Изобретение относится к передаче цифровых данных и аналоговых речевых сигналов в схеме радиотелефона. Более конкретно настоящее изобретение относится к устройствам передачи аналоговых речевых сообщений по высокоскоростной информационной шине между подсистемами сотового радиотелефона и позволяет разрешать конфликтные ситуации в шине.
Изобретение основывается на национальной заявке на патент США N 07/732 972 "Способ передачи приоритетных данных и узлы периферийных устройств радиотелефона", поданной на имя Смолински 18 июля 1991 г.
Система связи для передачи информации между двумя пунктами обычно имеет передатчик и приемник, которые связаны каналом передачи данных. При этом информационный сигнал (содержащий информацию в виде, например, аналогового речевого сообщения) передатчиком передается по каналу связи в приемник, принимающий этот сигнал.
Передатчики и приемники могут находиться в одном блоке, который передает и принимает информационные сообщения по радиочастотным каналам связи. Сотовые радиотелефоны имеют такие блоки с передатчиками и приемниками, которые называются приемопередатчиками.
Модулирующий сигнал может быть аналоговым информационным сообщением (например, речевое сообщение) или цифровым информационным сигналом (например, уже оцифрованное сообщение). Если модулирующий сигнал является аналоговым, то для переноса аналоговых и цифровых сигналов в передатчик, где и производится модуляция, используется аппаратура сигнальных линий. При этом в сотовый радиотелефон сигналы вводятся при помощи интерфейса сотового радиотелефона пользователя.
Обычно в интерфейс сотового радиотелефона пользователя входят такие устройства, как микрофоны, клавишные панели или другие средства ввода информационных сигналов в радиотелефон. Другие же внешние устройства, как например устройства факсимильной связи или телефонные трубки, которыми пользуются для ввода информации в сотовый радиотелефон, подключают к нему через интерфейс пользователя.
Приемник системы радиосвязи, принимающий промодулированный информационный сигнал в виде электромагнитных колебаний, имеет схему детектирования или восстановления информационного сигнала, промодулированный несущей частотой. Операция детектирования или восстановления информационного сигнала из модулированного колебания называется демодуляцией. Таким образом, схема приемника позволяет выделять и демодулировать модулированные сигналы, которые ранее были промодулированы в модуляторе передатчика.
После демодуляции введенного пользователем исходного сигнала последующей обработкой производится его восстановление для устранения шумов, которые добавились в сигнал при его передаче по радиочастотному каналу связи. Затем восстановленный сигнал вводится в интерфейс пользователя на приемной стороне радиосистемы, где такие устройства, как громкоговорители, дисплеи или устройства факсимильной связи можно подключать к системе радиосвязи.
В обычных системах сотовой радиотелефонии передатчик и приемник должны одновременно работать на разных радиочастотах. Сигналы, промодулированные в обычном передатчике сотового радиотелефона и демодулированные в приемнике, в сотовом радиотелефоне друг от друга отделены. Но в новых системах сотовой радиотелефонии не требуется, чтобы передатчик и приемник одновременно работали на разных частотах.
В известных сотовых радиотелефонах аналоговые информационные сигналы модулировались и передавались вместе с цифровыми информационными сигналами. Поэтому использовались отдельные параллельные каналы переноса аналоговых и цифровых сигналов в блок модуляции для последующей передачи этих сигналов. Кроме того, в сотовых радиотелефонах обычно производилась обработка как аналоговых сигналов, так и цифровых информационных сообщений.
Обработка и передача аналоговых сигналов при помощи обычного сотового радиотелефона требовала применения дополнительных устройств в виде аппаратуры сигнальных линий и аппаратуры передачи сигналов. Последняя была отделена от сигнальных линий цифровых данных для обеспечения передачи аналоговых сигналов с помощью сотового радиотелефона из данного интерфейса радиотелефона пользователя в приемопередатчик. Таким образом, сотовые радиотелефоны имели параллельные каналы для переноса аналоговых сигналов и сигналов оцифрованных данных из интерфейса сотового радиотелефона пользователя в главный блок обработки радиотелефона. В нем производилась обработка аналоговых сигналов и соответствующее форматирование цифровых сигналов для последующей модуляции и передачи.
Поскольку в сотовой радиотелефонии весьма желательно уменьшение габаритов радиотелефонов, то для устранения лишних аппаратных средств необходимо, чтобы параллельные каналы, например между интерфейсом радиотелефона пользователя и главным блоком обработки сигналов по возможности были сведены к минимуму, что и позволит уменьшить размеры сотовых радиотелефонов.
Примеры шин для последовательной передачи цифровых данных, которые в настоящее время используются в параллельных каналах переноса аналоговых сигналов, можно найти в синхронной системе с самосинхронизацией для передачи цифровых данных (патент США N 43691516 Бирнса); в синхронной-асинхронной системе передачи данных по шине (патент США N 4972432 Уильсона); в системе с шиной для периферийных узлов радиотелефона (патент США N 4680787 Марри); в патенте США N 5060264 "Контроллер радиотелефона, приспособленный для работы в защищенном и незащищенном режимах" Муэлнера и других.
В патенте США N 4972432 (синхронно-асинхронная система передачи данных по шине) описана асинхронная система передачи данных, которая связана с медленнее работающей синхронной системой с самосинхронизацией. Асинхронная система передачи данных производит их пересылку значительно быстрее, чем синхронная система передачи данных (патент США N 4369516 Бирнса).
Эта характеристика является наиболее важной в том случае, когда пытаются интегрировать операции портативного радиотелефона в периферийные устройства мобильного радиотелефона, с целью использовать преимущества улучшенных характеристик мобильного устройства, таких как выходная мощность при передаче данных за минимально возможное время. Пример периферийного устройства мобильного радиотелефона (патент США N 4680787 "Автомобильный преобразователь портативного радиотелефона и выносная телефонная трубка", CVC, Марри). Такое совмещение операций было достигнуто разделением функций радиотелефона между периферийным устройством СVС и портативным радиотелефоном. При этом изменяемые пользователем операции, связанные с CVC и с радиотехническими операциями (например обработка вызова), выполнялись схемой портативного блока.
Для использования функции радиотелефона и обмена информацией между портативным радиотелефоном и периферией CVC требуется значительно большая скорость передачи информации по шине данных сотового радиотелефона, чем та, которая предлагалась при синхронной передаче данных (патент США N 4369516 Бирнса) и в синхронной-асинхронной системе передачи данных (патент США N 4972432 Уильсона). Последний из указанных патентов обеспечивал возможность получения большей скорости передачи данных между радиотелефоном и периферийными устройствами.
В настоящее время возникла необходимость в ускорении передачи данных в системах сотовой радиотелефонии, поскольку возросшее число пользователей этих систем значительно превысило их технические возможности. Поэтому при эксплуатации сотовых систем связи необходимо более эффективно использовать их потенциальные возможности.
Один из способов повышения пропускной способности сотовой системы состоит в пересылке большего числа сообщений в течение определенного промежутка времени. Это можно сделать дискретизацией всех сообщений, передаваемых сотовыми радиотелефонами в пределах сотовой системы связи, после чего производится последовательная передача промодулированных цифровых сообщений в отдельные сотовые радиотелефоны этой системы. Дискретизация всех сообщений позволяет также в сотовых системах связи соответствующий радиочастотный спектр использовать более эффективно, т.к. оцифрованные аналоговые сообщения занимают меньший участок радиочастотного спектра, чем аналоговые речевые сообщения. Следовательно, в пределах определенного участка радиочастотного спектра можно передавать большее количество оцифрованных речевых сообщений, чем при передаче эквивалентного числа аналоговых речевых сообщений.
Один из способов реализации того, о чем сказано выше состоит в дискретизации сообщений при помощи интерфейса сотового радиотелефона пользователя с последующей посылкой сообщений по высокоскоростной информационной шине в главный блок обработки приемопередатчика радиотелефона и модуляции сигнала в передатчике.
Аналоговые сообщения и в частности аналоговые речевые сообщения не подлежали дискретизации и пересылке по информационной шине, которая прежде применялась в сотовых радиотелефонах. Это обусловлено тем, что информационные шины не обеспечивали достаточную скорость для адекватной пересылки оцифрованных аналоговых речевых сообщений (они дискретизировались в реальном времени) из интерфейса пользователя в приемопередатчик сотового радиотелефона. Поэтому и возникла необходимость в высокоскоростной информационной шине для сотовой радиотелефонии.
В системах с более высокой пропускной способностью, как например системы множественного доступа с временным уплотнением (TDMA), которые применяются в новом поколении сотовых радиотелефонов, производится обработка цифровых данных и аналоговых сигналов со значительно большей скоростью. Кроме того, они более гибко обрабатывают данные, чем вышеуказанные системы передачи информации.
При эксплуатации сотовых радиотелефонных систем TDMA желательно, чтобы аналоговые речевые сообщения, которые из устройства ввода данных пользователя непрерывно поступают в радиотелефон, имели приоритет над цифровыми данными или над цифровыми управляющими сообщениями. Это связано с тем, что непрерывность речевых сообщений требует постоянной выборки значений входного сигнала при вводе его, например, с помощью микрофона радиотелефона, т.к. в противном случае в речевом сообщении будут пропуски. С другой стороны, поступающие в радиотелефон цифровые данные уже дискретизированы, что не требует применения постоянной выборки. При этом ошибки в обычных цифровых сообщениях можно легко обнаружить, а сами сообщения хранить в памяти и извлекать из нее и при обнаружении ошибки производить повторную посылку сообщения.
Таким образом, желательно, чтобы при помощи высокоскоростной информационной шины сотового радиотелефона можно было подготовленные аналоговые речевые сообщения без прерывания в реальном времени вводить в интерфейс радиотелефона пользователя как и уже дискретизированные сообщения.
Сокращение аппаратных средств и повышение скорости переноса данных являются важными факторами, требующими исключения аналоговых сигналов из сотовых радиотелефонов. Также являются актуальными операции преобразования передачи и хранения аналоговых речевых сообщений в цифровой форме, придающие сотовому радиотелефону (как и всей сотовой системе связи) большую гибкость и повышающие качество их работы. Это обстоятельство обусловлено тем, что придание сообщению оцифрованной формы обеспечивает его хранение, обработку и отыскание таким способом, который исключает потерю сообщения или его деградацию, что происходит при обработке, передаче и приеме аналоговых сообщений.
Таким образом, желательно, чтобы сотовый радиотелефон пересылал информацию по высокоскоростной информационной шине, которая обеспечивает достаточную скорость передачи информации и позволяет такому радиотелефону работать в сотовой системе связи с более высокой пропускной способностью сообщений, чем та, которую имеют существующие сотовые системы (например, сотовая система TDMA).
Желательно также, чтобы высокоскоростная информационная шина передавала сообщения с такой скоростью, которая позволила бы уменьшить в сотовом радиотелефоне число каналов передачи аналоговых и цифровых данных за счет дискретизации аналоговых речевых сообщений в интерфейсе сотового радиотелефона пользователя. Сокращение числа каналов должно быть таким, чтобы одни и те же каналы переноса сигналов использовать как для передачи цифровых информационных сообщений, так и оцифрованных аналоговых сигналов в другие подсистемы сотового радиотелефона и в периферийные устройства, которые можно подключать к сотовому радиотелефону.
Желательно также, чтобы при передаче цифровой информации по высокоскоростной шине данных не происходила деградация речевых сообщений в сотовом радиотелефоне.
Желательно также, чтобы элементы информационной шины обеспечивали динамическое распределение нагрузки шины. Это позволяет более эффективно использовать различные периферийные устройства речевого сигнала или устройства факсимильной связи как с сотовым радиотелефоном, так и в сотовой системе связи.
В изобретении предлагается способ и устройство передачи информации для периферийных устройств радиотелефона, в котором для связи с главным блоком используется информационная шина для мультиплексной передачи с временным уплотнением. Поле для определения конфликтной ситуации формируется генератором бита указания приоритета, генератором бита выбираемого регистра и генератором бита адреса источника. Все эти информационные разряды принимаются и объединяются в поле определения конфликтной ситуации для передачи его с помощью одного временного интервала по информационной шине для мультиплексной передачи с временным уплотнением.
На фиг. 1 изображена блок-схема сотового устройства, применяющего сотовые радиотелефоны, в котором можно использовать изобретение.
На фиг. 2 - блок-схемы двух основных узлов сотового радиотелефона, для связи которых можно использовать высокоскоростную информационную шину.
На фиг. 3 - распределение разрядов форматированного сообщения, которое по информационной шине сотового радиотелефона из устройства управления передачей информации по шине вводится в другое устройство.
На фиг. 4 - распределение разрядов форматированного сообщения, которое по информационной шине из устройства вводится в устройство управления передачей информации по шине.
На фиг. 5 - блок-схема сотового радиотелефона, который с помощью информационой шины подключен к внешнему периферийному устройству.
На фиг. 6 - отдельные временные интервалы в соответствии с протоколом информационной шины по изобретению.
На фиг. 7 - блок-схема узлов устройства, которые подключены к информационной шине и используются для определения конфликтной ситуации при обращении к шине других устройств, также подключенных к информационной шине, и для определения адреса приоритетного устройства.
На фиг. 8 - последовательность устройств, которые по информационной шине могут вводить информацию в приемопередатчик и получать ее из приемопередатчика.
На фиг. 9 - блок-схема каналов основных данных, операций формирования, протокольной обработки цифровых данных и оцифрованных речевых сообщений, которые проходят по информационной шине для переноса в приемопередатчик или в другие периферийные устройства.
На фиг. 10 - блок-схема периферийного устройства (и соответствующий поток данных), которое может принимать цифровые данные или оцифрованные речевые сообщения, передаваемые по шине из приемопередатчика сотового радиотелефона или из другого периферийного устройства, подключенного при помощи этой шины к интерфейсу сотового радиотелефона пользователя.
На фиг. 11 - диаграмма синхроимпульсов, используемых манчестерской системой шифрования информационных разрядов, которые передаются устройством переноса данных, и образцов 8-разрядных потоков со значениями 254 и 255.
На фиг. 12 - диаграмма выходных импульсов схем определения конфликтных ситуаций для двух устройств переноса данных, стремящихся получить доступ к информационной шине, и результирующее определение конфликта восьмым битом потока.
На фиг. 13-16 - блок-схемы последовательности операций управления потоками данных в случаях: информация периферийного устройства передается в главный блок (фиг.13); периферийное устройство получает информацию из главного блока (фиг.14); главный блок получает информацию из периферийного устройства (фиг. 15); главный блок передает информацию в периферийное устройство (фиг.16).
На фиг. 17-18 - блок-схема последовательности операций в случае выбора регистра главным блоком (фиг.17) и периферийным устройством (фиг.18).
На фиг.19 - блок-схема последовательности операций при включении питания в периферийном устройстве.
На фиг. 20 и 21 - блок-схема последовательности операций управления потоком данных периферийного устройства при передаче приоритетного речевого сообщения (фиг.20) и при передаче специального приоритетного сообщения (фиг. 21).
Для реализации указанных выше пожеланий необходимо сигналы аналоговых сообщений и в частности аналоговые речевые сообщения (при работе с которыми следует производить выборки и обработку в реальном времени, чего делать нельзя при наличии тех шин данных, которые используются в существующих радиотелефонах) дискретизировать в интерфейсе радиотелефона пользователя. Затем полученный сигнал с большой скоростью посылается в центральный процессор, который и будет производить надлежащие операции выборки и обработки этих сообщений в реальном времени.
Переданные в центральный процессор для обработки сообщения представляют собой управляемые потоки, т.е. определяется, что данное сообщение является информационным. В то же время поступающие в процессор речевого сигнала радиотелефона сообщения не являются управляемыми потоками информации, из-за чего возрастает время обработки в реальном времени оцифрованных речевых аналоговых сообщений.
Применяется информационная шина, по которой передаются отдельные временные интервалы, каждый из которых входит в блок данных. Перенос сообщений производится в отдельных временных интервалах этого блока. При этом некоторым периферийным устройствам временные интервалы могут выделяться в каждом блоке данных или несколько периферийных устройств могут передавать свою информацию с временным мультиплексированием в течение одного и того же временного интервала.
В каждом блоке данных имеется не менее одного временного интервала общего назначения, который можно использовать для сообщений, отличных от оцифрованных аналоговых речевых сообщений. Блок пересылки данных можно использовать либо для приема поступающих по информационной шине сообщений, либо для передачи сообщений по этой шине.
В блоки пересылки данных создаются два разных формата сообщений: один для сообщений, передаваемых из устройства управления передачей информации по шине в периферийные устройства (исходящие сообщения), и другой - для сообщений, передаваемых периферийными устройствами в устройство управления передачей информации по шине (входящие сообщения).
Во время процедуры запуска информационной шины конфликтная ситуация разрешается той информацией, которая передается по шине в четвертом из четырех полей (поле информационных разрядов или поле данных) входящего сообщения; эту информацию извлекают из запоминающего устройства.
При работе с входящими сообщениями после выполнения процедуры запуска конфликтная ситуация при обращении к шине разрешается с помощью информации, которая содержится в первых трех из четырех полей, входящих в форматированное сообщение.
Блок пересылки данных может принимать входящие сообщения через несколько входных портов. Один из них используется для ввода оцифрованных аналоговых речевых сообщений и информации (полученной из запоминающего устройства), которой пользовались при запуске информационной шины. Это необходимо для определения адреса, по которому блок пересылки данных, подключенный к высокоскоростной информационной шине, получит доступ к этой шине. Другой порт предназначен для ввода цифровых информационных сообщений и сообщений с наивысшим приоритетом. Производится маршрутизация сообщений, определяется приоритет и конфликтная ситуация при обращении к шине и через входной порт сообщения вводятся в блок пересылки данных.
Для работы с высокой скоростью, которая требуется при выборке и обработке оцифрованных аналоговых речевых сообщений, и одновременно для приема цифровых информационных сообщений через другой порт блок пересылки данных имеет внутренние устройства, обеспечивающие прием информации других устройств в виде отдельных разрядов и формирование из этой информации 48-разрядного поля данных. Таким образом, все переносимые по шине данных сообщения имеют 48-разрядные поля данных.
Кроме того, 16 разрядов (заголовок) используются как информация для обработки сообщения, причем эти 16 разрядов содержат поле приоритета, поле с указанием выбираемого регистра и поле, определяющее адрес устройства, которое является источником сообщения (поле адреса источника).
Эти 16 разрядов формируются разными узлами блока пересылки данных и самостоятельно передаются по информационной шине в зависимости от вида сообщения - речевое сообщение, неречевое сообщение, сообщение наивысшего приоритета или сообщение с процедурой запуска. До ввода сообщений в информационную шину они кодируются и закодированное сообщение используется также для определения конфликтной ситуации в шине, когда к ней подключено несколько устройств.
Блок пересылки данных также способен принимать сообщения по информационной шине. Этот блок определяет узел выдачи сообщения, которое поступает в этот блок, по информации в 16-разрядном заголовке. Сообщения могут быть направлены в те устройства, которые имеют по два упомянутых порта, что зависит от вида сообщения - речевое сообщение, неречевое сообщение, сообщение наивысшего приоритета или сообщение с процедурой запуска.
Одна из возможностей, которую с успехом можно использовать в изобретении для миниатюризации радиотелефонного оборудования, сводится к применению сотового радиотелефона с минимальным количеством сигнальных линий и соответствующей радиотелефонной аппаратурой. И хотя в качестве предпочтительного варианта в изобретении описан радиотелефон, очевидно, что изобретение можно также использовать в других устройствах с подобными требованиями или в тех, где используется межсоединение аппаратуры, описанной в изобретении.
В предпочтительном варианте изобретения вся вводимая в радиотелефон информация дискретизируется в интерфейсе пользователя радиотелефоном. Поэтому аналоговые сигналы по подсистемам радиотелефона не передаются и не производится пересылка информации (непосредственно промодулированной аналоговыми сигналами) по радиочастотным каналам, которые используются в сотовой радиотелефонной системе.
При этом сохраняется применение радиочастотного спектра поскольку на небольших его участках оцифрованные аналоговые сигналы переносят такой же объем информации, как и неоцифрованные сигналы. Поэтому настоящее изобретение можно использовать в системе, подобной системе TDMA, что позволяет более эффективно использовать радиочастотный спектр.
Кроме того, дискретизация всех сообщений в интерфейсе пользователя (или в периферийных устройствах, подключенных к радиотелефону при помощи шины данных) снижает количество сигнальных линий, которые обеспечивают промежуточные соединения различных подсистем радиотелефона. Это влечет за собой сокращение аппаратуры, что является важным фактором, обеспечивающим уменьшение габаритов радиотелефонов. И наконец, настоящее изобретение обеспечивает возможность одновременного подключения и работы нескольких периферийных устройств связи - речевых и неречевых - вместе с радиотелефоном.
Пользователю мобильного или портативного радиотелефона сотовые радиотелефоны обеспечивают такие же виды полностью автоматизированных услуг связи, какими пользуется абонент обычного телефона наземной линии связи. При использовании сотовой радиотелефонной системы предоставление услуг связи производится в пределах большой географической области за счет ее разделения на несколько сот.
В обычной сотовой системе связи каждый ее сот как, правило, имеет основной узел с радиоканалом для передачи сигналов и несколько речевых каналов радиотелефона. Основной узел содержит несколько приемников 135 и передатчиков 133, а также блок управления и другие схемы 131, которые используются при работе основного узла. С помощью каналов пересылки сигналов каждого сота телефонные вызовы распределяются (и возбуждаются) по отдельным радиотелефонам. Упрощенная конфигурация сота такой системы связи приведена на фиг.1.
На фиг. 1 отдельный блок радиотелефона 113, работой которого управляет основной узел сота 117 и при помощи которого радиотелефон 113 можно подключить ко второму в соте радиотелефону 119, также работающему под управлением основного блока 117. Каждый радиотелефон данного сота обычно имеет передатчик 101 и приемник 103, а также интерфейс пользователя 105, при помощи которого абонент радиотелефона вводит информацию в передатчик 101 после соответствующей обработки сигнала в главном блоке обработки сигнала III. Блок III содержит центральный вычислительный процессор радиотелефона, который обычно находится в блоке 121 радиотелефона, где размещены также передатчик 101 и приемник 103.
В обычной системе связи по окончании посылки сигнала радиотелефону выделяется радиоканал речевого сигнала, на который он и переключается от радиоканала сигнализации на время телефонного вызова. В том случае, когда радиотелефон от данного сота отключается и подключается к другому соту, происходит автоматическое подключение радиотелефона или его соединение со свободным речевым каналом нового сота.
Описанная в предпочтительном варианте изобретения система предназначена для работы в удаленном сотовом радиотелефоне, который должен работать в системе множественного доступа к временным уплотнением (TDMA), хотя его можно использовать и в любой автоматической радиотелефонной системе. Обычный радиотелефон посылает информационные сигналы в различные функциональные блоки, в результате чего этот радиотелефон и периферийные устройства будут между собой соединены.
В обычном телефоне аналоговые и цифровые сигналы выводятся из того узла радиотелефона (в который они поступают), который связан с другими функциональными блоками радиотелефона.
Например, пользуясь обычным радиотелефоном, абонент наговаривает в микрофонный вход сотового радиотелефона, и аналоговый сигнал (входное речевое сообщение) по линиям аналоговых сигналов поступает в модулятор передатчика. В нем аналоговое речевое сообщение модулируется, а затем передается. Такой аналоговый сигнал при помощи сотовой радиотелефонной системы поступает в приемник радиотелефона, который и принимает введенное аналоговое речевое сообщение. Таким образом, чтобы в сотовой радиотелефонной системе получать аналоговую речевую информацию необходимы две аналоговые сигнальные линии.
Если же вводится цифровой сигнал, например нажатием кнопок клавишной панели для набора номера телефона абонента, то такой сигнал направляется по другим сигнальным линиям и будет обрабатываться центральным процессором радиосигнала до ввода его в передатчик для модуляции и в сотовую радиотелефонную систему. Таким образом, ввод указанного цифрового сигнала и его прохождение через сотовую радиотелефонную систему требует применения дополнительной аппаратуры сигнальных линий, чтобы посылать информацию нажимной клавишной панелью в приемопередатчик для последующей его пересылки через и в сотовую радиотелефонную систему.
В обычном радиотелефоне используются отдельные линии для пересылки аналоговых речевых сообщений и цифровых сигналов, которые должны вводиться и при помощи сотовой радиотелефонной системы направляться из входного интерфейса радиотелефона пользователя в другие блоки радиотелефона. Радиотелефон, в котором используется данное изобретение, должен иметь отдельные сигнальные линии для переноса информации из интерфейса радиотелефона пользователя в другие блоки радиотелефона. Эта информация ликвидируется дискретизацией всех аналоговых речевых сообщений, введенных через интерфейс радиотелефона пользователя, после чего выборки оцифрованного аналогового речевого сообщения поступают в центральный процессор радиосигналов радиотелефона.
В результате радиотелефон будет приспособлен к работе с цифровыми информационными сообщениями, что позволит вести быструю обработку выборок оцифрованного аналогового речевого сигнала. Это обеспечит указанному сигналу хорошие звуковые качества после его восстановления в приемнике радиотелефона и соответствующей подготовки для восприятия пользователем сотовой радиотелефонной системы.
В предпочтительном варианте изобретения применяется шина для пересылки временных интервалов, по которой цифровые информационные сообщения и оцифрованные аналоговые речевые сообщения пересылаются между интерфейсом пользователя и другими функциональными блоками радиотелефона (включая периферийные устройства, которые можно подключать к сотовому радиотелефону.
Согласно фиг. 6 по шине для пересылки временных интервалов проходит шесть таких интервалов 603 общей протяженностью 750 мкс, которые образуют блок данных 601. Формат каждого временного интервала приведен на фиг. 3 и 4.
Информационная шина обеспечивает две однонаправленных передачи информации: от "устройства управления передачей информации по шине" (центральный процессор III в радиотелефоне 113) к другим устройствам с устройством пересылки данных для приема сообщений; от других узлов в устройство управления передачей информации по шине или в другие устройства. При этом сообщения определяются как исходящие, формат которых приведен на фиг. 3, или как входящие с форматом, приведенным на фиг. 4.
Исходящие сообщения - это информация, которая выдается главным блоком обработки сигнала и вычислений (устройство управления передачей информации по шине III или 205 входят в этот узел радиотелефона) 207 радиотелефона. Если говорить о мобильном радиотелефоне, то этот блок вместе с приемопередатчиком находится в одном узле, который подключен к интерфейсу пользователя 203, например к телефонной трубке. Исходящие сообщения поступают в другие блоки радиотелефона, например в интерфейс радиотелефона пользователя 203 или в периферийное устройство, которое можно подключить к главному блоку обработки сигнала и вычислений 205 радиотелефона.
Согласно фиг. 3 исходящие сообщения имеют формат с шестью полями: поле синхронизации 303; поле подтверждения приема (ACK) 305; поле номера временного интервала 307 (оно используется также периферийными устройствами для синхронизации временных интервалов в блоке данных); поле выбираемого регистра 309 (оно используется для выбора определенного регистра в адресованном блоке пересылки данных); поле адреса назначения 311 (определяет подключение при помощи высокоскоростной шины данных узла, адресация которого производилась блоком пересылки данных); поле данных 313 (используется для посылки информации, которая будет введена в адресованное периферийное устройство). Поле 303 предназначено для управления операциями временного выравнивания входящих и исходящих сообщений и размещается в начале каждого исходящего временного интервала.
Входящие сообщения - это такая информация, которая вводится в главный блок обработки сигнала и вычислений 201 радиотелефона из других его узлов (или из периферийных устройств, подключенных к радиотелефону) согласно изобретению.
Из фиг. 4 видно, что входящее сообщение имеет формат с четырьмя полями: 8-разрядное поле приоритета 403, четырехразрядное поле выбираемого регистра 405, 4-разрядное поле адреса источника информации 407 и 48-разрядное информационное поле 409. Все эти поля, включая и 48-разрядное информационное, используются для определения конфликтной ситуации при обращении к шине, которая возникает в блоке пересылки данных, связанных друг с другом шиной для пересылки временных интервалов.
Решение указанной ситуации производится последовательным побитовым сравнением информации каждого блока пересылки данных, начиная с самого старшего разряда 64-разрядного слова (в части слова с полем приоритета) и кончая самым младшим разрядом (в информационном поле 409). Все 64 разряда этого слова, введенных в блок данных 601, передаются по шине для пересылки временных интервалов.
Кроме того, отдельные временные интервалы блока данных 601, соответствующие формату информации для информационной шины, согласно изобретению выделяются периферийным устройствам, которые принимают аналоговые речевые сообщения для последующей передачи оцифрованных речевых сообщений в главный блок обработки (кодер) речи 223 (в логический блок 207 радиотелефона 113, 119) со скоростью, обеспечивающей адекватную передачу речевых сообщений из радиотелефонов 113, 119 в основной узел 117 сотовой системы связи. При этом к периферийным устройствам относятся интерфейсы пользователя 105, 203 радиотелефонов 113, 119, а также периферийные устройства, которые извне подключаются к радиотелефону - отдельная телефонная трубка 109, устройство факсимильной связи 107 или им подобные периферийные устройства 511.
Как отмечалось выше, в предпочтительном варианте изобретения по информационной шине передается блок данных длительностью 750 мкс. Каждый такой блок составлен из шести временных интервалов и на каждый временной интервал приходится 48 разрядов информационных данных. Таким образом, согласно изобретению, пропускная способность, выраженная в информационных разрядах, равна триста восьмидесяти четырем тысячам бит/с.
Если же учитывать неотносящиеся к информационным разрядам биты, то полная пропускная способность будет определяться из 64 бит на временной интервал и согласно изобретению полная пропускная способность составит пятьсот двенадцать тысяч бит/с. В любом случае такая пропускная способность на порядок больше той, которую обычно имеют простые сотовые радиотелефоны. Указанная пропускная способность имеет большое значение, поскольку она намного больше той, которая обеспечивается обычными информационными шинами в применяемых сейчас сотовых радиотелефонах.
Применение такой пропускной способности необходимо потому, что периферийные устройства, например телефонная трубка мобильного радиотелефона, могут иметь устройства дискретизации (кодер-декодер или "кодек" 213), а блок пересылки данных 211 может передавать такую оцифрованную информацию достаточно быстро в цифровой процессор 205 радиотелефона для обработки и хранения без утраты информативности оцифрованного аналогового речевого сообщения.
Для пересылки принимаемых и обработанных информационных сигналов по радиочастотному каналу связи между основным узлом 117 и радиотелефонами 113, 119 и из интерфейса пользователя 105 радиотелефона в его архитектуру введена информационная шина, как это видно на фиг. 2.
Согласно этой архитектуре аналоговые речевые сообщения поступают в микрофон 209, затем этот аналоговый сигнал обрабатывается в схеме регулирования уровня звукового сигнала 221 радиотелефона, после чего сигнал дискретизируется в кодеке (кодер-декодер) 213, который производит цифроаналоговое и аналого-цифровое преобразование речевых или других аналоговых сигналов. Кодек 213 преобразует поступившие аналоговые речевые сообщения в поток двоичных разрядов (бит). Его можно использовать и для обратного преобразования хранимых в памяти двоичных разрядов в точную копию исходного аналогового сигнала, представляющую сигнал синтезированной речи.
После того как кодек 213 дискретизирует аналоговый сигнал и представит его в виде цифрового сообщения, он направляет его в блок пересылки данных 211, где оцифрованное аналоговое сообщение последовательно бит за битом сдвигается в 64-разрядный регистр блока пересылки данных.
Если кодек 213 является кодеком с компандированием, то, как указано на фиг. 6, шесть 8-разрядных блоков последовательно сдвигаются в 64-разрядный регистр (только 48 бит представляют данные, а остальные 16 бит - управляющие разряды временного интервала), т.е. из кодека 213 поступают в блок пересылки данных. Если используется линейный кодек, который работает с более широкими выборками и не производит сжатия данных, то, как видно на фиг. 6, три 16-разрядных блока данных кодека последовательно сдвигаются в 64-разрядный регистр. Отметим, что описанный в предпочтительном варианте способ не ограничивается применением кодеков с указанной скоростью преобразования данных.
Если требуется более высокая скорость преобразования информации, то можно соответственно уменьшить временной интервал блока данных и вместо кодека с компандированием или линейного кодека использовать кодеки с большей скоростью преобразования. Применение кодека в интерфейсе пользователя 203 (в данном случае таким интерфейсом является телефонная трубка мобильного радиотелефона) сотового радиотелефона представляет улучшение конструкции этого устройства по сравнению с ранее разработанными сотовыми радиотелефонами.
Связано это с тем, что, помимо той пропускной способности, которую он имеет, предлагаемый радиотелефон способен обрабатывать оцифрованные речевые сообщения, что требует значительно меньшего количества времени обращения (выборки) по сравнению с тем, которое затрачивается в ранее разработанных информационных шинах для подключения интерфейса пользователя 203 радиотелефона к центральному процессору 205 радиотелефона. Поэтому применение такой шины исключает использование отдельных линий для пересылки аналоговых сигналов и соответствующей аппаратуры для переноса аналоговых речевых сигналов из интерфейса пользователя 203 сотового радиотелефона в блок обработки этого радиотелефона.
Например, работающий с частотой 8 кГц кодек с компандированием требует, чтобы скорость передачи данных была 64 килобит/с. Описанное в предпочтительном варианте устройство способно использовать, а также приспособить, пять интерфейсов пользователя (или других периферийных устройств, которые применяются для ввода речевых сообщений в радиотелефон) с такими блоками пересылки данных. Кроме того, поскольку данное устройство может дискретизировать все аналоговые речевые сообщения и пересылать их по шине цифровых данных, то количество сигнальных линий, необходимых для подключения интерфейса пользователя (телефонной трубки) сотового радиотелефона, снижается с восьми до четырех, что существенно влияет на снижение размеров узлов радиотелефона.
Разряды управления потоком и другие биты формата прибавляются к 48 разрядам, которые сдвигаются в 64-разрядный регистр и образуют формат сообщений, приведенных на фиг. 4. Из других устройств, имеющих доступ к шине для последовательной передачи данных, сообщения вводятся в центральный процессор радиотелефона, работающий как устройство управления передачей информации по шине.
Периферийные устройства и устройство управления передачей информации по шине (центральный процессор радиотелефона), связанные между собой высокоскоростной информационной шиной, нуждаются в блоках пересылки данных 211, 219. Применение этих блоков позволяет: задавать необходимый формат информационным разрядам цифрового информационного сообщения и оцифрованным аналоговым сообщениям, передаваемым по высокоскоростной информационной шине; назначать временные интервалы для передачи информации по высокоскоростной шине данных; определять конфликтные ситуации при обращении к шине для высокоскоростной передачи данных; принимать сообщения из устройства управления передачей информации по шине.
Блоки пересылки данных 211, 219 можно подготовить и использовать для работы с устройством управления передачи информации о шине или с периферийным устройством информационной шины. Эти же блоки 211, 219 можно использовать для приема или передачи сообщений по шине данных, а также с их помощью вести обработку цифровых информационных сообщений или оцифрованных аналоговых речевых сообщений.
Например, при вводе аналоговых речевых сообщений в периферийное устройство (в телефонную трубку) блок пересылки данных 211 периферийного устройства разрешает информационной шине радиотелефона принимать эти сообщения из периферийного устройства 203 (в виде телефонной трубки, приведенной на фиг. 2) после дискретизации аналогового речевого сообщения с помощью соответствующего устройства, например кодера-декодера. Отметим возможность применения в изобретении и других периферийных устройств. Так например, на фиг. 5 такое другое устройство представлено устройством факсимильной связи 511, которое может посылать информацию через блок пересылки данных 211.
Блоки пересылки данных 211, 219 могут посылать оцифрованные аналоговые сообщения в центральный процессор 207 радиотелефона или в другое периферийное устройство, подключенное к высокоскоростной шине данных.
Блоки пересылки данных 211, 219 периферийных устройств, входящие в блоки с устройствами передачи информации по шине (или в периферийные устройства, подключенные к информационной шине), соединены при помощи высокоскоростной информационной шины и подробно изображены на фиг. 7, 9 и 10. Как видно на этих фигурах, блоки пересылки данных представляют одно и то же устройство, которое входит в блок с устройством для управления передачей информации по шине 219 или в периферийное устройство 211, подключенное к шине данных.
На фиг. 7, 9 и 10 приведены различные рабочие условия применения изобретения. Те рабочие операции, которые выполняются устройствами в блоках пересылки данных 211, 219, зависят от операций, выполняемых этими блоками, а именно - находится ли устройство в блоке с устройством управления передачей информации по шине или в периферийном устройстве, связанном с информационной шиной, используется ли оно для передачи оцифрованных речевых сообщений или цифровых информационных сообщений и, наконец, используется ли этот блок при процедуре запуска информационной шины или после запуска этой шины.
Блок пересылки данных представляет собой устройство формирования 64-разрядного слова, с помощью которого производится посылка и прием цифровых информационных сообщений и оцифрованных аналоговых речевых сообщений по информационной шине. На фиг.7 приведены узлы и операции, которые используются блоком пересылки данных периферийного устройства. Их совокупность позволяет определить конфликтную ситуацию при обращении к шине других периферийных устройств, а также при помощи высокоскоростной шины данных определять адрес периферийного устройства.
На начальном этапе работы высокоскоростной информационной шины (при запуске) блок пересылки данных периферийного устройства производит присвоение адреса, чтобы иметь возможность связываться с другими устройствами, подключенными к указанной шине. Поскольку во время запуска к высокоскоростной шине может быть подключено более одного устройства, то нужно разрешить конфликт между теми периферийными устройствами, которые должны быть подключены к этой шине при запуске. Для решения этой проблемы все вырабатываемое блоком пересылки данных 64-разрядное слово используется для определения конфликтной ситуации при обращении к шине.
При запуске в каждом периферийном устройстве инициируются первые три поля с определенной информацией, которые вводятся в заголовок звукового сигнала 903 регистра передаваемых данных 901 (фиг. 9). Поле приоритета 403 (фиг. 4) устанавливается на 254; данные поля выбираемого регистра 405 производят включение регистра процессора (регистр "C") в устройстве управления передачей информации по шине, который подобен регистру микропроцессора и телефонной трубки 1001 (фиг. 10) периферийного устройства; поле адреса источника информации 407 устанавливается на ноль под воздействием всех блоков пересылки данных 211, поскольку до окончания процедуры запуска не установлены адреса, которые определяют надлежащий приоритет периферийных устройств, подключенных к шине данных.
Информационное поле 409 используется для определения конфликтной ситуации при обращении к шине, когда к шине данных подключено более одного периферийного устройства. После разрешения этой ситуации периферийное устройство, получившее доступ к шине, присваивает себе адрес, значение которого соответствует числу попыток получить доступ к шине.
Операции главного блока с полем выбираемого регистра приведены на блок-схеме выполнения операций (фиг. 17). Вначале определяется (операция 1401) действительно ли данные поступили из порта микропроцессора. Если да, то адресованный регистр (его обозначение выдается микропроцессором), см. операцию 1403, используется как регистр с обозначением поля. В предпочтительном варианте используются обозначения 7, 8, 9, B, C и E.
Если же информация получена не из порта микропроцессора (операция 1405), то определяется, получены ли данные, определяющие оцифрованный звуковой сигнал, из порта звукового сигнала. Если да, то выбирается адресованный главный блок (операция 1407), который используется как регистр звукового сигнала (в предпочтительном варианте изобретения это регистр "F"). Если же звуковой сигнал не поступает, то выбирается адресат информации (операция 1409) в виде неактивного регистра (регистр O).
Периферийное устройство выбирает регистр согласно блок-схеме: выполнения операций на фиг. 18. Вначале определяется (операции 1413 и 1415), действительно ли эти данные поступили соответственно из порта ввода-вывода телефонной трубки или из порта периферийного устройства микропроцессора. Если да, то выбирается адресованный главный блок (соответственно позиции 1417 и 1419), который используется как регистр Rx (регистр "C").
Если же будет установлено, что эти данные не поступили, то определяется (операция 1421) введен ли оцифрованный звуковой сигнал. Если да, то выбирается адресованный главный блок (операция 1423), который используется как регистр звукового сигнала (регистр "F"), а если нет, то выбирается адресованный главный блок (операция 1425), который как активный регистр не работает (регистр "O").
При запуске блок пересылки данных получает информацию от внешнего устройства, например от электрически стираемого программируемого постоянного запоминающего устройства EEPROM 217, что позволяет определять конфликтные ситуации при обращении к шине. Блок пересылки данных последовательно вводит эту информацию в регистр передаваемых данных 705, где она принимает формат 48-разрядного поля данных 409.
Запоминающее устройство EEPROM 217 содержит особую информацию о периферийном устройстве 203, что позволяет микрокомпьютеру устройства управления передачей информации по шине 205 определять приоритет периферийного устройства по отношению к другому периферийному устройству, которое пытается получить доступ к высокоскоростной информационной шине. При запуске счетчиков приоритета 701, находящихся во всех блоках пересылки данных 211, которые стремятся получить доступ к информационной шине, их значения устанавливаются на единицу.
Особая информация устройства EEPROM 217, находящегося в периферийном устройстве 203, программируется так, чтобы блоки пересылки данных 211 могли сравнивать (при работе шины данных) полученные из устройства EEPROM 217 значения с той особой информацией, которая хранится в блоках EEPROM 217 других периферийных устройств. Это делается тогда, когда к сотовому радиотелефону подключено более одного устройства и поэтому в случае конфликтной ситуации при обращении к шине периферийное устройство с наибольшим значением в блоке EEPROM 217 получит доступ к шине данных.
Для включения операции разрешения конфликта при обращении к шине информация блока EEPROM поступает в регистр передаваемых данных 705 блока пересылки данных 211. Первые три поля (16 бит) инициируются так, как было указано выше. Затем все 64-разрядное слово переносится в сдвиговый регистр приемопередатчика 707. После соответствующего кодирования (при помощи шифратора манчестерским кодом 709) разрядов, которые вводятся в сдвиговый регистр приемопередатчика 707, блок пересылки данных 211 производит побитовое сравнение 16 разрядов заголовка и 48 разрядов поля данных при помощи вентиля исключающее ИЛИ в схеме обнаружения конфликта 713 с сигналом (сигнал состояния шины данных), выданным шифратором манчестерским кодом 709 (через буферные схемы) блока пересылки данных 211; последний подключен к выходам шифраторов манчестерским кодом других блоков пересылки данных, стремящихся получить доступ к шине данных.
Если сигнал состояния информационной шины и выходной сигнал шифратора манчестерским кодом 709 различаются хотя бы одним разрядом, то выходные сигналы вентиля исключающее ИЛИ и схемы обнаружения конфликта 713 будут представлены логической "1". Это говорит о наличии конфликтной ситуации при обращении к шине и блок пересылки данных, который эту "1" обнаружит, доступа к шине не получит. Этот обнаруживший "1" блок прекращает попытки получения доступа к шине данных, а в его счетчике приоритета 701 отсчет возрастет на 1.
Все блоки пересылки данных, которые логической "1" не обнаружат, будут стремиться получить доступ к информационной шине, продолжая смещение закодированных манчестерским кодом разрядом и разрядов сигнала состояния шины данных в схему обнаружения конфликта 713. Эти попытки продолжаются до тех пор, пока лишь в один из блоков пересылки данных не поступит сигнал логического нуля из схемы 713. Этот последний блок пересылки данных получает доступ к информационной шине и сам присваивает себе адрес, равный отсчету его счетчика приоритета 701, т.е. единице.
Другие блоки пересылки данных, которые доступа к шине не получили, повышают отсчеты своих счетчиков приоритетов 701 на единицу. Описанная выше процедура будет повторяться до тех пор, пока второй блок пересылки данных не получит доступа к информационной шине и не присвоит себе соответствующий адрес. Рассмотренная операция пуска-остановки длится до тех пор, пока каждый блок пересылки данных не получит доступа к информационной шине и не присвоит себе соответствующий адрес. Каждая неудачная попытка получить доступ к шине приводит к возрастанию на единицу отсчета счетчика приоритета 701 каждого периферийного устройства в блоке пересылки данных, которому не удалось получить доступ к информационной шине.
Рассмотренные выше операции каждого блока пересылки данных приведены на блок-схеме выполнения операций на фиг. 19.
После включения питания периферийного устройства происходит считывание данных из памяти и значение адреса устанавливается на исходное число "1" (операция 1501). Затем ожидается запуск временного интервала (операция 1503) и происходит побитовая посылка по шине отдельного порядкового номера, начиная с двоичного числа 64 (операция 1505). При вводе каждого бита происходит проверка конфликтной ситуации при обращении к шине (операция 1507). При обнаружении конфликта производится проверка состояния поля подтверждения приема (ACK) - операция 1509.
При обнаружении состояния занятости происходит возврат к операции ожидания запуска следующего временного интервала; если же занятости нет (операция 1511), то значение адреса возрастает на единицу, прекращается передача отдельного порядкового номера и происходит возврат к ожиданию запуска следующего временного интервала.
Если при операции проверки 1507 конфликт не обнаружен, то происходит проверка состояния поля ACK (операция 1513) и в периферийное устройство вводится значение текущего адреса (операция 1515). Если поле ACK покажет состояние занятости, то происходит возврат к ожиданию запуска следующего временного интервала.
На фиг.11 приведена побитовая временная диаграмма синхроимпульсов и две 8-разрядные последовательности, представляющие манчестерский код, выданный синхронизатором. Последовательность импульсов 1103 - это манчестерский код для числа 254, а другая последовательность 1105 соответствует числу 255. Как видно на диаграмме различие между этими последовательностями заключается в самом младшем двоичном разряде.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения шифратор манчестерским кодом 709 используется для кодирования данных, передаваемых по высокоскоростной информационной шине. Выходной сигнал шифратора манчестерским кодом 709 блока пересылки данных идентичен синхроимпульсам, которые используются для получения манчестерского кода, если выборка информационного разряда равна нулю; но эти синхроимпульсы инвертируются, если в интервале выборки информационный разряд нулю не равен. Выходной сигнал шифратора манчестерским кодом 709 поступает на два входа - в схему обнаружения конфликта 713 и в вентиль исключающее ИЛИ.
На другой вход схемы обнаружения конфликта 713 сигналы поступают изо всех шифраторов 709 периферийных устройств, которые подключены к сотовому радиотелефону при помощи их блоков пересылки данных через драйвер информационной шины 715 и компаратор 711. Во входящей информационной шине из всех сигналов подключенных периферийных устройств формируется результирующая конфигурация выходных сигналов шифратора манчестерским кодом в виде "монтажное И".
Затем двумя входными сигналами выполняется операция исключающее ИЛИ и если информационные разряды манчестерского кода согласованы с сигналом состояния информационный шины, то выходной сигнал шины обнаружения конфликта 713 будет логическим нулем. Следующий информационный разряд манчестерского кода из сдвигового регистра приемопередатчика 707 сдвигается в шифратор манчестерским кодом 709 и сравнивается с сигналом состояния шины данных.
Хранимые в устройстве EEPROM 217 исходные значения информационных разрядов таковы, что во время процедуры запуска периферийное устройство с наибольшим значением, которое хранится в его блоке EEPROM 217 и которое затем сдвигается через сдвиговый регистр приемопередатчика 707 в информационную шину, от схемы обнаружения конфликта 713 получает сигнал логического нуля для всех 64 разрядов; поэтому данное периферийное устройство первым получает доступ к информационной шине.
На фиг. 12 приведена временная диаграмма временных выходных импульсов схемы обнаружения конфликта 713 двух блоков пересылки данных, которые "столкнулись" с конфликтной ситуацией при обращении к шине при значениях 254 и 255, выданных их соответствующими шифраторами манчестерским кодом 709. Получив доступ к информационной шине этот "победивший" блок пересылки данных посылает свое 64-разрядное информационное слово в устройство управления передачей информации 205 через блок пересылки данных 219 в устройстве управления передачей информации по шине. Если схема обнаружения конфликта 713 выдаст 1, то это значит, что обнаружена конфликтная ситуация, блок пересылки данных "потерял" шину и, следовательно, не получает доступа к шине.
Тот блок пересылки данных, который "потерял" определение конфликтной ситуации при обращении к шине во время такой процедуры запуска, повышает значение отсчета своего счетчика приоритета 701 и не пытается получить доступ к информационной шине до ввода следующего временного интервала.
При такой последовательности операций каждый блок пересылки данных 211, который не получил доступа к информационной шине во время процедуры запуска, производит повышение отсчета своего счетчика приоритета 701. Первому из блоков, который получит доступ к информационной шине, будет присвоен адрес, соответствующий значению единицы, когда он получит окончательный доступ к шине.
При операциях устройства с высокоскоростной шиной данных значение этого адреса будет использовано в поле адреса источника информации 407 независимо от того, производится ли передача данных или предпринимается попытка передачи информации. Значение этого адреса хранится и в поле адреса назначения 311 исходящих сообщений, которые поступают в устройство.
Когда блок пересылки данных 211 получает доступ к информационной шине он передает ноль в регистр центрального процессора радиотелефона 1001 (фиг. 10) для адреса в своем поле адреса источника информации 407. Указанный регистр представляет регистр "C", который находится в блоке пересылки данных устройства управления передачи информации по шине радиотелефона. Это та информация 48-разрядного поля данных 409, которая формируется в блоке EEPROM 217 периферийного устройства. Центральный процессор 205 радиотелефона 113 использует эту информацию для назначения временного интервала блоку пересылки данных 211. Центральный процессор радиотелефона (устройство управления передачей информации по шине) 205 распределяет выделенные временные интервалы в каждом блоке данных 601 для периферийных устройств (чтобы посылать оцифрованные речевые сообщения в кодер речевого сигнала 223), которые получают аналоговые речевые сообщения, например от телефонной трубки 109 мобильного радиотелефона 113 или от той части портативного радиотелефона, который имеет микрофонный вход 209. Аналоговые речевые сообщения дискретизируются кодеком 213.
Блоки пересылки данных, которые не получили доступа при любой конфликтной ситуации при обращении к информационной шине во время процедуры запуска, будут продолжать эти попытки, одновременно увеличивая на единицу отсчеты счетчиков приоритета 701. И опять блоки пересылки данных, пытающиеся получить доступ к информационной шине, будут прерывать определение конфликтной ситуации при обращении к шине, производя побитовые сравнения между выходными импульсами их шифраторов манчестерским кодом 709 и сигналом состояния информационной шины при помощи схемы обнаружения конфликта 713. Блок пересылки данных 211 периферийного устройства, который не получил доступа к информационной шине, прекращает попытки обращения к шине, если выходной бит манчестерского кода не согласуется с сигналом состояния шины (это согласование производится при помощи операции исключающее ИЛИ схемы обнаружения конфликта 713).
На фиг. 12 приведены выходные импульсы схемы обнаружения конфликта 713 для случая, когда конфликтная ситуация обнаружена в восьмом переданном бите, в результате чего схема обнаружения конфликта 713 выдает "1". При этом второй блок пересылки данных, который получил доступ к информационной шине, присваивает себе значение два для своего адреса в информационной шине. 48-разрядное поле данных повторно передается в устройство управления передачей информации по шине 205 (центральный процессор радиотелефона). Если при этом периферийное устройство с блоком пересылки данных представляет устройство ввода аналогового речевого сообщения, например в виде телефонной трубки 109 радиотелефона, то выделяемый временной интервал будет назначаться в каждом блоке данных 601 и поэтому блок пересылки данных 211 сможет передавать информацию в устройство управления передачи информации по шине 205.
В предпочтительном варианте изобретения используется максимум пять таких временных интервалов, которые можно назначать периферийным устройствам ввода речевых сообщений, например для телефонной трубки 109 мобильного радиотелефона 113. Шестой временной интервал - это интервал общего назначения, который используется для посылки по шине данных неречевых цифровых сообщений (цифровые данные) и команд управления.
Подробно описанная процедура запуска продолжается до тех пор, пока все стремящиеся получить доступ к шине устройства не получат этого доступа; пока все они не присвоят себе адреса; и пока они не выдадут особой информации периферийного устройства. Последняя используется для установления приоритета доступа к информационной шине (согласно которому центральный процессор может присваивать выделенные временные интервалы) на время работы с информационной шиной и вводится в устройство управления передачей информации по шине 205.
Во время процедуры запуска регистр передаваемых данных 705 используется как буфер. Поэтому если в сдвиговом регистре приемопередатчика 707 уже нет информационных разрядов, используемых для следующих попыток получить доступ к информационной шине (при помощи блока пересылки данных 211, ранее не получившего доступа), то эти информационные разряды могут быть введены в сдвиговый регистр приемопередатчика 707 из регистра передаваемых данных 705.
При обычной работе и при исполнении процедуры запуска устройство управления передачей информации по шине 205 управляет потоками цифровых информационных сообщений и не управляет потоками оцифрованных аналоговых речевых сообщений. Последние направляются в кодер речевого сигнала 223 для обработки. Этот кодер используется для регулирования уровня звукового сигнала при помощи соответствующей схемы регулирования уровня звукового сигнала 231. Цифровые информационные сообщения направляются в устройство управления передачей информации по шине 205 для обработки.
Поскольку оцифрованные речевые сообщения в устройстве управления передачей информации в шине фактически не обрабатываются, то устройство 205, которое управляет работой кодера речевого сигнала 223, разрешает посылку предназначенных для этого кодера сообщений без "задержки" (остановка и запуск информации, передаваемой в кодер речевого сигнала 223 в течение некоторого изменяемого временного интервала) оцифрованных речевых сообщений. Последние - они должны обрабатываться устройством управления передачей информацией по шине - могут быть задержаны на время, пока устройство управления передачей информации по шине 205 не занято обработкой сообщений. Задержка этих сообщений устройством управления передачей информации по шине 205 производится посылкой поля ACK 305, содержащего "1".
Когда устройство управления передачей информации по шине 205 не занято обработкой сообщений оно выдает поле ACK 305 с нулевым значением, а периферийные устройства, которые намерены послать сообщения, подлежащие обработке в устройстве управления передачей информации по шине, могут пытаться получить доступ к информационной шине. Операции по распределению потоков информации, направляемой в периферийные устройства и выдаваемой ими, приведены в виде блок-схем на фиг. 13 и 14.
После присвоения адресов всем блокам пересылки данных, пытающимся получить доступ к информационной шине, устройство управления передачей информации по шине 205 и кодер речевого сигнала 223 могут работать со всеми периферийными устройствами, подключенными к информационной шине радиотелефона. Обычные рабочие операции клавишной панели блока пересылки данных, когда производится передача данных в другой блок пересылки данных, подключенный к нему с помощью информационной шины, приведены на фиг. 9.
Характерной особенностью настоящего изобретения является то, что блок пересылки данных 211 каждого периферийного устройства может вести обработку либо сигналов цифровых данных, либо оцифрованных аналоговых сигналов, причем при работе с сотовыми радиотелефонами особую важность имеют оцифрованные аналоговые речевые сообщения. В предпочтительном варианте изобретения информация, направленная в поле приоритета 403 периферийного устройства 203 и по информационной шине вводящая оцифрованные аналоговые речевые сообщения в радиотелефон 113 такова, что блок пересылки данных 211 периферийного устройства 203 обычно будет получать доступ к информационной шине по меньшей мере в течение одного временного интервала 603 каждого блока данных 601, передаваемого по этой шине.
Связано это с тем, что оцифрованные аналоговые речевые сообщения не являются потоками информации, которые управляются устройством управления передачи информации по шине 205. Кроме того, это устройство 205 на основании информации (первоначально хранимой в запоминающем устройстве EEPROM 217), поступившей в него из определенного периферийного устройства 203 (которое вводит оцифрованные аналоговые речевые сообщения) во время процедуры запуска, будет назначать по меньшей мере один временной интервал 603 каждому из периферийных устройств 801, приведенных на фиг. 8. Такое выделение интервала производится в каждом блоке данных 601, а число указанных временных интервалов может доходить до пяти, что является особенностью изобретения.
Те временные интервалы, которые не выделены периферийным устройствам, вводящим аналоговые сообщения, при помощи управляющих сообщений 803 шины данных разделены методом временного мультиплексирования и передаются из устройства управления передачей информации по шине 205 в периферийное устройство для управления информационным потоком в информационной шине, а также сообщениями, которые направляются в периферийное устройство 805 и выдаются ими, не имея при этом выделенных временных интервалов.
Информационная шина управляет доступом к ней тех сообщений, которые не являются оцифрованными речевыми сообщениями. Это производится посылкой в каждом временном интервале заголовка исходящего сообщения 411 вместе с сигналами синхронизации временных интервалов, а также установкой или сбросом бита ACK в поле 305. Благодаря этому периферийные устройства получают разрешение на посылку (или на задержку) таких сообщений по информационной шине.
Каждый блок пересылки данных 211 имеет особый адрес, который как отмечалось выше, был установлен во время процедуры запуска в соответствии с хранимой в устройстве EEPROM 217 особой информацией; она и разрешает конфликтную ситуацию при обращении к шине во время процедуры запуска.
Если периферийное устройство способно принимать входные аналоговые речевые сообщения, которые выдаются например, телефонной трубкой 109 мобильного радиотелефона или интерфейсом пользователя портативного радиотелефона, то блок пересылки данных 211 будет назначать себе приоритет относительно других периферийных устройств. Назначенный таким образом приоритет позволяет этому периферийному устройству иметь нормальный доступ к временному интервалу каждого блока данных 601 информационной шины и поэтому данное устройство может посылать информацию в кодер речевого сигнала 223.
Для тех периферийных устройств 203, которые используются для ввода аналоговых речевых сообщений, это делается записью в поле приоритета 403 числа двести пятьдесят четыре при помощи предназначенных для этого поля восьми разрядов, входящих в сформированное блоком пересылки данных 211 64-разрядное слово.
При управлении потоками информации сообщения вводятся в микропроцессор устройства управления передачей информации по шине только тогда, когда содержимое поля подтверждения приема определяет состояние незанятости. Однако речевые сообщения не связаны с управлением, зависящим от состояния поля подтверждения приема. Поскольку речевые сообщения не задерживаются, то их обработка в реальном времени удлиняется, т.к. они в кодер речевого сигнала вводятся без задержки.
Как видно на блок-схеме выполнения операций фиг. 13 блок пересылки данных 211 периферийного устройства ожидает поступления исходящего временного интервала (операция 1303). При операции 1305 определяется, какое сообщение было послано - речевое или информационное. Если сообщение речевое, то по шине C информация оцифрованного речевого сообщения поступает в регистр звукового сигнала (операция 1307) и продолжается ожидание следующего исходящего временного интервала. Но если будет установлено, что послано информационное сообщение, то согласно операции 1309 определяется состояние подтверждения приема (ACK).
Если поле ACK характеризует состояние незанятости (ACK O) то (операция 1311) происходит ввод данных в микропроцессор 205 устройства управления передачей информации по шине. Если же это поле характеризует состояние занятости, то операции прекращаются и ожидается другой исходящий временной интервал, а передача информационных разрядов задерживается до тех пор, пока поле ACK не сообщит о состоянии незанятости.
С другой стороны, в периферийные устройства поступают сообщения по информационной шине. Как видно на фиг. 14 поступающее сообщение декодируется (операция 1315) и определяется (операция 1317) принято ли информационное или речевое сообщение. Если принятое сообщение декодируется (операция 1315) и определяется (операция 1317) принято ли информационное или речевое сообщение. Если принято информационное сообщение, то оно направляется (операция 1319) в выбранный регистр, указанный в исходящем сообщении.
Управление потоком сообщений, принимаемых и передаваемых главным блоком происходит там, как показано на блок-схемах выполнения операций 13C и 13. Главный блок получает сообщение из периферийного устройства и декодирует его (операция 1323). Снова определяется (операция 1325) принято ли информационное или речевое сообщение. Если поступило речевое сообщение, то оно направляется (операция 1327) в регистр звукового сигнала.
При поступлении информационного сообщения определяется состояние поля ACK (операция 1329). Если это поле определяет состояние незанятости (ACK O), то информация направляется в микропроцессор (операция 1331). В противном случае поступившие данные занятым микропроцессором пропускаются и последовательность операций переключается на ожидание следующего вводимого сообщения.
Передача информации из главного блока соответствует управлению потоками на фиг. 13. Сначала ожидается запуск временного интервала (операция 1335), а затем определяется (операция 1337) было ли посланное сообщение информационным или речевым. Если сообщение речевое, то такое оцифрованное сообщение вводится (операция 1339) в регистр звукового сигнала отдельного периферийного устройства. Если же это информационное сообщение, то оно поступает в отдельное периферийное устройство (операция 1341).
На фиг. 9 показаны каналы пересылки сообщений, проходящих через блоки пересылки данных после процедуры запуска. Все оцифрованные речевые аналоговые сообщения (например такие, которые поступают в микрофон 209, вводятся в телефонную трубку 203 радиотелефонов, а затем дискритизируются кодеком 213, как это предполагается в предпочтительном варианте) вводятся в блок пересылки данных 211 регистра передаваемых данных 901. Здесь информационные разряды последовательно сдвигаются в 48-разрядный регистр звукового сигнала передатчика 905 прибавляются разряды заголовка звукового сигнала 903 и получается 64-разрядное слово, которое и передается по шине данных.
Поле приоритета содержит значение 254, которое вводится согласно блок-схеме на фиг. 20. Все оцифрованные аналоговые речевые сообщения таким же образом обрабатываются при помощи регистра передаваемых данных 705. Информационные разряды регистра 905, который содержит разряды оцифрованного аналогового речевого сообщения, параллельно вводятся в буфер с тремя состояниями 907. Затем по внутренним каналам блока пересылки данных 211 информация буфера с тремя состояниями поступает в оконечный выходной регистр - сдвиговый регистр приемопередатчика 707. Отсюда 48 информационных разрядов (плюс разряды заголовка звукового сигнала 903) последовательно передаются в шифратор манчестерским кодом 709, а затем поступают в шину данных, как описано в процедуре запуска.
Если для ввода в радиотелефон используются периферийные устройства (например, телефонные трубки 109), то в поле приоритета 403 будет указано такое значение, которое обеспечит этому устройству нормальный доступ к шине по сравнению с другими периферийными устройствами, также стремящимися получить доступ к этой шине. Кроме того, поскольку это устройство вводит речевое сообщение, то устройство управления передачей информации по шине 205 должно синхронизировать периферийное устройство 211 для работы с выделенными временными интервалами, чтобы не возникала конфликтная ситуация при обращении к шине другого периферийного устройства с речевым сообщением. Если же возникает конфликтная ситуация при обращении к шине другого периферийного устройства с неречевым сообщением, то значение высокого приоритета 254 позволяет устройству ввода речевого сообщения "выиграть" решение (такого конфликта, т. е. получить доступ к информационной шине для посылки своего сообщения).
16-разрядный заголовок звукового сигнала 903, который содержит поле приоритета 403 с значением 254 для устройства передачи речи (например, телефонная труба 109 мобильного сотового радиотелефона 113) параллельно посылается в мультиплексор заголовка 911, а из него - в буфер с тремя состояниями 907. Здесь 16-разрядный заголовок хранится вместе с 48 битами поля данных до тех пор, пока по внутренней шине маршрутизации блока пересылки данных 211 не будет передано 64-разрядное слово в сдвиговый регистр приемопередатчика 707.
Кроме поля приоритета 403 со значением 254 мультиплексор заголовка 911 производит загрузку поля выбираемого регистра 405 со значением 4Г" и поэтому оцифрованные аналоговые речевые сообщения посылаются в регистр приема звукового сигнала 1007, находящийся в блоке пересылки данных (фиг. 10), куда поступает сообщение. Регистр 1007 может находиться в блоке пересылки данных, который передает информацию в главный блок обработки 207 устройства управления передачей информации по шине 205 или в блок пересылки данных 21 периферийного устройства, которое может принимать оцифрованные речевые сообщения от главного блока обработки 207 радиотелефона.
Последнее поле, вводимое в мультиплексор заголовка 911 - поле адреса источника информации 407, который определяется во время процедуры запуска и хранится в регистре управления 901, откуда это поле загружается в мультиплексор заголовка 911. Из сдвигового регистра приемопередатчика 707 64 бита последовательно вводятся в шифратор манчестерским кодом 709, а затем в шину данных и в схему обнаружения конфликта 713. При работе с устройством ввода речевого сигнала, например с телефонной трубкой 109 сотового мобильного радиотелефона, находящиеся в заголовке звукового сигнала 903, двоичные разряды без изменения направляются в мультиплексор заголовка 911 и в буфер с тремя состояниями 907. Далее они вводятся в сдвиговый регистр приемопередатчика 707, а из него - в шифратор манчестерским кодом 709.
Из шифратора манчестерским кодом 709 биты поля приоритета 403 последовательно сдвигаются в информационную шину и в схему обнаружения конфликта 713, как это делается во время процедуры запуска. Выданное шифратором 709 16-разрядное слово заголовка побитно сдвигается, как и при процедуре запуска. Выходные импульсы шифратора манчестерским кодом 709 поступают в схему обработки конфликта 713 и одновременно используются (как и при процедуре запуска) в виде сигнала состояния шины данных. Таким образом, значение приоритета 254, которое заголовком звукового сигнала присвоено оцифрованному аналоговому речевому сообщению и которое находится в поле приоритета этого сообщения, последовательно передается в информационную шину и в схему обнаружения конфликта 713. Как и при процедуре запуска схема обнаружения конфликта 713 производит побитное сравнение выходных импульсов шифратора манчестерским кодом 709 и сигнала состояния шины.
Поле приоритета 403 - это первая часть 16-разрядного поля заголовка, которая в схеме обнаружения конфликта сравнивается при помощи функции исключающее ИЛИ. При работе с устройством ввода речевого сигнала поле приоритета 403 имеет значение 254. Благодаря определенной программе выполнения операций схемой обнаружения конфликта 713, шифратором манчестерским кодом 709 и другими средствами, которые вырабатывают сигнал состояния информационной шины, при наличии конфликтной ситуации доступ к шине получает то периферийное устройство, которое в своем поле приоритета 403 содержит наибольшее значение.
При побитовом сравнении каждого отдельного бита периферийное устройство, которое в своем поле приоритета не содержит наибольшего значения, обнаружит конфликтную ситуацию и прекратит попытки получить доступ к информационной шине.
Аналогично тому, что описано в процедуре запуска (за исключением того, что часть заголовка временного интервала 411 используется для определения конфликтной ситуации при обращении к шине, начиная с самого старшего разряда), периферийное устройство с наибольшим значением в своем поле приоритета 403 получает доступ к информационной шине. Если же в полях приоритетов содержатся одинаковые значения, то поле выбираемого регистра 405 и поле адреса источника информации 407 подвергаются побитовому сравнению для определения конфликтной ситуации при обращении к шине, как это делается во время процедуры запуска.
При работе с устройством ввода речевого сигнала это устройство при побитовом сравнении первых 8 разрядов (поле приоритета 403) обычно "выигрывает" право доступа к информационной шине. Обусловлено это тем, что значение 254 в поле приоритета 403 обычно больше всего других значений, которые могут находиться в поле приоритета, за исключением одного значения - 255. Таким образом, данное сообщение получает приоритет над всеми другими сообщениями, которые также стремятся получить доступ к шине, но имеют меньший приоритет, т.е. меньше 254.
Как видно из фиг. 9 поле приоритета 403, значение которого отличается от числа 254 и которое присвоено оцифрованным аналоговым речевым сообщениям в заголовке звукового сигнала 903, назначается и другим сообщениям, не проходящим через регистр передаваемых данных 705. Эти другие сообщения представляют собой цифровые информационные сообщения, которые вводятся в блок пересылки данных 21 в буфере ввода-вывода 915 сразу по одному байту.
Через буфер ввода-вывода 915 проходят два вида данных. Первый - это данные, которые не требуют высокоскоростной выборки в реальном времени оцифрованных аналоговых речевых сообщений; эти данные маршрутизируются с начальным значением приоритета один в поле приоритета 403. Второй вид данных - информационные сообщения, которым требуется значение приоритета 255, т.е. больше того, которое имеют оцифрованные аналоговые речевые сообщения (254) с наибольшим приоритетом.
Например, сообщения с низким приоритетом (значение поля приоритета менее 254) могут содержать информационные разряды, которые последовательно вводятся при помощи клавишной панели 215 портативного сотового радиотелефона или клавишной панели 215 телефонной трубки сотового мобильного радиотелефона, или представляют собой цифровые данные устройства факсимильной связи 107. Эти сообщения должны быть введены во временной интервал и отформатированы в виде блока данных 601 для высокоскоростной шины данных, чтобы их можно было вводить в главный блок обработки 207 радиотелефона без необходимости высокоскоростной выборки, которая применяется при обработке оцифрованных аналоговых сообщений.
Блок пересылки данных 21 может находиться в таких периферийных устройствах, как устройство факсимильной связи 107, телефонная трубка 109 сотового мобильного радиотелефона, интерфейс пользователя 203 портативного или мобильного сотового радиотелефона. Этот блок может находиться и в других устройствах, которые подключаются к главному блоку обработки 207 сотового радиотелефона. Такое размещение блока пересылки данных позволяет при помощи сотового радиотелефона 113 передавать информацию в сотовой системе связи.
При поступлении информации от клавишной панели 215 (описанная здесь пересылка данных относится к другой информации, которая не требует высокого приоритета для оцифрованных аналоговых речевых сообщений) ее выборки в виде одиночного байта поступают в буфер ввода-вывода 915. Затем производится проверка данных, чтобы убедиться в действительном нажатии клавиши, и ввод их в 33-разрядное слово, которое формируется операцией 917 - работа с регистром и устранение "Дребезга" клавиш. Здесь 33-й разряд является индикатором рычажного переключателя и сообщает находится ли трубка сотового телефона на своем месте или снята.
При помощи операции 917 (работа с регистром и устранение "дребезга" клавиш) производится сравнение выборки определенного байта (он поступил из буфера ввода-вывода) нажатия клавиши с предыдущей выборкой. После сравнения нескольких последовательных выборок, чтобы убедиться в действительном нажатии клавиш, информация о нажатии клавиши определенным форматом вводится в 33-разрядное слово и параллельно передается в сдвиговый регистр приемопередатчика 707 как 48-разрядное слово, которое через буфер с тремя состояниями 907 вводится в разряды поля данных. Дополнительные 15 разрядов в 28- разрядном информационном поле - это недействительные разряды. Таким образом, дополненное до 48 бит информационное поле, которое сформировано в мультиплексоре заголовка 911, представляется полем адреса источника информации 407, полем выбираемого регистра 405 и полем приоритета.
При обработке информационных полей цифровых информационных сообщений с приоритетом менее 254, которые получены при операции 917, поле выбираемого регистра 405 содержит адрес с регистра микропроцессора радиотелефона и телефонной трубки 1001, фиг.10. Регистр "С" блока пересылки данных 219 подключен к главному блоку обработки 207 радиотелефона, откуда процессор 205 устройства управления передачей информации по шине извлекает данные, посланные ему по шине данных.
При операции 917 (работа с регистром и устранение "дребезга" клавиш) поле адреса источника информации 407, как было определено при процедуре запуска, является постоянным значением и в 4-разрядном поле 407 содержится значение адреса, установленного при процедуре запуска. Поле адреса источника информации 407 и поле выбираемого регистра 405 вводятся в мультиплексор заголовки 911, а 48-разрядное поле данных передается в буфер с тремя состояниями 907. Значение приоритета, установленное на единицу в счетчике приоритета 701, вводится в поле приоритета 403, в результате чего в мультиплексоре заголовка 911 получают 16-разрядный заголовок 64-разрядного слова для пересылки по шине данных. После добавления поля приоритета к 16-разрядному заголовку все его 16 разрядов параллельно передаются из мультиплексора заголовка 911 в буфер с тремя состояниями 907, где этот заголовок вводится в 64-разрядное слово. Сформированное таким образом 64-разрядное слово затем вводится в сдвиговый регистр приемопередатчика 707.
После поступления 64-разрядного слова в сдвиговый регистр приемопередатчика 707 блок пересылки данных пытается ввести его в шину данных в определенном временном интервале, который представляет собой интервал общего назначения 803 или 805, но не временной интервал 801, предназначенный для устройства ввода речевого сигнала.
При обработке цифрового информационного сообщения, приоритет которого ниже приоритета оцифрованного аналогового сообщения (254), например информации нажимных клавиш, блок пересылки данных 211 будет пытаться получить доступ к высокоскоростной информационной шине при каждом временном интервале. При этом последовательность операций для получения доступа подобна той, которая применяется при процедуре запуска. Выходной импульс шифратора манчестерским кодом 709 сравнивается с сигналом состояния информационной шины (обработка ведется от самого старшего к самому младшему разряду заголовка блока данных 411) в 16-разрядном заголовке слова, чтобы определить возможное наличие конфликтной ситуации при обращении к шине. Если при этом схема обнаружения конфликта 713 выявит конфликтную ситуацию, то блок пересылки данных 211 прекратит обращение к информационной шине. А затем, как и при другой описанной выше конфликтной ситуации при обращении к шине, производится побитовое сравнение данных каждого периферийного устройства блока пересылки данных, стремящихся получить доступ к информационной шине.
Когда конфликтная ситуация при обращении к информационной шине от одного блока пересылки данных переходит к другому выходу схемы обнаружения конфликта 713 подключается к арбитратору внутренних шин 923 блока пересылки данных 211, в результате чего поле приоритета 403 блока пересылки данных возрастает на единицу. Затем арбитратор внутренней шины 923 вводит синхроимпульс в счетчик приоритета 701, чтобы на единицу увеличить значение поле приоритета 403.
В начале попыток блока пересылки данных получить доступ к шине исходное значение счетчика приоритета 701 равно единице. После первой неудачной попытки доступа счетчик приоритета 701 имеет значение два, которое и будет в качестве поля приоритета 403 введено в мультиплексор заголовка 911 из счетчика приоритета 701 при следующей попытке блока пересылки данных 211 получить доступ к шине данных. Следующая попытка произойдет тогда, когда поступит следующий временной интервал. Итеративно эта операция продолжается до тех пор, пока не останется только один блок пересылки данных, стремящийся получить доступ к высокоскоростной шине данных, который и подключится к этой шине.
После того, как отдельный блок пересылки данных получит доступ к высокоскоростной информационной шине арбитратор внутренней шины 923 устанавливает на единицу значение счетчика приоритета 701 того блока пересылки данных, который получил доступ к шине. А тот блок пересылки данных, который не получил доступ к шине данных, будет продолжать попытки получить доступ при появлении следующего временного интервала. И опять, если доступ к информационной шине стремится получить более одного блока пересылки данных, то как и прежде будет определяться конфликтная ситуация при обращении к шине, производиться побитовое сравнение выходных импульсов шифратора манчестерским кодом 709 с сигналом состояния шины (после прохождения через компаратор, чтобы убедиться в наличии действительного цифрового сигнала) при помощи схемы обнаружение конфликта 713 для определения конфликтной ситуации при обращении к шине.
Если в этом случае, как и прежде, значение приоритета меньше 254, т.е. если выходной импульс шифратора манчестерским кодом 709 не согласуется с сигналом состояния информационной шины, то будет обнаружена конфликтная ситуация и отдельный блок пересылки данных, который обнаружит конфликтную ситуацию при обращении к информационной шине, повысит отсчет своего счетчика приоритета 701 и будет ожидать поступления другого временного интервала, чтобы снова попытаться получить доступ к информационной шине.
Как отмечалось выше имеются такие виды цифровых информационных сообщений, которым присвоено значение приоритета больше 254, а именно это значение присваивается оцифрованным аналоговым речевым сообщениям. Такое цифровое информационное сообщение (высокоскоростное сообщение) также вводится в буфер ввода-вывода 915 блока пересылки данных. Это высокоскоростное сообщение требует более быстрого доступа к шине, чем любая другая информация, вводимая в блок пересылки данных 211.
Маршрутизация этих данных производится так, как описано выше для данных, начальное значение приоритета которых в счетчике приоритета 701 равно 001; отличие лишь в том, что значение высокого приоритета начинается со значения 255, которое и вводится в счетчик приоритета 701. С этим введенным в счетчик приоритета 701 значением 255 и после того, как поле данных 409, поле выбираемого регистра 405 и поле адреса источника информации 407 будут скомпанованы при помощи операции 917 (работа с регистром и устранение "дребезга" клавиш) поле данных 409 параллельно вводится в буфер с тремя состояниями 907. Одновременно поле выбираемого регистра 405 и поле адреса источника информации 407 вводятся в мультиплексор заголовка 911, где счетчик приоритета 701 загружает значение 255 в поле приоритета 403.
После ввода поля приоритета 403, поля выбираемого регистра 405 и поля адреса источника информации 407 в мультиплексор заголовка 911 происходит передача 16 бит в буфер с тремя состояниями 907. Когда 48-разрядное поле данных и 16-разрядное поле заголовка будут находиться в буфере с тремя состояниями производится параллельный сдвиг 64-разрядного поля в сдвиговый регистр приемопередатчика 707. А когда появится возможность обращения к следующему временному интервалу блок пересылки данных будет стремиться получить доступ к информационной шине.
При побитовом сравнении поля приоритета 403 блок пересылки данных, в поле приоритета 403 которого находится значение 255, будет пытаться получить доступ к информационной шине при поступлении следующего временного интервала, если только не будет другого блока пересылки данных с таким же значением в его поле приоритета 403. В нашем случае будет определена конфликтная ситуация при обращении к шине последующими разрядами в 16-разрядном слове заголовка, как было описано выше: последующие разряды 16-разрядного слова заголовка, закодированные шифратором манчестерским кодом, побитно сравниваются (начиная с самого старшего и кончая самым младшим разрядом) с сигналом состояния информационной шины для определения конфликтной ситуации при обращении к шине.
Как отмечалось выше каждый бит 16-разрядного слова заголовка, который блоком пересылки данных размещен в сдвиговом регистре приемопередатчика 707, будет сдвигаться в шифратор манчестерским кодом 709, а блок пересылки данных - определять, не возникла ли в какой-то момент конфликтная ситуация при обращении к шине. Если для какого-то разряда заголовка будет обнаружен конфликт, то сообщение с приоритетным значением 255 не получит доступа к шине и будет ожидаться следующий временной интервал, в течение которого будут попытки доступа к шине со своим значением 255 в поле приоритета 403.
Таким образом, у блока пересылки данных, который пытается передавать данные по высокоскоростной информационной шине, есть возможность использовать по меньшей мере три уровня приоритета, которые блок пересылки данных может ввести в свое поле приоритета 403, чтобы пытаться и получить доступ к шине данных. Эти уровни следующие. Уровень приоритета 255 для высокоскоростных сообщений, который позволяет блоку пересылки данных посылать сообщение в следующий поступивший временной интервал независимо от того, был ли, этот последующий временной интервал предназначен данному блоку или нет. Уровень приоритета 254 для оцифрованных аналоговых речевых сообщений, который позволяет производить выборки тех представленных в реальном времени сообщений и передавать их в главный блок обработки 207 радиотелефона 113 в течение временного интервала, который устройством управления передачи сообщений по шине предназначается для этого сообщения в каждом блоке данных 601.
Главный блок обработки 207 радиотелефона содержит: устройство управления передачей информации по шине 205 радиотелефона; запоминающее устройство в виде памяти с произвольной выборкой 229 (RAM), постоянной памяти 227 (ROM) и электрически-стираемой программируемой постоянной памяти 225 EEPROM; процессор кодера речевого сигнала 223 для обработки оцифрованных аналоговых речевых сообщений.
Последний уровень приоритета менее 254 разрешает ввод сообщений с меньшими требованиями к скорости выборки (по сравнению со скоростью выборки речевых сообщений в реальном времени) в буфер ввода-вывода 915 и их передачу в течение временного интервала общего назначения блока данных 601, пересылаемого по информационной шине. Операции установки приоритета на значение 255 или 253 приведены на фиг. 21.
Блок пересылки данных 211 способен также принимать посылаемые ему данные по информационной шине. Этот же блок можно использовать для приема сообщений, как это делает любой, включенный на стороне устройства управления передачей информации по шине, блок пересылки данных 219 или периферийное устройство 211, подключенное к информационной шине. Блок пересылки данных 211 на стороне периферийного устройства можно использовать для посылки цифровых информационных сообщений в такие устройства, как индикатор 233 радиотелефона 113. Блок-схема связи устройств, которые используются для реализации сказанного, приведена на фиг. 10.
При помощи компаратора 1003 производится последовательная обработка данных, которые затем декодируются в декодере манчестерского кода 1005, после чего последовательно вводятся в сдвиговый регистр приемопередатчика 707. Декодер манчестерского кода 1005 хорошо известен и используется для восстановления информационных разрядов, которые поступают из сдвигового регистра приемопередатчика 707 и закодированы манчестерским кодом, для их последующей передачи в блок пересылки данных по шине данных.
Например, если блок пересылки данных используется устройством управления передачей информации по шине 205 радиотелефона для посылки данных периферийных устройств, то закодированные манчестерским кодом данные вводятся в сдвиговый регистр приемопередатчика 707 и после декодирования первых 16 бит блок пересылки данных 219 может определить для каких входящих в этот блок адресованных регистров предназначены эти данные. Указанная операция производится считыванием поля выбираемого регистра 405 входного сообщения при помощи декодера выбираемого регистра 1011.
Имеются три главных регистра, которые могут быть адресованы другими блоками пересылки данных. Эти регистры следующие: регистр микропроцессора и телефонной трубки 1001 (регистр С), регистр приема звукового сигнала 1007 (регистр Г) и регистр управления 1009 (регистр Е) блока пересылки данных. После записи данных в регистр С 1001, которые предназначены для блока пересылки данных 219 и используются устройством управления передачи информации по шине 205, последнее выдает исходящее сообщение 301 с высоким значением поля ACK 303. Поэтому все периферийные устройства не пытаются вводить информацию в регистр С при помощи устройства управления передачей информации по шине данных 205.
Однако регистр Г 1007 любого блока пересылки данных может быть адресован другим блоком в течение любого временного интервала, не используя операции управления потоками. Этот регистр используется для маршрутизации оцифрованных аналоговых речевых сообщений, которые посылаются устройством ввода речевого сигнала в кодер речевого сигнала 223 через блок пересылки данных 219 устройства управления передачей информации по шине. При этом оцифрованные речевые аналоговые сообщения могут быть записаны в регистр Г 1007 без установки поля ACK 305 на наибольшее значение.
Если принимающий сообщения блок пересылки данных 211 находится в периферийном устройстве, то операции приема сообщений от главного блока обработки устройства управления передачей информации по шине 207 радиотелефона очень похожи на те, которые применяются для обработки принятого сообщения, когда в блок пересылки данных 219 поступают сообщения из главного блока обработки 207 радиотелефона.
После того, как периферийное устройство сдвинет 16-разрядный заголовок из декодера манчестерского кода 1005 в сдвиговый регистр приемопередатчика 707 блок пересылки данных может определить, какой регистр блока пересылки данных 211 будет принимать данные - регистр управления 1009, регистр микропроцессора и телефонной трубки 1001 или регистр приема звукового сигнала 1007. Затем, в зависимости от выбранного регистра (выбор производится считыванием поля выбираемого регистра 309) сдвиговый регистр приемопередатчика 707 будет параллельно загружать выбранный регистр полями различной протяженности.
Если был выбран регистр управления 1009, то 32-разрядное поле информационных разрядов из сдвигового регистра приемопередатчика 707 сдвигается в регистр управления 1009. Если же выбран регистр приема звукового сигнала 1007, то 48-разрядное поле вводится в этот регистр. При выборе регистра микропроцессора и телефонной трубки 1001 все 64-разрядное слово из сдвигового регистра приемопередатчика будет параллельно водиться в этот регистр.
В предпочтительном варианте изобретения применяется шина данных, что исключает необходимость использования отдельных сигнальных линий для пересылки аналоговой информации из интерфейса радиотелефона пользователя в главный блок обработки радиотелефона. Кроме того, устройство по предпочтительному варианту позволяет использовать пять устройств ввода речевых сообщений, а также вести обработку информации в схеме радиотелефона без заметного ухудшения качества речевого сообщения. Такое устройство способно работать с оцифрованными речевыми сообщениями и с цифровыми информационными сообщениями, для чего используется схема мультиплексной передачи с временным уплотнением. Это позволяет оцифрованным аналоговым речевым сообщениям присваивать высокий приоритет и выделять соответствующие временные интервалы.
В предпочтительном варианте выполнение изобретения применяется управление потоками цифровых информационных сообщений, которые обрабатываются центральным процессором радиотелефона. Вместе с тем допускается прохождение цифровых информационных сообщений и без управления их потоками. Для выявления конфликтных ситуаций при обращении к шине, создаваемых устройствами одновременно стремящимися получить доступ к информационной шине, используются соответствующие технические средства. Они применяются и при запуске информационной шины для определения конфликтной ситуации при обращении к шине, которая возникает при распределении адресов всем периферийным устройствам, подключенным к радиотелефону с помощью информационной шины.
Полное слово вместе с полем данных, формат которого задается блоком пересылки данных предпочтительного варианта выполнения, используется для определения конфликтных ситуаций при обращении к шине. Кроме того, предлагаемая в предпочтительном варианте выполнения система работает на порядок быстрее, чем информационная шина, которая применяется в существующих сотовых радиотелефонах.
Блок передачу данных (211, 213) для периферийных устройств радиотелефона, в котором используется информационная шина мультиплексной передачи с уплотнением для связи с устройством управления передачей информации по шине радиотелефона (201), подключает внешние по отношению к радиотелефону (201) периферийные устройства, а также другие устройства ввода информации пользователя, например телефонную трубку (203) мобильного сотового радиотелефона, к центральному процессору радиотелефона и к процессору речевого сигнала (207). Блок пересылки данных выдает временные интервалы, отформатированные в виде блоков информация, в которых пересылается по информационной шине. Полное сообщение, содержащее информационные разряды и заголовок, которое во временном интервале передается из периферийного устройства в устройство управления передачей информации по шине, используется для определения конфликтной ситуации при обращении к шине. При разрешении конфликтной ситуации во время запуска информационной шины производится установка приоритета по отношению к другим блокам пересылки данных, согласно которому блок пересылки данных периферийного устройства при нормальной работе получает доступ к шине. 4 с. и 5 з.п.ф-лы, 21 ил.
| ЕВП, патент, 0408026, кл | |||
| Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
| ЕВП, патент , 0315260, A2, кл | |||
| Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
| ЕВП, заявка, 0219559, H 04 Q 7/04, 1 987 | |||
| US, патент, 4369516, кл | |||
| Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
| US, патент, 4680787, кл | |||
| Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
| US, патент, 4972432, кл | |||
| Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
