JPH10276136A - IrDA変復調IC - Google Patents
IrDA変復調ICInfo
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- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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Abstract
せることにより、低コスト化を図り、また、基板面積を
縮小する。 【解決手段】 携帯電話に搭載されるIrDA変復調I
Cである。IrDA変復調IC3はベースバンド信号を
処理するベースバンドIC2で使用されているクロック
を入力することにより前記クロックの周波数をPLL回
路5で変換し、クロック(CL)を生成する。
Description
る赤外線通信用のIrDA変復調IC(Integrated Cir
cuit)に関する。
を用いて説明する。携帯電話50には電話全体を制御す
る電話CPU(Central Processing Unit)52やベー
スバンド信号を処理するために用いられているベースバ
ンドIC55等が搭載されている。
下「パソコン」という)60等とIrDA(Infrared D
ata Association)方式で赤外線通信を行うために、携
帯電話50にはIrDA変復調IC58が搭載されてい
る。例えば、パソコン60に記録されているファクシミ
リのデータを赤外線で携帯電話50に送り、さらにその
送られたデータを携帯電話50から無線によって別の場
所に伝送する場合にIrDA変復調IC58は利用され
る。
ようとする信号を変調し、アナログフロントエンド4に
送る。アナログフロントエンド4は発光ダイオード等で
赤外線の放射を行い、矢印Aに示すようにパソコン60
等に信号を送る。逆に、パソコン60より矢印Bに示す
ように赤外線で送られてくる信号をアナログフロントエ
ンド4のホトダイオード等で受けると、アナログフロン
トエンド4は波形の整形を行ってからIrDA変復調I
C58に信号を送る。IrDA変復調IC58はこの信
号を復調することにより通信が行われる。
52、IC55及びIC58ではそれぞれクロック周波
数が独自のものとなっているために、それぞれ別個に水
晶発振子51、54、57を設ける必要があった。尚、
CPU52、IC55及びIC58のそれぞれに発振回
路53、56、59が設けられている。図示していない
が、携帯電話50に搭載される他のICにおいても同様
に発振子が設けられているものもある。
えば12.6MHz、12.8MHzや14.4MHz
である。このクロックはベースバンドIC55の内部に
設けられているCPU(図示せず)等に使用される。一
方、IrDA変復調IC58で用いられるクロック周波
数は、例えば153.6kHz、3.6864MHz、
7.3728MHzである。これらの値は、IrDA方
式の基準ボーレートが9.6kbpsであることに基づ
いており、分周により簡単に9.6kHzのクロックを
生成することができるように9.6kHzの整数倍とな
っている。
58にはそれぞれ独自のクロックが必要であるために別
個に発振子51、54、57が必要であった。IrDA
変復調IC58が携帯電話50に搭載される際に、搭載
される発振子の個数も増大していたため、上記従来の携
帯電話50ではコストが上昇し、また、その発振子を設
置するために基板の面積が大きくなっていた。
携帯電話に搭載される発振子の個数を減少させることに
より、低コスト化を図り、また、基板面積を縮小するこ
とのできるIrDA変復調ICを提供することを目的と
する。
に、本発明の第1の構成では、携帯電話に搭載されるI
rDA変復調ICにおいて、ベースバンド信号の処理を
行うベースバンドICで使用されているクロックを入力
し、該クロックの周波数を変換してIrDA変復調IC
用のクロックとするPLL回路を備えている。
ICはベースバンドICで使用されているクロック(例
えば12.6MHz)を取り込み、PLL回路で例えば
7.3728MHzに変換する。この変換後のクロック
を使用してIrDA変復調ICは信号の変調や復調を行
う。
の構成において、前記PLL回路は、前記ベースバンド
ICで使用されているクロックの周波数を1/n倍(た
だし、nは整数)する第1の分周回路と、前記第1の分
周回路の出力と第2の分周回路の出力の位相差を比較す
る位相比較器と、前記位相比較器の出力から高周波成分
を除去する低域フィルタと、前記低域フィルタの出力に
より発振周波数が制御される電圧制御発振器を備えてお
り、前記電圧制御発振器の出力を前記第2の分周回路で
周波数を1/m倍(ただし、mは整数)し、少なくとも
1つ以上のn及びmの各値からそれぞれ特定の値を選択
することのできる制御手段を設けている。
クロックの周波数が異なっていてもn及びmの値を制御
手段で切り換えることによりPLL回路で生成されるク
ロックの周波数を等しくすることができる。制御手段は
例えばコントロールレジスタでセレクタ(選択器)を制
御するものである。ベースバンドのクロック周波数によ
って上記セレクタで経路を切り換え、この経路に違いに
よって第1の分周回路でnの値が変わるようにしてお
く。第2の分周回路の入力側でも同様にセレクタを設
け、mの値が変わるようにしておく。
の構成において、前記ベースバンド信号のクロックが1
2.6MHzのとき前記制御手段で、m/n=8×k/
875(kは整数)の関係を満たすnとmの値を選択
し、前記ベースバンド信号のクロックが12.8MHz
のとき前記制御手段で、m/n=9×k/1000の関
係を満たすnとmの値を選択し、前記ベースバンド信号
のクロックが14.4MHzのとき前記制御手段で、m
/n=k/125の関係を満たすnとmの値を選択して
いる。
クロック周波数が12.6MHz、12.8MHz又は
14.4MHzのどれであっても、上記関係を満たすm
とnの設定によりPLL回路より例えば7.3728M
Hzのように115.2kHzのk倍のクロックが生成
される。
の構成又は上記第3の構成において、赤外線の受光及び
発光を行うアナログフロントエンドが接続されており、
該IrDA変復調ICは、前記アナログフロントエンド
で前記赤外線を受光したときに内部に設けられている起
動回路により起動している。
帯電話と赤外線通信を行おうとするときには、まずディ
スカバリ(discovery)の通信過程で通信相手を探す信
号が一定周期で出力される。アナログフロントエンドが
この信号を受け取ると、IrDA変復調ICに信号を出
力する。この信号は回路的に参照することができるの
で、起動回路によってIrDA変復調IC全体が起動さ
れる。これにより、携帯電話はパソコン等と通信を行
う。
に搭載されるIrDA変復調ICにおいて、ベースバン
ド信号を処理するベースバンドICで使用されているク
ロックを入力することにより前記クロックの周波数を変
換するPLL回路と、前記PLL回路より出力されるク
ロックを分周する分周回路と、前記分周回路より出力さ
れるクロックを使用して外部より赤外線で送られてくる
IrDA方式の信号を復調する受信回路と、前記受信回
路で前記IrDA方式の信号を復調するのに失敗したと
きに前記PLL回路に設けられている分周回路の分周比
を変更するコントロールレジスタとを備えている。
した後にPLL回路で生成されるクロックを分周回路で
分周し受信回路に送る。受信回路がそのクロックの周波
数では通信を行うことができない場合、受信が失敗であ
ったことをコントロールレジスタに伝える。コントロー
ルレジスタはPLL回路の分周回路の分周比を設定する
ためのレジスタであり、受信に失敗した場合にはコント
ロールレジスタはPLL回路での分周比を変更してクロ
ック周波数を変更する。もし受信に成功すればコントロ
ールレジスタの設定を固定してPLL回路より出力され
るクロックの周波数を一定に保つ。さらに、受信に失敗
すれば再度クロック周波数を変更する。
1及び図2を用いて説明する。図1は携帯電話に搭載さ
れているベースバンドIC2と、IrDA変復調IC3
と、それらの周辺部の主要部を示すブロック図である。
尚、携帯電話には電話CPU52等(図5参照)も搭載
されている。アナログフロントエンド4は赤外線の受光
及び発光を行うもので、赤外線を受光したときには信号
の波形整形を行ってから出力する。アナログフロントエ
ンド4はIrDA変復調IC3とデジタルで信号の入出
力を行う。
化や時分割多重方式の処理等のベースバンド信号の処理
を行う。ベースバンドIC2及び水晶発振子1は携帯電
話50(図5参照)に搭載されているベースバンドIC
55及び発振子54とそれぞれ同一である。
照)を用いて生成されるクロックの周波数は、ベースバ
ンド信号の処理に使用されるクロックであるため、種類
がある程度限定されている。
と、ソフトウェア等を格納するROM(Read Only Memo
ry)11と、データの一時的な記憶等に使用されるRA
M(Random Access Memory)10と、論理素子から成る
ロジック部8と、信号の変調や復調等を行う送受信回路
6と、IrDA変復調IC3がオフのときに送受信回路
6にアナログフロントエンド4から信号が送られてきた
時にIC3全体を起動するバッファ7と、クロック信号
を生成するPLL(Phase Locked Loop)回路5が設け
られている。
はIrDA方式の通信において通信の設定や信号の変換
等の処理を行うものである。このソフトウェアによって
CPU12が処理を実行する。このとき、一時的なデー
タの記憶等にはRAM10が使用される。例えば、パラ
レル信号がIrDA方式の信号に変換される。
2からクロック信号を取り込む。このクロックをIrD
A変復調IC3はPLL回路5で周波数を変換し、例え
ば7.3728MHzのクロック(CL)を生成する。
ロジック部8にはコントロールレジスタ9が設けられて
おり、PLL回路5での分周の設定を行ってクロック
(CL)の周波数を制御している。
115.2kbpsであるので、PLL回路5より出力
されるクロック(CL)の周波数が115.2kHzの
整数倍であれば、クロック(CL)を分周することによ
りIrDA変復調IC3は簡単にボーレートに同期した
信号を得ることができる。
ク図を図2に示す。ベースバンドIC2(図1参照)で
用いられるクロックはPLL回路5において、まずセレ
クタ20の端子40に入力される。セレクタ20ではコ
ントロールレジスタ9により3個の端子41〜43のい
ずれかに選択されてクロックが送られる。
zであるとき端子41にクロックが送られ、クロックの
周波数が12.8MHzであるとき端子42にクロック
に送られ、クロックの周波数が14.4MHzであると
き端子43にクロックに送られる。端子41〜43より
送り出されるクロックの各周波数はf1=12.6MH
z、f2=12.8MHz、f3=14.4MHzとな
る。また、コントロールレジスタ9はセレクタ20を切
り換えるときには、セレクタ27も同時に切り換え、ク
ロック周波数により信号経路が異なるようにする。
ックの周波数を1/n倍する。分周回路21では3種類
のクロック周波数f1〜f3のそれぞれにnの値が設定
されている。分周した信号を位相比較器22に出力す
る。位相比較器22は分周回路21、25より出力され
る両信号の位相差を比較する。そして、位相比較器22
の出力から低域フィルタ23で高周波成分を除去し、電
圧制御発振器26に送る。
なるように周波数foを変更してクロック(CL)を出
力する。また、クロック(CL)はセレクタ27で経路
が切り換えられて分周回路25に送られる。分周回路2
5でセレクタ27が経路ごとに設定されている値m(整
数)で周波数が(1/m)倍され位相比較器22に送ら
れる。
ールレジスタ9で制御される。例えば、ベースバンドI
C2のクロック周波数が12.6MHzの場合、コント
ロールレジスタ9でm/n=512/875の関係を満
たす整数nとmを選択する。クロック周波数が12.8
MHzの場合、m/n=72/125の関係を満たす整
数mとnを選択する。クロック周波数が14.4MHz
の場合、m/n=64/125の関係を満たす整数mと
nを選択する。
種類が限定されているため、図2に示すようにセレクタ
20、27を用いて分周比を選択するような構成とする
ことにより多数のベースバンドIC2に対応できる。と
ころが、例えば電話CPU52(図5参照)のようにそ
の他のIC等では使用されるクロック周波数は統一され
ていない。そのため、セレクタ20、27では多くの電
話CPU52等に対処できない。また、CPU52等で
は性能の向上等のためクロック周波数が変更される可能
性もある。
種類がある程度限定されているので、セレクタ20で3
種類の周波数に対応しているだけでも多数のベースバン
ドIC2に対応できる。また、ベースバンドIC2では
ベースバンド信号を処理するのでクロック周波数の変更
もあまり行われないと考えられる。
トエンド4では、赤外線の受光及び発光を行い、矢印
A、Bに示すように例えばパソコン60と相互に通信を
行う。また、低消費電力とするため、赤外線通信を行わ
ないときにはIrDA変復調IC3をオフしておく。携
帯電話からパソコン60と赤外線通信を行うときは電話
CPU52(図5参照)によってIrDA変復調IC3
を起動して通信を行えばよい。
求めるときには、IrDA方式ではディスカバリの通信
過程においてパソコン60より接続相手をさがす信号が
出力される。この信号がアナログフロントエンド4で受
け取られるとIrDA変復調IC3の送受信回路6に送
られる。IC3がオフ状態であっても回路的に信号を見
ることができるので、バッファ7でIrDA変復調IC
3全体を起動することができる。
(CL)が生成されるので、パソコン60から次の呼び
出し信号が送られてくればIrDA変復調IC3は応答
することができる。これにより、携帯電話とパソコン6
0は通信を行うことができる。パソコン60はディスカ
バリの通信過程において、応答がなければ次の過程に進
むことができないので、パソコン60からの信号に対し
て携帯電話の応答が少しばかり遅れることとなっても殆
ど問題がない。IrDA変復調IC3が起動した後、ネ
ゴシエーション(negotiation)等の通信過程を経て互
いにデータを送受信する。その後、通信が終了すればI
rDA変復調IC3は再びオフする。
IrDA変復調IC3ではクロック信号をベースバンド
IC2から読み込み、PLL回路5を用いてクロックの
周波数を変換することができるので、IrDA変復調I
C3に専用の発振子を設ける必要がない。そのため、携
帯電話では搭載される発振子の個数を減らすることがで
きる。これにより、携帯電話のコストを低下させること
ができる。また、発振子の個数が減っているため基板面
積を縮小させることができるので携帯電話の小型化にも
寄与する。さらに、赤外線通信を行うときに自動的にI
rDA変復調IC3が起動し、通信を行わないときには
オフしているので、携帯電話の消費電力が増大しないよ
うになっている。
タ9で制御されているが、ベースバンドIC2のクロッ
ク周波数によってダイオード等を使ってセレクタ20、
27の部分で直接結線して経路を決めてもよい。また、
分周回路21、25では各入力経路に対して回路的に
n、mが特定されているが、ソフトウェアでn、mを設
定するような構成とすることも可能である。
MHzだけでなく他の値でもよい。IrDA方式では最
大ボーレートが115.2kbpsであるので、クロッ
ク(CL)の周波数を115.2kHzの整数倍とする
ことにより、分周を行えばIrDA方式のあらゆるボー
レートに同期したクロックを簡単に生成することができ
る。このとき、分周回路21、25のそれぞれにm/n
=8×k/875、m/n=9×k/1000、m/n
=k/125(ただし、kは整数)の関係をそれぞれ満
たすnとmを設定し、コントロールレジスタ9で選択す
る。
路を増やせばIrDA変復調IC3に入力可能なベース
バンドIC2のクロック周波数の種類を増やすことがで
きる。IrDA変復調IC3はIrDA方式の変復調の
機能だけでなく、携帯電話における他の機能を兼ね備え
たものでもよい。
態について図3を用いて説明する。本実施形態のIrD
A変復調IC3aは上記第1の実施形態のIrDA変復
調IC3(図1参照)にさらに自動的にコントロールレ
ジスタ33でセレクタ20、27(図2参照)の選択を
切り換える機能を備えたものである。図3において図1
と同一部分については同一符号を付し、説明を省略す
る。
照)等から携帯電話にIrDA方式で赤外線通信を行お
うとするときには、まずパソコン60はディスカバリの
通信過程においてボーレート9.6kbpsで携帯電話
を呼び出す信号を送る。携帯電話より応答がなければパ
ソコン60は次の通信過程に進めない。
ク図を示す。送受信回路32がオフしているときアナロ
グフロントエンド4から送受信回路32に信号が入力さ
れた場合、その信号はダイオードDと抵抗Rを介してコ
ンデンサCに送られ、コンデンサCに電荷を蓄積する。
コンデンサCの一端は接地されており、コンデンサCの
電位が電荷の蓄積によりあるレベルに達すると、バッフ
ァ7によりIC3a全体を起動する。また、送受信回路
32の内部においてもスイッチ動作するトランジスタ等
を用いて送信部35及び受信部36に電圧を印加して起
動する。
込み、変調を行ってアナログフロントエンド4に送る。
受信部36はアナログフロントエンド4から送られてく
る信号を復調し、信号をロジック部8に出力する。受信
に失敗すれば受信部36はコントロールレジスタ33に
失敗したことを伝える。
でパソコン60から信号を受け取ると、送受信回路32
から信号がバッファ7に送られ、バッファ7によりIr
DA変復調IC3aが起動する。PLL回路5ではベー
スバンドIC2(図1参照)からクロックを取り込み、
コントロールレジスタ33の初期設定に基づいて周波数
を変換してクロック(CL)を出力する。
スバンドIC2のクロック周波数と整合している場合、
PLL回路5から出力されるクロック(CL)は、例え
ば7.3728MHzとなる。このとき、クロック(C
L)は分周回路31で分周され、9.6kHzのクロッ
クとなる。この9.6kHzのクロックが受信回路32
に入力される。
ログフロントエンド4からの信号の復調等を行う。とこ
ろが、コントロールレジスタ33の初期設定では必ずし
もPLL回路5より正しく7.3728MHzのクロッ
クが出力されているとは限らないので、送受信回路6よ
り受信が成功したかどうかを示す信号がコントロールレ
ジスタ33に送られる。
スタ33は、コントロールレジスタ33の設定を維持す
る。一方、受信が失敗したときにはコントロールレジス
タ33よりセレクタ20、27に選択を切り換える制御
を行う。これにより、PLL回路5では生成されるクロ
ック(CL)の周波数が変更され、再び受信が試みられ
る。
7.3728MHzとなるまでコントロールレジスタ3
3で切り換えが行われる。そして、受信に成功すれば
9.6kbpsでパソコン60に応答する。コントロー
ルレジスタ33は図2に示すようにセレクタ20、27
で3つの経路を切り換えるだけなので、パソコン60等
からの呼び出しに対しても通信の開始が大きく遅れるこ
とはない。
rDA変復調IC3aはベースバンドIC2(図1参
照)のクロックの周波数が異なっていても自動的に調整
できるので、携帯電話にIrDA変復調IC3aを搭載
するときに例えばダイオード等を用いた結線による設定
を不要としている。これにより、IrDA変復調IC3
aはベースバンドIC2の種類に関わらず、自動的に
7.3728MHzのクロックを生成することができ
る。クロック(CL)がその他の周波数であっても同様
に自動的に生成される。
A変復調ICは専用の発振子を備える必要がなくなるの
で、携帯電話に搭載される発振子の個数を減らすことが
できる。これにより、携帯電話の低コスト化を図ること
ができる。さらに、基板面積を縮小することができるの
で携帯電話の小型化にも寄与する。
ロック周波数の種類はあまり多くないので、クロック周
波数に応じて選択を行うことにより、PLL回路で生成
されるクロックの周波数を一致させることができる。こ
れにより、ベースバンドICのクロック周波数が異なっ
ていても、それぞれ専用のIrDA変復調ICを準備す
る必要がなくなり、請求項2に記載のIrDA変復調I
Cで対処することができる。
ロック周波数は多くの場合12.6MHz、12.8M
Hz又は14.4MHzのいずれかであり、一方、Ir
DA方式の最大ボーレートが115.2kbpsである
ので、PLL回路で115.2kHzの整数倍のクロッ
クを生成すれば、IrDA変復調ICで分周を行うこと
により簡単にどのボーレートにも同期した作り出すこと
ができる。115.2kHzのクロック信号を分周すれ
ば他のボーレートに同期したクロック信号を全て生成可
能である。
変復調ICの起動が自動化される。通信を行わないとき
にIrDA変復調ICをオフすれば携帯電話にとって消
費電力の低減にもなる。
ロックに対応してコントロールレジスタにより自動的に
分周比を切り換えて通信を行うことができるようにな
る。ベースバンドICの種類によって特別な設定を施す
ことなく、IrDA変復調ICを簡単に携帯電話に搭載
することができる。
のブロック図。
Claims (5)
- 【請求項1】 携帯電話に搭載されるIrDA変復調I
Cにおいて、 ベースバンド信号の処理を行うベースバンドICで使用
されているクロックを入力し、該クロックの周波数を変
換してIrDA変復調IC用のクロックとするPLL回
路を備えたことを特徴とするIrDA変復調IC。 - 【請求項2】 前記PLL回路は、前記ベースバンドI
Cで使用されているクロックの周波数を1/n倍(ただ
し、nは整数)する第1の分周回路と、前記第1の分周
回路の出力と第2の分周回路の出力の位相差を比較する
位相比較器と、前記位相比較器の出力から高周波成分を
除去する低域フィルタと、前記低域フィルタの出力によ
り発振周波数が制御される電圧制御発振器を備えてお
り、前記電圧制御発振器の出力を前記第2の分周回路で
周波数を1/m倍(ただし、mは整数)し、少なくとも
1つ以上のn及びmの各値からそれぞれ特定の値を選択
することのできる制御手段を設けたことを特徴とする請
求項1に記載のIrDA変復調IC。 - 【請求項3】 前記ベースバンド信号のクロックが1
2.6MHzのとき前記制御手段で、m/n=8×k/
875(kは整数)の関係を満たすnとmの値を選択
し、前記ベースバンド信号のクロックが12.8MHz
のとき前記制御手段で、m/n=9×k/1000の関
係を満たすnとmの値を選択し、前記ベースバンド信号
のクロックが14.4MHzのとき前記制御手段で、m
/n=k/125の関係を満たすnとmの値を選択する
ことを特徴とする請求項2に記載のIrDA変復調I
C。 - 【請求項4】 請求項2又は請求項3に記載のIrDA
変復調ICには赤外線の受光及び発光を行うアナログフ
ロントエンドが接続されており、該IrDA変復調IC
は、前記アナログフロントエンドで前記赤外線を受光し
たときに内部に設けられている起動回路により起動する
ことを特徴とする。 - 【請求項5】 携帯電話に搭載されるIrDA変復調I
Cにおいて、 ベースバンド信号を処理するベースバンドICで使用さ
れているクロックを入力することにより前記クロックの
周波数を変換するPLL回路と、 前記PLL回路より出力されるクロックを分周する分周
回路と、 前記分周回路より出力されるクロックを使用して外部よ
り赤外線で送られてくるIrDA方式の信号を復調する
受信回路と、 前記受信回路で前記IrDA方式の信号を復調するのに
失敗したときに前記PLL回路に設けられている分周回
路の分周比を変更するコントロールレジスタと、 を備えたことを特徴とするIrDA変復調IC。
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