送出するだろう。AUX DSP116は、この承認情報命令がマイクロプロセッサ106から受信されるまでは、次の群の情報を送出しない。かくして、承認情報命令は、データバス101を介する信頼できる情報伝送を備えることになる。
【0029】
ゴーツーアイドルモード命令は、アイドルモードに入る(即ち、活動的応用をやめる)ように、AUX DSP116に命令する。この命令は、マイクロプロセッサ106が、AUX DSP116を任意の動作モードからアイドルモードへ切換えることを許容する。そこには、AUX DSP116をアイドル状態に入るように導き得る2つの条件がある。1番目は、マイクロプロセッサ106が、ゴーツーアイドルモード命令を送出するときであり、2番目は、AUX DSP116が、事前に決められた期間に、本発明(以後、より十分に論議されるが)によって使用されるクロック信号を受信しないときである。例示的実施形態では、この事前に決められた期間は、8.75msである。
【0030】
ゴーツー交替プロトコルモード命令は、ここに開示されるように、本発明の通信プロトコルよりむしろ、交替通信プロトコルを使用するように、AUX DSP116に命令する。この交替通信プロトコルは、前世代(previous generation)プロトコル、又は付加若しくは分離した特徴及び応用を支持するプロトコルであり得る。
【0031】
電力低下遅延設定命令は、外部付属機器102が外部電力源(カーイグニションのような)に接続されその外部電力源が止められたとき、電話機によって外部付属機器102の電力低下作用を遅延させるために使用される。
【0032】
拡張ソフトウェアバージョン番号照会は、マイクロプロセッサ106によってAUX DSP116からの拡張バージョンスタンプを照会するために使用される。この例示的実施形態では、拡張バージョンスタンプは、8つのASCIIキャラクタからなる。例えば、これらの8つのASCIIキャラクタは、AUX DSP116ソフトウェア構造(build)によって利用されるファイル名を参照して使用され得る。
【0033】
AUX DSP116に音声認識(VR)能力を持つ例示的実施形態では、マイクロプロセッサ106は、またAUX DSP116の中の音声認識ユニット(VRU)へ命令を送出する。VRUの更に詳細な論議は、代理人事件整理番号990049で、xxxxx,xxxx日出願の“電話機送受話器のための音声認識ユーザインタフェース”と題する米国特許出願第xx/xxx,xxx号に与えられ、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組込まれている。このたった今言及された係属中出願では、VRテンプレート及び相当する電話番号が、AUX DSP116に蓄えられている。かくして、マイクロプロセッサ106がAUX DSP116へ送出しようとする例示的命令の組は、次のものを含む。
【0034】
1.VR初期化
2.VR認識
3.イエス(YES)(イエスキー)
4.ノー(NO)(ノーキー)
5.取消/消去(CANCEL/CLEAR)(取消又は消去キー)
6.次回/続次回(NEXT/MORE)(次回又は続次回キー)
7.前回(PREVIOUS)(前回キー)
8.列ベーシックセット(Train Basic Set)
9.列数字セット(Train Digit Set)
10.強制プログラム(Force Program)(プログラムキー)
11.強制再列(Force Retrain)(再列キー)
12.強制列(Force Train)(列キー)
13.VRメモリリセット(VR Memory Reset)
14.クリア電話帳(Clear Phonebook)
15.VR状態照会(VR Status Inquiry)
16.着信呼(Incoming Call)
17.着信ローム呼(Incoming Roam Call)
18.数字(Digit)、0‐9、#(ポンド(Pound)キー)、*(スター(Star)キー)、休止(pause)
19.数字列末端(End of Digit String)
キーパッドのような、ユーザインタフェース(図示せず)からの任意の入力は、マイクロプロセッサ106によって翻訳され、通信装置100と外部付属機器102との間の同期を維持するために、AUX DSP116の中のVRUへ伝送される。これは、ユーザからの音声入力を懇請する正しい音声催促を行うように、VRUが適切に動作することを確実にする。
【0035】
VR初期化命令は、アイドルモード(そこでは、VRタスクは、なにも実行されてはいない)からVR待機(Standby)モードへAUX DSP116を駆動するために使用される。VR認識命令は、常態では、VR初期化命令の次に来るだろう、そしてVR待機モードから、音声認識タスクを活動的に実行するVR認識モードへ、AUX DSP116を駆動するために使用される。好ましい実施形態では、イエス、ノー、取消/消去、次回/続次回、前回、ポンド、スター、及び休止命令は、キーパッド(図示せず)上の関連するキーのユーザの押下に応えて送出されることである。これは、VRUからの催促(prompt)及びメニュー選択に応えてユーザに手段を供給する。
【0036】
列ベーシックセット、列数字セット、強制プログラム、強制再列、及び強制列命令は、VRUの“訓練(training)”で、認識命令、数字及びネームタグを含む個々のスピーカの音声を認識するために使用される。VRメモリリセット命令は、ネームタグ、関連する電話番号、及びVRテンプレートをリセットするために使用される。換言すれば、この命令は、プログラムされた全てのメモリを、AUX DSP116に消させるだろう。クリア電話帳命令は、ネームタグ及び関連する電話番号を両方とも含むユーザ自身の個人的電話帳の全ての見出し(entry)をリセットするために使用される。クリア電話帳命令は、VRメモリリセット命令とは違って、制御ワードに関連したVRテンプレートを消すことはない。
【0037】
VR状態照会命令は、マイクロプロセッサ106によって、VRUの現在の状態(例えば、アイドル、待機、又は音声認識モード)を決定するために使用される。着信呼及び着信ローム呼命令は、マイクロプロセッサ106によって、VRモードの間に着信呼があるとAUX DSP116に通知するために使用される。VRUは、ユーザからの入力の懇請に応えて、適切な音声催促を行うだろう。数字列末端命令は、マイクロプロセッサ106によって、数字列末端(電話番号のような)をAUX DSP116に運ぶために使用される。
【0038】
例示的実施形態では、マイクロプロセッサ106は、またAUX DSP116の中の音響反響消去器(AEC)へ命令を送出する。もし通信装置100が2重モードアナログ/CDMA無線電話機であるなら、これらのAEC制御命令は、次のものを含む。
【0039】
1.FM AECオン
2.CDMA AECオン(雑音サプレッサオン)及び
3.CDMA AECオン(雑音サプレッサオフ)。
【0040】
マイクロプロセッサ106は、前に説明したVR初期化命令を使用することによって、AECモードからVRモードへ切換えるように、AUX DSP116に命令し得る。
【0041】
例示的実施形態では、マイクロプロセッサ106は、又、PCM音量制御のための命令をAUX DSP116へ送出する。これらの命令は、AUX DSP116内で、出力の言葉の音量をディジタル的に調節するために使用される。マイクロプロセッサ106は、AUX DSP116へPCM音量レベルインデックスを送出する。
【0042】
例示的実施形態では、マイクロプロセッサ106はまた、AUX DSP116へ音声制御命令を送出する。これらの命令は、例えば、ユーザの声がVRUによって聞かれ得るように、同様な自動車に設けられたカーステレオをミュート及び非ミュートするために使用される。他の例は、ユーザの音声を聞く被呼者がなくてもユーザが話し得るように、マイクロホン122をミュートするプライバシイ送受話器操作命令である。
【0043】
本発明の例示的実施形態は、又、AUX DSP116からマイクロプロセッサ106へ伝達される異なる種類の情報を供給する。これらの種類の情報は、次のものを含む。
【0044】
1.ソフトウェアバージョン番号(SVN)
2.VRモード
3.総称モード(Generic Mode)、及び
4.拡張ソフトウェアバージョン番号。
【0045】
SVNは、前述のマイクロプロセッサ106からのソフトウェアバージョン照会命令に応えるように使用される。例示的実施形態では、SVNの範囲は、十進法で、0から1023までである。AUX DSP116は、PCMクロック信号(以後、より十分に説明されるが)が最初にAUX DSP116によって検出された後に、プライバシイ送受話器状態及びVR状態のような他の情報と一緒に、SVNを自発的にマイクロプロセッサ106へ報告し得る。
【0046】
前に略述のマイクロプロセッサ106からAUX DSP116へのVRモード命令に基づき、AUX DSP116の中のVRUがマイクロプロセッサ106へある情報を返却しなければならないことは、容易に気が付き得る。例えば、AUX DSP116は、音声ダイヤリングのための数字を届ける数字列末端命令で終了させられる数字列を送出するVSN及びVWN(語彙ワード番号(Vocaburaly Word Number))を伝送し得る。それはまた、VR状態を報告し、そしてVRモードで動作している間ユーザを案内するために適切な可視ユーザフィードバック(例えば、メニューおよびメッセージ)を供給する通信装置100に表示(図示せず)を懇請し得る。代りに、AUX DSP116は、VSN及びVWNメッセージに比較して、トラフィックを減少しそして音声ダイアリング処理を促進するためにVR数字及び数字列末端命令を使用し得る。しかしながら、これは、制御バイトではなく、数字のみに限定される。
【0047】
総称モード情報は、次のものを含む。
【0048】
1.プライバシイ送受和器オフフック/オンフック
2.現在の音声通路
3.PCM音量制御
4.電力状態
5.ステレオミュート/非ミュート、及び
6.カーキットモード。
【0049】
これらの群の各々は、各種の動作パラメータ及び外部付属機器102の状態についての情報を中継する。この情報は、マイクロプロセッサ106による特定の照会で、AUX DSP116からマイクロプロセッサ106へ供給され得る。更に、AUX DSP116は、状態の変化で、前の情報の幾らか又は全部を自発的に報告し得る。例えば、プライバシイ送受和器の位置が変化するとき、電力状態が変化するとき、データ検出状態が変化するとき、又はVRUがその動作状態を変化するとき、である。
【0050】
前に言及したように、拡張SVN情報は、8つのASCIIキャラクタからなるバージョンスタンプとしてAUX DSP116に蓄積される。例えば、バージョンスタンプは、DSPソフトウェアソースファイルのファイルネームを符号化するために使用され得る。拡張SVN情報は、マイクロプロセッサ106が前述の拡張SVN照会命令を伝送するときにのみ報告される。
【0051】
今、図2A及び2Bを参照すると、データバス101上で使用される信号フォーマットのタイミング図が示されている。図2Aは、2つの8ビットタイムスロットの1番目のタイムスロットのためのタイミング図を示し、そして図2Bは、2つの8ビットタイムスロットの2番目のタイムスロットのためのタイミング図を示す。説明の明快性及び連続性のために、図2Aと図2Bとの間には、いくらかの重複があることに注目されたい。前述したように、図2Aに示された1番目のタイムスロットは、音声データのようなμ法則符号化データを伝えるために使用される。図2Bに示された2番目のタイムスロットは、前述した制御命令及び情報群のような、制御データ及び情報データを伝えるために使用される。
【0052】
図2A及び2Bの両方から判るように、PCMクロックは、好ましくは、128KHzクロック信号である。別々の信号、PCM SYNCは、好ましくは、8KHz同期信号である。図2Aでは、PCM SYNC信号は、1番目のタイムスロットについては低い。図2Bでは、PCM SYNC信号は、2番目のタイムスロットについては高い。図2A及び2Bの信号PCM DATA OUT及びPCM DATA INは、データバス101を跨いで、実際の情報データを伝えるために使用される。図2A及び2Bでは両方とも、PCM DATA OUT及びPCM DATA IN信号は、伝えているデータビットの値に従って、各データビットについて高い状態又は低い状態のいずれかであるように示されている。
【0053】
図2Aでは、PCM DATA OUTは、データビット、D7/、D6/、D5/、D4/、D3/、D2/、D1/、及びD0/、から構成されるように示されている。同様に、図2Aでは、PCM DATA INは、データビット、D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1、及びD0、から構成されるように示されている。これらのデータビットは、通信装置100と外部付属機器102との間で、μ法則符号化音声データを伝える8ビットの1番目のタイムスロットを表す。これらのビットは、データバス101を跨いで、PCMクロック信号によって直列に時間合わせされる。信号PCM DATA OUTは、通信装置100から外部付属機器102への方向に流れる。信号PCM DATA INは、外部付属機器102から通信装置100へと逆の方向に流れる。PCM CLOCK信号及びPCM SYNC信号は両方とも、通信装置100から外部付属機器102への方向に流れる。
【0054】
1番目の8ビットタイムスロットの終りで、2番目の8ビットタイムスロットが始まる。2番目の8ビットタイムスロットは、図2Bに示される。図2Bでは、PCM DATA OUTは、Clock/の単一のクロックビット、並びに、Data6/、Data5/、Data4/、Data3/、Data2/、Data1/、及びData0/、の7つのデータビットから構成されているように示されている。これらのクロック及びデータビットは、前述したような、マイクロプロセッサ106からAUX DSP116への命令及び制御データを伝える2番目の8ビットタイムスロットを表す。Clock/ビットは、タイムスロットを跨いでデータをラッチ(latch)し、そして結合するために使用される。Data6/‐Data0/ビットは、マイクロプロセッサ106からの制御情報を累積するために使用される各タイムスロットにおいて、サンプル当り7ビットである。同様に、信号PCM DATA INは、Clockの単一のクロックビット、並びに、Data6、Data5、Data4、Data3、Data2、Data1、及びData0、の7つのデータビットから構成されているように示されている。これらのクロック及びデータビットは、前述したような、AUX DSP116からマイクロプロセッサ106への情報及び照会応答(inquiry response)データを伝える2番目の8ビットタイムスロットを表す。
【0055】
AUX DSP116へのマイクロプロセッサ106の方向で、2番目の8ビットタイムスロットによって伝えられる情報のフォーマットは、N+1バイト命令については、下の表1に記述されている。
【0056】
【表1】
N+1バイト命令についてのビット構成
Figure 0004563590
表1から判るように、マイクロプロセッサ106からの任意の命令の最初のバイト(Byte0)は、0(低)にセットされているClockビットで始まる。代りに、それは、異なる実施形態では、高にセットされ得るだろう。しかしながら、表1から判るように、各バイトのClockビットは、AUX DSP116が、タイムスロットを跨ぐ命令と接触を保つことを許容するように交替する。次にくる任意の命令の最初のバイトの7つのビットは、同期ビットS6、S5、S4、S3、S2、S1、及びS0である。これらの同期ビットは、一緒に、同期ヘッダを形成する。例示的実施形態では、命令パケットのための同期ヘッダは、ビットパターン‘1111110’(16進法で0x7e)である。表1の同期ビットは、別々の信号である図2A及び2BのPCM SYNC信号と識別されることに注目されたい。
【0057】
次にくる任意の命令のバイト(Byte1)は、前のバイトを開始するために使用されたのとは反対のClockビットで始まる。ここでは、前のバイトは、Clockビット‘0’で始まったので、Byte1は、Clockビット ‘1’で始まる。次にくるバイトの3つのビットは、モードビットM2、M1、及びM0である。これらのモードビットは、マイクロプロセッサ106によって伝送されている命令の種類又は型を同定(identify)するために使用される。例示的実施形態では、モードビット構成は、下の表2で与えられる。
【0058】
【表2】
モードビット構成
Figure 0004563590
再度、表1を参照すると、Byte1の残りのビット、D3、D2、D1、及びD0は、実際の命令を伝えるために使用されるデータビットであり、その命令の定義は、前のモードビット値に依存する。換言すれば、モードビット[M2‐M0]の各結合について、データビット[D3‐D0]は、異なる命令を表す。前述の各命令は、モードビット及びデータビットの異なる結合によって表される。長さで2バイトより大きい命令は、又、データバイトの付加数上に加算されることによって、表1に略述されたフォーマットで供給される。これらの付加的データバイトの各々について、モードビットとデータビットとの結合が予備の同期ビット(reserved sync bit)パターン‘1111110’(16進法で0x7e)を複写するのを防止するために、Data6のビット値が‘0’にセットされていることは、注目すべきである。
【0059】
マイクロプロセッサ106の命令が常に偶数のバイト(即ち、N+1は、表1では偶数である)から構成され、そして常に同期バイト0x7e(16進法(hex))で開始することは、又、注目すべきである。命令当りのバイトの偶数の合計数は、任意の命令が‘1’にセットされたClockビットで終るだろうことを確実にする。これは、任意の命令の最後のバイトが、新しいブロックの命令バイト(命令バイトは、Clockビット‘0’で始まるだろう)の始まりであったかどうか、に関しての混乱を防止する。
【0060】
各種の例示的モードについてのデータビットの例示的構成は、下の表3‐8に示されている。
【0061】
【表3】
モード0命令のデータビット定義
Figure 0004563590
【表4】
モード1命令のデータビット定義
Figure 0004563590
【表5】
モード2命令のデータビット定義
Figure 0004563590
【表6】
モード3命令のデータビット定義
Figure 0004563590
【表7】
モード4命令のデータビット定義
Figure 0004563590
【表8】
モード5命令のデータビット定義
Figure 0004563590
1つの同期バイトを含む各マイクロプロセッサ106の命令についての命令バイトの合計数が偶数であることは、再度、注目すべきである。これは、SyncバイトのClockビットが、常に‘0’であることを確実にする。それによって、AUX DSP116での命令バイトの統合を容易にする。更に、マイクロプロセッサ106からAUX DSP116への、2つの型の承認命令がある。これらは、ACK_0及びACK_1として、上の表3にリストされている。ACK_0は、マイクロプロセッサ106によって、Clockビット‘0’を持つAUX DSP116からのバイトを承認するために使用され、一方において、ACK_1は、マイクロプロセッサ106によって、Clockビット‘1’を持つAUX DSP116からのバイトを承認するために使用される。マイクロプロセッサ106は、周期的にACK命令を反復する。これは、データバス101を介するマイクロプロセッサ106とAUX DSP116との間の能力デッドロックを防止する。
【0062】
AUX DSP116は、マイクロプロセッサ106からの上記の命令及び情報データを復号し、そしてそれらに従って適切に動作する。AUX DSP116がこれらの命令及び情報を正しく復号するために、受信されたバイトの数を計数することによって、いつこれらのフォーマットが妥当であるかを決定しなければならない。前述のプロトコルに従えば、着信する情報(例えば、命令)の群は、8つの連続したビットが受信されるときにのみ妥当であることは明白である。もし、8つより少ない連続したビットが受信されるなら、それらは廃棄され、そしてAUX DSP116は、計数を再開するだろう。更に、もし、妥当な情報の群(即ち、全部で8つの連続したビット)は受信されるが、しかし命令が前述のプロトコルの範囲内にないならば、それは廃棄されることになるだろう。
【0063】
本発明は、又、AUX DSP116からマイクロプロセッサ106への伝送のためのプロトコルを供給する。前述したように、それは、マイクロプロセッサ106からAUX DSP116への伝送のためのプロトコルに非常に似通っている。しかしながら、そこには注目される確かな相違がある。
【0064】
下の表9は、AUX DSP116からマイクロプロセッサ106へのN+1バイトのメッセージについてのビット構成を示す。前に略述したAUX DSP116からマイクロプロセッサ106への任意のメッセージは、表9のビット構成を使用して伝送され得る。
【0065】
【表9】
(N+1)バイトメッセージのビット構成
Figure 0004563590
表9を前の表1にたとえてみると判るように、AUX DSP116からマイクロプロセッサ106への任意のメッセージの1番目のバイト(Byte0)は、Clockビット‘0’よりむしろClockビット‘1’で始まるという1つの相違がある。更に、AUX DSP116からマイクロプロセッサ106への任意のメッセージの最後のバイト(Nが奇数のところでは、ByteN)は、Clockビット‘1’よりむしろClockビット‘0’で始まるだろう。前に注目したように、それは、このClockビットの交替(alternating)であって、そして、マイクロプロセッサ106が、受信されたメッセージを正確に追跡し、そして数バイトに亘って多バイト(multi‐byte)メッセージを累積することを許容する、メッセージの1番目のバイトに使用されるような、反対のクロックビットを使用するメッセージの最後のバイトである。
【0066】
例示的実施形態では、AUX DSP116からマイクロプロセッサ106への同期ビット[S6‐S1]は、マイクロプロセッサ106からAUX DSP116への方向について前に示されたものとは異なる。例示的実施形態では、AUX DSP116からの同期ビット[S6‐S1]は、‘1001100’である。前に注目したように、これらの同期ビット[S6‐S1]は、AUX DSP116からマイクロプロセッサ106への2つの別々の多バイトメッセージを分離するために役に立つ。
【0067】
表9のモードビット[M2‐M0]は、前の表1のものと同様な目的に役に立つ。下の表10は、AUX DSP116からマイクロプロセッサ106へのメッセージについてのモードビット構成を示す。1番目の情報群の後のデータビットが、Data6がClock/に等しくなるようにセットされることは、注目すべきである。これは、Mode BitsプラスData Bitsシーケンスが、予約された同期ビットパターン0xCC(16進法)を模倣することを防止する。Mode0(例えば、M2、M1、M0の全てが0にセツトされたもの)は、許容されないので、情報群1が0x00パターンではあり得ない。1番目の8ビットタイムスロットでμ法則データが0x00であり、そして2番目の8ビットタイムスロットでメッセージデータも又0x00である、16ビットフレームを持つことは、望ましくない。この全0シーケンスが、外部付属機器102がデータバス101から切離されているように、誤解され得る。
【0068】
【表10】
モードビット構成
Figure 0004563590
異なるモードの各々について、下記の諸表に略述されるように、データビットは、異なる意味を持つ。Mode1、即ち[M2‐M0]=0x1、について、データビットは、総称モード(Generic Mode)及び状態情報を運ぶのに使用される。Generic Modeでのメッセージのデータフォーマットは、下の表11に示すように、4バイトメッセージである。状態についてのMode1の命令は、ディスプレイ(図示せず)上にユーザに表示さるべき状態の変化があると、AUX DSP116によって自発的に送出され得る。例えば、イグニション状態変化、プライバシイ送受話器状態変化、又はVRU状態変化である。
【0069】
【表11】
モード1メッセージでのデータビット定義
Figure 0004563590
Mode2について、メッセージは、語彙セット番号(VSN)及び語彙ワード番号(VWN)を使用するVR Modeメッセージである。語彙ワードは、語彙セットに区分される。各語彙ワードは、VSN及びVWNで表される。VSN及びVWNへの語彙ワードのマッピングは、表12に示される。各VSNとVWNとの結合について、データパケットを完成するために、4つの情報群(バイト)を要求する。この4バイトメッセージについてのデータビットのフォーマットは、下の表12に述べられ、そこでは、[D4‐D0]は、VSN(0x0‐0x1F)であり、そして[D15‐D5]は、VWN(0x0‐0x7FF)である。
【0070】
【表12】
VSN+VWNへの語彙ワードのマッピング
Figure 0004563590
Mode3メッセージは、SVNメッセージである。Mode3メッセージについてのデータフォーマットは、下の表13に示される。Mode3メッセージは、4バイトメッセージである。Mode3メッセージは、PCM CLOCK信号(図2)が、AUX DSP116によって最初に検出されたとき、AUX DSP116によって自発的に送出され得、そしてそれは、外部付属機器102が、通信装置100に丁度結合されたことを示す。
【0071】
【表13】
モード3メッセージについてのデータビット定義
Figure 0004563590
Mode4メッセージは、VR Digitsメッセージである。Mode4メッセージについてのデータフォーマットは、下の表14に示される。Mode4メッセージは、2バイトメッセージである。
【0072】
【表14】
モード4メッセージについてのデータビット定義
Figure 0004563590
Mode5メッセージは、VR状態(VR Status)メッセージである。Mode5メッセージのデータフォーマットは、下の表15に示される。Mode5メッセージは、4バイトメッセージである。下の表15に、Group 0及びGroup 1の2つのGroupがあることは、注目すべきである。VR状態照会(VR Status Inquiry)がAUX DSP116によって受信されたとき、Group0メッセージは、今現在のVR状態を反映するように、報告されるだろう。Group1メッセージは、適切なときはいつでも、自発的に報告されるだろう。
【0073】
【表15】
モード5メッセージについてのデータビット定義
Figure 0004563590
Mode6メッセージは、拡張SVN(Extended SVN)メッセージである。Mode6メッセージのデータフォーマットは、下の表16に示される。拡張SVNメッセージは、10バイトメッセージである。52個のデータビットは、拡張SVNデータを表すために使用され、そしてそれは、前に注目したように、8つのASCIIキャラクタから構成される。‘0’キャラクタ(16進法で0x30)からの各キャラクタのASCIIコードのオフセットは、メッセージの最後の8バイトで符号化される。
【0074】
【表16】
モード6メッセージについてのデータビット定義
Figure 0004563590
マイクロプロセッサ106からAUX DSP116への命令を用いるように、AUX DSP116からマイクロプロセッサ106への全てのメッセージは、偶数のバイトから構成される。しかしながら、AUX DSP116からマイクロプロセッサ106へのメッセージは、‘1’にセットされたClockビットを伴うバイト0xCCで始まり、そして‘0’にセットされたClockビットを持つ最後のバイトで終る。かくして、各メッセージは、少なくとも、2バイトメッセージであることになる。
【0075】
AUX DSP116からマイクロプロセッサ106へ送出されるメッセージバイトは、マイクロプロセッサ106によって承認される。AUX DSP116は、もし、相当する承認命令が受信されないなら、次のメッセージバイトを送出しない。その結果、読出レジスタ104(図1)の内容は、マイクロプロセッサ106が、その内容を読み、そして承認命令を送出するまでは、変化しない状態のままである。これは、マイクロプロセッサ106が、読出レジスタ104の内容を読み損なわないことを、確実にする。
【0076】
AUX DSP116からマイクロプロセッサ106への任意のメッセージバイトは、全部0(0x00)のバイトではないだろう。もし、0x00μ法則データバイトと結合して、外部付属機器102がデータバス101に結合されていないと、このバイトが誤った表示を引き起こし得るだろう、というのがその理由である。
【0077】
かくして、本発明は、全2重で確実に動作する、通信装置と外部付属機器との間の通信プロトコルを供給する。好ましい実施形態についての前の説明は、技術的に熟知している任意の人に、本発明の実施又は使用を可能にするように供給される。これらの実施形態への各種の修正は、技術的に熟知している人達には容易に明白であり、そして、ここに定義された全般的原理は、創意に富む能力を使用しなくても他の実施形態に応用され得る。かくして、本発明は、ここに示された実施形態に限定されるものではなく、ここに開示された原理及び新規な特徴に一致する最大の範囲に及ぶものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の装置の機能ブロック図である。
【図2A】 本発明の例示的実施形態のタイミング図である。
【図2B】 本発明の例示的実施形態のタイミング図である。
【符号の説明】
100…通信装置 101…データバス 102…外部付属機器 104…読出レジスタ 106…マイクロプロセッサ 108…符号器 110…復号器 112…書込レジスタ 114…マルチプレクサ 116…補助ディジタル信号プロセッサ 118…スピーカ 120…符号器/復号器(CODEC) 122…マイクロホン

Claims (20)

  1. データバスを介して通信装置と外部付属機器との間で音声データ及び制御データの両方を通信する方法において、
    ビットのシーケンスを、1番目のタイムスロット及び2番目のタイムスロットの反復するシーケンスにフォーマット化し、
    前記1番目のタイムスロットの中で前記音声データを伝送し、
    前記2番目のタイムスロットの中で前記制御データを伝送する、
    ステップを含み、
    前記2番目のタイムスロットの各々の1番目のビットは、連続した2番目のタイムスロット間では、高い値と低い値との間を交替するクロックビットを含む方法。
  2. 前記2番目のタイムスロットのシーケンスは、N+1バイトを含み、前記N+1バイトの最初のバイトは、更に同期ビットシーケンスを含む請求項1の方法。
  3. 2番目の前記N+1バイトは、前記N+1バイトの残余の意味を定義するためのモードビットを含む請求項2の方法。
  4. Nは、奇数の整数である請求項3の方法。
  5. 前記N+1バイトの最後のバイトの前記クロックビットは、前記N+1バイトの前記最初のバイトの前記クロックビットと反対の極性のものである請求項4の方法。
  6. 前記N+1バイトのそれぞれ3番目及びより高順序の各々の2番目のビットを、前記N+1バイトの前記それぞれの3番目及びより高順序の各々の前記クロックビットに対して反対の極性にセットするステップを更に含む請求項5の方法。
  7. 音声データ及び制御データの両方を通信する装置において、
    マイクロプロセッサを持つ通信装置と、
    外部付属装置へ前記音声データ及び前記制御データを供給するための前記通信装置に結合されたデータバスと、
    を含み、
    前記マイクロプロセッサは、ビットのシーケンスを、1番目のタイムスロット及び2番目のタイムスロットの反復するシーケンスにフォーマット化し、前記1番目のタイムスロットの中で前記音声データをそして前記2番目のタイムスロットの中で前記制御データを伝送し、前記2番目のタイムスロットの各々の1番目のビットは、連続した2番目のタイムスロット間では、高い値と低い値との間を交替するクロックビットを含む装置。
  8. 2番目のタイムスロットの前記シーケンスは、N+1バイトを含み、前記N+1バイトの最初のバイトは、更に同期ビットシーケンスを含む請求項7の装置。
  9. 2番目の前記N+1バイトは、前記N+1バイトの残余の意味を定義するためのモードビットを含む請求項8の装置。
  10. Nは、奇数の整数である請求項9の装置。
  11. 前記N+1バイトの最後のバイトの前記クロックビットは、前記N+1バイトの前記最初のバイトの前記クロックビットと反対の極性のものである請求項10の装置。
  12. 前記N+1バイトのそれぞれ3番目及びより高順序の各々の2番目のビットを、前記N+1バイトの前記それぞれ3番目及びより高順序の各々の前記クロックビットに対して反対の極性にセットするステップを更に含む請求項11の装置。
  13. 音声データ及び制御データの両方を通信する装置において、
    ディジタル信号プロセッサを持つ外部付属機器と、
    通信装置へ前記音声データ及び前記制御データを供給するためのデータバスと、を含み、
    前記ディジタル信号プロセッサは、ビットのシーケンスを、1番目のタイムスロット及び2番目のタイムスロットの反復するシーケンスにフォーマット化し、前記1番目のタイムスロットの中で前記音声データをそして前記2番目のタイムスロットの中で前記制御データを伝送し、前記2番目のタイムスロットの各々の1番目のビットは、連続した2番目のタイムスロット間では、高い値と低い値との間を交替するクロックビットを含む装置。
  14. 2番目のタイムスロットの前記シーケンスは、N+1バイトを含み、前記N+1バイトの最初のバイトは、更に同期ビットシーケンスを含む請求項13の装置。
  15. 2番目の前記N+1バイトは、前記N+1バイトの残余の意味を定義するためのモードビットを含む請求項14の装置。
  16. Nは、奇数の整数である請求項15の装置。
  17. 前記N+1バイトの最後のバイトの前記クロックビットは、前記N+1バイトの前記最初のバイトの前記クロックビットと反対の極性のものである請求項16の装置。
  18. 前記N+1バイトのそれぞれ3番目及びより高順序の各々の2番目のビットを、前記N+1バイトの前記それぞれ3番目及びより高順序の各々の前記クロックビットに対して反対の極性にセットするステップを更に含む請求項17の装置。
  19. 前記2番目のタイムスロットの発生の事前決定された回数のために、同様な制御データバイトを反復して伝送するステップを更に含む請求項1の方法。
  20. 前記ディジタル信号プロセッサは、前記2番目のタイムスロットの発生の事前決定された回数のために、同様な制御データバイトを反復して伝送する請求項13の装置。
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