DE102009003851A1

DE102009003851A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Wiedergabe von digitalen Audiosignalen

Info

Publication number: DE102009003851A1
Application number: DE102009003851A
Authority: DE
Inventors: Alexander Mainz; Manfred Neumann; Jörg Schrepfer
Original assignee: Lear Corp GmbH
Current assignee: Lear Corp GmbH
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-11-11
Also published as: US20100280640A1; US8483855B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wiedergabe von digitalisierten Audiosignalen, welche in einem Kraftfahrzeug mittels eines asynchronen Bussystems paketorientiert von einer Signalquelle zu mindestens einer Signalsenke, insbesondere einer Lautsprechereinheit, übertragen werden. Der Signalsenke ist eine Audiosignalaufbereitungseinheit mit einem Datenratenkonverter vorgeschaltet, welcher die für die Signalsenke bestimmten digitalisierten Audiosignale von einer Steuereinheit über eine Datenleitung mittels einer ersten Datenschnittstelle der Steuereinheit zugeleitet werden. Die Steuereinheit weist eine zweite Datenschnittstelle zum Anschluss an das asynchrone Bussystem und zum Empfang der digitalisierten Audiosignale auf. In der Steuereinheit sind ein Datenpuffer und eine Regelungseinheit angeordnet. Mittels eines ersten und zweiten Taktsignals werden die Taktraten für die erste Schnittstelle und den Datenratenkonverter bereitgestellt. Diese Taktraten sind über eine Logikeinheit veränderbar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, zur Wiedergabe von digitalen Audiosignalen, welche über ein asynchrones digitales Bussystem übertragen werden.
Bei der Übertragung von digitalen Audiosignalen über ein digitales asynchrones Bussystem ist zu berücksichtigen, dass die digitalisierten Audiosignale nicht kontinuierlich und zu konstanten Zeitintervallen übertragen werden und auf dem Datenbus bereit liegen, sondern dass die digitalen Audiosignale teilweise mit erheblicher Zeitverzögerung an der Signalsenke ankommen. Bei der Datenübertragung in einem asynchronen digitalen Bussystem sind daher besondere Vorkehrungen zu treffen, um diese Daten dennoch kontinuierlich an einem Nutzer ausgeben zu können.
So ist aus EP 0 577 329 A2 bekannt, Daten über ein synchrones Datennetzwerk zu übertragen. Hierbei wird die Wiedergabegeschwindigkeit an die Datenrate der Datenübertragung kontinuierlich angepasst.
Aus DE 696 34 891 T2 ist es bekannt, eine Synchronisierung von simultan übertragenen Daten, vorzugsweise Audiodaten, vorzunehmen.
Aus DE 694 26 350 T2 ist eine Laufzeitanpassung von Daten, die über ein Datennetz übertragen werden, bekannt.
Aus DE 197 23 760 A1 ist eine Einrichtung zum Empfang von mittels einer asynchronen Datenübertragungstechnik übertragenen Daten, insbesondere Audio- und Videodaten, bekannt, der ein Taktsignal zugeführt ist. Es ist eine Speichervorrichtung vorgesehen, die empfangene Daten über einen zum Ausgleich von Übertragungsverzögerungen notwendigen Zeitraum zwischenspeichert. Diese Erfindung kennzeichnet sich dadurch aus, dass das Taktsignal der Speichervorrichtung zum Auslesen der Daten zugeführt ist. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Übertragung und zum Empfang von Datensignalen mittels einer asynchronen Datenübertragungstechnik, wobei die empfangenen Datensignale zwischengespeichert und im Studiotakt ausgelesen werden.
Nachteilig bei dem vorgenannten Stand der Technik ist es jedoch, dass ein groß dimensionierter Speicherplatz vorhanden sein muss, um die Daten ausreichend zwischenspeichern zu können, um die Übertragungsverzögerungen ausgleichen zu können. Eine Reduzierung dieses Speichers ist nicht vorgesehen und kann bisher nicht ohne erheblichen Mehraufwand umgesetzt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorgenannten Probleme zu vermeiden und Audiodaten, insbesondere Musikdaten, welche in einem asynchronen digitalen Bussystem übertragen werden, mittels eines möglichst klein dimensionierten Zwischenspeichers zwischenzuspeichern, um die systembedingten Verzögerungen bei der Datenübertragung auszugleichen. Zugleich soll beim Einsatz in einem Kraftfahrzeug ermöglicht werden, weitere bzw. andere Audiodaten über die Signalsenke auszugeben, welche eine höhere Priorität als die wiederzugebenden Musikdaten haben.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Anpassung der Datenraten und der Geschwindigkeit der Datenverarbei tung kontinuierlich vorgenommen wird, so dass der Zwischenspeicher nicht überläuft.
Diese Aufgabe wird anhand der Merkmale der Patentansprüche 1 und 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich anhand der abhängigen Patentansprüche, der weiteren Beschreibung, sowie anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Wiedergabe von digitalisierten Audiosignalen, welche in einem Kraftfahrzeug mittels eines asynchronen Bussystems paketorientiert von einer Signalquelle zu mindestens einer Signalsenke, insbesondere einer Lautsprechereinheit, übertragenen werden. Der Signalsenke wird eine Audiosignalaufbereitungseinheit mit einem Datenratenkonverter vorgeschaltet. Der Datenratenkonverter erhält die für die Signalsenke bestimmten digitalisierten Audiosignale von einer Steuereinheit über eine Datenleitung mittels einer ersten Datenschnittstelle der Steuereinheit zugeleitet. Die Steuereinheit weist eine zweite Datenschnittstelle zum Anschluss an das asynchrone Bussystem und zum Empfang der digitalisierten Audiosignalen auf. In der Steuereinheit sind ein Datenpuffer und eine Regelungseinheit angeordnet, wobei von der Regelungseinheit ein Regelsignal an einen an eine Logikeinheit angebundenen Oszillator ausgegeben wird. Die Logikeinheit erzeugt anhand eines vom Oszillator generierten Taktsignals mindestens ein erstes und ein zweites Taktsignal, wobei das erste Taktsignal der ersten Datenschnittstelle und das zweite Taktsignal dem Datenratenkonverter zugeführt werden. Mittels der Regeleinheit wird über das Regelsignal das Taktsignal verändert, wodurch das erste und zweite Taktsignal, welche die Taktraten für die erste Schnittelle und den Datenratenkonverter bereitstellen, über die Logikeinheit in ihren Taktraten verändert werden, so dass die Datenrate, mit welcher die Daten aus dem Datenpuffer von der ersten Schnittstelle ausgelesen und über die Datenleitung an den Datenratenkonverter der Audiosignalaufbereitungseinheit übertragen werden, und die Datenrate des Datenratenkonverters in Abhängigkeit des Füllstandes des Datenpuffers von der Regeleinheit gesteuert werden.
Vorteilhaft beim Verfahren nach Patentanspruch 2 ist, dass die Audiosignalaufbereitungseinheit von einem dritten Taktsignal angesteuert wird, welches vom asynchronen Bussystem oder von der Steuereinheit oder vom ersten Taktsignal oder vom zweiten Taktsignal oder von einem weiteren Taktsignal abgeleitet wird. Hierdurch kann die Audiosignalaufbereitungseinheit mit einer anderen Taktrate betrieben werden als die restlichen Komponenten. Außerdem können der Datenratenkonverter und die Audiosignalaufbereitungseinheit mit unterschiedlichen Taktraten betrieben werden.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 3 ist bevorzugt, dass als Oszillator ein spannungsgesteuerter Oszillator verwendet wird.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 4 ist bevorzugt, dass das Regelsignal ein Gleichspannungssignal ist, das in seinem Spannungswert von der Regeleinheit variiert wird.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 5 ist bevorzugt, dass die Regeleinheit ein embedded Softwareprogramm ist, das in der Steuereinheit implementiert wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Wiedergabe von digitalisierten Audiosignalen, welche in einem Kraftfahrzeug an ein asynchrones Bussystem angebunden ist, um paketorientierte Daten einer Signalquelle zu mindestens einer angeschlossenen Signalsenke, insbesondere einer Lautsprechereinheit, zu übertragenen. Sie weist eine Au diosignalaufbereitungseinheit und einen Datenratenkonverter auf, die der angeschlossenen Signalsenke vorgeschaltet sind. Der Datenratenkonverter ist über eine Datenleitung mit einer ersten Datenschnittstelle der Steuereinheit verbunden. Die Steuereinheit weist eine zweite Datenschnittstelle zum Anschluss an das asynchrone Bussystem und zum Empfang der digitalisierten Audiosignale auf. In der Steuereinheit sind ein Datenpuffer und eine Regeleinheit angeordnet, wobei die Regeleinheit über ein Regelsignal einen Oszillator steuert, der als Ausgangssignal ein Taktsignal erzeugt. Das Taktsignal dient als Eingangssignal für eine Logikeinheit. Die Logikeinheit erzeugt mindestens ein erstes und ein zweites Taktsignal, wobei das erste Taktsignal der ersten Datenschnittstelle und das zweite Taktsignal dem Datenratenkonverter dient, um deren Verarbeitungsgeschwindigkeit zu steuern, so dass die Verarbeitungsgeschwindigkeit, mit welcher die erste Schnittstelle die Daten aus dem Datenpuffer ausliest und über die Datenleitung an den Datenratenkonverter der Audiosignalaufbereitungseinheit überträgt, und die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Datenratenkonverters in Abhängigkeit des Füllstandes des Datenpuffers steuerbar sind.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 7 ist bevorzugt, dass ein drittes Taktsignal die Audiosignalaufbereitungseinheit ansteuert, welches vom asynchronen Bussystem oder von der Steuereinheit oder vom ersten Taktsignal oder vom zweiten Taktsignal oder von einem weiteren Taktsignal abgeleitet ist oder von der Logikeinheit stammt.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 8 ist bevorzugt, dass der Oszillator ein spannungsgesteuerter Oszillator ist.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 9 ist bevorzugt, dass das Regelsignal ein Gleichspannungssignal ist, das in seinem Spannungswert von der Regeleinheit variierbar ist.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 10 ist bevorzugt, dass die Regeleinheit eine in der Steuereinheit embedded Software ist.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 11 ist bevorzugt, dass der Datenratenkonverter eine in der Audiosignalverarbeitungseinheit embedded Software ist.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 12 ist bevorzugt, dass die Audiosignalverarbeitungseinheit eine Mikrocomputereinheit, ein Mikrocomputer, ein Mikrocontroller oder eine Mikrocontrollereinheit oder ein digitaler Signalprozessor oder eine digitale Signalprozessoreinheit ist.
Gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 13 ist bevorzugt, dass die Steuereinheit eine Mikrocomputereinheit, ein Mikrocomputer, ein Mikrocontroller oder eine Mikrocontrollereinheit ist.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels anhand zweier Figuren beschrieben. Die Beschreibung der Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels stellt keine Einschränkung oder Limitierung der Erfindung auf diese konkrete Ausführungsform dar.
Es zeigt
1 einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Blockschaltweise;
2 einen weiteren schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Blockschaltweise.
Bei der nachfolgenden Figurenbeschreibung wird figurenübergreifend für identische Elemente in den Figuren jeweils bei allen Figuren dasselbe Bezugszeichen verwendet. Dies dient der Übersichtlichkeit und besseren Verständlichkeit der weiteren konkreten Beschreibung der Erfindung anhand der Figuren 1 und 2.
In 1 ist ein schematischer Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Blockschaltweise dargestellt. Es ist ein asynchroner Datenbus 1 dargestellt. Der asynchrone Datenbus 1 ist beispielsweise in einem Kraftfahrzeug angeordnet. Über den asynchronen Datenbus 1 werden digitalisierte Daten, z. B. Audiodaten, Videodaten oder sonstige Daten, paketorientiert übertragen. An den asynchronen Datenbus 1 ist mindestens eine Signalquelle 2 und mindestens eine Signalsenke 3 angeschlossen. Die Signalsenken und Signalquellen weisen jeweils elektrische und/oder elektronische Komponenten auf, um mit dem asynchronen Datenbus 1 zu kommunizieren und Daten über diesen zu senden und/oder zu empfangen. Im konkreten Ausführungsbeispiel ist über den asynchronen Datenbus 1 eine Signalquelle 2 angebunden, welche Audiodaten auf den asynchronen Datenbus 1 überträgt. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Rundfunksignalempfangseinheit, welche Rundfunksignale empfängt und die im Rundfunksignal enthaltenen Audiosignale und Musikdaten über den asynchronen Datenbus 1 an mindestens eine Signalsenke 3 übermittelt. Bei der Signalquelle 2 kann es sich aber auch um eine andere Art von Signalquelle handeln, beispielsweise um eine DVD-Einheit, eine Freisprecheinrichtung oder eine Parkdistance-Einheit, welche über Sensoren den Abstand zu Objekten im Nahbereich erfasst und eine akustische Warnung abgibt, sobald ein voreinstellbarer Abstand zu einem Objekt unterschritten wird.
Jede Signalquelle, welche an dem asynchronen Datenbus 1 angebunden ist, ist mit einer definierten Adresse ausges tattet. Ein jedes Datenpaket, welches über den asynchronen Datenbus 1 versendet wird, weist in einem Header, der zumeist den Anfang des Datenpaktes bildet, die Adresse der Signalquelle auf, von der das Datenpaket stammt. Außerdem kann im Header eingetragen werden, für welche Signalsenke das Datenpaket bestimmt ist. Auf diese Weise werden die Datenpakete nur von den Signalsenken vom asynchronen Datenbus 1 genommen, für die das Datenpaket bestimmt ist. Außerdem kann im Header eine Priorität für die Signalquelle, von der das Datenpaket stammt, eingetragen werden. In der Signalsenke werden dann diejenigen Daten mit der höheren Priorität zuerst verarbeitet und ggf. ausgegeben.
An dem asynchronen Datenbus 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist eine Steuereinheit 6 angebunden. Die Steuereinheit 6 weist eine Schnittstelle 8 auf. Die Schnittstelle 8 ist vorgesehen, um die Steuereinheit 6 an den asynchronen Datenbus 1 anzubinden. Hierbei handelt sich in vorzugsweiser Ausführung der Erfindung um ein Gateway oder um eine speziell ausgeführte Schnittstelle zur Adaption eines asynchronen Datenbusses. Im Weiteren weist die Steuereinheit 6 einen Datenpuffer 9 auf.
Die Steuereinheit 6 übernimmt aus dem asynchronen Datenbus 1 nur diejenigen Datenpakete, die an die Signalsenke 3 adressiert sind, welche an die Steuereinheit 6 angeschlossen ist. Im vorliegenden konkreten Ausführungsbeispiel handelt es sich um die Signalsenke 3, die eine Lautsprechereinheit ist und die von der Steuereinheit 6 mit auszugebenden Audiodaten versorgt wird.
Der Datenpuffer 9 in der Steuereinheit 6 dient dazu, um Daten, welche über die Schnittstelle 8 von der Steuereinheit 6 empfangen werden, zwischenzuspeichern. Im Weiteren ist eine weitere Schnittstelle 10 vorhanden. Bei dieser Schnittstelle 10 handelt es sich vorzugsweise um eine Da tenschnittstelle, welche vorzugsweise Audiodaten ausgibt. Diese Schnittstelle 10 wird von der Steuereinheit 6 angesteuert. Die Steuereinheit 6 ermittelt aus dem Datenpuffer 9 die dort vorhandenen Audiodaten und gibt diese an die Schnittstelle 10 weiter, welche diese Audiodaten über die Datenleitung 7 an eine weitere Einheit überträgt.
Die Steuereinheit 6 gibt aber diese Daten in Abhängigkeit von deren Prioritäten über die Schnittstelle 10 ab. Daten mit höherer Priorität werden zuerst übergeben.
Im Weiteren ist in der Steuereinheit 6 eine Regeleinheit 11 angeordnet. Die Regeleinheit 11 erzeugt ein Steuersignal 12. Das Steuersignal 12 wird von der Regeleinheit 11 an eine externe Einheit ausgegeben.
Bei der Steuereinheit 6 handelt es sich vorzugsweise um einen Mikrocontroller, eine Mikrocontrollereinheit, einen Mikrocomputer oder eine Mikrocomputereinheit. Die Steuereinheit 6 ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung modular aufgebaut, so dass diese entsprechend ausbaubar ist, so dass über die Steuereinheit 6, soweit weitere Schnittstellen, insbesondere Audiodatenschnittstellen analog zur Schnittstelle 10 vorhanden sind, weitere Signalsenken anschließbar sind. Somit kann dann eine Steuereinheit 6 mehrere Signalsenken mit entsprechenden Daten versorgen.
Die Regeleinheit 11 kann in vorzugsweiser Ausführung als Softwareroutine auf der Steuereinheit 6 implementiert sein. Somit kann Aufwand für eine gesonderte hardwaremäßige Ausführung der Regeleinheit 11 eingespart werden. Im Fall der Softwareausführung handelt es sich beispielsweise um eine embedded Software, welche auf der Steuereinheit 6 integriert ist.
Die Schnittstelle 10 der Steuereinheit 6 leitet, wie bereits dargestellt, die Audiodaten über die Datenleitung 7 an eine externe Einheit. Bei der externen Einheit handelt es sich in vorzugsweiser Ausführung um eine Audiosignalaufbereitungseinheit 4. Bei der Audiosignalaufbereitungseinheit 4 handelt es sich in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung um einen digitalen Signalprozessor, einen Digital/Analog-Konverter, einen Codec oder Coder oder eine Kombination derselben. An die Audiosignalaufbereitungseinheit 4 ist über die Leitung 19 eine Signalsenke 3 angeschlossen. Bei der Signalsenke 3 handelt es sich beispielsweise um mindestens einen Lautsprecher. Über die Leitung 19 werden analoge Daten an die Signalsenke 3 gegeben. Im Weiteren ist in der Audiosignalaufbereitungseinheit 4 ein Verstärker angeordnet, der die analogen Audiodaten verstärkt, ehe diese an die Signalsenke 3 geleitet werden. Über die Datenleitung 7 werden der Audiosignalaufbereitungseinheit 4 die digitalen Audiodaten zugeleitet. Diese werden von einem Datenratenkonverter 5 empfangen. Der Datenratenkonverter 5 setzt die über die Datenleitung 7 übertragenen digitalen Audiosignale, welche mit dem Takt des Taktsignals 16 übertragen werden, in die Taktrate der Audiosignalverarbeitungseinheit 4 um. Die Audiosignalaufbereitungseinheit 4 sowie eine, in der 1 nicht dargestellte Digitalanalogwandlereinheit verarbeiten die digitalen Audiosignale mit einer Abtastrate, die aus dem Takt des Taktsignals 17 abgeleitet wird. Die nun analog vorliegenden Audiosignale werden dann über die Signalsenke 3 ausgegeben. Die Taktsignale 16 und 17 können durch Verwendung des Datenratenkonverters 5 völlig asynchron zueinander sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Datenratenkonverter 5 als embedded Software auf der Audiosignalaufbereitungseinheit 4 integriert.
Die Regeleinheit 11 der Steuereinheit 6 gibt das Regelsignal 12 aus. Bei einem Regelsignal 12 handelt es sich in vorzugsweiser Ausführung um ein Spannungssignal, vorzugsweise ein Gleichspannungssignal. Die Regeleinheit 11 nutzt in vorzugsweiser Ausgestaltung hierzu einen Port der Steuereinheit 6 und gibt an diesen das Regelsignal 12 aus. Dieses Regelsignal 12 wird einem Oszillator 13 zugeführt. Beim Oszillator 13 handelt es sich in vorzugsweiser Ausgestaltung um einen spannungsgesteuerten Oszillator. Die Frequenz des Oszillators 13 wird in Abhängigkeit des Spannungswertes des Regelsignals 12 variiert. Der Oszillator 13 erzeugt ein Taktsignal 18, das an eine Logikeinheit 14 geleitet wird und das über das Regelsignal 12 variierbar ist.
Die Logikeinheit 14 erzeugt anhand des Taktsignals 18 zwei weitere Taktsignale 15 und 16. Das Taktsignal 15 wird der ersten Schnittstelle 10 der Steuereinheit 6 zugeführt. Das zweite Tanksignal 16 wird dem Datenkonverter 5 der Audiosignalaufbereitungseinheit 4 zugeleitet. Das Taktsignal 15 steuert die Datenrate, mit welcher die erste Schnittstelle die digitalen Audiodaten auf die Datenleitung 7 gibt, und mit welcher Geschwindigkeit bzw. Datenrate die Daten aus dem Datenpuffer 9 ausgelesen werden. Das Taktsignal 16 steuert die Geschwindigkeit, mit welcher der Datenratenkonverter 5 die Daten von der Datenleitung 7 empfängt und weiterverarbeitet. Die Logikeinheit 14 steuert anhand des Taktsignals 18, wie vorher beschrieben, die Taktsignale 15 und 16. Die Regeleinheit 11 erzeugt das Steuersignal 12 in Abhängigkeit des Füllgrades des Datenpuffers 9 und der Geschwindigkeit des Füllens bzw. Leerens des Datenpuffers 9. Wie eingangs beschrieben, werden die vom asynchronen Datenbus 1 entnommenen Daten, im Ausführungsbeispiel handelt es sich um Audiodaten, von der Steuereinheit 6 in den Datenpuffer 9 gelegt und von dort ausgelesen und an die Schnittstelle 10 zur Übertragung an die Audiosignalaufbereitungseinheit 4 gesandt. Das Auslesen aus dem Datenpuffer 9 wird entweder von der Steuereinheit 6 vorgenommen oder in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt dies eigenständig durch die Schnittstelle 10, gesteuert über das Taktsignal 15. Zugleich muss aber auf der Empfangsseite, sprich dem Datenratenkonverter 5, die Geschwindigkeit an die der Schnittstelle 10 angepasst werden.
Um nunmehr einen Überlauf des Datenpuffers 9 oder ein Leerlaufen des Datenpuffers 9 zu verhindern, muss entsprechend die Verarbeitungsgeschwindigkeit sowohl in der Steuereinheit 6 als auch die Empfangsgeschwindigkeit des Datenratenkonverters 5 angepasst werden. Hierzu dient die beschriebene Variation der Taktraten der Taktsignale 15 und 16.
Die Steuereinheit 11 beschleunigt die Taktsignale 15, 16 und 18, wenn der Datenpuffer 9 schneller gefüllt wird, als er über die erste Schnittstelle 10 in die Audiosignalaufbereitungseinheit 4 entleert wird. Die Steuereinheit 11 verlangsamt die Taktsignale 15, 16 und 18, wenn der Datenpuffer 9 langsamer gefüllt wird, als er über die erste Schnittstelle 10 in die Audiosignalaufbereitungseinheit 4 geleert wird. Der Füllgrad des Datenpuffers 9 wird über eine relativ lange Zeitspanne ermittelt und/oder gemittelt. Dies erfolgt vorzugsweise über die Steuereinheit 6 oder durch die Regeleinheit 11. Diese Mittelung des Füllgrades des Datenpuffers 9 über einen längeren Zeitraum entspricht einer Tiefpassfilterung. Dieses tiefpassgefilterte Signal wird dann als Eingangssignal zur Steuerung des Oszillators 13 verwendet, vorzugsweise von der Regeleinheit 11. Daher verändern sich die Taktraten der Taktsignale 15, 16, 17 und 18 relativ langsam. Langsame Änderungen der Taktraten werden häufig als „taktwandern” (engl. clock wander) und schnelle Änderungen der Taktraten werden häufig als „Jitter” (engl. jitter) bezeichnet. Wird ein Audio- und/oder Videowidergabesystem oder eine Vorrichtung zur Widergabe von digi talen Audio- und/oder Videosignalen mit einem wandernden Taktsignal (also mit einem Taktwandern) betrieben, so hat dies Tönhöhenänderungen bei der Wiedergabe zur Folge, die Differenz zwischen maximaler und minimaler Taktrate muss nur genügend groß sein. Daher muss die Tiefpassfilterung dies beschränken, indem der Betrag des „taktwandern” und außerdem die Änderungsrate der Taktfrequenz minimiert wird. Die Tönhöhenänderungen bei der Wiedergabe werden signifikant verringert, wenn das Taktsignal 17 konstant ist, z. B. durch Verwendung eines Quarzoszillators. Da die zwei Taktgebiete für das Taktsignal 15/16 und das Taktsignal 17 asynchron sind, muss ein Datenratenkonverter 5 eingesetzt werden.
Der Datenratenkonverter 5 trennt die Taktraten der Datenübertragung zwischen den Taktsignalen 15/16 und 17, da diese zueinander schwanken können. Erfahrungsgemäß hat sich gezeigt, dass hier Schwankungen von bis zu zehn Prozent erfolgen können. Dies soll möglichst unterbleiben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat das Taktsignal 17, mit dem die Daten in der Audiosignalaufbereitungseinheit 4 weiterverarbeitet und ausgegeben werden, eine feste Frequenz. Die Anpassung der variablen Datenrate aus dem Takt 16 und der festen Datenrate 17 geschieht im Datenratenkonverter 5.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß 2 basieren alle Taktsignale 15, 16, 17 und 18 auf einem gemeinsamen Basissignal, nämlich dem des Oszillators 13. Da sich hierbei die Verarbeitungs- und Ausgabegeschwindigkeit der Audiosignalaufbereitungseinheit 4 immer mit ändert, kann auf einen Datenratenkonverter 5 verzichtet werden. In der Ausgestaltung der Erfindung gemäß 2 ist der Datenratenkonverter 5 aus 1 durch eine Schnittstelle 20 ersetzt, die mit dem Taktsignal 16 gesteuert wird.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Taktsignal 15, 16, 17 durch ein einziges Taktsignal, welches vom Oszillator 13 erzeugt wird, ersetzt werden. In diesem Fall kann die Logikeinheit 14 entfallen, da dann der Oszillator 13 das Taktsignal direkt liefert. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass dann der Oszillator 13 ausgelegt sein muss, um ein entsprechend notwendiges Taktsignal stabil zu erzeugen.

1: asynchrones Bussystem (asynchroner Datenbus)
2: Signalquelle
3: Signalsenke
4: Audiosignalaufbereitungseinheit
5: Datenratenkonverter
6: Steuereinheit
7: Datenleitung
8: zweite Schnittstelle
9: Datenpuffer
10: erste Schnittstelle
11: Regeleinheit
12: Regelsignal
13: Oszillator
14: Logikeinheit
15: Taktsignal
16: Taktsignal
17: Taktsignal
18: Taktsignal
19: Leitung
20: Schnittstelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0577329 A2 [0003]
- DE 69634891 T2 [0004]
- DE 69426350 T2 [0005]
- DE 19723760 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Wiedergabe von digitalisierten Audiosignalen, welche in einem Kraftfahrzeug mittels eines asynchronen Bussystems (1) paketorientiert von einer Signalquelle (2) zu mindestens einer Signalsenke (3), insbesondere einer Lautsprechereinheit, übertragen werden, wobei der Signalsenke (3) eine Audiosignalaufbereitungseinheit (4) mit einem Datenratenkonverter (5) vorgeschaltet wird, welcher die für die Signalsenke (3) bestimmten digitalisierten Audiosignale von einer Steuereinheit (6) über eine Datenleitung (7) mittels einer ersten Datenschnittstelle (10) der Steuereinheit (6) zugeleitet werden, die Steuereinheit (6) eine zweite Datenschnittstelle (8) zum Anschluss an das asynchrone Bussystem (1) und zum Empfang der digitalisierten Audiosignale aufweist, in der Steuereinheit (6) ein Datenpuffer (9) und eine Regeleinheit (11) angeordnet sind, wobei von der Regeleinheit (11) ein Regelsignal (12) an einen an eine Logikeinheit (14) angebundenen Oszillator (13) ausgegeben wird, und die Logikeinheit (14) anhand eines vom Oszillator (13) generierten Taktsignals (18) mindestens ein erstes und ein zweites Taktsignal (15, 16) generiert, wobei das erste Taktsignal (15) der ersten Datenschnittstelle (10) und das zweite Taktsignal (16) dem Datenratenkonverter (5) zugeführt werden, und mittels der Regeleinheit (11) über das Regelsignal (12) das Taktsignal (18) verändert wird, wodurch das erste und zweite Taktsignal (15, 16), welche die Taktraten für die ersten Schnittelle (10) und den Datenratenkonverter (5) bereitstellen, über die Logikeinheit (14) in ihren Taktraten verändert werden, so dass die Datenrate, mit welcher die Daten aus dem Datenpuffer (9) von der ersten Schnittstelle (10) ausgelesen und über die Datenleitung (7) an den Datenratenkonverter (5) der Audiosignalaufbereitungseinheit (4) übertragen werden, und die Datenrate des Datenratenkonverters (5) in Abhängig keit des Füllstandes des Datenpuffers (9) von der Regeleinheit (11) gesteuert werden.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Audiosignalaufbereitungseinheit (4) von einem dritten Taktsignal (17) angesteuert wird, welches vom asynchronen Bussystem (1) oder von der Steuereinheit (6) oder vom ersten Taktsignal (15) oder vom zweiten Taktsignal (16) oder von einem weiteren Taktsignal (18) oder einem festen Taktsignal, insbesondere von einem Quarzoszillator stammend, abgeleitet wird.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Oszillator (13) ein spannungsgesteuerter Oszillator eingesetzt wird.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelsignal (12) ein Gleichspannungssignal ist, das in seinem Spannungswert von der Regeleinheit (11) variiert wird.
Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit (4) ein embedded Softwareprogramm ist, das in der Steuereinheit (6) implementiert wird.
Vorrichtung zur Wiedergabe von digitalisierten Audiosignalen, welche in einem Kraftfahrzeug an ein asynchrones Bussystems (1) angebunden ist, um paketorientierte Daten einer Signalquelle (2) zu mindestens einer angeschlossenen Signalsenke (3), insbesondere einer Lautsprechereinheit, zu übertragen, mit einer einen Datenratenkonverter (5) aufweisenden Audiosignalaufbereitungseinheit (4), die der angeschlossenen Signalsenke (3) vorgeschaltet ist, und der Datenratenkonverter (5) über eine Datenleitung (7) mit einer ersten Datenschnittstelle (10) der Steuereinheit (6) verbunden ist, die Steuereinheit (6) eine zweite Datenschnittstelle (8) zum Anschluss an das asynchrone Bussystem (1) und zum Empfang der digitalisierten Audiosignalen aufweist, in der Steuereinheit (6) ein Datenpuffer (9) und eine Regelungseinheit (11) angeordnet sind, wobei die Regeleinheit (11) über ein Regelsignal (12) einen Oszillator (13) steuert, der als Ausgangssignal ein Taktsignal (18) erzeugt, das als Eingangssignal für eine Logikeinheit (14) dient, und die Logikeinheit (14) mindestens ein erstes und ein zweites Taktsignal (15, 16) generiert, wobei das erste Taktsignal (15) der ersten Datenschnittstelle (10) und das zweite Taktsignal (16) dem Datenratenkonverter (5) dient, um deren Verarbeitungsgeschwindigkeit zu steuern, so dass die Verarbeitungsgeschwindigkeit, mit welcher die erste Schnittstelle (10) die Daten aus dem Datenpuffer (9) ausliest und über die Datenleitung (7) an den Datenratenkonverter (5) der Audiosignalaufbereitungseinheit (4) überträgt, und die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Datenratenkonverters (5) in Abhängigkeit des Füllstandes des Datenpuffers (9) steuerbar sind.
Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Taktsignal (17) die Audiosignalaufbereitungseinheit (4) ansteuert, welches vom asynchronen Bussystem (1) oder von der Steuereinheit (6) oder vom ersten Taktsignal (15) oder vom zweiten Taktsignal (16) oder von einem weiteren Taktsignal (18) oder einem festen Taktsignal, insbesondere von einem Quarzoszillator stammend, abgeleitet ist oder von der Logikeinheit (14) stammt.
Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator (13) ein spannungsgesteuerter Oszillator ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelsignal (12) ein Gleich spannungssignal ist, das in seinem Spannungswert von der Regeleinheit (11) variierbar ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit (11) eine in der Steuereinheit (6) embedded Software ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenratenkonverter (5) eine in der Audiosignalverarbeitungseinheit (4) embedded Software ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Audiosignalverarbeitungseinheit (4) eine Mikrocomputereinheit, ein Mikrocomputer, ein Mikrocontroller oder eine Mikrocontrollereinheit oder ein digitaler Signalprozessor oder eine digitale Signalprozessoreinheit ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) eine Mikrocomputereinheit, ein Mikrocomputer, ein Mikrocontroller oder eine Mikrocontrollereinheit ist.