JPWO2005107185A1

JPWO2005107185A1 - Wireless communication device, semiconductor integrated circuit for communication, and communication system

Info

Publication number: JPWO2005107185A1
Application number: JP2006512700A
Authority: JP
Inventors: 広明磯野; 佐野　真; 真佐野; 浩嗣小島
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2008-03-21
Also published as: WO2005107185A1

Abstract

所定のプロトコルに従ってブルートゥース通信のようなパケット通信を行なうがパケット再送機能を持たずヘッダにパケットの順序を示す情報が入る領域のないパケットの同期通信が可能な無線通信装置に、所定の周期で受信パケットの有無を判定し、受信パケットがないときはパケットの損失（欠落）を上位の制御装置へ知らせる機能を設けるようにした。Performs packet communication such as Bluetooth communication according to a predetermined protocol, but does not have a packet resending function and receives in a predetermined cycle by a wireless communication device that can perform synchronous communication of a packet without an area in which information indicating the order of the packet is included in the header The presence or absence of a packet is determined, and when there is no received packet, a function is provided to notify the loss (missing) of the packet to the host controller.

Description

本発明は、無線通信制御技術さらにはパケット通信における受信パケットの損失（欠落）を上位の制御装置に知らせる技術に関し、例えばブルートゥース通信規格のパケットを送受信処理する無線通信装置およびそれを含む通信用ＩＣ（半導体集積回路）並びにそれを用いた通信システムに利用して特に有効な技術に関する。 The present invention relates to a wireless communication control technique, and further to a technique of notifying a host control device of a loss (missing) of a received packet in packet communication. For example, a wireless communication device for transmitting and receiving a packet of Bluetooth communication standard and a communication IC including the wireless communication device. The present invention relates to a (semiconductor integrated circuit) and a technique particularly effective when used in a communication system using the same.

無線通信規格の１つにブルートゥースと呼ばれ、２．４ＧＨｚ〜２．４８ＧＨｚの周波数帯を使用し短距離無線通信を行うものがある。ブルートゥース規格の無線通信方式は、所定量のデータにヘッダを付けて送信するパケット通信方式であり、再送機能を持つ非同期通信（ＡＣＬ：ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎｌｅｓｓ）と、再送機能を持たず所定の周期でパケットの送信を行なう同期通信（ＳＣＯ：ＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＯｒｉｅｎｔｅｄ）の２つの通信モードを備え、それぞれ時分割で送信と受信を行なう。
また、ブルートゥース通信では、マスタ機器とスレーブ機器との間でクロックの同期をとるとともに通信接続を確立するために、ブルートゥースクロックと呼ばれる３．２ｋＨｚのクロック信号に基づき、３．２ｋＨｚの２倍の周期（６２５μｓ）でパケットデータの交換が行なわれる。そして、通信相手の機器と相互通信接続を行うための制御がリンクコントローラと呼ばれる機能により行なわれる。
ブルートゥース通信が可能なデバイスは、非同期通信と同期通信を自由に使い分けて通信を行なうことができ、テキストデータのように高い信頼性を必要とするデータを送信したい場合には非同期通信を使用し、音声データやのようにリアルタイム性が要求されるデータの送信には同期通信を使用するというような使い分けが行なわれる。
周知のように、無線通信では使用環境の変化により一時的に電波の強度が低下して通信不能になることがあり、ブルートゥース通信においてもかかる状況下でパケットの損失が起こる。ブルートゥース通信の非同期通信の場合、パケット損失があってもパケットを受信した側は次の送信パケットにデータを受信したことを示す情報を格納して送信する。そのため、送信側は送信後に受け取ったパケットにその情報が含まれていないときはパケット損失と判定して同一データを再送信するので、支障はない。図１にブルートゥース通信における非同期通信の様子が示されている。
図１に示されているように、通信デバイスＡが３回目と５，６，８回目に送信したパケットが通信デバイスＢに届かなかった場合、通信デバイスＡは４回目の送信パケットに３回目と同じデータＣを入れて再送し、６，７回目の送信パケットに５回目と同じデータＤを入れ、９回目の送信パケットに８回目と同じデータＥを入れて再送する。通信デバイスＢが送信したパケットが通信デバイスＡに届かなかった場合も同様であり、図１に示されているように、例えば通信デバイスＢが８回目に送信したパケットが通信デバイスＡに届かなかった場合、通信デバイスＢは９回目の送信パケットに８回目と同じデータ“ｄ”を入れて再送することとなる。このようなデータの再送により、非同期通信ではデータの損失が回避される。
一方、同期通信の場合には、このようなデータの再送がなされないため、データの損失が起こる。図２にはブルートゥース通信における同期通信の様子が示されている。図２に示されているように、通信デバイスＡが３回目と５，６，８回目に送信したパケットが通信デバイスＢに届かなかった場合、データＣとＥ，Ｆ，Ｈが損失することになる。
従来、再送機能を有していないパケット通信方式における損失データの補償技術として、例えばＩＰ電話システムにおいて、パケットのヘッダ部にパケットの順序を示すシーケンス番号を入れるとともに時系列的に分割されたデータを連続する複数のパケットに重複して入れて送信するようにした発明が提案されている（特開２００３−１６３７１４号公報）。
しかしながら、ブルートゥース規格においては、異なるメーカより提供された通信デバイス間の通信を保障するため、ヘッダを含むパケットの構成について厳格に仕様が決められており、規格と異なる仕様を持たせることはできない。そして、ブルートゥース規格の送信パケットのヘッダには、シーケンス番号のようなパケットの順序を示すような情報が入る領域は設けられていない。そのため、前記先願発明のようなデータ補償を行なうことができない。また、前記先願発明は、連続する複数のパケットに同一のデータを重複して入れて送信する方式であるため、データの伝送効率が悪い。また、動画像送信のような大量のデータを短時間に送信したい場合には適していないという不具合がある。
本発明の目的は、ブルートゥース通信のようなパケット通信であって再送機能を持たずヘッダにパケットの順序を示す情報が入る領域のない同期通信において、本発明を適用していない同一規格の通信デバイスとの間の相互接続性を保障しつつパケットの損失（欠落）を確実に検出して上位の制御装置に知らせることができる通信制御技術を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ブルートゥース通信のようなパケット通信であって再送機能を持たない同期通信において、データの伝送効率を低下させることなくパケットの損失を確実に検出して上位の制御装置に知らせることができる通信制御技術を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、ブルートゥース通信のようなパケット通信であって再送機能を持たない同期通信において、ハードウェアを大幅に追加することなくパケットの損失を確実に検出して上位の制御装置に知らせることができる通信制御技術を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ブルートゥース通信のようなパケット通信であって再送機能を持たない同期通信モードによる音声通信機能や動画像通信機能を備える場合に、パケットの損失を確実に検出し、通信品質の向上を図ることができる無線通信装置を提供することにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添附図面から明らかになるであろう。One of the wireless communication standards is called Bluetooth, which performs short-range wireless communication using a frequency band of 2.4 GHz to 2.48 GHz. The wireless communication system of the Bluetooth standard is a packet communication system in which a predetermined amount of data is attached with a header and is transmitted. Asynchronous communication (ACL: Asynchronous Connectionless) having a retransmission function and packet transmission at a predetermined cycle without a retransmission function are performed. It has two communication modes of synchronous communication (SCO: Synchronous Connection Oriented) for transmission, and performs transmission and reception in time division.
Further, in Bluetooth communication, in order to synchronize the clocks between the master device and the slave device and establish a communication connection, based on a 3.2 kHz clock signal called a Bluetooth clock, a cycle of 3.2 kHz doubled. The packet data is exchanged at (625 μs). Then, control for making mutual communication connection with a device as a communication partner is performed by a function called a link controller.
Devices capable of Bluetooth communication can freely use asynchronous communication and synchronous communication for communication, and use asynchronous communication when you want to send data that requires high reliability such as text data. For the transmission of data such as voice data that requires real-time processing, synchronous communication is used properly.
As is well known, in wireless communication, the strength of a radio wave may be temporarily reduced due to a change in use environment, and communication may be disabled, and even in Bluetooth communication, packet loss occurs under such circumstances. In the case of asynchronous Bluetooth communication, even if there is a packet loss, the packet receiving side stores the information indicating that the data has been received in the next transmission packet and transmits it. Therefore, when the packet received after the transmission does not include the information, the transmitting side determines that the packet is lost and retransmits the same data, and there is no problem. FIG. 1 shows a state of asynchronous communication in Bluetooth communication.
As shown in FIG. 1, when the packet transmitted by the communication device A for the third time and the fifth, sixth, and eighth times does not reach the communication device B, the communication device A indicates the third time for the fourth transmission packet. The same data C is put and retransmitted, the same data D as the fifth time is put in the sixth and seventh transmission packets, and the same data E as the eighth time is put in the ninth transmission packet and retransmitted. The same is true when the packet transmitted by the communication device B does not reach the communication device A. As shown in FIG. 1, for example, the packet transmitted by the communication device B for the eighth time has not arrived at the communication device A. In this case, the communication device B puts the same data “d” as in the eighth transmission packet in the ninth transmission packet and retransmits it. Such data retransmission avoids data loss in asynchronous communication.
On the other hand, in the case of synchronous communication, such data is not retransmitted, resulting in data loss. FIG. 2 shows a state of synchronous communication in Bluetooth communication. As shown in FIG. 2, if the packets transmitted by the communication device A for the third time, the fifth time, the sixth time, and the eighth time do not reach the communication device B, the data C, E, F, and H are lost. Become.
Conventionally, as a technique for compensating for lost data in a packet communication method that does not have a retransmission function, for example, in an IP telephone system, a sequence number indicating the order of packets is put in the header part of the packet and data that is divided in time series is used. An invention has been proposed in which a plurality of consecutive packets are redundantly inserted and transmitted (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-163714).
However, in the Bluetooth standard, in order to guarantee communication between communication devices provided by different manufacturers, the specifications of the packet structure including the header are strictly determined, and it is not possible to have specifications different from the standard. The header of the Bluetooth standard transmission packet is not provided with an area for storing information indicating the order of the packet such as a sequence number. Therefore, the data compensation as in the above-mentioned prior invention cannot be performed. Further, the invention of the prior application is a system in which the same data is duplicated and transmitted in a plurality of continuous packets, and therefore the data transmission efficiency is poor. Further, there is a problem that it is not suitable for transmitting a large amount of data in a short time such as moving image transmission.
An object of the present invention is a communication device of the same standard to which the present invention is not applied in packet communication such as Bluetooth communication, which does not have a retransmission function and does not have an area in which information indicating a packet order is included in a header. It is to provide a communication control technique capable of surely detecting packet loss (missing) and notifying a higher-level control device while guaranteeing mutual connectivity between the device and the device.
Another object of the present invention is to perform packet communication such as Bluetooth communication, which does not have a retransmission function, in synchronous communication without fail to detect packet loss without lowering the data transmission efficiency and to control upper layers. It is to provide a communication control technique capable of notifying a device.
Furthermore, another object of the present invention is to perform packet communication such as Bluetooth communication, which does not have a retransmission function in synchronous communication, without failing to add hardware significantly to reliably detect packet loss and to control upper layers. It is to provide a communication control technique capable of notifying a device.
Still another object of the present invention is to reliably detect packet loss when packet communication such as Bluetooth communication is provided with a voice communication function and a moving image communication function in a synchronous communication mode without a retransmission function, It is to provide a wireless communication device capable of improving communication quality.
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、本発明は、所定のプロトコルに従ってブルートゥース通信のようなパケット通信を行なうがパケット再送機能を持たずヘッダにパケットの順序を示す情報が入る領域のないパケットの同期通信が可能な無線通信装置に、所定の周期で受信パケットの有無を判定し、受信パケットがないときはパケットの損失（欠落）を上位の制御装置へ知らせる機能を設けるようにしたものである。これにより、受信側でパケットの損失を検出できるようにするために余分な情報をパケットに入れる必要がないので、相互接続性を損なうことなくパケットの損失を検出できるとともに、伝送効率を向上させることができる。
ここで、受信パケットの有無は、受信データがオール“０”かオール“１”であるか否かで判定することができる。また、この判定は、所定のプロトコル制御を行なう回路から上位の制御装置へ渡される受信データあるいは所定のプロトコル制御を行なう回路から出力される信号もしくは状態フラグを見て判定する手段を設けて行なっても良いし、所定のプロトコル制御を行なう回路自身にタイマもしくはカウンタを設けて所定の周期で受信パケットの有無を判定する機能を持たせるようにしても良い。
また、通信装置の上位の制御装置とのインタフェース部にテスト機能を支援するテスト制御インタフェースを設け、該テスト制御インタフェースを介して上位の制御装置へパケットの損失を知らせるように構成することができる。ブルートゥース規格ではテスト制御インタフェース（ＴＣＩ）を設けた場合における通信装置と上位の制御装置との間のパケット構成について規定されているので、ブルートゥース通信機能を設けた通信装置ではこのパケットを利用して受信パケットの損失を上位の制御装置へ知らせるように構成しても良い。
さらに、ブルートゥース規格で規定されている所定のプロトコル制御を行なう回路から上位の制御装置へ供給されるＨＣＩ（ホストコントロールインタフェース）データパケットのヘッド部の予約領域を利用して、そこに受信パケットの損失を示す情報を入れて上位の制御装置へ知らせるようにしても良い。また、このとき望ましくは、そのＨＣＩデータパケットのデータ領域に、ダミーのデータを生成あるいはすでに受信したデータの中から適当なものを選択して格納して上位の制御装置へ供給する。The following is a brief description of the outline of the typical invention disclosed in the present application.
That is, the present invention provides a wireless communication device that performs packet communication such as Bluetooth communication according to a predetermined protocol, but does not have a packet retransmission function and is capable of synchronous communication of packets without an area in which information indicating the packet order is included in the header. The presence or absence of a received packet is determined in a predetermined cycle, and when there is no received packet, a function of notifying the loss (missing) of the packet to the host control device is provided. As a result, it is not necessary to put extra information in the packet so that the packet loss can be detected on the receiving side, so packet loss can be detected without impairing interoperability and transmission efficiency can be improved. You can
Here, the presence/absence of a received packet can be determined by whether or not the received data is all “0” or all “1”. Further, this judgment is performed by providing a judgment means by observing the received data passed from the circuit for performing the predetermined protocol control to the upper control device or the signal or the status flag output from the circuit for performing the predetermined protocol control. Alternatively, a circuit or a counter for performing a predetermined protocol control may be provided with a timer or a counter so as to have a function of determining the presence or absence of a received packet at a predetermined cycle.
In addition, a test control interface for supporting a test function may be provided in an interface section of the communication device with a host control device, and the host control device may be notified of a packet loss via the test control interface. In the Bluetooth standard, the packet configuration between the communication device and the higher-level control device when the test control interface (TCI) is provided is specified. Therefore, the communication device provided with the Bluetooth communication function uses this packet to receive. The packet loss may be notified to the host controller.
Further, the reserved area of the head portion of the HCI (Host Control Interface) data packet supplied from the circuit for performing the predetermined protocol control defined by the Bluetooth standard to the upper control device is used to receive the loss of the received packet. It is also possible to put information indicating the above into the upper controller. Further, at this time, preferably, dummy data is generated in the data area of the HCI data packet, or appropriate one is selected from the already received data and stored, and the dummy data is supplied to the host control device.

図１はブルートゥース通信における非同期通信の例を示すタイミングチャートである。
図２はブルートゥース通信における同期通信の例を示すタイミングチャートである。
図３は、ブルートゥース規格に従った通信機能を備えたブルートゥース通信デバイスの構成を示すブロック図である。
図４はブルートゥース通信の同期通信に用いられる送受信パケットの構成を示すパケット構成図である。
図５はブルートゥース通信において制御部（ホスト）と通信実行部（ホストコントローラ）との間でやり取りされるＨＣＩデータパケットの構成を示すパケット構成図である。
図６はブルートゥース通信の同期通信に用いられる３種類のＨＶパケットの送信タイミングを示すタイミングチャートである。
図７は第１の実施例を適用したブルートゥース通信デバイスの構成を示すブロック図である。
図８は図７の実施例のより詳細な構成を示すブロック図である。
図９は図７の実施例の通信実行部におけるパケットの損失（欠落）検出の動作手順を示すフローチャートである。
図１０はパケット損失を知らせるＴＣＩパケットの構成を示すデータ構成図である。
図１１は第１の実施例の変形例である第２の実施例を示すブロック図である。
図１２は第２の実施例を適用したブルートゥース通信デバイスの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a timing chart showing an example of asynchronous communication in Bluetooth communication.
FIG. 2 is a timing chart showing an example of synchronous communication in Bluetooth communication.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a Bluetooth communication device having a communication function according to the Bluetooth standard.
FIG. 4 is a packet configuration diagram showing a configuration of a transmission/reception packet used for synchronous communication of Bluetooth communication.
FIG. 5 is a packet configuration diagram showing a configuration of an HCI data packet exchanged between a control unit (host) and a communication execution unit (host controller) in Bluetooth communication.
FIG. 6 is a timing chart showing transmission timings of three types of HV packets used for synchronous communication of Bluetooth communication.
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the Bluetooth communication device to which the first embodiment is applied.
FIG. 8 is a block diagram showing a more detailed structure of the embodiment of FIG.
FIG. 9 is a flowchart showing an operation procedure of packet loss (missing) detection in the communication execution unit of the embodiment of FIG.
FIG. 10 is a data structure diagram showing a structure of a TCI packet for notifying packet loss.
FIG. 11 is a block diagram showing a second embodiment which is a modification of the first embodiment.
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the Bluetooth communication device to which the second embodiment is applied.

以下、図面を用いて本発明の好適な実施形態について説明する。ブルートゥース通信機能を備えた無線通信装置の例としては、例えば携帯電話機との間で音声通信を行なってハンズフリー通話を可能にするヘッドセットがある。ブルートゥース規格は、携帯電話機とヘッドセットあるいは携帯電話機とヘッドセットの各々に内蔵されるブルートゥース通信デバイスがそれぞれ別のベンダから提供されたものであっても相互接続を保証する規格である。携帯電話機とヘッドセットの各々に内蔵されるブルートゥース通信デバイスがどちらか一方でもブルートゥース規格（プロトコル）から外れた独自機能を持つ場合に相互に接続できない。このように所定の規格で相互に通信を行う通信デバイス間において、所定の規格から外れた独自機能を持つ場合には相互に接続できなくなるような性質を相互接続性（インタオペラビリティ）という。
なお、携帯電話機には他の携帯電話機との間でＣＤＭＡやＧＳＭなどセルラ方式の広域無線通信を行なう機能や液晶パネルなどの表示機能、テンキーを使って入力操作機能などの複数の機能が設けられており、本明細書ではそれらの機能のうちブルートゥース通信をサポートするＩＣ（半導体集積回路）あるいは複数のＩＣや電子部品を絶縁基板上やセラミックパッケージ内に実装してブルートゥース通信機能を有するようにしたモジュールなどの電子デバイスをブルートゥース通信デバイスと称する。
図３は、ブルートゥース規格に従った通信機能を備えたブルートゥース通信デバイスの構成を示す。
図３に示されているように、ブルートゥース通信デバイスは大きく分けると、アンテナＡＮＴを介してデータの送受信を行なうホストコントローラと呼ばれる通信実行部１１０とそれを制御するホストと呼ばれる制御部１２０とからなり、通信実行部１１０と制御部１２０との間はＨＣＩ（ホストコントロールインタフェース）と呼ばれるブルートゥース規格で規定されているプロトコルに従ってデータやコマンドのやりとりを行なうように構成される。
通信実行部１１０は送信信号のアップコンバート機能や変調機能、増幅機能、受信信号の増幅機能や復調機能、ダウンコンバート機能などを備える高周波信号処理部としての物理層１１１と、該物理層１１１により送受信されるデータをブルートゥース通信プロトコルに従って処理したり通信相手のデバイスとの間の通信接続状態を確立したりパケットの分析、解読、再構築などを行なったりするリンクコントローラ１１２と、該リンクコントローラ１１２と前記制御部１２０との間の信号のやりとりを行なうＨＣＩインタフェース部１１３と、ブルートゥース通信の周期を決定するブルートゥースクロックと呼ばれる３．２ｋＨｚの基準クロック信号ＣＬＫを生成する基準クロック生成回路１１４とから構成される。
制御部１２０は、通信実行部１１０との間の信号のやりとりを行なうＨＣＩインタフェース部１２１と、ブルートゥース通信プロトコルに従って通信実行部１１０に対する信号を制御したり通信実行部１１０からの信号を処理するプロトコルスタック部１２２と、通信デバイス全体を制御するアプリケーション部１２３とから構成される。アプリケーション部１２３は、制御プログラムそのもの、あるいはかかる制御プログラムを格納した不揮発性メモリを含めたものを意味する。また、プロトコルスタック部１２２も制御プログラムそのものをさすこともあるし、メモリに格納されている制御プログラムを読み出して解読する機構を含めたものをさすこともある。要するに、プロトコルスタック部１２２とアプリケーション部１２３の切り分けは制御部の機能を分かりやすくするための便宜的なものであり、このような分け方に限定されない。
本実施例のように、制御部（ホスト）１２０と通信実行部（ホストコントローラ）１１０とが別個の装置として構成される場合、一般には、デバイスベンダ（部品メーカ）が通信実行部１１０を開発し、セットメーカが制御部１２０を開発することが行われている。このように、通信実行部１１０と制御部１２０の開発主体（ベンダ）が異なる場合においても、上記のようにＨＣＩと呼ばれるブルートゥース規格のインタフェースを用いて通信実行部１１０と制御部１２０との間のやりとりを行えるように構成しておくことより、システムの開発を容易に行なうことができるようになっている。
図４にはブルートゥース通信デバイス間で送受信される送信パケットの構成が、また図５には制御部（ホスト）１２０と通信実行部（ホストコントローラ）１１０との間でやりとりされるＨＣＩデータパケットの構成が示されている。通信実行部１１０のリンクコントローラ１１２によって、他の通信デバイスから受信した図４のような構成のパケットを分析、解読し図５のような構成のＨＣＩ同期通信データパケットに再構築する処理と、制御部１２０から受け取った図５のような構成のＨＣＩ同期通信データパケットを分析、解読し図４のような構成のパケットに再構築する処理が行われる。
なお、図４において、符号“ＡＣ”が付されている部分はパケットを送る相手先を示すタグが入るアクセスコード領域、“ＨＥＡＤ”が付されている部分はパケットの種類や通信リンクを管理するためのパラメータが入るパケットヘッダ領域、“ＰＬ”は伝送するデータが入るペイロード領域である。また、図５において、符号“ＤＡＴＡ”が付されている部分は伝送されるデータが入るデータ領域、“ＣＨ”が付されている部分は複数のブルートゥースデバイスとデータ通信をする場合にデバイスを区別するコードや音声データあるいは画像データなのかコンテンツを区別するコードが入るコネクションハンドル領域、“ＲＳＶ”が付されている部分はブルートゥース規格でまだ仕様は規定されていないが予め確保しておくことが規定されている予約領域、“ＤＴＬ”はデータ領域ＤＡＴＡに入っているデータの長さを示す情報が入るデータ長指定領域である。
ブルートゥース規格では、ＨＣＩパケットとして上記データパケットの他に、ホストからホストコントローラへ与えるコマンドを発行するときに使用するコマンドパケットと、逆にホストコントローラからホストに対してコマンドを発行するときに使用するイベントパケットとがある。また、ホストとホストコントローラとの間のデータのやり取りをするためのデータパケットに関しては、ホストからホストコントローラへデータを送るときに使用する下りのデータパケットと、ホストコントローラからホストへデータを送るときに使用する上りのデータパケットとがある。図６（Ａ）〜（Ｃ）には、ブルートゥース通信における同期通信の３つのモードのタイミングが示されている。図６に示されているように、ブルートゥース通信における同期通信には、２スロット（１．２５ｍｓｅｃ）ごとにマスタからスレーブ、スレーブからマスタへパケットの送信を交互に行なうＨＶ１パケットモードと、４スロット（２．５ｍｓｅｃ）ごとにマスタからスレーブ、スレーブからマスタへパケットの送信を交互に行なうＨＶ２パケットモードと、６スロット（３．７５ｍｓｅｃ）ごとにマスタからスレーブ、スレーブからマスタへパケットの送信を交互に行なうＨＶ３パケットモードとがあり、２つのデバイス間で通信を確立する際にいずれのモードで通信を行なうか決定される。なお、通信途中でもマスタとスレーブとの間でモードを切り替える旨を通知することにより、モードを切り替えることができる。
図７は第１の実施例を適用したブルートゥース通信デバイスの構成を、また図８は第１の実施例のより詳細な構成を示す。
図７に示されているように、本実施例は通信実行部１１０に受信パケットの損失（欠落）を検出するパケット損失検出部１１５を設けるとともに、パケット損失検出部１１５により検出されたパケット損失を、インタフェース部１１３からＴＣＩと呼ばれるインタフェースを介して上位の制御部１２０へ知らせるように構成したものである。より具体的には、図８に示されているように、通信実行部１１０のインタフェース部１１３にテスト機能を支援するテスト制御インタフェース（ＴＣＩ）１３１を設け、該テスト制御インタフェースを介して上位の制御部１２０へパケットの損失（欠落）を知らせるように構成する。
また、ブルートゥース規格ではテスト制御インタフェース（ＴＣＩ）を設けた場合における通信装置と上位の制御装置との間のパケット（ＴＣＩパケット）の構成について規定されているので、テスト制御インタフェース１３１には、このＴＣＩパケットを生成する機能を有するＴＣＩ生成部１３２を設ける。なお、インタフェース部１１３には、ブルートゥース通信本来のＨＣＩパケットを生成する機能を有するＨＣＩ生成部１３３も設けられている。このようにテスト制御回路（ＴＣＩ）１３１を用いて上位の制御部１２０へパケットの損失（欠落）を知らせるように構成することにより、ブルートゥース規格から外れた規格を用いないようにし、相互接続性（インタオペラビリティ）を保つ事によりブルートゥース通信デバイス同士相互に通信可能にすることができる。
パケット損失検出部１１５は、リンクコントローラ１１２からインタフェース部１１３を介して制御部へ送られる受信データＲＤがオール“０”かオール“１”であるか否かを調べて受信パケットの有無を判定するパケット受信判定部１５１と、基準クロック生成回路１１４で生成された基準クロック信号（ブルートゥースクロック）ＣＬＫに基づいてパケット受信同期信号を生成する同期信号生成部１５２とからなる。
上記パケット受信判定部１５１は同期信号生成部１５２から供給されるパケット受信同期信号ＰＲＳに同期して受信パケットの有無を判定し、パケットの損失を検出するとそれをインタフェース部１１３のＴＣＩ生成部１３２へ知らせ、ＴＣＩ生成部１３２は受信パケットの損失を知らせるＴＣＩパケットを生成して上位の制御部へ送るように構成される。なお、同期信号生成部１５２はタイマあるいはブルートゥースクロックＣＬＫを計数するカウンタにより構成することができる。また、パケット損失検出部１１５はハードウェアで構成しても良いし、ソフトウェアで構成することも可能である。
ブルートゥース通信では、リンクコントローラがブルートゥースクロックを送信側通信デバイスと受信側通信デバイス間で同期させることでパケットの送受信を行なうため、上記のようにブルートゥースクロックに基づいてパケット受信同期信号ＰＲＳを生成することにより、パケットの正確な受信タイミングを知ることができ、これによって誤りのないパケット損失検出が可能となる。
なお、ブルートゥース規格ではテスト制御インタフェース（ＴＣＩ）を設けた場合におけるホストコントローラと上位のホストとの間のパケット（ＴＣＩパケット）の構成について規定されているが、ホストコントローラ側に設けるＴＣＩの機能はハードウェアでもソフトウェアでも実現可能となっている。従って、テスト制御回路を専用回路として設計しても良いし、テスト制御回路として、例えばＪＴＡＧ（ＪｏｉｎｔＴｅｓｔＡｃｔｉｏｎＧｒｏｕｐ）により決定されたバウンダリスキャンテストに関する規格で規定されているＴＡＰ（ＴｅｓｔＡｃｃｅｓｓＰｏｒｔ）と呼ばれるインタフェース回路を使用することができる。
図９には、第１の実施例の通信実行部１１０におけるパケットの損失（欠落）検出の動作手順が示されている。
図９に示されているように、パケットの損失（欠落）検出では、先ず受信パケットがＨＶ１モードのパケットか、ＨＶ２モードのパケットか、ＨＶ３モードのパケットかが判定される。具体的には、ステップＳ１で受信パケットがＨＶ１モードのパケットか否かが判定され、ＨＶ１モードでないときはステップＳ２で受信パケットがＨＶ２モードのパケットか否かが判定される。受信パケットがＨＶ１モードのパケットでもＨＶ２モードのパケットのいずれのパケットでもないときはＨＶ３モードのパケットと判定される。そして、受信パケットがＨＶ１モードのパケットのときはステップＳ３で１．２５ｍｓｅｃ毎に受信データをチェックし、受信パケットがＨＶ２モードのパケットのときはステップＳ４で２．５ｍｓｅｃ毎に受信データをチェックし、受信パケットがＨＶ３モードのパケットのときはステップＳ５で３．７５ｍｓｅｃ毎に受信データをチェックする。
その後、ステップＳ６で受信データがオール“０”かオール“１”であるか否かを調べて、オール“０”またはオール“１”でないときは受信パケットがあると判定して何もせず、ステップＳ１へ戻る。一方、ステップＳ６で受信データがオール“０”またはオール“１”であることを検出すると、ステップＳ７へ移行してインタフェース部１１３のＴＣＩ生成部１３２へパケット損失検出信号ＰＬＤを送り、ＴＣＩ生成部１３２にてパケット損失を示すＴＣＩパケットを生成して制御部１２０へ送ってパケット損失を知らせる。
図１０には、パケット損失を知らせるＴＣＩパケットの構成を示す。
図１０において、“ＯｐＣｏｄｅ”はコマンドを一義的に識別するための１６ビットのデータが入る領域で、このフィールドはオペコードの入るフィールド“ＯＣＦ”と、コマンドのグループ（種類）を示すコードが入るフィールド“ＯＧＦ”とからなる。“ＰＴＬ”はこの後に続くフィールドに入るパラメータ０〜Ｎのトータルの長さを示す８ビットのデータが入るフィールドである。ブルートゥース規格では、コマンドグループフィールド“ＯＧＦ”に、“０ｘ３Ｆ”を入れることによりベンダに固有のコマンドを追加することができると規定されている。
本実施例では、この規定を利用してベンダに固有のコマンドを新たに設けこのコマンドをフィールド“ＯＣＦ”に設定したＴＣＩパケットを生成し制御部１２０へ送ってパケット損失を知らせるようになっている。あるいは、ＴＣＩパケットを送ること自体がパケット損失を示すと定義しておいて、任意のＴＣＩパケットを生成し制御部１２０へ送るように構成しても良い。
なお、上記実施例では、パケット損失検出部１１５のパケット受信判定部１５１が、リンクコントローラ１１２からインタフェース部１１３を介して制御部へ送られる受信データがオール“０”かオール“１”であるか否かを調べて受信パケットの有無を判定するように構成されているが、受信データの代わりにリンクコントローラ１１２に受信パケットの有無を示すフラグを設け、該フラグの状態を示す信号をパケット受信判定部１５１へ入力して受信パケットの有無を判定するように構成しても良い。リンクコントローラ１１２は、例えば受信信号の強度が低くてデータを識別できない場合に図５のデータ部ＤＡＴＡに入れるデータをオール“０”に設定し、受信信号の強度が高くすぎてデータを識別できない場合に図５のデータ部ＤＡＴＡに入れるデータをオール“１”に設定する、つまり予め受信パケットの有無を知ることができるので、それを反映するフラグを設けることにより、パケット受信判定部１５１へ受信パケットの有無を知らせることができる。
図１１には、第１の実施例（図３）の変形例である第２の実施例を示す。この変形例は、パケット損失検出部１１５に、受信データ生成部１５３を設け、パケット受信判定部１５１がパケット損失を検出してパケット損失情報を送って来たならば、図５のＨＣＩ同期通信データパケットのデータ領域ＤＡＴＡに格納するダミーの受信データを生成してＨＣＩインタフェース部１１３へ渡すようにするとともに、ＨＣＩインタフェース部１１３はＨＣＩデータパケットのデータ領域ＤＡＴＡにダミー受信データを格納し予約領域ＲＳＶにはパケットの損失を知らせるための所定のコードを格納したＨＣＩデータパケットを生成して制御部１２０へ供給するように構成したものである。このような構成することにより、ブルートゥース規格から外れた規格を用いないようにし、相互接続性（インタオペラビリティ）を保つ事によりブルートゥース通信デバイス同士相互に通信可能にすることができる。
更に、テスト制御回路（ＴＣＩ）１３１を用いて上位の制御部１２０へパケットの損失（欠落）を知らせるように構成や、ＨＣＩデータパケットのデータ領域ＤＡＴＡにダミー受信データを格納し予約領域ＲＳＶにはパケットの損失を知らせるための所定のコードを格納したＨＣＩデータパケットを生成して制御部１２０へ供給するように構成のように、所定の規格を保ちつつ、所定の規格を満たしたパケット内にパケットの損失を知らせるような情報を格納して上位の制御部へパケットの損失（欠落）を知らせるよう構成を取ることにより、パケットの損失を上位の制御部に知らせることを行いつつ、相互接続性（インタオペラビリティ）を保つ事が可能となり通信デバイス同士相互に所定の規格での通信が可能になる。
このパケットを受け取った制御部１２０は、予約領域ＲＳＶを調べることによりデータ領域のデータがダミーデータであることを認識することができる。そして、このダミーデータのときはそれを破棄して例えばすでに受信してメモリに保存してあるデータの中から適当なものを抽出してスピーカへ送ることにより、パケットの損失を補償した音声データを再生させることができる。音声信号は比較的に狭い周波数範囲に限られているので、受信したデータの中から適当なものを選択することでデータ補償をしても、データが欠落したものを再生する場合よりも違和感のない音声を再生させることができる。
なお、前記ダミーデータは制御部１２０側で破棄されるので、パケット構成で規定されている長さであればどのようなデータであっても良い。また、ダミーデータをデータ領域ＤＡＴＡに格納せずに、予約領域ＲＳＶにパケットの損失を知らせるための所定のコードを格納したＨＣＩデータパケットを生成して制御部１２０へ供給するように構成してもよい。
図１２には、第２の実施例を適用したブルートゥース通信デバイスの構成を示す。図１２において、図３と同一の機能を有するブロックには同一の符号を付して重複した説明は省略する。
この第２の実施例のブルートゥース通信デバイスは、通信実行部１１０のリンクコントローラ１１２、インタフェース部１１３、パケット損失検出部１１５と制御部１２０のプロトコルスタック部１２２を１つの半導体チップに半導体集積回路（ブルートゥース通信用ＩＣ）１００として構成したものである。物理層１１１を構成する高周波信号処理装置としてのＲＦモジュール２００とアプリケーション部１２３としてのフラッシュメモリ３１０は、このブルートゥース通信用ＩＣ１００に外付け部品として接続され、これらがプリント配線基板などの上に実装されて通信システムが構成される。
ＲＦモジュール２００は、変復調用ＩＣやパワーアンプ（高周波電力増幅器）、不要波除去用のフィルタ、送受信切替えスイッチなどにより構成される。本実施例のブルートゥース通信用ＩＣ１００においては、リンクコントローラ１１２とパケット損失検出部１１５は専用ロジック回路により一体的に構成されており、図１２には１つのブロックとして示されている。
また、特に制限されるものでないが、本実施例のシステムでは、３．３Ｖのようなバッテリ電源からの電源電圧を、ブルートゥース通信用ＩＣ１００およびＲＦモジュール２００に必要とされる２．８Ｖのような電源電圧に変換する電圧レギュレータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）４００や、データの一時記憶領域やＣＰＵの作業領域を提供する外付けのＳＲＡＭ（スタティックメモリ）３２０が設けられている。ＳＲＡＭ３２０が設けられているため、前に受信したデータを保存しておくことができ、それによってパケット損失が検出されたときに、すでに受信したデータに基づいてデータの補償を行なうことができる。音声データはテキストデータのように正確性をそれほど必要としないため、ブルートゥース通信を使用した音声通信において前に受信したデータに基づいてデータの補償を行なうことで音声の途切れによる音質の低下を回避することができるという利点がある。
また、この実施例のシステムにおいては、ＲＦモジュール２００に１３ＭＨｚのような高い周波数の発振子２１０が接続され、ＲＦモジュール２００の動作に必要なクロック信号φ０が生成されるとともに、そのクロック信号φ０がブルートゥース通信用ＩＣ１００にも供給され、プロトコルスタック部１２２の動作クロックφ１の基準となるクロック信号とされている。そして、本実施例のブルートゥース通信用ＩＣ１００には、ＲＦモジュール２００からのクロック信号φ０を逓倍して２６ＭＨｚまたは５２ＭＨｚの動作クロックφ１を生成するクロックパルスジェネレータ（ＣＰＧ）が設けられている。
同様に、ＲＦモジュール２００から出力されるクロック信号φ０はブルートゥース通信の基準クロックとして通信実行部１１０に入力される。
この実施例では、リンクコントローラ１１２が物理層１１１としてのＲＦモジュール２００とは別個の半導体チップ上に形成されているため、ＲＦモジュール２００とリンクコントローラ１１２との間の信号のタイミングを調整したりレベルを合わせるためのＲＦインタフェース１６１が設けられている。制御部側のインタフェースであるＨＣＩインタフェース１１３は、周辺バスＨＰＢに接続されている。
プロトコルスタック部１２２は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１７１やメモリアクセスコントローラ（ＭＡＣ）１７２などにより構成されている。ＣＰＵ１７１には、第１ＣＰＵバスＬ−ｂｕｓを介してキャッシュメモリ１８１とＲＡＭ１８２が接続されている。キャッシュメモリ１８１とＲＡＭ１８２は第２ＣＰＵバスＩ−ｂｕｓに接続され、第２ＣＰＵバスＩ−ｂｕｓと周辺バスＨＰＢとの間にはバス間のデータのやりとりを行うバスブリッジＰＰＢＳが設けられている。また、第２ＣＰＵバスＩ−ｂｕｓにはＤＭＡ（ダイレクトメモリアクセス）転送制御を行なうＤＭＡコントローラＤＭＡＣが接続されている。
この実施例においては、図３のプロトコルスタック部１２２は、フラッシュメモリ３１０内のアプリケーションプログラムのうちプロトコル処理ルーチンとそれを実行するＣＰＵ１７１とによりファームウェアとして構成されているとみることができる。図３のＨＣＩインタフェース部１２１も、フラッシュメモリ３１０内のアプリケーションプログラムのうちホストとホストコントローラとの間の通信を行なう処理ルーチンとそれを実行するＣＰＵ１７１とによりファームウェアとして構成されているとみることができる。
さらに、この実施例のブルートゥース通信デバイスにおいては、第２ＣＰＵバスＩ−ｂｕｓにバス上の信号のタイミング調整などの制御を行なうバスステートコントローラＢＳＣが設けられ、第２ＣＰＵバスＩ−ｂｕｓはこのバスステートコントローラＢＳＣを介してフラッシュメモリ３１０が接続された外部システムバス３３０との間でデータ信号のやり取りが可能にされている。
また、周辺バスＨＰＢには、各種時間管理用のタイマユニットＴＭＵ、外部デバイスとの間でシリアルで信号の入出力を行なうシリアルコミュニケーションインタフェースＳＣＩＦ１，ＳＣＩＦ０、外部デバイスからの割込みを受け付ける割込みコントローラＩＮＴＣ、アナログ・デジタルや変換やデジタル・アナログ変換を行なう変換回路ＤＡＣなどの周辺回路が接続されている。
特に制限されるものでないが、この実施例においては、通信実行部１１０側から制御部１２０側へ受信パケットの損失を前記変形例（図１１）で説明したようなＨＣＩデータパケットで知らせるようにされている。通信実行部と制御部とが同一のチップ上に形成されているので、通信実行部側から制御部側へ受信パケットの損失を知らせる手段として必ずしもＨＣＩデータパケットを用いる必要はないが、ＨＣＩデータパケットを用いることにより、セットメーカ側においてフラッシュメモリ３１０に格納するアプリケーションプログラムを開発する際に、過去の設計資産を利用することができ開発が容易になるなどの利点がある。
なお、この第２実施例においても、受信パケットの損失を知らせる手段として必ずしもＨＣＩデータパケットを用いる必要はなく、テスト制御インタフェース（ＴＣＩ）をＨＣＩインタフェース部１１３に設けてＨＣＩパケットの代わりにＴＣＩパケットで受信パケットの損失を知らせるように構成することができる。
以上説明したように、前記実施例においては、パケット再送機能を持たずヘッダにパケットの順序を示す情報が入る領域のないパケットの同期通信が可能なブルートゥース通信の通信装置としてのホストコントローラに、所定の周期で受信パケットの有無を判定し、受信パケットがないときはパケットの損失（欠落）を上位の制御装置としてのホストへ知らせる機能を設けるようにしたので、受信側でパケットの損失を検出するために余分な情報をパケットに入れる必要がない。そのため、送信パケットを変更する必要がなく、相互接続性を損なうことなくパケットの損失を検出できるとともに、伝送効率を向上させることができる。
また、受信データがオール“０”かオール“１”であるか否かで判定することで受信パケットの有無を判定するようにしたので、簡単なハードウェアもしくはソフトウェアの追加で受信パケットの有無を判定することができる。
さらに、通信装置の上位の制御装置とのインタフェース部にテスト機能を支援するテスト制御インタフェースを設け、該テスト制御インタフェースを介して上位の制御装置へパケットの損失（欠落）を知らせるように構成したので、通信装置にテスト機能を持たせる場合に簡単なハードウェアもしくはソフトウェアの追加で受信パケットの欠落を上位の制御装置へ知らせることができる。
さらに、ブルートゥース規格で規定されている所定のプロトコル制御を行なう回路から上位の制御装置へ供給されるＨＣＩ同期通信データパケットのヘッド部の予約領域を利用して、そこに受信パケットの損失（欠落）を示す情報を入れて上位の制御装置へ知らせるとともに、そのＨＣＩ同期通信データパケットのデータ領域に、ダミーのデータを格納して上位の制御装置へ供給するようにしたので、ハードウェアやソフトウェアを大幅に変更することなく受信パケットの損失（欠落）を上位の制御装置へ知らせることができる。
また、すでに受信した音声データを蓄積可能なメモリを備えるため、受信パケットが損失しても既に受信してあるデータを用いて擬似的な修復を行なうことが可能であり、かかる修復を行なうことにより音声通信の品質を向上させることができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、上記実施例では、フラッシュメモリ３１０を外付けメモリとしてブルートゥース通信用ＩＣに接続するようにしているが、ブルートゥース通信用ＩＣに内部メモリとして内蔵させてもよい。また、所定量の受信データを蓄積可能なバッファメモリをリンクコントローラ側に設けておいて、パケット損失を知らせるＨＣＩ同期通信データパケットの中に入れるダミーデータの代わりにすでに受信したデータの中から適当なものを選択して制御部側へ供給するようにしても良い。これにより、制御部側におけるデータ補償処理を省き、ＣＰＵの負担を軽減することができる。さらに、上記実施例では、音声データの入ったパケットの通信を例にとって説明したが、本発明は音声データのみでなく画像データを通信する場合にも適用することができる。Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. An example of a wireless communication device having a Bluetooth communication function is a headset that enables voice communication with a mobile phone and enables hands-free communication. The Bluetooth standard is a standard for guaranteeing mutual connection even if the Bluetooth communication devices incorporated in the mobile phone and the headset or the mobile phone and the headset are provided by different vendors. If the Bluetooth communication device built into each of the mobile phone and the headset has a unique function that is out of the Bluetooth standard (protocol), it cannot be connected to each other. The interoperability is such a property that communication devices that communicate with each other according to a predetermined standard cannot be connected to each other if they have unique functions that deviate from the predetermined standard.
The mobile phone is provided with a plurality of functions such as a function for performing cellular wide-area wireless communication such as CDMA and GSM with another mobile phone, a display function such as a liquid crystal panel, and an input operation function using a ten-key pad. In this specification, among these functions, an IC (semiconductor integrated circuit) that supports Bluetooth communication, or a plurality of ICs and electronic parts are mounted on an insulating substrate or in a ceramic package so as to have a Bluetooth communication function. Electronic devices such as modules are referred to as Bluetooth communication devices.
FIG. 3 shows a configuration of a Bluetooth communication device having a communication function according to the Bluetooth standard.
As shown in FIG. 3, the Bluetooth communication device is roughly divided into a communication execution unit 110 called a host controller that transmits and receives data via an antenna ANT and a control unit 120 called a host that controls the communication execution unit 110. The communication execution unit 110 and the control unit 120 are configured to exchange data and commands according to a protocol defined by the Bluetooth standard called HCI (Host Control Interface).
The communication execution unit 110 includes a physical layer 111 as a high-frequency signal processing unit having an up-conversion function, a modulation function, an amplification function for a transmission signal, an amplification function, a demodulation function for a reception signal, and a down-conversion function, and transmission/reception by the physical layer 111. A link controller 112 that processes data to be transmitted according to the Bluetooth communication protocol, establishes a communication connection state with a device of a communication partner, analyzes a packet, decodes, and reconstructs the packet; It is composed of an HCI interface section 113 for exchanging signals with the control section 120, and a reference clock generation circuit 114 for generating a 3.2 kHz reference clock signal CLK called a Bluetooth clock that determines the cycle of Bluetooth communication. .
The control unit 120 exchanges signals with the communication execution unit 110, and a protocol stack for controlling signals to the communication execution unit 110 and processing signals from the communication execution unit 110 according to the Bluetooth communication protocol. The unit 122 and an application unit 123 that controls the entire communication device. The application unit 123 means the control program itself or a non-volatile memory that stores the control program. Also, the protocol stack unit 122 may refer to the control program itself, or may include the mechanism including a mechanism for reading and decoding the control program stored in the memory. In short, the distinction between the protocol stack unit 122 and the application unit 123 is for convenience to make the functions of the control unit easy to understand, and is not limited to such division.
When the control unit (host) 120 and the communication execution unit (host controller) 110 are configured as separate devices as in the present embodiment, a device vendor (parts manufacturer) generally develops the communication execution unit 110. The set manufacturer develops the control unit 120. As described above, even when the communication executing unit 110 and the control unit 120 are different in development body (vendor), the communication executing unit 110 and the control unit 120 are connected between the communication executing unit 110 and the control unit 120 by using the interface of the Bluetooth standard called HCI as described above. The system is designed so that it can be exchanged easily so that the system can be easily developed.
FIG. 4 shows a structure of a transmission packet transmitted/received between Bluetooth communication devices, and FIG. 5 shows a structure of an HCI data packet exchanged between the control unit (host) 120 and the communication execution unit (host controller) 110. It is shown. The link controller 112 of the communication execution unit 110 analyzes and decodes the packet having the structure shown in FIG. 4 received from another communication device, and reconstructs the HCI synchronous communication data packet having the structure shown in FIG. A process of analyzing and decoding the HCI synchronous communication data packet having the configuration shown in FIG. 5 received from the unit 120 and reconstructing it into a packet having the configuration shown in FIG. 4 is performed.
In FIG. 4, the part with the code "AC" manages the access code area containing the tag indicating the destination of the packet, and the part with "HEAD" manages the packet type and communication link. "PL" is a payload area in which data to be transmitted is stored. In addition, in FIG. 5, a portion to which the symbol “DATA” is attached is a data area in which data to be transmitted is entered, and a portion to which “CH” is attached distinguishes devices when performing data communication with a plurality of Bluetooth devices. The connection handle area that contains the code that distinguishes the content, such as the code to be used, audio data, or image data, and the part with "RSV" is not specified in the Bluetooth standard, but must be secured in advance. The reserved area, "DTL", is a data length designation area in which information indicating the length of data stored in the data area DATA is placed.
According to the Bluetooth standard, in addition to the above data packet as an HCI packet, a command packet used when issuing a command given from the host to the host controller and an event used when issuing a command from the host controller to the host There is a packet. Regarding the data packets for exchanging data between the host and host controller, the downlink data packets used when sending data from the host to the host controller and the data packets used when sending data from the host controller to the host controller. There is an upstream data packet used. FIGS. 6A to 6C show timings of three modes of synchronous communication in Bluetooth communication. As shown in FIG. 6, in synchronous communication in Bluetooth communication, HV1 packet mode in which packets are alternately transmitted from the master to the slave and from the slave to the master every 2 slots (1.25 msec) and 4 slots ( HV2 packet mode in which packets are transmitted alternately from the master to the slave and from the slave to the master every 2.5 msec, and packets are transmitted alternately from the master to the slave and from the slave to the master every 6 slots (3.75 msec). There is an HV3 packet mode, and when establishing communication between two devices, which mode is used for communication is determined. The mode can be switched by notifying that the mode will be switched between the master and the slave even during communication.
FIG. 7 shows a configuration of a Bluetooth communication device to which the first embodiment is applied, and FIG. 8 shows a more detailed configuration of the first embodiment.
As shown in FIG. 7, in the present exemplary embodiment, the communication execution unit 110 is provided with a packet loss detection unit 115 that detects a loss (missing) of a received packet, and the packet loss detected by the packet loss detection unit 115 is detected. The interface unit 113 is configured to notify the upper control unit 120 via an interface called TCI. More specifically, as shown in FIG. 8, a test control interface (TCI) 131 that supports a test function is provided in the interface unit 113 of the communication execution unit 110, and higher-level control is performed via the test control interface. It is configured to notify the unit 120 of packet loss (loss).
Further, the Bluetooth standard defines the structure of a packet (TCI packet) between a communication device and a higher-level control device when a test control interface (TCI) is provided. Therefore, the test control interface 131 includes this TCI. A TCI generation unit 132 having a function of generating a packet is provided. The interface unit 113 is also provided with an HCI generation unit 133 having a function of generating an HCI packet originally intended for Bluetooth communication. As described above, the test control circuit (TCI) 131 is used to notify the upper control unit 120 of the packet loss (missing), so that a standard outside the Bluetooth standard is not used and interoperability ( By maintaining interoperability, it is possible to enable Bluetooth communication devices to communicate with each other.
The packet loss detection unit 115 determines whether or not the received data RD sent from the link controller 112 to the control unit via the interface unit 113 is all “0” or all “1” and determines whether there is a received packet. The packet reception determination unit 151 and the synchronization signal generation unit 152 that generates a packet reception synchronization signal based on the reference clock signal (Bluetooth clock) CLK generated by the reference clock generation circuit 114.
The packet reception determination unit 151 determines the presence or absence of a received packet in synchronization with the packet reception synchronization signal PRS supplied from the synchronization signal generation unit 152, and when a packet loss is detected, it is sent to the TCI generation unit 132 of the interface unit 113. The TCI generation unit 132 is configured to generate a TCI packet for notifying the loss of the received packet and send the TCI packet to the upper control unit. The synchronization signal generation unit 152 can be configured by a timer or a counter that counts the Bluetooth clock CLK. Further, the packet loss detection unit 115 may be configured by hardware or software.
In Bluetooth communication, since the link controller performs packet transmission/reception by synchronizing the Bluetooth clock between the transmitting side communication device and the receiving side communication device, the packet reception synchronization signal PRS is generated based on the Bluetooth clock as described above. As a result, it is possible to know the exact reception timing of the packet, which enables error-free packet loss detection.
Although the Bluetooth standard defines the configuration of a packet (TCI packet) between the host controller and the host of the upper level when the test control interface (TCI) is provided, the function of TCI provided on the host controller side is hardware. It can be realized by either ware or software. Therefore, the test control circuit may be designed as a dedicated circuit, and as the test control circuit, for example, a TAP (Test Access Port) defined by a standard relating to a boundary scan test determined by JTAG (Joint Test Action Group). A so-called interface circuit can be used.
FIG. 9 shows an operation procedure of packet loss (loss) detection in the communication execution unit 110 of the first embodiment.
As shown in FIG. 9, in packet loss (loss) detection, it is first determined whether the received packet is an HV1 mode packet, an HV2 mode packet, or an HV3 mode packet. Specifically, it is determined in step S1 whether the received packet is the HV1 mode packet, and when it is not in the HV1 mode, it is determined in step S2 whether the received packet is the HV2 mode packet. When the received packet is neither the HV1 mode packet nor the HV2 mode packet, it is determined to be the HV3 mode packet. When the received packet is the HV1 mode packet, the received data is checked every 1.25 msec in step S3, and when the received packet is the HV2 mode packet, the received data is checked every 2.5 msec in step S4. When the received packet is the HV3 mode packet, the received data is checked every 3.75 msec in step S5.
Then, in step S6, it is checked whether the received data is all "0" or all "1", and if it is not all "0" or all "1", it is determined that there is a received packet, and nothing is done. Return to step S1. On the other hand, when it is detected in step S6 that the received data is all “0” or all “1”, the process proceeds to step S7 and the packet loss detection signal PLD is sent to the TCI generation unit 132 of the interface unit 113, and the TCI generation unit At 132, a TCI packet indicating a packet loss is generated and sent to the control unit 120 to notify the packet loss.
FIG. 10 shows the structure of a TCI packet for notifying packet loss.
In FIG. 10, "OpCode" is an area for storing 16-bit data for uniquely identifying a command, and this field is a field for storing an operation code "OCF" and a code indicating a command group (type). It consists of "OGF". "PTL" is a field in which 8-bit data indicating the total length of parameters 0 to N in the field following this field is stored. The Bluetooth standard stipulates that a vendor-specific command can be added by inserting "0x3F" in the command group field "OGF".
In this embodiment, a command unique to the vendor is newly provided by using this regulation, a TCI packet in which this command is set in the field "OCF" is generated, and is sent to the control unit 120 to notify the packet loss. .. Alternatively, it may be defined that sending the TCI packet itself indicates a packet loss, and an arbitrary TCI packet may be generated and sent to the control unit 120.
In the above embodiment, the packet reception determination unit 151 of the packet loss detection unit 115 determines whether the received data sent from the link controller 112 to the control unit via the interface unit 113 is all “0” or all “1”. Although it is configured to determine whether or not there is a received packet by checking whether or not there is a received packet, a flag indicating the presence or absence of a received packet is provided in the link controller 112 instead of the received data, and a signal indicating the state of the flag is used for packet reception determination It may be configured to input to the unit 151 and determine the presence or absence of a received packet. The link controller 112 sets all the data to be inserted in the data part DATA of FIG. 5 to “0” when the intensity of the received signal is low and the data cannot be identified, and the intensity of the received signal is too high to identify the data. 5 is set to all “1” for the data to be put in the data part DATA, that is, it is possible to know in advance whether or not there is a received packet. Therefore, by providing a flag that reflects that, the packet reception determination part 151 can receive the received packet. You can tell if there is.
FIG. 11 shows a second embodiment which is a modification of the first embodiment (FIG. 3). In this modification, the packet loss detection unit 115 is provided with a reception data generation unit 153, and if the packet reception determination unit 151 detects packet loss and sends packet loss information, the HCI synchronous communication data of FIG. The dummy reception data to be stored in the data area DATA of the packet is generated and passed to the HCI interface unit 113, and the HCI interface unit 113 stores the dummy reception data in the data area DATA of the HCI data packet and stores it in the reserved area RSV. Is configured to generate an HCI data packet storing a predetermined code for notifying the packet loss and supply the HCI data packet to the control unit 120. With such a configuration, it is possible to prevent a standard outside the Bluetooth standard from being used and to maintain mutual connectivity (interoperability) so that the Bluetooth communication devices can communicate with each other.
Further, the test control circuit (TCI) 131 is used to notify the upper control unit 120 of the packet loss (missing), or dummy reception data is stored in the data area DATA of the HCI data packet and is reserved in the reserved area RSV. The HCI data packet storing a predetermined code for notifying a packet loss is generated and supplied to the control unit 120, while maintaining a predetermined standard, and a packet within a packet satisfying the predetermined standard. Information is stored to notify the loss of a packet (loss) to a higher-order control unit, and the interoperability ( Interoperability) can be maintained, and communication devices can communicate with each other according to a predetermined standard.
The control unit 120 receiving this packet can recognize that the data in the data area is dummy data by checking the reserved area RSV. Then, when this dummy data is discarded, for example, appropriate data is extracted from the data already received and stored in the memory and sent to the speaker to output the voice data in which the packet loss is compensated. Can be played. Since the audio signal is limited to a relatively narrow frequency range, even if data compensation is performed by selecting an appropriate one from the received data, it will be more uncomfortable than when reproducing the one with missing data. Can play no audio.
Since the dummy data is discarded on the control unit 120 side, any data may be used as long as it has a length defined by the packet configuration. Alternatively, the dummy data may not be stored in the data area DATA, but an HCI data packet storing a predetermined code for notifying the packet loss may be generated in the reserved area RSV and supplied to the control unit 120. Good.
FIG. 12 shows the configuration of a Bluetooth communication device to which the second embodiment is applied. 12, blocks having the same functions as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and duplicated description will be omitted.
In the Bluetooth communication device of the second embodiment, the link controller 112 of the communication execution unit 110, the interface unit 113, the packet loss detection unit 115, and the protocol stack unit 122 of the control unit 120 are integrated into a semiconductor integrated circuit (Bluetooth). It is configured as a communication IC) 100. An RF module 200 as a high-frequency signal processing device that constitutes the physical layer 111 and a flash memory 310 as an application unit 123 are connected to the Bluetooth communication IC 100 as external parts, and these are mounted on a printed wiring board or the like. Communication system is configured.
The RF module 200 is composed of a modulation/demodulation IC, a power amplifier (high frequency power amplifier), a filter for removing unnecessary waves, a transmission/reception changeover switch, and the like. In the Bluetooth communication IC 100 of this embodiment, the link controller 112 and the packet loss detection unit 115 are integrally configured by a dedicated logic circuit, and are shown as one block in FIG.
In addition, although not particularly limited, in the system of the present embodiment, a power supply voltage from a battery power supply such as 3.3V such as 2.8V required for the Bluetooth communication IC 100 and the RF module 200 is used. A voltage regulator (DC-DC converter) 400 for converting to a power supply voltage and an external SRAM (static memory) 320 for providing a temporary storage area for data and a work area for the CPU are provided. Due to the provision of SRAM 320, previously received data can be stored so that when packet loss is detected, data compensation can be performed based on already received data. Since voice data does not require as much accuracy as text data, in voice communication using Bluetooth communication, data compensation is performed based on previously received data to avoid deterioration of sound quality due to interruption of voice. There is an advantage that you can.
Further, in the system of this embodiment, the RF module 200 is connected to the oscillator 210 having a high frequency such as 13 MHz to generate the clock signal φ0 necessary for the operation of the RF module 200 and to generate the clock signal φ0. The clock signal is also supplied to the Bluetooth communication IC 100 and used as a reference clock signal for the operation clock φ1 of the protocol stack unit 122. The Bluetooth communication IC 100 of this embodiment is provided with a clock pulse generator (CPG) that multiplies the clock signal φ0 from the RF module 200 to generate the operation clock φ1 of 26 MHz or 52 MHz.
Similarly, the clock signal φ0 output from the RF module 200 is input to the communication execution unit 110 as a reference clock for Bluetooth communication.
In this embodiment, since the link controller 112 is formed on a semiconductor chip separate from the RF module 200 serving as the physical layer 111, the timing of signals between the RF module 200 and the link controller 112 can be adjusted and the level can be adjusted. An RF interface 161 is provided to match the. The HCI interface 113, which is an interface on the control unit side, is connected to the peripheral bus HPB.
The protocol stack unit 122 includes a microprocessor (CPU) 171 and a memory access controller (MAC) 172. A cache memory 181 and a RAM 182 are connected to the CPU 171 via a first CPU bus L-bus. The cache memory 181 and the RAM 182 are connected to the second CPU bus I-bus, and a bus bridge PPBS for exchanging data between the buses is provided between the second CPU bus I-bus and the peripheral bus HPB. A DMA controller DMAC for controlling DMA (direct memory access) transfer is connected to the second CPU bus I-bus.
In this embodiment, the protocol stack unit 122 of FIG. 3 can be regarded as a firmware including a protocol processing routine of the application programs in the flash memory 310 and the CPU 171 that executes the protocol processing routine. The HCI interface unit 121 in FIG. 3 can also be considered to be configured as firmware by a processing routine that performs communication between the host and the host controller among the application programs in the flash memory 310 and the CPU 171 that executes the processing routine. ..
Further, in the Bluetooth communication device of this embodiment, the second CPU bus I-bus is provided with a bus state controller BSC for controlling the timing adjustment of signals on the bus, and the second CPU bus I-bus is the bus state controller. Data signals can be exchanged with the external system bus 330 to which the flash memory 310 is connected via the BSC.
Further, the peripheral bus HPB has a timer unit TMU for various time management, serial communication interfaces SCIF1 and SCIF0 for serially inputting/outputting signals to/from an external device, an interrupt controller INTC that accepts an interrupt from the external device, and an analog. -Peripheral circuits such as a conversion circuit DAC that performs digital and conversion and digital-analog conversion are connected.
Although not particularly limited, in this embodiment, the loss of the received packet is notified from the communication executing unit 110 side to the control unit 120 side by the HCI data packet as described in the modification (FIG. 11). ing. Since the communication execution unit and the control unit are formed on the same chip, it is not always necessary to use the HCI data packet as a means for notifying the loss of the received packet from the communication execution unit side to the control unit side. By using, there is an advantage that the set maker can utilize past design resources when developing an application program to be stored in the flash memory 310, which facilitates the development.
Also in this second embodiment, it is not always necessary to use the HCI data packet as a means for notifying the loss of the received packet, and a test control interface (TCI) is provided in the HCI interface unit 113 and a TCI packet is used instead of the HCI packet. It can be configured to signal the loss of received packets.
As described above, in the above-described embodiment, the host controller as a communication device of Bluetooth communication capable of performing synchronous communication of a packet having no packet retransmission function and having no area in which the information indicating the order of the packet is entered The presence or absence of a received packet is determined in the cycle of No., and when there is no received packet, a function is provided to notify the host as a higher-level control device of packet loss (missing), so the packet loss is detected on the receiving side. There is no need to put extra information in the packet. Therefore, it is not necessary to change the transmission packet, the packet loss can be detected without impairing the interoperability, and the transmission efficiency can be improved.
Further, since the presence or absence of the received packet is determined by determining whether or not the received data is all “0” or all “1”, the presence or absence of the received packet can be determined by adding simple hardware or software. Can be determined.
Further, a test control interface for supporting a test function is provided in the interface part of the communication device with the upper control device, and the upper control device is informed of the packet loss (missing) via the test control interface. When a communication device is provided with a test function, it is possible to notify a host control device of the loss of a received packet by simply adding hardware or software.
Further, the reserved area of the head portion of the HCI synchronous communication data packet supplied from the circuit for performing the predetermined protocol control defined by the Bluetooth standard to the upper control device is used to receive (loss) the received packet. Is sent to the higher-level control device, and dummy data is stored in the data area of the HCI synchronous communication data packet to be supplied to the higher-level control device. It is possible to notify the host control device of the loss (missing) of the received packet without changing the above.
Also, since the memory that can store the voice data that has already been received is provided, even if the received packet is lost, it is possible to perform pseudo restoration using the data that has already been received. The quality of voice communication can be improved.
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Nor.
For example, in the above embodiment, the flash memory 310 is connected to the Bluetooth communication IC as an external memory, but it may be built in the Bluetooth communication IC as an internal memory. Further, a buffer memory capable of accumulating a predetermined amount of received data is provided on the link controller side, and instead of the dummy data put in the HCI synchronous communication data packet for notifying the packet loss, an appropriate data is already received. You may make it select and supply it to the control part side. As a result, the data compensation process on the control unit side can be omitted and the load on the CPU can be reduced. Further, in the above-mentioned embodiment, the communication of the packet containing the voice data has been described as an example, but the present invention can be applied to the case of communicating not only the voice data but also the image data.

以上本発明をブルートゥース通信具体的には携帯電話機とヘッドセットからなるハンズフリーシステムを想定した実施例に適用した場合を説明したが、本発明はこれに限定されず、ブルートゥース通信によるトランシーバあるいは内線電話として利用したり、インターネットを利用した音声通信システム（いわゆるインターネットフォン）に使用するヘッドセットとパソコンとの間の音声通信、ＭＰ３プレーヤーなど形態オーディオ機器とヘッドセットとの間の音楽データ通信、さらにはブルートゥース通信以外のパケットによる同期通信にも広く利用することができる。 The case where the present invention is applied to the Bluetooth communication, specifically, the embodiment assuming a hands-free system including a mobile phone and a headset has been described, but the present invention is not limited to this, and the transceiver or the extension telephone by the Bluetooth communication is described. Voice communication between a headset and a personal computer used for a voice communication system (so-called Internet phone) using the Internet, music data communication between a headset and an audio device such as an MP3 player, and It can also be widely used for packet synchronous communication other than Bluetooth communication.

Claims

A wireless communication device capable of performing synchronous communication of packets according to a predetermined protocol and having the above-mentioned synchronous communication having interoperability, wherein the presence or absence of a received packet is determined at a predetermined cycle, and the received packet is A wireless communication device having a function of notifying a higher-level control device of the loss of a received packet when it is determined that there is no received packet.

The counter or timer that performs a time counting operation based on the clock signal for the synchronous communication is provided, and the presence or absence of a received packet is determined at a predetermined cycle according to the value of the counter or the timer. Wireless communication device.

The wireless communication device according to claim 1, wherein the packet communication is communication according to the Bluetooth standard.

The wireless communication device according to claim 2, wherein the counter or the timer performs a time counting operation based on a clock signal used for synchronous communication according to the Bluetooth standard.

A packet which has the same specification as a data packet for passing received data defined by a host control interface of the Bluetooth standard to an upper control device, and notifies the upper control device of the lack of the received packet. Item 5. The wireless communication device according to any one of Items 1 to 4.

5. The test control interface defined by the Bluetooth standard is provided, and the packet of the specification of the test control interface is used to notify the upper control device of the loss of the received packet. The wireless communication device described.

7. The wireless communication device according to claim 1, wherein a cycle for determining the loss of the received packet is the same as a packet transmission cycle.

The wireless communication device according to claim 1, wherein the data transmitted by the packet is voice data.

A wireless communication device that performs packet communication according to a protocol defined by the Bluetooth standard, comprising a test control interface defined by the Bluetooth standard, and a packet of the specification of the test control interface is used to detect a missing received packet at a higher level. A wireless communication device having a function of notifying a control device.

10. The wireless communication according to claim 9, wherein the upper control device is notified of the loss of the received packet in synchronization with a clock signal used for synchronous communication according to the Bluetooth standard or a signal generated based on the clock signal. apparatus.

A wireless communication device for performing packet communication according to a protocol specified by the Bluetooth standard, comprising a host control interface specified by the Bluetooth standard, and a packet of the specification of the host control interface is used to detect a missing received packet as a high-order packet. A wireless communication device having a function of notifying a control device.

12. The wireless communication device according to claim 11, wherein the information for notifying the upper control device of the lack of the received packet is stored and output in the reserved area of the packet of the specifications of the host control interface.

The wireless communication device according to claim 1, an upper-level control device that controls the wireless communication device, and a packet received by an antenna that modulates a transmission packet signal output from the wireless communication device. A high-frequency signal processing device that demodulates a signal and has a frequency conversion function of a transmission/reception signal.

14. The communication system according to claim 13, wherein the higher-level control device includes a microprocessor and a non-volatile memory that stores an application program executed by the microprocessor.

A communication execution unit capable of performing synchronous communication that performs packet communication according to a predetermined protocol, and having the above-described synchronous communication having mutual connectivity, and a control unit that controls the communication execution unit are formed in one semiconductor chip. A semiconductor integrated circuit for communication, comprising: a function for determining the presence/absence of a received packet at a predetermined cycle and notifying the control unit of the lack of the received packet when it is determined that there is no received packet. Communication semiconductor integrated circuit.

The communication execution unit includes a logic unit for performing communication processing according to the Bluetooth standard and a host control interface of the Bluetooth standard, and is a Bluetooth standard packet having the same specifications as the data packet to be passed to the control unit. 16. The semiconductor integrated circuit for communication according to claim 15, characterized in that it is notified to the control unit.

17. The communication device according to claim 16, wherein the information for notifying the control unit of the lack of the received packet is stored and output in the reserved area of the packet of the specifications of the host control interface.

The communication semiconductor integrated circuit according to claim 16, wherein the control unit includes a microprocessor.

16. The communication semiconductor integrated circuit according to claim 15, wherein the packet communication is communication according to the Bluetooth standard.

A semiconductor integrated circuit for communication according to any one of claims 15 to 19, a transmission packet signal output from the semiconductor integrated circuit for communication is modulated, a signal of a packet received from an antenna is demodulated, and a frequency of a transmission/reception signal. A high-frequency signal processing device having a conversion function, and a communication system.

20. The communication semiconductor integrated circuit according to claim 18, and a high frequency having a function of modulating a transmission packet signal output from the communication semiconductor integrated circuit to demodulate a packet signal received from an antenna and having a frequency conversion function of a transmission/reception signal. A communication system comprising a signal processing device and a non-volatile memory storing an application program executed by the microprocessor.

22. The communication system according to claim 20, further comprising a volatile memory capable of storing the data of the already received packet.

A wireless communication device capable of performing packet communication according to a predetermined protocol, determining the presence or absence of a received packet, and determining the result of determination in the packet of the predetermined protocol while maintaining the predetermined protocol. A wireless communication device having a function of storing and notifying a higher order control device.

A communication execution unit capable of performing packet communication according to a predetermined protocol and having the interoperability and capable of performing the packet communication, and a control unit controlling the communication execution unit are formed in one semiconductor chip. In the communication semiconductor integrated circuit, the function of determining the presence/absence of a received packet, storing the determination result in the packet of the predetermined protocol while keeping the determination result in compliance with the predetermined protocol, and notifying the control unit A semiconductor integrated circuit for communication, comprising:

The communication execution unit includes a logic unit for performing communication processing according to the Bluetooth standard and a host control interface of the Bluetooth standard, and is a packet having the same specifications as the data packet for passing the received data specified by the Bluetooth standard to the control unit. 25. The communication semiconductor integrated circuit according to claim 24, wherein the determination result is notified to the control unit.

26. The communication semiconductor integrated circuit according to claim 25, wherein the determination result is stored and output in a reserved area of a packet having the specifications of the host control interface.

The wireless communication device, wherein the communication execution unit includes a test control interface defined by the Bluetooth standard, and has a function of notifying the control unit of the determination result with a packet of the specifications of the test control interface.