KR101588003B1 - 적어도 하나의 오디오 구성요소로부터 또는 적어도 하나의 오디오 구성요소로 ｐｄｍ 데이터를 스트리밍하는 시스템 및 방법 - Google Patents

적어도 하나의 오디오 구성요소로부터 또는 적어도 하나의 오디오 구성요소로 ｐｄｍ 데이터를 스트리밍하는 시스템 및 방법 Download PDF

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마이클 데루진스키
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노우레스 일렉트로닉스, 엘엘시
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Abstract

적어도 하나의 오디오 요소로부터 또는 적어도 하나의 오디오 요소로 PDM 데이터를 스트리밍하는 전자 회로, 디지털 오디오 구성요소, 인터페이스 시스템 및 방법이 제공되어 있다. 상기 전자 회로는, VDD 전위를 수신하는 VDD 접속, 상기 VDD 전위보다 수치상으로 낮은 전위를 수신하는 GND 접속, 하이(high) 부분 및 로우(low) 부분을 지니는 클록 신호를 수신하는 CLK 접속, 호스트 및/또는 다른 한 상기 전자 회로로 또는 호스트 및/또는 다른 한 상기 전자 회로로부터 상기 PDM 데이터를 통신하는 DATA 접속, 상기 클록 신호의 상기 하이 부분과 실질적으로 동기적으로 통신해야 할지 또는 상기 클록 신호의 상기 로우 부분과 실질적으로 동기적으로 통신해야 할지를 나타내는 DC 전위를 수신하는 L/R 접속한다. 상기 전자 회로는 상기 L/R 접속을 통해 제어 데이터를 통신하도록 구성된 I/O 회로를 부가적으로 포함한다.

Description

적어도 하나의 오디오 구성요소로부터 또는 적어도 하나의 오디오 구성요소로 ＰＤＭ 데이터를 스트리밍하는 시스템 및 방법{System and a method for streaming ＰＤＭ data from or to at least one audio component}
관련 출원들에 대한 전후 참조
본원은 2011년 9월 1일자 출원된 미국 특허출원 제13/224,068호의 계속 출원으로서 상기 미국 특허출원을 기초로 우선권을 주장한 것이며, 상기 미국 특허출원의 내용 전체가 이러한 참조로 본원에 병합되어 있다.
기술분야
본 발명은 가청 또는 다른 음향 아날로그 신호들을 픽업(pick up)하고 이러한 가청 또는 다른 음향 아날로그 신호들을 디지털 전기 신호들, 특히 PDM 신호들로 변환하는 디지털 마이크로폰 구성요소들 및/또는 디지털 전기 신호들, 특히 PDM 신호들을 전송하고 이러한 디지털 전기 신호들, 특히 PDM 신호들을 가청 또는 다른 음향 아날로그 신호들로 변환하는 디지털 스피커 구성요소들과 같은 디지털 오디오 구성요소들을 포함하는 전자 장비, 예컨대 모바일 전화들 또는 랩톱들의 오디오 시스템들에서 이루어지는 방법, 전자 회로, 디지털 오디오 구성요소, 및 인터페이스 시스템에 관한 것이다.
통신 기술의 발달들은 최근에 급속하게 진행되었다. 소비자들은 점점 더 헤드폰들, 스피커들, 마이크로폰들, 다른 오디오 장비와의 접속을 위한 증폭기들, 텔레비전, 음성 인식 등과 같은 오디오 기능들을 제공하는 오디오 구성요소들을 포함하는 모바일 및 고정 전자 통신을 이용하고 있다. 이러한 구성요소들은 셀룰러폰들, 웹-지원 셀룰러폰들, 개인 휴대 정보 단말기(Personal Digital Assistant; PDA)들, 핸드-헬드 컴퓨터들, 랩톱들, 패드들 또는 소형 디지털 오디오 접속기들과 같은 태블릿들, 또는 인쇄된 전자 회로 보드(PCB)들을 갖는 다른 어떤 유사한 장치들과 같은 점점 더 소형화된 장비에 종종 사용되고 있다. 디지털 오디오 구성요소의 사용으로 전자 디지털 회로들 및 고도한 신호 처리를 사용해 허용가능한 음성 재생이 가능하게 된다.
휴대 및 고정 전자 장비를 위한 개발 기술은 마이크로폰들 또는 스피커들에 대한 마이크로-전기기계 시스템(micro-electromechanical system; MEMS)들의 적용을 포함한다. MEMS 기술에 의해, 인쇄된 전자 회로 보드(PCB)와 같은 기판상에 소형 기계식 구성요소들을 구성하는 것이 가능하게 된다. 마이크로폰 MEMS는, 크기가 1 mm 내지 3 mm인 것이 일반적인 마이크로폰 구성요소 또는 조립체가 마이크로폰 요소 및 마이크로폰 요소의 전자 회로를 위한 하우징, 공기강(空氣腔; air cavity) 및 보호부를 제공하는 패키지 내에 "접착(glue)"될 수 있게 하는 크기가 1-100 마이크로미터(마이크론)(0.001-0.1 mm)인 기계식 요소들로 구성되는 것이 일반적이다. 이러한 오디오 구성요소들은 작은 치수들을 지니며 결과적으로는 소형 및/또는 박막 전자 장비에 포함되기에 적합하다. 이와 관련해서, 상기 오디오 구성요소들은 컴퓨터들, 예컨대 데스크톱들, 랩톱들, 노트북들, 태블릿 컴퓨터들, 핸드-헬드 컴퓨터들, 개인 휴대 정보 단말기들(PDAs), 위성 위치 확인 시스템(GPS; Global Positioning System)들, 보안 시스템들; 통신 장비, 예컨대 셀룰러폰들, 웹-지원 셀룰러폰들, 무선 전화들, 페이저들; 컴퓨터-관련 주변기기들, 예컨대 프린터들, 스캐너들, 모니터들; 오락 장비, 예컨대 텔레비전들, 라디오들, 위성 라디오들, 스테레오들, 테이프 및 컴퓨터 디스크 플레이어들, 디지털 카메라들, 카메라들, 비디오 카세트 레코더들, 동영상 전문가 그룹(Motion Picture Expert Group), 오디오 레이어 3(MP3) 플레이어들, 비디오 게임들; 청음(聽音; listening) 장비, 보청기들, 이어폰들, 헤드폰들, 블루투스(BT) 무선 헤드셋들, 삽입 이어폰들, UWB 무선 헤드셋들; 등등과 같은 여러 타입의 전자 장비 및 시스템에 포함될 수 있다. 다른 장비의 예들이 가능하다. 더욱이, 소형 오디오 구성요소들의 제공으로 인해 전자파 장해(電磁波 障害; electromagnetic interference(EMI)) 효과들이 상당히 줄어들거나 제거된다. 상기 오디오 구성요소들이 소형이고 제조하기에 용이하므로, 제조 비용들이 줄어들게 되고 신뢰도가 높아지게 된다.
펄스 밀도 변조(Pulse Density Modulation; PDM) 신호들은 오디오 분야에서 사용되는 1비트 변조 디지털 신호들이며 본원 명세서에서 정의된 바와 같이 오디오 콘텐츠를 포함하기 위한 디지털 신호들이다. PDM은 디지털 데이터를 지니는 오디오 신호와 같은 아날로그 신호를 나타내는데 사용되는 변조 형태이다. PDM 신호에서는, 특정 진폭값들이 펄스들로 부호화되지 않는데, 그 이유는 특정 진폭값들이 펄스 부호 변조(Pulse Code Modulation; PCM)로 이루어지게 되기 때문이다. 그 대신에, 아날로그 신호의 진폭에 상응하는 것은 바로 비트 펄스들의 상대 밀도이다. 이와는 대조적으로, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM)는 아날로그 신호인데, 상기 펄스 폭은 신호 값을 나타내기 위해 사용된다.
현재 예컨대 디지털 마이크로폰 신호들의 출력을 위한 일반적으로 산업상 이용되는 사실상의 인터페이스 표준(공표된 표준은 아님)은 PDM 인터페이스라 불리고 있다. 이러한 인터페이스 또는 산업 표준은 그의 낮은 복잡도, 결과적으로는 결과로써 생기는 마이크로폰 구성요소 상에 필요한 핀들의 개수가 적은 것이 특징이다. 디지털 오디오 구성요소들의 PDM 인터페이스는 5개의 핀을 포함하며 적어도 다음과 같은 사항들을 포함하는 것으로서 정의될 수 있다.
VDD: 마이크로폰 구성요소용 공급원 전압, 약 1 - 4 V, 전형적으로는 1.8 V와 같은 일정한 고전위가 종종 선택된다.
GND: 마이크로폰 구성요소용 전기 접지 전위 접속, 이 경우에 GND 또는 접지는 예컨대 사용되고 있는 VDD 전위에 대한 0(zero) 전위의 정의와 같은 VDD 핀에서 제공된 것보다 낮은 전위로서 정의된다. GND 및 VDD의 수치값들은 저전위(GND) 및 고전위(VDD)를 정의하는데 사용될 수 있다.
CLK: 마이크로폰 구성요소용 클록 입력 신호. 종종 사용되는 주파수 영역들은 1 내지 7 MHz, 예를 들면 2.4 MHz를 포함한다. 예를 들면, 개별적 외부 클록 소스 또는 호스트 프로세서 자체가 이러한 클록들을 생성할 수 있다. 종종, 예컨대 100 kHz 미만인 CLK 신호들에 의해 선택되는 슬립-모드(sleep-mode) 동작들이 가능하다.
DATA: 1 비트 펄스 밀도 변조 PDM 신호의 형태로 오디오 콘텐츠를 포함하는 마이크로폰 구성요소로부터의 데이터 스트림 출력. 이러한 출력은 클록 주기의 한 위상에서 유효할 수 있고 다른 위상에서는 DATA의 출력이 3-상태인데, 이는 출력 포트가 0 및 1 논리 레벨들 외에도 고 임피던스 상태를 취하여, 상기 구성요소로부터의 출력으로부터 상기 PDM 신호를 제거하는 것을 허용한다. 이는 다수의 전자 회로가 동일한 출력 라인 또는 라인들을 공유하는 것을 허용한다. 이는 예컨대 마이크로폰 구성요소들이 동일한 데이터 와이어에 추가될 수 있게 한다.
L/R(Left/Right): 유효 클록 위상 대 3-상태 클록 위상 사이를 선택하기 위한 입력 선택기, 에컨대 L/R을 VDD에 접속하는 것은 종종 높은 클록 위상이 데이터가 유효한 위상을 취할 수 있게 하고 낮은 클록 위상이 3-상태일 수 있게 하도록 선택된다. 다른 전위들이 가능한데, 예를 들면 L/R은 데이터가 유효한 클록 위상을 변경하는 GND 또는 다른 한 전위에 고정 배선될 수 있다. 따라서, 상기 마이크로폰 구성요소들은 상기 L/R 핀에서 선택된 레벨에 기반하여 상기 클록의 상승 구간 또는 하강 구간을 통해 상기 PDM 데이터를 드라이브(drive)한다. 상기 마이크로폰 구성요소들은 멀티플렉싱을 위해 클록 속도의 2배로 클록(clock)될 수 있다. 고수되고 있는 디지털 전압 표준들은 디지털 레벨들이 하위 또는 0 비트를 제공하는지 아니면 상위 또는 1 비트를 제공하는지를 정의할 때, 어떤 전형적인 값들이 35%보다 적은 경우 VDD가 저레벨이고 어떤 전형적인 값들이 65%보다 많은 경우 VDD가 고레벨인 것으로 당업계에 알려져 있다.
VDD 및 GND와는 다른 전위들이 사용될 수 있는데, 이 경우에 GND는 접지 또는 0 전위인 것으로 정의된 전위, 다시 말하면 VDD의 수치값보다 낮은 정의된 전압값 GND의 전위이다.
PDM 인터페이스는 마이크로폰 구성요소와 같은 오디오 구성요소가 위에서 언급한 바와 같이 소형화되는, 다시 말하면 작지만 효율적인 구성요소들에 대한 제조업자 및 고객 요구들에 부합하도록 작게 만들어지는 경우에 매우 유용한데, 그 이유는 MEMS 기반 요소, 또는 일렉트레트 콘덴서 마이크로폰(Electret Condenser Microphone; ECM) 따위를 포함하는 마이크로폰 구성요소와 같은 그러한 작은 크기의 표면을 갖는 마이크로폰 구성요소를 PCB에 납땜, 합체 또는 접속할 때 접속들의 개수가 비교적 적은 것이 이점이기 때문이다.
상기 PDM 인터페이스의 MEMS 마이크로폰 요소와 같은 마이크로폰 요소로부터 PDM 신호들을 전송하기 위해, 마이크로폰 구성요소를 제공하는 마이크로폰 요소와 일체화된 전자 회로가 종종 제공되어 있다. 상기 전자 회로는 상기 오디오 구성요소가 예를 들면 스피커 구성요소인 경우에, 예컨대 멤브레인들 및/또는 자기면(磁器面; magnetic surface)들의 사용에 의해 상기 마이크로폰 요소로부터 수신된 아날로그 오디오 신호를 스트림 핀(streamed pin), 예컨대 상기 PDM 인터페이스의 DATA 핀으로부터 리드 아웃(read out) 또는 리드 인(read in)될 디지털 오디오 신호로 변환하는, 주문형 집적 전자 회로(Application Specific Integrated Electronic circuit; ASIC), 임베디드(embeded) 전자 회로, 또는 외부 전자 회로 따위와 같은 집적 전자 회로일 수 있다. 상기 마이크로폰 구성요소, 다시 말하면 상기 마이크로폰 구성요소 및 상기 전자 회로의 결합은 종종 PCB 및/또는 금속 패키지 하우징과 나란하게 그리고/또는 PCB 및/또는 금속 패키지 하우징의 상측부에 그리고/또는 PCB 및/또는 금속 패키지 하우징 내측부에 제공되어 있으며, 핀 접속들이 상기 구성요소로부터 외측 방향으로 향하게 되는 칩 내에 합체되어 있다.
주문형 집적 전자 회로(ASIC)들; 주문형 표준 제품(application-specific standard product; ASSP)들; 및 ASIC들 및 FPGA들, 즉 필드-프로그래머블 게이트 어레이(Field-Programmable Gate Array)들의 결합을 포함하는 구조화된 ASIC들을 포함하는 전자 회로를 제공하기 위해 여러 칩 설계 옵션이 개발되어 왔다.
오디오 어플리케이션들에서는, 오디오 인터페이스를 제공하는 디지털 전자 시스템들이 예컨대, 마이크로폰 구성요소들이나 다른 입력 요소들과 같은 트랜스듀서(transducer)들에서 특히 오디오 구성요소들, 예컨대 모드 변환 또는 이득 설정들을 제어할 수 있고 이와 동시에 하나 이상의 스피커들, 증폭기들, 이어피스들, 또는 다른 호스트들 또는 다른 타입의 처리된 디지털 오디오 신호들을 갖는 출력 구성요소들을 구동할 수 있도록 프로그램된 호스트들이라 불리고 있는 프로세서 구성요소들에 필요할 수 있다. 랩톱들 또는 모바일 폰들에서 제공되는 것과 같은 오디오 시스템들에서는, 디지털 마이크로폰 구성요소들이 종종 호스트 프로세서가 예컨대 내부 이득 설정값들을 변경하거나 호스트로부터의 커맨드들을 수신하도록 호스트 프로세서와 통신할 필요가 있을 수 있는데, 구체적인 설명에 대하여는 이하의 내용을 참조하기 바란다. 본원 명세서에서는 호스트가 디지털 처리 기능들을 지니는 프로세서로서 정의된다. 이에 대한 예들에는 CODEC 또는 어플리케이션 프로세서가 있다.
오디오 콘텐츠의 대체 비트(alternate bit)들이 어느 마이크로폰 구성요소에 속하는지를 프로세서 또는 호스트가 알기 위해, 상기 마이크로폰 구성요소의 클록 입력 핀이 예를 들면 상기 호스트 상의 직렬 포트 프레임 sync 핀에 그리고 프레임되지 않은 모드로 실행하는 호스트의 직렬 포트에 접속될 수 있다. 데이터 버퍼들 내측에서의 데이터 스트림은 이러한 마이크로폰 구성요소의 데이터로부터 개시되며 호스트의 소프트웨어 루틴들 또는 코딩은 서로 다른 마이크로폰 구성요소들의 데이터가 개별적으로 처리되도록 기록된다. CLK 위상을 적절하게 선택함으로써, PDM 데이터가 발신되게 하는 구성요소가 선택된다. 이는 호스트 처리를 수용하도록 어떠한 방식으로 PDM 인터페이스를 설정해야 할지에 대한 한가지 예이며, 다른 방식들이 당업계에 공지되어 있다.
현재, 호스트와 관련한 SLIM버스 또는 I2S+I2C 인터페이스 표준들과 같은 디지털 오디오 인터페이스 타입들에 의해 그러한 제어 데이터 기능들을 제공하도록 하는 해결수단들이 제안되어 있다. 이러한 표준들은 상호 구성요소 및 호스트-구성요소 제어 데이터 통신을 허용한다. 그러나, 상기 표준들은 상당히 복잡하다. 대다수의 모바일 및 고정 장비 제조업자들은, 여러 디지털 오디오 구성요소를 동시에 지원하며 서로 다른 샘플 속도들 및 비트 폭들로 다수의 디지털 오디오 데이터 스트림을 반송(搬送)하는 SLIM버스 인터페이스를 개발하도록 하는 워크그룹(workgroup)들에 참가하였다. 클록 주파수는 28 MHz로 매우 높으므로, 여러 마이크로폰 구성요소의 제어를 가능하게 해주는 대용량(high capacity)을 제공하지만 스위칭 손실이 증가하게 된다.
호스트에 2개보다 많은 오디오 구성요소을 추가하는 것은 더 많은 접속 핀들이 사용되는 것을 필요로 하는데, 이는 마이크로폰 또는 스피커 요소 자체를 소형화하려는 경향과는 정반대로 된다. 따라서, 다수의 산업 제조업자들 및 하청업자들은 항상 새롭고 더 복잡한 인터페이스 표준들에 따르지 않았고 여전히 오디오 구성요소들을 위한 PDM 인터페이스를 적용하고 있다. 따라서, 디지털 오디오 분야에서는, 통신 대안들을 제공하며 또한 오디오 구성요소들을 소형화하는 경향을 고려하는 SLIM버스 및 I2S+I2C 인터페이스에 대한 대안이 필요하다.
이하에서는, 전자 회로와의 결합이 이루어지는 마이크로폰 요소와 같은 디지털 마이크로폰 구성요소들이 본 발명과 연관지어 논의될 것이다. 그러나, 분명한 점은 본 발명이 다른 분야에도 적용될 수 있다는 점인데, 이 경우에는 이러한 타입들의 상호 통신하는 전자 회로 또는 구성요소들이 디지털 스피커들, 디지털 수신기들 또는 이어피스들, 증폭기들에 적용되며 또한 예컨대 스피커 요소 또는 구성요소, 및 호스트들 등과 일체화되는 것과 같은 오디오 또는 다른 센서 입력 및 출력 시스템들을 사용하여 적용될 수 있다.
본원 명세서에서, "오디오 구성요소(audio component)"라는 용어는 디지털 전자 회로와 같은 적어도 하나의 전자 회로, 및 적어도 하나의 오디오 요소를 포함하는 것으로 정의된다. "구성요소(component)"라는 용어는 한 장치에 일체적으로 제공된 장치들만을 포함하는 것으로 한정되는 것이 아니고 시스템에 일체화되는 구성요소들을 포함한다. "오디오 구성요소"라는 용어는 마이크로폰 요소 또는 스피커 요소만으로 한정되는 것이 아니다. 상기 오디오 구성요소는 또한 패키지를 포함할 수 있다.
한 실시예에서는 적어도 하나의 오디오 요소로부터 또는 적어도 하나의 오디오 요소로 PDM 데이터를 스트리밍하는 전자 회로가 제공되어 있다.
상기 전자 회로는 공급원 전위와 같은 VDD 전위를 수신하기 위한 VDD 접속, 상기 VDD 전위보다 수치상으로 낮은 전위를 수신하기 위한 GND 접속, 하이(high) 부분 및 로우(low) 부분을 지니는 클록 신호를 수신하기 위한 CLK 접속을 포함할 수 있다. 상기 전자 회로는 호스트 및/또는 다른 상기 전자 회로로 또는 호스트 및/또는 다른 상기 전자 회로로부터 상기 PDM 데이터를 통신하기 위한 DATA 접속, 및 상기 클록 신호의 상기 하이 부분과 실질적으로 동기적으로 통신해야 할지 또는 상기 클록 신호의 상기 로우 부분과 실질적으로 동기적으로 통신해야 할지를 나타내는 DC 전위를 수신하기 위한 L/R 접속을 적어도 포함한다. "실질적으로 동기적으로(substantially synchronously)"라는 용어는 전체적으로 해당 오디오 요소 및 시스템의 응답 시간에 의존하여 약간의 지연 또는 중첩(overlay)이 허용될 수 있다는 점을 반영하는 것인데, 이 경우에 상기 전자 회로가 적용된 것이다. 동기 통신이 바람직하지만, 변형적으로나 추가로, 비동기 통신이 가능하며 적합한 경우에 적용될 수 있다.
상기 전자 회로는 상기 L/R 접속부를 통해 제어 데이터를 통신하도록 구성된 I/O 회로를 부가적으로 포함한다.
한가지 이점은 본 발명의 전자 회로가 이때 훨씬 더 복잡한 인터페이스 표준 SLIM버스가 통신 기능들을 갖는 오디오 구성요소를 제공할 수 있는 것과 동일한 통신 기능들을 갖는 오디오 구성요소를 제공할 수 있다는 점이다. 더욱이, 현재의 PDM 인터페이스 표준은 본 발명의 전자 회로에 의해 추종되며 변경되지 않는데, 이는 상기 마이크로폰 구성요소로부터 필요한 접속 핀들의 개수를 일정하게 한다. 이 때문에, 적은 핀 카운트는 상기 전자 회로가 MEMS 마이크로폰 구성요소들과 같은 소형 크기의 오디오 구성요소들을 제공하는 소형 크기의 오디오 요소들과 함께 사용하는데 적용가능하게 하고 MEMS 마이크로폰 구성요소들과 같은 소형 크기의 오디오 구성요소들을 제공하는 소형 크기의 오디오 요소들과 함께 사용하는데 유리하게 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 전자 회로는 PDM 인터페이스에 본 발명에 따른 전자 회로를 포함하게 함으로써 오디오 구성요소를 백-피트(back-fit)하도록 사용될 수 있는 능력을 제공하는데, 다시 말하면 상기 구성요소는 하위호환성을 갖는다.
따라서, 제1 핀, 다시 말하면 L/R 접속 핀 상에 제어 데이터를 제공하고 상기 제1 핀과는 상이한 다른 제2 핀, 예컨대, DATA 접속 핀 상에 스트림 오디오 데이터를 제공하는, 지금까지 실현 가능하지 않은 오디오 구성요소들을 위한 결합형 PDM 및 데이터 통신 인터페이스를 지원하는 전자 회로가 제공된다.
따라서, 필요한 핀의 개수가 비교적 적은 것, 다시 말하면 필요한 핀의 개수가 5개인 것은 상기 PDM 인터페이스에 부합하고 상기 접속 핀들이 기본적으로 동일한 콘텐츠를 공급/수신하는데 이용가능하다. 이는 예컨대 SLIM버스 인터페이스에 비해 본 발명에 따른 전자 회로의 현저한 이점이다. 좀더 복잡한 해결수단이 PDM 포맷이 아니라 다른 한 오디오 포맷을 송출하기 때문에, 결과적으로 구현하는데 더 많은 비용이 들며 오디오 구성요소 및 호스트 내부에 더 많은 디지털 논리가 필요하게 된다. 이는 각각의 특정 마이크로폰 구성요소를 식별하기 위한 하나의 별도의 핀을 사용한다. SLIM버스 인터페이스는 동일한 핀 상에 스트림 오디오 데이터 및 제어 데이터를 제공하고 이는 실제로 상기 인터페이스 표준이 구현에 사실상 적합하지 않게 하는데, 그 이유는 산업이 여전히 상기 PDM 표준에 의존하고 있으며 카드들 또는 칩들과 같은 일반적으로 이용가능한 인쇄 회로들 내에서나, 또는 구성요소들 내부에서 상기 PDM 표준을 구현하고 있기 때문이다.
상기 전자 회로는 이득 제어, 및 모드 설정과 같은 데이터 교환과 같은 호스트 및 오디오 구성요소 간의 통신 가능성들로의 부가적인 개발을 가능하게 한다.
본 발명에 의해 또한 실현되었던 것은 2개 이상의 오디오 요소 또는 구성요소가 또한 예컨대 마스터/슬레이브를 정의함으로써, 또는 호스트로서 다른 오디오 구성요소를 취급함으로써 데이터, 즉 제어 데이터를 통신하도록, 예컨대 데이터, 즉 제어 데이터를 서로 또는 상호 간에 교환하도록 본 발명에 따른 전자 회로를 사용하여 상호 관계로 접속될 수 있다는 것이다. 이상과 같이, PDM 인터페이스를 도출하는 현재 이용가능한 공지된 구성요소들은 완전히 오디오 콘텐츠를 도출하고 한 마이크로폰 구성요소 및 다른 마이크로폰 구성요소들 및/또는 호스트 간에 제어 데이터를 통신하는데 사용될 수 없다.
본 발명에 의해 경이롭게 실현되었던 것은 AC 레벨 및 DC 레벨이 서로 다른 핀들 상에 분리되어 있다는 점 때문에 본 발명의 전자 회로가 그러한 제어 데이터의 통신을 수행할 수 있다는 것이다.
공지 기술이 이용가능한데, 이 경우에는 상기 PDM 인터페이스의 L/R 핀과는 상이한 다른 핀들이 제어 데이터에 적응되었다. 첫 번째 시도에서는, DATA 핀이 스트림 디지털 PDM 데이터에 제어 데이터를 중첩함으로써 그러한 2진 디지털 제어 데이터를 전송하는데 사용되었다. 두 번째 시도에서는, 상기 제어 데이터가 전송되는 제어 데이터에 따라 변조된 CLK 신호를 변조함으로써 전송되었다. 물론, 단점은 그러한 시도들이 PDM 표준과 호환되지 않음으로써 하위호환성을 갖지 않는다는 점이다. 더군다나, 상기 시도들은 CLK 및 제어 데이터를 분리시키도록 하는 상기 오디오 구성요소 상에의 부가적인 아날로그 전자 회로, 예컨대, 일반적으로 보드 상에 물리적 크기 면에서 상당히 큰 경향이 있는 클록 회복 회로의 추가를 필요로 한다. 이러한 방안에서는 또한 호스트로부터 장치들로 데이터를 보내는 것만이 가능하다. 따라서, 2개의 장치 간이나 장치로부터 호스트로의 디지털 통신이 이러한 2가지 시도로는 가능하지 않다.
출원인이 알고 있는 한, 상기 버스 상의 서로 다른 핀들 상에서 DC 및 AC 레벨을 분리하는 본 애플리케이션의 본 발명의 접근 방안은 이전에 오디오 구성요소 분야에서 제안되지 않았는데, 아마도 그 이유는 위에서 언급한 과제 및 과제 해결수단이 지금까지 인식되지 않았기 때문이다.
L/R 핀을 선택하는 것은 디지털 제어 데이터를 통신하기 위한 분명한 선택이 아닌데, 그 이유는 이러한 선택기 핀이 전용 목적, 다시 말해 DATA 채널을 통해 하이 위상으로부터 로우 위상으로(또는 로우 위상으로부터 하이 위상으로)의 스위칭을 선택하는 2가지 동작 상태를 지님으로써 변조를 변경하는데 적합한 것으로 대개 간주하고 있기 때문이다.
본 발명의 전자 회로는 실제로 시장에서의 실제적 요구를 충족시키는데, 그 이유는 위에서 언급한 바와 같이 이전에는 오디오 장비 생산업자가 단지 a) 결과적으로 오디오 구성요소 및 호스트 간의 좀더 복잡한 통신을 방해하는, 적은 개수의 핀들이 접속하게 하고 어떠한 데이터 통신도 허용되지 않게 하는 선택 또는 b) 오디오 구성요소들을 소형화하는 경향과 양립하지 않거나 PDM 인터페이스의 사용에 대한 산업 보급을 고려하고 있지 않은, 생산 지원 데이터 통신 동안 다수의 핀이 접속하게 하는 선택만을 하였기 때문이다.
상기 전자 회로의 한 실시예에서는, 상기 I/O 회로가 제어 데이터를 송신 및/또는 수신함으로써 제어 데이터를 통신하도록 구성되어 있다. 제어 데이터를 송신할 경우에, 상기 전자 회로는 한 호스트로서 동작하여 다른 한 호스트, 또는 본 발명에 따른 다른 한 전자 회로, 또는 다른 한 디지털 구성요소와 같은 다른 구성요소들을 제어하거나 상기 다른 구성요소들에 통지하는데 더 적합하다. 제어 데이터를 수신할 경우에, 상기 전자 회로는 호스트 및/또는 다른 전자 회로에 의해서와 같이 외부로부터 제어될 수 있다.
상기 전자 회로의 한 실시예에서는, 상기 I/O 회로가 상기 제어 데이터의 통신을 가능하게 하기 위한 논리 요소들을 포함하는 I/O 셀을 포함한다. 상기 논리 요소들은 이러한 논리 요소들의 기본 형태로 OR, AND, NOR, NAND 게이트들 및 이들의 결합들과 같은 논리 구성요소들일 수 있다. 그러나, 구동기 회로가 또한 제공될 수도 있고 구동기 회로가 변형적으로 제공될 수도 있다. 따라서, 핸드세이크, 오류 처리, 디지털 신호 수신 및 송신 기능들을 제공하는 것과 같은 단순한 통신 태스크들이 해결될 수 있다.
상기 전자 회로의 한 실시예에서는, 상기 I/O 셀이 프로세서를 포함한다. 이리하여, 더 고도한 데이터 처리 및 데이터 통신은 예컨대 임베디드 프로세서 또는 다른 타입의 논리 요소를 사용하여 제공될 수 있다.
상기 전자 회로의 한 실시예에서는, 상기 전자 회로가 ASIC으로 구성되거나 상기 전자 회로가 ASIC를 포함한다. ASIC들은 자체 용도에 대해 특정된 것이고, 오디오 구성요소에 대해 적합한 물리적 소형 크기, 적합한 성능, 및 적합한 배치로 제공될 수 있고, 함께 사용하기에 적합하다. 주문형 집적 전자 회로(ASIC)들; 주문형 표준 제품(ASSP)들; 또는 구조화된 ASIC들을 포함하는 전자 회로를 제공하기 위한 여러 칩 설계 옵션이 개발되어 왔다.
상기 전자 회로의 한 실시예에서는, 상기 전자 회로가 난수(亂數; random number) 생성기를 더 포함한다. 이러한 난수 생성기는 본 발명에 따른 전자 회로를 포함하는 각각의 오디오 구성요소를 호스트 또는 다른 상기 오디오 구성요소와 식별하는 열거(列擧) 프로세스(enumeration process)용으로 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 난수 생성기 상에서 이용가능한 수(number)의 크기가 각각의 호스트에 예상되는 최대 개수의 회로들에 따라 선택된다. 이리하여, 상기 생성기의 어드레스 공간은 구축할 전자 장치에 포함되도록 장치들의 개수에 의해 제공되는 어드레스들의 총 개수보다 큰데, 예컨대 상기 난수 생성기는 16비트 생성기일 수 있다. 이리하여 비록 예컨대 인쇄 회로 보드 상의 전자 장치에 있는 8개의 회로와 같은 대다수의 전자 회로들, 예컨대 2개보다 많은 전자 회로들을 지니고 있다 하더라도, 각각의 전자 회로가 상기 열거 프로세스 동안 동일한 ID 번호들을 적어도 하나의 다른 전자 회로에 제공할 확률은 낮게 된다.
상기 전자 회로의 다른 한 실시예에서는, 상기 난수 생성기가 상기 전자 회로에 제공된 아날로그 시그마-델타 변조기의 출력에 의해 제공된다. 다른 타입들의 난수 생성기들은 당업계에 공지되어 있으며 또한 채용될 수 있다. 시그마-델타 변조기 또는 의사 난수 생성기를 사용하여 난수를 제공하는 것이 이점인데, 그 이유는 이러한 요소들이 어쨌든 제공되기 때문이며, 이는 상기 전자 회로에 필요한 전자 요소들의 크기 및 총 개수를 감소시키는데, 이는 예를 들면 MEMS 요소와 같은 상기 오디오 요소가 물리적 크기 면에서 작을 때 특히 이점이 있다.
본원 명세서에서는 상기 난수 생성기의 "수(number)"라는 용어가 일반적으로 사용되며 단지 정수들에만 국한하는 것으로 의도된 것이 아니고 문자들, 부호들, 심볼들, 기계 코드 따위를 또한 포함할 수 있다.
다른 한 실시예에서는, 상기 난수 생성기가 의사 난수 잡음 생성기이며 이 경우에 상기 의사 난수 잡음 생성기의, 또한 시드(seed)라 불리는, 초기 조건이 아날로그 잡음 소스에 의해 제어된다. 이는 의사 난수 시퀀스가 예컨대 한 오디오 구성요소로부터 유사한 타입의 오디오 구성요소로 상관되지 않게 한다. 이러한 방식으로, 어느 2개의 전자 회로로부터의 생성된 ID 번호들은 동일할 확률이 높지 않게 된다. 이는 아날로그 잡음 소스에 기반하여 이루어지는 것이 유리한데, 그 이유는 이러한 것이 한 오디오 구성요소로부터 다른 어떤 동일한 오디오 구성요소로 상관되지 않은 랜덤 프로세스(random process)를 보장하는 유리한 방식이기 때문이다. 출원인의 경험에 의하면, 통계적으로 부합하는 것보다는 대개 유사한 난수 생성기들을 포함하는 유사한 구성요소들은 유사한 난수 결과들을 제공한다. 아날로그 잡음 소스들을 지니거나 아날로그 잡음 소스들인 구성요소들의 예들에는 예컨대 상기 오디오 구성요소 외부에나 상기 오디오 구성요소 내부에 제공되는, 저항기들 및 반도체 구성요소들, 예컨대, 바이폴라 트랜지스터들, CMOS 트랜지스터들, 다이오드들, 버랙터(varactor)들 등등이 있다. 이는 또한 이하에서 언급되는 DC/AC 요소들을 포함할 수 있다.
상기 전자 회로의 한 실시예에서는, 상기 제어 데이터가 고정 및/또는 랜덤 ID 번호를 포함하는, 적어도 하나의 ID 번호를 포함한다. 따라서, 상기 전자 회로는 전자 회로 자체 및 상기 전자 회로 자체가 구비하고 있는 오디오 구성요소의 식별용으로 사용될 수 있다. 고정 ID 번호가 예컨대 제조시에 제공될 수도 있고 사용시 호스트로부터 상기 장치에 할당될 수도 있다.
상기 전자 회로의 한 실시예에서는, 상기 전자 회로가 상기 난수 생성기로부터 제공된 상기 고정 및/또는 랜덤 ID 번호를 적어도 저장하도록 구성된 메모리를 포함한다. 따라서, 특정 또는 랜덤 ID 번호는 해당 전자 회로의 상기 메모리에 저장될 수 있다. 이는 변형적으로나 부가적으로 버전에 관한 다른 정보, 다른 오디오 구성요소 ID 번호, 또는 일반적으로 이득 설정들, 필터 계수들, 생산업자의 명칭과 같은 마이크로폰/스피커에 관련된 데이터 또는 매개변수들, 교정 모드 감도, 생산 일자, 전력 소비 등등과 같은 오디오 구성요소들 및 호스트(들) 간의 통신을 가능하게 하는 것에 관련된 모든 데이터를 저장할 수 있다.
상기 전자 회로의 한 실시예에서는, 상기 전자 회로가 PDM 데이터 스트림으로부터 아날로그 신호로 변환하거나 역으로 아날로그 신호로부터 PDM 데이터 스트림으로 변환하기 위한 변환 회로를 더 포함한다. 따라서, 상기 회로는 마이크로폰 또는 스피커 각각에 적합할 수 있다. 상기 전자 회로의 한 실시예에서는, 상기 변환 회로가 A/D 변환(예컨대 마이크로폰 요소에 대해 입력이 아날로그임)용으로나 D/A 변환(예컨대 스피커 요소에 대해 입력이 디지털임)용으로 구성된다.
상기 전자 회로의 한 실시예에서는, 상기 I/O 회로가 상기 전자 회로 및 적어도 하나의 다른 상기 전자 회로 간의 상호 통신을 가능하게 하도록 구성되어 있다. 따라서, 예컨대 상호 이득 제어되거나 하나의 동일한 ID-번호 또는 2가지 ID-번호 세트가 구비되어 있는 2개 이상의 오디오 구성요소들 또는 요소들을 수용하기 위한 2 세트들 또는 그룹들과 같은 2개 이상의 전자 회로들의 결합이 현재 실현될 수 있는데, 이는 구성요소 세트들을 조정하는 호스트 상의 부하를 줄인다. 여러 열거 방법이 가능하며 이와 관련해서는 이하의 내용을 참조하기 바란다.
부가적인 실시태양에서는, 적어도 하나의 오디오 요소로부터 또는 적어도 하나의 오디오 요소로 PDM 데이터를 스트리밍하기 위한 디지털 오디오 구성요소가 제공되며, 상기 디지털 오디오 구성요소는 적어도 하나의 호스트 및/또는 적어도 하나의 다른 오디오 구성요소에 대한 접속을 위해 구성된 본 발명에 따른 적어도 하나의 전자 회로, 및 상기 적어도 하나의 전자 회로에 접속되어 있는 적어도 하나의 오디오 요소를 포함한다. 위에서 언급한 바와 같이, 그러한 디지털 오디오 구성요소는 현재의 PDM 인터페이스와의 하위호환성을 갖는다. 따라서, 이는, 현재의 PDM 인터페이스와의 하위호환성을 갖는, 상기 오디오 구성요소에 의한 인터페이스의 제공을 가능하게 하는데, 그 이유는 상기 오디오 구성요소가 동일한 접속 핀들의 개수를 지니기 때문이다. 따라서, 상기 오디오 구성요소는 마이크로폰/스피커/증폭기 구성요소들 및 호스트 프로세서 간에 그리고/또는 마이크로폰/스피커/증폭기 구성요소들 간에 통신할 수 있게 하는 가능성을 제공한다. 이는 실제로 시장에서의 실제적 요구를 충족시킨다.
상기 오디오 구성요소의 한 실시예에 의하면, 상기 적어도 하나의 전자 회로는 또한 PDM 데이터 스트림으로 변환될 오디오 신호의 송신용으로 그리고/또는 오디오 신호로 변환될 PDM 데이터 스트림의 수신용으로 구성되어 있다. 이리하여, 개선된 ASIC와 같은 동일하거나 접속된 전자 회로는 디지털 PDM 신호의 형태로 제어 신호 및 오디오 데이터 신호 양자 모두를 처리할 수 있다.
상기 오디오 구성요소의 한 실시예에 의하면, 상기 적어도 하나의 오디오 요소가 스피커 요소, 마이크로폰 요소, 증폭기 요소, 호스트와 같은 프로세서 요소, 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함한다. 따라서, 현재 이용가능한 요소들 및 오디오 요소들의 장래의 개발들은 이 시점에서 적합한 것으로 가정된 것이다. 따라서, 하나 이상의 오디오 요소들을 포함하는 공통 모듈 오디오 구성요소들은, 이러한 것이 적합한 것으로 판명되는 경우에 또한 사전에 고려될 수 있다.
상기 오디오 구성요소의 한 실시예에 의하면, 상기 오디오 요소는 MEMS 장치 또는 ECM 장치를 포함한다. 그리하여, 소형화되거나 비교적 물리적으로 작은 장치 또는 오디오 구성요소가 다시 말하면 1 mm 내지 3 mm보다 작은 표면적들을 지니는 규모들로 실현될 수 있다. 그리하여, 핀들 또는 레그들의 개수가 한정된, 즉 핀들 또는 레그들의 개수 모두가 5개인 PDM 인터페이스는 상기 오디오 구성요소와 함께 사용하기에 더 적합하다.
상기 오디오 구성요소의 한 실시예에 의하면, 상기 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 DC 요소를 통해 VDD 또는 GND에 접속가능하거나 부동 상태로 되게 할 수 있으며, 상기 오디오 구성요소의 L/R 접속은 호스트의 제어 데이터 포트에 그리고/또는 적어도 하나의 다른 상기 오디오 구성요소의 L/R 접속에 그리고/또는 적어도 하나의 AC 요소를 통한 적어도 하나의 전자 회로의 L/R 접속에 부가적으로 접속가능하다. 이러한 전자 구성은 단일의 오디오 요소가 호스트/오디오 구성요소/전자 회로와의 제어 데이터 통신을 이룰 수 있게 하는데, 이는 상기 오디오 구성요소의 그러한 특정 용도에 적합한 경우이다.
한 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 적어도 2개의 오디오 구성요소들의 결합 또는 세트가 제공되며, 상기 적어도 2개의 오디오 구성요소들의 결합 또는 세트는 제1 오디오 구성요소 및 제2 오디오 구성요소를 포함하고, 상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 제1 DC 요소를 통해 VDD에 접속가능하며, 상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 제2 DC 요소를 통해 GND에 접속가능하고, 상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속 및 상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 AC 요소를 통해 서로에 접속가능하며, 그리고 상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속 또는 상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속은 상기 호스트의 제어 데이터 포트에 또는 제3 오디오 구성요소 또는 전자 회로에 부가적으로 접속가능하다.
한가지 이점은 오디오 구성요소들의 그러한 2중 또는 그 이상의 결합을 포함하는 PCB의 생산 동안, 각각의 오디오 구성요소의 각각의 L/R 접속이 보드 상의 용이한 조립을 위해 사전에 접속되어 있을 수 있다는 점을 포함한다. 2개 이상의 오디오 구성요소들은 일체적으로나 개별적으로 제공될 수 있는데, 이 경우에 일체적인 제공으로 조립 프로세스가 더 편리해지며, 개별적인 제공이 가능하게 되며 서로에 대한 2개의 L/R 접속들의 접속 때문에 편리해진다. 본원 명세서에서 사용되는 "구성요소(component)"라는 용어는 단일 하우징에 국한되지 않고, 예컨대, 2개의 유사하거나 서로 다른 오디오 요소들과 같은 2개 이상의 오디오 요소들을 포함하는 하우징에서의 단일 오디오 구성요소에나 부가적인 전자기기와 일체화된 2개 이상의 요소들을 포함하는 PCB에도 적용된다.
한 실시예에 의하면, 다수의 그러한 2개의 오디오 구성요소의 세트들이 제공되어 있다. 상기 오디오 요소들을 접속하거나 오디오 구성요소를 2의 쌍들로 접속함으로써, 사용된 PDM 인터페이스의 설정이 주어지면 2개의 구성요소 각각이 개별적으로 식별될 수 있고, 그럼으로써 상기 특정 용도에 필요한 만큼의 오디오 구성요소가 단지 상기 다수의 본 발명의 오디오 구성요소들을 2 세트들로 제공하고, 상기 DC/AC 요소들과 결합함으로써 이용가능하다.
상기 오디오 구성요소의 한 실시예에 의하면, 어플레이케이션 프로세서 또는 CODEC과 같은 일체화된 호스트를 부가적으로 포함하는, 오디오 구성요소 또는 적어도 2개의 오디오 구성요소가 제공된다. 따라서, 일체화된 구성요소가 이용가능한데, 이 경우에 하나 또는 2개의 오디오 요소로부터의 오디오 인터페이스에는 통합 프로세서가 구비되며, 이때 상기 통합 프로세서는 어느 디지털 전자 회로에도 접속가능하고 상기 오디오 구성요소가 포함되어 있는 것으로 의도되는 특정 용도로 프로그램가능하다. 이리하여, 여러 오디오 구성요소를 갖는 전자 장비를 생산할 때 필요한 핀들의 정확한 개수를 선택함으로써 용이한 적응성 및 데이터 통신이 구현될 수 있다.
상기 오디오 구성요소의 한 실시예에 의하면, 상기 오디오 구성요소는 상기 제어 데이터를 통신하기 위해 특별히 프로그램된 호스트에 접속가능하도록 구성되어 있다. 상기 오디오 구성요소의 변형 실시예에 의하면, 상기 오디오 구성요소는 상기 제어 데이터를 통신하기 위해 특별히 프로그램되지 않은 호스트에 접속가능하도록 구성되어 있다. 따라서, 상기 오디오 구성요소의 사용자는 상기 호스트가 각각의 오디오 구성요소 및/또는 양자 모두의 오디오 구성요소들의 L/R 핀으로부터 제어 데이터를 수신/송신할 수 있게 하는 방식으로 상기 호스트를 프로그램하기를 원하는 지를 선택할 수 있다. 따라서, 심지어 특정 프로그래밍을 지니지 않은 종래의 호스트들은 본 발명에 따른 오디오 구성요소들과 함께 사용될 수 있다. 이는 종래의 특별히 프로그램되지 않은 호스트들 및/또는 기존의 오디오 장치들 및 전자 장비와 협동하는데 매우 유용한 본 발명의 인터페이스를 제공하는데, 이러한 점은 상기 오디오 구성요소를 백-피트(back-fit)하는 체제를 기존의 시스템들/장비로 확장하는 것이다. 예를 들면, 상기 호스트가 특정하게 프로그램되어 있지 않은 경우에, 각각의 오디오 구성요소는 자신의 고유 ID 번호를 송신한다. 상기 호스트는 이러한 거수(hand raise)에 응답하지 않고 어떠한 회답도 제공하지 않는다. 이리하여, 상기 오디오 구성요소는 예컨대 즉시, 또는 예컨대 사전 설정된 청취-사이클 후에, 예컨대 32 내지 100 클록 사이클에 이르기까지의 사전 설정된 청취-사이클 후에 PDM 데이터를 스트리밍하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 부가적인 실시태양에 의하면, 적어도 하나의 오디오 요소로부터 또는 적어도 하나의 오디오 요소로 PDM 데이터를 스트리밍하기 위한 인터페이스 시스템이 제공되며, 상기 인터페이스 시스템은 본 발명에 따른 적어도 하나의 오디오 구성요소, 및 제어 데이터 포트를 포함하는 호스트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 전자 회로를 포함하고, 상기 적어도 하나의 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 DC 요소를 통해 VDD 또는 GND에 접속되어 있거나 부동 상태로 되어 있으며, 상기 적어도 하나의 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 AC 요소를 통해 상기 호스트의 제어 데이터 포트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 전자 회로에 접속되어 있다.
부가적인 실시예에서는, 상기 인터페이스 시스템이 적어도 2개의 오디오 요소들 각각의 오디오 구성요소로 제1 및 제2 오디오 요소를 포함하며, 상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 제1 DC 요소를 통해 VDD에 접속되어 있고, 상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 구성요소는 적어도 하나의 제2 DC 요소를 통해 GND에 접속되어 있으며, 상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속 및 상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 AC 요소를 통해 서로에 접속되어 있고, 그리고 상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속 또는 상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속은 상기 호스트의 제어 데이터 포트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 전자 회로에 부가적으로 접속된다.
부가적인 실시예에서는, 4개의 오디오 요소들 각각의 오디오 구성요소로 제1, 제2, 제3, 및 제4 오디오 구성요소를 포함하고 제어 데이터 포트를 포함하는 호스트를 포함하는 인터페이스 시스템이 제공되어 있으며, 상기 제1 및 제3 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 DC 요소를 통해 VDD에 상호 접속되어 있고, 상기 제2 및 제4 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 AC 요소를 통해 상기 제1 및 제3 오디오 구성요소의 상호 L/R 접속에 상호 접속되어 있으며, 그리고 상기 제2 및 제4 오디오 구성요소의 상호 L/R 접속은 상기 호스트의 제어 데이터 포트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 전자 회로에 접속되어 있다.
변형적으로는, 적어도 4개의 오디오 요소들 각각의 오디오 요소로 제1, 제2, 제3, 및 제4 오디오 요소를 포함하는 인터페이스 시스템이 제공되어 있으며, 상기 제2 및 제4 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 DC 요소를 통해 GND에 상호 접속되어 있고, 상기 제1 및 제3 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 AC 요소를 통해 상기 제2 및 제4 오디오 구성요소의 상호 L/R 접속에 상호 접속되어 있으며, 그리고 상기 제1 및 제3 오디오 구성요소의 상호 L/R 접속은 상기 호스트의 제어 데이터 포트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 전자 회로에 접속되어 있다.
따라서, 상기 PDM 인터페이스와의 하위호환성을 갖는 예컨대 SLIM버스 인터페이스보다 낮은 전력을 이용하는 단순하지만 다목적으로 사용되는 버스가 제공되는데, 그 이유는 상기 버스가 어떠한 별도의 핀도 필요로 하지 않기 때문이며, 이는 각각의 오디오 구성요소가 추가되는 것과는 별도로 단지 2개의 부가적인, 예컨대 외부 구성요소 및 하나의 디지털 I/O를 사용하여 제공될 수 있으며 용이한 열거 프로세스를 가능하게 한다. 더욱이, 어느 적합한 개수의 오디오 구성요소들은 본 발명의 시스템을 사용하여 호스트에 부착될 수 있다.
예컨대, 전류가 상기 통신 인터페이스로부터 인출되는 경우에, AC 요소의 리액턴스, 즉 용량 또는 유도 값들, DC 요소들의 저항값 및 주파수 성분 간의 타협점(tradeoff)들을 형성하는 것은 사소한 작업이 아니다. 지금까지 실현되었던 것은 상기 L/R 접속들을 사용하여 그러한 제어 데이터 핀을 제공할 경우에 상기 L/R 핀들이 저항/리액턴스 요소들이 각각 개재되어 있지 않으면 GND 또는 VDD에 직접 결속되도록 확실히 반응하지 않는 것이었는데, 그 이유는 이러한 것이 PDM 통신 핀을 쇼트 아웃(short out)하려고 하기 때문이다. 그러한 풀업/풀다운 저항 요소는 상기 핀의 외부에 제공될 수도 있고 추가로나 변형적으로는 내부에, 다시 말하면 전자 회로 자체에 내재하는 핀 내부에 제공될 수 있다.
그러한 착상(着想; idea)은 저항기와 같은 DC 요소를 통해 L/R을 VDD 또는 GND에 접속시키고, 그리고 커패시터와 같은 AC 요소를 통해 상기 L/R 접속들, 및 상기 호스트의 입력/출력을 함께 결합시키는 것이다. 이는 단지 몇몇 별도의 외부 구성요소들만을 추가시키는 결과를 초래한다. 더욱이, 이는 어떠한 추가 핀들도 없이 상기 구성요소들의 물리적 접속의 고유 식별을 가능하게 하는 열거 프로세스를 가능하게 한다.
더욱이, 커패시터들 또는 저항기들 따위와 같은 부가적인 추가 전자 기기들을 상기 인터페이스 시스템에 추가시키지 않아도 단일 또는 여러 쌍의 마이크로폰 또는 스피커 또는 증폭기 또는 호스트 구성요소들 또는 요소들이 용이하고 단순히 더 추가될 수 있다.
한 가지 이점은 상기 오디오 구성요소들이 상호 통신하도록 호스트를 필요로 하지 않는 자율 시스템(autonomous system)으로서 작용할 수 있다는 점이다.
상기 인터페이스 시스템의 부가적인 실시예에서는, 상기 호스트가 상기 제어 데이터를 통신하기 위해 특별히 프로그램되거나 상기 제어 데이터를 통신하기 위해 특별히 프로그램되지 않는다. 이리하여, 상기 오디오 구성요소는 하위호환성을 갖는 PDM 모드에 진입한다.
상기 인터페이스 시스템의 부가적인 실시예에서는 상기 적어도 하나의 DC 요소 및/또는 상기 적어도 하나의 AC 요소는 컷오프(cutoff) 필터이다. 따라서, 예컨대, C, (L), R과 같은 AC 및 DC 요소들을 포함하는 컷오프 필터 파라미터들 및 전력 소비는 송신하거나 수신할 때 안정된 제어 데이터 투과율을 제공하기 위해 적절히 선택될 수 있다.
부가적인 실시예에서는, 상기 시스템이 바이어스 제어 또는 블록을 부가적으로 포함한다. 특히 예컨대 2개의 유사하거나 서로 다른 오디오 구성요소들 또는 요소들에 서비스를 제공하는 경우에, 상기 시스템은 호스트 콘트롤러와 같은 디지털 논리 전자 회로에 대해 현재 이용가능한 I/O-전압 표준들과의 협동을 위해 구성된 L/R 핀들 상의 제어 데이터 라인 상에 I/O 데이터를 제공하도록 구성될 수 있다.
부가적인 실시태양에서는, 적어도 하나의 오디오 요소로부터 또는 적어도 하나의 오디오 요소로 PDM 데이터를 스트리밍하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 본 발명에 따른 적어도 하나의 전자 회로를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 방법은 상기 적어도 하나의 전자 회로를 상기 적어도 하나의 오디오 요소에 접속함으로써 적어도 하나의 디지털 오디오 구성요소를 제공하는 단계, VDD 전위를 수신하는 VDD 접속을 제공하는 단계, 상기 VDD 전위보다 수치상으로 낮은 전위를 수신하는 GND 접속을 제공하는 단계, 하이(high) 부분 및 로우(low) 부분을 지니는 클록 신호를 수신하는 CLK 접속을 제공하는 단계, 상기 적어도 하나의 오디오 요소로부터 또는 상기 적어도 하나의 오디오 요소로 상기 PDM 데이터를 통신하거나 호스트 및/또는 다른 한 상기 전자 회로로 또는 호스트 및/또는 다른 한 상기 전자 회로로부터 상기 PDM 데이터를 통신하는 DATA 접속을 제공하는 단계, 상기 클록 신호의 상기 하이 부분과 실질적으로 동기적으로 통신해야 할지 또는 상기 클록 신호의 상기 로우 부분과 실질적으로 동기적으로 통신해야 할지를 나타내는 DC 전위를 수신하는 L/R 접속을 제공하는 단계, 및 상기 L/R 접속을 통해 제어 데이터를 통신하는 I/O 회로를 부가적으로 제공하는 단계를 포함한다.
상기 방법의 부가적인 실시예에서는, 상기 방법은 상기 적어도 하나의 전자 회로 또는 디지털 오디오 구성요소의 L/R 접속을, 제어 데이터 포트를 포함하는 호스트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 전자 회로에 접속하는 단계를 부가적으로 포함한다.
상기 방법의 부가적인 실시예에서는, 상기 방법은 상기 적어도 하나의 전자 회로 또는 상기 적어도 하나의 오디오 구성요소의 L/R 접속을 적어도 하나의 DC 요소를 통해 VDD 또는 GND에 접속하거나 상기 적어도 하나의 전자 회로 또는 상기 적어도 하나의 오디오 구성요소의 L/R 접속을 부동 상태로 되게 하는 단계, 및 상기 적어도 하나의 전자 회로 또는 상기 적어도 하나의 오디오 구성요소의 L/R 접속을 적어도 하나의 AC 요소를 통해 호스트의 제어 데이터 포트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 다른 한 전자 회로에 접속하는 단계를 부가적으로 포함한다.
상기 방법의 부가적인 실시예에서는, 상기 방법은 적어도 2개의 오디오 구성요소들 각각의 구성요소로 제1 및 제2 오디오 구성요소를 제공하는 단계, 상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속을 적어도 하나의 제1 DC 요소를 통해 VDD에 접속하는 단계, 상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속을 적어도 하나의 제2 DC 요소를 통해 GND에 접속하는 단계, 상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속 및 상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속을 적어도 하나의 AC 요소를 통해 서로 접속하는 단계, 및 상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속 또는 상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속을 상기 호스트의 제어 데이터 포트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 전자 회로에 접속하는 단계를 부가적으로 포함한다.
상기 방법의 한 실시예에서는, 상기 방법은 컷오프 필터링을 포함한다. 상기 방법의 한 실시예에서는, 상기 방법은 상기 제어 데이터의 바이어스 제어를 포함한다.
상기 방법의 부가적인 실시예에서는, 각각의 제어 데이터 핀 상에서 미디어 액세스 제어, 예컨대 전기 버스와 같은 공유 전송 매체를 통해 송신하기 전에 예컨대 단일 노드(비트)가 다른 트래픽의 부재(不在)를 검증하는 확률적인 미디어 액세스 제어(Media Access Control; MAC) 프로토콜인 1-퍼시스턴트(1-persistent) 반송파 감지 다중 액세스(Carrier Sense Multiple Access; CSMA)가 수행된다. 이는 그의 단순성 때문에 이점일 수 있다. 유닛들이 동시에 송신하지 않게 하기 위해 CSMA가 수행되는 것이 이점이다.
상기 방법의 부가적인 실시예에서는, 상기 제어 데이터 상에서 오류 검사가 부가적으로 수행된다. 따라서, 호스트와 같은 수신 유닛이 결과적으로 결국 올바른 데이터를 수신하게 될 확률이 높아지게 된다.
상기 방법의 부가적인 실시예에서는, 본 발명에 따른 전자 회로가 램덤 및/또는 고정 ID 번호를 생성하고 이러한 ID 번호를 상기 L/R 접속을 통해 호스트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 다른 한 전자 회로에 송신한다. 상기 방법의 유리한 실시예에서는, 이러한 것이 전력 공급 후에 그리고 상기 오디오 요소들 또는 구성요소들 중 적어도 하나의 PDM 오디오 신호 동작 전에 수행된다. 한 이점은 오디오 구성요소들을 포함하는 전자 장치의 시동시, 상기 호스트 또는 다른 프로세서, 예컨대 중앙 프로세서가 어느 타입의 구성요소가 준비되어 이용가능한 지에 대한 통지를 신속하게, 예컨대 약 수 밀리초 내에 그리고 정확하게 받을 수 있다.
상기 방법의 부가적인 실시예에서는, 어드레스 충돌의 경우에, 상기 호스트와 통신하고 있는 모든 오디오 구성요소들에 오디오 구성요소 특정 고유 번호가 제공될 때까지 상기 호스트가 상기 프로세스를 반복한다. 이는 또한 상기 오디오 구성요소 단독에 의해 또는 다른 한 오디오 구성요소 및/또는 전자 회로에 의해 수행될 수 있다. 상기 방법의 부가적인 실시예에서는, 각각의 오디오 구성요소 특정 고유 번호가 상기 전자 회로의 메모리에 저장되어 있다.
상기 방법의 부가적인 실시예에서는, 상기 오디오 구성요소들 모두가 호스트 또는 상기 호스트에 적합한 오디오 구성요소 또는 전자 회로에 의해 동기적으로 클록된다. 이는 차후에 수행되는 신호 처리를 용이하게 하며 또한 상기 오디오 구성요소로부터 수신되거나 상기 오디오 구성요소로 송신되는 오디오 데이터 및 제어 데이터를 처리하는데 필요한 처리 유닛들의 개수를 줄인다.
상기 방법의 부가적인 실시예에서는, 이득 제어가 각각의 개별 오디오 구성요소, 및/또는 각 세트의 오디오 구성요소들에 대해 수행된다. 이는 예컨대 여러 오디오 구성요소에 대해, 또는 개별적으로 한 호스트에 의해 제어되는 자동 레벨 제어(automatic level control; ALC) 및 아날로그 믹싱을 가능하게 하는데, 이는 각각의 오디오 구성요소가 그러한 호스트에 대하여 개별적으로 식별된 경우에 가능하다.
본 개시내용을 좀더 완전하게 이해하기 위해, 동일 참조부호들이 동일 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들 및 이하의 상세한 설명이 참조될 것이다.
도 1a는 전자 회로 및 MEMS 마이크로폰 요소를 포함하는 선행기술에 따른 오디오 구성요소를 측면도로 보여주는 도면이다.
도 1b는 5개의 PDM 인터페이스 핀, 즉 DATA, L/R, CLK, VDD, 및 GND를 사용하여 호스트에 접속가능하도록 구성된, MEMS 마이크로폰 요소 및 전자 회로를 포함하는 선행기술에 따른 마이크로폰 구성요소를 보여주는 도면이다.
도 1c는 선행기술의 일 예에 따른 PDM 스트림에서 클록된 데이터 라인들을 보여주는 도면이다.
도 2는 선행기술에 따른 전자 장비에서의 서로 다른 구성요소들의 대표적인 설정을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 PDM 데이터를 스트리밍하기 위한 오디오 구성요소의 물리 층을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 PDM 데이터를 스트리밍하기 위한 인터페이스 시스템의 물리 층을 보여주는 도면으로서, 상기 시스템이 인에이블되지 않은 BIAS 블록을 부가적으로 포함하는 도면이다.
도 5는 싱크 및 소스 인에이블링을 구현하는 도 4에서와 같은 BIAS 블록의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 PDM 데이터를 스트리밍하기 위한 인터페이스 시스템의 물리 층을 보여주는 도면으로서, 상기 구성요소는 인에이블된 BIAS 블록을 부가적으로 포함하는 도면이다.
도 7은 상기 인터페이스 시스템에 대한 전력 공급 단계, 열거 프로세스 단계, 및 준비 또는 동작 단계를 설명하는 시간의 함수로서 제어 데이터 전압을 그래프로 보여주는 도면이다.
도 8a는 호스트 또는 다른 한 오디오 구성요소에 접속가능하도록 구성된 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 회로를 포함하는 본 발명의 한 실시예에 따른 마이크로폰 구성요소를 보여주는 도면이다.
도 8b는 호스트 또는 다른 한 오디오 구성요소에 접속가능하도록 구성된 본 발명의 한 실시예에 따른 스피커 구성요소를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 인터페이스 시스템에서 호스트에 접속가능한 본 발명의 한 실시예에 따른 총 4 개의 마이크로폰 구성요소를 보여주는 도면이다.
도 10은 CLK 층, DATA 비트 층 및 부호화된 비트 층을 지니는 데이터 링크 층의 프레임 설정을 보여주는 도면이다.
숙련된 기술자들(이하 '당업자'라 함)이라면 첨부도면들의 요소들이 간결성 및 명료성을 위해 예시된 것임을 알 수 있을 것이다. 당업자라면 특정한 동작들 및/또는 단계들이 특정한 발생 순서로 설명 또는 도시될 수 있음을 또 알 수 있을 것이며 당업자라면 순서에 대한 그러한 특정성이 실제로 필요하지 않음을 이해할 것이다.
이러한 개시내용이 여러 수정 및 변형 형태를 허용하지만, 특정 실시예들이 첨부도면들에서 예로써 도시되어 있으며 이러한 실시예들이 본원 명세서에 구체적으로 설명될 것이다. 그러나, 당업자라면 이러한 개시내용이 설명되어 있는 특정 형태들로 본 발명을 한정하려고 한 것이 아니고 이와는 달리 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해 정의되어 있는 발명의 사상 및 범위 내에 속하는 모든 수정, 변경, 및 등가 범위를 포괄하려고 한 것임을 이해할 것이다.
위에서 언급한 바와 같이, 상기 SLIM버스는, 이러한 버스에 접속되어 있는 각각의 마이크로폰 쌍에 대한 데이터 핀 및 각각의 특정 마이크로폰의 식별을 위한 하나의 별도의 핀을 필요로 하는, 상기 PDM 인터페이스보다 복잡한 인터페이스 해결 수단이다. 상기 PDM 인터페이스, 다시 말하면 오디오 용도들에 현재 사용되는 펄스 밀도 변조 인터페이스는 그러한 마이크로폰 통신을 지원하지 않는다.
디지털 PDM 비트 스트림은 예컨대 델타-시그마 변조의 프로세스를 통해 아날로그 신호로부터 부호화된다. 이러한 프로세스는 상기 아날로그 신호의 진폭에 의존하여 1 또는 0을 생성하는 1비트 양자화기를 사용한다. 1 또는 0은 풀 스케일(full scale) 신호에 상응한다.
대체 비트들이 어느 마이크로폰 구성요소에 속하는지를 상기 프로세서 또는 호스트가 알기 위해, 종종 직렬 포트가 실행하게 되는 클록의 절반인 마이크로폰 구성요소의 클록은 프레임되지 않은 모드에서 실행시 상기 직렬 포트 및 상기 호스트의 직렬 포트 프레임 sync 핀에 접속되어 있다. 상기 직렬 포트는 상기 마이크로폰 구성요소의 클록의 제1 상승 구간으로부터 데이터를 수신하기 시작하며, 이는 L/R 선택 핀이 VDD에 단락되어 있는 상기 마이크로폰 구성요소의 데이터이게 된다. 이것이 의미하는 것은 상기 마이크로폰 구성요소가 상기 클록의 상승 구간 상에서 데이터를 드라이브함을 의미한다. 그래서, 모든 경우에, 데이터 버퍼들 내의 데이터 스트림이 이러한 마이크로폰 구성요소의 데이터로부터 개시하게 되고, 소프트웨어 루틴들은 서로 다른 마이크로폰 구성요소들의 데이터가 개별적으로 처리되도록 기록된다.
마이크로폰 구성요소는 MEMS 마이크로폰 요소 및 전자 회로와 같은 오디오 요소(110)를 포함하며(실제 측면도로 MEMS 마이크로폰 요소가 도시되어 있는 도 1a 참조), 이 경우에 결합된 오디오 구성요소(110)가 일체화되거나 또는 다른 방식으로 PCB 상에 제공되고 오디오 데이터, 즉 PDM 스타일을 통신하도록 하는 회로를 포함하는 소형 칩에 바닥공(bottom hole) 마이크로폰(100)이 제공되어 있다. 한정된 크기로 인해, 한정된 개수의 접속들 또는 핀들이 그러한 오디오 구성요소에 적용될 수 있다. 상기 MEMS 마이크로폰 요소는 베이스(base) 및 상기 베이스 상에 배치된 제1의 예컨대 멤브레인 구조(102)를 포함한다. 제2 구조(118)는 상기 제1 구조상에 배치되어 있으며 상기 제2 구조는 제1 공동부(cavity)를 형성하도록 구성되어 있고 상기 제1 구조에 부착된 적어도 하나의 측벽을 지닌다. 적어도 하나의 MEMS(100)는 상기 공동부에 배치되어 있으며 제1 음향 포트(120)는 상기 측벽을 통해 형성되어 있다. 상기 제1 음향 포트(120)는 사운드 에너지(sound energy)가 상기 오디오 회로에 의해 처리되도록 상기 MEMS 오디오 요소들에 진입할 수 있게 하는 통로를 제공한다. 상기 MEMS 마이크로폰 구성요소(110)는 단일 MEMS 요소 또는 듀얼 MEMS 요소 및 부가적인 전자 회로(114)를 포함할 수 있다. MEMS 마이크로폰 구성요소, 또는 상기 MEMS 마이크로폰 구성요소의 패키지는 종종 일상 용어에서 단지 "MEMS"로 언급되지만, 혼동을 피하기 위해 본원 명세서에서는 MEMS 마이크로폰 구성요소라고 언급될 것이다.
도 1b에는 총 5개의 핀, 즉 VDD, DATA, CLK, L/R 및 GND 핀을 포함하는, ASIC 형태로 MEMS 마이크로폰 요소 및 전자 회로를 포함하는 PDM 인터페이스를 적용하는 선행기술에 따른 오디오 구성요소가 도시되어 있으며 DATA 핀 상에 오디오 또는 사운드 콘텐츠를 포함하는 디지털 PDM 신호가 제공되어 있다.
도 1c에는, 일 예로서 호스트 또는 프로세서상의 직렬 포트를 통해 호스트 또는 프로세서에 인터페이스될 선행기술의 MEMS 마이크로폰 구성요소의 변조된 PDM 데이터 및 CLK가 도시되어 있다. 상기 마이크로폰들은 상기 L/R 핀에 걸린 논리 레벨에 기반하여 상기 클록의 상승 구간 또는 하강 구간 중 어느 하나 상에서 상기 PDM 데이터를 드라이브할 수 있다. 단일 마이크로폰 구성요소를 인터페이스하는 것은 상기 L/R 핀을 GND 또는 VDD에 결속되게 하면서 1 내지 4 MHz 범위의 동일 클록을 상기 마이크로폰 구성요소 및 상기 직렬 포트에 제공하고 상기 직렬 포트로부터 상기 프로세서 내로 상기 PDM 데이터를 수신함으로써 수행된다. 2개의 그러한 마이크로폰 구성요소를 단일의 직렬 포트 데이터 라인에 접속하기 위해, 하나의 마이크로폰 구성요소의 L/R 핀이 직접 접지될 수 있다. 나머지 마이크로폰 구성요소의 L/R 핀은 VDD에 직접 접속되어 있다. 이는 상기 마이크로폰 구성요소들이 클록의 반대 구간 상에서 데이터를 드라이브하게 한다. 상기 직렬 포트가 양자 모두의 마이크로폰 구성요소들로부터 데이터를 수신하게 하기 위해, 상기 마이크로폰 구성요소들은 상기 직렬 포트가 실행하게 되는 클록 속도의 절반으로 클록될 수 있다. 상기 마이크로폰 구성요소는 상기 마이크로폰 구성요소에 공급된 클록에 대해 오디오 신호들을 변조한다. 2-마이크로폰 구성요소 인터페이스에 대해, 수신 버퍼 내의 데이터는 한 비트씩 인터레이스(interlace) 처리된다. 이것이 의미하는 것은 동일한 마이크로폰 구성요소에 모든 대체 비트가 속해 있음을 의미한다. 클록에 대해 선행기술에서 상기 마이크로폰 구성요소들에 의해 드라이브된 데이터의 타이밍은 상기 PDM 인터페이스 핀들 중 하나의 사용에 따른 상기 마이크로폰 구성요소의 L/R 핀에 기반하여 이루어진다. 상기 L/R 핀이 GND 핀에 결속되어 있는 경우에, 상기 데이터는 상기 클록의 상승 구간 상에서 드라이브된다. 상기 L/R 핀이 VDD 핀에 결속되어 있는 경우에, 상기 데이터는 상기 클록의 하강 구간 상에서 드라이브된다.
도 2에는, 전자 오디오 장비, 예컨대 디지털 또는 아날로그 스피커들, 헤드셋들 및 마이크로폰들과 같은 여러 오디오 요소를 포함하는 PDA가 도시되어 있다.
상기 장비는 각각의 오디오 요소, 즉 이하에 설명되어 있는 변형적인 인터페이스 시스템을 제공하는 본 발명에 따른 시스템에서의 본 발명에 따른 보조 오디오 구성요소들에 대해 본 발명에 따른 하나 이상의 전자 회로들로 유리하게 피팅(fitting) 또는 리트로-피팅(retro-fitting)될 수 있다.
적어도 하나의 오디오 요소로부터 또는 적어도 하나의 오디오 요소로 PDM 데이터를 스트리밍하기 위한 전자 회로가 제공되어 있다. 상기 전자 회로는 본원 명세서에서 VDD 접속이라 불리는 VDD 전위를 수신하기 위한 공급원 접속, 본원 명세서에서 상기 VDD 전위보다 수치상으로 낮은 전위를 수신하기 위한 GND 접속이라 불리는 접지 접속, 본원 명세서에서 적어도 하이 부분 및 로우 부분을 지니는 클록 신호를 수신하기 위한 CLK 접속이라 불리는 클록 접속, 호스트 및/또는 다른 한 상기 전자 회로로 또는 호스트 및/또는 다른 한 상기 전자 회로로부터 PDM 포맷으로 상기 오디오 데이터를 통신하기 위한 DATA 접속, 및 상기 클록 신호의 상기 하이 부분과 실질적으로 동기적으로 통신해야 할지 또는 상기 클록 신호의 상기 로우 부분과 실질적으로 동기적으로 통신해야 할지를 나타내는 DC 전위를 수신하기 위한 L/R 접속을 포함한다. 상기 전자 회로는 상기 L/R 접속을 통해 제어 데이터를 통신하도록 구성된 I/O 회로를 부가적으로 포함한다. 상기 제어 데이터는 호스트 또는 다른 한 구성요소가 당업계에 공지되어 있는 바와 같이, 예컨대 상기 오디오 구성요소를 식별하는 디지털 ID 번호들, 및/또는 호스트 커맨드들을 풀링(pulling) 또는 푸싱(pushing)하기 위한 논리 신호들, 및/또는 이와는 달리 상기 호스트 또는 다른 구성요소와의 통신을 개선하도록 착상된 디지털 정보와 같은 이러한 데이터를 해석할 수 있게 하는데 적합한 디지털 신호들일 수 있다.
적어도 하나의 오디오 요소로부터 또는 적어도 하나의 오디오 요소로 PDM 데이터를 스트리밍하기 위한 디지털 오디오 구성요소는 호스트 및/또는 적어도 하나의 다른 오디오 구성요소에 접속가능하도록 구성된 본 발명에 따른 적어도 하나의 전자 회로를 포함하고, 상기 적어도 하나의 오디오 요소는 PDM 데이터 스트림으로 변환될 오디오 신호를 송신하기 위해 그리고/또는 오디오 신호로 변환될 PDM 데이터 스트림을 수신하기 위해 상기 전자 회로에 접속된다.
적어도 하나의 오디오 요소로부터 또는 적어도 하나의 오디오 요소로 PDM 데이터를 스트리밍하기 위한 인터페이스 시스템은 본 발명에 따른 적어도 하나의 오디오 구성요소를 포함하며, 상기 인터페이스 시스템은 제어 데이터 포트를 포함하는 호스트를 부가적으로 포함하고, 상기 적어도 하나의 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 DC 요소를 통해 VDD 또는 GND에 접속되어 있으며, 상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 AC 요소를 통해 상기 호스트의 제어 데이터 포트에 접속되어 있다.
따라서, 상기 L/R 핀이 한 실시예에서는 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 전위(VO)를 안정화하기 위해 컷오프 필터에 접속되어 있다. 상기 인터페이스 시스템의 특징은 본원 명세서의 다른 부분에서 논의되겠지만 데이터 링크 층과 아울러, 물리 층이다.
도 3에는 한 실시예에 대한 물리 층이 도시되어 있는데, 이 경우에 L/R 핀은 외부 DC 요소, 즉 미리 결정된 저항값을 갖는 풀업 저항기로 언급되는 저항기(R)를 통해 GND보다 높은 전위 VDD에 상기 L/R 핀을 접속시킴으로써 VO를 하이(high) 레벨로 되게 한다. 변형적으로는, 상기 L/R 핀이 풀다운 저항기로 언급되는 동일하거나 상이한 값의 저항기(R)를 통해 전위 GND에 상기 L/R 핀을 접속시킴으로써 부동 상태로 되게 하거나 로우(low) 레벨로 되게 할 수 있다. 도 3의 전자 회로 다이어그램에서 볼 수 있는 바와 같이, GND에나 VDD에 직접 상기 L/R 접속을 결속하는 것은 유리하지 않은데, 그 이유는 이러한 것이 상기 핀의 단락(shortening), 다시 말하면 통신 채널의 실제적 단락으로 이끌게 되기 때문이다.
도 3에서 하이 레벨로 되게 하는 마이크로폰 요소 I/O는 AC 요소를 통해 (도시되지 않은) 호스트의 COM 포트에 접속되어 있다. 상기 AC 요소는 용량 요소, 다시 말하면 미리 결정된 커패시턴스 및/또는 인덕턴스 값을 갖는 외부 커패시터(C)이다. 따라서, 제어 데이터를 송신 또는 수신하도록 하는 통신 인터페이스는 송신 시퀀스를 통해 L/R 핀들에 걸린 DC 레벨들을 중첩시킨다.
따라서, 도 3에는 시상수 및 컷오프 주파수를 지니는 컷오프 필터가 도시되어 있다. 리액턴스, 다시 말하면 커패시턴스 C 및 저항, 다시 말하면 저항값 R의 값들을 결정 또는 선택하기 위해, 일반적으로 시스템에 대해 이루어져야 하는 고려사항이 몇 가지. 다시 말하면, a) VDD 또는 GND 또는 다른 전위에 의해 상기 L/R 핀이 VO로 되게 할 때의 정적 전류 소비 A, b) 상기 L/R 값의 정착(settling)을 위해 시스템에 대해 선택된 시동 시간, 다시 말하면 전력 공급 후의 시동 시간, 및 c) 호스트로나 호스트로부터 시스템에 대해 그리고/또는 통신 COM에 대해 가능하거나 바람직한 버스 애플리케이션 및 통신 속도에 의존하여 결과적으로 나타나는 컷오프 필터 주파수가 있다.
도 3에 도시된 커패시턴스 C는 예컨대 보드들 상에 제공된 경우에 그러한 디지털 전자 회로들과 종종 관련이 있는 기생 커패시턴스의 표시이며, 이러한 커패시턴스 C는 약 10 내지 약 500 pF 정도일 수 있다.
그러한 컷오프 필터를 공급하기 위해 사용되는 전형적인 값들은 100 마이크로암페아보다 낮은 정도의 전력 소비, 바람직하게는 50 마이크로암페아보다 낮은 정도의 전력 소비, 가장 바람직하게는 약 5 내지 10 마이크로암페아 정도의 전력 소비일 수 있다. 시동 시간들은 예컨대, 예를 들면 상기 시동 시간을 조정하여 호스트에 적용한 시동 시간들에 상응하게 함으로써 예컨대 상기 호스트의 전력 공급 전이나, 상기 호스트의 전력 공급과 동시에 또는 상기 호스트의 전력 공급 후에 상기 오디오 구성요소로부터의 제1 신호들이 상기 호스트에 도달되게 하도록 용도에 따라 선택될 수 있다. L/R 전위 값으로 정착하기 위한 시동 시간들이 서로 다르지만, 종종 100 마이크로초보다 작은 정도일 수 있다. 그러한 버스의 선택된 결과적인 주파수 콘텐츠는 약 100 kHz 정도에 집중될 수 있다.
컷오프 필터에 대한 대표적인 값들: 도 3에 도시된 바와 같은 컷오프 필터를 공급하기 위한 A, 시동 시간, 결과적으로는 C 및 R의 해당 값들은 이때 10 마이크로암페아의 전류 소비, 약 5 내지 10 밀리초의 시동 시간들로 선택될 수 있다. C 및 R의 값들에 의해 정착되는 컷오프 필터 주파수는 상기 버스가 통신할 수 있을 정도로 높지 않은 것이 바람직하고, 그래서 약 10 kHz의 컷오프가 일 예로서 사용된다. 이는 예를 들면 100 킬로 오옴의 풀업/풀다운 저항기(R)로 이끌어서, 상기 버스의 신호 값들의 피크-피크 값이 VDD와 동일할 경우에 약 VDD/2에 상응하는 최대 전력 소비가 초래된다. 그래서 VDD = 1.8 V인 경우에, 전류 소비가 9 마이크로암페아이다. 작은 신호 스윙이 선택되는 경우에, 낮은 전력 소비가 초래된다. 컷오프 주파수가 1 kHz로 선택되는 경우에, 이는 1.6 nF의 커패시터 값으로 이끈다. 상기 필터의 시상수는 이때 100 kHz x 1.6 nF = 160 마이크로초이다. 1% 정착 오류에 대하여, 이것이 의미하는 것은 결과적인 정착 시간이 약 737 마이크로초이게 되며, 다시 말하면 상기 정착 시간 및 상기 컷오프 주파수 양자 모두가 대략 2 디케이드 미만이게 됨을 의미한다.
당업계에 공지되어 있는 바와 같이, 여러 다른 해결수단은 예컨대 다른 필터 타입들 및/또는 신호 제어 회로들에 의해 상기 L/R 핀들이 부동 상태로 되게 하거나 풀링되게 하는데 이용가능하다. 그러나 구성요소 및 장비 생산 비용들을 줄임과 동시에 예컨대 오디오 구성요소 및 호스트 간의 향상된 데이터 통신 기능을 제공하기 위해 그러한 단순하지만 효과적인 컷오프 필터를 제공하는 것이 유리할 수 있다.
상기 인터페이스 시스템의 한 실시예에서는, 상기 필터의 그러한 AC 결합이 DC 값을 제거하려고 하고 COM 신호 VDD/2의 중심을 VDD 또는 GND 중 어느 하나에 둠에 따라, 이는 예컨대 한 구성요소 내에서나 또는 한 오디오 요소를 각각 포함하는 2개의 개별 오디오 구성요소로서 2개의 오디오 요소가 제공될 때 바람직한 바이어스 제어 또는 블록을 부가적으로 포함한다. 이는 호스트들이 판독할 수 있는 표준을 갖는 형태의 COM 신호, 다시 말하면 표준 디지털 I/O 신호 또는 풀 스케일 신호를 제공하도록 하는 것이다.
도 4 내지 도 7에는 2개의 오디오 구성요소, 예컨대 유사한 오디오 구성요소들 MIC 1 L 및 MIC 1 R 사이에 그러한 바이어스 제어가 어떠한 방식으로 구성될 수 있는 지에 대한 예가 도시되어 있다.
도 4에는 도 4의 하측 부분에서 약 VDD/2 대신에 VDD에 중심을 두도록 MIC 1 L로부터의 COM 신호가 상기 컷오프 필터 다음에 VDD/2로 시프트되는 방식이 도시되어 있다. 도 4에서는 수신단에서 풀업 저항기(Rpu)를 통해 DC 전위가 VDD로 풀링된다. 바이어스 블록 VDD/2는 도 4의 상측 부분에 도시된 바와 같이 제공되지만, 상기 바이어스 블록 VDD/2는 인에이블되지 않음으로써, 스위치 S1가 개방 상태로 되어 있는 것으로 예시되어 있다. 그러한 바이어스 제어를 제공하는 다른 방법들은 예컨대 순수 저항 구성요소들을 사용하여 당업계에 공지되어 있다.
본 경우에서는, 예를 들면 도 5의 하측 부분에 나타나 있는 바와 같은 요소들을 포함하는, 도 5의 상측 부분에 도시된 바와 같은 바이어스 블록 다이어그램 요소가 제공되어 있다. 상기 바이어스 블록은 저주파 루프에 의해 제어되는 전압 제어 전류 소스를 포함한다. 차동 트랜스컨덕턴스 단(Gm)은 출력의 저역 통과 필터링된 버전과 VDD/2를 비교함으로써, 싱크(Sink) 전류로 시프트되게 하거나 또는 소스(Source) 전류로 시프트되게 하는 Gm 단의 전압을 조정한다. 상기 버스의 DC 값은 예를 들면 상기 버스 상의 COM 시그널링에 영향을 주지 않을 정도로 크도록 선택된 시상수를 갖는 RC 필터(Cbias, Rbias)를 통해 추출될 수 있다. 이때, 상기 바이어스 블록이 Sink 또는 Source 전류로 시프트할 수 있게 하는 능력은 상기 Gm 단 상에서 VDD 및 GND 사이에 삽입되는 스위치들(S2, S3) 각각에 의해 제어될 수 있다. 예컨대, 상기 버스가 외부 저항기를 통해 접지 전위로 되게 하는 것처럼 상기 바이어스 블록이 Source 모드에 있게 되는 경우에, 스위치(S2)는 폐쇄될 수 있고 스위치(S3)는 개방될 수 있다. Sink 모드의 경우에는 정반대로 적용된다.
스위치(Si)를 폐쇄함으로써 이루어지는 그러한 바이어스 블록의 구현시(도 6 참조), 도 6의 하측 부분에서는 상기 바이어스 블록이 상기 스위치(S1)를 폐쇄함으로써 인에이블되는 경우에, VDD/2에 중심을 두도록 수신단에서의 신호 COM가 시프트되는 방식이 도시되어 있다. 이 경우에는 풀업 저항기가 상기 버스에 추가되는 경우 상기 바이어스 블록은 Sink 모드로 제공된다. 정반대의 경우에는, 풀다운 레지스터가 추가되는 경우 상기 바이어스 블록은 Source 모드로 제공된다. 이러한 구성은 여러 바이어스 블록이 충돌을 야기하지 않고 병렬 연결될 수 있게 한다.
도 7에는 수신단에서의 버스 상에 걸린 COM 신호가 인에이블 바이어스 블록, 다시 말하면 폐쇄된 S1을 구비한 시스템으로부터 시간 경과에 따라 변하는 방식이 도시되어 있다. 먼저, 오디오 구성요소가 전력공급을 받는 TO로부터 개시하는 짧은 기간이 존재한다. 바이어스 블록이 인에이블된, 2개의 요소/구성요소에 대해 L/R 선택이 제공되는 단계인 T1 다음에, T2에서 열거 프로세스 단계에 진입하여, T4 다음에 최종적으로 상기 버스가 COM 신호 또는 신호들을 송신/수신할 준비를 한다. T1, T2, T3 및 T4는 구성요소, 호스트 또는 PDM 데이터 콘텐츠의 타입에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 약 1 ms 내지 1000 ms 정도, 예를 들면 100 밀리초일 수 있다.
도 8a 및 도 8b에는 본 발명에 따른 대표적인 오디오 구성요소들, 마이크로폰 구성요소(10A) 및 스피커 구성요소(10B)가 각각 도시되어 있다. 도 8a에서는 상기 마이크로폰 구성요소(10A)가 위에서 정의된 바와 같이 5개의 핀 접속, 즉 VDD, DATA, CLK, L/R 및 GND 핀을 제공하는 본 발명에 따른 마이크로폰 요소(12) 및 전자 회로(14A)를 포함하며 DATA 핀 상에 오디오 또는 사운드 콘텐츠를 포함하는 디지털 PDM 신호를 제공한다. 도 8b에서는, 상기 스피커 구성요소(10A)가 위에서 정의된 바와 같은 5개의 핀 접속, 즉 VDD, DATA, CLK, L/R 및 GND 핀을 제공하는 본 발명에 따른 스피커 요소(16) 및 전자 회로(14B)를 포함하고, DATA 핀 상에 오디오 또는 사운드 콘텐츠를 포함하는 디지털 PDM 신호를 제공한다. 상기 PDM 신호는 상기 PDM 신호가 상기 DATA 핀으로부터 상기 호스트로 송신되는 도 8a에서와는 정반대로, 도 8b에서 상기 호스트로부터 상기 DATA 핀으로 수신된다.
도 8a에서는, 바람직한 실시예에서 ASIC를 포함하는 본 발명에 따른 전자 회로(14A)가 상기 마이크로폰 요소(12)의 제1 출력 레그에 접속된 전하 펌프(142), 상기 마이크로폰 요소(12)의 제2 출력 레그에 접속된 증폭기(144a)를 포함하여 상기 마이크로폰 요소(12)로부터 상기 아날로그 신호의 진입점들을 제공한다. 상기 전자 회로는 상기 마이크로폰 요소(12)로부터의 출력 아날로그 신호를 상기 DATA 핀으로부터 (도시되지 않은) 호스트로 스트리밍되는 디지털 PDM 신호로 변환하기 위해 상기 증폭기(144)에 접속된 시그마-델타 변조기(146)와 같은 A/D 변환기를 부가적으로 포함한다. 프로토콜 블록(150)은 한 실시예에서 메모리(152) 및 난수 생성기(154)를 포함한다. 상기 프로토콜 블록(150)은 I/O 포트를 통해 L/R 핀 상의 제어 데이터에 접속됨으로써, 제어 데이터 통신을 위해, 예컨대 본 발명에 따른 호스트(도시되지 않음) 또는 다른 한 오디오 구성요소로부터 제어 데이터를 수신 및/또는 송신하기 위해 구성되어 있다.
도 8b에서는, 바람직한 실시예에서 ASIC를 포함하는 본 발명에 따른 전자 회로(14B)가 스피커 요소(16)의 제1 및 제2 입력 레그에 접속된 전치-증폭기(144B)를 포함하여 상기 스피커 요소(16)에 상기 아날로그 신호의 출구점들을 제공한다. 상기 전자 회로는 상기 스피커 요소(16)로 이동되며 호스트(도시되지 않음)로부터 상기 DATA 핀을 통해 상기 스피커 구성요소/전자 회로로 제공된 입력 스트림 디지털 PDM 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위해 상기 전치-증폭기(144B)에 접속된 D/A 변환기(148)를 부가적으로 포함한다. 도 8a에서와 같이, 상기 프로토콜 블록(150)은 한 실시예에서 메모리(152) 및 난수 생성기(154)를 포함한다. 상기 프로토콜 블록(150)은 I/O 포트들을 통해 L/R 핀 상의 제어 데이터에 접속됨으로써, 제어 데이터 통신을 위해, 예컨대 본 발명에 따른 호스트(도시되지 않음) 또는 다른 한 오디오 구성요소로부터 제어 데이터를 수신 및/또는 송신하기 위해 구성되어 있다.
도 9에는 본 발명의 전자 회로 및/또는 오디오 구성요소가 오디오 구성요소 시스템에 접속되어 있는 실시예의 개략도가 도시되어 있다. 도 9에는 2 세트의 오디오 구성요소들, 예컨대 상기 MEMS 타입의 4개의 유사한 디지털 소형화 마이크로폰 구성요소의 결합을 호스트에 접속하는 본 발명의 한 실시예에 따른 시스템이 도시되어 있다.
도 9에는 예컨대 제1 결합 세트에서 본 발명에 따른 유사한 타입의 마이크로폰 구성요소들(MIC 1 L, MIC 2 R)이 호스트(도시되지 않음) 상의 공통 DATA1 포트 상에 각각의 구성요소로부터의 PDM 데이터를 스트리밍하기 위해 결합되어 있는 것이 도시되어 있다. 제2 결합 세트에서는, 본 발명에 따른 유사한 타입의 마이크로폰 구성요소들(MIC 3 L, MIC 4 R)이 동일하거나 다른 한 호스트(도시되지 않음) 상의 공통 DATA2 포트 상에 각각의 구성요소로부터의 PDM 데이터를 스트리밍하기 위해 결합되어 있다. 상기 PDM 데이터는 L/R 핀들의 선택에 따라 상기 호스트에 스트리밍된다. 상기 구성요소들(MIC 1 L, MIC 3 L)의 L/R 핀들 각각은 공통 DC 요소(R)를 사용하여 공통된 제1 전위로 풀링된다. 더욱이, 상기 구성요소들(MIC 2 R, MIC 4 R)의 L/R 핀들 각각은 AC 요소, 즉 용량 요소 C의 제1 측 상의 공통된 제2 전위로 풀링되고, 상기 AC 요소, 즉 용량 요소의 반대 측은 제1 전위(VDD)에 접속되어 있다. 이는 사실상 컷오프 필터 구성을 제공한다. 제공된 L/R 핀들 각각 상에 제어 데이터를 제공함으로써, 그러한 구성은 부가적인 처리를 위해 제어 데이터가 각각의 오디오 구성요소에 의해 개별적으로 송신되고 호스트에 의해 수신되며 이와는 반대로 제어 데이터가 호스트에 의해 송신되고 각각의 오디오 구성요소에 의해 개별적으로 수신된다. 따라서, 이러한 시스템 구성은 호스트 및 각각의 오디오 구성요소 간의 개별 데이터 통신을 허용한다. 또한 여기서 유념해야 할 점은 상기 시스템의 호스트 또는 호스트들 상에는 N개의 신호 데이터 포트들 또는 데이터 포트들(DATA N)이 존재하는 경우에 선호하는 만큼 많은 부가적인 오디오 구성요소들(5....N)이 상기 시스템에 추가될 있다는 점이다. 따라서, 이는 상기 오디오 시스템을 조립할 때 납땜 동작들과 같은 최소한의 접속 동작들이 장비 생산업자에 의해 이루어지는 것을 필요로 한다. 또한, 외부 전자 AC 및 DC 요소들은 상업상 용이하게 입수가능하다. 변형적으로나 또는 병행하여, 서로 다른 레벨들에 대한 전위들의 그러한 안정된 풀링을 제공하도록 다른 필터링 설정들이 당업계에 공지된 바와 같이 제공될 수 있다.
실제로, 본 발명에 의해 변형적인 PDM 인터페이스, 다시 말하면 본 발명에 따른 전자 회로에 의해 인에이블되는, 현재 적용된 PDM 인터페이스의 확장이 제공되는데, 이 경우에 L/R 접속은 또한 통신 인터페이스로서 사용됨과 동시에 오디오 구성요소를 현재 PDM 인터페이스 표준과의 하위호환성을 갖게 한다. 현재 PDM 인터페이스는 L/R을 VDD에나 GND에 접속함으로써 작동한다. 이러한 제어 데이터에 대한 L/R 접속의 사용으로 상기 오디오 구성요소, 예컨대 마이크로폰 구성요소가 선행기술의 PDM 인터페이스들과의 하위호환성을 지닐 수 있게 된다. 하위호환성을 갖는다는 것은 또한 본 발명에 따른 전자 회로 또는 오디오 구성요소가 공지된 PDM 인터페이스를 구현하는 본 발명이 아닌 오디오 구성요소들, 다시 말하면 거의 수정하지 않거나 전혀 수정하지 않고서는 오디오 구성요소들이 이들의 L/R 핀 상의 제어 데이터를 전혀 발신하지 못하는, 공지된 PDM 인터페이스를 구성하는 본 발명이 아닌 오디오 구성요소들과 함께 협동할 수 있음을 의미하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.
다수의 오디오 구성요소들 및 단일의 호스트는 직렬 버스 상의 동일한 프로토콜을 사용하여 통신할 수 있는데, 이 경우에 하나 이상의 구성요소들 및 하나의 호스트는 일반적인 용어로 표현하면 통신 유닛으로서 불린다. 어느 2개의 유닛이 포인트-투-포인트(Point-to-Point) 통신을 사용하여 직접 통신할 수 있으며, 이 경우에 구성요소에 예컨대 어드레스 1...14가 할당되는 것과 같이 상기 버스 상의 각각의 유닛은 이에 대해 고유한 어드레스를 지니고, 상기 호스트에 어드레이스 0이 할당되고, 이 경우에 상기 어드레스가 열거 프로세스 동안 구성요소들에 할당된다(이하의 내용 참조). 따라서, 임의의 유닛이 브로드캐스팅을 사용하여 한번에 다른 모든 구성요소들과 통신할 수 있는 데, 예컨대 어드레스 15는 이를 나타내는데 사용된다.
본 발명에 따른 오디오 구성요소의 일부일 수 있는 오디오 요소들의 다른 예들은 원하는 용도들에 의존하여, 스피커 요소, 수신기 요소, MEMS 기반 실리콘 수신기 요소, 듀얼 수신기 요소, 일렉트레트 마이크로폰 요소, 동적 마이크로폰 요소, MEMS 기반 실리콘 마이크로폰 요소, 듀얼 마이크로폰 요소, 결합된 마이크로폰 및 수신기 요소를 포함하지만 이에 국한하지 않는다. 본 발명에 따른 전자 회로는 집적 전자 회로(IC), 예컨대 어느 적합한 타입의 ASIC일 수 있으며, 원하는 용도에 에 의존하여 증폭기, 커패시터, 저항기, 인덕터, 또는 다른 수동 요소, 디지털 I/O 포트들, D/A 및 A/D 변환기들, 논리 포트들, 프로그램가능 요소들 등등의 선택 중 적어도 하나 또는 이들의 결합들을 포함할 수 있다. 당업자라면 이해하겠지만 하나 이상의 오디오 요소들 및 하나 이상의 전자 요소들이 본 발명에 따른 오디오 구성요소에 포함될 수 있다. 상기 오디오 요소 및 상기 전자 회로는 단일 칩으로 일체화될 수 있다. 변형적으로는, 상기 오디오 요소가 배선들로, 용접들로나 또는 당업계에 공지되어 있는 바와 같은 그 밖의 방식으로 상기 전자 회로에 접속될 수 있다.
도 10에는 본 발명의 한 실시예에 따른 방법 및 전자 회로의 데이터 링크 층에서의 제어 데이터의 프레임 구조가 어떠한 방식으로 구현될 수 있는 지에 대한 예가 도시되어 있는데, 이 경우에 이하에서 설명되겠지만 8비트의 프레임의 개시를 시그널링하기 위한 플래그 또는 헤더, 8비트의 어드레스, 제어 및 데이터에 대한 페이로드, 및 8비트의 오류 검출을 위한 CRC가 제공되어 있다.
선형 부호화가 수행되는데, 그 이유는 프레임 데이터가 예컨대 물리 층의 커패시터들을 통해 송신되어야 하기 때문이다. 프레임 데이터의 DC 신호 콘텐츠(저주파 콘텐츠)는 기준선 표류(baseline wandering)를 회피하도록 제거될 수 있다. 이는 다음과 같은 방안들, 즉 더 복잡한 8B/10B 부호화 또는 맨체스터(Manchester) 부호화 중 하나를 사용하여 프레임 데이터를 부호화함으로써 이루어지게 된다.
8b/10b는 8-비트 심벌들을 10-비트 심벌들에 매핑하여 DC-밸런스 및 유계된 불균형(bounded disparity)을 이루지만 상당한 클록 회복을 허용할 정도로 충분한 상태 변경들을 제공하는 선형 코드이다. 이것이 의미하는 것은 적어도 20개의 비트열에서의 1들의 카운트 및 0들의 카운트 간의 차이가 단지 2이고, 한 행(row)으로 5개의 1 또는 0보다 많은 않다는 점이다. 이는 신호 전달에 필요한 채널의 대역폭 하한치에 대한 요구를 줄이는 데 도움을 준다.
(위상 부호화(Phase Encoding; PE)로서 또한 알려져 있는) 맨체스터 코드는 각각의 데이터 비트의 부호화가 적어도 한번의 천이(transition)를 지니며 동일한 시간을 점유하는 선형 코드이다. 그러므로, 상기 맨체스터 코드는 어떠한 DC 구성요소도 지니지 않으며, 자체-클로킹(self-clocking)하는데, 이것이 의미하는 것은 상기 맨체스터 코드가 유도 결합 또는 용량 결합될 수 있으며 클록 신호가 상기 부호화된 데이터로부터 회복될 수 있다는 점이다.
반송파 감지 다중 액세스(Carrier Sense Multiple Access; CSMA)는 한 노드가 전기 버스와 같은 공유 전송 매체, 또는 전자파(電磁波) 스펙트럼의 대역을 통해 송신하기 전에 다른 트래픽의 부재를 검증하는 확률적인 미디어 액세스 제어(Media Access Control; MAC) 프로토콜이다. "반송파 감지"는 송신기가 발신하려고 시도하기 전에 반송파를 검출하는 수신기로부터의 피드백을 사용한다는 점을 나타낸다. 다시 말해, 상기 송신기는 송신하려고 시도하기 전에 다른 한 스테이션으로부터 부호화된 신호의 존재를 검출하려고 시도한다. 반송파가 감지되는 경우에는, 상기 스테이션은 자체적인 전송을 개시하기 전에 마무리 진행 과정으로 전송을 대기시킨다. "다중 액세스"는 다중 스테이션이 상기 매체를 통해 발신 및 수신한다는 점을 나타낸다. 하나의 노드에 의한 전송은 일반적으로 상기 매체를 사용하여 다른 모든 스테이션들에 의해 수신된다.
본 발명에 따른 방법의 한 실시예에서는, 미디어 액세스 제어(Media Access Control), 예컨대 1-퍼시스턴트(1-persistent) CSMA가 수행된다. 이는 그의 단순성 때문에 여기서 매력적일 수 있다. 유닛들이 동시에 제어 데이터를 송신하지 않게 하기 위해 CMSA가 수행되는 것이 이점이다.
다수의 유닛들은 단일 회선, 예컨대 편의상 기존의 L/R 핀을 사용하여 함께 통신한다. 이는 어느 유닛이라도 어떠한 총체적인 조정 없이 어느 때라도 전송을 개시할 수 있다는 이점이 있다. 단순하게 하기 위해 SLIM버스 표준에서 제공되는 바와 같은 시분할 다중화(Time-Division-Multiplexing; TDM)이 사용되지 않으며, 이와는 달리 이를 적용하는 것이 또한 가능하다. 그러나, 이러한 것이 편의상 여기에서는 필요하지 않은데, 그 이유는 (이벤트 기반) 제어 데이터 및 (실-시간 스트리밍) 오디오 데이터가 단일 버스 내에 믹싱되지 않기 때문이다.
원래의 컴퓨터 데이터에 대한 우발적 변화(accidental change)들을 검출하도록 설계된 오류-검출 코드이며 하드 디스크 드라이브들과 같은 저장 장치들 및 디지털 네트워크들에서 일반적으로 사용되는 순환 중복 검사(cyclic redundancy check; CRC)가 수행될 수 있다. CRC-지원 구성요소는 각각의 데이터 블록이 송신 또는 저장되도록 검사 값 또는 (부적절하게는) 상기 CRC로서 알려져 있는 짧고 고정된 길이의 2진 시퀀스를 계산하며 이를 데이터에 부가하여 코드워드를 형성한다. 코드워드가 수신 또는 판독되는 경우에, 상기 구성요소는 자신의 검사 값을 상기 데이터 블록에서 새로이 계산된 값과 비교하거나, 등가적으로는 모든 코드워드 상에 CRC를 수행하고 그 결과로 나타나는 검사 값을 기대되는 나머지 상수와 비교한다. 상기 검사 값이 매치(match)하지 않는 경우에, 상기 블록은 데이터 오류를 포함하고 상기 구성요소는 다시 송신될 블록을 재판독하거나 또는 요구하는 것과 같은 정정 동작을 취할 수 있으며, 이와는 달리 비록 어느 정도의 낮은 확률로, 상기 데이터가 검출되지 않은 에러들을 포함할 수 있다 하더라도 상기 데이터가 오류가 없는 것으로 가정하는데, 이는 오류 검사의 근본적인 특성이다.
본 발명에 따른 방법의 한 실시예에서는, 상기 제어 데이터에 대한 오류 검사가 부가적으로 수행된다. 도 10에는 본 발명의 한 실시예에 따른 방법 및 전자 회로에서의 제어 데이터의 프레임 구조에 대한 일 예가 도시되어 있는데, 이 경우에 8비트의 프레임의 개시를 시그널링하기 위한 플래그 또는 헤더, 8비트의 어드레스, 제어 및 데이터에 대한 페이로드, 및 8비트의 오류 검출을 위한 CRC가 제공되어 있다. 오류는 상기 프레임의 CRC 필드를 사용하여 검출된다. RX는 수신된 프레임에서 오류들을 검사하며 수신된 프레임이 오류를 포함하는 경우에 수신된 프레임을 무시한다. 수신 유닛은 송신 유닛과 동일한 신호를 감지하는데, 이 경우에 상기 송신 유닛은 상기 수신 유닛이 오류를 검출하는 동안 재송신하게 된다. 따라서, 수신 유닛은 결과적으로 결국 올바른 데이터를 수신하게 된다. 본 발명에 따른 방법에 의해 그리고 시스템상에서 수행될 수 있는 변형적이거나 또는 다른 오류 검사들이 당업계에서 입수가능하다.
상기 버스 상의 오디오 구성요소들 모두가 상기 호스트에 의해 동기적으로 클록될 수 있는데, 이 경우에 송신 클록(TX)은 정수비(integer ratio)에 의해 호스트 클록(SCK)으로부터 획득되며, 수신 클록(RX)은 정수비에 의해 다른 한 클록, 예컨대 직렬 클록(SCK)으로부터 획득된다. 상기 클록은 변형적으로 클록 장치, 다른 한 호스트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 전자 회로로부터 수신될 수 있다.
인터페이스 통신을 지원하는 오디오 시스템 장비를 구축할 경우의 특별한 고려는 보드 상에서, 다시 말해 오디오 시스템을 포함하는 전자 장치상에서 예컨대 각각의 마이크로폰 구성요소의 특정한 물리적 위치에 링크된 고유 어드레스가 각각의 마이크로폰 구성요소에 제공되게 하는 열거 프로세스이다. 이는 구성요소들이 존재하는 것으로 자신들에게 알려주는 단지 일반적으로 당업계에 알려져 있는 바와 같은 식별 프로세스 부분만이 아니다. 이는 또한 상기 보드 상의 다른 오디오 구성요소들에 대한 그리고 상기 전자 장치를 사용하는 사람과 같은 사운드 소스에 대한 각각의 구성요소의 정확한 물리적 위치와 직접 관련되어 있다. 이는 이점인데, 그 이유는 잡음 레벨들의 감소 또는 반향(echo)의 제거와 같은 각각의 구성요소로부터의 신호들의 상기 호스트에 의한 차후의 신호 처리를 수행할 때, 특히 사운드 소스에 대한 각각의 구성요소의 물리적 위치, 즉 서로로부터의 거리, 위 또는 아래, 좌측 또는 우측, 크기 및 이득이 알려지는 경우에 허용가능한 결과가 제공되기 때문이다.
이러한 위치 열거 프로세스는 각각의 학생(또는 구성요소)이 이름(ID 번호)으로 자신을 식별하는 것이 중요할 뿐만 아니라 호명될 때 각각의 학생이 자신의 손을 올림(ID 번호를 송신함)으로써 선생님(호스트)이 상기 학생이 어디에 앉아 있는지, 상기 학생의 이름이 무엇인지, 그리고 학생 누구가 무엇을 할 수 있는지를 알 수 있고, 선생님(호스트)이 선생님의 소망에 따라 상기 학생(구성요소)를 이용 또는 테스트 또는 배치할 수 있게 하는 것이 중요한 학급(school class)을 고찰함으로써 예시될 수 있다.
정확한 물리적 위치, 다시 말해 각각의 구성요소의 ID를 식별하기 위해, 상기 호스트는 하나를 제외한 모든 구성요소들을 뮤트(mute)시킬 수 있다. 이때, 이는 상기 구성요소가 어느 데이터 라인에 접속되어 있는지 그리고 어느 클록 위상 상에 있는지를 상기 호스트가 식별할 수 있게 해준다. 이는 모든 구성요소들에 대한 접속성이 식별될 때까지 반복된다.
한 변형예로서, 각각의 오디오 구성요소는 전력 공급 후의 랜덤 시간까지 그 자체를 뮤트시킨다. 이러한 랜덤 시간은 각각의 오디오 구성요소의 난수 생성기에 의해 설정될 수 있다. 상기 오디오 구성요소가 존재하게 되는, 다시 말해 PDM 데이터를 송신하기 시작함으로써 존재하게 되는 경우에, 상기 호스트는 바로 존재하게 된 오디오 구성요소에 특정 어드레스가 할당된 버스 상에 커맨드를 송출함으로써 어드레스를 할당한다.
한 실시예에서는, 예컨대 시동시, 본 발명에 따른 각각의 마이크로폰 구성요소, 예컨대 상부에나 내부에 있는 전자 회로가 예컨대 16비트 생성기와 같은 난수 생성기의 이용에 의해 난수 식별 번호를 생성하고, 이를 L/R 접속을 통해 호스트에 발신한다. 어드레스 충돌의 경우에, 상기 호스트는 상기 호스트와 통신하는 모든 오디오 구성요소들이 오디오 구성요소 특정 고유 번호를 지닐 때까지 상기 프로세스를 반복한다.
바람직한 실시예에서는, 상기 난수 생성기는 상기 전자 회로에 이미 존재하는 아날로그 시그마-델타 변조기의 출력에 의해 제공된다. 따라서, 상기 전자 회로의 요소들의 개수가 적게 유지된다. 더욱이, 모든 오디오 구성요소들에 동일한 타입의 난수 생성기가 피팅되는 경우에 모든 오디오 구성요소들이 유사한 적어도 일부 구성요소 ID 번호들을 제공하려고 한다는 통지를 받게 된다. 따라서, 상기 시그마-델타는 이러한 용도에 적합한 것보다 더 적합한 랜덤 신호를 제공한다.
본 방법의 한 실시예에서는, 구성요소 어드레스의 난수 생성이 제공된다. 각각의 구성요소 또는 전자 장치는 예컨대 16비트 어드레스를 생성하는데 사용되는 16비트 난수 생성기를 포함한다. 충돌의 경우에, 상기 호스트는 상기 열거 프로세스를 재개한다. 각각의 구성요소가 고유 어드레스를 획득한 후에는 이러한 어드레스는 먼저 모든 구성요소들을 뮤트시킨 다음에 정확한 물리적 접속이 결정될 수 있도록 그들을 하나씩 인에이블시킴으로써 예컨대 1-14 사이의 어드레스 공간에 매핑된다. 각각의 오디오 구성요소 또는 전자 회로는 현재 물리적 접속에 직접 링크되는 고유 어드레스를 지닌다.
상기 난수 생성기는 한 실시예에서 의사 난수 잡음 생성기인데, 이 경우에 상기 의사 난수 잡음 생성기의 초기 조건은 다이오드, 트랜지스터 및/또는 저항기와 같은 DC 요소와 같은 아날로그 잡음 소스에 의해 제어된다.
변형적인 방법에서는, 상기 열거 프로세스가 상기 버스 상에 존재하게 되는 오디오 구성요소를 결정하기 위한 난수 생성기를 지니는 것을 포함한다. 상기 버스 상에 존재하게 된 다음에, 상기 호스트는 예컨대 최소값부터 시작하여 1-14 사이의 어드레스를 각각의 오디오 구성요소에 할당한다.
2개의 구성요소가 동일한 어드레스 또는 ID 번호를 가지고 동시에 상기 버스 상에 존재하게 되는 경우에는, 상기 호스트가 그들에게 상기 프로세스를 반복하도록 요청한다. 먼저 모든 구성요소들을 뮤트시킨 다음에 그들을 하나씩 인에이블함으로써 정확한 물리적 접속이 결정될 수 있다. 각각의 구성요소는 현재 물리적 접속에 직접 링크된 고유 어드레스를 지닌다.
본 개시내용이 여러 수정 및 변형 형태를 허용하지만, 특정 실시예들이 첨부도면들에서 예로써 도시되어 있으며 이러한 실시예들이 본원 명세서에 구체적으로 설명되어 있다. 그러나, 당업자라면 이러한 개시내용이 설명되어 있는 특정 형태들로 본 발명을 한정하려고 한 것이 아니고 이와는 달리 본 발명은 본 발명의 사상 및 범위 내에 속하는 모든 수정, 변경, 및 등가 범위를 포괄하려고 한 것임을 이해할 것이다.
본 발명을 구현하기 위한 본 발명자들에게 알려져 있는 최선의 형태를 포함하는 본 발명의 바람직한 실시예들이 본원 명세서에 기재되어 있다. 당업자라면 예시된 실시예들이 단지 대표적인 것들이며 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 취해서는 아니 된다.

Claims (43)

  1. 적어도 하나의 오디오 요소로부터 또는 적어도 하나의 오디오 요소로 PDM 데이터를 스트리밍하는 전자 회로에 있어서,
    상기 전자 회로는,
    공급원 전위와 같은 VDD 전위를 수신하는 VDD 접속,
    상기 VDD 전위보다 수치상으로 낮은 전위를 수신하는 GND 접속,
    하이(high) 부분 및 로우(low) 부분을 지니는 클록 신호를 수신하는 CLK 접속,
    호스트 및/또는 다른 한 상기 전자 회로로 또는 호스트 및/또는 다른 한 상기 전자 회로로부터 상기 PDM 데이터를 통신하는 DATA 접속,
    상기 클록 신호의 상기 하이 부분과 실질적으로 동기적으로 통신해야 할지 또는 상기 클록 신호의 상기 로우 부분과 실질적으로 동기적으로 통신해야 할지를 나타내는 DC 전위를 수신하는 L/R 접속
    을 포함하며,
    상기 전자 회로는 상기 L/R 접속을 통해 제어 데이터를 통신하도록 구성된 I/O 회로를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 I/O 회로는 제어 데이터를 송신 및/또는 수신함으로써 제어 데이터를 통신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 전자 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 I/O 회로는 상기 제어 데이터의 통신을 가능하게 하기 위한 논리 요소들을 포함하는 I/O 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 I/O 셀은 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전자 회로는 ASIC으로 구성되거나 ASIC를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 회로.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전자 회로는 난수 생성기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 회로.
  7. 제6항에 있어서, 상기 난수 생성기 상에서 이용가능한 수(number)의 크기는 각각의 호스트에 예상되는 최대 개수의 회로들에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는, 전자 회로.
  8. 제7항에 있어서, 상기 난수 생성기는 상기 전자 회로에 제공된 아날로그 시그마-델타 변조기의 출력에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는, 전자 회로.
  9. 제8항에 있어서, 상기 난수 생성기는 의사 난수 잡음 생성기이며, 상기 의사 난수 잡음 생성기의 초기 조건은 아날로그 잡음 소스에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는, 전자 회로.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제어 데이터는 고정 ID 번호 및/또는 랜덤 ID 번호를 포함하는, 하나 이상의 ID 번호를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 회로.
  11. 제6항에 있어서, 상기 전자 회로는 상기 난수 생성기로부터 제공되는 고정 ID 번호 및/또는 랜덤 ID 번호를 적어도 저장하도록 구성된 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 회로.
  12. 제1항에 있어서, 상기 전자 회로는 PDM 데이터 스트림으로부터 아날로그 신호로 변환하거나 역으로 아날로그 신호로부터 PDM 데이터 스트림으로 변환하는 변환 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 회로.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 I/O 회로는 상기 전자 회로 및 적어도 하나의 다른 상기 전자 회로 간의 상호 통신을 가능하게 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전자 회로.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 적어도 하나의 오디오 요소로부터 또는 적어도 하나의 오디오 요소로 PDM 데이터를 스트리밍하는 디지털 오디오 구성요소에 있어서,
    상기 디지털 오디오 구성요소는,
    적어도 하나의 호스트 및/또는 적어도 하나의 다른 오디오 구성요소에 대한 접속을 위해 구성된 적어도 하나의 전자 회로, 및
    상기 적어도 하나의 전자 회로에 접속되어 있는 적어도 하나의 오디오 요소
    를 포함하며,
    상기 디지털 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 DC 요소를 통해 VDD 또는 GND에 접속가능하거나 부동 상태로 되게 할 수 있으며, 상기 디지털 오디오 구성요소의 L/R 접속은 호스트의 제어 데이터 포트에 그리고/또는 적어도 하나의 다른 상기 디지털 오디오 구성요소의 L/R 접속에 그리고/또는 적어도 하나의 AC 요소를 통한 적어도 하나의 전자 회로의 L/R 접속에 부가적으로 접속가능한 것을 특징으로 하는, 디지털 오디오 구성요소.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 적어도 2개의 오디오 구성요소로 이루어진 시스템에 있어서,
    상기 시스템은 제1 오디오 구성요소 및 제2 오디오 구성요소를 포함하며,
    상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 제1 DC 요소를 통해 VDD에 접속가능하며,
    상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 제2 DC 요소를 통해 GND에 접속가능하고,
    상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속 및 상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 AC 요소를 통해 서로에 접속가능하며, 그리고
    상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속 또는 상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속은 호스트의 제어 데이터 포트에 또는 제3 오디오 구성요소 또는 전자 회로에 부가적으로 접속가능한 것을 특징으로 하는, 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 시스템은 적어도 한 세트의 2개의 전자 오디오 구성요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스템.
  24. 적어도 하나의 오디오 요소로부터 또는 적어도 하나의 오디오 요소로 PDM 데이터를 스트리밍하는 인터페이스 시스템에 있어서,
    상기 인터페이스 시스템은 적어도 하나의 오디오 구성요소, 및 제어 데이터 포트를 포함하는 호스트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 전자 회로를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 DC 요소를 통해 VDD 또는 GND에 접속되어 있거나 부동 상태로 되어 있으며,
    상기 적어도 하나의 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 AC 요소를 통해 상기 호스트의 제어 데이터 포트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 전자 회로에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 상기 인터페이스 시스템은 적어도 2개의 오디오 요소들 각각의 오디오 구성요소로 제1 및 제2 오디오 구성요소를 포함하며,
    상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 제1 DC 요소를 통해 VDD에 접속되어 있고,
    상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 제2 DC 요소를 통해 GND에 접속되어 있으며,
    상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속 및 상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 AC 요소를 통해 서로에 접속되어 있고, 그리고
    상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속 또는 상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속은 상기 호스트의 제어 데이터 포트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 전자 회로에 부가적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 시스템.
  26. 제24항에 있어서, 상기 인터페이스 시스템은 적어도 4개의 오디오 요소들 각각의 오디오 구성요소로 제1, 제2, 제3, 및 제4 오디오 구성요소를 포함하고,
    상기 제1 및 제3 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 DC 요소를 통해 VDD에 상호 접속되어 있으며,
    상기 제2 및 제4 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 AC 요소를 통해 상기 제1 및 제3 오디오 구성요소의 상호 L/R 접속에 상호 접속되어 있고, 그리고,
    상기 제2 및 제4 오디오 구성요소의 상호 L/R 접속은 상기 호스트의 제어 데이터 포트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 전자 회로에 접속되어 있으며; 또는
    상기 제2 및 제4 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 DC 요소를 통해 GND에 상호 접속되어 있고,
    상기 제1 및 제3 오디오 구성요소의 L/R 접속은 적어도 하나의 AC 요소를 통해 상기 제2 및 제4 오디오 구성요소의 상호 L/R 접속에 상호 접속되어 있으며, 그리고
    상기 제1 및 제3 오디오 구성요소의 상호 L/R 접속은 상기 호스트의 제어 데이터 포트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 전자 회로에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 시스템.
  27. 제24항에 있어서, 상기 호스트는 상기 제어 데이터를 통신하기 위해 특별히 프로그램되거나 상기 제어 데이터를 통신하기 위해 특별히 프로그램되지 않은 것을 특징으로 하는, 인터페이스 시스템.
  28. 제24항에 있어서, 상기 적어도 하나의 DC 요소 및/또는 상기 적어도 하나의 AC 요소는 컷오프(cutoff) 필터로 구성되는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 시스템.
  29. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인터페이스 시스템은 바이어스 제어 또는 블록을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 인터페이스 시스템.
  30. 적어도 하나의 오디오 요소로부터 또는 적어도 하나의 오디오 요소로 PDM 데이터를 스트리밍하는 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    적어도 하나의 전자 회로를 제공하는 단계,
    상기 적어도 하나의 전자 회로를 상기 적어도 하나의 오디오 요소에 접속함으로써 적어도 하나의 디지털 오디오 구성요소를 제공하는 단계,
    VDD 전위를 수신하는 VDD 접속을 제공하는 단계,
    상기 VDD 전위보다 수치상으로 낮은 전위를 수신하는 GND 접속을 제공하는 단계,
    하이(high) 부분 및 로우(low) 부분을 지니는 클록 신호를 수신하는 CLK 접속을 제공하는 단계,
    상기 적어도 하나의 오디오 요소로부터 또는 상기 적어도 하나의 오디오 요소로 상기 PDM 데이터를 통신하거나 호스트 및/또는 다른 한 상기 전자 회로로 또는 호스트 및/또는 다른 한 상기 전자 회로로부터 상기 PDM 데이터를 통신하는 DATA 접속을 제공하는 단계,
    상기 클록 신호의 상기 하이 부분과 실질적으로 동기적으로 통신해야 할지 또는 상기 클록 신호의 상기 로우 부분과 실질적으로 동기적으로 통신해야 할지를 나타내는 DC 전위를 수신하는 L/R 접속을 제공하는 단계, 및
    상기 L/R 접속을 통해 제어 데이터를 통신하는 I/O 회로를 부가적으로 제공하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 방법은, 상기 적어도 하나의 전자 회로 또는 디지털 오디오 구성요소의 L/R 접속을, 제어 데이터 포트를 포함하는 호스트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 전자 회로에 접속하는 단계를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 방법은, 상기 적어도 하나의 전자 회로 또는 상기 적어도 하나의 오디오 구성요소의 L/R 접속을 적어도 하나의 DC 요소를 통해 VDD 또는 GND에 접속하거나 상기 적어도 하나의 전자 회로 또는 상기 적어도 하나의 오디오 구성요소의 L/R 접속을 부동 상태로 되게 하는 단계, 및 상기 적어도 하나의 오디오 구성요소의 L/R 접속을 적어도 하나의 AC 요소를 통해 호스트의 제어 데이터 포트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 다른 한 전자 회로에 접속하는 단계를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  33. 제31항에 있어서, 상기 방법은, 적어도 2개의 오디오 구성요소들의 각각의 오디오 구성요소로 제1 및 제2 오디오 구성요소를 제공하는 단계, 상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속을 적어도 하나의 제1 DC 요소를 통해 VDD에 접속하는 단계, 상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속을 적어도 하나의 제2 DC 요소를 통해 GND에 접속하는 단계, 상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속 및 상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속을 적어도 하나의 AC 요소를 통해 서로 접속하는 단계, 및 상기 제1 오디오 구성요소의 L/R 접속 또는 상기 제2 오디오 구성요소의 L/R 접속을 상기 호스트의 제어 데이터 포트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 전자 회로에 접속하는 단계를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  34. 제31항에 있어서, 상기 방법은 컷오프 필터링을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  35. 제31항에 있어서, 상기 방법은 바이어스 제어를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  36. 제30항에 있어서, 미디어 액세스 제어(Media Access Control)가 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  37. 제31항에 있어서, 상기 제어 데이터 상에서 오류 검사가 부가적으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  38. 제31항에 있어서, 상기 전자 회로는 램덤 및/또는 고정 ID 번호를 생성하고 상기 ID 번호를 상기 L/R 접속을 통해 호스트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 다른 한 전자 회로에 송신하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  39. 제38항에 있어서, 상기 전자 회로가 램덤 및/또는 고정 ID 번호를 생성하고 상기 ID 번호를 상기 L/R 접속을 통해 호스트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 다른 한 전자 회로에 송신하는 것은 전력 공급 후에 그리고 상기 오디오 요소들 또는 구성요소들 중 적어도 하나의 PDM 오디오 신호 동작 전에 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  40. 제39항에 있어서, 어드레스 충돌의 경우에, 상기 호스트와 통신하고 있는 모든 오디오 구성요소들에 오디오 구성요소 특정 고유 번호가 제공될 때까지, 상기 호스트는, 상기 전자 회로가 램덤 및/또는 고정 ID 번호를 생성하고 상기 ID 번호를 상기 L/R 접속을 통해 호스트 또는 다른 한 오디오 구성요소 또는 다른 한 전자 회로에 송신하게 하는 프로세스를 반복하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  41. 제40항에 있어서, 각각의 오디오 구성요소 특정 고유 번호는 상기 전자 회로의 메모리에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는, 방법.
  42. 제31항에 있어서, 상기 디지털 오디오 구성요소들 모두가 상기 호스트 또는 상기 호스트에 적합한 오디오 구성요소 또는 전자 회로에 의해 동기적으로 클록되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  43. 제30항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 이득 제어는 각각의 개별 오디오 구성요소, 및/또는 각 세트의 오디오 구성요소들에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
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