JPH0758881A - コンピュータシステム - Google Patents
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Abstract
間の通信及び制御を与えるコンピュータI/Oサブシス
テムを提供する。 【構成】本発明の一実施例によれば、外部信号にはステ
レオオーディオ入力信号、ヘッドホン用ステレオオーデ
ィオ出力信号、モノーラルオーディオマイクロホン入力
信号、スピーカ用モノーラルオーディオ出力信号、アナ
ログ電話回線、及びISDNが含まれる。複数コンピュ
ータのI/Oポートとのデータ及び複数外部装置とのデ
ータは、全て単一の時間領域多重化全二重直列バスにわ
たる通信用に併合される。電話回路はオプションとして
設計され、アナログまたはISDNのいずれかである。
電話回路がインストールされた時、直列バスは自動的に
再構成されて付加データ及び制御情報を収容する。電話
回路は直列電話データ及び直列オーディオデータを透明
に併合する。例えば、MODEMデータI/Oがオーデ
ィオサンプルデータと同時に発生する。
Description
タ入力/出力に関し、さらに特定すれば、コンピュータ
用のオーディオ及び電話サービスに関する。
理からさらに一般化された情報処理及び通信へと拡張し
ている。例えばコンピュータは、オーディオ、画像及び
ビデオのようなさらに抽象的な情報を処理し、かつファ
クシミリの制御及び電話サービスのような情報の通信を
制御するために利用されている。同時に、入力/出力
(I/O)に対する要求が拡張され、より多くのコンピ
ュータ機能が、接続の利用性をますます制限するように
して、1つ又は複数の集積回路に集積されつつある。
制御ユニットとアナログオーディオマイクロホン及びス
ピーカ及びアナログ電話信号のような外部装置との間に
おける効率的なかつコスト効率の良いデータ伝送及び制
御を提供することにある。加えて、音声、コンピュータ
及びビデオ信号の混合物を搬送する統合サービスデジタ
ルネットワーク(ISDN)のようなデジタル電話シス
テムとインターフェースを行なうことにある。最後に、
これらすべてのサービスを提供するために必要な集積回
路接続の数を最小化することにある。
と外部オーディオ及び電話装置との間の通信及び制御を
提供するコンピュータ入力/出力(I/O)システムで
ある。コンピュータソフトウエアにより明らかなよう
に、オーディオ及び電話I/Oは、直列データポート、
直列制御ポート、ISDN用直接メモリアクセス(DM
A)ポート、及びデジタル化オーディオ用DMAポート
用のレジスタを有するレジスタべースである。外部信号
は、ステレオオーディオ入力信号、ヘッドホン用のステ
レオオーディオ出力信号、モノラルオーディオマイクロ
ホン入力信号、スピーカ用のモノラルオーディオ出力信
号、及びアナログ電話回線又はISDNを含んでいる。
多重コンピュータI/Oポートへの及びここからのデー
タ、及び多重外部装置への及びここからのデータは、時
間領域多重化直列バスを介した通信のために、すべて併
合されている。入力及び出力は、信号直列バス(全二
重)を介して同時に生起する。
オーディオアナログ−デジタル(A/D)変換、デジタ
ル−アナログ(D/A)変換、及び種々のオーディオ制
御機能のために使われる。独立した電話回路は、電話音
声用のA/D及びD/A変換、及び種々の電話制御機能
を有する。電話回路は、オプションとして指定されてお
り、かつアナログ又はISDNのいずれかである。電話
回路が装備されている場合、直列バスは、自動的に追加
的なデータ及び制御情報に適応するように再構成され
る。電話回路は、直列電話データ及び直列オーディオデ
ータを透明に併合する。例えばMODEMデータI/O
は、オーディオサンプルデータと同時に生起できる。
を概略的に図示するブロック図である。図1において、
コンピュータ100は、電話サービスシステム106及
びオーディオサービスシステム108に接続された時間
領域多重化直列バスシステム104に接続されたオーデ
ィオ/電話I/Oシステム102を有する。コンピュー
タ100は、プロセッサバス114によって相互接続さ
れた1つ又は複数のプロセッサ110及びランダムアク
セスメモリ(RAM)112を有する。独立したI/O
バス116は、I/O制御器118によってプロセッサ
バス114から分離されている。オーディオ/電話I/
Oシステム102は、直接アドレス制御可能な制御機能
を提供するレジスタ122のバンク及び割り込み被駆動
I/Oを有する。加えてISDNデータ用直接メモリア
クセス(DMA)(120)、及びオーディオサンプル
データ用DMA(124)が存在する。割り込み被駆動
直列I/O126は、制御のため及び直列MODEMデ
ータのために利用される。直列I/O126及びオーデ
ィオDMA124は、両方とも先入れ先出しバッファ
(128及び130)によってバッファリングされる。
ISDN DMAチャネル120、直列I/O126及
びオーディオDMA124は、すべてオーディオ/電話
バス制御器132を介して時間領域多重化直列バスシス
テム104上に併合される。電話システム106は、図
示したように2つのアナログ電話回線に接続されるシス
テムであるか、又はその代わりに単一ISDN回線(図
示せず)に接続されるシステムである。オーディオシス
テム108は、A/D変換、D/A変換、及びマイクロ
ホン、ヘッドホン、スピーカ及びステレオ入力及び出力
のような外部オーディオ装置の制御を提供する。
ム106及びオーディオシステム108に関する追加的
な詳細を示している。本発明の一実施例において、オー
ディオシステム108は、市販で入手可能なCODEC
である。例として適当な部品は、クリスタル・セミコン
ダクタ・コーポレーション(Crystal Semi
conductor Corporation)のCS
4215 CODEC、又はアナログ・デバイス社から
供給可能なAD1849 CODECである。それぞれ
のCODEC構成は、CODECに割り当てられた64
ビットデータフレームを有する直列データバスを仮定し
ている。本発明において、64ビットCODECデータ
フレームは、さらに高い帯域幅の直列データを介してそ
の他のデータと時分割多重化されているが、CODEC
に対して透明になっている。
ネルごとにデジタル信号プロセッサ(DSP)が含まれ
ている。例として適当な部品は、アナログ・デバイス社
から供給可能なAD2105 DSPである。それぞれ
のDSPは、V.32bisのような適正に実行する種
々のMODEMプロトコルに応答する。加えてそれぞれ
のDSPは、オーディオ及び音声データを数学的に組み
合わせ、かつ即座の聴覚帰還のためにこの情報をオーデ
ィオDMAを介してコンピュータに及び/又はCODE
Cに戻す能力を有する。バスシステム104は、データ
の動きに関連するだけである。すなわちバスシステム1
04は、外部電話システムプロトコル又は直列データプ
ロトコルには関連しない。例えばバスシステムに対し
て、ISDNはデジタルデータポートにすぎない。
は、併合直列バス134(制御、電話及びオーディオデ
ータを組み合わせるため)、オーディオ直列バス138
(オーディオデータサンプル及びCODEC制御のた
め)、バッファ136、バッファ構成制御線140、及
び2つのバッファクロック制御線135を有する。電話
システム106は、オプションシステムであるように構
成されている。電話システムが装備されているとき、線
200は、電話システム106が存在することをオーデ
ィオ/電話バス制御器132に知らせるために高レベル
に引き上げられる。同様にバッファ構成制御線140
は、バッファ136を通常ディスエーブルモードに強制
するために低レベルに引き下げられる。オーディオシス
テム108が存在する唯一のシステムである場合、バッ
ファ構成制御線140は、バスシステム104が自動的
に図3に示すように構成されるように、高レベルになっ
ている。電話システム106が加えられると、構成制御
線140は、バスシステム104が実効的に図4に示す
ように接続されるように、バッファ136をディスエー
ブルする。電話システム106が装備されている場合で
さえ、バスシステム104を図3に示す構成に一時的に
配置するコンピュータ100によりオーディオシステム
108を直接制御するための制御モードが存在する。こ
のモードのための制御線は、データ/制御(D/C)線
202である。コンピュータ100は、バッファ136
をイネーブルするようにD/C線202を介して電話シ
ステム106に命令することができる。それ故に図3
は、電話システム106が存在しない場合、オーディオ
システム制御モード又はデータ転送のためのバスシステ
ム104の構成を示している。図4は、電話システム1
06が存在する場合、データ転送のためのバスシステム
104の構成を示している。
できる3つのクロックが存在する。これらクロックは、
全体として非同期であり、かつ可変である。オーディオ
システム108が制御モードにあるとき、バスシステム
104のクロック速度は、オーディオ/電話I/Oシス
テム102によって制御される。そうでない場合、クロ
ック速度は、後で説明するように、オーディオシステム
108又は電話システム106によって制御される。2
つのクロック制御線135は、どちらのシステムがクロ
ック速度を制御するかを制御する。一時に一方のクロッ
ク制御線が動作するか、又はどちらも動作しない。いず
れかのクロック制御線135が動作すると、併合直列バ
ス134及びオーディオ直列バス138の両方が、同じ
周波数になっている。一方のクロック制御線135が動
作すると、共通バスシステムクロック速度は、オーディ
オ/電話I/Oシステム102によって制御される。他
方のクロック制御線135が動作すると、共通バスシス
テムクロック速度は、オーディオシステム108によっ
て制御される。どちらのクロック制御線135も動作せ
ず、かつ電話システム106が存在する場合、電話シス
テム106が、併合直列バス134のクロックを制御
し、オーディオシステム108が、オーディオ直列バス
138のクロックを制御し、かつオーディオシステム1
08が、後で説明するように、データフレーム同期を制
御する。
は、次の5つの信号を有する。 1、SDOUT−直列データアウト 2、SDIN−直列データイン 3、SCLK−直列ポートクロック(ビット速度) 4、FSYNC−フレーム同期 5、RESET−リセット
後で説明するように、オーディオ直列バス138上のオ
ーディオシステム108用のデータフレームは、常に6
4ビットフレームである。電話システム106が装備さ
れている場合、追加的なビットが、併合直列バス134
におけるそれぞれのフレームに加えられる。いずれかの
直列バス(134又は138)に対して、フレーム同期
信号(FSYNC)は、フレームの始めを知らせる。時
分割多重化は、どちらのシステムがFSYNC及びSC
LKを判定しかつ発生するかを制御することにより、シ
ステム構成に自動的に適応する。前記のように、オーデ
ィオシステム108が制御モードにあるとき、SCLK
はオーディオ/電話I/Oシステム102によって制御
される。そうでない場合、SCLKは、オーディオシス
テム108又は電話システム106によって制御され
る。フレーム同期速度(FSYNC)は、オーディオシ
ステム108の要求によって決定される。電話システム
106が装備されている場合、併合直列バス134用の
フレーム同期信号(FSYNC)は、電話システム10
6によって発生されるが、併合直列バス134のフレー
ム同期速度は、オーディオシステム108の要求によっ
て決められる。オーディオシステム108は、ステレオ
信号の1フレームあたり1サンプルを又はモノラル信号
の1フレームあたり1サンプルを発生しかつ受信するこ
とができる。ステレオ又はモノラルオーディオデータに
対して、オーディオシステム108により必要なFSY
NC速度は、オーディオサンプル速度と同じである。
タフレームの論理フォーマットを示している。図5にお
いて、フレーム500は、バイト(8ビット)に分割さ
れている。フレームの初めの64ビット(図5、50
2)は、オーディオDMAポート(図1、124)へ又
はここからの情報に割り当てられている。残りのビット
は、それより少ない16ビットの電話データフレーム
(Tフレーム)514に論理的に分割されている。オー
ディオシステム108が制御モードにあるとき、初めの
64ビットは、図5、502により示すように、制御情
報である。オーディオシステム108がデータモードに
ある場合、図5、504に示すように、32ビットが、
データに割り当てられ、かつ32ビットが、制御に割り
当てられる。データの32ビットは、2つの16ビット
ステレオサンプル(506)、1つの16ビットモノラ
ルサンプル(508)、2つの8ビットステレオサンプ
ル(510)、又は1つの8ビットモノラルサンプル
(512)を含むことができる。オーディオサンプルデ
ータの32ビットは、電話音声サンプル(8ビットサン
プルのみ)、オーディオシステム108用のオーディオ
サンプル、又はデジタル的に混合された電話音声サンプ
ルとオーディオサンプルのいずれかを含むことができ
る。残りのフレームは、必要に応じて、ISDN又は直
列I/Oデータで満たされる。ISDN又は直列I/O
は、いくつかの装置が動作していない場合でも、バスの
全帯域幅を利用できるように、1フレームあたり複数の
バイトを有することができる。
合、併合直列バス134のためのビット速度(SCL
K)は、電話システム106によって毎秒13.824
Mビットに設定される。電話システム106が装備され
ている場合、ISDN又は直列I/Oのために利用でき
る1フレーム内のビット数は、オーディオシステム10
8のサンプル速度とともに変化する。オーディオ直列バ
ス138のためのビット速度(SCLK)は、オーディ
オシステム108によって設定される。電話システム1
06が装備されていない場合、両方の直列バス(134
及び138)のためのビット速度(SCLK)及びフレ
ーム同期(FSYNC)は、オーディオシステム108
によって発生される。電話システムが装備されていない
場合、ビット速度(SCLK)は、フレーム同期(FS
YNC)速度の64倍である。
されていることを想定している。ステレオオーディオに
対する第一の例構成として、オーディオシステム108
は、毎秒48,000フレームのフレーム速度で1フレ
ームあたり2つの16ビットサンプル(図5、506)
を受信しかつ発生するように制御することができる。毎
秒13.824Mビットのビット速度、及び毎秒48,
000フレームのフレーム速度により、1フレームあた
り288ビットが存在する。初めの64ビットは、2つ
のオーディオサンプル(及びCODEC制御)に割り当
てられ、かつ残りの224ビット(28バイト)は、I
SDNデータ又は直列I/O又はその両方によって満た
される。第二の例構成として、オーディオシステムは、
毎秒5,512.5フレームで1フレームあたり1つの
8ビットサンプル(図5、512)を受信し又は発生す
るように制御してもよい。第二の例に関して、1フレー
ムあたり2508ビットが存在する。フレームの最初の
64ビットは、8ビットオーディオサンプルに割り当て
られ、かつ残りの2,444ビットは、ISDNデータ
及び直列I/Oデータのために利用できる。
4)は、8ビットのデータ及び8ビットのシステム情報
に分割される。1つの3ビットフィールドは、行き先/
出所アドレス(ADDR)(518)を表す。1つの3
ビットフィールドは、データバイト内に含まれるデータ
のタイプ(TYPE)(516)を表す。2ビットフィ
ールドの1つのビットは、準備信号(RDL)(動作低
レベルがデータ準備)(520)として利用される。バ
スが全二重であることを思い出されたい。電話システム
106が、オーディオ/電話バス制御器132にフレー
ムを伝送しているとき、電話システム106は、同時に
オーディオ/電話バス制御器132からフレームを受信
している。例えば電話システムが、RDLビットの時点
にアドレス518とともにTフレーム514を送信して
いる場合、オーディオ/電話バス制御器は、このアドレ
ス518を有する装置がデータの相応するバイトの受信
のため準備されているならば、実際のRDLを伝送す
る。同様にRDLビットの時点に、電話システム106
は、アドレス制御された直列チャネル又はISDNポー
トがデータのバイトの受信のため準備されているなら
ば、実際のRDSを伝送する。
依存する。再び図1によれば、オーディオ/電話I/O
システム102により発生されたTフレーム(図5、5
14)は、優先権に基づいて次の優先順序で伝送され
る。(1)電話制御情報、(2)ISDNデータ、及び
(3)電話データ。情報が放送のために利用される場
合、オーディオ/電話バス制御器132への表示は、I
SDN DMAポート120、オーディオDMAポート
124又は直列I/Oポート126によってセットされ
る。オーディオ/電話バス制御器132は、種々の情報
源の間の仲介を行ない、かつ電話システム106へ伝送
するために情報を直列化する。その逆に電話システム1
06によって発生されるTフレームは、優先順序を持た
ず、かつ電話システム106におけるDSPから受信さ
れたとき、単純に伝送される。電話システム106にお
けるそれぞれのDSPは、電話回線から情報を受信し、
かつ必要な場合にオーディオ/電話I/Oシステム10
2に送信するためにTフレームを構成する。
SPは、プログラム制御可能であり、かつコンピュータ
100により制御される。電話システム106は、電話
音声信号のためDSP制御の支配下にあるA/D及びD
/A変換も含んでいる。これら信号は、1サンプルあた
り8ビットで毎秒8,000サンプルの固定の速度でサ
ンプルされる。それぞれのDSPは、オーディオシステ
ム108(図4参照)からオーディオデータにもアクセ
スする。それぞれのDSPは、デジタル化した音声、又
はオーディオデータ、又はデジタル的に混合した(加え
た)デジタル化音声とオーディオデータを伝送するよう
にプログラミングすることができる。電話音声サンプル
(又は混合サンプル)は、図5、510又は512(8
ビットサンプルのみ)に示したフォーマットでフレーム
の最初の64ビットにおいて伝送/受信される。
は、DMAチャネル124を介してコンピュータとイン
ターフェースし、かつISDNデータは、DMAチャネ
ル120を介してコンピュータとインターフェースす
る。これらそれぞれのチャネルは、それぞれの方向に同
時にデータ伝送する双方向のものである。コンピュータ
におけるメモリ112は、論理的なページに分割されて
いる。連続的なデータ流を確実にするため、それぞれの
DMAチャネルは、2つの物理的アドレスを有し、1つ
は、現在のデータ位置のためのものであり、かつもう1
つは、次のページの開始アドレスのためのものである。
ホストコンピュータ100のソフトウエアは、時間的に
先行して次のページのアドレスを提供しなければならな
い。1つのページが終了するたびに、DMAチャネルは
ホストコンピュータ100に割り込み、ソフトウエアが
新しいページアドレスを供給できるようにする。合計4
つのDMAチャネル(オーディオレコード、オーディオ
再生、ISDNレコード、ISDN再生)が存在し、し
たがって4つの現在アドレスレジスタ、及び4つの次ペ
ージアドレスレジスタが存在する。ISDNのためにD
MA回路120は、コンピュータ100が新しいデータ
の存在に気付く前の遅延時間を減少するため、Kバイト
ごとに一度、追加的な割り込みを発生する。ISDN基
本速度は、125マイクロ秒ごとに1バイトを送信/受
信する。DMAチャネル120は、20マイクロ秒ごと
にプロセッサバス114へのアクセスを保証されてい
る。それ故にコンピュータ100及びI/O制御器11
8は、バッファを必要とすることなくISDN速度で送
信/受信を行なうことができる。
び融通性を有する電話及びオーディオI/O用のバスを
提供し、かつ最少数の集積回路相互接続しか必要としな
いことは明らかである。バスシステムは、電話システム
が加わったときに自動的に再構成を行なう。アナログ又
はISDN電話システムが交換可能である。
に提供されている。記載された精密な形に本発明を限定
し又は制限しようとするものではなく、かつその他の変
形及び変更は、前記の教えによれば可能であろう。実施
例は、本発明の原理及びその実際の応用をもっとも良好
に説明するため、それにより当該技術分野の別の専門家
が、意図した特定の用途に適するように種々の具体化及
び種々の変形において本発明をもっとも良好に利用でき
るようにするために、選択されかつ記載されている。
が、以下、本発明の各実施例毎に列挙する。
かつ受信する第一の周辺装置、デジタル電話データを送
信しかつ受信し、かつデジタル化した電話音声データを
送信しかつ受信する第二の周辺装置、コンピュータシス
テムを第一及び第二の周辺装置に接続する全二重直列の
バス、及びバス上におけるデジタル化したオーディオデ
ータ及びデジタル電話データを時分割マルチプレックス
するマルチプレックス手段を有することを特徴とする、
コンピュータシステム。
ディオサンプル速度における周期的オーディオサンプル
を有し、バス上のデジタル化したオーディオデータ及び
デジタル電話データが、フレーム速度における周期的デ
ータフレーム内に論理的に併合されており、かつフレー
ム速度が、オーディオサンプル速度と同じであることを
特徴とする、実施例1記載のコンピュータシステム。
タル化したオーディオデータ及びデジタル化した電話音
声データに割り当てられた所定の数のビットを有し、そ
れぞれの周期的データフレーム内のデジタル電話データ
が、さらに電話データフレーム内にフォーマット化され
ており、かつそれぞれの電話データフレームが、さらに
電話データアドレス、複数の電話データビット、及び準
備ビットを含むことを特徴とする、実施例2記載のコン
ピュータシステム。
ータアドレスが、物理的な入力/出力ポートを指定し、
バスが、第一バス端部と第二バス端部を有し、第一電話
データフレームが、第一バス端部から第二バス端部へ送
信されているとき、第二電話データフレームが、同時に
第二バス端部から第一バス端部へ送信されており、かつ
第一電話データフレーム内の準備ビットが、第二電話デ
ータフレームのデータアドレスにより指定された物理的
入力/出力ポートがデータのために準備されているかど
うかを表すことを特徴とする、実施例3記載のコンピュ
ータシステム。
かつ受信する第一の周辺装置、デジタル電話データを送
信しかつ受信する任意の第二の周辺装置、及び全二重直
列のバスが設けられており、その場合、第二の周辺装置
が存在しないとき、バスが、自動的にコンピュータシス
テムを第一の周辺装置に直接接続し、その場合、第二の
周辺装置が存在するとき、バスが、自動的にコンピュー
タシステムを第二の周辺装置に直接接続し、かつ第二の
周辺装置が存在するとき、バス上におけるデジタル化し
たオーディオデータ及びデジタル電話データを時分割マ
ルチプレックスするマルチプレックス手段が設けられて
いることを特徴とする、コンピュータシステム。
とにより、中央制御ユニットとアナログオーディオマイ
クロホン及びスピーカ及びアナログ電話信号のような外
部装置との間における効率的なかつコスト効率の良いデ
ータ伝送及び制御を提供することができる。
むコンピュータシステムを概略的に示すブロック図であ
る。
すブロック図である。
を概略的に示すブロック図である。
バス構造を概略的に示すブロック図である。
するデータフォーマットを示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】デジタル化したオーディオデータを送受信
する第一の周辺装置と、 デジタル電話データを送受信し、かつデジタル化した電
話音声データを送受信する第二の周辺装置と、 コンピュータシステムを前記第一及び第二の周辺装置に
接続する全二重直列バスと、 バス上における前記デジタル化したオーディオデータ及
び前記デジタル電話データを時分割多重化する多重化手
段と、 を備えて成るコンピュータシステム。
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