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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einsparung von Energie in einem System, das zwei
Vorrichtungen beinhaltet, die miteinander über eine Datenaustauschverbindung verbunden
sind. Die zwei Vorrichtungen haben eine geringe "Autonomie" (autonome Betriebszeit), und
es handelt sich bei ihnen beispielsweise um ein tragbares Funktelefon und einen tragbaren
Mikrocomputer. Die Erfindung betrifft auch ein derartiges tragbares Funktelefon
(Mobiltelefon).
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Die Portabilität (Mobilität) elektronischer Datenverarbeitungs- und
Telekommunikationsvorrichtungen hat beträchtliche Anstrengungen im Hinblick auf eine
Energieeinsparung erforderlich gemacht. Derartige Vorrichtungen sind mit Batterien geringer
Kapazität ausgerüstet und es müssen alle möglichen Energiesparverfahren zum Einsatz
kommen, um ihre Autonomie zu erhöhen.
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Das Dokument WO-A-94 17502 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, die erlauben,
Datenverbindungen zwischen energiesparenden Vorrichtungen herzustellen, die über zwei
Funktionsmodi verfügen, welche das Verwenden von Einrichtungen beinhalten, die einer im
Vollfunktionsmodus befindlichen Vorrichtung erlauben, die andere Vorrichtung zum
Übergang in den Vollfunktionsmodus zu veranlassen, wenn sich diese im Modus reduzierter
Funktion befindet.
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Das Dokument EP-A-0 582 391 beschreibt seinerseits einen Taktgenerator, der zu einer
Zweigunterbrecherschaltung gehört, die erlaubt, den Energieverbrauch des Systems, in das sie
eingebaut ist, zu vermindern.
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In allgemeiner Weise bestehen die Energiesparverfahren insbesondere darin, eine Vorrichtung
in einen teilweisen oder vollständigen "Schlafzustand" zu versetzen, und zwar während
Perioden vollständiger oder teilweiser Inaktivität dieser Vorrichtung. Unter diesem
"Versetzen in den Schlafzustand" versteht man, beispielsweise im Fall eines tragbaren
Funktelefons, ein selektives Deaktivieren der jeweiligen Versorgungsstromkreise der Sende-
und Empfangseinrichtungen und der Peripheriegeräte (Bildschirm, ...), sowie der
Taktgeberschaltungen, welche für die Taktung der Digitalschaltungen wie beispielsweise
Eingangs-/Ausgangsschnittstelle, Zentraleinheit d. h. typischerweise Mikroprozessor, und
Basisband-Verarbeitungsschaltung sorgen. Im Gegenzug zur Deaktivierung gewisser
Taktgeberschaltungen und Versorgungsstromkreise werden Verzögerungsschaltungen
aktiviert, deren Funktion darin besteht, nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit diese
Taktgeber- und Versorgungsstromkreise zu reaktivieren, um die von ihnen getakteten
Digitalschaltungen "aufzuwecken" oder die von ihnen mit Strom versorgten
Analogschaltungen zu aktivieren. Beispielsweise werden im Fall eines vollständigen
"Versetzens in den Schlafzustand" eines Funktelefons Verzögerungseinrichtungen aktiviert,
die mit einer vorbestimmten Fälligkeit gewisse Schaltungen reaktivieren, die zum Abhören
von auf dem Funkweg empfangenen Rufnachrichten erforderlich sind.
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Einzeln genommen weist jede der elektronischen Datenverarbeitungs- oder
Telekommunikationseinrichtungen, Funktelefon, Mikrocomputer, etc. bemerkenswerte
Autonomieeigenschaften auf, die aus einem optimalen Schlafzustand-Management herrühren,
welches für deren Deaktivierung sorgt, sobald das Aufrechterhalten einer Aktivität nicht mehr
erforderlich ist. Im Gegensatz dazu hat es den Anschein, dass, wenn eine
Datenaustauschverbindung hergestellt ist, beispielsweise zwischen einem tragbaren
Funktelefon und einem tragbaren Mikrocomputer, die Energiesparfunktion in jeder dieser
Vorrichtungen nicht vollständig optimiert ist. Der Begriff "Datenaustauschverbindung" ist
mit einer breiteren Bedeutung als lediglich einem einfachen "materiellen" Datenaustausch-
Verbindungsglied zu interpretieren und schließt den Begriff kommunizierender
Softwareschichten in den beiden miteinander verbundenen Vorrichtungen ein.
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Mit Bezug auf Fig. 1 sind ein tragbares Funktelefon 1 und ein tragbarer Mikrocomputer 2
dargestellt, die über eine Datenaustauschverbindung verbunden sind, wobei der physische
Träger dieser Verbindung mit dem Bezugszeichen A gekennzeichnet ist. Typischerweise
weist das Funktelefon 1 auf eine Radiowellen-Sende- und Empfangseinheit in Form einer
Modulatorschaltung, einer Basisband-Verarbeitungsschaltung und einer
Aufbereitungssschaltung, eine Steuereinheit 12 und Eingangs-/Ausgangs-
Schnittstellenschaltungen 13a, 13b, 13c und 13d, zu denen jeweils ein Peripheriegerät wie
beispielsweise eine Anzeigeeinrichtung 14, ein Summer 15 und eine Tastatur 16 gehört. Eine
Batterie 17 sorgt für die Stromversorgung der zuvor angeführten Schaltungen.
Radiowellensignale werden von der Einheit 11 über eine Antenne 1a empfangen und
gesendet. Diese Einheit 11 ist mit einem Mikrofon 11a und einem Hörer 11b verbunden. Die
Steuereinheit 12 steuert über einen Bus die Sende- und Empfangseinheit 11. Außerdem ist
die Steuereinheit 12 mit jeder der Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenschaltungen 13a bis 13d
verbunden.
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Der tragbare Mikrocomputer 2 weist seinerseits einen Bildschirm 20 und eine Tastatur 21 auf
die beide mit einer Steuereinheit 24 verbunden sind, und zwar jeweils über zwei
Schnittstellenschaltungen 22 und 23, sowie auch eine Schnittstellenschaltung 25, die ebenfalls
mit der Steuereinheit 24 verbunden ist. Der Mikrocomputer 2 weist außerdem eine Batterie
26 auf, die zur Stromversorgung eines jeden der diesen aufbauenden Stromkreises sorgt.
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Bezug nehmend auf Fig. 2 sind Steuereinheiten 12 und 24 des tragbaren Funktelefons 1 bzw.
des tragbaren Mikrocomputers 2 detaillierter dargestellt. Jede dieser Steuereinheiten 12, 24
weist einen Mikroprozessor, oder Mikrocontroller 120, 240, einen dazugehörigen Speicher
121, 241 und eine Aktivitätssteuereinrichtung 122, 242 auf. Der Mikroprozessor 120, 240 ist
mit der Aktivitätssteuereinrichtung 122, 242 über einen Aktivitätssteuerbus Bca, Bca', und mit
seinem zugehörigen Speicher 121, 241 über einen Bus B1, B2 verbunden. Dieser Bus B1. B2
verbindet auch den Mikroprozessor 120, 240 mit den Schnittstellenschaltungen 13a-13d, 25.
Die Datenaustauschverbindung zwischen Funktelefon 1 und Mikrocomputer 2 wird durch die
gemeinsame Anordnung folgender Schaltungen realisiert: Mikroprozessor 120,
Schnittstellenschaltung 13d, physischer Träger A, Schnittstellenschaltung 25, und
Mikroprozessor 240. Die zwei Enden des physischen Trägers A sind jeweils mit zwei ersten
Eingängen/Ausgängen der zwei Schnittstellenschaltungen 13d und 25 verbunden, und die
zwei Schnittstellenschaltungen 13d und 25 haben jeweils zwei zweite Eingänge/Ausgänge,
die über den Bus B1 mit dem Mikroprozessor 120 und über den Bus B2 mit dem
Mikroprozessor 240 verbunden sind.
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Ein Beispiel für den Funktionsmodus des Standes der Technik des tragbaren Funktelefons 1
und des tragbaren Mikrocomputers 2, die über die Datenaustauschverbindung, realisiert durch
den physischen Träger A, miteinander verbunden sind, ist wie folgt. Zu Beginn sind, beim
Einschalten der Stromversorgung des Funktelefons 1, alle Schaltungen, die dieses enthält, mit
Strom versorgt und aktiviert, und zwar für eine Zeitdauer, die mindestens so groß ist wie die
Zeit, die zur Anmeldung des Funktelefons bei der Zelle, zu der es gehört, erforderlich ist.
Dann übernimmt, um für eine maximale Energieeinsparung im Funktelefon 1 zu sorgen, der
Mikroprozessor 120 die Initiative, die elektrische Stromversorgung der Schaltungen vom
analogen Typ wie beispielsweise die Funkschaltungen der Einheit 11 zu unterbrechen und die
Taktgebereinrichtungen der Schaltungen von digitalem Typ wie beispielsweise die Basisband-
Verarbeitungsschaltung oder die Steuerschaltung 12 zu deaktivieren. Zu diesem Zweck weist
die Steuereinheit 12 eine Aktivitätssteuereinrichtung 122 auf die durch den Mikroprozessor
120 gesteuert wird. Der Mikroprozessor 120 überträgt eine Nachricht über den
Aktivitätssteuerbus Bca, der mit einem Eingang der Steuereinrichtung 122 verbunden ist. Die
Steuereinrichtung versetzt bei Empfang der Nachricht, und in Abhängigkeit von dieser
Nachricht, das Funktelefon 1 in einen vollständigen oder teilweisen Schlafzustand. Dazu
deaktiviert sie insbesondere gewisse oder alle die Taktgebersignale SH&sub1; erzeugenden
Taktgeberschaltungen, die für die Taktung der digitalen Schaltungen sorgen, und löst die
Verzögerungseinrichtungen aus, deren Funktion darin besteht, diese deaktivierten
Taktgeberschaltungen nach einer vorbestimmten Wartezeit zu reaktivieren. Als Ergebnis
eines Versetzens in den vollständigen Schlafzustand des Funktelefons 1 ist lediglich die
Schaltung 122 aktiv. In diesem Fall erzeugt die Schaltung 122, gemäß einer bekannten
Realisierung und zu einem vorbestimmten Moment, bei dem eine Funk-Rufnachricht
empfangen wird und der dem Ablauf der Verzögerungs- oder Wartezeit entspricht, ein Signal,
das die Taktgeber- und Stromversorgungsschaltungen aktiviert, die insbesondere für die
Versorgung der Funkschaltungen (Sende- und Empfangsschaltungen) und zur Taktung der
digitalen Schaltungen in den Einheiten 11 und 12 dienen und zum Empfang einer Funk-
Rufnachricht erforderlich sind. Wenn eine derartige Rufnachricht das Funktelefon 1 betrifft,
dann werden weitere Schaltungen durch den Mikroprozessor über die
Aktivitätssteuereinrichtung aktiviert, beispielsweise der Bildschirm 14 und der Summer 15.
Alle diese aktivierten Schaltungen werden durch den Mikroprozessor 120 über die
Steuereinrichtung 122 sobald wie möglich am Ende der Kommunikation wieder in den
Schlafzustand versetzt, wenn die Rufnachricht für das Funktelefon 1 bestimmt ist, oder
unmittelbar nach Empfang der Rufnachricht, wenn diese nicht für das Funktelefon bestimmt
ist.
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Im Mikrocomputer 2 bietet die Steuerschaltung mittels der Schaltungen 240 bis 242 ebenfalls
eine Möglichkeit für ein Energiespar-Management ihrer Schaltungen, indem eine
Deaktivierung der Stromversorgung des Bildschirms, des Mikroprozessors 240 etc.
vorgesehen ist. Dazu wird die Aktivitätssteuereinrichtung 242 verwendet, welche selektiv
Taktgeberschaltungen deaktiviert, die Taktgebersignale SH2 zur Taktung der digitalen
Schaltungen erzeugen.
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Im Fall, bei dem eine Datenaustauschverbindung zwischen dem Funktelefon 1 und dem
Mikrocomputer 2 über die im Funktelefon 1 bzw. dem Mikrocomputer 2 befindlichen
Schnittstellenschaltungen 13d und 25 erfolgt, dann können gewisse Schaltungen gemäß dem
Stand der Technik keinen Beitrag mehr zu einer Energieeinsparung in dem aus dem
Funktelefon 1 und dem Mikrocomputer 2 gebildeten System liefern. Typischerweise geht das
Herstellen einer einfachen materiellen Verbindung durch Verkabeln von Mikrocomputer 2
und Funktelefon 1, das durch den Träger A realisiert wird, der Phase einer
Datenaustauschverbindungsherstellung voraus. Für diese Verbindungsherstellung werden
Nachrichten zwischen Mikrocomputer 2 und Funktelefon 1 ausgetauscht, und ihre Funktion
besteht darin, eine Datenverbindung untereinander herzustellen. Somit ist eine
Datenverbindung hergestellt, die dem Funktelefon 1 erlaubt, Daten zum Mikrocomputer 2 zu
übertragen, und dem Mikrocomputer 2 erlaubt, Daten zum Funktelefon I zu übertragen.
Diese Daten werden beispielsweise vom Funktelefon 1 zum Mobilnetz übertragen, oder
werden durch das Funktelefon vom Mobilnetz kommend empfangen. Die Datenverbindung,
die zwischen dem Funktelefon 1 und dem Mikrocomputer 2 hergestellt ist, genügt
beispielsweise den Empfehlungen zur Verbindung offener Systeme (OSI) des ISO. Für diese
Datenverbindung zwischen Funktelefon 1 und Mikrocomputer 2 wird somit in den beiden
Mikroprozessoren 120 und 240 der Steuereinheiten 12 bzw. 24 ein gemeinsames Protokoll
erzeugt. Ein derartiges Protokoll gemäß dem Stand der Technik sieht Phasen zur Einrichtung,
zur Aufrechterhaltung und zur Unterbrechung einer Datenverbindung vor, ohne das Problem
einer Energieeinsparung zu lösen, das sich aus dem Vorhandensein einer derartigen
Verbindung ergibt. Tatsächlich scheint es, wie im schraffierten Bereich von Fig. 2 dargestellt,
dass die zum Vorhandensein einer derartigen Verbindung genutzten Schaltungen, und
insbesondere die zwei Mikroprozessoren 120 und 240 sowie die zwei Schnittstellen 13d und
25 des Funktelefons 1 und des Mikroprozessors 2 nicht in den Schlafzustand versetzt oder
deaktiviert werden. Dies beruht auf der Tatsache, dass eine Datenverbindung ausschließlich
einen Austausch von Daten logischer Natur (typischerweise einer Nachricht,
Datenübertragungsblock. Paket....) zwischen Mikrocomputer und Funktelefon 1 erlaubt. Nun
erlaubt aber eine logische Information keine Fernaktivierung der Schnittstellenschaltung 13d,
25 des zur einen Vorrichtung gehörenden Mikroprozessors 120. 240 durch die jeweils andere,
und dies genau dann, wenn sich die Schaltungen der entfernt angeordneten Vorrichtung 13d,
25 und 120, 240 im Schlafzustand befindet. Die PHYSISCHE SCHICHT der
Datenverbindung ist für jede übertragene Information durchlässig. Sie erlaubt somit nicht, die
bei einer Datenverbindung beteiligten Schaltungen in Abhängigkeit von einer empfangenen
Information zu aktivieren. Bei einer Anwendung, die ein mit einem Mikroprozessor
verbundenes Funktelefon in Betracht zieht, ist es erforderlich, dass jede dieser Vorrichtungen
ein "Fernaufwecken" der Schaltungen durchführen kann, welche zur anderen Vorrichtung
gehören und bei der Datenverbindung beteiligt sind, und in Ermangelung dieser Tatsache
können diese Schaltungen nicht in den Schlafzustand versetzt werden. Tatsächlich ist es
beispielsweise erforderlich, dass das Funktelefon den Mikrocomputer "aufwecken"
(aktivieren) kann, um die empfangenen Daten an ihn weiterzuleiten.
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Die Erfindung zielt darauf ab, die zuvor erwähnten Nachteile zu beseitigen, indem sie
vorsieht, insbesondere die Mikroprozessoren und die Eingangs-/Ausgangs-
Schnittstellenschaltungen des Funktelefons und des Mikrocomputers in den Schlafzustand zu
versetzen.
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Sie schlägt daher ein Verfahren zur Einsparung von Energie in einem System vor, das eine
erste und eine zweite Vorrichtung beinhaltet, die miteinander über eine
Datenaustauschverbindung verbunden sind, welche über einen physischen Träger verfügt und
welche zwischen einer ersten und einer zweiten Schnittstelleneinrichtung besteht, von denen
die eine in der ersten Vorrichtung und die andere in der zweiten Vorrichtung enthalten ist und
die durch eine erste bzw. eine zweite Taktgeberschaltung getaktet sind.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung sieht das Verfahren die folgenden Schritte vor:
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- die Schnittstelleneinrichtung einer ersten der Vorrichtungen wird mittels einer
Nachricht über die bestehende Datenaustauschverbindung in den Schlafzustand versetzt,
wobei das Versetzen in den Schlafzustand durch eine Deaktivierung der Taktgeberschaltung
der in den Schlafzustand versetzten Schnittstelleneinrichtung erfolgt;
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- die Schnittstelleneinrichtung der ersten Vorrichtung wird über die
Schnittstelleneinrichtung der zweiten Vorrichtung auf elektrischem Weg über den physischen
Träger der Datenaustauschverbindung reaktiviert, wobei das Reaktivieren durch eine
Zustandsänderung im physischen Träger erzielt wird, der durch die in den
Schnittstelleneinrichtungen der zweiten und der ersten Einrichtung enthaltenen Schaltungen
erzeugt und erfasst wird.
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Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Versetzen in
den Schlafzustand einer Vorrichtung durch die Übertragung einer Schlafzustandsaktivierungs-
Nachricht mittels der Schnittstelleneinrichtung der einen Vorrichtung an die
Schnittstelleneinrichtung der anderen Vorrichtung über den physischen Träger der
Datenaustauschverbindung.
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Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist für ein System
vorgesehen, bei dem die eine der Vorrichtungen sukzessive sogenannte Abfragenachrichten
mittels ihrer Schnittstelleneinrichtung über die Datenaustauschverbindung zur
Schnittstelleneinrichtung der anderen Vorrichtung schickt, um sie dazu zu veranlassen, ihr im
Gegenzug eine als Datenaussendeanforderung bezeichnete Nachricht zurückzuschicken. Es
ist gemäß der Erfindung also vorgesehen, dass die Vorrichtung, welche die
Abfragenachrichten aussendet, das Versetzen in den Schlafzustand der Vorrichtung auslöst,
an die diese Nachrichten übertragen werden, indem sie mit dem Aussenden dieser
Abfragenachrichten aufhört, wobei vorgesehen ist, das diese andere Vorrichtung, an die diese
Abfragenachrichten geschickt werden, in den Schlafzustand von dem Moment an eintritt, bei
dem sie während einer vorbestimmten Zeitdauer keine Abfragenachrichten erhalten hat.
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Die Erfindung schlägt auch eine Schnittstellenschaltung für eine Vorrichtung eines Systems
vor, bei dem zwei derartige Vorrichtungen jeweils Schnittstelleneinrichtungen beinhalten, die
mindestens einen Mikroprozessor und eine Schnittstellenschaltung enthalten, welche ein
Verbinden der Vorrichtungen über eine Datenaustauschverbindung ermöglichen, deren
physischer Träger das Vorhandensein eines elektrischen Signals erlaubt.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung beinhaltet jede Schnittstellenschaltung eine Eingabe-
/Ausgabeeinrichtung und Einrichtungen zur Erzeugung und Erfassung des Änderungszustands
des elektrischen Signals, die mit dem physischen Träger verbunden sind. Die Einrichtungen
zur Erzeugung und Erfassung sind angeordnet, damit sie zum einen eine Änderung des
elektrischen Signals bewirken können, das dem physischen Träger während eines
vorbestimmten Zeitraums reagierend auf ein Reaktivierungssteuersignal zugeführt wurde,
welches vom Mikroprozessor der der Schnittstellenschaltung zugeordneten Vorrichtung
herkommt, sowie auch um zum anderen eine Änderung des Zustands des an den physischen
Träger angelegten elektrischen Signals erfassen zu können und demzufolge auf die
Aktivitätssteuereinrichtung der der Schnittstelleneinrichtung zugeordneten Vorrichtung
einzuwirken, um so die Aktivierung eines Taktsignals, das diese Schnittstellenschaltung und
den Mikroprozessor der dieser Schaltung zugeordneten Vorrichtung taktet, und auch das
Aussenden eines Interruptsignals an diesen Mikroprozessor zu steuern.
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Die Erfindung schlägt auch ein Funktelefon vor, das eine Einrichtung zum drahtlosen Senden
und Empfangen, sowie einen Mikroprozessor, einen Speicher und eine
Aktivitätssteuereinrichtung aufweist und über eine Schnittstellenschaltung verfügt, die mit
einer Datenaustauschverbindung in Verbindung steht, deren physischer Träger das
Vorhandensein eines elektrischen Signals erlaubt.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung beinhaltet die Schnittstellenschaltung eine Eingabe-
/Ausgabeeinrichtung und Einrichtungen zur Erzeugung und Erfassung des Änderungszustands
des elektrischen Signals, die mit dem physischen Träger verbunden sind. Die Einrichtungen
zur Erzeugung und Erfassung sind angeordnet, damit sie zum einen eine Änderung des
elektrischen Signals bewirken können, das dem physischen Träger während eines
vorbestimmten Zeitraums reagierend auf ein Reaktivierungssteuersignal zugeführt wurde,
welches vom Mikroprozessor der der Schnittstellenschaltung zugeordneten Vorrichtung
herkommt, sowie auch um zum anderen eine Änderung des Zustands des an den physischen
Träger angelegten elektrischen Signals erfassen zu können und demzufolge auf die
Aktivitätssteuereinrichtung der der Schnittstelleneinrichtung zugeordneten Vorrichtung
einzuwirken, um so die Aktivierung eines Taktsignals, das diese Schnittstellenschaltung und
den Mikroprozessor der dieser Schaltung zugeordneten Vorrichtung taktet, und auch das
Aussenden eines Interruptsignals an diesen Mikroprozessor zu steuern.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter
Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen klarer werden, welche zeigen:
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Fig. 1 wie bereits erläutert, ein kommunizierendes System in Form eines Blockdiagramms, das
ein tragbares Funktelefon und einen Mikrocomputer beinhaltet, die miteinander über eine
Datenaustauschverbindung verbunden sind;
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Fig. 2 wie ebenfalls bereits erläutert, zwei Steuerschaltungen und die zugehörigen
Schnittstellenschaltungen, die sich im Funktelefon und dem Mikrocomputer von Fig. 1
befinden, und zwar in Form eines detaillierteren Blockdiagramms; und
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Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Schnittstellenschaltung gemäß der Erfindung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Energiesparverfahrens.
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Die Verbindung der offenen Systeme folgt den OSI-Empfehlungen gemäß ISO, die ein
Modell von Schichten definiert, bei denen Software und Hardware beteiligt sind und die
jeweils spezielle Funktionen bei einer Verbindung zweier Systeme haben.
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Es werden folgende Schichten unterschieden: PHYSIKALISCHE SCHICHT,
LEITUNGSSCHICHT, NETZWERKSCHICHT, KOMMUNIKATIONSSCHICHT,
DARSTELLUNGSSCHICHT UND ANWENDUNGSSCHICHT (physical, data link,
network., session, presentation, and application layer). Beispielsweise definiert die
KOMMUNIKATIONSSCHICHT (session layer) die Modalitäten der Herstellung einer
Verbindung, die SICHERUNGSSCHICHT (data link layer) sorgt für die Integrität der
übertragenen Daten, und die PHYSIKALISCHE SCHICHT erfüllt Funktionen wie die
Synchronisation des Datenaustausches und die elektrischen Übertragungsmodalitäten. Jede
Schicht verwendet die Dienste der darunter liegenden Schichten, um mit der zugehörigen
Schicht in der entfernt angeordneten Vorrichtung zu kommunizieren.
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Die Anwendung eines Energiesparprinzips bezogen auf die Schnittstellenschaltungen 13d und
25 sowie die Mikroprozessoren 120 und 240 bei zwei im Sinne des OSI miteinander über eine
Datenaustauschverbindung verbundenen Vorrichtungen ist beim Stand der Technik nicht
vorgesehen und erfordert eine - zumindest teilweise - Neudefinition der Gestaltung der
Verbindungsprotokolle der zwei Vorrichtungen. Somit lässt sich das "In-Schlafzustand-
Versetzen" der physischen Schicht einer derartigen Verbindung, die grob die
Schnittstellenschaltungen 13d und 25 umfasst, und der oberen Schichten, die durch die
Mikroprozessoren 120, 240 und die zugehörigen Speicher 121, 241 implementiert sind,
gemäß dem Stand der Technik nicht erzielen. Dieses "In-Schlafzustand-Versetzen" besteht in
der Praxis darin, die Taktgeberschaltungen zu deaktivieren, welche die
Schnittstellenschaltungen und Mikroprozessorschaltungen aktivieren. Es sei angenommen,
dass am Ende eines Schlafzustand-Zeitraums die Daten vom Mikrocomputer 2 über das
tragbare Funktelefon 1 zum mobilen Netz übertragen werden sollen. Im Mikroprozessor 2
werden, beispielsweise reagierend auf eine Aktion der Bedienperson, der Mikroprozessor 240
und die Schnittstellenschaltung 25 reaktiviert, aber dieser Mikrocomputer 2 hat gemäß dem
Stand der Technik keine Möglichkeit, ein "Fernaufwecken" oder Fernaktivieren der
Schnittstellenschaltung 13d und des Mikroprozessors 120 des Funktelefons 1 vorzunehmen,
die kein Taktsignal mehr empfangen. Tatsächlich erlaubt die Datenverbindung für sich
genommen lediglich einen Austausch von Daten logischer Natur oder einer Nachricht
(Datenübertragungsblock, Paket, ...) zwischen Mikrocomputer 2 und Funktelefon 1. Also
erlaubt eine logische Information keine Fernaktivierung von Schnittstellenschaltung 13d und
Mikroprozessor 120 des Funktelefons 1. Sobald sich die Schnittstellenschaltung 13d und der
Mikroprozessor 120 im Schlafzustand befinden, ist ein "Fernaufwecken" dieser Schaltungen
13d und 120 mittels einer Nachricht nicht möglich, und zwar genau weil sich diese
Schaltungen 120 und 13d des Funktelefons 1 im Schlafzustand befinden.
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Mit Bezug auf die Fig. 2 und 3 werden nun zwei spezielle Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben. In diesen zwei Ausführungsformen ist eine Funktionsart vom Master-Slave-Typ
zwischen Funktelefon 1 und Mikrocomputer 2 vorgesehen, wobei das Funktelefon 1 die Rolle
der "Master"-Vorrichtung und der Mikrocomputer 2 die der "Slave-Vorrichtung spielt. Das
Funktelefon 1 allein entscheidet, die zwischen ihm und Mikrocomputer 2 befindliche
Schnittstelle in den Schlafzustand zu versetzen. Unter dem Begriff "Schnittstelle" ist die
Gesamtheit der Schaltungen zu verstehen, die für die Verbindung von Funktelefon 1 und
Mikrocomputer 2 erforderlich sind, d. h. insbesondere der Mikroprozessor 120 und die
Schnittstellenschaltung 13d des Funktelefons 1, sowie der Mikroprozessor 240 und die
Schnittstellenschaltung 25 des Mikrocomputers 2.
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Das Funktelefon 1 überträgt über die Schnittstellenschaltung 13d und den physischen Träger
A periodisch Abfragenachrichten an den Mikrocomputer 2, um diesen dazu aufzufordern, im
Gegenzug, falls erforderlich, eine Anfragenachricht zum Senden von Daten
zurückzuschicken.
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Gemäß der ersten Ausführungsform entscheidet das Funktelefon 1, wenn nach N
ausgesendeten Abfragenachrichten, mit N beispielsweise 3, vom Mikrocomputer 2 keine
Datenübertragungs-Anfragenachricht zurückgeschickt wurde, den Mikrocomputer 2 in den
Schlafzustand zu versetzen. Dies wird von ihm durchgeführt, indem es über die mit dem
Mikrocomputer 2 hergestellte Datenverbindung eine Nachricht zum In-Schlafzustand-
Versetzen des Mikrocomputers überträgt. Diese Nachricht zum In-Schlafzustand-Versetzen
wird vom Mikroprozessor 240 des Mikrocomputers 2 empfangen, der als Reaktion darauf die
Aktivitätssteuereinrichtung 242 über den Bus Bca so steuert, dass diese die
Taktgeberschaltungen deaktiviert, die den Mikroprozessor 240 und die
Schnittstellenschaltung 25 taktet.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform entscheidet das Funktelefon 1, wenn nach N
ausgesendeten Abfragenachrichten, wobei N ganzzahlig ist und einen Wert von
beispielsweise 3 hat, vom Mikrocomputer 2 keine Datenübertragungs-Anfragenachricht
zurückgeschickt wurde, den Mikrocomputer 2 in den Schlafzustand zu versetzen. Dies wird
von ihm durchgeführt, indem es über die mit dem Mikrocomputer 2 hergestellte
Datenverbindung keine Abfragenachrichten mehr überträgt. Wenn der Mikroprozessor 240
des Mikrocomputers 2 für einen vorbestimmten Zeitraum keine Abfragenachricht erhält,
steuert er die Aktivitätssteuereinrichtung 242 über den Bus Bca so, dass diese die
Taktgeberschaltungen deaktiviert, die den Mikroprozessor 240 und die
Schnittstellenschaltung 25 taktet.
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Die zuvor beschriebenen zwei Ausführungsmodi sehen ein In-Schlafzustand-Versetzen des
Mikrocomputers 2 durch das Funktelefon mittels einer Nachricht vor, oder auch mittels
Übertragung einer Nachricht zum In-Schlafzustand-Versetzen, oder auch durch nicht
Vorhandensein einer Übertragung einer Abfragenachricht. In diesen zwei Ausführungsmodi
erfolgt dann durch das Funktelefon 1 selber, unter der Annahme, dass ein weiteres
Peripheriegerät wie beispielsweise eine ebenfalls mit dem Funktelefon 1 verbundene
Telekopiereinrichtung nicht vorhanden ist oder sie keine Datenaussende-Anfragenachricht
reagierend auf eine Abfragenachricht schickt, ein In-Schlafzustand-Versetzen seiner
Schnittstellenschaltungen, d. h. Mikroprozessor 120 und Schaltung 13d, mittels der
Aktivitätssteuereinrichtung 122. Reagierend auf die vorhergehenden Schritte werden die
Schaltungen 120, 240, 13d und 25 in den Schlafzustand versetzt und die Energieeinsparung ist
maximal. Dieses In-Schlafzustand-Versetzen bedeutet jedoch weder für den Mikrocomputer
2 noch für das Funktelefon 1 ein Abschalten der Stromversorgung, die beide weiter in der
Lage bleiben, die für den Moment in den Schlafzustand versetzte Datenverbindung
unmittelbar zu reaktivieren oder "aufzuwecken". und zwar dadurch, dass die
Taktgeberschaltungen deaktiviert werden, welche die Schaltungen 120, 240, 13d und 25
versorgen. Die zwei typischen Fälle einer derartigen Reaktivierung sind direkt mit dem
Empfang von für den Mikrocomputer 2 bestimmten Daten durch das Funktelefon 1, oder dem
Aussenden von für das Funktelefon bestimmten Daten durch den Mikrocomputer 2
verbunden. Die Aktivierung entweder des Funktelefons 1 oder des Mikrocomputers 2 durch
die jeweils andere dieser zwei Vorrichtungen erfolgt auf die folgende Weise. Zu Beginn wird
der Mikroprozessor in einer der zwei Vorrichtungen 1 oder 2, beispielsweise handele es sich
im Fortgang der Beschreibung um das Funktelefon 1, reagierend auf ein äußeres Ereignis
aktiviert, wie beispielsweise durch Drücken einer Taste durch die Bedienperson oder durch
das von der Taktgeberschaltung erzeugte Signal, die durch die Aktivitätssteuereinrichtung
reaktiviert wurde. Beispielsweise aktiviert in letzterem Fall der Mikroprozessor 120 über die
Aktivitätssteuereinrichtung 122 die zum Empfang eines Rufsignals erforderlichen
Schaltungen. Unter der Annahme, dass ein Ruf sich auf eine
Datenübertragungskommunikation zum Mikrocomputer 2 bezieht, steuert der Mikroprozessor
120 die Aktivierung der Schnittstellenschaltung 13d. Dann führt das Funktelefon ein
"Aufwecken" des Mikroprozessors 240 und der Schnittstellenschaltung 25 des
Mikrocomputers 2 durch. Gemäß eines wichtigen Merkmals der Erfindung und unter
Berücksichtigung der Tatsache, dass sich die Schaltungen 25 und 240 des Mikrocomputers 2
im "Schlafzustand" befinden, erfolgt die Aktivierung oder das "Aufwecken" dieser
Schaltungen durch das Funktelefon 1 in elektrischer Weise, beispielsweise durch eine
Zustandsänderung, und zwar über einen eine vorbestimmte Zeitdauer übersteigenden
Zeitraum hinweg, eines Signals, das im physischen Verbindungsträger A vorhanden ist und
am Eingang der Schnittstellenschaltung 25 des Mikrocomputers 2 anliegt. Dieses Merkmal
ist entgegengesetzt zu den Ausführungen des Standes der Technik, gemäß denen die
Datenverbindung ausschließlich dazu dient, elektrische Informationen vom logischen Typ
(Nachrichten) zu befördern und bei denen die Schnittstellenschaltungen 13d und 25 für
Informationen dieser Natur durchlässig sind.
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Wie in Fig. 3 gezeigt, weist eine Schnittstellenschaltung 23d, 25, die im Funktelefon I und im
Mikrocomputer 2 zur Realisierung der Erfindung von identischem Typ sind, eine Eingangs-
/Ausgangseinheit 40 und eine Schaltung 30 zur Erfassung und Erzeugung einer
Zustandsänderung eines Signals im physischen Träger A auf. Ein erster Eingang 130 der
Schaltung 30 ist mit einem Ende des physischen Verbindungsträgers A verbunden, ein zweiter
Eingang 130' empfängt ein Signal zur Erzeugung der vom Mikroprozessor 120, 240 erzeugten
Zustandsänderung W, und ein Ausgang 030 dieser Schaltung 30 ist mit einem Eingang der
Aktivitätssteuereinrichtung 122, 242 verbunden und erzeugt ein Aufweck-Steuersignal 5. Die
Einheit 40 ist über den Bus B1, B2 mit dem Mikroprozessor 120. 240 verbunden. Wenn die
Schnittstelleneinrichtungen 120, 13d oder 240, 25 in einer der Vorrichtungen 1 oder 2 die
Schnittstelleneinrichtungen in der jeweils anderen dieser Vorrichtungen 1 oder 2 aufwecken
sollen, dann erzeugt der Mikroprozessor 120, 240 das Signal zur Erzeugung der
Zustandsänderung W, das dem Eingang der Schaltung 30 zugeführt wird. Diese Schaltung 30
ändert reagierend darauf den Zustand des im physischen Träger A vorhandenen Signals
während einer vorbestimmten Zeitdauer. Für die Schnittstelleneinrichtungen 120, 13d oder
240, 25 der jeweils anderen der Vorrichtungen 1 oder 2, die sich im Schlafzustand befindet,
ist die Funktionsweise wie folgt. Reagierend auf die Tatsache der Erfassung mittels der
Schaltung 30 der jeweils anderen Vorrichtung, d. h. Mikrocomputer 2 oder Funktelefon 1,
einer Zustandsänderung des Signals im Träger A während eines eine vorbestimmte Zeitdauer
übersteigenden Zeitraums, erzeugt diese Schaltung 30 das Aufweck-Steuersignal S, das zur
Aktivitätssteuereinrichtung 122, 242 geschickt wird. Die Aktivitätssteuereinrichtung 122,
242 nimmt bei Empfang dieses Aufweck-Steuersignals S zum einen eine Aktivierung der
Taktgeberschaltung vor, welche den Mikroprozessor 120, 240 taktet, und erzeugt zum
anderen ein Unterbrechungssignal, das zum Mikroprozessor 120, 240 geschickt wird. Es sei
angemerkt, dass das In-Schlafzustand-Versetzen der Schnittstellenschaltungen 13d, 25 nur die
Einheit 40 und nicht die Schaltung 30 betrifft, die im aktivierten Zustand bleibt, um eine
derartige Zustandsänderung des Signals des Trägers A zu erfassen. Das
Unterbrechungssignal INT erlaubt, dass der Mikroprozessor eine "Abzweigung" zu einem
Programm zur Steuerung der Schnittstelle vornimmt, wobei das Funktelefon 1 oder der
Mikrocomputer 2 eine Kommunikation mit dieser erlaubt.
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Wie zuvor erwähnt, kann der Mikrocomputer 2 Ursprung der Aktivierung der Schnittstelle
sein, und die Schnittstellenschaltung 13d im Funktelefon ist von identischer Struktur wie die
Schnittstelle 25 im Mikrocomputer (Fig. 3).
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In vorteilhafter Weise dient ein und derselbe physische Träger A dazu, zum einen die von der
Datenaustauschverbindung übertragenen Datennachrichten und zum anderen das
Zustandsänderungs-Aktivierungssignal in nicht gleichzeitiger Weise zu übertragen, was die
Aktivierung entweder des Mikrocomputers oder des Funktelefons durch die jeweils andere
dieser Vorrichtungen ermöglicht. Dies bedeutet, dass ein und dieselbe Drahtverbindung,
abgesehen von der Masse, diese zwei Informationstypen befördert.
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Im Übrigen ist es für Fachleute klar, dass im Mikrocomputer 2 und Funktelefon 1 dieses
Aktivieren oder In-Schlafzustand-Versetzen in Abhängigkeit von den momentanen Zuständen
der Schaltungen 120. 13d und 240, 25 des Funktelefons und des Mikrocomputers gesteuert
werden. Beispielsweise muss gemäß dem zuvor beschriebenen Beispiel einer oberhalb der
PHYSISCHEN SCHICHT befindlichen Schicht der "Schlafzustand" beispielsweise des
Funktelefons 1 bekannt sein und sie demzufolge ein Primitiv erzeugen, das dafür sorgt, dass
die PHYSISCHE SCHICHT im Funktelefon 1 eine Änderung des im physischen Träger
vorhandenen Signals bewirkt und demzufolge den entfernt angeordneten Mikrocomputer
aktiviert.
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Außerdem sei der Gegenstand der Erfindung auf jegliches System erweitert, das zwei
Vorrichtungen beinhaltet, die über eine Datenaustauschverbindung verbunden sind.