DE69628977T2

DE69628977T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Ausstattung einer Selbst-Aufwach-Funktion mit sehr niedriger Verlustleistung für eine Steuerungseinheit eines Kommunikationssystems

Info

Publication number: DE69628977T2
Application number: DE69628977T
Authority: DE
Inventors: Mark Chapman (NMI), Irvine; Dennis E. Fountain Valley Starbuck
Original assignee: Skyworks Solutions Inc
Current assignee: Skyworks Solutions Inc
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1996-07-22
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2016-07-23
Also published as: JPH09121192A; DE69628977D1; EP0758768A3; EP0758768A2; US5845204A; EP0758768B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektronische Systeme, die zwischen einer Normalbetriebsart und einer Energiespar-Stopp-Betriebsart während längerer Inaktivitätsperioden betrieben wird und die von sich aus periodisch „aufwachen". Beispiele für solche elektronische Systeme sind Kommunikationsgeräte, wie zum Beispiel Packet Radios bzw. Funkgeräte und drahtlose Telefonsysteme mit Niedrigleistungs-Stopp-Betriebsart zu Energiesparzwecken.
HINTERGRUND DER TECHNIK
Bei der Entwicklung von drahtlosen, großflächigen Kommunikationssystemen, wie zum Beispiel Mobitex^TM, CDPD Packet Radio und fortgeschritteneren drahtlosen Sprach/Datenkommunikationssystemen gab es einen Bedarf, einen Energie-Schlaf-Zustand vorzusehen, der so niedrig wie möglich ist, um eine lange Batterielebensdauer zu erreichen. Dies ist besonders wichtig für die auftauchenden 2-Wege-Datenkommunikationsfunknetzwerke, bei denen eines der beabsichtigten Hauptanwendungsgebiete für solche Systeme eine drahtlose, großflächige Ausdehnung von Netzwerkdiensten, wie zum Beispiel elektronische Post bzw. Email ist. Für solche Systeme, wie zum Beispiel Personal Communication System- (PCS)-Telefone gibt es ebenfalls zusätzliche Anforderungen, und zwar die, dass die Systeme leicht und kompakt sind und zugleich eine maximale Gesprächszeit vorsehen. Dies spiegelt sich in einer minimalen Komponentenanzahl und fortgeschrittenen Abschaltmerkmalen wieder.
Weiterhin, wenn eine asynchrone Page-Signalisierung in dem System, wie zum Beispiel einem Packet Radio, implementiert ist, dann muss das System in einer gewissen Periode von sich aus aufwachen, um das Page-Signal nicht zu verpassen. Um das Netzwerk maximal auszunutzen, ist im hohen Masse wünschenswert, einen „verbindungslosen Kontakt" zu ermöglichen, bei dem ein mobiler Benutzer effektiv durchgängig mit dem Netzwerk verbunden ist und Nachrichten zu dem mobilen Benutzer gesendet werden können ohne dabei vorher das Gerät „anschalten" zu müssen oder den mobilen Empfänger kontinuierlich in der Empfangsbetriebsart aktive halten zu müssen. Dies wurde in dem System dadurch erreicht, dass es dem mobilen Benutzer ermöglicht wurde, sich in dem Netzwerk zu registrieren und dann in eine Schlaf- oder Stopp-Betriebsart zu wechseln. Der Benutzer wird auf transparente Weise zwischen Zellstandorten transferiert oder „geroamt", und zwar bis zu dem Zeitpunkt bis eine Übertragung angefordert wird oder eine ankommende Nachricht oder Verbindungsanforderung für das Terminal vorliegt.
Um eine Maximalbatterielebensdauer in der Teilnehmereinheit vorzusehen, schaltet sich die Mobileinheit für eine vorbestimmte Zeitdauer, auf die sich die Einheit und die steuernde Basisstation geeinigt haben, komplett ab und wacht dann zum geeigneten Moment auf. Die Basisstation gibt eine Liste von „Verbindungs-Anforderungen", Pages, zu diesem Zeitpunkt aus und wenn die Adresse der Mobileinheit in der Liste als aktiv steht, verbleibt sie mit Energie versorgt in der Empfangsbetriebsart. Wenn keine Aktivierungsanfrage bzw. Page in der Broadcast-Liste vorliegt, wird sie wieder in den Schlafmodus bis zu der nächsten Aufwachperiode zurückkehren.
Solch ein System erlaubt es der Mobileinheit einen höchsteffizienten „Schlaf/Empfangs"-Arbeitszyklus auszuführen, der im hohen Masse den Energieverbrauch reduziert, während eine vollkommene transparente Verbindungsmöglichkeit ermöglicht wird. Hinsichtlich des Benutzers ist er mit dem Netzwerk verbunden und alle Dienste stehen ihm zur Verfügung. Eingehende Nachrichten und Verbindungsanforderungen treten so auf, als gäbe es eine wahrlich durchgängige Verbindung.
Solch ein Verfahren zur Kommunikation erlaubt eine „erzwungene Lieferungsbetriebsart" bzw. „forced delivery mode" für Nachrichten, was bei sogenannten Personal Digital Assistants („PDA") besonders wünschenswert sein wird, bei denen die Batterieleistung besonders wertvoll ist und ihre Existenz jedoch ge nau von ihrer Fähigkeit 2-Wege-Nachrichtenübermittlung vorzusehen, abhängt.
Bei einem solchen Kommunikationsverfahren, wie es oben beschrieben ist, ist es wahrscheinlich, dass die Kommunikationsverbindung mittels eine Packet Radio Modems vorgesehen wird, dass ein Modulator/Demodulator, eine Mikroprozessor basierende Protokollmaschine, möglicherweise mit entweder einem Funktransceiver oder eine Verbindung zu einem entsprechend ausgerüsteten Funktelefon aufweist. Die oberen Layer des Verbindungsprotokolls können sich auf einem Host-Computersystem befinden und werden im Allgemeinen nur aktiv werden, wenn eine tatsächliche Nachricht gesendet oder empfangen wird. Diese Architektur erlaubt es dem Modemgerät die Kommunikationsverbindung zu handhaben und die „Verbindung" in dem Schlafmodus beizubehalten ohne dabei eine Aktivierung der oberen Layers des Protokolls, und somit des Host-Systems, vorauszusetzen.
Ein Problem mit diesen Merkmal ist, dass das Timing bzw. Zeitsteuerung , dass mit dieser Systemschlafeinrichtung verknüpft ist, einen hohen Grad an Genauigkeit erfordert, um sicherzustellen, dass die Ferneinheit und die Basisstation im Synchronismus bzw. Gleichlauf verbleiben. Dies bedeutet, dass kein asynchrones „Klingel"-Ereignis auftritt, welches das System zwingt, aufzuwachen. Dies setzt verlangt, dass eine Timing-Komponente kontinuierlich in der Ferneinheit aktiv ist und diese Timing-Komponente muss ziemlich genau sein.
Das normale Verfahren, um eine solche Timing-Funktion zu erlangen, wäre es, den Timer in dem Mikroprozessor oder Mikrocontroller laufen zu lassen, während alle anderen möglichen Leistungsaufnehmer, wie zum Beispiel das Empfänger Front End, etc. abgeschaltet wird. Dieses beinhaltet jedoch normalerweise die Verwendung einer Quarzoszillator-Schaltung (crystal oscillator circuit) oder einer autonomen bzw. unabhängigen Aufwachfunktion eines externen Timing-Elements.
Die Quarzoszillator-Schaltung in einem Mikroprozessor oder Mikrocontroller ist ein erheblicher Energieabfluss für das Gesamtsystem in der Schlaf-Betriebsart und das Betreiben dieser Schaltung und dessen zugeordneten internen Timers resultiert in einem signifikanten Energieverbrauch in der Schlaf-Betriebsart. Eine Schlafbetriebsartzeit ist sehr groß in dem „Schlaf/Empfangs"-Arbeitszyklus, was offenkundig in einer erheblichen Reduzierung der möglichen Batterielebensdauer resultiert. Während die Verwendung eines externen Niedrigleistungstiminggerätes dieses Problem vermindern könnte, würde dies in zusätzlichen Schaltungen mit zugeordneten Kosten und Flächenaufwand (real estate penalties) resultieren.
Weiterhin wird auf das Dokument US 5,428,820 aufmerksam gemacht, das ein tragbares Funktelefongerät offenbart, dass in einem Funkkommunikationssystem betrieben wird, wobei das tragbare Funktelefon eine Leistungsverbrauchssteuerungsschaltung beinhaltet. Das Funktelefonsystem ist so konstruiert, dass das tragbare Funktelefon nur intermittierend Paging-Information von einem entfernten Transceiver während einer Steuerbetriebsart empfangen muss. Die Leistungsverbrauchssteuerungsschaltung verwendet einen Niedrigkosten-, Niedrigleistungs-, Niedrigfrequenzoszillator zusammen mit Hardware und Software zum Abschalten eines Teil des Funktelefons in einer Schlafperiode, und zwar wenn das Funktelefon keine Information von dem entfernten Transceiver empfängt.
Weiterhin wird auf das Dokument EP 0 586 256A hingewiesen, das ein Zeitmessungssystem zum genauen Messen der Zeit mit einer ungenauen Uhr offenbart, wobei in dem System zwei Takt-Oszillatoren verglichen werden und der momentane Fehler des langsameren Taktoszillators gemessen wird. Wenn die Fehlerveränderungsrate des langsameren Taktsoszillators langsam genug ist, kann der schnelle Taktoszillator für längere Zeitintervalle ausgeschaltet werden. Mit Hilfe dieser Vorrichtung und des Verfahrens kann Betriebsenergie in tragbaren Geräten, die eine genaue Zeitmessung verlangen, eingespart werden.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum In-Gang-Setzen einer Wake-Up- oder Aufwecklogik, gemäss Anspruch 1, und ein Verfahren für eine Verarbeitungseinheit in einem elektronischen System zur Selbstaufweckung aus einer Niedrigleistungs-Stopp-Betriebsart, gemäss Anspruch 5 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in den Unteransprüchen offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Lage zu sein, so wenig Energie wie möglich in einer Stopp-Betriebsart zu verwenden, während gleichzeitig Kontakt zum System beibehalten wird.
Es ist weiterhin ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine hohe Integration zu ermöglichen, und zwar durch Vorsehen geeigneter Niedrigleistungstimingschaltungen in dem Mikroprozessor/Mikrocontroller selber.
Es ist weiterhin ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein genaues Timing zu ermöglichen, und zwar sogar während der Stopp-Betriebsart ohne eine Verwendung von externen Timing-Komponenten oder des internen Quarz-Oszillators.
Es ist ferner ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, es zu ermöglichen, eine genaue Timingquelle mit niedriger Leistung durch kontinuierliches Kalibrieren von einer bekannten Timingquelle vorzusehen.
Um die obige Aufgabe zu lösen, wird ein „Snooze" bzw. Schlummer-Timer in der Verarbeitungseinheit eines elektronischen Systems vorgesehen, was ohne die Verwendung des üblichen quarzgesteuerten Oszillators läuft. Der „Schlummer-Timer" wird durch einen Ringoszillator, oder einen anderen Niedrigleistungstaktungsmechanismus, mit zugeordneter Timerschaltung implementiert. Der Ringoszillator läuft kontinuierlich und versorgt einen Timer, der mit einem geeigneten Wert vorgeladen ist. Der Timer wird die Hauptverarbei tungsfunktionen reaktivieren, wenn er zeitlich abgelaufen oder ausgelaufen ist, wodurch der erfolgreiche Empfang eines externen Systemsynchronisationssignals von einer Übertragungsquelle ermöglicht wird.
Um hinsichtlich von Ungenauigkeiten des Ringoszillators aufgrund dessen Abhängigkeit von der Spannung dem Prozesses und der Temperatur zu kompensieren, wird die Ausgabe des Schlummer-Timers während der Aufwachperioden mittels eines Timingsignals, das von der internen quarzgesteuerten Timingquelle abgeleitet wird, kalibriert. Diese Kalibrierung kompensiert für die inhärente Frequenzinstabilität des Ringoszillators und erlaubt es, ein Timingsignal mit ausreichender Genauigkeit während des Stopp-Zyklus beizubehalten.
Der Timer für die Niedrigleistungs-Stopp-Betriebsart der vorliegenden Erfindung erlaubt es somit, ein genaues Timing-Signal mit sehr niedriger Leistung beizubehalten, und zwar ohne der Verwendung von externen Timing-Komponenten während der kritischen Stopp-Perioden, in denen der Energieverbrauch auf einem absoluten Minimum sein sollte.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zusätzliche Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus den folgenden Zeichnungen offensichtlich, wobei die Figuren Folgendes zeigen:
1(a) zeigt ein herkömmliches Mikroprozessor-basiertes Kommunikationssystem in einem vereinfachten Blockdiagramm.
1(b) zeigt einen Quarzoszillator mit Aufwach-Logik, der in dem herkömmlichen Mikroprozessor-basierten Kommunikationssystem implementiert ist.
2 zeigt ein vereinfachtes Systemdiagramm eines Mikrocontrollers, der die Niedrigleistungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
3 beschreibt ein vereinfachtes Funktionsblockdiagramm der Niedrigleistungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
4(a), 4(b) und 4(c) beschreiben den Kalibrierungsprozessablauf.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vorsehen einer Niedrigleistungs-Stopp-Betriebsart in einem Prozessor-basierenden elektronischen System, wie zum Beispiel einem Packet-Radio-Kommunikationssystem, wird offenbart. In der folgenden Beschreibung wird die vorliegende Erfindung mittels Algorithmen und funktionalen Blockdiagrammen beschrieben, was die üblichen Mittel eines Fachmanns sind, um mit ähnlichen Fachleuten zu kommunizieren. Der Fachmann wird anerkennen, dass die vorliegende Erfindung nicht strengermaßen auf die symbolische Darstellung hier herinnen begrenzt ist und Fachleute können auf einfache Weise Modifizierungen ausführen, um die vorliegende Erfindung hinsichtlich ihrer jeweiligen Anwendungen zu implementieren.
Weiterhin werden Fachleute erkennen, dass obwohl in der folgenden Beschreibung die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit einer Prozessorbasierten Kommunikationsvorrichtung offenbart wird, die vorliegende Erfindung auf einfache Weise für eine Verwendung in Verbindung mit anderen elektronischen Vorrichtungen, in denen eine Selbstaufwach-Funktion von einer Niedrigleistungs-Inaktiven-Betriebsart erwünscht ist, adaptiert werden kann.
Bezug genommen wird auf 1(a) wo ein herkömmliches Prozessorbasiertes Packet Radio-Kommunikationssystem in einem vereinfachten Blockdiagramm gezeigt ist. Das Kommunikationssystem 10 kann in einem Format, das allgemein als PCMCIA-Karte 100 bekannt ist, die eine Schnittstelle zwischen einem tragbaren Computer 101 und einem Telefon 102 oder Funksender 103 bildet, implementiert werden. In dem Fall eines Packet Radios erlaubt die PCMCIA-Karte 100 es einem mobilen Benutzer ihre Email auf ihrem tragbaren Computer 101 durch eine Telefonverbindung 102 oder eine drahtlose Funkverbindung 103 zu empfangen.
Typischerweise kann die PCMCIA-Karte 100 einen Mikrocontroller 110 aufweisen, und zwar zum Ermöglichen eines Datentransfers über eine Kommunikationsvorrichtung, wie zum Beispiel eines integrierten bzw. On-Board-Empfängers/Senders zum Beispiel einem Modem 115. Der Mikrocontroller 110 wird wahrscheinlich ebenfalls ROM 130 und RAM 140 Speicher, sowie einen digitalen Signalprozessor 150 besitzen, um die gewünschte Funktionalität zu erreichen.
Bezug genommen wird auf 1(b), wo ein Quarzoszillator 160 mit einer Wake-Up bzw. Aufwach-Logik 170 dargestellt ist, und zwar mit dem herkömmlichen Mikrocontroller 110. Wie oben beschrieben, wird ein externes Aufwachsignal 175 in einem herkömmlichen System benötigt, um das System aufzuwecken. Wenn der Mikrocontroller 110 eine Schnittstelle mit einer Telefonleitung 102 durch ein Modem 115 bildet, dann dient das Klingelsignal bzw. Aufsignal des Telefons als ein externes Aufwachsignal 175, das die Aufwachlogik 170 auslöst. Daher kann der Mikrocontroller 110 beide, die „Stopp"- und „Schlaf"-Betriebsarten zusätzlich zu dessen normaler Betriebsart betreiben, da das externe Aufwachsignal 175 ebenfalls dazu verwendet werden kann, die benötigte Synchronisation des Quarzoszillators 160 vorzusehen.
Es sei hier angemerkt, dass in der „Schlaf"-Betriebsart der Quarzoszillator 160 betrieben werden kann, und zwar trotz eines Niedrigleistungszustandes, während der Rest der Schaltung abgeschaltet ist, und zwar bis das Anrufsignal 175, d. h. das Telefonklingelsignal, empfangen wird. In der „Stopp"-Betriebsart ist der Quarzoszillator 160 ebenfalls abgeschaltet. Was in einer extrem niedrigen Leistung resultiert, was die Batterielebensdauer weiter verlängert.
Im Falle des Mikrocontrollers 110 in einem Prozessor-basierten Kommunikationssystem, wie zum Beispiel ein Packet-Radio-System, gibt es jedoch kein externes Aufwachsignal 175, das dem Quarzoszillator 160 zur Verfügung steht. Es gilt, den Datenstrom durch das System, das zu diesem Zeitpunkt entweder wach oder in der normalen Betriebsart sein muss, zu empfangen. Daher muss der Quarzoszillator 160 kontinuierlich in einem mit Energie versorgten Zustand betrieben werden, was eine konstante Leistung abzieht und die Batterielebensdauer verkürzt. Wie zuvor beschrieben hat sich der konstante Leistungsverbrauch zu einem ziemlichen Nachteil für das Packet-Radio-System entwickelt.
Bezug genommen wird nun auf 2, wo ein vereinfachtes Systemdiagramm eines Mikrocontrollers 200 dargestellt ist, der die Niedrigleistungs-Selbstaufwach-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung implementiert hat. Das Zählsignal eines Ringoszillators 210, typischerweise zwischen 50 KHz und 200 KHz betrieben, wird zu einem Zähler 220 durch einen Multiplexer 215 gelenkt, was es dem Quarzoszillator 260 erlaubt, während des Stoppbetriebes sich völlig abzuschalten. Der Ringoszillator 210 und der Zähler 220, die beide die Eigenschaften besitzen, dass sie in der Schlaf- und der Stoppbetriebsart sehr wenig Leistung abziehen, erlaubt es dem Mikrocontroller 200 selbst aufzuwachen, und zwar basierend auf einer voreingestellten Zeitperiode bzw. -dauer.
Wenn das System, das den Mikrocontroller 200 beinhaltet in die Schlaf- oder Stoppbetriebsart verfällt, wird der Ringoszillator 210 und der Zähler 220 weiterhin betrieben. Da der Multiplexer 215 so eingestellt ist, dass er das Zählsignal von dem Ringoszillator 210 zu dem Zähler 220 während der Schlaf- oder Stoppbetriebsart lenkt, kann der Zähler 220 die Aufwachlogik 270 des Mikrocontrollers 200 nach dessen Ablauf aktivieren. Wenn der Mikrocontroller 200 in der normalen Betriebsart ist, kann der Quarzoszillator seine Timing-Funktionen für das gesamte System wieder aufnehmen. Wenn der Multiplexer 215 den Quarzoszillator 260 hinsichtlich des Zählsignals auswählt, ist eine Zeitreferenz mit höherer Genauigkeit möglich.
Bezug genommen wird nun auf 3, das ein Funktionsblockdiagramm, das die Niedrigleistungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt, zeigt. Der Ringoszillator 310 ist mit einem Multiplexer 315 gekoppelt, der ebenfalls eine Eingangsgröße von dem Quarzoszillator 360, und zwar über einen Niedrigleistungsphasenteiler 311 und einen Teile-durch-127-Zähler 312, besitzt. Die Ausgabe oder die Ausgangsgröße des Multiplexers 315 wird an einen Phasenteiler „A" 318 angelegt durch einen 16-Bit-prgrammierbaren Zähler „C" 320, und ähnlich unterläuft der Zähler 320 einen Phasenteiler „B" 322 und gelangt letztendlich zu einem Teil-durch-217-Zähler 325.
Es ist anzumerken, dass der Teile-durch-127-Zähler 312 und der Teile-durch-217-Zähler 325 in dem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel so implementiert sind, dass sie sich über die Zeitperiode des Quarzoszillators 360 und Ringoszillators 310 erstrecken, wobei Fachleute auf einfache Weise das Ausführungsbeispiel auf ihre jeweiligen Anwendungen und Anforderungen anpassen können. Weiterhin sind die Phasenteile „A" und „B", 318, 322 gegenwärtig implementiert, um die Phasen der Signale, d. h. steigende Kanten und fallende Kanten, zu spezifizieren, und zwar für eine Zählung durch die Zähler 320, 325.
Nachdem das System aufgewacht ist, oder sich im normalen Betriebsmodus bzw. Betriebsart befindet, kann der Quarzoszillator 360 genaue Timingsignale für das gesamte System vorsehen. In der Stopp-Betriebsart liefert der Ringoszillator 310 das Zählsignal an den Zähler 320, und zwar durch den Multiplexer 315, was eine sehr geringe Leistung abzieht bzw. verbraucht. Wenn der Teiledurch-217-Zähler 325 abläuft, wird die Aufwachlogik aktiviert.
Während der Ringoszillator 310 und der Zähler „C" 320 die Aufwachlogik des Mikrocontrollers aktivieren, sind sie im allgemeinen nicht so genau wie der Quarzoszillator 360, insbesondere dann, wenn die Genauigkeit des Ringoszillators 310 im Allgemeinen Prozess-, Temperatur- und Spannungs-abhängig ist, wie es ein Fachmann leicht erkennen wird. Ohne einen Kalibrierungsmechanismus ist es wahrscheinlich, dass der Ringoszillator uneinheitliche Stopp-/Aufwachbetriebszyklen generieren wird, was unnötigerweise Leistung von der Batterie abziehen würde.
Bezug genommen wird auf 4(a), 4(b) und 4(c), in denen der Kalibrierungsprozess für den Ringoszillator 310 gemäss der vorliegenden Erfindung dargestellt wird. 4(a) zeigt, dass der Ringoszillator 310, der in der Normalbetrieb-, Schlaf- oder Stopp-Betriebsart ausführbar ist, die Signale für den 16-Bit-Zähler für eine Zählung liefert. Der festgelegte 217-Zähler agiert, um die Periode bzw. Zeitdauer vor dem Auslösen der Aufwachlogik zu überspannen. Wenn der 16-Bit-Zähler abgelaufen ist, wird ein erster Flag gesetzt (400). Die Verwendung des ersten Flags wird weiterhin in der Beschreibung der 4(c) beschrieben.
4(b) zeigt, dass der Quarzoszillator in der Normalbetriebsart (operating mode) Signale für dessen eigenen 16-Bit-Zähler zum Zähler liefert, und wenn der Zähler abgelaufen ist, ein zweiter Flag gesetzt wird (410). Die Verwendung des zweiten Flags wird weiter in der Beschreibung der 4(c) beschrieben.
4(c) beschreibt nun, wie der Ringoszillator kalibriert wird durch Vergleichen von dessen Zähler „C" mit dem Zähler „A", der auf dem viel genaueren und stabileren Quarzoszillator basiert. Bezugnehmend auf 4(c) wird die Kalibrierung nachdem das System aufgewacht ist (420), begonnen. Nachdem beide Zähler „A" und „C" auf jeweilig bekannte Werte (421, 422) gesetzt wurden, werden die Zähler zur Zählung (423) freigegeben, bzw. hierzu bewirkt. Da der Zähler „A" seine Zählsignale von einem viel schnelleren Quarzoszillator, der typischerweise zwischen 8-20 MHz läuft, empfängt, wird der Zähler „A" öfter ablaufen als der Zähler „C", der den langsameren Ringoszillator zwischen 50 KHz – 200 KHz zählt. Jedes Mal wenn der Zähler „A" abläuft, während der Zähler „C" dies noch nicht getan hat, wird ein Softwarezähler inkrementiert (425).
Wenn der Zähler „C" schlussendlich abläuft, wird der Wert in dem Zähler „A" ausgelesen (426), sowie auch die Tatsache, wie oft der Softwarezähler abgelaufen ist (427). Dies bestimmt, wie viel tatsächliche Zählungen der Zähler „A" aufgrund des Quarzoszillators erfahren hat. Die tatsächliche Zeit gemäss dem Zähler „A" kann somit berechnet werden, und zwar mittels der Frequenz des Quarzoszillators und der Gesamtzählung bzw. des Zählstandes des Zählers „A" (428). Das Verhältnis der tatsächlichen Zeit basierend auf dem Zähler „A" zu dem voreingestellten bekannten Wert des Zählers „C", bestimmt die tatsächliche Periode des Ringoszillators (429). Mit dieser Information kann der genauere Wert zur Voreinstellung des Zählers „C" für die Stopp-Betriebsart berechnet werden (430).
Es ist anzumerken, dass dieser Kalibrierungsprozess in Gang gesetzt werden kann, wenn die Vorrichtung gerade aufgewacht ist, wenn sie gerade mit Energie versorgt wird bzw. eingeschaltet wird, oder wann immer die Genauigkeit des Ringoszillators mit gewisser Wahrscheinlichkeit aufgrund irgendeines Grundes, zum Beispiel Veränderung der Temperatur, sich verschlechtert hat. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass Fachleute auf einfache Weise ihre Kalibrierungsanforderungen, basierend auf ihren Anwendungen, bestimmen können.
Obwohl nur einige wenige beispielhafte Ausführungsbeispiele dieser Erfindung im Detail oben beschrieben wurden, wird der Fachmann leicht erkennen, dass viele Modifikationen in den beispielhaften Ausführungsbeispielen möglich sind, ohne dabei materiell von den neuen Lehren und Vorteilen dieser Erfindung abzuweichen. Demgemäss ist es beabsichtigt, solche Modifikationen in dem Rahmen dieser Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist, mitzuumfassen.

Claims

Eine Vorrichtung zum In-Gang-Setzen einer Wake-Up- oder Aufwecklogik (270) einer Verarbeitungseinheit (200) in einem elektronischen System aus einer Niedrigleistungs-Stopp-Betriebsart nach einer zweiten vorbestimmten Zeitperiode, wobei das elektronische System einen ersten Oszillator (260) mit einer vorbestimmten Frequenz, der in der Stopp-Betriebsart nicht in Betrieb ist, und einen ersten Zähler (265) aufweist, um eine interne Zeitsteuerung bzw. Timing für das elektronische System vorzusehen, wobei das elektronische System selbst sich in die erwähnte Niedrigleistungs-Stoppbetriebsart nach einer ersten vorbestimmten Periode der Inaktivität bringt, und wobei die Niedrigleistungs-Stoppbetriebsart bewirkt, dass das elektronische System nicht in Betrieb ist, bis die Stoppbetriebsart beendet ist, wobei folgendes vorgesehen ist: ein zweiter Oszillator (210) mit einer nominellen vorbestimmten Frequenz zur kontinuierlichen Erzeugung eines Schwingungs- oder Oszillations-Signals, in der Niedrigleistungsstoppbetriebsart, wobei der zweite Oszillator (210) weniger genau ist als der erste Oszillator (260); ein zweiter Zähler (220) gekoppelt mit dem zweiten Oszillator (210) zum Zählen des erwähnten Oszillationssignals auf einen vorbestimmten Zählerstand bis der zweite Zähler in der erwähnten zweiten vorbestimmten Zeitperiode ausläuft; Detektionsmittel gekoppelt mit dem zweiten Zähler (220) zum Detektieren, ob der zweite Zähler abgelaufen ist und wenn dies der Fall ist, erzeugen die Detektionsmittel ein Wake-Up- oder Aufwecksignal um die Wake-Up- oder Aufwecklogik (270) derart in Gang zu setzen, dass die Stoppbetriebsart nach der erwähnten zweiten vorbestimmten Zeitperiode beendet wird; und Eich- bzw. Kalibriermittel gekoppelt mit dem zweiten Oszillator (210) und mit dem ersten Oszillator (260), wobei die Eichmittel nach der Beendung der Stoppbetriebsart betrieben sind und bewirken, dass der erste Zähler (265) unter Verwendung des ersten Oszillators (260) zählt nachdem der erste Oszillator (260) außer der Stoppbetriebsart ist, wobei der zweite Zähler (220) ebenfalls zählt unter Verwendung des zweiten Oszillators (210), wobei die Eichmit tel eine wahre Betriebsfrequenz des zweiten Oszillators (210) bestimmen und die erwähnte zweite vorbestimmte Zeitperiode einstellen, und zwar gemäss der erwähnten wahren Betriebsfrequenz des zweiten Oszillators (210).
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kalibrier- oder Eichmittel Folgendes vorsehen: Synchronisieren des zweiten Zählers (220) mit dem ersten Zähler (265) in einer normalen Operationsbetriebsart; kontinuierliches Zählen des ersten Oszillators (260) durch den ersten Zähler (265), bis der zweite Zähler (220) abgelaufen ist; Lesen des ersten Zählers (265), um die Zeit zu bestimmen die erforderlich war bis der zweite Zähler (220) abläuft; Berechnen der wahren Betriebsfrequenz des zweiten Oszillators (210), und zwar basierend auf der Zeit die der zweite Zähler (220) benötigte und um abzulaufen und der erwähnte vorbestimmte Zählerstand der anfangs in dem zweiten Zähler (220) eingestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das elektronische System ein Paketradionachrichtensystem aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das elektronische System ein auf einem Prozessor basierend Paketradio aufweist, welches ein Interface vorsieht zwischen einer Datenverarbeitungseinheit und einem drahtlosen Datentransceiver, und wobei das Paketradio den erwähnten ersten Oszillator (260) und einen ersten Timer aufweist, zum Vorsehen einer internen Zeitsteuerung, und wobei die erwähnte Aufwecklogik (270) zum Herausnahmen des Paketradius aus der Stoppbetriebsart, wobei die Stoppbetriebsart bewirkt, dass das Paketradio nicht betriebsfähig verbleibt nachdem das Paketradio in der ersten vorbestimmten Periode inaktiv warum Leistung zu sparen, eine Niedrigleistungsvorrichtung zum periodischen Auslösen oder Triggern der Aufwecklogik (270) um das Paketradio aus der Stoppbetriebsart herauszuholen, wobei der zweite Oszillator einen Ringoszillator (210) aufweist, mit einer vorbestimmten Frequenz zum kontinuierlichen Erzeugen eines Oszillationssignals in der Stoppbetriebsart; wobei der zweite Zähler (220) mit dem zweiten Oszillator (210) gekoppelt ist, um den zweiten Oszillator (210) auf einen vorbestimmten Zählerstand zu zählen, wenn der zweite Zähler (220) abläuft, und zwar entsprechend einer zweiten vorbestimmten Periode für das Paketradio zum Herausholen aus der Stoppbetriebsart; wobei die erwähnten Detektionsmittel zum Detektieren ob der zweite Zähler (220) abgelaufen ist dienen, und wenn dies der Fall ist werden die Detektionsmittel ein Aufwecksignal erzeugen, um die erwähnte Aufwecklogik (270) auszulösen, derart, dass die erwähnte Stoppbetriebsart nach der erwähnten zweiten vorbestimmten Periode beendet wird; wobei die Eichmittel die ersten und zweiten Zähler (265, 220) betreiben, um eine tatsächliche oder Ist-Zeit zu bestimmen, die erforderlich war bis der zweite Zähler ablief und wobei die erwähnte zweite vorbestimmten Periode eingestellt wird zum Auslösen der Aufwecklogik (270) gemäss der Ist-Zeit des zweiten Oszillators (210), wobei die Eichmittel folgendes vorsehen: Synchronisieren des zweiten Zählers (220) mit dem ersten Zähler (265) nachdem die Stoppbetriebsart beendet ist; wobei der erste Zähler (265) kontinuierlich den ersten Oszillator (260) zählt, bis der zweite Zähler (220) abgelaufen ist; Lesen des ersten Zählers (265) zur Bestimmung der Zeit die erforderlich war für den zweiten Zähler (220) abzulaufen; Berechnen der wahren Betriebsfrequenz des zweiten Oszillators (210) basierend auf der Zeit, die erforderlich war, dass der zweite Zähler (220) abläuft und des vorbestimmten Zählerstandes der anfangs eingestellt wurde in dem zweiten Zähler (220).
Ein Verfahren für eine Verarbeitungseinheit in einem elektronischen System zur Selbstaufweckung aus einer Niedrigleistungsstoppbetriebsart nach einer zweiten vorbestimmen Zeitperiode, wobei das elektronische System einen zweiten Oszillator (210) mit einer nominalen Frequenz aufweist und ferner einen Quarzoszillator (260) mit einer vorbestimmten Frequenz, der in der Stoppbetriebsart nicht in Betrieb ist, und einen ersten Zähler (265) zum Vorsehen einer internen Zeitsteuerung für das elektronische System, wobei das elektronische System sich selbst in die erwähnte Niedrigleistungs-Stoppbetriebsart umwandelt oder umschaltet, und zwar von einer Normalbetriebsart aus nach einer ersten vorbestimmten Periode der Inaktivität, wobei die Niedrigleistungsbetriebsart bewirkt, dass das elektronische System in einem nicht betriebsmäßigen Zustand verbleibt, bis die erwähnte Stopp-Betriebsart beendet ist, wobei ferner die folgenden Schritte vorgesehen sind: a) kontinuierliches Betreiben des zweiten Oszillator (210) zur Erzeugung eines Oszillationssignals in der Niedrigleistungs-Stoppbetriebsart, wobei der zweite Oszillator weniger genau ist als der erwähnte Quarzoszillator; b) Zählen der Oszillationssignale durch Verwendung eines zweiten Zählers (220), gekoppelt mit dem zweiten Oszillator (210) auf einem vorbestimmten Zählerstand, wenn der zweite Zähler (220) in der zweiten vorbestimmten Zeitperiode abläuft c) Detektieren, unter Verwendung eines Detektionsmittels gekoppelt mit dem zweiten Zähler (220), ob der zweite Zähler (220) abgelaufen ist und wenn dies der Fall ist Erzeugen durch die Detektionsmittel eines Aufwecksignals um die Aufwecklogik (270) in Gang zu bringen, derart, dass die Stopp-Betriebsart beendet wird, nach der erwähnten zweiten vorbestimmten Zeitperiode; d) Eichen bzw. Kalibrieren durch Verwendung von Eichmitteln gekoppelt mit dem zweiten Oszillator (210) und mit dem erwähnten Kristalloszillator (260), wobei die Eichmittel nach Beendigung der Stopp-Betriebsart in Betrieb sind, wobei bewirkt wird, dass der erste Zähler unter Verwendung des Quarzoszillators (260) zählt nachdem der Quarzoszillator (260) sich außerhalb der Stoppbetriebsart befindet, wobei der zweite Zähler (220) ebenfalls unter Verwendung des zweiten Oszillators (210) zählt, wobei die Eichmittel eine wahre Betriebsfrequenz des zweiten Oszillators (210) bestimmen und die erwähnte zweite vorbestimmte Zeitperiode einstellen, und zwar gemäss der erwähnte wahren Betriebsfrequenz des zweiten Oszillators (210).
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das elektronische System ein Daten/Sprach-Nachrichtensystem aufweist und das Verfahren für das erwähnte Daten/Sprach-Nachrichtensystem vorgesehen ist zum Selbstaufwecken bzw. Selbstingangsetzen aus der erwähnten Niedrigleistungs-Stoppbetriebsart nach einer zweiten vorbestimmten Zeitperiode, um ein asynchrones Pagingsignal von einer Basisstation zu empfangen, wobei das Daten/Sprach-Nachrichtensystem den erwähnten zweiten Oszillator (210) aufweist mit einer Nominalfrequenz und den erwähnten Quarzoszillator (260) mit einer vorbestimmten Frequenz, und wobei der erwähnte erste Zähler (265) die interne Zeitsteuerung für das erwähnte elektronische System vorsieht, und wobei ferner das Daten/Sprach-Nachrichtensystem sich selbst in eine Niedrigleistungs-Stoppbetriebsart umwandelt oder umschaltet, und zwar aus einer normalen Betriebsart nach einer ersten vorbestimmten Periode der Inaktivität, wobei die Niedrigleistungs-Stoppbetriebsart bewirkt, dass das elektronische System "schlafend" bleibt bis die erwähnte Stoppbetriebsart beendet ist.