CN1214601A

CN1214601A - 通信控制装置和方法

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Publication number: CN1214601A
Application number: CN98106950A
Authority: CN
Inventors: 亚历山大·韦尼·希塔拉; 托马斯·埃德沃德·奥波豪瑟
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC; Google Technology Holdings LLC
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 1999-04-21
Anticipated expiration: 2018-04-16
Also published as: DE19815944C2; GB2325593A; GB9807413D0; CN1212028C; GB2325593B; FR2762461A1; FR2762461B1; DE19815944A1; US6081733A; JPH10303802A; JP4185583B2

Abstract

通信控制装置,用在包括结构、第一和第二通信线和控制器的电子装置中。结构和控制器被由控制器驱动的第一和第二通信线内部连接。第一和第二通信线有不同的容量和第一通信线受到不能。控制器在其不能前用第一通信线编程结构和当第一通信线不能时通过第二通信线编程结构。通信控制装置允许周期地设置包括主时钟的通信装置的部分部件进入断电状态,从此返回供电状态是可能的。

Description

通信控制装置和方法

本发明通常涉及电子装置，更具体地，涉及在电子装置内的通信控制。

许多电子装置由电池供电。那些电池供电的、最小化功率消耗和节约电池功率的电子装置有帮助扩展电子装置的运行时间的商业优点。因此，人们花费了很多的钱和努力来降低电池供电的电子装置的功率消耗。

无线电话是一种电池供电的电子装置。如那些根据时分多址(TDMA)标准运行的无线电话用两模式运行：控制模式和通信模式。在控制模式的工作状态，在等待设置或接收电话呼叫并进入通信模式时，无线电话间断地从远方装置接收寻呼信息。当在控制模式无线电话不接收寻呼信息(即空闲)时，无线电话进入无线电话的部分部件被设置在断电状态的待机状态，以降低功率消耗。

无线电话的典型的不被设置在断电状态的一部件是主时钟。主时钟提供无线电话中的控制器所用的高速定时参考，以在高容量总线通信编程到无线电话中的其它集成电路。设置在断电状态的主时钟不能这种编程，具体地，不能无线电话。当主时钟关闭时，控制器不能通信编程到无线电话中的其它集成电路，以便例如，当退出待机状态时，返回供电状态。

另一方面，本领域的技术人员将知道主时钟是重要的功率消耗源。例如，在每个未接收寻呼信息的空闲周期期间，运行在13MHZ的系统时钟能吸取1mA的电流。因此，为最大降低功率消耗，需要在电子装置中的通信控制的装置和方法，允许周期断电电路，如主时钟。

本发明的目的是提供一种通信控制装置和方法，以便不损害通信装置的运行，同时减少功耗。

本发明提供一种通信控制装置，包括：

结构；

第一通信线，耦合到所述结构，所述第一通信线有第一容量且受到不能；第二通信线，耦合到所述结构，所述第二通信线有不同于所述第一容量的第二容量；和

控制器，驱动所述第一和第二通信线，所述控制器在所述第一通信线不能之前通过所述第一通信线编程所述结构，和所述控制器在所述第一通信线不能时通过所述第二通信线编程所述结构。

本发明提供一种通信控制方法，包括步骤：

在有第一容量的第一通信线上通信；

不能所述第一通信线；和

在有不同于所述第一容量的第二容量的第二通信线上通信。

用于电子装置中的通信控制装置，包括结构、第一和第二通信线、和控制器。可是集成电路(IC)的结构和控制器被由控制器驱动的第一和第二通信线内部连接。第一和第二通信线有不同的容量和第一通信线受到不能。控制器在第一通信线不能前用其编程结构，和当第一通信线不能时通过第二通信线编程结构。通过用通信线这样的安排，通信控制装置能周期地设置电子装置的包括主时钟的部分部件进入断电状态，从此返回供电状态是可行的。

本发明的优点是：允许周期地设置包括主时钟的通信装置的部分部件进入断电状态，既不损害通信装置的运行，又减少功耗。

附图简要说明：

附图是描绘用通信控制装置的电子装置的通信系统的部分框图和部分示意图。

示于图中的通信系统100包括通过通信链103通信的远方和本地通信装置101和102。在描绘的方案中，远方和本地通信装置101和102分别是基站和无线电话，通信链103包括射频(RF)信号。本地通信装置102包括天线104、RF部分105、控制部分106和优选包括一个或多个电池以供电本地通信装置102的供电部分107。在本地通信装置102的控制模式的工作状态和通信模式中，链103的RF信号在天线104被接收，并由RF部分105转换为用于由控制部分106处理的接收数据和音频信号，和控制部分106中产生的发射数据和音频信号由RF部分105转换为RF发射信号，用于由天线104以链103的RF信号发射。在本地通信装置102的控制模式的待机状态中，控制部分106和RF部分105的部分部件被设置在下电或断电状态，以降低功率消耗。

本地通信装置102包括通信控制装置108。通信控制装置108包括RF部分105的RF收发信机IC109，控制部分106的控制器110和控制部分106的功率控制器IC111。RF收发信机IC109产生合成频率，用于发射和接收链103的RF信号。RF收发信机IC109包括由外耦合的晶体113馈给的主时钟112。主时钟112是在线114上产生主时钟参考MC-REF的高速时钟，它耦合到控制器110。在描绘的实施方案中，主时钟112产生的主时钟参考MC_REF是13MHZ时钟信号。包括主时钟112的RF收发信机IC109被供电和由功率控制器IC111通过供电线115设置在供电或断电状态。虽然图中所示含于RF收发信机IC109，本领域的技术人员将知道主时钟112和晶体113能另外以由功率控制器IC111提供信号的单独参考振荡器电路实现。RF收发信机IC109优选专用IC(ASIC)装置，但可另外由合适的分立装置实现。

控制器110通信编程以控制本地通信装置102的运行。控制器110优选编程微控制器装置，如由Motorola公司制造和出售的68338微控制器，但可另外由其它合适的微处理器或ASIC装置实现。控制器110通过驱动多个通信线通信编程，这些通信线包括总线116和控制线117。控制器110以通过线114接收的主时钟参考MC_REF设定或产生的速率驱动总线116和控制线117。总线116是高容量通信线，适用于以高速通信较大量的编程到IC或其它装置。在描绘的实施方案中，总线116是容量3Mbits/sec的多线总线，支持串行编程接口(SPI)编程，如用于由Motorola公司制造和出售的无线电话中的。本领域的技术人员将知道总线116可另外是并行总线。当主时钟112被设置在断电状态和线114上控制器110所用的主时钟参考MC_REF不出现时，总线116变成不能和不能用于通信编程。

控制线117是低容量通信线，适用于以低速通信较少量的编程。在描绘的实施方案中，控制线117是用于待机控制信号STANDBY的专用单线。待机控制信号STANDBY有由控制器110编程的逻辑高电平和逻辑低电平。当RF收发信机IC109被设置在断电状态和线114上的主时钟参考MC_REF不出现时，控制器110以通过线118从功率控制器IC111接收的实时时钟参考RTC_REF设定或取自功率控制器IC111接收的实时时钟参考RTC_REF的速率，通过控制线117执行待机控制信号STANDBY的编程。

功率控制器IC111通常向本地通信装置102提供调整功能。功率控制器IC111包括总线接口120、实时时钟电路130、调整器140和141、调整器控制电路150、开关调整器电路165和开关调整器控制电路180。功率控制器IC111优选ASIC装置，但可另外由合适的分立装置实现。

总线接口120被耦合到总线116以接收用于功率控制器IC111的编程。总线接口120在总线121和功率控制器IC111内部的线122、123、124和125上输出通过总线116接收的编程。在描绘的实施方案中，总线121实际类似于总线116，线122、123、124和125分别是用于调整器待机信号STR、调整器使能信号ENR、开关调整器待机信号STSR和开关调整器使能信号ENSR的专用单线。信号STR、ENR、STSR和ENSR的每个被编程以有逻辑高电平或逻辑低电平。总线接口120是串行接口，并行接口或与总线116匹配的其它接口。

实时时钟电路130在线118上提供实时时钟参考RTC_REF和在线132上提供多倍实时时钟参考MRTC_REF。实时时钟电路130由外耦合到功率控制器IC111的晶体131馈给。晶体131优选低成本晶体，如用于手表中的晶体。实时时钟电路130优选由供电部分107的专用可充电电芯电池(未示出)供电。在描绘的实施方案中，实时时钟参考RTC_EF是32kHz时钟信号，和多倍实时时钟参考MRTC_REF的频率约是实时时钟参考RTC_REF的8倍。

调整器140和141是由供电部分107馈给的线性调整器。调整器140和141包括耦合到总线121的各自的编程口142和143，耦合到调整器控制电路150的各自的ON口144和145，耦合到供电部分107的各自的供电口146和147，和各自的输出口148和149。当逻辑高电平出现在ON口144和145时，调整器140和141进入供电状态。在供电状态中，调整器140和141由在编程口142和143接收的编程配置。一旦配置，调整器140和141转换出现在供电口146和147的输入电压VIN1和VIN2为在输出口148和149的调整的电压V1和V2。调整的电压V1被耦合到供电线115以提供足以设置RF收发信机IC109和其中的主时钟112为供电状态的功率。调整的电压V2提供附加功率以供电本地通信装置102的其它电路。当逻辑低电平出现在ON口144和145时，调整器140和141进入断电状态。在断电状态中，调整器140和141不能和不提供调整的电压V1和V2。在这个状态中，RF收发信机IC109和其中的主时钟112被设置到断电状态。

调整器控制电路150被耦合到调整器140和141、控制线117和线122和123，以选择地设置调整器140和141在供电状态或断电状态中。调整器控制电路150有一组逻辑门，包括与门151和152和或门153。与门151有耦合到控制线117的反相输入端154以接收待机控制信号STANDBY的补，耦合到线123的输入口155以接收调整器使能信号ENR，耦合到线122的输入口156以接收调整器待机信号STR，和输出口157。与门152有耦合到线122的反相输入端158以接收调整器待机信号STR的补，耦合到线123的输入口159以接收调整器使能信号ENR，和输出口160。或门153有分别耦合到与门151和152的输出端157和160的输入端161和162，和耦合到调整器140和141的ON口144和145的输出端163，以向其提供调整器功率状态信号PSR。

调整器控制电路150由下列方程定义：PSR=STANDBY·ENR·STR+STR·ENR (1)．

方程(1)指出：当调整器使能信号ENR有逻辑高电平和或者调整器待机信号STR有逻辑低电平、或待机控制信号STANDBY有逻辑低电平和调整器待机信号STR有逻辑高电平时，调整器功率状态信号PSR将有逻辑高电平。否则，调整器功率状态信号PSR将有逻辑低电平。

调整器控制电路150是可配置的，以运行在两模式之一。第一模式优选用在本地通信装置102的控制模式。在第一模式中，调整器控制电路150的与门151主要实现调整器140和141的控制。基于进入控制模式的工作状态，控制器110激活调整器140和141，通过设置待机控制信号STANDBY到逻辑低电平的控制线117和通过总线116、总线接口120、分别设置调整器待机信号STR和调整器使能信号ENR到逻辑高电平的线122和123定义的通道通信编程到调整器控制电路150。这设置调整器功率状态信号PSR到逻辑高电平。

当从工作状态变到控制模式的待机状态时，控制器110以主时钟参考MC_REF设置的速率设置在控制线117上的待机控制信号STANDBY到逻辑高电平。调整器功率状态信号PSR变成逻辑低电平和设置调整器140和141，及RF收发信机IC109和其供电的主时钟112于断电状态。由于主时钟112断电，控制器110不能再通过总线116以高容量通信编程。

当从待机状态变到工作状态时，控制器110以实时时钟参考RTC-REF设置的速率设置在控制线117上的待机控制信号STANDBY到逻辑低电平。调整器功率状态信号PSR变成逻辑高电平和设置调整器140和141，及RF收发信机IC109于供电状态。再启动主时钟112，使能通过总线116以高容量编程。因此，通过用控制线117与调整器控制电路150相连，调整器140和141，及包括主时钟112的RF收发信机IC109能被周期设置在断电状态，以不损害本地通信装置102的运行且减少功耗。

如果希望独立运行待机控制信号STANDBY，如在本地装置的通信模式期间，调整器控制电路150用第二模式运行。在第二模式中，与门152实现调整器140和141的控制。在这个模式中，当控制器110通过总线116，总线接口120，线122和123由编程调整器使能信号ENR到逻辑高电平和调整器待机信号STR到逻辑低电平设置调整器功率状态信号PSR到逻辑高电平时，调整器140和141被设置在供电状态。当控制器110通过编程调整器使能信号ENR到逻辑低电平扣调整器待机信号STR到逻辑低电平设置调整器功率状态信号PSR到逻辑低电平时，调整器被设置在断电状态。

总线116和控制线117的双通信通道也可优异地与开关调整器电路165一起使用。开关调整器电路165包括：开关166、同步整流管167、P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)175、和肖特基二极管、电感、电容网络177。开关166、MOSFET175、和肖特基二极管、电感、电容网络177共同组成开关调整器。开关166有耦合到总线121的编程口168，耦合到线132的时钟口170，耦合到MOSFET175的控制口171，耦合到同步整流管167的控制口172，耦合到开关调整器电路165的输出口174的反馈口173。同步整流管167包括N沟道MOSFET176，其栅极耦合到控制口172，漏极耦合到MOSFET175，源极耦合到功率控制器IC111的外电地。P沟道MOSFET175有耦合到控制口171的栅极，耦合到供电部分107以接收输入电压VIN3的漏极，耦合到MOSFET176的漏极的源极。功率控制器IC111外部的肖特基二极管、电感、电容网络177被耦合在MOSFET175和176的源极一漏极连接和开关调整器电路165的输出口174之间。

响应编程口168的编程，开关166运行开关调整器电路165于正常(补偿(buck))模式。在正常模式中，开关166通过以在时钟口170接收的多倍实时时钟参考MRTC_REF的速率驱动MOSFET175和176交替导通运行同步整流管167。因此，引起输出电压V3等于输入电压VIN3乘在控制口171出现的控制信号的工作周期。响应在反馈口173接收的调整的输出电压V3，开关166调整在控制口171的工作周期，以获得输出电压V3的希望值。开关166继续运行同步整流管167以改进在高电流水平的效率和防止开关调整器电路165跳脉冲和向音频波段输出寄生功率。在本地通信装置102的通信模式期间，这种寄生功率干扰接收和发射的音频信号。

当本地通信装置102在待机状态，因为无音频信号被接收和发射，因此，无寄生功率干扰的信号，不需要运行同步整流管167。为进一步最小化待机状态的功耗，开关166包括耦合到开关调整器控制电路180的ON口169。当ON口169出现逻辑低电平时，开关166继续运行同步整流管167。当ON口169出现逻辑高电平时，开关166停止运行同步整流管167。

开关调整器控制电路180被耦合到开关调整器电路165，控制线117和线124和125，以选择地运行同步整流管167于正常模式。开关调整器控制电路180有许多逻辑门，包括与门181和182和或门183。与门181有耦合到控制线117的输入端184以接收待机控制信号STANDBY，耦合到线124的输入口185以接收开关调整器待机信号STSR，和输出口186。与门182有耦合到线124的反相输入端187以接收开关调整器待机信号STSR的补，耦合到线125的输入口188以接收开关调整器使能信号ENSR，和输出口189。或门183有分别耦合到与门181和182的输出端186和189的输入端190和191，和耦合到开关166的ON口169的输出端192，以向其提供开关调整器功率状态信号PSSR。

开关调整器控制电路180由下列方程定义：PSSR=STANDBY·STSR+ENSR·STSR (2)．

方程(2)指出：当待机控制信号STANDBY有逻辑高电平且调整器待机信号STSR有逻辑高电平、或开关调整器使能信号ENSR有逻辑高电平且开关调整器待机信号STSR有逻辑低电平时，开关调整器功率状态信号PSSR将有逻辑高电平。否则，开关调整器功率状态信号PSSR将有逻辑低电平。

开关调整器控制电路180是可配置的，以运行在两模式之一。在优选用在本地通信装置102的控制模式的第一模式中，与门181实现开关调整器电路165的控制。控制器110通过设置待机控制信号STANDBY到逻辑低电平的控制线117和通过总线116，总线接口120，和设置开关调整器待机信号STSR到逻辑高电平的线124定义的通道通信编程到开关调整器控制电路180。这设置开关调整器功率状态信号PSSR到逻辑低电平，它设置同步整流管167在供电状态并允许同步整流管167运行。当控制器110以前述方法设置在控制线117上的待机控制信号STANDBY到逻辑高电平以进入待机状态时，开关调整器功率状态信号PSSR变到逻辑高电平。这设置同步整流管167在断电状态并允许脉冲跳过。当控制器110以前述方法设置在控制线117上的待机控制信号STANDBY到逻辑低电平以退出待机状态时，开关调整器功率状态信号PSSR变到逻辑高电平和同步整流管167运行。因此，通过用与开关调整器控制电路180相连的控制线117，同步整流管167能被周期设置在断电状态，以不损害本地通信装置102的运行且减少功耗。

如果希望独立运行待机控制信号STANDBY，如在本地装置的通信模式期间，开关调整器控制电路180用第二模式运行。在第二模式中，与门182实现开关调整器电路165的控制。在这个模式中，当控制器110通过总线116，总线接口120，线124和125由编程开关调整器使能信号ENR到逻辑高电平和开关调整器待机信号STR到逻辑低电平设置开关调整器功率状态信号PSSR到逻辑高电平时，同步整流管167被设置在断电状态。当控制器110通过编程开关调整器使能信号ENR到逻辑低电平和开关调整器待机信号STR到逻辑低电平设置开关调整器功率状态信号PSSR到逻辑低电平时，同步整流管167被设置在通电状态并运行。

因此，可看到，当高容量线变为不能时，通过在低容量线通信编程，通信控制装置能增强电子装置的节能。电子装置的部分部件，包括一个或多个调整器，主时钟和同步整流管，能被设置进入断电状态，不中断电子装置的运行可从之返回供电状态。

Claims

1、通信控制装置，包括：

结构；

第一通信线，耦合到所述结构，所述第一通信线有第一容量且受到不能；

第二通信线，耦合到所述结构，所述第二通信线有不同于所述第一容量的第二容量；和

2、如权利要求1所述的通信控制装置，其中

所述第一通信线是多线总线，和

所述第二通信线是单线。

3、如权利要求1所述的通信控制装置，其中所述结构包括：

调整器，和

调整器控制电路，耦合到所述调整器、所述第一通信线和所述第二通信线，所述调整器控制电路响应所述第一和第二通信线上的编程，设置所述调整器在断电状态，和所述调整器控制电路响应通过所述第二通信线上的编程，设置所述调整器在供电状态。

4、如权利要求3所述的装置，其中所述调整器控制电路包括第一和第二与门和一或门，所述第一与门有第一、第二和第三输入端和第一输出端，所述第一输入端被反相和耦合到所述第二通信线，所述第二输入端被耦合到所述第一通信线，以接收待机信号，所述第三输入端被耦合到所述第一通信线，以接收使能信号，所述第二与门有第四和第五输入端和第二输出端，所述第四输入端被反相和耦合到所述第三输入端，所述第五输入端被耦合到所述第二输入端，所述或门有第六和第七输入端和第三输出端，所述第六输入端被耦合到所述第一输出端，所述第七输入端被耦合到所述第二输出端，和所述第三输出端被耦合到所述调整器。

5、如权利要求1所述的装置，其中所述结构包括：调整器，和

还包括：

耦合到所述控制器和所述调整器的第一时钟，所述第一时钟由所述调整器供电，和

耦合到所述控制器的第二时钟。

6、如权利要求5所述的装置，其中

所述调整器被耦合到所述第一和第二通信线，和

所述控制器在所述第一和第二通信线上以所述第一时钟设置的速率通信编程，以设置所述第一时钟于断电状态，和然后，所述控制器在所述第二通信线上以所述第二时钟设置的速率通信编程，以设置所述第一时钟于供电状态。

7、如权利要求1所述的装置，其中所述结构包括：

开关调整器电路，有同步整流管，和

开关调整器控制电路，耦合到所述开关调整器电路、所述第一通信线和所述第二通信线，所述开关调整器控制电路响应所述第一和第二通信线上的编程，设置所述同步整流管在断电状态，和所述开关调整器控制电路响应通过所述第二通信线上的编程，设置所述同步整流管在供电状态。

8、如权利要求7所述的装置，其中所述开关调整器控制电路包括第一和第二与门和一或门，所述第一与门有第一和第二输入端和第一输出端，所述第一输入端被耦合到所述第二通信线，所述第二输入端被耦合到所述第一通信线，以接收待机信号，所述第二与门有第三和第四输入端和第二输出端，所述第三输入端被反相和耦合到所述第二输入端，所述第四输入端被耦合到所述第一通信线，以接收使能信号，所述或门有第五和第六输入端和第三输出端，所述第五输入端被耦合到所述第一输出端，所述第六输入端被耦合到所述第二输出端，和所述第三输出端被耦合到所述开关调整器电路。

9、通信控制方法，包括步骤：

在有第一容量的第一通信线上通信；

不能所述第一通信线；和

在有不同于所述第一容量的第二容量的第二通信线上通信。

10、如权利要求9所述的方法，其中

所述在第一通信线上通信的步骤包括子步骤：在第一通信线上以第一时钟设置的第一速率通信，和

所述在第二通信线上通信的步骤包括子步骤：在第二通信线上以第二时钟设置的第二速率通信，所述第二速率不同于所述第一速率。