CN1640106A - 用在无线终端上的功能盖 - Google Patents

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Abstract

一种无线通信终端具有用户可更换盖部分。所述无线通信终端和用户可更换盖部分通过电连接器在电气上互连。用户可更换盖部分包括识别装置。用户可更换盖部分具有用于支持无线终端的用户界面的电子电路。无线终端通过检测识别装置来识别用户可更换盖部分。无线终端与用户可更换盖部分的识别无关地操作所述用户可更换盖部分的电子电路。

Description

用在无线终端上的功能盖
发明背景
本发明涉及用在无线终端、如蜂窝电话上的功能盖。这种盖包括通过在盖上添加电子电路来实现的功能性。本发明还涉及功能盖与无线终端之间的机械和电气接口。
发明概述
根据本发明的第一方面，提供一种用于操作可更换盖部分中包含的电子电路的方法，可更换盖部分用于支持所述无线终端的用户界面。无线通信终端和所述用户可更换盖部分通过电连接器在电气上互连，而且所述方法包括识别所述用户可更换盖部分的类型，以及与所述用户可更换盖部分的识别无关地操作所述用户可更换盖部分的电子电路。这里，无线终端能够在引导例程中识别盖的类型，然后根据此识别结果来操作所述盖。盖可具有特别的照明效果、特别的游戏键、特别的声音键、用于播放音乐或播放游戏的特别的存储器。
所述连接器最好是具有多个引脚，在识别状态中操作所述连接器引脚中至少一个，以便检测识别装置中包含的电阻值，然后在操作状态中操作所述连接器引脚中至少一个，以便操作所述用户可更换盖部分的电子电路。
根据本发明的优选实施例，操作状态是把振铃信号的电气表示引导到电子电路的频率模式，用于在振铃信号之后提供照明效果。
根据另一方面，本发明涉及一种具有用户可更换盖部分的无线通信终端，其中无线通信终端和用户可更换盖部分通过电连接器在电气上互连。所述用户可更换盖部分包括识别装置和用于支持无线终端的用户界面的电子电路。无线终端通过检测识别装置来识别用户可更换盖部分；以及与用户可更换盖部分的识别无关地操作用户可更换盖部分的电子电路。
所述连接器最好是包括按照相等距离排成一条线的多个连接器引脚。有利的是，连接器引脚设置在盖部分的后侧。根据本发明的一个优选实施例，连接器引脚的数量是三。根据本发明的另一实施例，连接器引脚的数量是五。
最好是在识别状态中操作所述连接器引脚中至少一个，以便检测识别装置中包含的电阻值，然后在操作状态中操作所述连接器引脚中至少一个，以便操作所述用户可更换盖部分的电子电路。
在本发明的一种实现中，操作状态是把振铃信号的电气表示引导到电子电路的频率模式，用于提供与振铃信号同步的照明效果。
在本发明的另一方面，用户可更换盖部分可包括一个或多个适合播放至少一种声音的按键，所述一个或多个按键连接到用户可更换盖的电子电路。所述一个或多个按键可映射到一组音调和/或声音效果，这组音调和/或声音效果可包括乐器数字界面(MIDI)音调()。这些键可适合用于声音创建目的，其中可包括作曲应用、声音创建应用、游戏、振铃音创建、***声音创建、用多媒体消息业务(MMS)或其它消息发送业务来发送声音或者这些项目的任何组合。
根据本发明的另一方面，用户可更换盖是作为无线通信装置的可松开附件而提供的，用户可更换盖具有用于在附着位置电连接到无线通信终端的电连接器端口。用户可更换盖包括识别装置以及用于支持无线终端的用户界面的电子电路。用户可更换盖适合允许无线终端与用户可更换盖部分的识别无关地操作用户可更换盖部分的电子电路。
用户可更换盖部分可包括一个或多个适合播放至少一种声音的按键，所述一个或多个按键连接到电子电路。所述一个或多个按键可映射到一组音调和/或声音效果，这组音调和/或声音效果可包括MIDI音调。这些键可适合用于声音创建目的，其中可包括作曲应用、声音创建应用、游戏、振铃音创建、***声音创建、用MMS或其它消息发送业务来发送声音或者这些项目的任何组合。
附图简介
为了更好地理解本发明以及理解如何可以实施本发明，下面仅以举例的方式参照附图，图中：
图1示意说明根据本发明的无线电话的优选实施例。
图2示意说明用于图1所示无线电话的功能前盖。
图3示意说明用于与例如蜂窝网络通信的无线电话的基本部分。
图4说明根据本发明的优选实施例的无线电话的主体与功能前盖之间的电连接。
图5说明根据本发明的优选实施例、用于连接无线电话与功能前盖的连接片。
图6说明根据本发明的优选实施例、用于安装在功能盖中的连接器部分的优选实施例。
图7以局部剖视图来示意说明根据本发明的优选实施例、连接无线电话的主体和功能前盖的连接器部分。
图8表示一个流程图，说明根据本发明的优选实施例的引导和模式选择程序。
本发明的详细描述
图1说明无线终端、如蜂窝电话1的一个优选实施例，它包括用户界面，用户界面具有小键盘2、显示屏3、开/关按钮4、听筒5(图中仅表示了开口)以及话筒6(图中仅表示了开口)。
根据本发明的优选实施例，小键盘2具有作为字母数字键的第一组按键7、两个软键8以及用于移动显示屏上的光标的滚动键10(上/下)。此外，小键盘包括用于发起和终止呼叫的两个呼叫处理键9。软键8的当前功能性被显示在显示屏3底部的独立区域中，刚好在软键8上方。
蜂窝电话1具有可更换功能前盖25。可更换前盖被设计成用户自己可以更换而无需使用工具。申请人提交的US 09/503595中公开了这样一种可更换前盖，此公开通过引用结合于本文中。图2说明根据本发明的可更换功能前盖25。
图2示意说明电话的优选实施例的最重要部分，所述部分是理解本发明所必需的。支持GSM终端软件的处理器18还控制经由发射机/接收机电路19和天线20与网络进行的通信。
话筒6把用户语音变换成模拟信号；在音频部分14中对语音编码之前，把由此形成的信号在A/D转换器(未示出)中进行A/D转换。把编码语音信号传递到处理器18。处理器18还形成与RAM存储器17a、ROM闪存17b、SIM卡16、显示屏3以及小键盘2(以及数据、电源等)的接口。音频端口14对信号进行语音解码，该信号从处理器18经由D/A转换器(未示出)传递到听筒5。
此外，时钟发生器24把时钟信号提供给处理器18。处理器18经由三或五条线的总线和连接器41、42、44连接到功能盖25中的电子电路46。
功能盖25是用于无线终端1的盖，包括通过在盖25上添加电子电路46来实现的功能性。举几个例子，它可包括例如对电源或振铃音作出响应的应用。它还可包括对电话提供输入的应用(例如触摸垫)。
下面描述功能盖与电话之间的接口。介绍五种不同的模式，其中三种是非常简单的，可用于例如传感器应用。其余两种模式是通用异步串行总线和基于同步数据协议的模式。
本发明的目的不是提供所有不同操作模式的全部规范，而是允许功能盖和收发信机交互，甚至两个部分并不都支持所有模式。
根据本发明的优选实施例，连接器包括三个连接器引脚，即，正电源电压引脚(VDD)、负电源电压引脚(VSS)以及盖类型指示器引脚(CTI)。
CTI引脚(盖类型指示器)最好是双向的和双模的(模拟/数字)信号引脚。CTI引脚用于频率模式、PWM模式和CTI模式。
根据本发明的备选实施例，连接器包括五个连接器引脚。对于第一实施例，连接器包括正电源电压引脚(VDD)、负电源电压引脚(VSS)以及盖类型指示器引脚(CTI)。此外，连接器包括数据信号引脚和时钟信号引脚。
数据信号引脚用于数据模式中的异步数据以及用于同步数据模式中。用于同步数据模式的协议可以按照2000年1月的I2C-总线规范2.1版。时钟信号引脚用于同步数据模式中的时钟。
引脚 输出类型 描述 通信方向
Vdd 电源 收发信机到功能盖
Vss 地 收发信机到功能盖
CTI 模拟 频率输出 收发信机到功能盖
数字 PWM输出 收发信机到功能盖
模拟 盖类型指示器 功能盖到收发信机
数字 PWM输入 功能盖到收发信机
数据 数字 异步数据输出 收发信机到功能盖
数字 同步数据输出 收发信机到功能盖
数字 异步数据输入 功能盖到收发信机
数字 同步数据输入 功能盖到收发信机
时钟 数字 时钟输出 收发信机到功能盖
数字 时钟输入 功能盖到收发信机
表1  功能盖接口引脚
根据本发明，基带引擎和功能盖不必支持所有模式。这意味着，物理接口可包括随所支持的模式数量而定的3至5个引脚。
如果BB引擎支持多个模式，则不允许无源模式影响有源模式。这意味着例如当进行CTI测量时，驱动CTI引脚的其它引脚必须具有高阻抗。此外，基带引擎必须能够驱动RCTI。
当无线终端1开机或处理器18检测到新功能盖已经附加到收发信机部分时，就启动引导程序。在引导过程中，通过CTI信号来检测盖的类型。根据该信息选择相应的数据模式并且提供适当的电源电平Vdd。引导程序和模式确定过程的一个示例表示在图8中。
首先，在步骤100，电话接通电源。然后，在步骤101，测量CTI电阻RCTI的大小。如果在步骤102中电阻测量结果未超过预定值(例如750千欧姆)，则认为附加了功能盖，必须进行进一步调查以便识别盖。如果在步骤102中电阻测量结果超过第一预定值，则认为存在功能盖。根据本发明，假定盖不支持电子接口，则在步骤103必须继续引导。
如果在步骤104中处理器18识别盖是”智能的”，这意味着盖25具有异步或同步数据接口，在步骤105将经由数字接***换其它信息。必须定义数字接口和电源方案。此后，在步骤106将继续引导。
如果在步骤104中认为盖不是”智能的”，则把CTI电阻RCTI与第二阈值(例如64.9千欧姆)和第三阈值(例如93.1千欧姆)相比较，认为盖25仅具有无源元件，这些元件由无线终端1的电源来供电。在步骤108，处理器18借助于查找表来确定电压。在步骤109继续引导。
如果CTI电阻RCTI处于第二和第三阈值所定义的区间之外，则认为盖25能够执行其它模式，如脉冲模式、PWM模式或频率模式。在步骤110，处理器18借助于查找表来确定模式和电源方案。在步骤111继续引导。
模式 R_CTI值
同步数据模式 2.00KΩ
异步数据模式 6.65KΩ
PWM数据模式 30.90KΩ
 45.30KΩ
 64.90KΩ
CTI数据模式  93.10KΩ
 137.0KΩ
频率数据模式  210.0KΩ
 357.0KΩ
 750.0KΩ
无盖  ∞
表2  根据阻抗RCTI支持的模式
上面的表2描述了CTI电阻值RCTI与功能性转换之间的关系。整个转换范围最好是分成预定数量的不同子范围。对于”智能”模式(同步和异步)，仅保留了一个电阻值，因为所有需要的附加信息可经由接口来传递。对于PWM和CTI模式，保留了两个电阻值，而对于频率模式，保留了四个电阻值。
电源控制方案是基于表2中定义的CTI信息。电源的电气参数包括电源电压VDD、输出电流IDD。无线终端的输出阻抗ZOUT是1以及电源接通时间和电源断开时间。
数据接口同步模式(数据和时钟引脚)
根据本发明使用的数据规范可以是由Philips Semiconductors提出的I2C-总线规范2.1版(2000年1月)的子集。在同步数据模式中，通常在处理器18和与其相关联的时钟振荡器24的控制下，采用数据引脚在无线终端1与功能盖25之间传递数据。
数据接口异步模式(数据引脚)
根据异步半双工信号在异步数据模式中传递数据。电源可以处于VDD＝2.7V的电平，而数据率高达230kbps。
异步数据模式以及同步数据模式可用于把数据从多媒体存储卡(MMC)、如功能盖25中包含的存储器装入无线终端，以便通过处理器18来处理。这种数据连接可用于把数据从多媒体存储卡(MMC)、如功能盖25中包含的存储器装入无线终端，以便通过处理器18来处理。这些数据可包括例如MP3音乐文件和可执行游戏。这里，变得有可能提供游戏盖，游戏盖或许具有额外的操纵杆，其操作通过游戏盖来检测并且经由数据引脚被传递到无线终端。游戏还可能在功能盖25中包含的额外处理器上运行，但使用无线终端1的显示屏3。可在功能盖25上提供作为触敏垫/屏或额外的显示屏的额外UI单元并且由处理器18来控制。
或者，功能盖25适合用于作曲家应用或任何音乐创建应用，其中指定被分配给音调和/或声音效果的键。提供了各键与一组音调和/或声音效果之间的缺省映射。但是，使用户能够选择多个音调和/或声音效果，并将这些音调和/或声音效果映射到这些键。可以把重复的音调、渐弱的音调或任何其它声音映射为例如在特定的长时间内按下某个键或者与换档键一起按下某个键。音调和/或声音效果包括由无线终端1提供的声音和/或MIDI音调。
MIDI协议是二进制形式的完整音乐描述语言。为描述演奏动作的各个字分配一个特定的二进制码。该协议还包括面向打击乐器的动作。为了让以MIDI语言表达的注释发出声音，发送“注释发音”消息，然后指定“音量”注释，该注释确定播放注释的声音大小。其它MIDI消息包括选择播放哪种乐器、混音和摇动声音以及控制电子乐器的各种方面。通常，包括可用声音的波表用于根据MIDI音乐描述来进行声音创建。虽然MIDI是演奏信息，但是术语MIDI在这里是来自整个MIDI***的音频输出。
此外，功能盖25包括存储和处理功能，以便提供创建声音的能力。存储器可包括波表、声音剪辑或者所述作曲家应用或声音创建应用所需的任何其它声音信息。处理功能是音频处理所需的。处理功能和存储器可位于功能盖25中、在无线终端1中或者其任何组合。
声音创建功能用于作曲应用、声音创建应用、游戏、振铃音创建、***声音创建、利用MMS(多媒体消息业务)或其它消息发送业务来发送声音或者其任何组合。
PWM数据模式(经由CTI引脚)
利用双向CMOS电平PWM调制的CTI信号来传送数据。电源可以处于VDD＝2.7V的电平。脉冲信号可以具有高达32kHz的可变频率。脉冲占空度可以在0.01与1之间变化。这是数字格式的模拟信号，由此可以容易地传递声音，参考蜂鸣信号。
CTI数据模式(经由CTI引脚)
在CTI中给出盖的类型信息。也就是说，处理器18在电话启动(引导)过程中检测下拉电阻的值，并且根据预定义的表来选择正确的数据和电源接口模式。
这种模式非常适合不需要任何来自无线终端的激励的应用。闪光灯是这种应用的一个很好的例子。
频率模式(经由CTI引脚)
在频率模式中，利用CTI信号的频率来控制功能盖25。不需要幅度信息。因此，驱动信号可以是小的模拟电压，然后在盖端进行放大。根据优选实施例，频率信号可以改变到高达10kHz。
这种模式可用于把振铃音引导到功能盖25。在功能盖25中，可将它用作激励，用于例如驱动“光元件”。
连接器接口可包括三到五个引脚和相关的连接片。不同信号引脚的电气要求可能有相当大的差异。CTI引脚将用于低带宽通信，而时钟和数据将用于中带宽通信。对于高带宽通信，需要更复杂的一些条件。结果，必须着眼于在性能和成本上优化连接器来设计连接器。
无线终端上的接口包括三到五个信号连接片，用于与盖25中包括的同样数量的弹簧单高跷式(pogo)引脚41相接触。
引脚名称 引脚编号 A  D 单位
CTI 1 4.3  2 mm
VSS 2
VDD 3
数据 4
时钟 5
表3-引脚次序和规格
从图4和5中可以看到引脚的次序。引脚41按照相等距离A排成一条线。五个连接片44的直径D充分大于引脚41的柱塞42的直径，以便确保可靠连接。
应当指出，无线终端1可以具有五个连接片44。如果功能盖不支持数据模式，则只需要三个引脚41，这三个引脚41与对应于引脚编号1-3的连接片接合。
根据本发明的优选实施例的连接器包括三个安装在刚性印刷线路板40上的弹簧单高跷式引脚41(装上弹簧的接触件)。
弹簧单高跷式引脚41用机械方式固定并焊接在印刷线路板40上，以便维持电话的主印刷线路板与功能盖的小的刚性印刷线路板40之间的安全且低电阻的接触。柱塞42游程应当至少1mm，柱塞与主印刷线路板的连接片之间的压力应当最小25g，以用于标准无线终端。连接片尺寸和间隔在以上表4中给出。
引脚可以有利地为包金的，它们的内部电阻必须根据应用来指定。最好是内部电阻超过100mΩ，甚至在10000次循环之后也是如此。
图7表示前盖25抬高的无线终端1。连接片44设置在终端的印刷线路板43上。印刷线路板43由透明塑料的光导45覆盖，光导45中有允许连接器引脚41、42接触连接片的开口。连接器引脚41、42安装在印刷线路板40上。
印刷线路板40通过快速联结装置48安装在盖25的内部。在印刷线路板40的后侧提供电子电路，其中包括例如三个LED 47，用于对相应的管道形成的光导49照明。在频率模式中，振铃信号的电气表示被引导到用于在振铃信号之后提供照明效果的电子电路。光导49可以分别在振铃信号之后以一定的节拍被照明。当功能盖25部分透明时，这为用户提供了令人激动的效果。

Claims (19)

1.一种操作用于支持所述无线终端的用户界面的可更换盖部分中包括的电子电路的方法，所述无线通信终端和所述用户可更换盖部分通过电连接器在电气上互连，所述方法包括：
识别所述用户可更换盖部分的类型；以及
与用户可更换盖部分的识别无关地操作所述用户可更换盖部分的电子电路。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述连接器具有多个引脚，在识别状态中操作所述连接器引脚中至少一个，以便检测识别装置中包含的电阻值，然后在操作状态中操作所述连接器引脚中至少一个，以便操作所述用户可更换盖部分的电子电路。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，操作状态是把振铃信号的电气表示引导到所述电子电路的频率模式，用于在振铃信号之后提供照明效果。
4.一种具有用户可更换盖部分的无线通信终端，其中所述无线通信终端和用户可更换盖部分通过电连接器在电气上互连；
所述用户可更换盖部分包括识别装置；
所述用户可更换盖部分包括用于支持所述无线终端的用户界面的电子电路；
所述无线终端通过检测所述识别装置来识别所述用户可更换盖部分；以及
所述无线终端与用户可更换盖部分的识别无关地操作所述用户可更换盖部分的电子电路。
5.如权利要求4所述的无线通信终端，其特征在于，所述连接器包括按照相等距离排成一条线的多个连接器引脚。
6.如权利要求5所述的无线通信终端，其特征在于，所述连接器引脚设置在盖部分的后侧。
7.如权利要求6所述的无线通信终端，其特征在于，连接器引脚的数量是三。
8.如权利要求6所述的无线通信终端，其特征在于，连接器引脚的数量是五。
9.如权利要求5所述的无线通信终端，其特征在于，在识别状态中操作所述连接器引脚中至少一个，以便检测识别装置中包含的电阻值，然后在操作状态中操作所述连接器引脚中至少一个，以便操作所述用户可更换盖部分的电子电路。
10.如权利要求6所述的无线通信终端，其特征在于，操作状态是把振铃信号的电气表示引导到所述电子电路的频率模式，用于提供与所述振铃信号同步的照明效果。
11.如权利要求4到10中任一项所述的无线通信终端，其特征在于，所述用户可更换盖部分包括一个或多个适合播放声音的按键，所述一个或多个按键连接到所述用户可更换盖的所述电子电路。
12.如权利要求11所述的无线通信终端，其特征在于，所述一个或多个按键适合映射到一组音调和/或声音效果。
13.如权利要求12所述的无线通信终端，其特征在于，所述这组音调和/或声音效果包括乐器数字界面音调。
14.如权利要求11到13中任一项所述的无线通信终端，其特征在于，所述按键适合用于声音创建目的，其中包括作曲应用、声音创建应用、游戏、振铃音创建、***声音创建、用多媒体消息业务或其它消息发送业务来发送声音或者这些项目的任何组合。
15.一种用户可更换盖，用于无线通信终端的可松开附件，所述用户可更换盖具有用于在附着位置电连接到所述无线通信终端的电连接器部分，其中
所述用户可更换盖包括识别装置；
所述用户可更换盖包括用于支持所述无线终端的用户界面的电子电路；以及
所述用户可更换盖适合允许无线终端与用户可更换盖部分的识别无关地操作所述用户可更换盖部分的电子电路。
16.如权利要求15所述的用户可更换盖部分，其特征在于包括一个或多个适合播放声音的按键，所述一个或多个按键连接到所述电子电路。
17.如权利要求16所述的用户可更换盖部分，其特征在于，所述一个或多个按键适合映射到一组音调和/或声音效果。
18.如权利要求17所述的用户可更换盖部分，其特征在于，所述这组音调和/或声音效果包括乐器数字界面音调。
19.如权利要求15到18中任一项所述的用户可更换盖部分，其特征在于，所述按键适合用于声音创建目的，其中包括作曲应用、声音创建应用、游戏、振铃音创建、***声音创建、用多媒体消息业务或其它消息发送业务来发送声音或者这些项目的任何组合。
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