DE102018116540A1 - Adaptive Verwendung mehrerer Leistungsversorgungen in Kommunikationssystemen - Google Patents

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Stuart Patterson
Martin Kessler
Prashant TRIPATHI
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Abstract

Es werden hier Systeme und Techniken zur adaptiven Benutzung mehrerer Leistungsversorgungen in einem Kommunikationssystem offenbart. Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen eine Slave-Vorrichtung Folgendes aufweisen:einen Signalaufwärts-Sendeempfänger zur Kopplung mit einer Signalaufwärts-Verbindung eines Busses eines Kommunikationssystems; und Schaltungstechnik zur Kopplung mit der Signalaufwärts-Verbindung des Busses und mit einer lokalen Leistungsversorgung,wobei die Schaltungstechnik zum Umschalten von der Bereitstellung der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung auf Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferter Busleistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung dient.

Description

  • Verweis auf verwandte Anmeldung
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/532,658 , eingereicht am 14.7.2017 mit dem Titel „HYBRID POWER ARRANGEMENTS IN COMMUNICATION SYSTEMS“ und der nichtvorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 16/020,812 , eingereicht am 27.6.2018 mit dem Titel „ADAPTIVE USE OF MULTIPLE POWER SUPPLIES IN COMMUNICATION SYSTEMS“. Diese Prioritätsanmeldungen werden hiermit durch Bezugnahme vollständig aufgenommen.
  • Stand der Technik
  • Mit abnehmender Größe elektronischer Komponenten und zunehmenden Erwartungen an die Leistungsfähigkeit werden mehr Komponenten in zuvor uninstrumentierte oder weniger instrumentierte Vorrichtungen aufgenommen. In einigen Fällen hat die zum Austausch von Signalen zwischen diesen Komponenten (z.B. in einem Fahrzeug) verwendete Kommunikationsinfrastruktur dicke und schwere Bündel von Kabeln erfordert.
  • Figurenliste
  • Ausführungsformen werden durch die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ohne weiteres verständlich. Um die vorliegende Beschreibung zu erleichtern, bezeichnen gleiche Bezugszahlen gleiche Strukturelemente. In den Figuren der beigefügten Zeichnungen werden Ausführungsformen beispielhaft und nicht zur Beschränkung dargestellt.
    • 1 ist eine Blockdarstellung eines beispielhaften Zweidraht-Kommunikationssystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
    • 2 ist eine Blockdarstellung eines Knoten-Sendeempfängers, der in einem Knoten des Systems von 1 enthalten sein kann, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
    • 3 ist eine Darstellung eines Teils eines zur Kommunikation in dem System von 1 verwendeten Synchronisations-Steuerrahmens gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
    • 4 ist eine Darstellung eines zur Kommunikation in dem System von 1 verwendeten Superrahmens gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
    • 5 zeigt beispielhafte Formate für einen Synchronisations-Steuerrahmen in verschiedenen Betriebsarten des Systems von 1 gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
    • 6 zeigt beispielhafte Formate für einen Synchronisations-Antwortrahmen in verschiedenen Betriebsarten des Systems von 1 gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
    • 7 ist eine Blockdarstellung verschiedener Komponenten der Busprotokollschaltungstechnik von 2 gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
    • 8-11 zeigen Beispiele für Informationsaustausch auf einem Zweidrahtbus gemäß verschiedenen Ausführungsformen der hier beschriebenen Busprotokolle.
    • 12 zeigt eine Ringtopologie für den Zweidrahtbus und ein unidirektionales Kommunikationsschema darauf gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
    • 13 zeigt schematisch eine Vorrichtung, die in dem System von 1 als Knoten oder Host dienen kann, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
    • 14-16 zeigen Anordnungen zur adaptiven Verwendung mehrerer Leistungsversorgungen in dem System von 1 gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Es werden hier Systeme und Techniken zum Versorgen einer Slave-Vorrichtung in einem Kommunikationssystem mit Leistung unter Verwendung einer adaptiven Kombination einer lokalen Leistungsversorgung und von aus dem Kommunikationsbus abgeleiteter Leistung offenbart. Bei einigen vorherigen Systemen kann eine Slave-Vorrichtung dazu ausgebildet sein, nur durch eine dedizierte lokale Leistungsversorgung (z.B. eine Batterie, ein Spannungsregler oder eine andere Leistungsquelle) mit Leistung versorgt zu werden, oder dazu ausgebildet sein, nur durch Leistung versorgt zu werden, der aus einer Vorspannung auf dem Signalaufwärtsteil eines Kommunikationsbusses extrahiert wird (z.B. durch Filtern der Spannung aus diesem Signalaufwärtsteil durch ein Tiefpassfilter- bzw. LPF-Netzwerk). Bei einigen solchen vorherigen Systemen ist, wenn die Leistungsversorgung einer lokal mit Leistung versorgten Slave-Vorrichtung unterbrochen wird oder ausfällt (z.B. aufgrund einer Kollision oder eines anderen Aufpralls, aufgrund von Leistungsregler-Ausfall, elektrischem Fehler, anderer mechanischer Beschädigung, Teileausfall usw.) die lokal mit Leistung versorgte Slave-Vorrichtung nicht mehr in der Lage, über den Kommunikationsbus zu kommunizieren (z.B. reagiert die Slave-Vorrichtung nicht mehr auf signalaufwärts oder signalabwärts befindliche Vorrichtungen), und etwaige Slave-Vorrichtungen signalabwärts dieser lokal mit Leistung versorgten Slave-Vorrichtung werden auch von der Kommunikation abgeschnitten.
  • Verschiedene der hier offenbarten Systeme und Techniken erlauben es einer lokal mit Leistung versorgten Slave-Vorrichtung, Leistung aus dem Kommunikationsbus zu entnehmen, wenn die lokale Leistungsversorgung nicht mehr ausreichend ist (was hier als Anordnung der „hybriden Leistungsversorgung“, als Anordnung der „adaptiven Verwendung mehrerer Leistungsversorgungen“ oder als Anordnung mit „adaptiver Leistungsversorgung“ bezeichnet werden kann). Einige der hier offenbarten Systeme und Techniken sind insofern mit Leitungsdiagnostik kompatibel, die durch das Kommunikationssystem durchgeführt werden kann, als eine lokal mit Leistung versorgte Slave-Vorrichtung auf Extrahieren von Leistung aus dem Kommunikationsbus „umschalten“ kann, ohne einen Fehler oder ein anderes Leistungsfähigkeits-Flag auszulösen. Einige der hier offenbarten Systeme und Techniken erlauben es auch Slave-Vorrichtungen, die sich signalabwärts einer lokal mit Leistung versorgten Slave-Vorrichtung befinden, im Fall eines Ausfalls der lokalen Leistungsversorgung der lokal mit Leistung versorgten Slave-Vorrichtung Leistung aus dem Kommunikationsbus zu entnehmen.
  • Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil hiervon bilden, wobei gleiche Bezugszahlen durchweg gleiche Teile bezeichnen, und in denen zur Veranschaulichung Ausführungsformen gezeigt sind, die praktiziert werden können. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht im einschränkenden Sinne aufzufassen.
  • Verschiedene Operationen können als mehrere diskrete Schritte oder Operationen der Reihe nach auf eine Weise beschrieben werden, die beim Verständnis des beanspruchten Gegenstands am hilfreichsten ist. Aus der Reihenfolge der Beschreibung sollte jedoch nicht gefolgert werden, dass diese Operationen notwendigerweise reihenfolgeabhängig sind. Insbesondere können diese Operationen nicht in der Präsentationsreihenfolge ausgeführt werden. Beschriebene Operationen können in einer anderen Reihenfolge als der beschriebenen Ausführungsform ausgeführt werden. Es können bei zusätzlichen Ausführungsformen verschiedene zusätzliche Operationen ausgeführt und/oder beschriebene Operationen weggelassen werden.
  • Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung bedeutet der Ausdruck „A und/oder B“ (A), (B) oder (A und B). Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung bedeutet der Ausdruck „A, B und/oder C“ (A), (B), (C), (A und B), (A und C), (B und C) oder (A, B und C).
  • Verschiedene Komponenten können hier im Singular erwähnt oder dargestellt sein (z.B. ein „Prozessor“, eine „Peripherievorrichtung“ usw.), aber dies dient lediglich zur leichteren Besprechung, und jedes im Singular erwähnte Element kann gemäß den vorliegenden Lehren mehrere solche Elemente aufweisen.
  • Die Beschreibung verwendet die Ausdrücke „bei einer Ausführungsform“ oder „bei Ausführungsformen“, die sich jeweils auf eine oder mehrere derselben oder verschiedener Ausführungsformen beziehen können. Weiterhin sind die Ausdrücke „aufweisend“, „enthaltend“, „mit“ und dergleichen, sowie sie mit Bezug auf Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden, synonym. Im vorliegenden Gebrauch kann sich der Ausdruck „Schaltungstechnik“ auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung und eine optische Schaltung, einen Prozessor (geteilt, dediziert oder gruppiert) und/oder Speicher (geteilt, dediziert oder gruppiert), die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Hardware, die die beschriebene Funktionalität bereitstellt, beziehen oder Teil davon sein. Ein Master-Knoten kann hier auch als eine Master-„Vorrichtung“ bezeichnet werden; ähnlich kann ein Slave-Knoten hier auch als eine Slave-„Vorrichtung“ bezeichnet werden. Im vorliegenden Gebrauch kann eine „unipolare Vorrichtung“ eine Vorrichtung sein, die Leistungsfluss im Wesentlichen frei in einer Richtung erlaubt, aber Leistungsfluss in der entgegengesetzten Richtung stark behindert.
  • 1 ist eine Blockdarstellung eines beispielhaften Halbduplex-Zweidraht-Kommunikationssystems 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das System 100 weist einen Host 110, einen Master-Knoten 102 und mindestens einen Slave-Knoten 104 auf. In 1 sind drei Slave-Knoten (0, 1 und 2) dargestellt. Die Abbildung von drei Slave-Knoten 104 in 1 ist lediglich beispielhaft, und das System 100 kann je nach Wunsch einen, zwei oder mehr Slave-Knoten 104 aufweisen.
  • Der Master-Knoten 102 kann über einen Zweidrahtbus 106 mit dem Slave-Knoten 104 kommunizieren. Der Bus 106 kann verschiedene Zweidraht-Busverbindungen zwischen angrenzenden Knoten auf dem Bus 106 zur Verbindung der Knoten auf dem Bus 106 im Daisy-Chain-Verfahren aufweisen. Zum Beispiel kann wie in 1 dargestellt der Bus 106 eine den Master-Knoten 102 mit dem Slave-Knoten 0 koppelnde Verbindung, eine den Slave-Knoten 0 mit dem Slave-Knoten 1 koppelnde Verbindung und eine den Slave-Knoten 1 mit dem Slave-Knoten 2 koppelnde Verbindung aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen können die Verbindungen des Busses 106 jeweils aus einer einzigen verdrillten Doppelleitung (z.B. einer nicht abgeschirmten verdrillten Doppelleitung) gebildet werden. Bei einigen Ausführungsformen können die Verbindungen des Busses 106 jeweils aus einem Koaxialkabel gebildet sein (wobei z.B. der Kern die „positive“ Leitung und die Abschirmung die „negative“ Leitung bereitstellt oder umgekehrt).
  • Der Host 110 kann einen Prozessor aufweisen, der den Master-Knoten 102 programmiert und als Ursprung und Empfänger verschiedener auf dem Bus 106 übertragener Nutzsignale wirkt. Insbesondere kann der Host 110 der Master der I2S-Kommunikation (Inter-Integrated Circuit Sound) sein, die auf dem Bus 106 stattfinden kann. Der Host 110 kann über einen I2S-/Zeitmultiplex-(TDM)Bus und/oder einen I2C-Bus (Inter-Integrated Circuit) mit dem Master-Knoten 102 kommunizieren. Bei einigen Ausführungsformen kann der Master-Knoten 102 ein Sendeempfänger (z.B. der Knoten-Sendeempfänger 120, der nachfolgend mit Bezug auf 2 besprochen wird) sein, der sich in einem Gehäuse des Hosts 110 befindet. Der Master-Knoten 102 kann durch den Host 110 über den I2C-Bus für Konfiguration und Rücklesen programmierbar sein und kann dazu ausgebildet sein, Takt, Synchronisation und Framing für alle Slave-Knoten 104 zu erzeugen. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Erweiterung des I2C-Steuerbusses zwischen dem Host 110 im Master-Knoten 102 in die über den Bus 106 übertragenen Datenströme eingebettet werden, was dem Host 110 direkten Zugriff auf Register und Statusinformationen für den einen oder die mehreren Slave-Knoten 104 erlaubt sowie Kommunikation von I2C zu I2C über Distanzen ermöglicht, um es dem Host 110 zu erlauben, die Peripherievorrichtungen 108 zu steuern.
  • Der Master-Knoten 102 kann „Signalabwärts“-Signale (z.B. Datensignale, Leistungsversorgungssignale usw., die von dem Master-Knoten 102 weg auf dem Bus 106 übertragen werden) erzeugen und „Signalaufwärts“-Signale (die z.B. in Richtung des Master-Knotens 102 auf dem Bus 106 übertragen werden) empfangen. Der Master-Knoten 102 kann ein Taktsignal für synchrone Datenübertragung über den Bus 106 bereitstellen. Im vorliegenden Gebrauch kann „synchrone Daten“ kontinuierlich gestreamte Daten (z.B. Audiosignale) mit einem festen Zeitintervall zwischen zwei sukzessiven Übertragungen zu/von demselben Knoten auf dem Bus 106 aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann das durch den Master-Knoten 102 bereitgestellte Taktsignal aus einer I2S-Eingabe abgeleitet werden, die durch den Host 110 dem Master-Knoten 102 bereitgestellt wird. Ein Slave-Knoten 104 kann ein adressierbarer Netzwerkverbindungspunkt sein, der ein mögliches Ziel für signalabwärts auf dem Bus 106 oder signalaufwärts auf dem Bus 106 übertragene Datenrahmen repräsentiert. Ein Slave-Knoten 104 kann auch eine mögliche Quelle von Signalabwärts- oder Signalaufwärts-Datenrahmen repräsentieren. Das System 100 kann Übertragung von Steuerinformationen und anderen Daten in beiden Richtungen über den Bus 106 von einem Knoten zum nächsten erlauben. Einer oder mehrere der Slave-Knoten 104 können auch durch über den Bus 106 übertragene Signale mit Leistung versorgt werden, wie nachfolgend besprochen wird. Bei einigen Ausführungsformen können gemäß beliebigen der hier besprochenen Ausführungsformen ein oder mehrere der Slave-Knoten 104 in der Lage sein, adaptiv zwischen durch den Bus 106 bereitgestellter Leistung und durch eine lokale Leistungsversorgung bereitgestellter Leistung umzuschalten.
  • Insbesondere können der Master-Knoten 102 und die Slave-Knoten 104 jeweils einen (als „AP“ bezeichneten) positiven Signalaufwärts-Anschluss, einen (als „AN“ bezeichneten) negativen Signalaufwärts-Anschluss, einen (als „BP“ bezeichneten) positiven Signalabwärts-Anschluss und einen (als „BN“ bezeichneten) negativen Signalabwärts-Anschluss aufweisen. Die positiven und negativen Signalabwärts-Anschlüsse eines Knotens können mit den positiven bzw. negativen Signalaufwärts-Anschlüssen des angrenzenden Signalabwärts-Knotens gekoppelt sein. Wie in 1 gezeigt, kann der Master-Knoten 102 positive und negative Signalaufwärts-Anschlüsse aufweisen, aber diese Anschlüsse müssen nicht verwendet werden; bei anderen Ausführungsformen kann der Master-Knoten 102 keine positiven und negativen Signalaufwärts-Anschlüsse aufweisen. Der letzte Slave-Knoten 104 auf dem Bus 106 (in 1 der Slave-Knoten 2) kann positive und negative Signalabwärts-Anschlüsse aufweisen, aber diese Anschlüsse müssen nicht verwendet werden; bei anderen Ausführungsformen kann der letzte Slave-Knoten 104 auf dem Bus keinen positiven und negativen Signalabwärts-Anschlüsse aufweisen.
  • Wie nachfolgend ausführlich besprochen wird, kann der Master-Knoten 102 periodisch einen Synchronisations-Steuerrahmen signalabwärts senden, gegebenenfalls zusammen mit Daten, die für einen oder mehrere der Slave-Knoten 104 bestimmt sind. Zum Beispiel kann der Master-Knoten 102 alle 1024 Bit (was einen Superrahmen repräsentiert) mit einer Frequenz von 48 kHz einen Synchronisations-Steuerrahmen übertragen, was zu einer effektiven Bitrate auf dem Bus 106 von 49,152 Mbps führt. Es können andere Raten unterstützt werden, darunter zum Beispiel 44,1 kHz. Der Synchronisations-Steuerrahmen kann es den Slave-Knoten 104 erlauben, den Anfang jedes Superrahmens zu identifizieren, und kann es auch in Kombination mit Bitübertragungsschichtcodierung/- signalisierung jedem Slave-Knoten 104 erlauben, seinen internen Betriebstakt aus dem Bus 106 abzuleiten. Der Synchronisations-Steuerrahmen kann eine Präambel zur Signalisierung des Synchronisationsstarts sowie Steuerfelder aufweisen, die verschiedene Adressierungsarten (z.B. normal, Rundsendung, Entdeckung), Konfigurationsinformationen (z.B. Schreiben im Register der Slave-Knoten 104), Übermittlung von I2C-Informationen, Fernsteuerung verschiedener GPIO-Pins (General-Purpose Input/Output) an den Slave-Knoten 104 und andere Dienste erlauben. Ein Teil des Synchronisations-Steuerrahmens, der der Präambel und den Nutzsignaldaten folgt, kann verwürfelt werden, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass Informationen in dem Synchronisations-Steuerrahmen mit einer neuen Präambel verwechselt werden, und um das Spektrum diesbezüglicher elektromagnetischer Emissionen zu verflachen.
  • Der Synchronisations-Steuerrahmen kann zwischen Slave-Knoten 104 auch gegebenenfalls zusammen mit anderen Daten, die von dem Master-Knoten 102 kommen können, aber zusätzlich oder als Alternative von einem oder mehreren signalaufwärts befindlichen Slave-Knoten 104 oder von einem Slave-Knoten 104 selbst kommen können) weitergeleitet werden, bis er den letzten Slave-Knoten 104 (d.h. in 1 den Slave-Knoten 2) erreicht, der durch den Master-Knoten 102 als der letzte Slave-Knoten 104 konfiguriert wurde oder sich selbst als der letzte Slave-Knoten 104 identifiziert hat. Bei Empfang des Synchronisations-Steuerrahmens kann der letzte Slave-Knoten 104 einen Synchronisations-Antwortrahmen, gefolgt von etwaigen Daten, die er übertragen darf (z.B. einen 24-Bit-Audioabtastwert in einem designierten Zeitschlitz) übertragen. Der Synchronisations-Antwortrahmen kann signalaufwärts zwischen Slave-Knoten 104 (gegebenenfalls zusammen mit Daten von signalabwärts befindlichen Slave-Knoten 104) weitergeleitet werden, und auf der Basis des Synchronisations-Antwortrahmens kann jeder Slave-Knoten 104 in der Lage sein, einen etwaigen Zeitschlitz zu identifizieren, in dem der Slave-Knoten 104 senden darf.
  • Bei einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere der Slave-Knoten 104 im System 100 mit einer Peripherievorrichtung 108 gekoppelt sein und mit ihr kommunizieren. Zum Beispiel kann ein Slave-Knoten 104 dazu ausgebildet sein, Daten aus der zugeordneten Peripherievorrichtung 108 unter Verwendung von I2S, Impulsdichtemodulation (PDM), TDM und/oder I2C-Protokollen wie nachfolgend besprochen zu lesen und/oder Daten in sie zu schreiben. Obwohl die „Peripherievorrichtung 108“ hier im Singular erwähnt werden kann, dient dies lediglich zur leichteren Besprechung, und ein einzelner Slave-Knoten 104 kann mit null, einer oder mehr Peripherievorrichtungen gekoppelt sein. Beispiele für Peripherievorrichtungen, die in der Peripherievorrichtung 108 enthalten sein können, wären ein DSP (digitaler Signalprozessor), ein FPGA (Field Programmable Gate Array), ein ASIC, ein ADC (Analog-Digital-Wandler), ein DAC (Digital-AnalogWandler), ein Codec, ein Mikrofon, ein Mikrofonarray, ein Lautsprecher, ein Audioverstärker, ein Protokollanalysator, ein Beschleunigungsmesser oder ein anderer Bewegungssensor, ein Umgebungsbedingungssensor (z.B. ein Temperatur-, Feuchtigkeits- und/oder Gassensor), ein verdrahteter oder drahtloser Kommunikations-Sendeempfänger, eine Anzeigevorrichtung (z.B. eine Touchscreen-Anzeige), eine Benutzeroberflächenkomponente (z.B. eine Taste, eine Wählvorrichtung oder ein anderes Steuerelement), eine Kamera (z.B. eine Videokamera), eine Speichervorrichtung oder eine beliebige andere geeignete Vorrichtung, die Daten sendet und/oder empfängt. Es werden hier mehrere Beispiele für verschiedene Peripherievorrichtungskonfigurationen ausführlich besprochen.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Peripherievorrichtung 108 eine beliebige für I2S-Kommunikation (Inter-Integrated Circuit Sound) ausgebildete Vorrichtung aufweisen; die Peripherievorrichtung 108 kann über das I2S-Protokoll mit dem zugeordneten Slave-Knoten 104 kommunizieren. Bei einigen Ausführungsformen kann die Peripherievorrichtung 108 eine beliebige für I2C-Kommunikation (Inter-Integrated Circuit) ausgebildete Vorrichtung aufweisen; die Peripherievorrichtung 108 kann über das I2C-protokoll mit dem zugeordneten Slave-Knoten 104 kommunizieren. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Slave-Knoten 104 mit keiner Peripherievorrichtung 108 gekoppelt sein.
  • Ein Slave-Knoten 104 und seine zugeordnete Peripherievorrichtung 108 können in getrennten Gehäusen enthalten und mittels einer verdrahteten oder drahtlosen Kommunikationsverbindung gekoppelt oder können in einem gemeinsamen Gehäuse enthalten sein. Zum Beispiel kann ein als eine Peripherievorrichtung 108 verbundener Lautsprecher mit der Hardware für einen zugeordneten Slave-Knoten 104 (z.B. dem nachfolgend mit Bezug auf 2 besprochenen Knoten-Sendeempfänger 120) verkapselt werden, so dass die Hardware für den zugeordneten Slave-Knoten 104 in einem Gehäuse enthalten ist, das andere Lautsprecherkomponenten aufweist. Dasselbe kann für eine beliebige Art von Peripherievorrichtung 108 gelten.
  • Wie oben besprochen kann der Host 110 unter Verwendung von mehrkanaligen I2S- und I2C-Kommunikationsprotokollen mit dem Master-Knoten 102 kommunizieren und diesen steuern. Insbesondere kann der Host 110 über I2S Daten zu einem (nicht dargestellten) Rahmenpuffer in dem Master-Knoten 102 übertragen, und der Master-Knoten 102 kann Daten aus dem Rahmenpuffer lesen und die Daten auf dem Bus 106 übertragen. Analog kann der Master-Knoten 102 über den Bus 106 empfangene Daten in dem Rahmenpuffer speichern und kann dann die Daten über I2S zu dem Host 110 übertragen.
  • Jeder Slave-Knoten 104 kann interne Steuerregister aufweisen, die durch Kommunikation von dem Master-Knoten 102 konfiguriert werden können. Nachfolgend wird eine Anzahl solcher Register ausführlich besprochen. Jeder Slave-Knoten 104 kann Signalabwärtsdaten empfangen und die Daten weiter signalabwärts übertragen. Jeder Slave-Knoten 104 kann Signalaufwärtsdaten empfangen und/oder erzeugen und/oder Daten signalaufwärts weiter übertragen und/oder Daten zu einer Signalaufwärts-Transaktion hinzufügen.
  • Kommunikation auf dem Bus 106 kann in periodischen Superrahmen stattfinden. Jeder Superrahmen kann mit einem Signalabwärts-Synchronisationssteuerrahmen beginnen; in Perioden der Signalabwärts-Übertragung (auch als „Signalabwärtsteile“ bezeichnet), Signalaufwärts-Übertragung (auch als „Signalaufwärtsteile“ bezeichnet) und keine Übertragung (wobei der Bus 106 nicht angesteuert wird) aufgeteilt werden; und kurz vor der Übertragung eines anderen Signalabwärts-Synchronisationssteuerrahmens enden. Der Master-Knoten 102 kann (durch den Host 110) mit einer Anzahl von Signalabwärtsteilen, die zu einem oder mehreren der Slave-Knoten 104 zu übertragen sind, und einer Anzahl von Signalaufwärtsteilen, die von einem oder mehreren der Slave-Knoten 104 zu empfangen sind, programmiert werden. Jeder Slave-Knoten 104 kann (durch den Master-Knoten 102) mit einer Anzahl von den Bus 106 hinunter weiter zu übertragenden Signalabwärtsteilen, einer Anzahl von zu verbrauchenden Signalabwärtsteilen, einer Anzahl von den Bus 106 hinauf weiter zu übertragenden Signalaufwärtsteilen und einer Anzahl von Signalaufwärtsteilen, in denen der Slave-Knoten 104 Daten übertragen kann, die von dem Slave-Knoten 104 von der zugeordneten Peripherievorrichtung 108 empfangen werden, programmiert werden. Kommunikation auf dem Bus 106 wird nachfolgend mit Bezug auf 2-12 ausführlicher besprochen.
  • Jeder des Master-Knotens 102 und der Slave-Knoten 104 kann einen Sendeempfänger zum Verwalten von Kommunikation zwischen Komponenten des Systems 100 aufweisen. 2 ist eine Blockdarstellung eines Knoten-Sendeempfängers 120, der in einem Knoten (z.B. dem Master-Knoten 102 oder einem Slave-Knoten 104) des Systems 100 von 1 enthalten sein kann, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Knoten-Sendeempfänger 120 in jedem der Knoten des Systems 100 enthalten sein, und ein Steuersignal kann dem Knoten-Sendeempfänger 120 über einen Master (MSTR) -Pin zugeführt werden, um anzugeben, ob der Knoten-Sendeempfänger 120 als Master (z.B. wenn der MSTR-Pin hoch ist) oder als Slave (z.B. wenn der MSTR-Pin niedrig ist) handeln soll.
  • Der Knoten-Sendeempfänger 120 kann einen Signalaufwärts-Differenzsignalisierungs(DS)-Sendeempfänger 122 und einen Signalabwärts-DS-Sendeempfänger 124 aufweisen. Der Signalaufwärts-DS-Sendeempfänger 122 kann mit den oben mit Bezug auf 1 besprochenen positiven und negativen Signalaufwärtsanschlüssen gekoppelt sein, und der Signalabwärts-DS-Sendeempfänger 124 kann mit den oben mit Bezug auf 1 besprochenen positiven und negativen Signalabwärtsanschlüssen gekoppelt sein. Bei einigen Ausführungsformen können der Signalaufwärts-DS-Sendeempfänger 122 ein Niederspannungs-DS(LVDS)-Sendeempfänger und der Signalabwärts-DS-Sendeempfänger 124 ein LVDS-Sendeempfänger sein. Jeder Knoten in dem System 100 kann mit dem Bus 106 wechselstromgekoppelt sein und Datensignale können auf dem Bus 106 (z.B. über den Signalaufwärts-DS-Sendeempfänger 122 und/oder den Signalabwärts-DS-Sendeempfänger 124) unter Verwendung einer vorbestimmten Form von DS (z.B. LVDS oder Mehrpunkt-LVDS (MLVDS) oder ähnlicher Signalisierung) mit geeigneter Codierung zur Bereitstellung von Timing-Informationen über den Bus 106 (z.B. Differenz-Manchester-Codierung, Biphasenmarkierungscodierung, Manchester-Codierung, NRZI-Codierung (Non-Return-to-Zero, Inverted) mit Lauflängenbegrenzung oder einer beliebigen anderen geeigneten Codierung) übermittelt werden.
  • Der Signalaufwärts-DS-Sendeempfänger 122 und der Signalabwärts-DS-Sendeempfänger 124 können mit Busprotokollschaltungstechnik 126 kommunizieren und die Busprotokollschaltungstechnik 126 kann neben anderen Komponenten mit einem Phasenregelkreis (PLL) 128 und Spannungsreglerschaltungstechnik 130 kommunizieren. Wenn der Knoten-Sendeempfänger 120 heraufgefahren wird, kann die Spannungsreglerschaltungstechnik 130 ein Signal „Leistungsversorgung gut“ setzen, das der PLL 128 als Herauffahr-Rücksetzen verwendet.
  • Wie bereits erwähnt, können einer oder mehrere der Slave-Knoten 104 in dem System 100 gleichzeitig mit Daten über den Bus 106 übertragene Leistung erhalten. Zur Leistungsverteilung (die optional ist, da einige der Slave-Knoten 104 dazu ausgebildet sein können, dass sie ausschließlich lokal mit Leistung versorgt werden), kann der Master-Knoten 102 eine Gleichstromvorspannung auf die Busverbindung zwischen dem Master-Knoten 102 und dem Slave-Knoten 0 legen (z.B. durch Verbinden eines der Signalabwärtsanschlüsse mit einer durch einen Spannungsregler bereitgestellten Spannungsquelle und des anderen Signalabwärtsanschlusses mit Masse). Die Gleichstromvorspannung kann eine vorbestimmte Spannung sein, wie etwa 5 V, 8 V, die Spannung einer Autobatterie oder eine höhere Spannung. Jeder sukzessive Slave-Knoten 104 kann selektiv seine Signalaufwärts-Busverbindung anzapfen, um Leistung (z.B. unter Verwendung der Spannungsreglerschaltungstechnik 130) wiederzugewinnen. Diese Leistung kann zur Versorgung des Slave-Knotens 104 selbst (und gegebenenfalls einer oder mehrerer mit dem Slave-Knoten 104 gekoppelter Peripherievorrichtungen 108) verwendet werden. Ein Slave-Knoten 104 kann auch selektiv die Busverbindung signalabwärts für den nächsten Slave-Knoten 104 in der Folge entweder mit dem wiedergewonnenen Leistung aus der Signalaufwärts-Busverbindung oder aus einer lokalen Leistungsversorgung vorspannen. Zum Beispiel kann der Slave-Knoten 0 die Gleichstromvorspannung auf der Signalaufwärts-Busverbindung 106 verwenden, um Leistung für den Slave-Knoten 0 selbst und/oder für eine oder mehrere zugeordnete Peripherievorrichtungen 108 wiederzugewinnen, und/oder der Slave-Knoten 0 kann Leistung aus seiner Signalaufwärts-Busverbindung 106 wiedergewinnen, um seine Signalabwärts-Busverbindung 106 vorzuspannen.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann somit jeder Knoten in dem System 100 über eine Signalabwärts-Busverbindung Leistung für den folgenden Signalabwärtsknoten bereitstellen. Die Bestromung von Knoten kann auf sequenzierte Weise durchgeführt werden. Zum Beispiel kann nach dem Entdecken und Konfigurieren des Slave-Knotens 0 über den Bus 106 der Master-Knoten 102 den Slave-Knoten 0 anweisen, seiner Signalabwärts-Busverbindung 106 Leistung bereitzustellen, um dem Slave-Knoten 1 Leistung bereitzustellen; Nachdem der Slave-Knoten 1 entdeckt und konfiguriert ist, kann der Master-Knoten 102 den Slave-Knoten 1 anweisen, seiner Signalabwärts-Busverbindung 106 Leistung bereitzustellen, um dem Slave-Knoten 2 Leistung bereitzustellen (und so weiter für zusätzliche Slave-Knoten 104, die mit dem Bus 106 gekoppelt sind). Bei einigen Ausführungsformen können einer oder mehrere der Slave-Knoten 104 lokal mit Leistung versorgt werden, statt aus seiner Signalaufwärts-Busverbindung mit Leistung versorgt zu werden oder zusätzlich dazu. Bei einigen solchen Ausführungsformen kann die lokale Leistungsquelle für einen gegebenen Slave-Knoten 104 verwendet werden, um einem oder mehreren Signalabwärts-Slave-Knoten Leistung bereitzustellen. Ein Slave-Knoten 104 kann auch in der Lage sein, gemäß beliebigen der hier besprochenen Ausführungsformen adaptiv zwischen durch den Bus 106 bereitgestellter Leistung und durch eine lokale Leistungsversorgung bereitgestellter Leistung umzuschalten.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Signalaufwärts-Filterschaltungstechnik 132 zwischen dem Signalaufwärts-DS-Sendeempfänger 122 und der Spannungsreglerschaltungstechnik 130 angeordnet sein und die Signalabwärts-Filterschaltungstechnik 131 zwischen dem Signalabwärts-DS-Sendeempfänger 124 und der Spannungsreglerschaltungstechnik 130 angeordnet sein. Da jede Verbindung des Busses 106 Wechselstromkomponenten (Signal) und Gleichstromkomponenten (Leistung) führen kann, kann die Signalaufwärts-Filterschaltungstechnik 132 und die Signalabwärts-Filterschaltungstechnik 131 die Wechselstrom- und Gleichstromkomponenten trennen, die Wechselstromkomponenten dem Signalaufwärts-DS-Sendeempfänger 122 und dem Signalabwärts-DS-Sendeempfänger 124 bereitstellen und die Gleichstromkomponenten der Spannungsreglerschaltungstechnik 130 bereitstellen. Wechselstromkopplungen auf der Leitungsseite des Signalaufwärts-DS-Sendeempfängers 122 und des Signalabwärts-DS-Sendeempfängers 124 isolieren die Sendeempfänger 122 und 124 im Wesentlichen von der Gleichstromkomponente auf der Leitung, um schnelle bidirektionale Kommunikation zu erlauben. Wie oben besprochen kann die Gleichstromkomponente für Leistung angezapft werden und die Signalaufwärts-Filterschaltungstechnik 132 und die Signalabwärts-Filterschaltungstechnik 131 können zum Beispiel ein Ferrit, eine Gleichtakt-Drossel oder eine Induktivität aufweisen, um die der Spannungsreglerschaltungstechnik 130 zugeführte Wechselstromkomponente zu verringern. Bei einigen Ausführungsformen kann die Signalaufwärts-Filterschaltungstechnik 132 in dem Signalaufwärts-DS-Sendeempfänger 122 enthalten sein, und/oder die Signalabwärts-Filterschaltungstechnik 131 kann in dem Signalabwärts-DS-Sendeempfänger 124 enthalten sein; bei anderen Ausführungsformen kann sich die Filterschaltungstechnik außerhalb der Sendeempfänger 122 und 124 befinden.
  • Der Knoten-Sendeempfänger 120 kann einen Sendeempfänger 127 für I2S-, TDM- und PDM-Kommunikation zwischen dem Knoten-Sendeempfänger 120 und einer externen Vorrichtung 155 aufweisen. Obwohl die „externe Vorrichtung 155“ hier im Singular erwähnt werden kann, dient dies einfach zur leichteren Veranschaulichung, und es können mehrere externe Vorrichtungen über den I2S/TDM-PDM-Sendeempfänger 127 mit dem Knoten-Sendeempfänger 120 kommunizieren. Wie in der Technik bekannt ist, dient das I2S-Protokoll zum Führen von PCM-Informationen (Pulsecodemodulation) (z.B. zwischen Audio-Chips auf einer Leiterplatte (PCB)). Im vorliegenden Gebrauch kann sich „I2S/TDM“ auf eine Erweiterung des I2S-Stereo-Inhalts (2 Kanäle) auf mehrere Kanäle unter Verwendung von TDM beziehen. Wie in der Technik bekannt ist, kann PDM in Sigma-Delta-Wandlern verwendet werden, und insbesondere kann das PDM-Format ein überabgetastetes 1-Bit-Sigma-Delta-ADC-Signal vor Dezimierung repräsentieren. Das PDM-Format wird oft als Ausgabeformat für digitale Mikrofone verwendet. Der I2S/TDM/PDM-Sendeempfänger 127 kann sich mit der Busprotokolschaltungstechnik 126 und Pins zur Kommunikation mit der externen Vorrichtung 155 in Kommunikation befinden. In 2 sind sechs Pins BCLK, SYNC, DTX[1:0] und DRX[1:0] dargestellt; der BCLK-Pin kann für einen I2S-Bittakt verwendet werden, der SYNC-Pin für ein I2S-Rahmensynchronisationssignal und die Pins DTX[1:0] und DRX[1:0] dienen zum Senden bzw. Empfangen von Datenkanälen. Obwohl in 2 zwei Sendepins (DTX[1:0]) und zwei Empfangspins (DRX[1:0]) dargestellt sind, kann eine beliebige gewünschte Anzahl von Empfangs- und/oder Sendepins verwendet werden.
  • Wenn der Knoten-Sendeempfänger 120 in dem Master-Knoten 102 enthalten ist, kann die externe Vorrichtung 155 den Host 110 aufweisen, und der I2S/TDM/PDM-Sendeempfänger 127 kann einen I2S-Slave (hinsichtlich BCLK und SYNC) bereitstellen, der synchron mit einem I2S-Schnittstellentakt des Hosts 110 Daten von dem Host 110 empfangen und Daten zu dem Host 110 senden kann. Insbesondere kann ein I2S-Rahmensynchronisationssignal an dem SYNC-Pin als Eingabe vom Host 110 empfangen werden, und der PLL 128 kann dieses Signal zur Erzeugung von Takten verwenden. Wenn der Knoten-Sendeempfänger 120 in einem Slave-Knoten 104 enthalten ist, kann die externe Vorrichtung 155 eine oder mehrere Peripherievorrichtungen 108 aufweisen, und der I2S/TDM/PDM-Sendeempfänger 127 kann einen I2S-Takt-Master (für BCLK und SYNC) bereitstellen, der I2S-Kommunikation mit der Peripherievorrichtung 108 steuern kann. Insbesondere kann der I2S/TDM/PDM-Sendeempfänger 127 ein I2S-Rahmensynchronisationssignal an dem SYNC-Pin als Ausgabe bereitstellen. Register in dem Knoten-Sendeempfänger 120 können bestimmen, welche und wie viele I2S- und TDM-Kanäle als Datenschlitze über den Bus 106 übertragen werden. Ein Register für den TDM-Modus (TDMMODE) in dem Knoten-Sendeempfänger 120 kann einen Wert speichern, wie viele TDM-Kanäle zwischen aufeinanderfolgenden SYNC-Impulsen auf einen TDM-Sende- oder -Empfangspin passen. Zusammen mit der Kenntnis der Kanalgröße kann der Knoten-Sendeempfänger 120 die BCLK-Rate automatisch setzen, um auf die Anzahl der Bit innerhalb der Abtastzeit (z.B. 48 kHz) zu passen.
  • Der Knoten-Sendeempfänger 120 kann einen Sendeempfänger 129 zur I2C-Kommunikation zwischen dem Knoten-Sendeempfänger 120 und einer externen Vorrichtung 157 aufweisen. Obwohl die „externe Vorrichtung 157“ hier im Singular erwähnt sein kann, dient dies lediglich zur leichteren Veranschaulichung, und es können mehrere externe Vorrichtungen über den I2C-Sendeempfänger 129 mit dem Knoten-Sendeempfänger 120 kommunizieren. Wie in der Technik bekannt ist, verwendet das I2C-Protokoll Leitungen für den Takt (SCL) und Daten (SDA) zur Bereitstellung von Datentransfer. Der I2C-Sendeempfänger 129 kann sich mit der Busprotokollschaltungstechnik 126 und Pins zur Kommunikation mit der externen Vorrichtung 157 in Kommunikation befinden. In 2 sind vier Pins ADR1, ADR2, SDA und SCL dargestellt; ADR1 und ADR2 können zum Modifizieren der I2C-Adressen verwendet werden, die durch den Knoten-Sendeempfänger 120 verwendet werden, wenn der Knoten-Sendeempfänger 120 als ein I2C-Slave handelt (z.B. wenn der in dem Master-Knoten 102 enthalten ist), und SDA und SCL werden für serielle Daten bzw. serielle Taktsignale von I2C verwendet. Wenn der Knoten-Sendeempfänger 120 im Master-Knoten 102 enthalten ist, kann die externe Vorrichtung 157 den Host 110 aufweisen, und der I2C-Sendeempfänger 129 kann einen I2C-Slave bereitstellen, der Programmieranweisungen von dem Host 110 empfangen kann. Insbesondere kann ein serielles I2C-Taktsignal an dem SCL-Pin als Eingabe vom Host 110 für Registerzugriffe empfangen werden. Wenn der Knoten-Sendeempfänger 120 in einem Slave-Knoten 104 enthalten ist, kann die externe Vorrichtung 157 eine Peripherievorrichtung 108 aufweisen, und der I2C-Sendeempfänger 129 kann einen I2C-Master bereitstellen, um es dem I2C-Sendeempfänger zu erlauben, eine oder mehrere Peripherievorrichtungen gemäß Anweisungen zu programmieren, die durch den Host 110 bereitgestellt und über den Bus 106 zu dem Knoten-Sendeempfänger 120 übertragen werden. Insbesondere kann der I2C-Sendeempfänger 129 das serielle I2C-Taktsignal an dem SCL-Pin als Ausgabe bereitstellen.
  • Der Knoten-Sendeempfänger 120 kann einen Pin für Interrupt-Anforderung (IRQ) in Kommunikation mit der Busprotokollschaltungstechnik 126 aufweisen. Wenn der Knoten-Sendeempfänger 120 in dem Master-Knoten 102 enthalten ist, kann die Busprotokollschaltungstechnik 126 über den I2C-Sendeempfänger 129 ereignisgesteuerte Interrupt-Anforderungen in Richtung des Hosts 110 über den IRQ-Pin bereitstellen. Wenn der Knoten-Sendeempfänger 120 in einem Slave-Knoten 104 enthalten ist (z.B. wenn der MSTR-Pin niedrig ist), kann der IRQ-Pin als GPIO-Pin mit Interrupt-Anforderungsfähigkeit dienen.
  • Das System 100 kann in einer beliebigen einer Anzahl verschiedener Betriebsarten arbeiten. Die Knoten auf dem Bus 106 können jeweils ein Register aufweisen, das angibt, welche Betriebsart aktuell freigegeben ist. Es folgen Beschreibungen von Beispielen für verschiedene Betriebsarten, die implementiert werden können. In einer Standby-Betriebsart wird Busaktivität verringert, um globale Leistungsersparnisse zu ermöglichen; der einzige erforderliche Verkehr ist eine minimale Signalabwärts-Präambel, um die PLL jedes Knotens (z.B. den PLL 128) synchronisiert zu halten. In der Standby-Betriebsart werden Lese- und Schreibvorgänge über den Bus 106 nicht unterstützt. In einer Entdeckungs-Betriebsart kann der Master-Knoten 102 vorbestimme Signale auf dem Bus 106 aussenden und auf geeignete Antworten warten, um die Topologie von auf dem Bus 106 verteilten Slave-Knoten 104 zu kartieren. In einer normalen Betriebsart kann voller Registerzugriff Slave-Knoten 104 und auf diese sowie Zugriff auf und von Peripherievorrichtungen 108 über den Bus 106 verfügbar sein. Der normale Modus kann global durch den Host 110 mit oder ohne Synchron-Signalaufwärts-Daten und mit oder ohne Synchron-Signalabwärts-Daten konfiguriert werden.
  • 3 ist eine Darstellung eines Teils eines zur Kommunikation in dem System 100 verwendeten Synchronisationssteuerrahmens 180 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Insbesondere kann der Synchronisationssteuerrahmen 180 wie nachfolgend besprochen zur Datentaktwiedergewinnung und PLL-Synchronisation verwendet werden. Da Kommunikation über den Bus 106 in beiden Richtungen stattfinden kann, kann wie oben erwähnt Kommunikation zeitlich in Signalabwärtsteile und Signalaufwärtsteile gemultiplext werden. In einem Signalabwärtsteil können ein Synchronisationssteuerrahmen und Signalabwärtsdaten von dem Master-Knoten 102 übertragen werden, während in einem Signalaufwärtsteil ein Synchronisationsantwortrahmen und Signalaufwärtsdaten von jedem der Slave-Knoten 104 zu dem Master-Knoten 102 übertragen werden können. Der Synchronisationssteuerrahmen 180 kann eine Präambel 182 und Steuerdaten 184 aufweisen. Jeder Slave-Knoten 104 kann dazu ausgebildet sein, die Präambel 182 des empfangenen Synchronisationssteuerrahmens 180 als Zeitbasis zum Speisen des PLL 128 zu verwenden. Um dies zu erleichtern, folgt eine Präambel 182 nicht den „Regeln“ gültiger Steuerdaten 184 und kann somit ohne Weiteres von den Steuerdaten 184 unterschieden werden.
  • Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen Kommunikation auf dem Bus 106 unter Verwendung eines Takt-Zuerst-, Übergang-bei-Null-Differenz-Manchester-Codierungsschemas codiert werden. Gemäß einem solchen Codierungsschema beginnt jede Bitzeit mit einem Taktübergang. Wenn der Datenwert null ist, geht das codierte Signal wieder in der Mitte der Bitzeit über. Wenn der Datenwert 1 ist, geht das codierte Signal nicht wieder über. Die in 5 dargestellt Präambel 182 kann gegen das Codierungsprotokoll verstoßen (indem es z.B. Taktübergänge aufweist, die nicht am Anfang der Bitzeiten 5, 7 und 8 stattfinden), was bedeutet, dass die Präambel 182 mit keinem legalen (z.B. korrekt codierten) Muster für die Steuerdaten 184 übereinstimmen kann. Außerdem kann die Präambel 182 nicht reproduziert werden, indem ein legales Muster für die Steuerdaten 184 genommen und der Bus 106 für eine Einzelbitzeit oder für eine Mehrfachbitzeitperiode hoch oder niedrig gezwungen wird. Die in 5 dargestellt Präambel 182 ist lediglich veranschaulichend und der Synchronisationssteuerrahmen 180 kann verschiedene Präambeln 182 aufweisen, die auf beliebige geeignete Weise gegen die durch die Steuerdaten 184 verwendete Codierung verstoßen können.
  • Die Busprotokollschaltungstechnik 126 kann Differenz-Manchester-Decoderschaltungstechnik aufweisen, die auf einem aus dem Bus 106 wiedergewonnenen Takt läuft und die den Synchronisationssteuerrahmen 180 detektieren, um einen Rahmen-SYNC-Indikator zum PLL 128 zu senden. Auf diese Weise kann der Synchronisationssteuerrahmen 180 detektiert werden, ohne einen Systemtakt oder schnelleren Überabtastungstakt zu verwenden. Folglich können die Slave-Knoten 104 ein PLL-Synchronisationssignal aus dem Bus 106 empfangen, ohne eine Kristall-Taktquelle an den Slave-Knoten 104 zu erfordern.
  • Wie oben erwähnt kann Kommunikation auf dem Bus 106 in periodischen Superrahmen auftreten. 4 ist eine Darstellung eines Superrahmens 190 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Wie in 6 gezeigt, kann ein Superrahmen mit einem Synchronisationssteuerrahmen 180 beginnen. Wenn der Synchronisationssteuerrahmen 180 als Timingquelle für den PLL 128 verwendet wird, kann die Frequenz, mit der Superrahmen übermittelt werden („die Superrahmenfrequenz“) dieselbe wie die Synchronisationssignalfrequenz sein. Bei einigen Ausführungsformen, bei denen Audiodaten auf den Bus 106 übertragen werden, kann die Superrahmenfrequenz dieselbe wie die Audioabtastfrequenz sein, die im System 100 verwendet wird (z.B. entweder 48 kHz oder 44,1 kHz), aber es kann jede beliebige geeignete Suprrahmenfrequenz verwendet werden. Jeder Superrahmen 190 kann in Perioden der Signalabwärtsübertragung 192, Perioden der Signalaufwärtsübertragung 194 und Perioden ohne Übertragung 196 (z.B. wenn der Bus 106 nicht angesteuert wird) aufgeteilt werden.
  • In 4 ist der Superrahmen 190 mit einer anfänglichen Periode der Signalabwärts-Übertragung 192 und einer späteren Periode der Signalaufwärts-Übertragung 194 gezeigt. Die Periode der Signalabwärts-Übertragung 192 kann einen Synchronisationssteuerrahmen 180 und X Signalabwärts-Datenschlitze 198 aufweisen, wobei X null sein kann. Im Wesentlichen alle Signale auf dem Bus 106 können leitungscodiert und ein signalabwärts von dem Master-Knoten 102 zu dem letzten Slave-Knoten 104 (z.B. dem Slave-Knoten 104C) in Form der Synchronisationspräambel 182 in dem Synchronisationssteuerrahmen 180 wie oben besprochen weitergeleitetes Synchronisationssignal sein. Signalabwärts können synchrone TDM-Daten in den X Signalabwärts-Datenschlitzen 198 nach dem Synchronisationssteuerrahmen 180 enthalten sein. Die Signalabwärts-Datenschlitze 198 können gleiche Breite aufweisen. Wie oben besprochen kann der PLL 128 den Takt bereitstellen, den ein Knoten zum Timen von Kommunikation über den Bus 106 verwendet. Bei einigen Ausführungsformen, bei denen der Bus 106 zum Übertragen von Audiodaten verwendet wird, kann der PLL 128 mit einem Vielfachen der Audioabtastfrequenz arbeiten (z.B. mit 1024 Mal der Audioabtastfrequenz, was zu 1024-Bit-Takten in jedem Superrahmen führt).
  • Die Periode der Signalaufwärts-Übertragung 194 kann einen Synchronisationsantwortrahmen 197 und Y Signalaufwärts-Datenschlitze 199 aufweisen, wobei Y null sein kann. Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Slave-Knoten 104 einen Teil der Signalabwärts-Datenschlitze 198 verbrauchen. Der letzte Slave-Knoten (z.B. Slave-Knoten 2 in 1) kann (nach einer in einem Register des letzten Slave-Knotens gespeicherten vorbestimmten Antwortzeit) mit einem Synchronisationsantwortrahmen 197 antworten. Synchrone Signalaufwärts-TDM-Daten können durch jeden Slave-Knoten 104 in den Signalaufwärts-Datenschlitzen 199 direkt nach dem Synchronisationsantwortrahmen 197 hinzugefügt werden. Die Signalaufwärts-Datenschlitze 199 können eine gleiche Breite aufweisen. Ein Slave-Knoten 104, der nicht der letzte Slave-Knoten ist (z.B. die Slave-Knoten 0 und 1 in 1), kann den empfangenen Synchronisationsantwortrahmen 197 mit seiner eigenen Signalaufwärtsantwort ersetzen, wenn ein Lesen eines seiner Register in dem Synchronisationssteuerrahmen 180 des Superrahmens 190 angefordert wurde oder wenn ein Fern-I2C-Lesen in dem Synchronisationssteuerrahmen 180 des Superrahmens 190 angefordert wurde.
  • Wie oben besprochen kann der Synchronisationssteuerrahmen 180 jede Signalabwärts-Übertragung beginnen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationssteuerrahmen 180 64 Bit lang sein, aber es kann eine beliebige andere geeignete Länge verwendet werden. Der Synchronisationssteuerrahmen 180 kann wie oben erwähnt mit einer Präambel 182 beginnen. Bei einigen Ausführungsformen kann, wenn der Synchronisationssteuerrahmen 180 durch einen Slave-Knoten 104 zu einem Signalabwärts-Slave-Knoten 104 weiter übertragen wird, die Präambel 182 durch den übertragenen Slave-Knoten 104 erzeugt werden, statt weiter übertragen zu werden.
  • Die Steuerdaten 184 des Synchronisationssteuerrahmens 180 können Felder aufweisen, die zum Steuern von Transaktionen über den Bus 106 verwendete Daten enthalten. Beispiele für diese Felder werden nachfolgend besprochen, und einige Ausführungsformen sind in 5 dargestellt. Insbesondere zeigt 5 beispielhafte Formate für den Synchronisationssteuerrahmen 180 im Normalmodus (I2C-Modus) und Entdeckungsmodus gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Bei einigen Ausführungsformen kann im Standby eine ganz andere Präambel 182 oder ein ganz anderer Synchronisationssteuerrahmen 180 verwendet werden, so dass die Slave-Knoten 104 nicht den gesamten Synchronisationssteuerrahmen 180 empfangen müssen, bis ein Übergang zum Normalmodus gesendet wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationssteuerrahmen 180 ein Zählwert- bzw. CNT-Feld aufweisen. Das CNT-Feld kann eine beliebige geeignete Menge (z.B. 2 Bit) aufweisen und kann (Modulo der Länge des Felds) von dem im vorherigen Superrahmen verwendeten Wert inkrementiert werden. Ein Slave-Knoten 104, der einen CNT-Wert empfängt, der nicht erwartet wird, kann dafür programmiert sein, ein Interrupt zurückzugeben.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationssteuerrahmen 180 ein Knotenadressierungsmodus- bzw. NAM-Feld aufweisen. Das NAM-Feld kann eine beliebige geeignete Länge (z.B. 2 Bit) aufweisen und kann zum Steuern des Zugriffs auf Register eines Slave-Knotens 104 über den Bus 106 verwendet werden. Im Normalmodus kann auf der Basis der ID des Slave-Knotens 104 und der Adresse des Registers aus Registern eines Slave-Knotens 104 gelesen und/oder können diese beschrieben werden. Rundsendetransaktionen sind Schreibvorgänge, die durch jeden Slave-Knoten 104 unternommen werden sollten. Bei einigen Ausführungsformen kann das NAM-Feld vier Knotenadressierungsmodi bereitstellen, darunter „keine“ (z.B. Daten sind an keinen konkreten Slave-Knoten 104 adressiert), „normal“ (z.B. Unicast von Daten an einen spezifischen Slave-Knoten 104, der in dem nachfolgend besprochenen Adressenfeld vorgegeben wird), „Rundsenden“ (an alle Slave-Knoten 104 adressiert) und „Entdeckung“.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationssteuerrahmen 180 ein I2C-Feld aufweisen. Das I2C-Feld kann eine beliebige geeignete Länge (z.B. 1 Bit) aufweisen und kann verwendet werden, um anzugeben, dass die Periode der Signalabwärts-Übertragung 192 eine I2C-Transaktion aufweist. Das I2C-Feld kann angeben, dass der Host 110 Anweisungen gegeben hat, aus der Ferne auf eine Peripherievorrichtung 108 zuzugreifen, die mit Bezug auf einen zugeordneten Slave-Knoten 104 als ein I2C-Slave handelt.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationssteuerrahmen 180 ein Knotenfeld aufweisen. Das Knotenfeld kann eine beliebige geeignete Länge (z.B. 4 Bit) aufweisen und kann verwendet werden, um anzugeben, welcher Slave-Knoten für normale und I2C-Zugrifle adressiert wird. Im Entdeckungsmodus kann mit diesem Feld eine Kennung für einen neu entdeckten Slave-Knoten 104 in einem Knoten-ID-Register des Slave-Knotens 104 programmiert werden. Jedem Slave-Knoten 104 im System 100 kann eine eindeutige ID zugewiesen werden, wenn der Slave-Knoten 104 durch den Master-Knoten 102 entdeckt wird, wie nachfolgend besprochen. Bei einigen Ausführungsformen hat der Master-Knoten 102 keine Knoten-ID, während der Master-Knoten 102 bei anderen Ausführungsformen eine Knoten-ID haben kann. Bei einigen Ausführungsformen ist der an den Master-Knoten 102 auf dem Bus 106 angeschlossene Knoten 104 (z.B. der Slave-Knoten 0 in 1) der Slave-Knoten 0 und jeder sukzessive Slave-Knoten 104 wird eine Zahl aufweisen, die 1 höher als bei dem vorherigen Slave-Knoten ist. Dies ist jedoch lediglich veranschaulichend und es kann jedes beliebige geeignete Slave-Knoten-Identifikationssystem verwendet werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationssteuerrahmen 180 ein Lese-/Schreib- bzw. RW-Feld aufweisen. Das RW-Feld kann eine beliebige geeignete Länge (z.B. 1 Bit) aufweisen und kann verwendet werden, um zu steuern, ob Normalzugriffe Lesevorgänge (z.B. RW ==1) oder Schreibvorgänge (z.B. RW ==0) sind.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationssteuerrahmen 180 ein Adressenfeld aufweisen. Das Adressenfeld kann eine beliebige geeignete Länge (z.B. 8 Bit) aufweisen und kann zum Adressieren spezifischer Register eines Slave-Knotens 104 mittels des Busses 106 verwendet werden. Für I2C-Transaktionen kann das Adressenfeld mit I2C-Steuerwerten, wie etwa START/STOP, WAIT, RW und DATA VLD, ersetzt werden. Für Entdeckungstransaktionen kann das Adressenfeld einen vorbestimmten Wert (wie z.B. in 5 dargestellt) aufweisen.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationssteuerrahmen 180 ein Datenfeld aufweisen. Das Datenfeld kann eine beliebige geeignete Länge (z.B. 8 Bit) aufweisen und kann für normale, I2C- und Rundsende-Schreibvorgänge verwendet werden. Der mit 4 multiplizierte RESPCYCS-Wert kann verwendet werden, um zu bestimmen, wie viele Zyklen eines neu entdeckten Knotens zwischen dem Start des Empfangs des Synchronisationssteuerrahmens 180 und dem Start des Übertragens des Synchronisationsantwortrahmens 197 ein neu entdeckter Knoten zu vergehen erlauben sollte. Wenn das NAM-Feld Entdeckungsmodus angibt, können die nachfolgend besprochenen Knotenadressen- und Datenfelder als ein RESPCYCS-Wert codiert werden, der, wenn er mit einem geeigneten optionalen Multiplikator (z.B. 4) multipliziert wird, die Zeit in Bit vom Ende des Synchronisationssteuerrahmens 180 bis zum Start des Synchronisationsantwortrahmens 197 angibt. Dadurch kann ein neu entdeckter Slave-Knoten 104 den richtigen Zeitschlitz für Signalaufwärts-Übertragung bestimmen.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationssteuerrahmen 180 ein Feld für zyklische Redundanzprüfung (CRC) aufweisen. Das CRC-Feld kann eine beliebige geeignete Länge (z.B. 16 Bit) aufweisen und kann zum Übertragen eines CRC-Werts für die Steuerdaten 184 des Synchronisationssteuerrahmens 180 nach der Präambel 182 verwendet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die CRC gemäß dem Fehlerdetektionsschema CCITT-CRC berechnet werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Teil des Synchronisationssteuerrahmens 180 zwischen der Präambel 182 und dem CRC-Feld verwürfelt werden, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass eine Sequenz von Bit in diesem Intervall periodisch mit der Präambel 182 übereinstimmt (und somit durch den Slave-Knoten 104 falsch für den Start eines neuen Superrahmens 190 gehalten werden kann), sowie um wie oben erwähnt elektromagnetische Emissionen zu verringern. Bei einigen solchen Ausführungsformen kann das CNT-Feld des Synchronisationssteuerrahmens 180 durch Verwürfelungslogik verwendet werden, um sicherzustellen, dass die verwürfelten Felder von einem Superrahmen zum nächsten verschieden verwürfelt werden. Verschiedene hier beschriebene Ausführungsformen des Systems 100 können das Verwüfeln weglassen.
  • Es können andere Techniken verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Präambel 182 eindeutig durch die Slave-Knoten 104 identifiziert werden können, oder um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass sich die Präambel 182 an einer anderen Stelle in dem Synchronisationssteuerrahmen 180 zeigt, zusätzlich zu oder anstelle von Techniken wie Verwürfelung und/oder Fehlercodierung wie oben besprochen. Es kann zum Beispiel eine längere Synchronisationssequenz verwendet werden, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass eine bestimmte Codierung des Rests des Synchronisationssteuerrahmens 180 mit ihr übereinstimmt. Zusätzlich oder als Alternative kann der Rest des Synchronisationssteuerrahmens so strukturiert werden, dass sie Synchronisationssequenz nicht auftreten kann, wie etwa durch Platzieren von festen Werten „0“ oder „1“ an entsprechenden Bit.
  • Der Master-Knoten 102 kann Lese- und Schreibanforderungen zu den Slave-Knoten 104 senden, darunter sowohl für Kommunikation auf dem Bus 106 spezifische Anforderungen als auch I2C-Anforderungen. Zum Beispiel kann der Master-Knoten 102 Lese- und Schreibanforderungen (die unter Verwendung des RW-Felds angegeben werden) zu einem oder mehreren designierten Slave-Knoten 104 (unter Verwendung des NAM- und Knotenfelds) senden und kann angeben, ob die Anforderung eine Anforderung für den Slave-Knoten 104 spezifisch für den Bus 106, eine I2C-Anforderung für den Slave-Knoten 104 oder eine I2C-Anforderung ist, die zu einer I2C-kompatiblen Peripherievorrichtung 108 weiterzugeben ist, die an einem oder mehreren 12C-Ports des Slave-Knotens 104 mit dem Slave-Knoten 104 gekoppelt ist.
  • Nunmehr mit Bezug auf Signalaufwärts-Kommunikation kann der Synchronisationsantwortrahmen 197 jede Signalaufwärts-Übertragung beginnen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationsantwortrahmen 197 64 Bit lang sein, es kann aber jede beliebige andere geeignete Länge verwendet werden. Der Synchronisationsantwortrahmen 197 kann auch eine Präambel aufweisen, wie oben mit Bezug auf die Präambel 182 des Synchronisationssteuerrahmens 180 besprochen, gefolgt durch den Datenteil. Am Ende einer Signalabwärts-Übertragung kann der letzte Slave-Knoten 104 auf dem Bus 106 warten, bis der RESPCYCS-Zähler abgelaufen ist, und dann mit dem Übertragen eines Synchronisationsantwortrahmens 197 signalaufwärts beginnen. Wenn eine normale Lese- oder Schreibtransaktion auf einen Signalaufwärts-Slave-Knoten 104 abgezielt hat, kann ein Slave-Knoten 104 seinen eigenen Synchronisationsantwortrahmen 197 erzeugen und den von signalabwärts empfangenen ersetzen. Wenn irgendein Slave-Knoten 104 zum erwarteten Zeitpunkt keinen Synchronisationsantwortrahmen 197 von einem Signalabwärts-Slave-Knoten 104 sieht, erzeugt der Slave-Knoten 104 seinen eigenen Synchronisationsantwortrahmen 197 und beginnt, ihn signalaufwärts zu übertragen.
  • Der Datenteil des Synchronisationsantwortrahmens 197 kann Felder aufweisen, die Daten enthalten, mit denen Antwortinformationen zum Master-Knoten 102 zurück übermittelt werden. Beispiele für diese Felder werden nachfolgend besprochen, und in 6 sind einige Ausführungsformen dargestellt. Insbesondere zeigt 6 beispielhafte Formate für den Synchronisationsantwortrahmen 197 im Normalmodus (I2C-Modus) und Entdeckungsmodus gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationsantwortrahmen 197 ein Zählwert- bzw. CNT-Feld aufweisen. Das CNT-Feld kann eine beliebige geeignete Länge (z.B. 2 Bit) aufweisen und kann zum Übertragen des Werts des CNT-Felds in dem zuvor empfangenen Synchronisationssteuerrahmen 180 verwendet werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationsantwortrahmen 197 ein Bestätigungs- bzw. ACK-Feld aufweisen. Das ACK-Feld kann eine beliebige geeignete Länge (z.B. 2 Bit) aufweisen und kann durch einen Slave-Knoten 104 eingefügt werden, um einen im vorherigen Synchronisationssteuerrahmen 180 empfangenen Befehl zu bestätigen, wenn dieser Slave-Knoten 104 den Synchronisationsantwortrahmen 197 erzeugt. Beispielhafte Indikatoren, die im ACK-Feld übermittelt werden können, wären Wait, Acknowledge, Not Acknowledge (NACK) und Retry. Bei einigen Ausführungsformen kann das ACK-Feld zum Übertragen einer Bestätigung durch einen Slave-Knoten 104, dass er ihn empfangen und eine Rundsendenachricht verarbeitet hat (z.B. durch Übertragen einer Rundsendebestätigung zu dem Master-Knoten 102) bemessen sein. Bei einigen solchen Ausführungsformen kann ein Slave-Knoten 104 auch angeben, ob der Slave-Knoten 104 Daten zu übertragen hat (was zum Beispiel für bedarfsgesteuerte Signalaufwärts-Übertragungen, wie etwa nicht-TDM-Eingaben von einem Tastenfeld oder Touchscreen, oder für priorisierte Signalaufwärts-Übertragung verwendet werden könnte, wie etwa wenn der Slave-Knoten 104 einen Fehler oder Notfallzustand melden möchte).
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationsantwortrahmen 197 ein I2C-Feld aufweisen. Das I2C-Feld kann eine beliebige geeignete Länge (z.B. 1 Bit) aufweisen und kann zum Übertragen des Werts des I2C-Felds in dem zuvor empfangenen Synchronisationssteuerrahmen 180 verwendet werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationsantwortrahmen 197 ein Knotenfeld aufweisen. Das Knotenfeld kann eine beliebige geeignete Länge (z.B. 4 Bit) aufweisen und kann zum Übertragen der ID des Slave-Knotens 104, der den Synchronisationsantwortrahmen 197 erzeugt, verwendet werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationsantwortrahmen 197 ein Datenfeld aufweisen. Das Datenfeld kann eine beliebige geeignete Länge (z.B. 8 Bit) aufweisen, und sein Wert kann von der Art der Transaktion und der ACK-Antwort des Slave-Knotens 104, der den Synchronisationsantwortrahmen 197 erzeugt, abhängen. Für Entdeckungstransaktionen kann das Datenfeld den Wert des RESPCYCS-Felds in dem zuvor empfangenen Synchronisationssteuerrahmen 180 aufweisen. Wenn das ACK-Feld ein NACK angibt oder wenn der Synchronisationsantwortrahmen 197 auf eine Rundsendetransaktion antwortet, kann des Datenfeld einen Rundsendebestätigungs- bzw. BA-Indikator (in dem der letzte Slave-Knoten 104 angeben kann, ob das Rundsende-Schreiben ohne Fehler empfangen wurde), einen Entdeckungsfehler- bzw. DER-Indikator (der angibt, ob ein neu entdeckter Slave-Knoten 104 bei einer Entdeckungstransaktion mit einem existierenden Slave-Knoten 104 übereinstimmt) und einen CRC-Fehler- bzw. CER-Indikator (der angibt, ob ein NACK durch einen CRC-Fehler verursacht wurde) aufweisen.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationsantwortrahmen 197 ein CRC-Feld aufweisen. Das CRC-Feld kann eine beliebige geeignete Länge (z.B. 16 Bit) aufweisen und kann zum Übertragen eines CRC-Werts für den Teil des Synchronisationsantwortrahmens 197 zwischen der Präambel und dem CRC-Feld verwendet werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationsantwortrahmen 197 ein Interrupt-Anforderungs- bzw. IRQ-Feld aufweisen. Das IRQ-Feld kann eine beliebige geeignete Länge (z.B. 1 Bit) aufweisen und kann verwendet werden, um anzugeben, dass ein Interrupt von einem Slave-Knoten 104 signalisiert wurde.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationsantwortrahmen 197 ein IRQ-Knoten- bzw. IRQNODE-Feld aufweisen. Das IRQNODE-Feld kann eine beliebige geeignete Länge (z.B. 4 Bit) aufweisen und kann verwendet werden, um die ID des Slave-Knotens 104, der das durch das IRQ-Feld präsentierte Interrupt signalisiert hat, zu übertragen. Bei einigen Ausführungsformen fügt der Slave-Knoten 104 zur Erzeugung des IRQ-Felds seine eigene ID in das IRQNODE-Feld ein.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationsantwortrahmen 197 ein zweites CRC- bzw. CRC-4-Feld aufweisen. Das CRC-4-Feld kann eine beliebige geeignete Länge (z.B. 4 Bit) aufweisen und kann zum Übertragen eines CRC-Werts für die IRQ- und IRQNODE-Felder verwendet werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Synchronisationsantwortrahmen 197 ein IRQ-Feld, ein IRQNODE-Feld und ein CRC-4-Feld als die letzten Bit des Synchronisationsantwortrahmens 197 (z.B. die letzten 10 Bit) aufweisen. Wie bereits besprochen können diese interruptbezogenen Felder ihren eigenen CRC-Schutz in Form von CRC-4 aufweisen (und sind somit nicht durch das vorhergehende CRC-Feld geschützt). Jeder Slave-Knoten 104, der ein Interrupt an den Master-Knoten 102 signalisieren muss, fügt seine Interrupt-Informationen in diese Felder ein. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Slave-Knoten 104 mit einem anstehenden Interrupt höhere Priorität als jeder Slave-Knoten 104 weiter signalabwärts, der auch ein anstehendes Interrupt hat, aufweisen. Der letzte Slave-Knoten 104 auf dem Bus 106 (z.B. der Slave-Knoten 2 in 1) kann diese Interrupt-Felder immer auffüllen. Wenn der letzte Slave-Knoten 104 kein anstehendes Interrupt hat, kann der letzte Slave-Knoten 104 das IRQ-Bit auf 0 setzen, das IRQNODE-Feld auf seine Knoten-ID setzen und den korrekten CRC-4-Wert bereitstellen. Der Einfachheit halber wird ein Synchronisationsantwortrahmen 197, der ein Interrupt übermittelt, hier als ein „Interrupt-Rahmen“ bezeichnet.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Teil des Synchronisationsantwortrahmens 197 zwischen der Präambel 182 und dem CRC-Feld verwürfelt werden, um Emissionen zu verringern. Bei einigen solchen Ausführungsformen kann das CNT-Feld des Synchronisationsantwortrahmens 197 durch Verwürfelungslogik verwendet werden, um sicherzustellen, dass die verwürfelten Felder von einem Superrahmen zum nächsten verschieden verwürfelt werden. Verschiedene hier beschriebene Ausführungsformen des Systems 100 können Verwürfelung weglassen.
  • Es können andere Techniken verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Präambel 182 eindeutig durch die Slave-Knoten 104 identifiziert werden kann, oder um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass sich die Präambel 182 an einer anderen Stelle im Synchronisationsantwortrahmen 197 zeigt, zusätzlich zu oder anstelle von Techniken wie Verwürfelung und/oder Fehlercodierung wie oben besprochen. Zum Beispiel kann eine längere Synchronisationssequenz verwendet werden, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass eine bestimmte Codierung des Rests des Synchronisationssteuerrahmens 197 mit ihr übereinstimmt. Zusätzlich oder als Alternative kann der Rest des Synchronisationssteuerrahmens so strukturiert werden, dass sie Synchronisationssequenz nicht auftreten kann, wie etwa durch Platzieren von festen Werten „0“ oder „1“ an entsprechenden Bit.
  • 7 ist eine Blockdarstellung der Busprotokollschaltungstechnik 126 von 2 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Busprotokollschaltungstechnik 126 kann Steuerschaltungstechnik 154 zum Steuern des Betriebs des Knoten-Sendeempfängers 120 gemäß dem hier beschriebenen Protokoll für den Bus 106 aufweisen. Insbesondere kann die Steuerschaltungstechnik 154 die Erzeugung von Synchronisationsrahmen zur Übertragung (z.B. Synchronisationssteuerrahmen oder Synchronisationsantwortrahmen wie oben besprochen), die Verarbeitung empfangener Synchronisationsrahmen und die Ausführung von Steueroperationen, die im empfangenen Synchronisationssteuerrahmen vorgegeben werden, steuern. Die Steuerschaltungstechnik 154 kann wie nachfolgend besprochen programmierbare Register aufweisen. Die Steuerschaltungstechnik 154 kann Synchronisationssteuerrahmen erzeugen und empfangen, geeignet auf empfangene Nachrichten (z.B. assoziiert mit einem Synchronisationssteuerrahmen, wenn die Busprotokollschaltungstechnik 126 in einem Slave-Knoten 104 enthalten ist, oder von einer I2C-Vorrichtung, wenn die Busprotokollschaltungstechnik 126 in einem Master-Knoten 102 enthalten ist) reagieren und das Framing auf die verschiedenen Betriebsarten (z.B. normal, Entdeckung, Standby usw.) einstellen.
  • Wenn der Knoten-Sendeempfänger 120 Daten für Übertragung auf dem Bus 106 vorbereitet, kann Präambelschaltungstechnik 156 dazu ausgebildet sein, Präambeln für Synchronisationsrahmen für Übertragung zu erzeugen und Präambeln aus empfangenen Synchronisationsrahmen zu empfangen. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Signalabwärts-Synchronisationssteuerrahmen-Präambel alle 1024 Bit durch den Master-Knoten 102 gesendet werden. Wie oben besprochen können ein oder mehrere Slave-Knoten 104 sich mit der Signalabwärts-Synchronisationssteuerrahmen-Präambel synchronisieren und aus der Präambel lokale Phasen ausgerichtete Master-Takte erzeugen.
  • Die CRC-Einfügeschaltungstechnik 158 kann dazu ausgebildet sein, eine oder mehrere CRC für Synchronisationsrahmen für Übertragung zu erzeugen. Rahmen-/Komprimierschaltungstechnik 160 kann dazu ausgebildet sein, ankommende Daten aus dem I2S/TDM/PDM-Sendeempfänger 127 (z.B. aus einem dem Sendeempfänger 127 zugeordneten Rahmenpuffer) und/oder dem I2C-Sendeempfänger 129 zu nehmen, die Daten gegebenenfalls zu komprimieren und gegebenenfalls Paritätsprüfbits oder Fehlerkorrekturcodes (ECC) für die Daten zu erzeugen. Ein Multiplexer (MUX) 162 kann eine Präambel aus der Präambelschaltungstechnik 156, Synchronisationsrahmen und Daten zu einem Stream zur Übertragung multiplexen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Übertragungsstream vor der Übertragung durch Verwürfelungsschaltungstechnik 164 verwürfelt werden.
  • Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen die Rahmen-/Komprimierschaltungstechnik 160 ein Fließkomma-Komprimierungsschema anwenden. Bei einer solchen Ausführungsform kann die Steuerschaltungstechnik 154 3 Bit übertragen, um anzugeben, wie viele wiederholte Vorzeichenbit sich in der Zahl befinden, gefolgt durch ein Vorzeichenbit und N-4-Bit Daten, wobei N die Größe der über den Bus 106 zu übertragenden Daten ist. Die Verwendung von Datenkomprimierung kann durch den Master-Knoten 102 konfiguriert werden, wenn es gewünscht ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der in den Knoten-Sendeempfänger 120 eintretende Empfangs-Stream durch die Entwürfelungsschaltungstechnik 166 entwürfelt werden. Ein Demultiplexer (DEMUX) 168 kann die Präambel, Synchronisationsrahmen und Daten aus dem Empfangs-Stream demultiplexen. CRC-Prüfschaltungstechnik 159 auf der Empfangsseite kann empfangene Synchronisationsrahmen auf die korrekte CRC prüfen. Wenn die CRC-Prüfschaltungstechnik 159 einen CRC-Fehler in einem ankommenden Synchronisationssteuerrahmen 180 identifiziert, kann die Steuerschaltungstechnik 154 über den Fehler benachrichtigt werden und führt keinerlei Steuerbefehle in den Steuerdaten 184 des Synchronisationssteuerrahmens 180 aus. Wenn die CRC-Prüfschaltungstechnik 159 einen CRC-Fehler in einem ankommenden Synchronisationsantwortrahmen 197 identifiziert, kann die Steuerschaltungstechnik 154 über den Fehler benachrichtigt werden und ein Interrupt zur Übertragung zum Host 110 in einem Interrupt-Rahmen erzeugen. Deframe-/Dekomprimierschaltungstechnik 170 kann Empfangsdaten annehmen, gegebenenfalls ihre Parität prüfen, gegebenenfalls Fehlerdetektion und - Korrektur (z.B. Einzelfehlerkorrektur - Doppelfehlerdetektion (SECDED)) durchführen, gegebenenfalls die Daten dekomprimieren und können die empfangenen Daten in den I2S/TDMPPDM-Sendeempfänger 127 (z.B. einen dem Sendeempfänger 127 zugeordneten Rahmenpuffer) und/oder den I2C-Sendeempfänger 129 schreiben.
  • Wie bereits besprochen können Signalaufwärts- und Signalabwärts-Daten auf dem Bus 106 in TDM-Datenschlitzen in einem Superrahmen 190 übertragen werden. Die Steuerschaltungstechnik 154 kann Register aufweisen, die der Verwaltung dieser Datenschlitze auf dem Bus 106 gewidmet sind, wofür eine Anzahl von Beispielen nachfolgend besprochen wird. Wenn die Steuerschaltungstechnik 154 in einem Master-Knoten 102 enthalten ist, können die Werte in diesen Registern durch den Host 110 in die Steuerschaltungstechnik 154 programmiert werden. Wenn die Steuerschaltungstechnik 154 in einem Slave-Knoten 104 enthalten ist, können die Werte in diesen Registern durch den Master-Knoten 102 in die Steuerschaltungstechnik 154 programmiert werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerschaltungstechnik 154 ein Signalabwärts-Slots- bzw. DNSLOTS-Register aufweisen. Wenn der Knoten-Sendeempfänger 120 im Master-Knoten 102 enthalten ist, kann dieses Register den Wert der Gesamtzahl der Signalabwärts-Datenschlitze halten. Dieses Register kann auch die Anzahl der Datenschlitze definieren, die für kombiniertes I2S/TDM/PDM-Empfangen durch den I2S/TDM/PDM-Sendeempfänger 127 im Master-Knoten 102 verwendet wird. In einem Slave-Knoten 104 kann dieses Register die Anzahl der Datenschlitze definieren, die signalabwärts zum nächsten Slave-Knoten 104 vor oder nach dem Zusatz lokal erzeugter Downstream-Schlitze geleitet werden, wie nachfolgend ausführlicher mit Bezug auf LDNSLOTS besprochen wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerschaltungstechnik 154 ein Lokal-Signalabwärts-Slots- bzw. LDNSLOTS-Register aufweisen. Dieses Register kann im Master-Knoten 102 unbenutzt sein. In einem Slave-Knoten 104 kann dieses Register die Anzahl von Datenschlitzen definieren, die der Slave-Knoten 104 benutzen und nicht weiter übertragen wird. Als Alternative kann dieses Register die Anzahl von Schlitzen definieren, die der Slave-Knoten 104 zu der Signalabwärts-Busverbindung 106 beitragen kann.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerschaltungstechnik 154 ein Signalaufwärts-Slots- bzw. UPSLOTS-Register aufweisen. Im Master-Knoten 102 kann dieses Register den Wert der Gesamtzahl der Signalaufwärts-Datenschlitze halten. Dieses Register kann auch die Anzahl von Schlitzen definieren, die für 12S-TDM-Übertragung durch den I2S/TDM/PDM-Sendeempfänger 127 im Master-Knoten 102 verwendet wird. In einem Slave-Knoten 104 kann dieses Register die Anzahl von Datenschlitzen definieren, die signalaufwärts geleitet werden, bevor der Slave-Knoten 104 beginnt, seine eigenen Daten hinzuzufügen.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerschaltungstechnik 154 ein Lokal-Signalaufwärts-Slots- bzw. LUPSLOTS-Register aufweisen. Dieses Register kann im Master-Knoten 102 unbenutzt sein. In einem Slave-Knoten 104 kann dieses Register die Anzahl von Datenschlitzen definieren, die der Slave-Knoten 104 zu den von signalabwärts empfangenen Daten hinzufügt, bevor sie signalaufwärts gesendet werden. Dieses Register kann auch die Anzahl von Datenschlitzen definieren, die für kombiniertes I2S/TDM/PDM-Empfangen durch den I2S/TDM/PDM-Sendeempfänger 127 in dem Slave-Knoten 104 verwendet wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerschaltungstechnik 154 ein Rundsende-Signalabwärts-Slots- bzw. BCDNSLOTS-Register aufweisen. Dieses Register kann im Master-Knoten 102 unbenutzt sein. In einem Slave-Knoten 104 kann dieses Register die Anzahl von Rundsende-Datenspitzen definieren. Bei einigen Ausführungsformen können Rundsende-Datenschlitze immer am Anfang des Datenfelds kommen. Die Daten in den Rundsende-Datenschlitzen können von mehreren Slave-Knoten 104 benutzt werden und können durch alle Slave-Knoten 104 signalabwärts geleitet werden, gleichgültig, ob sie benutzt werden oder nicht.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerschaltungstechnik 154 ein Schlitzformat- bzw. SLOTSFMT-Register aufweisen. Dieses Register kann das Format von Daten für Signalaufwärts- und Signalabwärts-Übertragungen definieren. Die Datengröße für den I2S/TDM/PDM-Sendeempfänger 127 kann auch durch dieses Register bestimmt werden. Bei einigen Ausführungsformen weisen gültige Datengrößen 8, 12, 16, 20, 24, 28 und 32 Bit auf. Dieses Register kann auch Bit zum Freigeben von Fließkomma-Komprimierung für Signalabwärts- und Signalaufwärts-Verkehr aufweisen. Wenn Fließkomma-Komprimierung freigegeben ist, kann die I2S/TDM-Datengröße 4 Bit größer als die Datengröße über den Bus 106 sein. Alle Knoten in dem System 100 können dieselben Werte für SLOTFMT aufweisen, wenn Datenschlitze freigegeben sind, und die Knoten können durch ein Rundsende-Schreiben programmiert werden, so dass alle Knoten mit demselben Wert aktualisiert werden.
  • 8-11 zeigen Beispiele für Informationsaustausch auf dem Bus 106 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Busprotokolle, die hier beschrieben werden. Insbesondere zeigen 8-11 Ausführungsformen, bei denen jeder Slave-Knoten 104 mit einem oder mehreren Lautsprechern und/oder einem oder mehreren Mikrofonen als die Peripherievorrichtung 108 gekoppelt ist. Dies ist lediglich beispielhaft, da gemäß den hier beschriebenen Techniken eine beliebige gewünschte Anordnung der Peripherievorrichtung 108 mit einem beliebigen konkreten Slave-Knoten 104 gekoppelt sein kann.
  • Zunächst zeigt 8 Signalisierungs- und Timingbetrachtungen für bidirektionale Kommunikation auf dem Bus 106 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die in 8 abgebildeten Slave-Knoten 104 weisen verschiedene Anzahlen von Sensor-/Aktorelementen auf, und somit können verschiedene Mengen an Daten zu den verschiedenen Slave-Knoten 104 gesendet oder von diesen empfangen werden. Speziell weist der Slave-Knoten 1 zwei Elemente, der Slave-Knoten 4 vier Elemente und der Slave-Knoten 5 drei Elemente auf, so dass die durch den Master-Knoten 102 übertragenen Daten zwei Zeitschlitze für Slave-Knoten 1, vier Zeitschlitze für Slave-Knoten 4 und drei Zeitschlitze für Slave-Knoten 5 aufweisen. Ähnlich weist der Slave-Knoten 0 drei Elemente, der Slave-Knoten 2 drei Elemente, der Slave-Knoten 3 drei Elemente, der Slave-Knoten 6 ein Element und der Slave-Knoten 7 vier Elemente auf, so dass die durch diese Slave-Knoten 104 signalaufwärts übertragenen Daten die entsprechende Anzahl von Zeitschlitzen aufweisen. Es sollte beachtet werden, dass keine eindeutige Korrelation zwischen Elementen und Zeitschlitzen bestehen muss. Zum Beispiel kann ein Mikrofonarray mit drei Mikrofonen, das in der Peripherievorrichtung 108 enthalten ist, einen DSP aufweisen, der Signale von den drei Mikrofonen (und möglicherweise auch von dem Master-Knoten 102 oder von anderen Slave-Knoten 104 empfangene Informationen) kombiniert, um eine einzige Datenprobe zu produzieren, die abhängig von der Art von Verarbeitung einem einzelnen Zeitschlitz oder mehreren Zeitschlitzen entsprechen könnte.
  • In 8 überträgt der Master-Knoten 102 einen Synchronisationssteuerrahmen (SCF), gefolgt von Daten für Lautsprecher, die mit spezifischen Slave-Knoten 104 (SD) gekoppelt sind. Jeder sukzessive Slave-Knoten 104 leitet den SCF weiter und leitet auch mindestens etwaige für Signalabwärts-Slave-Knoten 104 bestimmte Daten weiter. Ein bestimmter Slave-Knoten 104 kann alle Daten weiterleiten oder kann für diesen Slave-Knoten 104 bestimmte Daten entfernen. Wenn der letzte Slave-Knoten 104 den SCF empfängt, überträgt dieser Slave-Knoten 104 den Synchronisationsantwortrahmen (SRF), gegebenenfalls gefolgt von etwaigen Daten, die der Slave-Knoten 104 übertragen darf. Jeder sukzessive Slave-Knoten 104 leitet den SRF zusammen mit etwaigen Daten von Signalabwärts-Slave-Knoten 104 weiter und fügt gegebenenfalls Daten von einem oder mehreren mit den bestimmten Slave-Knoten 104 gekoppelten Mikrofonen (MD) ein. In dem Beispiel von 8 sendet der Master-Knoten 102 Daten zu den Slave-Knoten 1, 4 und 5 (die in 8 als aktive Lautsprecher abgebildet sind) und empfängt Daten von den Slave-Knoten 7, 6, 3, 2 und 0 (die in 8 als Mikrofonarrays abgebildet sind).
  • 9 zeigt schematisch die dynamische Entfernung von Daten aus einer Signalabwärts-Übertragung und Einfügung von Daten in eine Signalaufwärts-Übertragung vom Standpunkt des Signalabwärts-DS-Sendeempfängers 124 aus gesehen, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. In 9 überträgt wie in 8 der Master-Knoten 102 einen SCF, gefolgt von Daten für die Slave-Knoten 1, 4 und 5 (SD) in umgekehrter Reihenfolge (z.B. Daten für den Slave-Knoten 5 werden gefolgt von Daten für den Slave-Knoten 4, denen Daten für den Slave-Knoten 1 folgen usw.) (siehe die mit MASTER bezeichnete Zeile). Wenn der Slave-Knoten 1 diese Übertragung empfängt, entfernt der Slave-Knoten 1 seine eigenen Daten und leitet nur den SCF, gefolgt von den Daten für die Slave-Knoten 5 und 4, zu dem Slave-Knoten 2 weiter. Die Slave-Knoten 2 und 3 leiten die Daten unverändert weiter (siehe die mit SLAVE 2 bezeichnete Zeile), so dass die durch den Slave-Knoten 1 weitergeleiteten Daten durch den Slave-Knoten 4 empfangen werden (siehe die mit SLAVE 3 bezeichnete Zeile). Der Slave-Knoten 4 entfernt seine eigenen Daten und leitet nur den SCF, gefolgt von den Daten für den Slave-Knoten 5, zu dem Slave-Knoten 5 weiter, und der Slave-Knoten 5 entfernt ähnlich seine eigenen Daten und leitet nur den SCF zu dem Slave-Knoten 6 weiter. Der Slave-Knoten 6 leitet den SCF zu dem Slave-Knoten 7 weiter (siehe die mit SLAVE 6 bezeichnete Zeile).
  • An diesen Punkt überträgt der Slave-Knoten 7 den SRF, gefolgt von seinen Daten, zu dem Slave-Knoten 6 (siehe die mit SLAVE 6 bezeichnete Zeile). Der Slave-Knoten 6 leitet den SRF zusammen mit den Daten von dem Slave-Knoten 7 und seinen eigenen Daten zu dem Slave-Knoten 5 weiter, und der Slave-Knoten 5 leitet seinerseits den SRF zusammen mit den Daten von den Slave-Knoten 7 und 6 zu dem Slave-Knoten 4 weiter. Der Slave-Knoten 4 hat keine Daten hinzuzufügen, so dass er die Daten einfach zu dem Slave-Knoten 3 weiterleitet (siehe die mit SLAVE 3 bezeichnete Zeile), der die Daten zusammen mit seinen eigenen Daten zu dem Slave-Knoten 2 weiterleitet (siehe die mit SLAVE 2 bezeichnete Zeile), der seinerseits die Daten zusammen mit seinen eigenen Daten zu dem Slave-Knoten 1 weiterleitet. Der Slave-Knoten 1 hat keine Daten hinzuzufügen, so dass er die Daten zu dem Slave-Knoten 0 weiterleitet, der die Daten zusammen mit seinen eigenen Daten weiterleitet. Als Ergebnis empfängt der Master-Knoten 102 den SRF, gefolgt von den Daten von den Slave-Knoten 7, 6, 3, 2 und 0 (siehe die mit MASTER bezeichnete Zeile).
  • 10 zeigt ein anderes Beispiel für die dynamische Entfernung von Daten aus einer Signalabwärts-Übertragung und Einfügung von Daten in eine Signalaufwärts-Übertragung vom Standpunkt des Signalabwärts-DS-Sendeempfängers 124 aus gesehen, wie in 9, obwohl in 10 die Slave-Knoten 104 sowohl mit Sensoren als auch Aktoren als die Peripherievorrichtung 108 gekoppelt sind, so dass der Master-Knoten 102 Daten signalabwärts zu allen Slave-Knoten 104 sendet und Daten von allen Slave-Knoten 104 zurück erhält. Außerdem werden in 10 die Daten auf der Basis der Knotenadresse, für die sie bestimmt sind oder von der sie stammen, geordnet. Der mit „Y“ bezeichnete Datenschlitz kann für eine Datenintegritätsprüfung oder Datenkorrektur verwendet werden.
  • 11 zeigt ein anderes Beispiel für die dynamische Entfernung von Daten aus einer Signalabwärts-Übertragung und Einfügung von Daten in eine Signalaufwärts-Übertragung vom Standpunkt des Signalabwärts-DS-Sendeempfängers 124 aus gesehen, wie in 9, obwohl in 11 die Daten signalabwärts und signalaufwärts in sequenzieller Reihenfolge, statt in umgekehrter Reihenfolge, übermittelt werden. Pufferung in jedem Slave-Knoten 104 erlaubt selektives Hinzufügen, Entfernen und/oder Weiterleiten von Daten.
  • Wie oben besprochen kann jeder Slave-Knoten 104 Daten aus Signalabwärts- oder Signalaufwärts-Übertragungen entfernen und/oder kann Daten zu Signalabwärts- oder Signalaufwärts-Übertragungen hinzufügen. Somit kann zum Beispiel der Master-Knoten 102 zu jedem einer Anzahl von Slave-Knoten 104 eine getrennte Probe von Daten übertragen und jeder solche Slave-Knoten 104 kann seine Datenprobe entfernen und nur für Signalabwärts-Slaves bestimmte Daten weiterleiten. Dagegen kann ein Slave-Knoten 104 Daten von einem Signalabwärts-Slave-Knoten 104 empfangen und die Daten zusammen mit zusätzlichen Daten weiterleiten. Ein Vorteil des Übertragens von so wenig Informationen wie nötig ist die Verringerung der Menge an kollektiv durch das System 100 verbrauchter Leistung.
  • Das System 100 kann auch Rundsende-Übertragungen (und Multicast-Übertragungen) von dem Master-Knoten 102 zu den Slave-Knoten 104, speziell mittels Konfiguration der Signalabwärts-Schlitz-Benutzung der Slave-Knoten 104, unterstützen. Jeder Slave-Knoten 104 kann die Rundsende-Übertragung verarbeiten und sie zu dem nächsten Slave-Knoten 104 weiterleiten, obwohl ein bestimmter Slave-Knoten 104 die Rundsendenachricht „verbrauchen“ (d.h. die Rundsende-Übertragung nicht zu dem nächsten Slave-Knoten 104 weiterleiten) kann.
  • Das System 100 kann auch Signalaufwärts-Übertragungen (z.B. von einem bestimmten Slave-Knoten 104 zu einem oder mehreren anderen Slave-Knoten 104) unterstützen. Solche Signalaufwärts-Übertragungen können Unicast-, Multicast- und/oder Rundsende-Signalaufwärts-Übertragungen aufweisen. Mit Signalaufwärts-Adressierung wie oben mit Bezug auf Signalabwärts-Übertragungen besprochen kann ein Slave-Knoten 104 auf der Basis der Konfiguration der Signalaufwärts-Schlitz-Benutzung der Slave-Knoten 104 bestimmen, ob Daten aus einer Signalaufwärts-Übertragung zu entfernen sind oder nicht und/oder ob eine Signalaufwärts-Übertragung zu dem nächsten Signalaufwärts-Slave-Knoten 104 weiterzuleiten ist oder nicht. Somit können zum Beispiel Daten durch einen bestimmten Slave-Knoten 104 zusätzlich zu dem Weiterleiten der Daten zu dem Master-Knoten 102 oder anstelle davon zu einem oder mehreren anderen Slave-Knoten 104 geleitet werden. Solche Slave-Slave-Beziehungen können zum Beispiel über den Master-Knoten 102 konfiguriert werden.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen können die Slave-Knoten 104 somit als aktive/intelligente Repeater-Knoten mit der Möglichkeit, Informationen selektiv weiterzuleiten, auszukoppeln und hinzuzufügen, arbeiten. Die Slave-Knoten 104 können im Allgemeinen solche Funktionen ausführen, ohne notwendigerweise alle Daten zu decodieren/zu untersuchen, da jeder Slave-Knoten 104 den relevanten Zeitschlitz bzw. die relevanten Zeitschlitze kennt, in denen er Daten empfängt/sendet, und daher Daten aus einem Zeitschlitz entfernen oder Daten zu diesem hinzufügen kann. Obwohl die Slave-Knoten 104 möglicherweise nicht alle Daten decodieren/untersuchen müssen, können die Slave-Knoten 104 typischerweise die Daten, die sie übertragen/weiterleiten, neu takten. Dies kann die Robustheit des Systems 100 verbessern.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Bus 106 für unidirektionale Kommunikation in einer Ringtopologie ausgebildet sein. Zum Beispiel zeigt 12 eine Anordnung 1200 aus dem Master-Knoten 102 und vier Slave-Knoten 104 in einer Ringtopologie und zeigt Signalisierungs- und Timingbetrachtungen für unidirektionale Kommunikation in der Anordnung 1200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Bei solchen Ausführungsformen können die Knoten-Sendeempfänger 120 einen Nur-Empfangen-Sendeempfänger (MASTER IN) und einen Nur-Senden-Sendeempfänger (MASTER OUT) statt zwei bidirektionale Sendeempfänger für Signalaufwärts- und Signalabwärts-Kommunikation aufweisen. Bei dem in 12 dargestellten Sicherungsschicht-Synchronisationsschema überträgt der Master-Knoten 102 einen SCF 180, dem gegebenenfalls „Signalabwärts“-Daten 1202 für die drei mit verschiedenen Slave-Knoten 104 gekoppelten Lautsprecher folgen (die Daten für die verschiedenen Lautsprecher können in einer beliebigen geeigneten Reihenfolge angeordnet werden, wie oben mit Bezug auf 8-11 besprochen), und jeder sukzessive Slave-Knoten 104 leitet den Synchronisationssteuerrahmen 180 zusammen mit etwaigen „Signalaufwärts“-Daten von vorherigen Slave-Knoten 104 und „Signalaufwärts“-Daten von sich selbst weiter, um „Signalaufwärts“-Daten 1204 bereitzustellen (z.B. können die Daten von den acht verschiedenen Mikrofonen in einer beliebigen geeigneten Reihenfolge angeordnet werden, wie oben mit Bezug auf 8-11 besprochen).
  • Wie hier beschrieben können Daten auf eine beliebige einer Anzahl von Weisen zwischen Elementen des Systems 100 übermittelt werden. Bei einigen Ausführungsformen können Daten als Teil einer Menge von synchronen Datenschlitzen durch einen Slave-Knoten 104 (z.B. unter Verwendung der Datenschlitze 199) signalaufwärts oder durch einen Slave-Knoten 104 oder einen Master-Knoten 102 (z.B. durch Verwendung der Datenschlitze 198) signalabwärts gesendet werden. Das Volumen solcher Daten kann durch Ändern der Anzahl von Bit in einem Datenschlitz oder durch Aufnehmen von zusätzlichen Datenschlitzen eingestellt werden. Daten können auch durch Aufnahme in einen Synchronisationssteuerrahmen 180 oder einen Synchronisationsantwortrahmen 197 in dem System 100 übermittelt werden. Auf diese Weise übermittelte Daten können I2C-Steuerdaten vom Host 110 (mit einer Antwort von einer einem Slave-Knoten 104 zugeordneten Peripherievorrichtung 108); Zugriffe auf Register der Slave-Knoten 104 (z.B. zur Entdeckung und Konfiguration von Schlitzen und Schnittstellen), die Schreibzugriff vom Host 110/Masterknoten 102 auf einen Slave-Knoten 104 und Lesezugriff von einem Slave-Knoten 104 auf den Host 110/Master-Knoten 102 aufweisen können; und Ereignissignalisierung über Interrupts von einer Peripherievorrichtung 108 zum Host 110 aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen können GPIO-Pins zum Übermitteln von Informationen zu einem Slave-Knoten 104 zum Master-Knoten 102 verwendet werden (indem z.B. der Master-Knoten 102 die GPIO-Pins über I2C abfragen gelassen wird oder indem ein Knoten-Sendeempfänger 120 eines Slave-Knotens 104 ein Interrupt an einem Interrupt-Anforderungspin erzeugen gelassen wird). Zum Beispiel kann bei einigen solchen Ausführungsformen ein Host 110 Informationen über I2C zum Master-Knoten 102 senden und der Master-Knoten 102 kann diese Informationen dann über die GPIO-Pins zum Slave senden. Beliebige der hier besprochenen Arten von Daten, sowie sie über den Bus 106 übertragen werden, können unter Verwendung eines beliebigen oder mehrerer dieser Kommunikationspfade übertragen werden. Andere Arten von Daten und Datenkommunikationstechniken in dem System 100 können hier offenbart werden.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können unter Verwendung beliebiger geeigneter Hardware und/oder Software zur Konfiguration je nach Wunsch zu einem System implementiert werden. 13 zeigt schematisch eine Vorrichtung 1300, die in dem System 100 als Host oder Knoten (z.B. Host 110, Master-Knoten 102 oder Slave-Knoten 104) dienen kann, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. In 13 sind eine Anzahl von Komponenten als in der Vorrichtung 1300 enthalten dargestellt, es kann aber eine beliebige oder es können mehrere beliebige dieser Komponenten weggelassen oder dupliziert werden, sowie es für die Anwendung geeignet ist.
  • Außerdem kann bei verschiedenen Ausführungsformen die Vorrichtung 1300 eine oder mehrere der in 13 dargestellten Komponenten nicht enthalten, aber die Vorrichtung 1300 kann Schnittstellenschaltungstechnik zur Kopplung mit der einen oder den mehreren Komponenten aufweisen. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 1300 keine Anzeigevorrichtung 1306 aufweisen, kann aber Anzeigevorrichtung-Schnittstellenschaltungstechnik (z.B. einen Verbinder und Treiberschaltungstechnik) aufweisen, mit denen eine Anzeigevorrichtung 1306 gekoppelt werden kann. In einer anderen Menge von Beispielen kann die Vorrichtung 1300 keine Audioeingabeeinrichtung 1324 oder Audioausgabevorrichtung 1308 aufweisen, kann aber Audioeingabe- oder -ausgabevorrichtungs-Schnittstellenschaltungstechnik (z.B. Verbinder und unterstützende Schaltungstechnik) aufweisen, mit denen eine Audioeingabevorrichtung 1324 oder Audioausgabevorrichtung 1308 gekoppelt werden können.
  • Die Vorrichtung 1300 kann den Knoten-Sendeempfänger 120 gemäß beliebigen der hier offenbarten Ausführungsformen aufweisen, um Kommunikation auf dem Bus 106 zu verwalten, wenn die Vorrichtung 1300 mit dem Bus 106 gekoppelt ist. Die Vorrichtung 1300 kann eine Verarbeitungsvorrichtung 1302 (z.B. eine oder mehrere Verarbeitungsvorrichtungen) aufweisen, die in dem Knoten-Sendeempfänger 120 enthalten oder von dem Knoten-Sendeempfänger 120 getrennt sein kann. Im vorliegenden Gebrauch kann sich der Ausdruck „Verarbeitungsvorrichtung“ auf eine beliebige Vorrichtung oder einen Teil einer Vorrichtung beziehen, die bzw. der elektronische Daten aus Registern und/oder Speicher verarbeitet, um diese elektronischen Daten in andere elektronische Daten zu transformieren, die in Registern und/oder Speicher gespeichert werden können. Die Verarbeitungsvorrichtung 1302 kann ein oder mehrere DSPs, ASICs, CPUs (Zentralverarbeitungseinheiten), GPUs (Grafikverarbeitungseinheiten), Cryptoprozessoren oder beliebige andere geeignete Verarbeitungsvorrichtungen aufweisen. Die Vorrichtung 1300 kann einen Speicher 1304 aufweisen, der selbst eine oder mehrere Speicher-Vorrichtungen aufweisen kann, wie etwa flüchten Speicher (z.B. dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM)), nichtflüchtigen Speicher (z.B. Festwertspeicher (ROM)), Flash-Speicher, Halbleiterspeicher und/oder eine Festplatte.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Speicher 1304 zum Speichern einer Arbeitskopie und einer permanenten Kopie von Programmieranweisungen zum Bewirken, dass die Vorrichtung 1300 beliebige der hier offenbarten Techniken ausführt, verwendet werden. Bei einigen Ausführungsformen sind maschinenzugängliche Medien (darunter nichtflüchtige computerlesbare Speichermedien), Verfahren, Systeme und Vorrichtungen zum Ausführen der oben beschriebenen Techniken Anschauungsbeispiele für hier offenbarte Ausführungsformen zur Kommunikation über einen Zweidrahtbus. Zum Beispiel können auf einem computerlesbaren Medium (z.B. dem Speicher 1304) Anweisungen gespeichert sein, die, wenn sie durch eine oder mehrere der Verarbeitungsvorrichtungen, die in der Verarbeitungsvorrichtung 1302 enthalten sind, ausgeführt werden, bewirken, dass die Vorrichtung 1300 beliebige der hier offenbarten Techniken ausführt.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung 1300 einen anderen Kommunikationschip 1312 (z.B. einen oder mehrere andere Kommunikationschips) aufweisen. Zum Beispiel kann der Kommunikationschip 1312 für die Verwaltung drahtloser Kommunikation zum Transfer von Daten zu und von der Vorrichtung 1300 ausgebildet sein. Der Ausdruck „drahtlos“ und seine Ableitungen können hier verwendet werden, um Schaltungen, Vorrichtungen, Systeme, Verfahren, Techniken, Kommunikationskanäle usw. zu beschreiben, die Daten mittels Verwendung modulierter elektromagnetischer Strahlung durch ein nicht festes Medium übermitteln können. Aus dem Ausdruck folgt nicht, dass die zugeordneten Vorrichtungen keine Drähte enthalten, obwohl dies bei einigen Ausführungsformen der Fall sein könnte.
  • Der Kommunikationschip 1312 kann beliebige einer Anzahl von drahtlosen Standards oder Protokollen implementieren, darunter, aber ohne Beschränkung darauf, Standards des IEEE (Institute for Electrical and Electronic Engineers) wie WiFi (IEEE-802.11-Familie), IEEE-802.16-Standards (z.B. IEEE 802.16 - Ergänzung von 2005), das LTE-Projekt (Long-Term-Evolution) zusammen mit etwaigen Ergänzungen, Aktualisierungen und/oder Revisionen (z.B. das Advanced-LTE-Projekt, das UMB-Projekt (Ultra Mobile Broadband) (auch als “3GPP2) bezeichnet) usw.). Mit IEEE 802.16 kompatible BWA-Netzwerke (Broadband Wireless Access) werden im Allgemeinen als WiMAX-Netzwerke bezeichnet, eine Abkürzung, die für Worldwide Interoperability for Microwave Access steht, einer Gütemarke für Produkte, die Konformitäts- und Interoperabilitätsprüfungen für die IEEE-802.16-Standards bestehen. Der eine oder die mehreren Kommunikationschips 1312 können gemäß einem Netzwerk des Typs GSM (Global System for Mobile Communication), GPRS (General Packet Radio Service), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), HSPA (High Speed Packet Access), E-HSPA (Evolved HSPA) oder LTE arbeiten. Der eine oder die mehreren Kommunikationschips 1312 können gemäß EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution), GERAN (GSM EDGE Radio Access Network), UTRAN (Universal Terrestrial Radio Access Network) oder E-UTRAN (Evolved UTRAN) arbeiten. Der eine oder die mehreren Kommunikationschips 1312 können gemäß CDMA (Code Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access), DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications), EV-DO (Evolution-Data Optimized) und Ableitungen davon sowie beliebigen anderen drahtlosen Protokollen, die als 3G, 4G, 5G und darüber hinaus bezeichnet werden, arbeiten. Der Kommunikationschips 1312 kann bei anderen Ausführungsformen gemäß anderen drahtlosen Protokollen arbeiten. Die Vorrichtung 1300 kann eine Antenne 1322 aufweisen, um drahtlose Kommunikation zu ermöglichen und/oder andere drahtlose Übermittlungen (wie etwa AM- oder FM-Radiosendungen) zu empfangen.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Kommunikationschip 1312 verdrahtete Kommunikation unter Verwendung eines anderen Protokolls als dem hier beschriebenen Protokoll für den Bus 106 verwalten. Verdrahtete Kommunikation kann elektrische, optische oder beliebige andere geeignete Kommunikationsprotokolle aufweisen. Beispiele für verdrahtete Kommunikationsprotokolle, die durch den Kommunikationschip 1312 ermöglicht werden können, wären Ethernet, CAN (Controller Area Network), I2C, MOST (Media-Oriented Systems Transport) oder ein beliebiges anderes geeignetes verdrahtetes Kommunikationsprotokoll.
  • Wie bereits erwähnt kann der Kommunikationschip 1312 mehrere Kommunikationschips aufweisen. Zum Beispiel kann ein erster Kommunikationschip 1312 drahtlose Kommunikation kürzerer Reichweite wie WiFi oder Bluetooth gewidmet sein, und ein zweiter Kommunikationschip 1312 kann drahtloser Kommunikation größerer Reichweite wie etwa GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, EV-DO oder andere, gewidmet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann ein erster Kommunikationschip 1312 drahtloser Kommunikation gewidmet sein, und ein zweiter Kommunikationschip 1312 kann verdrahteter Kommunikation gewidmet sein.
  • Die Vorrichtung 1300 kann Batterie-/Leistungsversorgungschaltungstechnik 1314 aufweisen. Die Batterie-/Leistungsversorgungsschaltungstechnik 1314 kann eine oder mehrere Energiespeichervorrichtungen (z.B. Batterien oder Kondensatoren) und/oder Schaltungstechnik zur Kopplung von Komponenten der Vorrichtung 1300 mit einer von der Vorrichtung 1300 getrennten Energiequelle (z.B. NetzLeistungsversorgung, durch eine Autobatterie bereitgestellte Spannung usw.) aufweisen. Zum Beispiel kann die Batterie-/Leistungsversorgungsschaltungstechnik 1314 die oben mit Bezug auf 2 besprochene Signalaufwärts-Filterschaltungstechnik 132 und Signalabwärts-Filterschaltungstechnik 131 aufweisen und könnte durch die Vorspannung auf den Bus 106 geladen werden. Die Batterie-/Leistungsversorgungsschaltungstechnik 1314 kann beliebige der nachfolgend besprochenen Unterstützungsschaltungstechnik 320 oder 321 aufweisen.
  • Die Vorrichtung 1300 kann eine Anzeigevorrichtung 1306 (oder entsprechende Schnittstellenschaltungstechnik wie oben besprochen) aufweisen. Die Anzeigevorrichtung 1306 kann beliebige visuelle Indikatoren aufweisen, wie zum Beispiel ein Headsup-Display, einen Computermonitor, einen Projektor, ein Touchscreen-Display, eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Leuchtdiodenanzeige oder eine Flachanzeige.
  • Die Vorrichtung 1300 kann eine Audioausgabevorrichtung 1308 aufweisen (oder entsprechende Schnittstellenschaltungstechnik, wie oben besprochen). Die Audioausgabevorrichtung 1308 kann eine Vorrichtung aufweisen, die einen hörbaren Indikator erzeugt, wie zum Beispiel Lautsprecher, Headsets oder Ohrhörer.
  • Die Vorrichtung 1300 kann eine Audioeingabevorrichtung 1324 aufweisen (oder entsprechende Schnittstellenschaltungstechnik, wie oben besprochen). Die Audioeingabevorrichtung 1324 kann eine beliebige Vorrichtung aufweisen, die ein Signal erzeugt, das einen Klang repräsentiert, wie etwa Mikrofone, Mikrofonarrays oder digitale Instrumente (z.B. Instrumente mit einem MIDI-Ausgang (Musical Instrument Digital Interface)).
  • Die Vorrichtung 1300 kann eine GPS-Vorrichtung (Global Positioning System) 1318 aufweisen (oder entsprechende Schnittstellenschaltungstechnik, wie oben besprochen). Die GPS-Vorrichtung 1318 kann sich mit einem satellitengestützten System in Kommunikation befinden und kann einen Ort der Vorrichtung 1300 empfangen, sowie es in der Technik bekannt ist.
  • Die Vorrichtung 1300 kann eine andere Ausgabevorrichtung 1310 aufweisen (oder entsprechende Schnittstellenschaltungstechnik, wie oben besprochen). Beispiele für die andere Ausgabevorrichtung 1310 wären ein Audiocodec, ein Videocodec, ein Drucker, ein verdrahteter oder drahtloser Sender, um anderen Vorrichtungen Informationen bereitzustellen, oder eine zusätzliche Speichervorrichtung. Zusätzlich können beliebige geeignete der hier besprochenen Peripherievorrichtungen 108 in der anderen Ausgabevorrichtung 1310 enthalten sein.
  • Die Vorrichtung 1300 kann eine andere Eingabevorrichtung 1320 aufweisen (oder entsprechende Schnittstellenschaltungstechnik, wie oben besprochen). Beispiele für die andere Eingabevorrichtung 1320 wären ein Beschleunigungsmesser, ein Kreisel, eine Bildaufnahmevorrichtung, eine Tastatur, eine Cursorsteuervorrichtung, wie etwa eine Maus, ein Stift, ein Touchpad, ein Strichcodeleser, ein QR-Codeleser (Quick Response) oder ein RFID-Leser (Radio Frequency Identification). Außerdem können beliebige der hier besprochenen Sensoren oder Peripherievorrichtungen 108 in der anderen Eingabevorrichtung 1320 enthalten sein.
  • Beliebige geeignete der oben mit Bezug auf die Vorrichtung 1300 beschriebenen Anzeige-, Eingabe-, Ausgabe-, Kommunikations- oder Speichervorrichtungen können als die Peripherievorrichtung 108 in dem System 100 dienen. Als Alternative oder zusätzlich können geeignete der oben mit Bezug auf die Vorrichtung 1300 beschriebenen Anzeige-, Eingabe-, Ausgabe-, Kommunikations- oder Speichervorrichtungen in einem Host (z.B. dem Host 110) oder einem Knoten (z.B. einem Master-Knoten 102 oder einem Slave-Knoten 104) enthalten sein.
  • 14-16 zeigen verschiedene Systeme und Techniken zur adaptiven Leistungsversorgung in dem System 100 von 1. Diese Systeme und Techniken können mit beliebigen der hier offenbarten Ausführungsformen des Systems 100 verwendet werden, darunter beliebige der Ausführungsformen des Master-Knotens 102 und des Slave-Knotens 104. Obwohl 14-16 eine direkt mit einer Master-Vorrichtung gekoppelte adaptiv mit Leistung versorgte Slave-Vorrichtung zeigen, dient dies lediglich zur leichteren Veranschaulichung, und der adaptiv mit Leistung versorgte Slave kann sich signalabwärts einer oder mehrerer anderer Slave-Vorrichtungen befinden (die selbst lokal mit Leistung versorgt, aus dem Bus 106 mit Leistung versorgt oder adaptiv gemäß beliebigen der vorliegenden Ausführungsformen mit Leistung versorgt werden können). Bestimmte mit Bezug auf verschiedene der Ausführungsformen von 14-16 besprochenen Schaltungen und Betriebsdetails können auf andere der Ausführungsformen von 14-16 angewandt sein, müssen aber zur zweckmäßigeren Darstellung nicht wiederholt werden. Dioden werden als in verschiedenen der in 14-16 dargestellten Ausführungsformen enthalten beschrieben, es kann aber jede beliebige geeignete unipolare Vorrichtung anstelle einer Diode oder zusätzlich zu ihr verwendet werden. Die in beliebigen von 14-16 dargestellten Spannungsregler können durch beliebige geeignete Leistungsversorgungen (z.B. Batterien) bereitgestellt werden.
  • 14-16 zeigen adaptive Leistungsversorgungsanordnungen, die es einer Slave-Vorrichtung erlauben, zu beginnen, Leistung aus dem Signalaufwärts-Bus 106 zu extrahieren, wenn eine lokale Leistungsversorgung ausfällt. Bei diesen Anordnungen gibt es zwei alternative Leistungsversorgungspfade für einen Sendeempfänger. „Umschalten“ von der lokalen Leistungsversorgung auf die durch den Bus 106 bereitgestellte „Phantom-Leistungsversorgung“ kann es der Slave-Vorrichtung erlauben, Kommunikation signalaufwärts und signalabwärts in dem System 100 aufrechtzuerhalten, und kann mögliche Ferndiagnose des Fehlers in der Slave-Vorrichtung erlauben. Ferner können zusätzliche Signalabwärts-Slave-Vorrichtungen mit Leistung versorgt und entdeckt werden. Auf diese Weise können trotz der Beeinträchtigung einer Signalaufwärts-Slave-Vorrichtung Signalabwärts-Slave-Vorrichtungen immer noch für den Rest des Systems 100 verfügbar sein. Bei einigen Ausführungsformen kann, nachdem eine lokale Leistungsversorgung ausgefallen ist und ein Slave-Sendeempfänger angefangen hat, BusLeistungsversorgung zu verwenden, der Slave-Sendeempfänger Betrieb unter Verwendung der lokalen Leistungsversorgung wiederaufnehmen, sobald sie wieder verfügbar wird (z.B. sobald die durch die lokale Leistungsversorgung bereitgestellte Spannung die Busvorspannung übersteigt, wie nachfolgend besprochen). Dieses Umschalten zwischen Leistungsquellen kann durchgeführt werden, ohne dass die Slave-Vorrichtung durch den Rest des Systems 100 neu entdeckt werden muss und ohne Unterbrechung der Kommunikation in dem System 100.
  • Insbesondere zeigen 14-16 adaptive Leistungsversorgungsanordnungen, die es einer Slave-Vorrichtung erlauben, selektiv durch eine lokale Leistungsversorgung oder eine Vorspannung auf dem Bus 106 mit Leistung versorgt zu werden, ohne Leitungsdiagnostikfehler auszulösen. Wenn zum Beispiel eine Slave-Vorrichtung Leistung aus dem Bus 106 entnimmt, kann Leitungsdiagnostik in den Sendeempfängern auf einen „Kurzschluss auf Masse“-Leitungsfehler überwachen. Wenn ein Fehler detektiert wird, kann Kommunikation im System 100 kompromittiert sein. Die hier offenbarten adaptiven Leistungsversorgungsanordnungen können eine hohe Gleichstromimpedanz zurück zu einem Systemmasse-Rückkehrpfad bereitstellen, die die Signalaufwärtsvorrichtungen ausreichend von der lokalen Masse der Slave-Vorrichtung isoliert, um einen falschen „Kurzschluss auf Masse“-Leitungsfehler zu vermeiden. Außerdem können die hier offenbarten adaptiven Leistungsversorgungsanordnungen so strukturiert werden, dass der lokale Masserückweg für eine bestimmte Slave-Vorrichtung der bevorzugte Pfad für eine etwaige bereitgestellte Vorspannung ist, wodurch die Kontrolle gebrochen wird, die die Signalaufwärtsvorrichtung herkömmlicherweise über den Schleifenstrom während des Herauffahrens und Entdeckens ausüben kann, und das Risiko von hohen Einschaltströmen und die Möglichkeit eines Kollapses der Signalaufwärts-Busvorspannung gemindert wird.
  • Bei der in 14 dargestellten Ausführungsform können ein Master-Sendeempfänger und ein Slave-Sendeempfänger jeweils ihre eigene Unterstützungsschaltungstechnik 320 bzw. 321 aufweisen. Die Unterstützungsschaltungstechnik 320 für den Master-Sendeempfänger kann neben anderen Komponenten eine (durch den zugeordneten Spannungsregler (VREG) angegebene) lokale Leistungsversorgung, Tiefpassfilternetzwerke (LPF) und Hochpassfilternetzwerke (HPF) aufweisen. Das LPF und HPF der Unterstützungsschaltungstechnik 320 können Teil der Signalaufwärts-Filterschaltungstechnik 132/Signalabwärts-Filterschaltungstechnik 131 sein, die oben besprochen wurden. Bei einigen Ausführungsformen können beliebige der hier offenbarten LPF gegebenenfalls Ferritperlen (oder ähnliche induktive Elemente) und Kondensatoren aufweisen. Der Bus 106 kann den Master-Sendeempfänger und den Slave-Sendeempfänger kommunikativ koppeln. Der Bus 106 kann eine durch die Master-Leistungsversorgung (z.B. mittels einer Diode wie gezeigt) bereitgestellte Vorspannung (z.B. eine Gleichspannung) aufweisen. Die Unterstützungsschaltungstechnik 321 für den Slave-Sendeempfänger kann eine (durch den zugeordneten Spannungsregler (VREG) angegebene) lokale Leistungsversorgung, Tiefpassfilternetzwerke und Hochpassfilternetzwerke aufweisen. Die LPF und HPF der Unterstützungsschaltungstechnik 321 kann Teil der Signalaufwärts-Filterschaltungstechnik 132/Signalabwärts-Filterschaltungstechnik 131 sein, die oben besprochen wurde.
  • Die Unterstützungsschaltungstechnik 321 kann auch Schaltungstechnik zur Erzielung der oben beschriebenen adaptiven Leistungsversorgungsfunktionalität aufweisen. Insbesondere zeigt 14 eine zwischen den Bus 106 (wie gezeigt die „negative“ Leitung des Busses 106) und Masse geschaltete Diode, um zu „verhindern“, dass die Masse durch die Leitungsdiagnostik „gesehen“ wird (um somit Auslösung eines „Kurzschluss auf Masse“-Fehlers zu vermeiden). Die Verwendung der Diode 303 kann die Kontrollfreiheit ermöglichen, die die Leitungsdiagnostik im Signalaufwärts-Knoten (z.B. dem Master-Knoten in 14) benötigt, um korrekt zu arbeiten.
  • 14 weist auch zwei „High-Side“-Dioden 301 und 302 auf, die Leistungsversorgung für den Slave-Sendeempfänger aus der Leistungsquelle (der Vorspannung auf dem Bus 106 oder der lokalen Leistungsversorgung) bereitstellen kann, die ein höheres Potential aufweist. Die Unterstützungsschaltungstechnik 321 kann auch Einschalt-Steuerschaltungstechnik 322 aufweisen, um die Rate zu steuern, mit der Leistung dem Slave-Sendeempfänger zugeführt wird, wenn die Leistungsquelle von der lokalen Leistungsversorgung auf den Bus 106 umschaltet. Bei der Ausführungsform von 14 kann die Einschalt-Steuerschaltungstechnik 322 einen Transistor 307 (z.B. wie gezeigt einen PFET, einen NFET oder eine andere Schaltvorrichtung beliebiger Polarität) aufweisen, mit dem ein Filter (mit Widerständen 304 und 306 und einem Kondensator 309, angeordnet in einem RC-Netzwerk) gekoppelt ist. Die Werte der Elemente in dem Filter können so ausgewählt werden, dass eine gewünschte Einschaltzeit der durch den Bus 106 bereitgestellten Leistungsversorgung erzielt wird, wodurch das Risiko von zu hohen Einschaltströmen gemindert wird. Die Unterstützungsschaltungstechnik 321 kann zwischen der Diode 302 und der Diode 303 ein weiteres Filter aufweisen, das den Widerstand 305 und den Kondensator 308 aufweist.
  • Beliebige der Komponenten der Unterstützungsschaltungstechnik 320 oder 321 können einen beliebigen geeigneten Wert annehmen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Widerstand 306 einen Widerstand zwischen 40 Kiloohm und 200 Kiloohm (z.B. 100 Kiloohm) aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Widerstand 304 einen Widerstand zwischen 5 Kiloohm und 50 Kiloohm (z.B. 10 Kiloohm) aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Kondensator 309 eine Kapazität zwischen 20 Nanofarad und 50 Nanofarad (z.B. 33 Nanofarad) aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen, bei denen die Einschalt-Steuerschaltungstechnik 322 einen PFET 307 aufweist, kann der Widerstand 306 ein 100-Kiloohm-Widerstand und der Widerstand 304 ein 10-Kiloohm-Widerstand sein. Bei einigen Ausführungsformen, bei denen die Einschalt-Steuerschaltungstechnik 322 einen NFET aufweist, kann der Widerstand 306 ein 100-Kiloohm-Widerstand sein und kann der Widerstand 304 ein 80-Kiloohm-Widerstand sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Vorspannung auf dem Bus 106 (die durch die Leistungsversorgung des Master-Sendeempfängers bereitgestellt wird) zwischen 4 Volt und 8 Volt liegen (z.B. 7 Volt). Bei einigen Ausführungsformen kann die durch die lokale Slave-Leistungsversorgung bereitgestellte Spannung größer als 4 Volt sein (z.B. 8 Volt). Bei einigen Ausführungsformen kann die durch die lokale Slave-Leistungsversorgung bereitgestellte Spannung größer als die Vorspannung auf dem Bus 106 sein; wenn diese Bedingung erfüllt ist, kann der Slave-Sendeempfänger durch seine lokale Leistungsversorgung versorgt werden, und wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, kann der Slave-Sendeempfänger durch Vorspannung auf den Bus 106 versorgt werden.
  • Es können beliebige geeignete Komponenten in der Unterstützungsschaltungstechnik 320 oder 321 verwendet werden. Zum Beispiel können wie oben erwähnt beliebige der Dioden durch eine andere unipolare Vorrichtung bereitgestellt werden. Bei einigen Ausführungsformen können die Dioden leckarme Dioden oder Optodioden sein. Bei einigen Ausführungsformen können die Dioden ein Lecken von weniger als 1 Mikroampere aufweisen.
  • 15-16 zeigen Erweiterungen der Anordnung von 14, die zusätzliche Slave-Vorrichtungen signalabwärts der adaptiv mit Leistung versorgten Slave-Vorrichtung ermöglichen. Diese Anordnungen erlauben die Versorgung von Signalabwärts-Slave-Vorrichtungen mit Leistung durch den Bus 106 ohne Unterbrechung, gleichgültig, ob die adaptiv mit Leistung versorgte Slave-Vorrichtung lokal mit Leistung versorgt wird, durch den Bus 106 oder zwischen den beiden umschaltet. Eine oder mehrere der Signalabwärts-Slave-Vorrichtungen können selbst gemäß beliebigen der hier offenbarten Techniken adaptiv mit Leistung versorgt werden.
  • In 15 und 16 ist die „B-Seite“ der Unterstützungsschaltungstechnik 321 einschließlich LPF und HPF, die mit einem Signalabwärts-Segment des Busses 106 gekoppelt sind, gezeigt. Die Unterstützungsschaltungstechnik weist eine zwischen die lokale Leistungsversorgung der Slave-Vorrichtung und die „positive“ Leitung des Signalabwärts-Segments des Busses 106 geschaltete Diode 311 auf.
  • Die Ausführungsform von 15 weist eine zwischen den Spannungseingang des Slave-Sendeempfängers und den Ausgangsanschluss der Diode 311 geschaltete Diode 310 auf. Die Diode 310 kann Unterbrechung der Versorgung (nicht gezeigter) zusätzlicher Signalabwärts-Slave-Vorrichtungen mit Leistung, während die adaptiv mit Leistung versorgte Slave-Vorrichtung zwischen verschiedenen Leistungsquellen übergeht, verhindern, was Fortsetzung der Kommunikation mit den zusätzlichen Signalabwärts-Slave-Vorrichtungen ohne Neuentdeckung erlaubt.
  • Die Ausführungsform von 16 weist eine zwischen den Eingangsanschluss der Diode 301 und den Ausgangsanschluss der Diode 311 geschaltete Diode 313 auf. Wie die oben mit Bezug auf 15 besprochene Diode 310 kann die Diode 313 Unterbrechung der Versorgung (nicht gezeigter) zusätzlicher Signalabwärts-Slave-Vorrichtungen mit Leistung, während die adaptiv mit Leistung versorgte Slave-Vorrichtung zwischen verschiedenen Leistungsquellen übergeht, verringern oder verhindern, was Fortsetzung der Kommunikation mit den zusätzlichen Signalabwärts-Slave-Vorrichtungen ohne Neuentdeckung erlaubt. Die Ausführungsform von 16 kann den Spannungsabfall, der über Knoten in dem System 100 hinweg auftritt, verringern, und kann erlauben, dass der Spannungseingang des adaptiv mit Leistung versorgten Slave-Sendeempfängers dieselbe Spannung wie die der nächsten Signalabwärts-Slave-Vorrichtung zugeführte Vorspannung sieht.
  • Die folgenden Absätze geben Beispiele für verschiedene der hier offenbarten Ausführungsformen.
  • Beispiel 1 ist eine Slave-Vorrichtung, die in der Lage ist, adaptiv mehrere Leistungsversorgungen zu benutzen, die Folgendes aufweist: einen Signalaufwärts-Sendeempfänger zur Kopplung mit einer Signalaufwärts-Verbindung eines Busses eines Kommunikationssystems; und Schaltungstechnik zur Kopplung mit der Signalaufwärts-Verbindung des Busses und mit einer lokalen Leistungsversorgung, wobei die Schaltungstechnik zum Umschalten von der Bereitstellung der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung auf Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferter Busleistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung dient.
  • Beispiel 2 weist den Gegenstand von Beispiel 1 auf und gibt ferner vor, dass die Schaltungstechnik zum Umschalten von der Bereitstellung der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung auf Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferter Busleistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung dient, wenn eine durch die lokale Leistungsversorgung bereitgestellte Spannung unter eine Vorspannung der Signalaufwärts-Verbindung des Busses fällt.
  • Beispiel 3 weist den Gegenstand eines der Beispiele 1-2 auf und gibt ferner vor, dass die Schaltungstechnik eine unipolare Vorrichtung zur Kopplung zwischen die Signalaufwärts-Verbindung des Busses und eine Referenzmasse aufweist.
  • Beispiel 4 weist den Gegenstand von Beispiel 3 auf und gibt ferner vor, dass die unipolare Vorrichtung Leistungsfluss von der Signalaufwärts-Verbindung des Busses zur Referenzmasse begrenzt.
  • Beispiel 5 weist den Gegenstand eines der Beispiele 1-4 auf und gibt ferner vor, dass die Schaltungstechnik ein Filter zum Steuern einer Einschaltzeit, wenn die Schaltungstechnik auf die Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferter Busleistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung umschaltet, aufweist.
  • Beispiel 6 weist den Gegenstand eines der Beispiele 1-5 auf und gibt ferner vor, dass die Schaltungstechnik ferner zum Umschalten von der Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferter Busleistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung auf Bereitstellung der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung dient.
  • Beispiel 7 weist den Gegenstand von Beispiel 6 auf und gibt ferner vor, dass die Schaltungstechnik zum Umschalten von Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferten Leistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung auf Bereitstellung der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung dient, wenn eine Vorspannung der Signalaufwärts-Verbindung des Busses unter eine durch die lokale Leistungsversorgung bereitgestellte Spannung fällt.
  • Beispiel 8 weist den Gegenstand eines der Beispiele 1-7 auf und gibt ferner vor, dass die Schaltungstechnik zum Umschalten von Bereitstellung der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung auf Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferter Busleistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung ohne Unterbrechung von Kommunikation auf der Signalaufwärts-Verbindung des Busses dient.
  • Beispiel 9 weist den Gegenstand eines der Beispiele 1-8 auf und gibt ferner vor, dass die Schaltungstechnik zum Umschalten von Bereitstellung der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung auf Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferter Busleistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung ohne Auslösen eines Leitungsfehlers dient.
  • Beispiel 10 weist den Gegenstand eines der Beispiele 1-9 auf und gibt ferner vor, dass die Signalaufwärts-Verbindung des Busses eine Zweidrahtverbindung ist.
  • Beispiel 11 weist den Gegenstand eines der Beispiele 1-10 auf und weist ferner Folgendes auf: einen Signalabwärts-Sendeempfänger zur Kopplung mit einer Signalabwärts-Verbindung des Busses des Kommunikationssystems; wobei die Schaltungstechnik ferner zum Bereitstellen von Leistungsversorgung für die Signalabwärts-Verbindung dient.
  • Beispiel 12 weist den Gegenstand von Beispiel 11 auf und gibt ferner vor, dass die Schaltungstechnik zum Bereitstellen von Leistung für die Signalabwärts-Verbindung aus der lokalen Leistungsversorgung dient, wenn die lokale Leistungsversorgung die Slave-Vorrichtung mit Leistung versorgt.
  • Beispiel 13 weist den Gegenstand von Beispiel 12 auf und gibt ferner vor, dass die Schaltungstechnik zum Bereitstellen von Leistung für die Signalabwärts-Verbindung aus der Busleistung dient, wenn die Busleistung die Slave-Vorrichtung mit Leistung versorgt.
  • Beispiel 14 weist den Gegenstand beliebiger der Beispiele 1-13 auf und gibt ferner vor, dass die Schaltungstechnik zum Umschalten von Bereitstellung der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung auf Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferten Busleistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung ohne Auslösen einer Neuentdeckung der Slave-Vorrichtung in dem Kommunikationssystem dient.
  • Beispiel 15 weist den Gegenstand eines der Beispiele 1–14 auf und gibt ferner vor,dass der Signalaufwärts-Sendeempfänger zum periodischen Empfangen eines Synchronisationssteuerrahmensaus der Signalaufwärts-Verbindung des Busses dent.
  • Beispiel 16 weist den Gegenstand eines der Beispiele 1-15 auf und weist ferner Folgendes auf: Verarbeitungsschaltungstechnik zum Erzeugen eines Taktsignals auf der Basis eines Signals, das durch den Signalaufwärts-Sendeempfänger über die Signalaufwärts-Verbindung von einer Signalaufwärts-Vorrichtung empfangen wird, wobei ein Timing des Empfangs und der Bereitstellung von Signalen über den Bus durch die Slave-Vorrichtung auf dem Taktsignal basiert.
  • Beispiel 17 weist den Gegenstand von Beispiel 16 auf und gibt ferner vor, dass Erzeugung des Taktsignals auf der Basis des Signals Erzeugung des Taktsignals auf der Basis einer Präambel eines Synchronisationssteuerrahmens in dem Signal aufweist.
  • Beispiel 18 ist ein Kommunikationssystem, das adaptiv mehrere Leistungsversorgungen zur Versorgung einer Kommunikationsvorrichtung benutzen kann, das Folgendes aufweist: eine Master-Vorrichtung; eine Slave-Vorrichtung; und eine Kommunikationsverbindung zwischen der Master-Vorrichtung und der Slave-Vorrichtung, wobei die Master-Vorrichtung zum Bereitstellen einer Vorspannung auf der Kommunikationsverbindung dient und die Slave-Vorrichtung Schaltungstechnik zum Umschalten von durch eine lokale Leistungsversorgung versorgt zu werden auf durch die Vorspannung auf der Kommunikationsverbindung versorgt zu werden aufweist.
  • Beispiel 19 weist den Gegenstand von Beispiel 18 auf und gibt ferner vor, dass die Slave-Vorrichtung eine erste Slave-Vorrichtung ist, die Kommunikationsverbindung eine erste Kommunikationsverbindung ist und das Kommunikationssystem ferner Folgendes aufweist: eine zweite Slave-Vorrichtung; und eine zweite Kommunikationsverbindung zwischen der ersten Slave-Vorrichtung und der zweiten Slave-Vorrichtung.
  • Beispiel 20 weist den Gegenstand von Beispiel 19 auf und gibt ferner vor, dass die Schaltungstechnik ferner zur Bereitstellung einer Vorspannung auf der zweiten Kommunikationsverbindung dient.
  • Beispiel 21 weist den Gegenstand eines der Beispiele 18-20 auf und weist ferner Folgendes auf: einen Lautsprecher oder ein Mikrofon, die mit der Slave-Vorrichtung gekoppelt sind.
  • Beispiel 22 ist ein Verfahren zum Versorgen einer Slave-Vorrichtung in einem Kommunikationssystem mit Leistung ohne Unterbrechung von Kommunikation in dem Kommunikationssystem, das Folgendes aufweist: Benutzen einer lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung; und Benutzen einer Vorspannung aus einer Signalaufwärts-Kommunikationsverbindung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung bei Detektion einer Unterbrechung oder Unzulänglichkeit der lokalen Leistungsversorgung.
  • Beispiel 23 weist den Gegenstand von Beispiel 22 auf und weist ferner Folgendes auf: Benutzen der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung bei Detektion einer Wiederaufnahme oder Unzulänglichkeit der lokalen Leistungsversorgung nach Benutzung der Vorspannung aus der Signalaufwärts-Kommunikationsverbindung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung.
  • Beispiel 24 weist den Gegenstand eines der Beispiele 22-23 auf und weist ferner Folgendes auf: Senden oder Empfangen von Daten auf der Signalaufwärts-Kommunikationsverbindung während des Erkennens der Unterbrechung oder Unzulänglichkeit der ersten Leistungsversorgung, wobei das Senden oder Empfangen nicht unterbrochen wird.
  • Beispiel 25 weist den Gegenstand eines der Beispiele 22-24 auf und weist ferner Folgendes auf: Benutzen der Vorspannung aus der Signalaufwärts-Kommunikationsverbindung zur Erzeugung einer Vorspannung für eine Signalabwärts-Kommunikationsverbindung bei Detektion der Unterbrechung oder Unzulänglichkeit der lokalen Leistungsversorgung.
  • Beispiel 26 ist ein Verfahren zur Versorgung einer Slave-Vorrichtung in einem Kommunikationssystem mit Leistung ohne Unterbrechung von Kommunikation in dem Kommunikationssystem, das Folgendes aufweist: Benutzen einer ersten Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung; und Benutzen einer zweiten Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung bei einer Unterbrechung oder Unzulänglichkeit der ersten Leistungsversorgung, wobei die erste Leistungsversorgung von der zweiten Leistungsversorgung verschieden ist, die erste Leistungsversorgung eine einer lokalen Leistungsversorgung und einer Vorspannung aus einer Signalaufwärts-Kommunikationsverbindung ist und die zweite Leistungsversorgung eine andere der lokalen Leistungsversorgung und der Vorspannung aus der Signalaufwärts-Kommunikationsverbindung ist.
  • Beispiel 27 weist den Gegenstand von Beispiel 26 auf und weist ferner Folgendes auf: Benutzen der ersten Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung bei einer Wiederaufnahme oder Unzulänglichkeit der ersten Leistungsversorgung nach der Benutzung der zweiten Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung.
  • Beispiel 28 weist den Gegenstand eines der Beispiele 26-27 auf und weist ferner Folgendes auf: Senden oder Empfangen von Daten auf der Signalaufwärts-Kommunikationsverbindung während der Unterbrechung oder Unzulänglichkeit der ersten Leistungsversorgung, wobei das Senden oder Empfangen nicht unterbrochen wird.
  • Beispiel 29 weist den Gegenstand beliebiger der Beispiele 26-28 auf und weist ferner Folgendes auf: Benutzen der zweiten Leistungsversorgung zur Erzeugung einer Vorspannung für eine Signalabwärts-Kommunikationsverbindung bei der Unterbrechung oder Unzulänglichkeit der ersten Leistungsversorgung.
  • Beispiel 30 ist ein Kommunikationssystem mit adaptiver Leistungsversorgungsfunktionalität gemäß einer beliebigen der hier offenbarten Ausführungsformen.
  • Beispiel 31 ist ein Verfahren zur Bereitstellung adaptiver Leistungsversorgung für eine Slave-Vorrichtung gemäß einer beliebigen der hier offenbarten Ausführungsformen.
  • Beispiel 32 ist Unterstützungsschaltungstechnik, die mit einer Slave-Vorrichtung gekoppelt ist, um der Slave-Vorrichtung adaptive Leistungsversorgungsfunktionalität bereitzustellen, gemäß einer beliebigen der hier offenbarten Ausführungsformen.
  • Beispiel 33 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Slave-Vorrichtung in einem Kommunikationssystem, das Folgendes aufweist: Teilnehmen an Kommunikation in dem Kommunikationssystem während des Empfangs von Leistung aus einer lokalen Leistungsversorgung und Fortsetzen des Teilnehmens an Kommunikation ohne Unterbrechung oder Neuentdeckung in dem Kommunikationssystem, während der Empfang von Leistung aus der lokalen Leistungsversorgung gestoppt und Leistung aus einer Busvorspannung empfangen wird.
  • Beispiel 34 kann den Gegenstand von Beispiel 33 aufweisen und kann ferner vorgeben, dass das Stoppen des Empfangs von Leistung aus der lokalen Leistungsversorgung und Empfangen von Leistung aus einer Busvorspannung ausgelöst wird, wenn eine von der lokalen Leistungsversorgung empfangene Spannung unter eine aus der Busvorspannung empfangene Spannung fällt.
  • Beispiel 35 kann den Gegenstand beliebiger der Beispiele 33-34 aufweisen und kann ferner nach dem Fortsetzen der Teilnahme an Kommunikation ohne Unterbrechung oder Neuentdeckung in dem Kommunikationssystem während des Stoppens des Empfangs von Leistung aus der lokalen Leistungsversorgung und des Empfangens von Leistung aus einer Busvorspannung Fortsetzen der Teilnahme an Kommunikation ohne Unterbrechung oder Neuentdeckung in dem Kommunikationssystem während des Stoppens des Empfangs von Leistung aus der Busvorspannung und Empfangen von Leistung aus der lokalen Leistungsversorgung aufweist.
  • Beispiel 36 ist eine Slave-Vorrichtung mit Mitteln zum Ausführen beliebiger der hier offenbarten adaptiven Leistungsversorgungsverfahren.
  • Gemäß einem Aspekt werden hier Systeme und Techniken zur adaptiven Benutzung mehrerer Leistungsversorgungen in einem Kommunikationssystem offenbart. Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen eine Slave-Vorrichtung Folgendes aufweisen: einen Signalaufwärts-Sendeempfänger zur Kopplung mit einer Signalaufwärts-Verbindung eines Busses eines Kommunikationssystems; und Schaltungstechnik zur Kopplung mit der Signalaufwärts-Verbindung des Busses und mit einer lokalen Leistungsversorgung, wobei die Schaltungstechnik zum Umschalten von der Bereitstellung der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung auf Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferter Busleistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung dient.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 62532658 [0001]
    • US 16020812 [0001]

Claims (25)

  1. Slave-Vorrichtung, die adaptiv mehrere Leistungsversorgungen benutzen kann, die Folgendes aufweist: einen Signalaufwärts-Sendeempfänger zur Kopplung mit einer Signalaufwärts-Verbindung eines Busses eines Kommunikationssystems; und Schaltungstechnik zur Kopplung mit der Signalaufwärts-Verbindung des Busses und mit einer lokalen Leistungsversorgung, wobei die Schaltungstechnik zum Umschalten von der Bereitstellung der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung auf Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferter Busleistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung dient.
  2. Slave-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schaltungstechnik zum Umschalten von der Bereitstellung der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung auf Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferter Busleistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung dient, wenn eine durch die lokale Leistungsversorgung bereitgestellte Spannung unter eine Vorspannung der Signalaufwärts-Verbindung des Busses fällt.
  3. Slave-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltungstechnik eine unipolare Vorrichtung zur Kopplung zwischen die Signalaufwärts-Verbindung des Busses und eine Referenzmasse aufweist.
  4. Slave-Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die unipolare Vorrichtung Leistungsfluss von der Signalaufwärts-Verbindung des Busses zur Referenzmasse begrenzt.
  5. Slave-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltungstechnik ein Filter zum Steuern einer Einschaltzeit, wenn die Schaltungstechnik auf die Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferter Busleistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung umschaltet, aufweist.
  6. Slave-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltungstechnik ferner zum Umschalten von der Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferter Busleistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung auf Bereitstellung der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung dient.
  7. Slave-Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Schaltungstechnik zum Umschalten von Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferten Leistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung auf Bereitstellung der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung dient, wenn eine Vorspannung der Signalaufwärts-Verbindung des Busses unter eine durch die lokale Leistungsversorgung bereitgestellte Spannung fällt.
  8. Slave-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltungstechnik zum Umschalten von Bereitstellung der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung auf Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferter Busleistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung ohne Unterbrechung von Kommunikation auf der Signalaufwärts-Verbindung des Busses dient.
  9. Slave-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltungstechnik zum Umschalten von Bereitstellung der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung auf Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferter Busleistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung ohne Auslösen eines Leitungsfehlers dient.
  10. Slave-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalaufwärts-Verbindung des Busses eine Zweidrahtverbindung ist.
  11. Slave-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner Folgendes aufweist: einen Signalabwärts-Sendeempfänger zur Kopplung mit einer Signalabwärts-Verbindung des Busses des Kommunikationssystems; wobei die Schaltungstechnik ferner zum Bereitstellen von Leistungsversorgung für die Signalabwärts-Verbindung dient.
  12. Slave-Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Schaltungstechnik zum Bereitstellen von Leistung für die Signalabwärts-Verbindung aus der lokalen Leistungsversorgung dient, wenn die lokale Leistungsversorgung die Slave-Vorrichtung mit Leistung versorgt.
  13. Slave-Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Schaltungstechnik zum Bereitstellen von Leistung für die Signalabwärts-Verbindung aus der Busleistung dient, wenn der Busleistung die Slave-Vorrichtung mit Leistung versorgt.
  14. Slave-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltungstechnik zum Umschalten von Bereitstellung der lokalen Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung auf Bereitstellung von durch die Signalaufwärts-Verbindung des Busses gelieferten Busleistung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung ohne Auslösen einer Neuentdeckung der Slave-Vorrichtung in dem Kommunikationssystem dient.
  15. Slave-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Signalaufwärts-Sendeempfänger zum periodischen Empfangen eines Synchronisationssteuerrahmens aus der Signalaufwärts-Verbindung des Busses dient.
  16. Slave-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner Folgendes aufweist: Verarbeitungsschaltungstechnik zum Erzeugen eines Taktsignals auf der Basis eines Signals, das durch den Signalaufwärts-Sendeempfänger über die Signalaufwärts-Verbindung von einer Signalaufwärts-Vorrichtung empfangen wird, wobei ein Timing des Empfangs und der Bereitstellung von Signalen über den Bus durch die Slave-Vorrichtung auf dem Taktsignal basiert.
  17. Slave-Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei Erzeugung des Taktsignals auf der Basis des Signals Erzeugung des Taktsignals auf der Basis einer Präambel eines Synchronisationssteuerrahmens in dem Signal aufweist.
  18. Kommunikationssystem, das adaptiv mehrere Leistungsversorgungen zur Versorgung einer Kommunikationsvorrichtung mit Leistung benutzen kann, das Folgendes aufweist: eine Master-Vorrichtung; eine Slave-Vorrichtung; und eine Kommunikationsverbindung zwischen der Master-Vorrichtung und der Slave-Vorrichtung, wobei die Master-Vorrichtung zum Bereitstellen einer Vorspannung auf der Kommunikationsverbindung dient und die Slave-Vorrichtung Schaltungstechnik zum Umschalten von durch eine lokale Leistungsversorgung mit Leistung versorgt zu werden auf durch die Vorspannung auf der Kommunikationsverbindung mit Leistung versorgt zu werden aufweist.
  19. Kommunikationssystem nach Anspruch 18, wobei die Slave-Vorrichtung eine erste Slave-Vorrichtung ist, die Kommunikationsverbindung eine erste Kommunikationsverbindung ist und das Kommunikationssystem ferner Folgendes aufweist: eine zweite Slave-Vorrichtung; und eine zweite Kommunikationsverbindung zwischen der ersten Slave-Vorrichtung und der zweiten Slave-Vorrichtung.
  20. Kommunikationssystem nach Anspruch 19, wobei die Schaltungstechnik ferner zur Bereitstellung einer Vorspannung auf der zweiten Kommunikationsverbindung dient.
  21. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 20, das ferner Folgendes aufweist: einen Lautsprecher oder ein Mikrofon, die mit der Slave-Vorrichtung gekoppelt sind.
  22. Verfahren zur Versorgung einer Slave-Vorrichtung in einem Kommunikationssystem mit Leistung ohne Unterbrechung von Kommunikation in dem Kommunikationssystem, das Folgendes aufweist: Benutzen einer ersten Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung; und Benutzen einer zweiten Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung bei einer Unterbrechung oder Unzulänglichkeit der ersten Leistungsversorgung, wobei die erste Leistungsversorgung von der zweiten Leistungsversorgung verschieden ist, die erste Leistungsversorgung entweder eine lokale Leistungsversorgung oder eine Vorspannung aus einer Signalaufwärts-Kommunikationsverbindung ist und die zweite Leistungsversorgung die andere von lokaler Leistungsversorgung und der Vorspannung aus der Signalaufwärts-Kommunikationsverbindung ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, das ferner Folgendes aufweist: Benutzen der ersten Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung bei einer Wiederaufnahme oder Unzulänglichkeit der ersten Leistungsversorgung nach der Benutzung der zweiten Leistungsversorgung zur Versorgung der Slave-Vorrichtung mit Leistung.
  24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, das ferner Folgendes aufweist: Senden oder Empfangen von Daten auf der Signalaufwärts-Kommunikationsverbindung während der Unterbrechung oder Unzulänglichkeit der ersten Leistungsversorgung, wobei das Senden oder Empfangen nicht unterbrochen wird.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, das ferner Folgendes aufweist: Benutzen der zweiten Leistungsversorgung zur Erzeugung einer Vorspannung für eine Signalabwärts-Kommunikationsverbindung bei der Unterbrechung oder Unzulänglichkeit der ersten Leistungsversorgung.
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