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STAND DER TECHNIK
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Modems zur Verwendung in Computern.
Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Minimierung der Leistungsaufnahme bzw. des
Stromverbrauchs eines Modems unter Aufrechterhaltung des maximalen
Datendurchsatzes.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Modems
sind Datenkommunikationsvorrichtungen, die für Computer Verbindungen in öffentliche Fernsprechwahlnetze
herstellen. Ein sendendes Modem wandelt von einem Host-Computer
erzeugte digitale Signale in analoge Signale zur Übertragung über Telefonleitungen
um. Daraufhin wandelt ein empfangendes Modem die analogen Signale
wieder in digitale Signale um, die daraufhin zu dem Host des empfangenden
Modems weitergeleitet werden.
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Bei
batteriebetriebenen Computern wie zum Beispiel Laptop-PCs ist die
Lebensdauer einer Batterie bzw. eines Akkus für Anwender und somit auch für die Systementwickler
ein kritischer Aspekt. Darüber hinaus
werden zurzeit so genannte "ökologische" bzw. "grüne" Desktop-Computer
entwickelt, die der Minimierung der Leistungsaufnahme bzw. des Stromverbrauchs
eine besonders hohe Priorität
einräumen.
In der Vergangenheit wurden Computer und im Besonderen Laptop-Computer
so entwickelt, dass sie nach einem bestimmten Zeitraum der Inaktivität automatisch
in einen Niederleistungszustand bzw. einen Stromsparzustand ab-
bzw. herunterschalten. Wenn der Laptop zu dem Zeitpunkt des automatischen
Abschaltens ein Modem verwendete, so unterbrach der Computer automatisch
die Verbindung des Modems. Das heißt, die Verbindung über das
Telefonsystem wurde unterbrochen.
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Dies
ist zwar eine gute Stromspartechnik, allerdings sieht sie in den
Situationen eine langsame Datenübertragung
vor, wenn der Benutzer bzw. der Anwender eine erneute Verbindung
mit dem gleichen entfernten Modem herstellen möchte. Der Grund dafür ist der
lange erforderliche Zeitraum für
die Herstellung der Modemverbindung. Erstens muss die Nummer des
Zielmodems angewählt
werden. Danach ertönt
an dem Zielmodem ein Rufton und nach mehreren Ruftönen wird
der Anruf angenommen. Als nächstes
erfolgt ein als "Quittungsaustausch" oder "Handshake" bezeichneter Signalaustausch,
der die Parameter für
eine Kommunikation bestimmt. Dieser Prozess nimmt erhebliche Zeit
in Anspruch. Darüber hinaus
weisen moderne Hochgeschwindigkeits-Modems Merkmale der Verzerrungskompensation
auf, die diesen Prozess sogar noch zeitaufwändiger gestalten. Alle übermittelten
Signale sind in Bezug auf Verzerrungen anfällig. Zum Beispiel wird eine
gewisse Verzerrung durch das Medium selbst eingeführt, wie
etwa die Signaldämpfung.
Eine gewisse Verzerrung ist auf externe Interferenzen zurückzuführen, wie
etwa auf Hintergrundrauschen, Stürme,
elektromagnetische Störungen
durch Geräte
bzw. Maschinen, Mehrwegübertragungsstörungen,
usw. All diese Faktoren führen
zu Uneinheitlichkeiten der Amplituden- und Phasenmerkmale des Übertragungskanals. Bei
der Datenübertragung
stellt die Verzerrung ein größeres Problem
als bei der Sprachübertragung dar,
da das menschliche Gehirn ein erhebliches Maß an Verzerrungen verarbeiten
und die Nachricht bzw. Botschaft trotzdem erfassen kann. Dies gilt
jedoch nicht für
Computer und die Datenübertragung.
Bei jedem neuen Anruf bzw. jeder neuen Anwahl unterscheiden sich
die Verzerrungen von denen während vorheriger
Anrufe. Das Problem verschärft
sich, wenn einer der Kommunikationspunkte oder beide Kommunikationspunkte
mobil sind, da dies Veränderungen – teilweise
ganz erhebliche – der
Verzerrungen in sehr kurzen Zeiträumen bzw. Zeitabständen bewirkt.
Moderne Modems haben auf dieses Problem mit einer adaptiven Verzerrungskompensation reagiert.
Das heißt,
das Modem wird um eine zusätzliche
Logik und Schaltkreisanordnungen ergänzt, welche eine suboptimale
Amplitude und Phasenlinearität
in dem empfangenen Signal ausgleichen bzw. kompensieren. Die Kompensation
ist ferner adaptiv, wobei sie sich selbst in Bezug auf Änderungen
der Verzerrungen einstellt, die an der Empfängerstation gemessen werden.
Jedes Mal, wenn die Telefonleitung aufgegeben wird, muss die Schulung
bzw. das Training der adaptiven Schaltungen jedoch von erneut beginnen.
Auch dies nimmt erhebliche Zeit in Anspruch. Ferner kann es vorkommen,
dass eine erneute Verbindung gar nicht möglich ist, da die Leitung zu
diesem Zeitpunkt belegt ist. Somit geht die Strategie der Verbindungstrennung
stark zu Lasten eines reduzierten Durchsatzes.
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Somit
gelingt es aktuellen Modems nicht sowohl den Datendurchsatz aufrechtzuerhalten
und die Batterielebensdauer zu maximieren.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Vorgesehen
ist gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein System gemäß dem gegenständlichen
Anspruch 1.
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Vorgesehen
ist gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren gemäß dem gegenständlichen
Anspruch 20.
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Allgemein
handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um ein System zur
Reduzierung des Stromverbrauchs in einem Modem, wobei das Modem
ein reales oder virtuelles Mikroprozessor-Subsystemen, ein reales oder virtuelles
DSP-Subsystem und ein CODEC-Subsystem aufweist, und wobei jedes
der Subsysteme durch einen Takt mit variabler Frequenz gesteuert
wird. Das System weist eine Einrichtung zum Erzeugen und Übermitteln
von Strukturen von Trägersignalen
auf. Das System weist ferner eine Einrichtung zum Erkennen empfangener
Strukturen von Trägersignalen
auf. Ferner weist das System eine Einrichtung zum Umschalten bzw.
Wechseln der Subsystemtakte zwischen einem Hochfrequenzbetrieb und
einem Niederfrequenzbetrieb als Reaktion auf Strukturen von Trägersignalen
auf.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
bevorzugten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend in Bezug auf die Zeichnungen
beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein Blockdiagramm auf
höherer
Ebene eines Hochgeschwindigkeits-Modems;
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2 ein Blockdiagramm auf
höherer
Ebene der Funktionen der CODEC- und DSP-Abschnitte des Hochgeschwindigkeits-Modems
aus 1;
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3 ein Blockdiagramm der
vorliegenden Erfindung, das in dem CODEC-Abschnitt des Modems implementiert
ist;
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4 einen Graphen eines Signals,
das die Funktionen der vorliegenden Erfindung unterstützen kann;
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5 ein Blockdiagramm der
vorliegenden Erfindung bei einer Implementierung in dem DSP-Abschnitt
des Modems aus 1; und
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6 ein Blockdiagramm auf
höherer
Ebene der vorliegenden Erfindung bei einer Implementierung in dem
Mikroprozessorabschnitt des Modems aus 1.
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BESCHREIBUNG
DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Für ein weiteres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung ist es nützlich, zuerst ein umfassendes Verständnis der
Betriebsweise moderner Modems zu vermitteln. Die Abbildungen der 1 und 2 zeigen Blockdiagramme auf höherer Ebene,
welche die Betriebsweise eines Modems veranschaulichen.
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Die
Abbildung aus 1 zeigt
ein Blockdiagramm auf höherer
Ebene des ganzen Modems, wobei speziell dessen Subsystem veranschaulicht
wird. In Bezug auf die Abbildung aus 1 ist
ein Host-Computer 10 mit einem Modem 12 verbunden, das
wiederum mit einem Telefonnetz 14 verbunden ist. Das Modem 12 umfasst
ein Datenanschaltgerät ("DAA") 16, das
die Schnittstellenvorrichtung ist, die das Netz von Peripheriegeräten isoliert.
Das DAA 16 ist mit dem CODEC-Subsystem 18 verbunden, bei dem
es sich um eine Analog-Digital-Schnittstelle
des Modems 12 handelt. Der CODEC 18 ist mit einem
digitalen Signalprozessor-Subsystem ("DSP") 20 verbunden,
das die digitale Signalverarbeitungsfunktion des Modems 12 aufweist.
Der DSP 20 ist mit dem Mikroprozessor-Subsystem 22 verbunden, das
die Protokoll-, Fehlerprüfungs- und Komprimierungsfunktionen
des Modems 12 sowie allgemeine Überwachungsfunktionen aufweist.
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Die
Abbildung aus 2 zeigt
ein Blockdiagramm auf höherer
Ebene der Funktionen des CODEC 18 und des DSP 20.
In folgendem Bezug auf die Abbildung aus 2 weist der DSP 20 übertragungsrelevante
Komponenten bzw. Bauteile auf, die einen Codierer 24 aufweisen,
der digitale Daten von dem Mikroprozessor 22 mit dem entsprechenden
angehängten
Protokoll empfängt.
Die Daten können
auch komprimiert werden. Der Codierer 24 codiert verschiedene
Bitmuster auf jeden Trägerwechsel.
Zum Beispiel sieht die Trellis-Codierung 32 Modulationszustände (5 Bits)
für jeden
Trägerwechsel
vor. Die Ausgabe des Codierers wird dem Modulator 26 zugeführt, der
den Träger
mit codierten Daten moduliert. Die Quadratur-Amplitudenmodulation ist eine für gewöhnlich eingesetzte
Hochleistungs-Modulationstechnik. Die Ausgabe des Modulators 26 wird dem
Ausgangsfilter 28 zugeführt,
der die Funktion der Senderformung ausführt. Die Ausgabe des Ausgangsfilters 28 wird
dem CODEC 18 aus 1 zugeführt.
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Die
empfangsrelevanten Komponenten bzw. Bauteile des DSP 20 umfassen
den Eingangsfilter 30, der mit dem CODEC 18 verbunden
ist und von diesem eingehende digitale Daten empfängt. Bei dem
Eingangsfilter 30 handelt es sich um einen digitalen Empfängerfilter,
der Störungen
bzw. Rauschen reduziert. Die Ausgabe des Eingangsfilters 30 wird dem
Demodulator 31 zugeführt,
wo die Daten von dem Trägersignal
demoduliert werden. Das demodulierte Signal wird zu dem Entzerrer 32 geleitet
bei dem es sich um einen adaptiven digitalen Filter handelt, der
Größen- oder
Phasenverzerrungen in dem Kommunikationskanal korrigiert. Die demodulierten Daten
werden ferner dem Trägerrückgewinnungsmodul
("CR") 33 zugeführt. Das
CR 33 ist eine Phasenregelschleife, welche die Frequenzversatzbeeinträchtigungen
verfolgt und diese berichtigt. Die Ausgabe des Demodulators 31 wird
ebenfalls dem Symboltaktrückgewinnungsmodul
("STR") 34 zugeführt. Sowohl
das sendende Modem als auch das empfangende Modem weisen einen Oszillator
auf. Damit die Modems ordnungsgemäß arbeiten können, müssen die
Oszillatoren in dem sendenden und dem empfangenden Modem ein Wechselstromsignal
mit einer Frequenz ausgeben, die innerhalb von 0,01% einer Sollfrequenz
liegt. Wenn sich die Frequenzen unterscheiden, werden die Daten
mit einer anderen Rate empfangen als der Frequenz des lokalen Takts. Letztendlich
würde ein
Modem entweder einen Abtastwert verpassen oder einen zusätzlichen
erhalten, wenn die Takte nicht synchronisiert sind. Zur Lösung des
Problems wird der lokale Takt durch das STR-Modul 34 auf
den entfernten Takt angepasst.
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Die
Ausgabe des Entzerrers 32 wird zu dem Decodierer 35 geleitet,
wo die Daten in konventionellere binäre Wörter decodiert werden, die
daraufhin zur Komprimierung und Fehlererkennung zu dem Mikroprozessor 22 geleitet
werden.
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Der
Vollduplexbetrieb wird dadurch vorgesehen, dass jedes Modem zu jedem
Zeitpunkt übermitteln
kann, das heißt
gleichzeitig. Dabei werden die übermittelten
und empfangenen Signale gemischt. Das empfangene Signal wird jedoch
wieder herausgefiltert, und zwar unter Verwendung des Echokompensationsmoduls 36 und
der summierenden Verbindung 38.
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Der
CODEC 18 weist einen Digital-Analog-Umsetzer 40 und
einen Analog-Digital-Umsetzer 42 sowie ein Paar analoger
Puffer 44 und 46 auf, welche die Funktion der
Impedanzanpassung ausführen.
Die Puffer 44 und 46 sind mit dem DAA 16 verbunden,
das wiederum mit dem Telefonnetz 14 verbunden ist.
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Die
vorliegende Erfindung erkennt und nutzt die Faktoren, die den Leistungsverbrauch
bzw. den Leistungsverlust in elektronischen Schaltkreisen beeinflussen.
Die erste grundlegende Beziehung ist in der folgenden Gleichung
1 ausgeführt: P = K + af (1)mit:
P
= Leistung
K = eine Konstante
a = ein Parameter der Proportionalität
f
= die Betriebsfrequenz der Schaltung.
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Allgemein
bezeichnet der Term of eine elektronische Hochleistungs-Schaltkreisanordnung. Wenn
die Schaltungen somit mit niedrigeren Frequenzen betrieben werden,
so verringert sich der Leistungsverlust. In Bezug auf Hochleistungs-Modems
ist jedoch eine große
Anzahl von datenverarbeitungsintensiven Funktionen erforderlich.
Dies bedeutet, dass ein leistungsstarker digitaler Prozessor benötigt wird,
und dies wiederum bedeutet, dass die Schaltkreisanordnung des Prozessors
mit hoher Frequenz betrieben werden muss. Somit verbrauchen Modems
einen großen
prozentualen Anteil der verfügbaren
Batterie- bzw. Akkuleistung eines tragbaren Computers, und auch
in Desktop-Computern stellen sie Verbraucher mit hohem Stromverbrauch
dar. Gemäß dem Stand
der Technik wird dieses Problem durch Routinen in dem Host-Computer behandelt, die
es erkennen, wenn die Datenkommunikation (Übertragungen in alle Richtungen)
durch das Modem für
einen vorbestimmten Zeitraum unterbrochen bzw. angehalten worden
ist, wobei der Host zu diesem Zeitpunkt einen Befehl an das Modem übermittelt,
das die Verbindungstrennung zwischen dem Modem und dem Telefonnetz
sowie das vollständige Ausschalten
bewirkt. Dieser Ansatz optimiert zwar die Batterie- bzw. Akkulebensdauer
oder den Stromverbrauch in einem Desktop-Computer, wobei er jedoch
bei bestimmten Bedingungen besonders langsame Datenkommunikationen
vorsieht. Wenn die Verbindung über
das Telefonnetz einmal unterbrochen ist, so dauert es verhältnismäßig lang,
erneut anzuwählen,
das Kommunikationsprotokoll erneut herzustellen und die heuristischen
Funktionen jedes Modems erneut zu schulen.
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Die
vorliegende Erfindung befasst sich mit diesem Problem, indem die
Verbindung über
das Telefonnetz aufrechterhalten wird, bis ein durch einen Benutzer
bzw. Anwender initiierter Befehl zur Verbindungstrennung gegeben
ist. Die beibehaltene Verbindung ist jedoch dahingehend besonders,
dass sie nur einen geringen Bruchteil der Leistung verbraucht, die
bei Ansätzen
gemäß dem Stand
der Technik erforderlich sind, um eine Verbindung aufrechtzuerhalten.
Möglich
ist dies, da die hohe Rechenleistung nur dann benötigt wird,
wenn das Modem tatsächlich
Daten übermittelt
oder wenn das Modem einen optimalen Kommunikationspfad aufrechterhält, indem
dessen heuristische Kompensationsfunktionen kontinuierlich geschult
bzw. trainiert werden. Wenn nur ein Teil oder keine dieser Funktionen
ausgeführt
werden, so kann die von dem Modem benötigte einzige Rechenleistung
auf die Leistung reduziert werden, die erforderlich ist, um die
Verbindung über
das Telefonnetz beizubehalten. Gemäß der vorliegenden Erfindung
weist das Modem somit zumindest zwei Betriebszustände auf:
einen Vollleistungs- oder Datenzustand, in dem alle Modemfunktionen
betriebsbereit sind, und einen Niederleistungszustand, in dem einige
Modemfunktionen deaktiviert sind und die Takte der Modem-Subsysteme
mit reduzierter Frequenz ausgeführt
werden, wobei die Verbindung über
das Telefonnetz jedoch beibehalten wird.
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Für die vorliegende
Erfindung gibt es verschiedene Implementierungsmöglichkeiten. Zum Beispiel kann
es praktisch sein, nur einen Teil der Modemfunktionen zu deaktivieren,
da entweder nur bestimmte Funktionen zugänglich sind oder da ein Kompromiss
zwischen Stromverbrauch und Reaktionszeit des Modems gegeben ist.
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Die
Implementierung mit dem geringsten Stromverbrauch erfolgt in dem
CODEC. Sie umfasst den Einsatz des DAU und des ADU zur Übermittlung und
zum Empfangen einer Trägersinuskurve.
Eine hinzugefügte
Logik prüft
die Nulldurchgangsfrequenz des empfangenen Signals, um zu bestimmen,
dass es sich um ein gültiges
Trägersignal
handelt. Alle anderen Modemtakte werden zum Stromsparen ausgeschaltet
bzw. deaktiviert. Der CODEC weist eine zusätzliche Empfangslogik auf,
da er das andere Modem überwachen
muss, um zu verifizieren, dass es sich ebenfalls in dem inaktiven
Zustand befindet. Der CODEC weist ferner eine Sendelogik auf, die
ausreicht, um ein Trägersignal
zu senden.
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Die
vorliegende Erfindung kann auch in dem DSP implementiert werden.
Wenn der Designer nicht die Kontrolle über den CODEC besitzt, der
die ADU- und DAU-Schaltkreisanordnung aufweist, aber den DSP entwickelt,
so kann sich die Logik, die das Trägersignal erzeugt und decodiert,
in dem DSP befinden.
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Die
vorliegende Erfindung kann auch in dem Mikroprozessor implementiert
werden. Wenn der Designer weder auf den CODEC oder noch auf den DSP
zugreifen kann, so kann die vorliegende Erfindung in dem Mikroprozessor
auf Protokollebene implementiert werden. In diesem Fall reduziert
die vorliegende Erfindung nur die Taktrate des Mikroprozessors.
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Die
vorliegende Erfindung kann auch in dem Host-Computer implementiert
werden. In diesem Fall emuliert der Host-Computer die Funktionen des Mikroprozessors
und des DSP in Software. Diese Anordnung weist einen virtuellen
Mikroprozessor und einen DSP auf. In diesem Fall reduziert die Erfindung die
Taktrate des Host-Computers.
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Die
Abbildung aus 3 zeigt
ein Blockdiagramm der vorliegenden Erfindung bei einer Implementierung
in dem CODEC-Abschnitt
eines Hochgeschwindigkeits-Modems. In folgendem Bezug auf die Abbildung
aus 3 ist ein erster
CODEC 48, der Teil eines mit einem Host-Computer verbundenen sendenden
Modems ist, über
ein erstes DAA 48, ein Telefonnetz 14 und ein
zweites DAA 50 mit einem zweiten CODEC 51 verbunden.
Der zweite CODEC 51 ist Teil eines Zielmodems, das mit
einem Ziel-Host-Computer
verbunden ist. Die Modems und Host-Computer der ersten und zweiten
CODECs entsprechen den Abbildungen aus 1. In dem ersten CODEC 48 ist
eine Sinuskurven-ROM-Tabelle 52 mit dem
Digital-Analog-Umsetzer ("DAU") 54 verbunden. Die
ROM-Tabelle 52 sieht digitale Daten vor, die bei einer Übertragung
durch einen DAU eine Sinuskurve erzeugen. Somit ist die Kombination
aus ROM-Tabelle 52 und DAU 54 ein digital initiierter
Sinuskurvengenerator. Der DAU 54 ist mit dem ersten DAA 49 verbunden.
Ein analoger Filter 56 reduziert Störungen bzw. Rauschen von eingehenden
analogen Signalen und ist mit dem DAA 49 verbunden. Die
Ausgabe des analogen Filters 56 wird dem Trägererfassungsmodul 58 zugeführt. Das
Trägererfassungsmodul 58 misst
die Leistung in der Trägerwelle
und gibt ein hohes Signal aus, wenn Leistung vorhanden ist, und
es gibt ein Nullebenensignal aus, wenn keine Leistung vorhanden
ist. Der Ausgang des Trägererfassungsmoduls 58 ist
mit dem Impulsbreitenzähler 60 verbunden.
Der Impulsbreitenzähler 60 misst
die Länge der
durch das Trägererfassungsmodul 58 zugeführten Impulse
und sieht ein digitales Ausgangssignal vor, das die Breite des Impulses
darstellt. Dies wird für
gewöhnlich
dadurch erreicht, dass es erfasst wird, wenn ein Impuls einen hohen
Zustand annimmt bzw. ansteigt, und wobei die Anzahl der Taktzyklen
gezählt wird,
bis der Impuls wieder abfällt.
Somit ist das Ausgangssignal des Impulsbreitenzählers 60 ein Zählwert der
Taktzyklen. Dieses Signal wird einem Komparator bzw. einer Vergleichseinrichtung 62 zugeführt. In
dem Komparator 62 wird der Zählwert der Taktzyklen von dem
Impulsbreitenzähler 60 mit
vordefinierten Grenzwerten verglichen. Zum Beispiel kann ein langer
Impuls als 20 Zählwerte
definiert werden. Ein kurzer Impuls kann als 10 Zählwerte
definiert sein. Und das Fehlen eines Impulses kann als Fehlen etwaiger
Zählwerte
für einen
spezifizierten Zeitraum wie etwa von 60 Taktzyklen definiert sein. Die
Ausgabe des Komparators 62 ist ein digitales Signal, das
spezifiziert, welcher der drei Eingangsimpulse empfangen worden
ist, d. h. lang, kurz oder kein Impuls. Die Ausgabe des Komparators 62 wird einer
Pingpong-Zustandsmaschine 64 zugeführt. Die Pingpong-Zustandsmaschine 64 empfängt Signale von
dem Komparator 62 und erzeugt abhängig von dem empfangenen Eingangssignal
und dem existierenden Zustand des Systems Ausgangssignale. Zustandsmaschinen
werden häufig
in Systemen verwendet, die in zwei oder mehr Zuständen betrieben werden
können
und die im Fach allgemein bekannt sind. Die Zustandsmaschine 64 kann
in Software oder in Hardware implementiert werden. Die vorliegende
Erfindung weist zwei Zustände
auf – eine
Niederleistungszustand und einen Hochleistungszustand oder Datenleistungszustand.
Somit muss die Zustandsmaschine nur zwei Zustände aufweisen. In Hardware kann
dies durch ein einziges Flip-Flop und eine entsprechend geeignete
kombinatorische Logik erreicht werden. In Software kann eine Flagge
gesetzt werden, um den Zustand anzuzeigen, wobei auch die Position
in einer Codefolge einen Zustand anzeigen kann. Wenn das System
zum Beispiel einen bestimmten Codebereich ausführt, so weist das System einen
besonderen Zustand auf. Die Ausgabe einer Zustandsmaschine bewirkt
einen Zustandswechsel des Systems, dem sie zugeordnet ist. In Situationen,
in denen eine Vollduplexkommunikation nicht wünschenswert ist, wird eine
so genannte "Pingpong"-Zustandsmaschine eingesetzt. Mit Pingpong-Zustand
ist gemeint, dass ein Zustandssignal an eine entfernte Vorrichtung
gesendet und auf eine bestätigende
Antwort gewartet wird. Der Ausgang der Pingpong-Zustandsmaschine
ist mit der Taktsteuerung 70 und über den Datenkanal 72 mit
den verbleibenden Subsystemen des Modems verbunden. Der erste CODEC 48 weist
ferner einen ADU 74 auf, der eingehende analoge Signale
in digitale Abtastwerte umwandelt.
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Die
funktionalen Komponenten in dem zweiten CODEC 51 sind mit
denen in dem ersten CODEC 48 identisch. Es handelt sich
um Filter 76, deren Eingang mit einem zweiten DAA 50 verbunden
ist, und deren Ausgang mit dem Eingang in die Trägererfassungslogik 78 verbunden
ist. Der Ausgang der Trägererfassungslogik 78 ist
mit dem Eingang des Impulsbreitenzählers 80 verbunden.
Der Ausgang des Impulsbreitenzählers 80 ist
mit dem Eingang des Komparators 82 verbunden. Der Ausgang
des Komparators 82 ist mit dem Eingang in das Pingpong-Modul 84 verbunden.
Der Ausgang des Pingpong-Moduls 84 ist
mit dem Eingang in die Taktsteuerung 90 und über den
Datenkanal 92 mit den verbleibenden Subsystemen des zweiten
Modems verbundne. Der zweite CODEC 51 weist ferner einen
ADU 94 auf, der eingehende analoge Signale und digitale
Abtastwerte umwandelt.
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Der
Betrieb des Systems gemäß der Beschreibung
in 3 wird in Bezug auf
die in der Abbildung aus 4 veranschaulichten
Kurvenformen erläutert.
Wenn ein Benutzer Daten über
das Telefonsystem von einem Computer zu einem anderen übertragen
möchte,
gibt die Anwendungssoftware in dem Computer des Benutzers die entsprechenden
Befehle an ein angeschlossenes Modem aus. Die Telefonnummer wird
gewählt.
Nachdem der Ruf von dem Zielmodem angenommen worden ist, tauschen
die beiden Modems Informationen über
sich gegenseitig aus, und auf der Basis dieser Informationen wird
die Geschwindigkeit der Kommunikation eingestellt. Ferner beginnen
die heuristischen Funktionen der beiden Modems ihre Trainings- bzw. Schulungsroutinen, um
Verzerrungen des Kommunikationskanals auszugleichen bzw. zu kompensieren.
Wenn alles bereit ist, werden die Benutzerdaten über die hergestellte Verbindung übermittelt.
Während
dem Zeitraum, während
dem Daten übermittelt
werden, wird die vollständige
Leistung des Modems benötigt.
Dieser Modus wird als Daten- oder
Vollleistungsmodus bezeichnet. Wenn an einem der Computer über einen
spezifizierten Zeitraum keine zu übermittelnden Daten mehr vorliegen,
in Abwesenheit eines durch einen Benutzer initiierten Befehls zum
Auflegen, wird durch ein Modem oder beide Modems ein Befehl ausgegeben, der
eine Modemwechselprozedur einleitet, die dazu führt, dass beide Modems in einen
Standby- bzw. Bereitschaftsmodus mit geringerem Stromverbrauch wechseln.
Die Modemwechselprozedur kann durch jedes der Modems eingeleitet
werden.
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Der
erste Schritt in der Prozedur umfasst das Erkennen des Fehlens von
Benutzerdaten, die zu senden oder zu empfangen wären. Diese Funktion wird von
dem Host-Computer ausgeführt
oder durch einen Inaktivitätstimer,
der sich in dem Mikroprozessor befindet. Wenn der Host bestimmt,
dass er aufgrund von Inaktivität
in den Niedrigleistungszustand wechseln sollte, so übermittelt
eine Softwareroutine in dem Host einen Befehl an den Mikroprozessor
des Modems, wobei dieser angewiesen wird, die Abschaltsequenz bzw.
die Leistungsreduzierungssequenz einzuleiten. Der Mikroprozessor
sendet wiederum Befehle an den DSP und den CODEC für einen
Wechsel bzw. ein Umschalten in den Niederleistungsmodus. Beim Empfang
des Befehls zum Umschalten in einen Niederleistungsmodus wird somit durch
die Pingpong-Zustandsmaschine 64 ein
Signal an die Sinuskurventabelle 52 gesendet (wobei angenommen
wird, dass die Prozedur in dem Modem beginnt, das den CODEC 49 aufweist).
Die Pingpong-Zustandsmaschine 64 sieht
ferner eine Ausgabe an die Taktsteuerung 70 vor, welche
die Logik anweist, die Stromversorgung an die ganze Schaltkreisanordnung
in dem CODEC 48 zu übermitteln, ausgenommen
der in der Abbildung aus 3 dargestellten
Komponenten, die erforderlich sind, um Änderungen in Bezug auf den
Status der Nutzung des Modems zu erfassen. Die Pingpong-Zustandmaschine 64 sendet über den
Datenpfad ferner ein Signal an die verbleibenden funktionalen Einheiten
des Modems, das heißt
den DSP und den Mikroprozessor, dass in einen Niederleistungsmodus
gewechselt wird und diese Komponenten somit abgeschaltet bzw. deaktiviert
werden müssen.
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Der
Abschaltbefehl von der Pingpong-Zustandsmaschine 64 wird
dem DSP 20 aus 1 zugeführt. Dies
kann in Form eines fest verdrahteten Signals an einem speziellen
Pin bzw. Stift erfolgen oder als Befehl in Form eines digitalen
Wortes, der an die Taktsteuerung des DSP kommuniziert wird. Die Taktsteuerung
des DSP implementiert wiederum Schemen zur Reduzierung des Stromverbrauchs
durch den DSP. Dies kann in Form einer vollständigen Abschaltung des Takts
des DSP erfolgen oder in Form einer Leistungsreduzierung durch Abschalten
einiger oder aller Prozessor, die in dem Niederleistungsmodus nicht
benötigt
werden. und den DSP-Takt mit niedrigerer Frequenz ausführen.
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Nach
dem Empfang des Abschaltbefehls beginnt die Sinuskurventabelle mit
dem Senden eines spezifizierten Signals. Ein Beispiel für ein derartiges Signal
ist in der Abbildung aus 4 dargestellt.
Bei der Abbildung aus 4 handelt
es sich um eine Gruppe von vier Graphen von Signalen. In jedem Fall stellt
die Y-Achse die Amplitude dar, während
die X-Achse die Zeit darstellt. In folgendem Bezug auf die Abbildung
aus 4 handelt es sich
bei dem Signal auf der X-Achse 100 um das durch die Sinuskurventabelle 52 und
den DA-Umsetzer 54 als Reaktion auf den Empfang des Befehls
zum Wechseln in den Niederleistungszustand ausgegebene Signal. Während dem
Zeitraum zwischen den Bezugsziffern 102 und 104 geben
die Sinuskurventabelle 52 und der DA-Umsetzer 54 ein
spezifiziertes Muster von Sinuskurven aus – in diesem Fall 4.
Während
dem Zeitraum zwischen den Bezugsziffern 104 und 106 geben
die Sinuskurventabelle 52 und der DA-Umsetzer 54 kein
Signal aus. Dieses Muster der Sinuskurven wird daraufhin erhöht, bis
ein Wechsel- bzw. Umschaltbefehl vorliegt, wie dies später im Text
näher beschrieben
wird. Das Sinuskurvenmuster wird durch das DAA 49, das
Telefonnetz 14 zu dem DAA 50 des zweiten Modems
geleitet, das den CODEC 51 aufweist. Durch den Filter 76 werden
Störungen
bzw. Rauschen aus dem Sinuskurvenmuster entfernt. Ein gefiltertes
Sinuskurvenmuster wird zu der Trägererfassungslogik 78 geleitet.
Die Trägererfassungslogik 78 erkennt
das Vorhandensein von Leistung in dem Trägersignal und gibt sofort ein
Signal einer logischen 1 aus. Dies ist in der Abbildung aus 4 unter der Bezugsziffer 112 dargestellt.
Wenn die Reihe bzw. die Serie der Sinuskurven zwischen den Zeitpunkten 102 und 104 endet,
erkennt die Trägererfassungslogik 78 das
Fehlen von Leistung und gibt ein Signal einer logischen 0 aus, wie
dies durch die Bezugsziffer 114 dargestellt ist. Das Ausgangssignal der
Trägererfassungslogik 78 wird
dem Impulsbreitenzähler 80 zugeführt, wo
das Auftreten einer logischen 1 einen Zähler startet, der die Taktzyklen
eines Systemtakts (nicht abgebildet) zählt. Wenn die Eingabe in den
Impulsbreitenzähler 80 in
einen 0 Zustand wechselt, hält
der Zähler
an und sieht den Zählwert
an den Komparator 82 vor. Der Komparator 82 vergleicht
den von dem Impulsbreitenzähler 80 empfangenen
Zählwert
mit vorbestimmten Zählwerten. Ein
vorbestimmtes Modemprotokoll spezifiziert einen. langen Impuls,
einen kurzen Impuls und keinen Impuls. In diesem Fall ist ein Zählwert,
der vier Sinuskurven anzeigt, als ein langer Impuls definiert. Der Komparator 82 sieht
ein Ausgangssignal an das Pingpong-Modul 84 vor, das spezifiziert,
dass ein langer Impuls empfangen worden ist. Das Modemprotokoll
spezifiziert ferner, dass ein langer Impuls bedeutet, dass keine
Benutzerdaten über
einen spezifizierten Zeitraum gesendet oder empfangen worden sind, und
somit sollen beide Modems in ihren Niederleistungsmodus wechseln.
Nach dem Empfang einer Anzeige für
einen langen Impuls sieht das Pingpong-Modul 84 eine Ausgabe
an die Taktsteuerung 90 vor, wodurch die Logik angewiesen
wird, die Stromversorgung aller Schaltkreisanordnungen in dem CODEC 51 zu
unterbrechen, mit Ausnahme der in der Abbildung aus 3 dargestellten Komponenten, die erforderlich
sind, um Änderungen
des Nutzungsstatus des Modems zu erfassen. Darüber hinaus sendet das Pingpong-Modul 84 einen
Befehl an die Sinuskurventabelle 86, um das Senden eines Musters
von Sinuskurven einzuleiten, die einen langen Zählwert ergeben. Dieses Muster
ist in der Abbildung aus 4 als
das Signal 120 dargestellt. Das Signal 120 stellt
eine Struktur von vier Sinuskurven dar, gefolgt von keinem Signal
für einen
Zeitraum, den vier Sinuswellen belegen bzw. in Anspruch nehmen würden. Das
von der Sinuskurventabelle 86 und dem DAU 88 übermittelte
Sinuskurvenmuster ist jedoch im Verhältnis zu dem von der Sinuswellentabelle 52 und
dem DAU 54 übermittelten
Sinuskurvenmuster versetzt, das in der Abbildung aus 4 dargestellt ist. Das heißt, in dem
Zeitraum zwischen 102 und 104 sendet der CODEC 48 ein
Sinuskurvensignal. In dem Zeitraum zwischen 104 und 106 sendet der
CODEC 51 ein Signal. Das Signal von dem CODEC 51 bestätigt dem
CODEC 48, dass der CODEC 51 sein Signal zum Wechsel
in den Niederleistungsmodus, empfangen hat. Das Pingpong-Modul 84 sendet
ebenfalls ein Signal über
den Datenpfad 92 an die verbleibenden funktionalen Einheiten
des zweiten Modems, nämlich
den DSP und den Mikroprozessor, dass in einen Niederleistungsmodus
gewechselt wird und diese Komponenten somit abgeschaltet bzw. deaktiviert
werden müssen.
Daraufhin werden Niederleistungsmodussignale, das heißt lange
Impulse, wechselweise bis zu dem nächsten Ereignis übermittelt.
Wenn sich das Modem in diesem Modus befindet, werden keine weiteren
Daten übermittelt,
wobei die Verbindung über
das Telefonnetz jedoch aufrechterhalten wird.
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Wenn
ein Host-Computer erneut bereit ist, Benutzerdaten zu senden, so
sendet er einen entsprechenden Befehl an das angeschlossene Modem. Das
Modem sendet die Anforderung daraufhin an die Pingpong-Zustandsmaschine,
um den Weckruf-Quittungsaustausch
zu durchlaufen.
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Wenn
die Pingpong-Zustandsmaschine des entfernten Modems ein Signal von
dem Komparator 62 empfängt,
das den Empfang eines kurzen Impulses anzeigt, so gibt sie ein Signal
an die Sinuskurven-ROM-Tabelle 52 aus, das dieser den Befehl
zur Ausgabe eines kurzen Impuls erteilt. Der kurze Impuls bestätigt den
Empfang eines kurzen Impulses für
das sendende Modem. An diesem Punkt wissen beide Modems, dass ein
oder beide Host-Computer verlangen, dass die Modemverbindung wieder
in den aktiven Zustand zurückkehrt,
und es werden entsprechende Befehle ausgegeben, die es bewirken,
dass alle Subsysteme in den Datenmodus zurückkehren.
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In
dem in der Abbildung aus 3 veranschaulichten
Ausführungsbeispiel
muss das Modem erneut konditioniert bzw. umgeschult werden. Allerdings
ist dieser Umschulungsprozess schneller als die Situation, wenn
die Leitung durch Auflegen verloren geht, da die Verzerrungskompensationseinstellungen
zu dem Zeitpunkt gespeichert werden, in dem das System in den Niedrigleistungszustand
eintritt, und da sich die Verzerrung bei einer hergestellten Verbindung über das
Telefonnetz nicht signifikant ändert.
Ferner ist es möglich,
die Verzerrung von dem empfangenen Sinuskurvensignal zu verfolgen.
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Die
Abbildung aus 5 zeigt
ein Blockdiagramm der Erfindung, die in dem DSP implementiert ist.
Die Abbildung aus 5 zeigt
ferner ein DAA 16, das mit dem CODEC 18 verbunden
ist, der wiederum mit dem DSP 20 verbunden ist, der mit
dem Mikroprozessor 22 verbunden ist. Der DSP des Zielmodems
ist aus Gründen
der Praktikabilität
nicht dargestellt, da er mit dem DSP 20 identisch ist.
In folgendem Bezug auf die Abbildung aus 5 ist der Mikroprozessor 22 über die
E/A-Schnittstelle 134, den Bus 136 und die E/A 138 sowie über den
Datenpfad 140 mit der Pingpong-Zustandsmaschine 142 verbunden.
Wenn der Computer 10 aus 1 über dessen
Aktivitätstimer
erkennt, dass keine Datenübertragung
erfolgt, so sendet er einen Befehl an den Mikroprozessor 22.
Ein Befehl von dem Mikroprozessor 22 wird über die
E/A 134, den Bus 134 und die E/A 138 übe den Datenpfad 140 an
die Pingpong-Zustandsmaschine 142 kommuniziert.
Die Pingpong-Zustandsmaschine 142 wiederum
programmiert die Taktsteuerung 178 des DSP 20,
der den Entzerrer 32, den Demodulator 31, den
Decodierer 35, den Codierer 24, den Modulator 26 und
den Echokompensator 36 abschaltet. Die Pingpong-Zustandsmaschine 142 sendet
einen Befehl über
den Datenpfad 144 an die Sinuskurventabelle 146,
wobei bewirkt wird, dass diese eine Sinuskurve erzeugt, die, wenn
sie von dem empfangenden Modem empfangen wird, anzeigt, dass das
sendende Modem einen Wechsel in den Niedrigleistungszustand einleitet.
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Das
Sinuskurven-Trägersignal
wird über
den Sendefilter 150 an I/F 151 und den CODEC/DSP-Bus 152 übermittelt,
wobei es sich um einen seriellen oder einen parallelen Bus handeln
kann. Die abgehende Trägersinuskurve
wird über
I/F 153 durch den CODEC 18 empfangen und über den
Datenpfad 154 an den DAU 155 weitergeleitet, wo
sie in ein analoges Signal umgewandelt und über das DAA 16 in
das Telefonsystem eingeführt
wird.
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In
die Empfangsrichtung kommt ein analoges Signal von dem Telefonnetz
durch das DAA 16 zu dem CODEC 18. In dem ADU 156 des
CODEC 18 wird das analoge Signal in eine Reihe digitaler
Abtastwerte umgewandelt. Die digitalen Abtastwerte werden durch
die Schnittstellen 153 und 151 zu dem Filter 158 geleitet,
der Störungen
bzw. Rauschen reduziert. Die Ausgabe des Filters 158 verläuft über den
Datenpfad 160 zu der summierenden Verbindung 162 und über den
Datenpfad 164 zu der Trägererfassungslogik 166.
Das Signal verläuft
durch beide Pfade, da die Vollleistungsfunktionen auf der Empfangsseite
noch nicht deaktiviert bzw. abgeschaltet worden sind. Die Ausgabe
der Trägererfassungslogik 166 verläuft entlang
dem Datenpfad 168 zu dem Impulsbreitenzähler 170. Die Ausgabe
des Impulsbreitenzählers 170 wird über den
Datenpfad 172 zu dem Komparator 174 übermittelt.
Der Komparator 174 vergleicht den Zählwert der Taktzyklen von dem
Impulsbreitenzähler 170 mit
vordefinierten Grenzwerten und sieht eine digitale Signalausgabe vor,
die spezifiziert, welche der drei Eingabeimpulse empfangen worden
ist, ein langer, ein kurzer oder kein Impuls. Die Ausgabe des Komparators 174 wird über den
Datenpfad 176 an die Pingpong-Zustandsmaschine 142 übermittelt.
Wenn es sich bei der Ausgabe des Komparators 174 um einen
langen Impuls handelt, der den Niedrigleistungszustand anzeigt,
so sendet die Pingpong-Zustandsmaschine
ein Abschaltsignal über
den Datenpfad 176 an die Taktsteuerung 178. Die
Taktsteuerung 178 schaltet wiederum die komplexen digitalen
Funktionen auf der Empfangsseite ab, welche die Demodulation 31,
die Entzerrung 32, die Trägerrückgewinnung 33, die
Symboltaktrückgewinnung 34,
die Decodierung 35 und die Echokompensation 36 umfassen.
Zusätzlich
sendet das Pingpong-Modul 84 einen Befehl an die Sinuskurventabelle 86,
um das Senden eines Musters bzw. einer Struktur von Sinuskurven
einzuleiten, das einen langen Zählwert
ergibt.
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Die
einzigen betriebsfähigen
Funktionen wären
der Sinuskurvengenerator 146, der Sendefilter 150,
der Empfangsfilter 158, die Trägererfassungslogik 166,
der Impulsbreitenzähler 170,
der Komparator 172 und die Pingpong-Zustandsmaschine 142. Diese
Aktion ermöglicht
eine Verlangsamung des Takts um einen Faktor von ungefähr 90%.
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Die
Module STR 34 und CR 33 können so ausgewählt werden,
dass sie weiterhin in dem Niedrigleistungszustand betrieben oder
abgeschaltet werden können.
Wenn sie in dem Niedrigleistungsmodus eingeschaltet bleiben, so
kann der Umschulungszyklus verkürzt
werden, wenn das System zurück
in den Daten- bzw. Vollleistungsmodus umschaltet bzw. wechselt.
Diese Option sieht eine schnellere Reaktionszeit auf eine Anforderung
einer Datenübermittlung
vor, allerdings zu Lasten eines größeren Stromverlusts.
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Da
die zum Erzeugen eines einfachen Trägersignals erforderliche Verarbeitung
deutlich einfacher ist als das Empfangen und Senden von Benutzerdaten
mit hoher Datenrate, kann die Taktrate des DSPs im Stromsparmodus
reduziert werden.
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Die
Kriterien zur Bestimmung des Ausmaßes der möglichen Leistungsreduzierung
werden erreicht, indem zuerst die erforderliche Rechenleistung berechnet
wird, und zwar unter Berücksichtigung
aller Funktionen, die aktiv bleiben müssen, wobei diese Leistung
von der insgesamt erforderlichen Rechenleistung für die Ausführung aller
Funktionen subtrahiert wird. Der Takt wird danach gemäß Gleichung
1 verlangsamt. Der Kompromiss bzw. Abstrich in Bezug auf die Leistungsaufnahme
ist wie folgt gegeben: je länger
die Impulsbreite ist, desto langsamer kann die Logik sein und desto
niedriger ist somit die Leistung. Für sehr lange Impulsbreiten
gilt jedoch, dass die Verzögerungen
im neuerlichen Einschalten größer werden
und somit beim Benutzer zu Frustrationen führen können. Als optimal gilt eine
Impulsbreite im Bereich von 10 bis 20 Millisekunden.
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In
dem Beispiel aus 5,
das sich mit dem BSP beschäftigt,
kann der CODEC 102 nicht gesteuert bzw. geregelt werden
und ist somit stets aktiv.
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Die
Abbildung aus 6 zeigt
ein Blockdiagramm auf höherer
Ebene der in dem Mikroprozessor-Subsystem implementierten Erfindung.
Die Implementierung der Erfindung in dem Mikroprozessor-Subsystem
ermöglicht
die geringsten möglichen Leistungseinsparungen,
da es nicht möglich
ist, entweder den CODEC oder den DSP in einem Niedrigleistungszustand
auszuführen.
Es ist jedoch auch in Verbindung mit Mikroprozessor-Implementierungen
weiterhin möglich
erhebliche Stromeinsparungen zu erreichen. Ein Designer würde eine
derartige Implementierung auswählen,
wenn ein Konstruktionszugriff auf den DSP oder den CODEC unpraktisch
bzw. nicht realisierbar ist. In folgendem Bezug auf die Abbildung
aus 6 weist der Mikroprozessor 22 die
Funktionen der Fehlerberichtigung und der Datenkomprimierung auf,
wie dies durch den Block 180 dargestellt ist. Diese beiden
Funktionen erfordern ein großes
Maß an
Rechenleistung. Eine Zustandsmaschine 182 wird dem Mikroprozessor
hinzugefügt
und kommuniziert mit dem Fehlerberichtigungs- und Datenkomprimierungsmodul 180.
Die Pingpong-Zustandsmaschine 182 wird vollständig in Software
oder Mikrocode implementiert und muss keine Pingpong-Vielfalt aufweisen.
Eine Host-Schnittstelle 184 verbindet
den Host-Computer 10 mit dem Modem allgemein und im Besonderen
mit dem Mikroprozessor 22, und sie ermöglicht es, dass der Host mit
dem Fehlerberichtigungs- und Datenkomprimierungsmodul 180 kommuniziert.
Die Schnittstelle 184 wäre
eine Kombination aus Hardware und Software und könnte zum Beispiel PCI, PCMCIA,
ISA oder parallel sein. Das Fehlerberichtigungs- und Datenkomprimierungsmodul 180 kommuniziert über die
Modemdatenpumpensteuerung 186 mit dem DSP 20.
Die Modemdatenpumpe 186 führt die Funktion des Sendens
und Empfanges nicht modulierter Daten und Steuerinformationen zu
und von dem DSP aus und ist als eine Kombination aus Hardware und
Software implementiert. Schließlich kommuniziert
die Taktsteuerung 188 mit dem Fehlerberichtigungs- und
Datenkomprimierungsmodul 180. Die Taktsteuerung 188 steuert
bzw. regelt die Geschwindigkeit des Takts des Mikroprozessors 22 als Reaktion
auf von dem Modul 182 empfangene Befehle. Die Pingpong-Zustandsmaschine
empfängt
Befehle von dem Host 10 oder einem in dem Mikroprozessor 22 angeordneten
Inaktivitätstimer,
wobei dem Modem der Befehl zum Abschalten aufgrund des Fehlens von
zu kommunizierenden Daten erteilt wird. Wenn ein derartiger Befehl
empfangen wird, führt
gilt für
die Zustandsmaschine 182 folgendes: 1) sie bewirkt die
Fortführung
der Verarbeitung der Fehlerberichtigung und/oder der Datenkomprimierung;
2) sie sendet eine Nachricht an die Pingpong-Zustandsmaschine in
dem entfernten Modem, das in einen Niedrigleistungszustand wechselt;
und 3) sie sendet einen Befehl an das Taktsteuerungsmodul 188,
der bewirkt, dass es die Frequenz des Takts des Mikroprozessors 22 in
die Niedrigleistungsfrequenz reduziert. Die Zustandsmaschine 182 wartet
dann auf eine Nachricht von dem entfernten Modem, die anzeigt, dass
das entfernte Modem Daten senden wird, und sie wartet auf eine Nachricht
von dem Host 10, wobei die Nachricht anzeigt, dass der
Host Daten senden wird. Nach dem Empfang einer der Nachrichten,
gilt für
die Zustandsmaschine 182 folgendes: 1) sie sendet einen
Befehl an die Taktsteuerung 188, der bewirkt, dass der
Mikroprozessortakt wieder zu der Volldatenmodusgeschwindigkeit zurückkehrt;
2) sie bewirkt die Aktivierung der Funktionen der Fehlerberichtigung
und der Datenkomprimierung; und 3) sie sendet eine Nachricht zurück an das
entfernte Modem, die anzeigt, dass es für die Datenübertragung bereit ist.
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Die
vorliegende Erfindung wurde vorstehend durch verschiedene Ausführungsbeispiele
beschriebne, wobei der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennt,
dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist, wobei sie vielmehr im Rahmen des Umfangs der anhängigen Ansprüche modifiziert
und abgeändert
werden kann.