專利名稱：多規(guī)約受控的紅外通信控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及共同未決的美國專利第323324、323331和323332，并轉(zhuǎn)讓給與本發(fā)明相同的受讓人。
本發(fā)明涉及調(diào)制數(shù)字通信，具體講，涉及用于紅外信號系統(tǒng)的處理多種調(diào)制規(guī)約的紅外通信和控制器。
紅外信號系統(tǒng)現(xiàn)今最為普遍的應(yīng)用是用于家用電器中的遙控器，但紅外信號現(xiàn)在可適用于諸如計算機(jī)通信的許多其它應(yīng)用方面。已經(jīng)建立了紅外數(shù)據(jù)存取標(biāo)準(zhǔn)委員會(IRDA)，用以提高各產(chǎn)品之間可操作性。IRDA建議的標(biāo)準(zhǔn)采用一個通用異步接收機(jī)/發(fā)射機(jī)(UART)，以獲得SDLC型通信規(guī)約的低成本紅外通信。由于這個標(biāo)準(zhǔn)是以UART實現(xiàn)的，因其異步設(shè)計而帶來多個問題。兩個這種問題是總線吞吐涌塞和與異步通信方案有關(guān)的附加字頭(overhead)。UART通常集成在現(xiàn)存系統(tǒng)中，并用中斷向該系統(tǒng)或從該系統(tǒng)傳遞數(shù)據(jù)。在響應(yīng)這些中斷請求中的系統(tǒng)等待時間產(chǎn)生了涌塞，它限制了數(shù)據(jù)的吞吐量。另外，雖然標(biāo)準(zhǔn)UART可在高達(dá)115.2kps的波特率下工作，由于與異步傳輸有關(guān)的附加字頭使實際吞吐量少于這個數(shù)量。結(jié)果，最高數(shù)據(jù)率不適于傳輸大量的數(shù)據(jù)。此外，由于標(biāo)準(zhǔn)的實現(xiàn)方案只支持惠普類型的調(diào)制，它限制了此標(biāo)準(zhǔn)之后的各種機(jī)型的應(yīng)用。
使用單一UART帶來了IR系統(tǒng)的另一問題，因為應(yīng)用程序通常直接訪問UART而不留空來監(jiān)接數(shù)據(jù)。對于許多現(xiàn)存紅外通信程序，需要一些干涉以針對UART是用于紅外而非通常的硬件環(huán)境下而進(jìn)行調(diào)節(jié)。
本領(lǐng)域的再一問題是，多規(guī)約通信控制器在一個時刻僅可以以一種調(diào)制方案工作。結(jié)果，在等待輸入信號時，控制器被設(shè)定成僅能接收一種類型的信號。在接收不同類型的信號，直到檢出輸入調(diào)制方案且控制器切換到適當(dāng)?shù)慕庹{(diào)器時，會使初始幀丟失。只要通信規(guī)約設(shè)置成能應(yīng)付這些問題就不會太嚴(yán)重，但在沒有考慮UART是用于紅外通信的情況下，第一字節(jié)的丟失將是嚴(yán)重問題。
本發(fā)明意于解決上述問題，并且提供自動調(diào)制檢測及處理方案，并在具有用來解決這些問題的體系的IR控制器中實現(xiàn)。
本發(fā)明的第一個目的是提供一種通信控制器，它可以支持在各種通信規(guī)約之間的相互可操作性。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種紅外控制器和自動確定所要接收的信號是哪種類型的信號并產(chǎn)生適當(dāng)?shù)腎R信號的技術(shù)。
本發(fā)明的第三個目的是提供IR通信系統(tǒng)，它可以以高波特率通信且還支持IRDA標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明是通信控制器的一種新體系，優(yōu)選地是用紅外(IR)信號的無線通信控制器，它解決了高波特率傳輸和支持IRDA標(biāo)準(zhǔn)的已有技術(shù)問題。控制器系統(tǒng)基本上結(jié)合了同步/異步通信控制器、一個或兩個UART，以及支持邏輯和多個可以包括并行聯(lián)接的IR調(diào)制解調(diào)器陣列組的數(shù)字調(diào)制解調(diào)器。這種結(jié)合提供了一個站臺(platform)，它可與多個現(xiàn)存IR通信系統(tǒng)和規(guī)約反向兼容，同時其優(yōu)點在于IR特定支持和高數(shù)據(jù)率。


圖1是本發(fā)明的紅外收發(fā)機(jī)中所采用的控制器體系的方框圖；圖2為示意圖，示出用于本發(fā)明的信號的各種調(diào)制規(guī)約的關(guān)系；圖3用于本發(fā)明體系中的同步/異步通信控制器(即SACC)中的一些部件的方框圖；圖4為示意圖，示出同步信號中各部分的關(guān)系。
如圖1，控制器系統(tǒng)基本結(jié)合了通信控制器10、初級UART、UART_A，次級UART，UART_B，及其支持邏輯和可包括多個并聯(lián)的IR調(diào)制陣列組的數(shù)字調(diào)制解調(diào)器?？刂破飨到y(tǒng)和其操作將依其各種功能而加以描述。
反向兼容性控制系統(tǒng)體系中采用了標(biāo)準(zhǔn)UART，UART_A，以與IRDA標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容全兼容，在包含控制系統(tǒng)的主系統(tǒng)中運行著寫入的應(yīng)用程序時，因而它遵循環(huán)著適當(dāng)?shù)募t外通信規(guī)約，UART_A可直接地聯(lián)在主系統(tǒng)總線與紅外調(diào)制解調(diào)陣列組中的諸如IRDA MODEM(調(diào)制解調(diào)器)和幅移鍵控(ASK)MODEM(調(diào)制解調(diào)器)的任何異步調(diào)制解調(diào)器之間。但是，如果應(yīng)用程序不是用任何用于適當(dāng)通信規(guī)約的規(guī)定條款寫入的，則第二UART，UART_B要加入并且聯(lián)到第一UART，UART_A上。在此情況下，當(dāng)這一特征被允許后，通過UART_A發(fā)射出去的信號可被第二UART_B捕捉，并經(jīng)過主系統(tǒng)總線在信號被實際送出之前反饋到主系統(tǒng)的中央處理器上。這些被監(jiān)接的信號隨后可以以適當(dāng)?shù)耐ㄐ乓?guī)約運行，這一規(guī)約在將輸出信號送到控制器10、IRMODEM和IR輸出端18之前用于檢查數(shù)據(jù)的完整性。輸入即接收的數(shù)據(jù)將通過IR MODEM和控制器10，且可由主系統(tǒng)處理器濾波，且在到達(dá)第一UART_A之前經(jīng)第二UART_B傳送。這樣，UART_A可直接聯(lián)到IR MODEM陣列組或UART_B上。因此，系統(tǒng)可完全支持現(xiàn)存IR意識(aware)應(yīng)用并向聯(lián)線的UART的通信寫入提供某種程度的IR透明度。
系統(tǒng)吞吐量為了提高有效數(shù)據(jù)率，在控制器10中采用同步通信模塊。該模塊在此將被稱作同步/異步通信控制器(即SACC)，且將隨后將更全面解釋的直接存貯訪問(DMA)提供給UART_A之類上?？梢允且韵赂娼忉尩膹腣LSI Technology，Inc，(Burlington，MA)所獲得的Z85C30的修正版的SACC被設(shè)計成可工作在同步模式或異步模式，且是唯一一個聯(lián)到紅外調(diào)制解調(diào)陣列組中的同步和異步紅外調(diào)制解調(diào)器上的部件。
SACC基本用于以高速數(shù)據(jù)傳輸率的同步模式發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。通過消除在異步通信中所需的啟止位的附加字頭，來改進(jìn)系統(tǒng)的吞吐量。在SACC上提供支持邏輯，以將系統(tǒng)時鐘源12切換到SACC能允許的2.34Mbps、1.152Mbps、576kbps，288kbps和144kbps的同步數(shù)據(jù)率。此外，通過適應(yīng)于假定通常所獲系統(tǒng)處理器的多個任務(wù)而改進(jìn)系統(tǒng)的特性。例如，SACC可具有進(jìn)行地址識別、CRC計算和在硬件中保持幀狀態(tài)的能力。
如上所述，高速數(shù)據(jù)傳輸中的最大問題之一是總線吞吐涌塞。雖然有幾種包括本機(jī)幀緩沖器的解決此問題的途徑，但本體系中卻以16×8位FIFO的直接存貯訪問(DMA)來用于UART_A和SACC主系統(tǒng)接口的接收和發(fā)射。UART_B也裝有FIFO，但不用DMA。由于在主系統(tǒng)總線上的DMA通道的數(shù)目通常受限，故可由UART_A和SACC共享兩個通道。每個DMA信道可被編程來使用兩個通道的任一個或者也可以禁止。產(chǎn)生兩個中斷信號以從主系統(tǒng)中獲得衰減。由UART_A單獨產(chǎn)生兩個中斷之一，而另一個由SACC，UART_B和電源管理邏輯14(見圖1)共享。
多調(diào)制方案本系統(tǒng)意于支持多調(diào)制方案，且作為結(jié)果，包括進(jìn)來了一組數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，這些調(diào)制解調(diào)器最好是紅外MODEM且包括5個單元或元件的陣列組。該陣列組最好采用I RDA可兼容調(diào)制解調(diào)器(IRDA MODEM)、Sharp 500KHz幅移鍵控可兼容調(diào)制解調(diào)器(ASK MODEM)、帶有分?jǐn)?shù)位元脈寬刷新的NRZI調(diào)制解調(diào)器(NRZI MODEM)、帶雙相(Biphase)或帶位元脈寬刷新的FM調(diào)制解調(diào)器(FM MODEM)和用戶裝置調(diào)制解調(diào)器(CD MODEM)。用于該系統(tǒng)的ASK MODEM、NRZI MODEM、和FM MODEM的實例性優(yōu)選實施例已在未決美國專利申請323331、323324和323332中公開了，并在此引作參考。由于UART_A沒有采用NRZI MODEM、FM MODEM和CD MODEM，則UART_A僅聯(lián)到IRDA MODEM和ASK MODEM上，而SACC可聯(lián)到所有的5種MODEM上。UART_B未聯(lián)到任何MODEM上。
IRDA MODEM的調(diào)制方案與IRDA標(biāo)準(zhǔn)相同。在此給出簡短描述以用作背景了解，信號從概念上講被分成位元，在發(fā)射端只要發(fā)射數(shù)據(jù)為零(見圖2信號形式的比較)，則產(chǎn)生3/16位元寬度的脈沖或約為1.63微秒固定寬度的脈沖。在接收端，所接收的脈沖被拉長至全位元寬度且在產(chǎn)生NRZ(非歸零)信號輸出的位元期間產(chǎn)生一個低信號。輸入發(fā)射的信號也為NRZ格式。
ASK MODEM的調(diào)制方案遵循Sharp 500KHz副載波ASK調(diào)制方案。在發(fā)射端，只要發(fā)射數(shù)據(jù)為零(見圖2)，則發(fā)射500KHz副載波方波脈沖。在接收端，以數(shù)字帶通濾波器來將SAK調(diào)制的信號解調(diào)為NRZ格式。作為帶通濾波器邏輯的一部分，500KHz的載波檢測邏輯被用于從其它信號中分出ASK調(diào)制的信號。
NRZI MODEM調(diào)制方案的工作如下。對于發(fā)射的信號，輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被首先編碼為NRZI(非歸零反向)格式，它在發(fā)送數(shù)據(jù)為零時經(jīng)歷躍遷。此外，只要檢到5個連續(xù)1位，在編碼前，在輸入數(shù)據(jù)中插入零位。只要在編碼信號中測到躍遷(見圖2)，則發(fā)射最好約為1/4分?jǐn)?shù)的位元寬度IR刷新脈沖。在接收端，只要測到在輸入IR信號中的躍遷，則觸發(fā)輸出信號以產(chǎn)生一個NRZI格式信號，NRZI格式化的信號被饋到SACC，且SACC將其解碼為NRZ格式數(shù)據(jù)。
Biphase(雙向)或FM MODEM的調(diào)制方案如下。對于發(fā)射的信號，輸入數(shù)據(jù)首先被編碼為雙相標(biāo)志(FM1)或雙相空隔(FM0)格式，其數(shù)據(jù)格式在數(shù)據(jù)中進(jìn)行不同的躍遷。隨后在每個格式中的編碼的位元被分成1/2位元進(jìn)行考慮。在兩種格式下，只要在半位元中有高電平信號，則發(fā)射最好為1/4分?jǐn)?shù)的位元寬度紅外刷新脈沖(見圖2的FM1/Flash和FM0/Flash)。在接收端，只要檢到脈沖，則脈沖被擴(kuò)展到全半位元寬度。在某些情況下，如當(dāng)接收機(jī)出現(xiàn)飽和后，可由接收機(jī)電路將所接收的脈沖延長。因此，為了避免單脈沖與兩個組合起來的連續(xù)脈沖相混淆，則從第一輸入脈沖的前沿確定第二采樣時間。該FM格式化的所接收的信號被SACC解碼成為NRZ格式。
通過簡單地旁路所有的前述MODEM并用SACC的波特率發(fā)生器產(chǎn)生用于發(fā)射的脈沖的載頻來獲得CD MODEM。該MODEM軟件用一個系統(tǒng)定時器來確定脈沖持續(xù)時間。在接收端，有幾種途徑來實現(xiàn)CD解調(diào)器。例如，可將未調(diào)制的信號饋入SACC的數(shù)據(jù)載波檢測(DCD)管腳上，這樣可用軟件來測量載頻，并隨后測量脈沖持續(xù)時間。其它各種支持用戶裝置紅外信號的途徑將在本領(lǐng)域的那些范圍內(nèi)。
多調(diào)制檢測支持由于本發(fā)明的紅外控制器可以支持多調(diào)制方案，則包括進(jìn)來一些條款用于找出IR MODEM陣列組中的哪一個MODEM用于特定的通信。當(dāng)IR控制器可在異步MODEM運行時運行同步MODEM時，則IR調(diào)制檢測策略建立起來。也就是說，IRDA MODEM，ASK MODEM和CD MODEM以及NRZI或FM MODEM之一在控制器能接收輸入信號時被允許。雖然現(xiàn)存IR通信程序通常有某種類型的通信規(guī)約來恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)。但采用IRDA型調(diào)制信號的早期應(yīng)用并沒有運行這種規(guī)約。因此IRDA調(diào)制檢測必須出現(xiàn)在不丟失任何數(shù)據(jù)的情況下。由于IRDA型信號不能從數(shù)據(jù)的丟失的第一字符中恢復(fù)出來，UART_A應(yīng)聯(lián)接到IRDA MODEM上，并準(zhǔn)備接收IRDA數(shù)據(jù)。相反，由于引入這個方案，ASK型信號必須總具有某種類型的通信規(guī)約，這樣第一字符的丟失是可接受的。由于ASK調(diào)制方案將從丟失的第一字符中恢復(fù)，因此在等待輸入信號時只需允許ASK MODEM的自動載波檢測邏輯。僅在測到ASK載波的第一位后，IR控制器才使ASK調(diào)制解調(diào)器接通。由于高速同步通信總是運行一個通信規(guī)約，可以預(yù)料是否要用NRZI或FM調(diào)制，這樣，在等待時可選任一調(diào)制解調(diào)器。最后，CD MODEM也總是聯(lián)到SACC的DCD線上。
當(dāng)未知信號到達(dá)本控制器的接收線RXD上，輸入信號將通過IRDAMODEM、所選的同步MODEM(NRZI或FM)和與ASK載波檢測邏輯并行的CDMODEM。如果輸入信號為IRDA型，則1)UART_A將沒有任何幀誤差地接收正確數(shù)據(jù)；2)ASK載波邏輯不檢測任何ASK載波；和3)SACC或者沒有接收有效開始幀字符或者接收異常幀。SACC的DCD線將檢測某些躍遷電平，如果脈沖足夠?qū)捯猿蔀橛脩粞b置信號，則程序?qū)⒛軓闹袦y出脈沖寬度和載頻。從這些情況看，程序可以斷定輸入信號為IRDA型。
如果輸入信號為500KHz ASK調(diào)制的信號，則1)IRDA MODEM將不解調(diào)正好使UART_A上可能造成幀誤差的信號；2)ASK載波檢測邏輯將檢測該載波；和3)SACC可能接收異常信號。SACC的DCD輸入將檢測躍遷，此后，在脈沖足夠?qū)捯猿蔀橐粋€用戶裝置信號時，程序應(yīng)能測出脈寬和載頻。從這些陳述中看，程序可斷定所接收的信號為ASK信號且使控制器能代替接收IRDA信號而接收ASK信號。
如果輸入信號是高速同步信號(見圖4)，則SACC將檢測適當(dāng)標(biāo)志和連帶正確CRC的非異常數(shù)據(jù)幀。如果是此情況，它可以明確地假定所接收的信號為高速同步信號(NRZI或FM)。
如果輸入信號不是上述的一種，則通過測量SACC的DCD線上的輸入信號的躍遷時期，可測出它是否為用戶總線信號，因為用戶信號較慢，且與IRDA信號不同而具有固定的載頻。
回波消除系統(tǒng)包括了幾個特征特別用于針對以紅外線作為傳輸媒介時所遇到問題的彌補。例如，當(dāng)由紅外收發(fā)機(jī)發(fā)射IR光信號時，可由耦合在收發(fā)機(jī)單元上的接收機(jī)拾取紅外信號或電耦合的信號。這種類型的回波有時對相撞檢測或發(fā)射檢驗有用，但大多數(shù)情況下，這種回波在通信規(guī)約方面弊大于利。因此，控制器體系也提供一種選擇來消除其所發(fā)射的信號的回波。所有IR MODEM的輸出被組合起來，并送到回波消除邏輯電路16(見圖1)。電路16在發(fā)射數(shù)據(jù)線TXD上有一個脈沖輸出，在接收數(shù)據(jù)線RXD上有一輸入，這些線接到與發(fā)和收紅外光脈沖的IR收發(fā)機(jī)進(jìn)行接口的I/O焊盤18上。如果回波消除被允許，則接收數(shù)據(jù)線RXD在發(fā)射脈沖的前沿之后的25納秒關(guān)斷，且在發(fā)射數(shù)據(jù)線TXD上發(fā)射的脈沖的后沿之后持續(xù)關(guān)斷750納秒。如果回波消除被禁止。則收發(fā)機(jī)可從另一接收機(jī)或發(fā)射機(jī)接收任何輸入信號。在TXD上的回波消除邏輯的輸出加到I/O焊盤18上，如果回路允許的話還反饋到接收線RXD上，這樣，它可以接收其自身發(fā)射的信號。這種回返特征對系統(tǒng)診斷是有用的。
電源考慮紅外無線通信優(yōu)于其它類型的無線通信的一個明顯優(yōu)點是它可在很低的功耗下工作，因而它適用于諸如便攜式計算機(jī)通訊的低功耗的應(yīng)用中。但是，由于數(shù)據(jù)速率和工作距離增加，在這個紅外通信中的功率耗散相當(dāng)明顯。結(jié)果，在本體系中采用了極為周全的電源管理邏輯14，用來有選擇地觸發(fā)激活和停止各種元件的工作。具體講，UART_A、UART_B和SACC可在軟件的控制下單獨地關(guān)斷。當(dāng)然，由于沒有UART_A則UART_B不是一種有用的結(jié)構(gòu)，因此UART_A必須打開來使用UART_B。只有IR MODEM陣列組中當(dāng)前選出的MODEM需要被允許，而其余的MODEM可被禁止。在這些單獨的控制之外，還有一種總的禁止信號，它將使整個IR通信控制器進(jìn)入低功耗狀態(tài)，同時保持所有寄存器的內(nèi)容。這些控制器可具有可編程的標(biāo)志以表明IR通信的活動，它可與總禁止信號一起使用防止在通信的中間出現(xiàn)不需要的禁止。當(dāng)控制器處于低功耗狀態(tài)時，如果允許的話，任何輸入紅外信號可產(chǎn)生中斷，這樣，主系統(tǒng)可使控制器返回到激活的狀態(tài)。在系統(tǒng)需要兩個紅外窗來覆蓋多于一個方向的情況下，控制器可以以單獨的掉電信號聯(lián)到兩個紅外收發(fā)機(jī)上。
該體系還具有電路20，用于產(chǎn)生控制IR收發(fā)機(jī)增益用的信號。該增益控制信號可與收發(fā)機(jī)掉電信號、發(fā)數(shù)據(jù)(TXD)和收數(shù)據(jù)(RXD)信號一起使用，以控制發(fā)射功率和接收機(jī)放大增益。增益控制信號和發(fā)射數(shù)據(jù)TXD信號一起復(fù)用(見圖1)，這樣，IR發(fā)射機(jī)在接收機(jī)增益控制未采用時，可以被簡化。由于控制器覆蓋了各種數(shù)據(jù)率和調(diào)制方案，故難以為一種特定的速率和調(diào)制來優(yōu)化IR收發(fā)機(jī)。在設(shè)計了用于高速和低速的雙信道接收機(jī)后，控制器也提供高速輸入和低速輸入。低速輸入被接在異步IRDA MODEM上，而高速輸入則聯(lián)到NRZI、ASK和FM MODEM上。CD MODEM輸入被聯(lián)到高速和低速輸入上。
硬件在組裝和構(gòu)造本發(fā)明時可用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件以減少設(shè)計時間和費用。例如，在上述體系中，UART_A和UART_B可以Burlington，MA的VLSITechnology，Inc.公司出品的16550 FSB(功能系統(tǒng)模塊)來實現(xiàn)。對于SACC，原由Zilog Inc.設(shè)計現(xiàn)為VLSI Technology，Inc.出品的Z85C30 FSB改進(jìn)版也可應(yīng)用。這三個FSB可被集成在以控制電源管理邏輯(14)、回波消除邏輯(16)、增益控制邏輯(20)和聯(lián)帶IR MODEM的主系統(tǒng)接口邏輯共同設(shè)計的0.8微米CMOS標(biāo)準(zhǔn)片元上。
Z85C30 FSB可以這樣修改，使其遵循上述體系。由于SACC通常用于高波特率，則總線吞吐量最為臨界。因此用于收發(fā)的FIFO的深度增至16，如圖3所示，且加入DMA支持。此外，為了在數(shù)據(jù)運行時減少主系統(tǒng)干涉，則加入諸如兩自動開始標(biāo)志插入的一些自動特征(如圖4)。為IRDA而改進(jìn)SDLC格式，因而作為IRDA的擴(kuò)展，高速同步通信也使用SDLC幀。如圖4所示，該幀具有最小寬度的兩個開始標(biāo)志(OF)，跟有數(shù)據(jù)場(DATA)的優(yōu)選8位地址場(ADDR)、16位CCITT CRC和最小的一個結(jié)束標(biāo)志(CF)。因此，Z85C30 FSB硬件可構(gòu)造成能自動地插入最小的兩個開始標(biāo)志、且如果進(jìn)行同步通信時可以修改以自動地斷定在一幀末端處的16位CCITT CRC，并將最小的一個結(jié)果標(biāo)志附到CRC的末端。零位填充也用于從數(shù)據(jù)中分出標(biāo)志，還確保一些交流分量存在于幀中，這樣，在用NRZI MODEM時，可將數(shù)據(jù)鎖相環(huán)鎖定在輸入信號上。
Z85C30 FSB的實現(xiàn)方案被修改以使其波特率發(fā)生器(BRG)計數(shù)器能用作發(fā)射字節(jié)計數(shù)器。BRG的PCLK源選擇被改變以接受WRITE(寫)信號給WRITE寄存器7(WR7)或當(dāng)WRITE寄存器14(WR14)之一的位置位后作為時鐘輸入而不是PLCK輸入加到發(fā)射FIFO上。當(dāng)選定此模式后，BRG計數(shù)器根據(jù)對WR7或發(fā)射FIFO的WRIE信號遞減。當(dāng)在此模式下時，BRG的零計數(shù)輸出被用于在WRITE寄存器10(WR10)中所發(fā)送的異常位(位3)的異步清除。在當(dāng)前的實現(xiàn)方案中，BRG因此可以裝有多個打算發(fā)射出去的字節(jié)，且發(fā)送的異常位可由軟件置位。當(dāng)在發(fā)射FIFO中寫入正確數(shù)目的字節(jié)后，BRG零計數(shù)輸出將被置位，且發(fā)送異常位將復(fù)位，這樣，幀將以一個標(biāo)志而結(jié)束。如果在正確數(shù)目的字節(jié)被發(fā)送之前系統(tǒng)結(jié)束幀，發(fā)送異常位將保持置位，且?guī)瑢⒁援惓Ｐ蛄薪Y(jié)束。
為了簡化外部各種邏輯，實施方案采用了機(jī)內(nèi)的SACC的數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL)并盡可能地采用SACC及UART的去串行器。因此IR MODEM陣列組并未設(shè)計為鎖定在載頻上，卻以某些最小的數(shù)字濾波器簡單地去調(diào)制或解調(diào)信號。在上述共同未決申請中公開了IR MODEM的適用方案。如圖2中所示的波型，編碼器和調(diào)制器將NRZ波型轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的調(diào)制信號。解碼器和解調(diào)器將調(diào)制后的信號轉(zhuǎn)換回NRZ格式。UART_A或SACC隨后相應(yīng)地附加或刪去啟/停位或標(biāo)志。
為了符合IRDA標(biāo)準(zhǔn)及提供與異步串行COM端口應(yīng)用100％的兼容，則為UART_A選定16550 UART。UART_A的地址是完全可編程的，這樣，它可被映象為任何標(biāo)準(zhǔn)COM端口地址。SACC和UART_B的地址及控制20和電源管理14邏輯(見圖1)被保存在16個連續(xù)字節(jié)存貯單元中。芯片還要包括一個單獨的8字節(jié)地址范圍。
如上所述，根據(jù)系統(tǒng)所要進(jìn)行的支持以UART_B或不以UART_B來實現(xiàn)本發(fā)明的IR通信控制器。如果控制器中運行的程序是以標(biāo)準(zhǔn)UART為IR通信所寫的。則UART_B可省略。但是，如果控制器必須支持應(yīng)用程序，且應(yīng)用程序沒有COM端口是用作紅外通信端口的意識，則UART_B必須加入。當(dāng)UART_B加入后，且UART_A和UART_B的信號繞度允許，則UART_A的串行輸入數(shù)據(jù)聯(lián)到UART_B的串行輸出上，UART_A的串行輸出數(shù)據(jù)聯(lián)到UART_B的串行輸入上。MODEM信號被聯(lián)接起來作為零MODEM電纜。例如，UART_A的RTS管腳聯(lián)到UART_B的CTS管腳，且反之亦然。UART_A的DTR聯(lián)到UART_B的DST，且反之亦然。UART_A的DCD聯(lián)到UART_B的OUT1上，且UART_A的RI聯(lián)到UART_B的OUT2上。當(dāng)這些信號的繞度不允許時，UART_A串行輸入或串行輸出數(shù)據(jù)線可聯(lián)到IRDAMODEM或ASK MODEM。諸如RTS或DTR的MODEM控制信號仍聯(lián)在UART_A和UART_B之間，而不管這信號的繞度允許與否。UART_A的Baudout(波特輸出)時鐘聯(lián)到UART_B的時鐘輸入上，這樣，UART_A和UART_B總可在同一速度下運行。但是，重要的是UART_B的Baud Divisor Latch(波特分頻鎖存器)值總為1。除了為Baud Divisor Latch Access(波特分頻鎖存器訪問)位的位7外，UART_B的線控制寄存器(LCR)被設(shè)計成當(dāng)UART_A的LCR一旦刷新，則與UART_A具有相同值，這樣，UART_A和UART_B之間的通信可以同一結(jié)構(gòu)來進(jìn)行。雖然所建議的UART_B實現(xiàn)方案的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)16550 UART通常不用DMA支持，但16550具有機(jī)內(nèi)的DMA支持邏輯。由于系統(tǒng)總線吞吐量是造成涌塞的問題之一，則在本實施例中實施了UART-A的DMA支持邏輯。由于在UART_A和UART_B的圍繞中需要高總線吞吐量，因此希望僅以低波特率運行，在此特定實施方案中DMA不支持UART_B。
發(fā)射數(shù)據(jù)線(TXD)聯(lián)到IRDA MODEM，ASK MODEM，NRZI MODEM，F(xiàn)MMODEM和CD MODEM的輸出端，接收數(shù)據(jù)線(RXD)被聯(lián)到IRDA MODEM，ASK MODEM，NRZI MODEM和FM MODEM的輸入端。CD MODEM的輸出被聯(lián)到SACC的DCD線上。SACC的發(fā)射數(shù)據(jù)線僅在SACC的RTS被觸發(fā)后的期間激活，這樣，發(fā)射機(jī)在空閑或接收狀態(tài)下保持靜態(tài)。根據(jù)所運行的規(guī)約，控制邏輯在一個時刻可允許一個或多個MODEM。IRDA MODEM和FMMODEM在發(fā)射和接收中使用了過采樣時鐘。NRZI MODEM也使用了過采樣時鐘，雖然它并不絕對需要。ASK MODEM使用系統(tǒng)時鐘來產(chǎn)生一個固定頻率的載波，而接收機(jī)也用該系統(tǒng)時鐘來同步數(shù)字帶通濾波器。CD MODEM使用一個機(jī)內(nèi)波特率發(fā)生器。
可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的IR控制器可用于任意計算系統(tǒng)，也可用于具有某種如紅外通信控制器的智能處理單元的任何電器控制器中。這種IR控制器還可用于桌上式計算機(jī)的適配卡中以及諸如打印機(jī)的外設(shè)上，以提供局部受控的無線通信。
權(quán)利要求
1.一種用于具有用來內(nèi)部傳輸信號的總線的通信收發(fā)機(jī)中的控制器系統(tǒng)，其特征在于包括多個根據(jù)編碼格式有選擇地調(diào)制和解調(diào)同步和異步信號的調(diào)制解調(diào)器裝置，至少一個所述調(diào)制解調(diào)器裝置對異步信號編碼，且至少一個所述調(diào)制解調(diào)器裝置對同步信號編碼；聯(lián)在所述總線和至少一個所述異步信號編碼調(diào)制解調(diào)器裝置之間用于在其間傳輸異步信號的UART；同步/異步通信控制器(SACC)裝置，聯(lián)在所述總線和所述多個調(diào)制解調(diào)器裝置之間，用于在所述總線和所述異步信號編碼調(diào)制解調(diào)裝置之間傳輸異步信號；并在所述總線與所述同步信號編碼調(diào)制解調(diào)器裝置之間傳輸同步信號，這樣，所述控制器系統(tǒng)以同步和異步編碼格式調(diào)制和解調(diào)信號。
2.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述多個調(diào)制解調(diào)器裝置包括IRDA MODEM和NRZI MODEM。
3.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述多個調(diào)制解調(diào)器裝置包括IRDA MODEM和Biphase MODEM。
4.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述多個調(diào)制解調(diào)器裝置包括ASK MODEM。
5.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于還包括耦合到所述UART和所述SACC上的直接存貯訪問裝置。
6.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于有選擇地管理加到所述UART、SACC和所述多個MODEM裝置的電源的裝置。
7.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于還包括接收裝置，聯(lián)到所述多個調(diào)制解調(diào)器裝置，用于接收和饋給其上的加的調(diào)制信號；和發(fā)射裝置，聯(lián)到所述多個調(diào)制解調(diào)器裝置上，用于發(fā)射其上的調(diào)制的信號。
8.如權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其特征在于還包括增益控制裝置，聯(lián)接到所述接收裝置和所述發(fā)射裝置，用于控制所述調(diào)制的信號的增益。
9.如權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其特征在于還包括回波消除裝置，聯(lián)接到所述接收裝置和所述發(fā)射裝置，用于在所述發(fā)射裝置發(fā)射信號之后將所述接收裝置關(guān)斷一預(yù)定時間。
10.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于還包括IR輸出裝置，聯(lián)接到所述發(fā)射裝置上，用于將所述發(fā)射裝置的發(fā)射信號轉(zhuǎn)換成IR光信號。
11.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于檢測信號完整性的檢查裝置；和第二UART，聯(lián)在所述UART和所述總線之間，用于監(jiān)接和發(fā)射輸入信號到所述完整性檢查的檢查裝置上。
12.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于還包括時鐘裝置，聯(lián)接到所述SACC上，用于產(chǎn)生速率為2.34Mbps、1.152Mbps、576kbps，288kbps和144kbps的同步數(shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述SACC裝置還包括用于執(zhí)行地址識別的裝置；用于CRC計算的裝置；和用于幀狀態(tài)保持的裝置。
14.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述多個調(diào)制解調(diào)器裝置包括IRDA MODEM，NRZI MODEM，Biphase MODEM，ASK MODEM和CD MODEM；和還包括在所述MODEM準(zhǔn)備接收輸入信號時，在同一時刻允許所述IRDA MODEM、ASK MODEM、CD MODEM和NRZI MODEM或Biphase MODEM之一的裝置。
15.如權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其特征在于還包括在所述SACC中用于檢測輸入信號躍遷的裝置；和耦合在SACC上用于測出所述輸入信號脈寬和載頻的裝置。
16.一種以同步和異步編碼格式在具有用來內(nèi)部傳輸信號的總線的通信收發(fā)機(jī)中調(diào)制和解調(diào)信號的方法，其特征在于包括步驟并行聯(lián)接多個調(diào)制解調(diào)器，以根據(jù)編碼格式有選擇地調(diào)制和解調(diào)同步和異步信號，至少一個所述調(diào)制解調(diào)器裝置對異步信號編碼，且至少一個所述調(diào)制解調(diào)器裝置對同步信號編碼；在所述總線和至少一個所述異步信號編碼調(diào)制解調(diào)器裝置之間聯(lián)接UART，用于在其間傳輸異步信號；和在所述總線和所述多個調(diào)制解調(diào)器裝置之間聯(lián)接同步/異步通信控制器(SACC)裝置，用于在所述總線和所述異步信號編碼調(diào)制解調(diào)器裝置之間傳輸異步信號，并在所述總線與所述同步信號編碼調(diào)制解調(diào)器裝置之間傳輸同步信號。
17.如權(quán)利要求16的方法，其特征在于所述多個調(diào)制解調(diào)器裝置包括IRDA MODEM和NRZI MODEM。
18.如權(quán)利要求16的方法，其特征在于所述多個調(diào)制解調(diào)器裝置包括IRDA MODEM和Biphase MODEM。
19.如權(quán)利要求16的方法，其特征在于所述多個調(diào)制解調(diào)器裝置包括ASK MODEM。
20.如權(quán)利要求16的方法，其特征在于還包括在所述UART和所述總線之間聯(lián)接第二UART的步驟，用于監(jiān)接和發(fā)射來自UART的輸入信號到所述完整性檢查的所述總線上。
21.如權(quán)利要求16的方法，其特征在于包括將一時鐘聯(lián)到SACC上，用于產(chǎn)生速率為2.34Mbps、1.152Mbps、576kbps、288kbps和144kbps的同步數(shù)據(jù)的步驟。
22.如權(quán)利要求16的方法，其特征在于還包括用所述SACC執(zhí)行地址識別、CRC計算和幀狀態(tài)保持的步驟。
23.如權(quán)利要求16的方法，其特征在于所述多個調(diào)制解調(diào)器裝置包括IRDA MODEM、NRZI MODEM、Biphase MODEM，ASK MODEM和CD MODEM，且還包括在所述MODEM準(zhǔn)備接收輸入信號時，在同一時刻允許所述IRDA MODEM、ASK MODEM、CD MODEM和NRZI MODEM或BiphaseMODEM之一的步驟。
24.如權(quán)利要求23的方法，其特征在于還包括其中在所述SACC中用于檢測輸入信號躍遷的裝置；和耦合在SACC上用于測出所述輸入信號脈寬和載頻的裝置。
全文摘要
一種受控制的紅外通信控制器，它在多個規(guī)約中支持間互可操作性，且在支持IRDA標(biāo)準(zhǔn)以及Sharp的500KHz Ask、NRZI和Biphase調(diào)制的紅外系統(tǒng)時以高達(dá)2.34Mbps的波特率通信。本發(fā)明還描述了自動確定準(zhǔn)備接受哪種類型的紅外信號的方法。
文檔編號H04B10/105GK1120767SQ95106178
公開日1996年4月17日 申請日期1995年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月14日
發(fā)明者P·S·巴拉蘇布拉馬尼亞, N·J·李, S·D·萊庫施 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司