CN1339200A - 通信设备与外部辅助设备之间的通信协议 - Google Patents

Abstract

一种在一条数据总线(101)上在通信设备(如蜂窝式电话)与外部辅助设备(如免提电话机)之间同时进行话音和控制数据通信的方法和装置。方法包括步骤:将多个位的序列格式化为第一时隙和第二时隙的重复序列;在第一时隙内发送话音数据和在第二时隙内发送控制数据。值得注意的是,每个第二时隙的第一位包括一个在相继的第二时隙之间在高值与低值(例如“1”或“0”)之间交替改变的时钟位。

Description

通信设备与外部辅助设备之间的通信协议

                 发明背景

I.发明领域

本发明一般涉及数字通信协议，尤其涉及诸如便携无线电话的通信设备与诸如免提电话机的外部辅助设备之间的新颖和改进通信协议。

II.现有技术的描述

在数字声频处理技术中，声频频带编码器/解码器(CODEC)常被用于将模拟声频信号转变为编码的数字信号，反之亦然。例如，CODEC可以接收麦克风的模拟输出并将麦克风产生的模拟声频信号转变为脉码调制(PCM)编码数字声频信号，在数字信号处理器(DSP)中作进一步数字信号处理。另外，CODEC可以接收来自DSP的PCM编码数字声频信号并将其转变为模拟声频信号，供声频扬声器使用。当然，CODEC可以使用本技术领域公知的另外的数字编码技术，如A律、μ律等，或者可以仅使用任何其他线性或非线性编码技术。

具有内部CODEC的典型便携无线电话可以与一个或多个外部辅助设备接口。例如，便携无线电话用户在驾驶时可能需要在其汽车内使用其便携无线电话，因此将它与免提电话机、功率增强器、和/或话音控制拨号器或话音识别系统接口。免提电话机(或免提“话机”)允许用户经外部扬声器和麦克风进行电话呼叫，无需拿起无线电话，让用户免提以便于驾车。功率增强器将射频信号耦合至便携无线电话的天线，对射频信号进行放大，以便在脱离汽车电池工作时以较高功率发送和接收。话音拨号器响应于用户的语音命令。例如，根据话音命令的一组预先编程电话号码的拨号、一次拨各个数字中的一个，或者改变无线电话的工作模式。这些辅助设备常常同时作为汽车适配器话机的一部分使用。

便携无线电话与外部汽车话机之间的典型接口电路在1996年1月31日提交的题为“PORTABLE COMMUNICATION DEVICE AND ACCESSORY SYSTEM”的美国专利申请号08/593,305中给出，该专利申请已转让给本发明的受让人，在此通过参考引入。上述申请揭示了一种便携通信设备和辅助设备系统，它能够同时使话音和控制命令在单个柔性数字接口上在便携通信设备与外部辅助设备之间进行通信。当便携通信设备与外部辅助设备接口(如功率增强器和免提话机)时，微处理器配置串行通信总线对外部功率增强器和免提话机传送数字话音数据和数字控制命令二者。外部免提话机包括其自身的辅助CODEC，对模拟话音信号进行编码以及对数字话音数据进行解码。当便携通信设备不与外部辅助设备接口时，微处理器配置该串行通信总线对内部CODEC传送数字话音数据，CODEC供便携设备自身麦克风和扬声器使用。

然而，仍然需要一种在诸如便携无线电话的通信设备与诸如免提话机的外部辅助设备之间实施通信协议的方法和装置。

                      发明概要

本发明是一种在通信设备(如蜂窝式电话)与外部辅助设备(如免提话机)之间同时进行话音和控制数据的通信的新颖和改进方法和装置。装置包括通信设备。这可以是蜂窝式电话。通信设备进一步包括微处理器、与微处理器耦合的声码器、与微处理器耦合的读写寄存器以及与声码器和写入寄存器二者耦合的复用器。通信设备在数据总线上与外部辅助设备进行通信。外部辅助设备包括数字信号处理器和CODEC。

本发明的装置执行在此也称为通信协议的方法。方法或协议是在数据总线上在通信设备与外部辅助设备之间进行话音和控制数据的通信。方法包括：将多个位的序列格式化为第一时隙和第二时隙的重复序列；在第一时隙内发送话音数据和在第二时隙内发送控制数据。值得注意的是，每个第二时隙的第一位包括一个在相继的第二时隙之间在高值与低值(例如“1”或“0”)之间交替改变的时钟位。这允许接收端(即通信设备内微处理器或是外部辅助设备内数字信号处理器)区分数据的相继的字节。

第二时隙的序列包括N+1个字节，这N+1个字节的起始字节进一步包括一个同步位序列。这N+1个字节的第二个字节包括定义其余N+1个字节的含义的模式位(例如数据位)。较佳地，N是一个奇数整数，使得所有的命令和控制信息表示为偶数个控制字节。因此，当与交替变化时钟位方案组合时，这保证起始位总是用相同时钟位开始。

N+1个字节的最后一个字节的时钟位具有与N+1个字节的起始字节的时钟位的相反极性。这允许接收端区分可以在两个或多个控制字节上扩展、与话音数据交替的相继命令。方法进一步包括将各个第三和更高阶N+1字节中每一个的第二位设定为与各个第三和更高阶N+1个字节中每一个的时钟位相反的极性。这防止了接收端混淆包含数据的控制字节与包含同步位序列的控制字节。

                     附图简述

从以下结合附图所作的对本发明较佳实施例的详细描述中，本发明的这些特征、目的和优点将更加清楚，图中，相似的参考符号在整个附图中所表示的相之对应。

图1是本发明装置的功能框图。

图2是本发明的示例实施例的时序图。

                较佳实施例的详细描述

图1示出本发明的装置的功能框图。图中示出的诸如便携蜂窝式电话、PCS电话、PDA或类似物的通信设备100的所选部分在数据总线101上与外部辅助设备102接口。在本较佳实施例中，数据总线101是全双工、同步串行总线，示例的数据率为每秒128千比特(kbps)。数据总线101将脉码调制(PCM)数据从通信设备100运载到外部辅助设备102以及从外部辅助设备102运载到通信设备100。

在本较佳实施例中，作为通信设备100一部分示出的功能块单元(例如微处理器106、读出寄存器104、写入寄存器112、编码器108、解码器110和复用器(MUX)114)全部实施在单个专用集成电路(ASIC)中。将所有这些功能块组合在单个ASIC中具有本领域所公知的几个优点，包括降低功耗、缩小尺寸和降低成本。然而，本发明设想，可以按照需要将这些功能块的一些或全部在物理上分离的器件中实施或者组合。这些功能块的实际实施是基于特定应用的设计选择，不背离本发明。同样，作为外部辅助设备102一部分示出的功能块单元可以作为单个ASIC或者在物理上分离的单元中实施，而不背离本发明。

数据总线101的本较佳格式包括两个8位、8kHz时隙的重复序列。换句话说，128kbps数据流可以被看作两个8位采样的块，每秒8千个采样。采用两个8位块中的第一个发送数据采样。较佳地，数据采样可被压扩。在示例的话音应用中，数据采样较佳地被压扩为8位μ律或A律。应当理解，可以采用其他压缩方案，正如本领域所公知的，或者数据可以仅仅是线性(非压扩)的。采用两个8位块中的第二个发送控制命令。这些控制命令可以各种操作模式，包括话音识别、声音回波抵消、自动增益控制等等。

正如从图1能看到的，有两条数据路径，微处理器106可以在数据总线101上将控制命令发布给外部辅助设备102。第一路径当微处理器106产生8位控制字节时开始，8位控制字节然后被送至解码器110。解码器110和编码器108一起形成话音编码器/解码器(声码器)，正如1995年5月9日提交的题为“Variable Rate Vocoder”美国专利号5,414,796中描述的，该专利已转让给本发明的受让人，在此通过参考引入。解码器110将来自微处理器106的8位控制字节与经压扩话音数据的8位字节相组合，将组合后的8位字节(总共16位)经MUX 114在数据总线101上发送到外部辅助设备102。当利用第一路径时，微处理器106配置MUX 114在数据总线101上传送解码器110的输出。这个第一路径是有用的，例如对于当解码器110处于“开”(即上电(接通电源)和有效处理话音采样)时微处理器106以声音回波抵消模式发送控制数据。

第二路径当微处理器106产生8位控制字节时开始，此8位控制字节然后被写入到写入寄存器112中。写入寄存器较佳地为16位宽。如果微处理器106不能象8kHz那样快地读出或写入数据，它仅能将8位控制字节写入到写入寄存器112的第2字节中。写入寄存器112可以共同位于与解码器110相同的声码器中。8位控制字节然后基于数据总线101上的PCM中断在数据总线101上通过MUX114被发送。注意：在这个第二路径中，解码器110不需要“打开”。这个第二数据路径是有用的，例如对于当解码器110处于“关”时微处理器106以话音识别模式传送控制数据。

在两种情况中，压扩数据(例如第一个8位块中的话音数据)通过AUX DSP116提供给CODEC 120。CODEC 120对话音数据解码，并将其转变为模拟声频频率话音信号，在扬声器118上再现。控制字节(例如第二个8位块中的控制命令)提供给外部辅助设备102中的合适实体。例如，声音回波抵消命令提供给AUX DSP 116。

在反向(即从外部辅助设备102到通信设备100)上，辅助数字信号处理器(AUX DSP)116在128kbps数据总线101上将两个8位、8kHz采样传送给解码器108和读出寄存器104二者。再有，两个8位块的第一个包括压扩数据(例如由麦克风122感测和由CODEC 120编码的话音数据)，第二个8位块包含控制数据。

较佳地，读出寄存器104是16位宽。第一和第二时隙二者(来自AUX DSP116的PCM和控制字节)以8kHz更新读出寄存器104(即接收一个新采样每次更新)。如果微处理器106不能足够快地读出PCM采样(第一时隙)，在微处理器106能够读出它之前该采样可以被重写。一般微处理器106不能够如此快地读出该读出寄存器104。因此，在较佳实施例中，控制字节(第二时隙)被重复，例如10ms或80次，以允许有充分时间让微处理器106读出它。然后它能够读出读出寄存器104的控制字节位置中的消息，即使他必需忽略PCM字节。

在本较佳实施例中，读出寄存器104是微处理器读出寄存器，它可以作为微处理器106的一部分实施。然而，在图1中，为揭示清楚起见，它是作为一个单独功能块示出的。然后微处理器106在其方便时(即不必按数据总线101的数据率同步进行)可以读出读出寄存器104的内容。这个反向数据路径被用于AUX DSP 116将信息传送给微处理器106，例如以声音回波抵消或话音识别模式。

本发明还提供一种综合通信协议，它允许通信设备100与外部辅助设备102之间的全双工通信。在通信设备100或外部辅助设备102上运行的任何应用(例如，在微处理器106或AUX DSP 116中的软件例行程序)可以使用本发明的通信协议，它需要在数据总线101上使用全双工消息接发。例如，话音识别应用或声音回波抵消应用可能需要使用这种协议。

现在参考示例的实施例描述本发明的新颖通信协议，该实施例使便携无线电话与具有话音识别(VR)、声音回波抵消(AEC)、音量控制和声频控制的外部汽车免提电话适配器接口。应当理解，本发明可等同地应用于具有其他应用的其他实施例。然而，为揭示的简单和清楚起见，将参考这个示例的实施例描述本发明。

本发明的示例实施例提供从微处理器106到外部辅助设备102进行通信的不同类型命令。这些命令类型包括：

1.类命令；

2.从微处理器106到AUX DSP 116中话音识别单元(VRU)的命令；

3.从微处理器106到AUX DSP 116中AEC的命令；

4.从微处理器106到AUX DSP 116的音量控制命令；和

5.从微处理器106到AUX DSP 116的声频控制命令。

来自微处理器106的类命令在外部辅助设备102的任何工作状态期间被AUX DSP 116接收并起作用。这些类命令包括：

1.软件版本号(SVN)询问；

2.汽车免提电话状态询问；

3.确认信息；

4.到空闲模式；

5.到另一种协议；

6.掉电延迟设定；和

7.扩展软件版本号询问。

微处理器106在上电后使用软件版本号询问命令来询问外部辅助设备102的软件版本号。软件版本号询问命令允许微处理器106确定外部辅助设备102的的软件版本号是否是支持特定应用(如话音识别)的正确版本。

汽车免提电话状态询问命令允许微处理器106在适当时查询外部辅助设备102的当前状态。这允许微处理器106检验微处理器106与AUX DSP 116之间工作模式的一致性。例如，这一命令允许微处理器106就保密手机状态、声频路径设置、立体声静音/非静音状态、通电状态和音量状态在其方便时刷新其自身存储器。如果由AUX DSP 116报告的实际模式不同于由微处理器106预计的模式，那么微处理器106可以命令外部辅助设备102改变其工作状态，或者微处理器106可以改变其自身内部状态，再次与外部辅助设备102相一致。

在来自AUX DSP 116的一组信息被微处理器106接收后，微处理器106将向AUX DSP 116传送确认信息命令。AUX DSP 116在从微处理器106接收到这一确认信息命令之前将不传送下一组信息。因此，确认信息命令提供数据总线101上的可靠数据传输。

到空闲模式命令指令AUX DSP 116进入空闲模式(即离开现行应用)。这一命令允许微处理器106将AUX DSP 116从任何工作模式切换到空闲状态。有两个条件能够导致AUX DSP 116进入空闲状态。第一，如果微处理器106传送到空闲模式命令，第二，如果AUX DSP 116在预定时间后，还未接收到本发明所使用的时钟信号(以下作更全面讨论)。在示例的实施例中，这个预定时间是8.75ms。

到另一种协议模式命令指令AUX DSP 116使用另一种通信协议，而不是这里揭示的本发明的通信协议。这另一种通信协议可以是前一代的协议或者支持附加或分别特征和应用的协议。

掉电延迟设定命令由话机用于当外部辅助设备102被连接到外部电源(如汽车点火器)以及外部电源被关闭时延迟外部辅助设备102的掉电动作。

扩展软件版本号询问被微处理器106用于询问来自AUX DSP 116的扩展版本标记。在这一示例的实施例中，扩展版本标记由8个ASCII字符构成。例如，这8个ASCII字符可以被用于表示AUX DSP 116软件所用的文件名。

在AUX DSP 116内具有话音识别(VR)能力的示例实施例中，微处理器106还将命令传送到AUX DSP 116内的话音识别单元(VRU)。VRU的更详细讨论在某年某约某日提交的题为“VOICE RECOGNITION USER INTERFACE FOR TELEPHONEHANDSET”的美国专利申请号xx/xxx，xxx，代理档案号990049中给出，该专利申请转让给本发明的受让人，在此通过参考引入。在上述申请中，VR模板和相应电话号码被保存在AUX DSP 116中。因此，微处理器106将传送到AUX DSP 116的一组示例的命令包括如下：

1.VR初始化

2.VR识别

3.YES(是)(YES键)

4.NO(否)(NO键)

5.CANCEL/CLEAR(删除或清除)(CANCEL/CLEAR键)

6.NEXT/MORE(下一个/多个)(NEXT/MORE键)

7.PREVIOUS(前一个)(PREVIOUS键)

8.Train基本组

9.Train数字组

10.Force Program(Force程序)(PROGRAM键)

11.Force Retrain(RETRAIN键)

12.Force Train(TRAIN键)

13.VR存储器复位

14.清除电话号簿

15.VR状态询问

16.入局呼叫

17.入局漫游呼叫

18.数字0-9，#(镑键)，*(星键)，暂停

19.数字串结束

来自用户接口(未示出)(如小键盘)的任何输入经微处理器106翻译被发送到AUX DSP 116内的VRU，以维持通信设备100与外部辅助设备102之间的同步。这保证VRU将适当动作，如播放正确话音提示，以请求来自用户的声频输入。

VR初始化命令用于驱动AUX DSP 116从空闲模式(这里未正在执行VR任务)到VR备用模式。VR识别命令将正常地跟随VR初始化命令并用于驱动AUXDSP 116从VR备用模式到VR识别模式，这里有效地执行话音识别任务。在较佳实施例中，响应于用户揿下小键盘(未示出)上的相关键而传送YES、NO、CANCEL/CLEAR、NEXT/MORE、PREVIOUS、数字0-9、镑、星和暂停命令。这提供用户对提示作出响应和来自VRU的菜单选择的手段。

Train基本组、Train数字组、Force Program、Force Retrain和ForceTrain命令用于“训练”VRU识别各个说话者的话音，包括识别命令、数字和姓名。VR存储器复位命令用于使姓名、相关电话号码和VR模板复位。换句话说，这一命令将引起AUX DSP 116擦除所有的已编程存储器。清除电话号薄命令用于使用户自身个人电话号簿目录的所有项目复位，包括姓名和相关电话号码。清除电话号薄命令与VR存储器复位命令不同，并不擦除与控制字相关的VR模板。

VR状态询问命令被微处理器106用于确定VRU的当前状态(例如空闲、备用或话音识别模式)。入局呼叫和入局漫游呼叫命令被微处理器106用于通知AUX DSP 116存在一个VR模式的入局呼叫。相应地，VRU将播放一个适当话音提示，请求来自用户的输入。数字串结束命令被微处理器106用于把数字串(如一个电话号码)结束传送给AUX DSP 116。

在示例的实施例中，微处理器106还向AUX DSP 116内的声频回波抵消器(AEC)传送命令。如果通信设备100是双模模拟/CDMA无线电话，这些AEC控制命令包括：

1.FM AEC On；

2.CDMA AEC On(噪声抑制开始)；和

3.CDMA AEC On(噪声抑制结束)。

微处理器106可以命令AUX DSP 116通过利用以上说明的VR初始化命令从AEC模式切换到VR模式。

在示例的实施例中，微处理器106还将PCM音量控制的命令传送到AUX DSP116。这些命令被用于数字方式调节AUX DSP 116内输出语音音量。微处理器106将PCM音量水平指数传送到AUX DSP 116。

在示例的实施例中，微处理器106还将声频控制命令传送到AUX DSP 116。这些命令被用于例如静音和不静音位于同一车辆内的汽车立体声的声音，使得用户的话音可以被VRU听到。另一个例子是保密手机操作命令，这将静音麦克风122的声音，使得用户可以说话，而被叫方听不到用户话音。

本发明的示例实施例还提供从AUX DSP 116到微处理器106进行通信的不同类型信息。这些信息包括：

1.软件版本号(SVN)；

2.VR模式；

3.类模式；和

4.扩展软件版本号。

SVN被用作对上述的来自微处理器106软件版本询问命令的响应。在示例的实施例中，SVN的范围从按十进制为0到1023。AUX DSP 116可以在PCM时钟信号(下面将作更全面描述)首先被AUX DSP 116检测之后自发地将与诸如保密手机状态和VR状态一起的SVN报告给微处理器106。

基于从微处理器106到AUX DSP 116的上述的VR模式命令，可以看出，AUX DSP 116内的VRU必须提供特定信息返回给微处理器106。例如，AUX DSP116可以发送VSN和VWN(词汇字号码)，传送以数字串命令结束的数字序列，提交话音拨号的数字。它也可以报告VR状态以及请求通信设备100内显示器(未示出)提供适当视觉用户反馈(例如菜单和消息)，在以VR模式操作的同时指导用户。另外，AUX DSP 116可以使用VR数字和数字串结束命令来减少话务和加速话音拨号过程，与VSN和VWN消息相比较。然而，这限制于仅仅数字，不是控制字节。

一般模式信息包括以下：

1.保密手机摘机/挂机；

2.当前声频路径；

3.PCM音量控制；

4.通电状态；

5.立体声静音/不静音；和

6.汽车免提电话模式。

这些信息组中的每一个传递外部辅助设备102的各种操作参数和状态的信息。这一信息在微处理器106作出特定请求时可以从AUX DSP 116提供给微处理器106。另外，AUX DSP 116在状态改变时可以自发地报告一些或全部上述信息。例如，当保密手机位置变化时，当通电状态变化时，当数据检测状态变化时，或者当VRU改变其操作状态时。

如前所述，扩展SVN信息被存储在AUX DSP 116中，作为版本标记，它由8个ASCII字符组成。例如，版本标记可以用于对DSP软件源文件的文件名编码。只有当微处理器106发送上述扩展SVN询问命令时才报告扩展SVN信息。

现在参考图2A和2B，图中示出数据总线101上所使用的信令格式的时序图。图2A示出两个8位时隙中的第一时隙的时序图，图2B示出两个8位时隙中的第二时隙的时序图。注意：为了说明清楚和连续起见，在图2A和2B之间存在一些重叠。正如前面所述，图2A中所示的第一时隙用于携载诸如话音数据的μ律编码数据。图2B中所示的第二时隙用于携载控制数据和信息数据，如上述的控制命令和信息群。

正如从图2A和2B中看到的，PCM时钟较佳地是128kHz时钟信号。一个单独的信号，PCM SYNC较佳地是8kHz同步信号。在图2A中，PCM SYNC信号对第一时隙是低的。在图2B中，PCM SYNC信号对于第二时隙是高的。图2A和2B的信号PCM DATA OUT和PCM DATA IN被用于携载数据总线101上的实际信息数据。在图2A和2B中，PCM DATA OUT和PCM DATA IN信号对每个数据位被表示为或是高状态或是低状态，根据它们携载的数据位的值。

在图2A中，PCM DATA OUT表示为由数据位D7/、D6/、D5/、D4/、D3/、D2/、D1/和D0/组成。同样，在图2A中，PCM DATA IN表示为由数据位D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1和D0组成。这些数据位代表8位第一时隙，它携载通信设备100与外部辅助设备102之间的μ律编码话音数据。这些位在数据总线101上被PCM时钟信号串行计时。信号PCM DATA OUT以从通信设备100到外部辅助设备102的方向流动。信号PCM DATA IN以从外部辅助设备102到通信设备100的相反方向流动。PCM时钟信号和PCM SYNC信号以从通信设备100到外部辅助设备102的方向流动。

在第一个8位时隙的结束时，第二个8位时隙开始。第二个8位时隙示于图2B中。在图2B中，PCM DATA OUT表示为由单个时钟位，Clock/，和7个数据位，Data6/、Data5/、Data4/、Data3/、Data2/、Data1/和Data0/组成。这些时钟和数据位代表第二个8位时隙，它携载命令和控制数据，如以上描述的，从微处理器106到AUX DSP 116。Clock/位被用于锁存时隙上的数据并将其组合。Data6/-Data0/位是用于累积来自微处理器106的控制信息的每个时隙上每个采样的7个位。同样，PCM DATA IN表示为由单个时钟位，Clock和7个数据位，Data6、Data5、Data4、Data3、Data2、Data1和Data0组成。这些时钟和数据位代表第二个8位时隙，它携载信息和询问响应数据，如以上描述的，从AUX DSP 116到微处理器106。

在微处理器106到AUX DSP 116的方向上，对于N+1个字节命令，在以下的表1中给出由第二时隙携载的信息的格式。

                                          表1 N+1字节命令的位配置

字节#	第二时隙的8位								配置描述
										时钟	数据6	数据5	数据4	数据3	数据2	数据1	数据0
	0	0	S6	S5	S4	S3	S2	S1										S0	同步位
1									1	M2	M1	M0	D3	D2	D1	D0	模式位和数据位
	2	0	0	D9	D8	D7	D6	D5										D4
…									…	…	…	…	…	…	…	…
	N	1	0	D6N-3	D6N-4	D6N-5	D6N-6	D6N-7										D6N-8	用时钟＝1的数据字节结束

正如从表1看出的，来自微处理器106的任何命令的起始字节(字节0)以设定为0(低)的时钟位开始。或者，在不同实施例中它可以设定为高。然而，正如从表1看出的，每个字节的时钟位交替改变以允许AUX DSP 116保持对时隙上命令的跟踪。任何命令的起始字节的下7个位是同步位S6、S5、S4、S3、S2、S1和S0。这些同步位一起形成同步标题。在示例的实施例中，一个命令数据包的同步标题是位图‘1111110’(0x7e十六进制)。注意：表1的同步位不同于图2A和2B的PCM SYNC信号，后者是一个单独信号。

任何命令的下一个字节(字节1)以与启动前一字节所用的相反时钟位开始。这里，由于前一字节以时钟位‘0’开始，字节1以时钟位‘1’开始。该字节的下3个位是模式位M2、M1和M0。这些模式位被用于识别由微处理器106发送的命令的类别或类型。在示例的实施例中，模式位配置在以下的表2中给出。

               表2模式位配置

M2	M2	M0	描述
				0	0	0	类别和AEC命令
0	0	1	声频控制
				0	1	0	PCM音量控制
0	1	1	VR数字键
				1	0	0	VR命令
x	x	x	[M2-M0]＝0x5-0x7，保存

再参考表1，字节1的其余位，D3、D2、D1和D0是用于传送实际命令的数据位，其定义取决于前一模式位的值。换句话说，对于模式位[M2-M0]的每一组合，数据位[D3-D0]代表不同命令。上述命令中的每一个是通过模式位和数据位的不同组合表示的。长度多于两个字节的命令也是通过增加数据字节的附加数目由表1中列出的格式提供的。对于这些附加数据字节中的每一个，应当注意：Data6位的值设定为‘0’，以防止模式位和数据位的组合重复已保存的同步位图‘1111110’(0x7e十六进制)。

还应当注意：微处理器106命令总是由偶数个字节(即在表1中N+1是一个偶数)组成，总是以同步字节0x7e(十六进制)开始。每个命令的偶数总数个字节保证任何命令以设定为‘1’的时钟位结束。这可防止混淆，任何命令的最后一个字节是一个新的命令字节块的开始(这是以时钟位‘0’开始)。

在以下的表3中表明了各种示例模式的数据位的示例配置。

              表3模式0命令的数据位定义

D3	D2	D1	D0	描述
					0	0	0	0	SVN询问
0	0	0	1	ACK_0
					0	0	1	0	ACK_1
0	0	1	1	汽车免提电话状态询问
					0	1	0	0	FM AEC On
0	1	0	1	CDMA AEC On(噪声抑制开始)
					0	1	1	0	CDMA AEC On(噪声抑制结束)
0	1	1	1	到空闲模式
					1	0	0	0	到另一种协议
1	0	0	1	掉电延迟0
					1	0	1	0	掉电延迟1
1	1	0	0	扩展SVN询问
					1	x	x	x	[D3-D0]＝0x-0xF，保存

   表4模式1命令的数据位定义

Bit	描述
		D0	立体声非静音(0)/静音(1)
D1	保密手机(0)/免提电话(1)
		D2，D3	保存(缺省0)

        表5模式2命令的数据位定义

D3	D2	D1	D0	描述
					0	x	x	x	[D2-D0]＝PCM音量高低指数(0x0-0x7)0x7声频静音0x0-0x6：AUX DSP所用的指数，用于PCM音量的适当放大。
1	x	x	x	保存

     表6模式3命令的数据位定义

D3	D2	D1	D0	描述
					0	0	0	0	‘0’
0	0	0	1	‘1’
					0	0	1	0	‘2’
0	0	1	1	‘3’
					0	1	0	0	‘4’
0	1	0	1	‘5’
					0	1	1	0	‘6’
0	1	1	1	‘7’
					1	0	0	0	‘8’
1	0	0	1	‘9’
					1	0	1	0	‘#’(镑)
1	0	1	1	‘*’(星)
					1	1	0	0	‘暂停’
1	1	0	1	数字串结束
					x	x	x	x	[D3-D0]＝0xE-0xF，保存

   表7模式4命令的数据位定义

D3	D2	D1	D0	描述
					0	0	0	0	初始化
0	0	0	1	识别
					0	0	1	0	是
0	0	1	1	否
					0	1	0	0	CANCEL/CLEAR
0	1	0	1	NEXT/MORE
					0	1	1	0	PREVIOUS
0	1	1	1	Train基本组
					1	0	0	0	Train数字组
1	0	0	1	Force程序
					1	0	1	0	Force Retrain
1	0	1	1	Force Train
					1	1	0	0	VR存储器复位
1	1	0	1	清除电话号薄
					1x	1x	1x	0x	VR状态询问[D3-D0]＝0xF，保存

       表8模式5命令的数据位定义

D3	D2	D1	D0	描述
					0	0	0	0	入局呼叫
0x	0x	0x	1x	入局慢游呼叫[D3-D0]＝0x2-0xF，保存

再应当注意：每个微处理器106命令的命令字节的总数(包括一个同步字节)是偶数。这可以保证同步字节的时钟位总是‘0’。由此便于AUX DSP 116内命令字节的积分。另外，存在两种类型的从微处理器106到AUX DSP 116的确认命令。它们在以上的表3中列出为ACK_0和ACK_1。ACK_0被微处理器106用于确定来自AUX DSP 116的具有时钟位‘0’的字节，而ACK_1被微处理器106用于确认来自AUX DSP 116的具有时钟位‘1’的字节。微处理器106周期性地重复ACK命令。这可以防止微处理器106与AUX DSP 116之间在数据总线101上的通信的潜在死锁。

AUX DSP 116对来自微处理器106的以上命令和信息数据解码，并适当地作用在它们上。为了使AUX DSP 116对这些命令和信息正确地解码，它必须通过对接收的字节的数目进行计数而确定它们的格式何时有效。根据上述协议，显然入局信息组(例如命令)只有在接收了8个相继的位时才是有效的。如果接收少于8个相继的位，它们将被放弃，AUX DSP 116将开始再次计数。另外，如果接收有效的信息组(即所有8个相继的位)，但是命令不是在上述协议中，他将被放弃。

本发明还提供信息从AUX DSP 116发送到微处理器106的协议。这与以上所述的从微处理器106发送到AUX DSP 116的协议十分相似。然而，将注意到以下特定差别。

以下的表9给出从AUX DSP 116到微处理器106的N+1个字节信息的位配置。从AUX DSP 116到微处理器106的任何上述信息可以利用表9的位配置发送。

                     表9(N+1)字节消息的位配置

字节#	第二时隙的8位								配置描述
										时钟	数据6	数据5	数据4	数据3	数据2	数据1	数据0
	0	1	S6	S5	S4	S3	S2	S1										S0	同步位
1									0	M2	M1	M0	D3	D2	D1	D0	模式位和数据位
	2	1	0	D9	D8	D7	D6	D5										D4
…									…	…	…	…	…	…	…	…
	N	0	1	D6N-3	D6N-4	D6N-5	D6N-6	D6N-7										D6N-8	用时钟＝0的数据字节结束

正如从以上对表9与表1的比较中看出的，一个差别是从AUX DSP 116到微处理器106的任何消息的第一个字节(字节0)以时钟位‘1’开始，而不是时钟位‘0’开始。另外，从AUX DSP 116到微处理器106的任何消息的最后一个字节(字节N，这里N是一个奇数)将以时钟位‘0’而不是时钟位‘1’开始。如上所述，正是时钟位的这一交替改变，消息的最后一个字节利用与消息的第一字节中使用的相反时钟位，允许微处理器106准确地跟踪接收的消息以及累积几个字节的多位消息。

在示例的实施例中，从AUX DSP 116到微处理器106的同步位[S6-S1]不周于从微处理器106到AUX DSP 116的方向的以上所示的。在示例的实施例中，从AUX DSP 116的同步位[S6-S1]是‘1001100’。正如前面所述，这些同步位[S6-S1]的作用是区分从AUX DSP 116到微处理器106的两个分别多位消息。

表9的模式位[M2-M0]的作用与以上的表1的用途相同。以下的表10示出从AUX DSP 116到微处理器106的消息的模式位配置。应当注意：在第一信息组之后的数据位是如此设定的，使得Data6等于Clock/。这防止模式位加上数据位的序列模仿已保存的同步位图，0xCC(十六进制)。还应当注意：模式0(例如M2、M1和M0全都设定为0)不被允许，以致于信息组1不能是0x00图案。不需要具有16位帧，这里在第一8位时隙内μ率数据是0x00，在第二8位时隙内消息数据也是0x00。这一全零序列可能被错译为外部辅助设备102断开与数据总线101的连接。

     表10模式位配置

M2	M2	M0	描述
				0	0	0	非法
0	0	1	类(HFK状态)
				0	1	0	VR模式，VSN+VWN
0	1	1	SVN
				1	0	0	VR模式，数字
1	0	1	VR模式，状态
				1	1	0	扩展SVN
x	x	x	[M2-M0]＝0x7，保存

对于不同模式中的每一模式，数据位具有不同含义，正如下表中列出的。对于模式1，[M2-M0]＝0x1，数据位被用于传送一般模式和状态信息。一般模式内的消息的数据格式是4字节消息，正如以下在表11中示出的。状态的模式1命令可以在状态改变时由AUX DSP 116自发地传送，该状态变化应对用户显示在显示器(未示出)。例如，点火状态变化、保密手机状态变化、或VRU状态变化。

         表11模式1消息的数据位定义

Bits	描述
		D0	IGN_5V_OFF(0)/IGN_5V_ON(1)
D1	保密手机摘机(0)/挂机(1)
		D2	手机(0)/免提电话(1)
D3	立体声_非静音(0)/立体声_静音(1)
		D6-D4	PCM音量指数
[D10-D7]	0x0：空闲0x1：AEC_FM0x2：AEC_CDMA_NS_ON0x3：AEC_CDMA_NS_OFF0x4：VR_RECOG0x5：VR_PROGRAM0x6-0xF：保存
		D14-D11	保存(缺省0x0)
D15	数据检测关(0)/开(1)

对于模式2，消息是利用词汇组号码(VSN)和词汇字号码(VWN)的VR模式消息。词汇字被划分为词汇组。每个词汇字用VSN和VWN表示。表12示出将词汇字映射到VSN和VWN、这需要四个信息组(字节)来完成每个VSN和VWN组合的数据包。在以下的表12中给出这一四字节消息的数据位的格式，这里[D4-D0]是VSN(0x0-0x1F)，而[D15-D5]是VWN(0x0-0x7FF)。

   表12词汇字映射到VSN+VWN

VSN	词汇字
		0(控制字)	VWN：
0x0呼叫
	0x1重拨
0x2程序
	0x3号薄
0x4加
	0x5删除
0x6是
	0x7否
0x8退出
	0x9号码
0xA清除
	0xB结束
0xC验证
	0xD取消
0xE目录
	0xF拨号
0x10对话
	0x11-0x7FF，保存
1(数字)			VWN：
	0x0 1
		0x1 2
	0x2 3
		0x3 4
	0x4 5
		0x5 6
	0x6 7
		0x7 8
	0x8 9
		0x9 0
	0xA Oh
		0xB 星
	0xC 镑
		0xD-0x7FF，保存
	2(姓名标志)		姓名标志设定(最高达40)
3-15		保存

模式3消息是SVN消息。在以下的表13中示出模式3消息的数据格式。模式3消息是4字节消息。模式3消息可以在PCM CLOCK信号(图2)被AUX DSP116首先检测时被AUX DSP 116自发地传送，表示外部辅助设备102已经连接到通信设备100。

表13模式3消息的数据位定义

Bit	描述
		D0	没有VR(0)/有VR(1)
D1	保密手机摘机(0)/托机(1)
		D5-D2	保存(缺省0x0)
D15-D6	SVN(0x0-0x3FF)

模式4消息是VR数字消息。在以下的表14中示出模式4消息的数据格式。模式4消息是2字节消息。

       表14模式4消息的数据位定义

D3	D2	D1	D0	描述
					0	0	0	0	‘0’
0	0	0	1	‘1’
					0	0	1	0	‘2’
0	0	1	1	‘3’
					0	1	0	0	‘4’
0	1	0	1	‘5’
					0	1	1	0	‘6’
0	1	1	1	‘7’
					1	0	0	0	‘8’
1	0	0	1	‘9’
					1	0	1	0	‘#’(镑)
1	0	1	1	‘*’(星)
					1	1	0	0	‘暂停’
1	1	0	1	数字串结束
					x	x	x	x	[D3-D0]＝0xE-0xF，保存

模式5消息是VR状态消息。在以下的表15中示出模式5消息的数据格式。模式5消息是4字节消息。应当注意：在以下的表15中，存在两个组：即组0和组1。当VR状态询问被AUX DSP 116接收时，将报告组0消息，以反映当前VR状态。在适当的时候由AUX DSP 116自发地报告组1消息。

    表15模式5消息的数据位定义

位	描述
		[D3-D0]＝0x0(群0)	[D15-D4]：0x0：VR_RECOG_MODE0x1：VR_PROG_MODE0x2：VR_INIT_TRAIN_MODE0x3：VR_CALL_MODE0x4：VR_NUMBER_MODE0x5：VR_REDIAL_MODE0x6：VR_BOOK_MODE0x7：VR_ADD_MODE0x8：VR_DELETE_MODE0x9：VR_TRAIN_MODE0xA：VR_RETRAIN_MODE0xB：VR_STANDBY_MODE0xC-0xFFF：保存
[D3-D0]＝0x1(群1)	0x0：VR_NOT_RECOGNIZED0x1：VR_RECOGNIZED0x2：VR_PHONEBOOK_FULL0x3：VR_PHONEBOOK_EMPTY0x4：VR_N_BEST0x5：VR_DIGIT_NOT_TRAINED0x6-0xFFF：保存

模式6消息是扩展SVN消息。在以下的表16中示出模式6消息的数据格式。扩展SVN消息是10字节消息。52个数据位被用于表示扩展SVN数据，正如前面所述，它由8个ASCII字符组成。在消息的最后8个字节中对每个字符的ASCII码偏离‘0’字符的偏移编码。

         表16模式6消息的数据位定义

位	描述
		[D3-D0]＝0x0(群0)	[D9-D4]：ASCII_CODE_0-0x30[D15-D10]：ASCII_CODE_1-0x30[D21-D16]：ASCII_CODE_2-0x30[D27-D22]：ASCII_CODE_3-0x30[D33-D28]：ASCII_CODE_4-0x30[D39-D34]：ASCII_CODE_5-0x30[D45-D40]：ASCII_CODE_6-0x30[D51-D46]：ASCII_CODE_7-0x30
[D3-D0]＝0x1-0x7	保存

与从微处理器106到AUX DSP 116的命令一样，从AUX DSP 116到微处理器106的所有消息由偶数个字节构成。然而，从AUX DSP 116到微处理器106的消息以时钟位设定为‘1’的字节0xCC开始，以时钟位设定为‘0’的最后字节结束。因此，每个消息至少是2字节消息。

从AUX DSP 116传送到微处理器106的消息字节由微处理器106确认。AUXDSP 116并不传送下一个消息字节，除非接收到一个相应确认命令。结果，读出寄存器104(图1)的内容保持未改变，直至微处理器106读出该内容并送出确认命令为止。这保证微处理器106将不会失去读出寄存器104的内容。

从AUX DSP 116到微处理器106的任何消息字节不会是全零(0x00)。原因是这一字节如果与0x00μ律数据字节组合会导致一个外部辅助设备102未连接到数据总线101的假指示。

因此，本发明提供一种通信设备与外部辅助设备之间的通信协议，以全双工方式可靠地工作。提供的对较佳实施例的以上描述使本领域任何专业技术人员能够制造或使用本发明。对这些实施例的各种改进对于本领域技术人员而言将是显而易见的，这里所定义的一般原理可以应用于其他实施例，而无需使用创造能力。因此，本发明不希望被局限于这里所说明的实施例，而是按照与这里所揭示原理和新颖特征相一致的最宽范围。

Claims (21)

1.一种在一条数据总线上在通信设备与外部辅助设备之间同时进行话音和控制数据通信的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

将多个位的序列格式化为第一时隙和第二时隙的重复序列；

在所述第一时隙内发送所述话音数据；

在所述第二时隙内发送所述控制数据；

其中每个所述第二时隙的第一位包括一个在相继的第二时隙之间在高值与低值之间交替改变的时钟位。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：第二时隙的所述序列包括N+1个字节，所述N+1个字节的起始字节进一步包括一个同步位序列。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述N+1个字节的第二个包括定义所述N+1个字节中其余字节的含义的模式位。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：N是一个奇数整数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述N+1个字节的最后一个字节的所述时钟位具有与所述N+1个字节的所述起始字节的所述时钟位的相反极性。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于进一步包括将各个第三和更高阶所述N+1个字节中每一个的第二位设定为与所述各个第三和更高阶所述N+1个字节中每一个的所述时钟位相反的极性。

7.一种同时进行话音和控制数据通信的装置，其特征在于所述装置包括：

具有微处理器的通信设备；和

与所述通信设备耦合的用于将所述话音和控制数据提供给外部辅助设备的数据总线；

其中所述微处理器将多个位的序列格式化为第一时隙和第二时隙的重复序列，并在所述第一时隙内发送所述话音数据和在所述第二时隙内发送所述控制数据；以及其中每个所述第二时隙的第一位包括一个在相继的第二时隙之间在高值与低值之间交替改变的时钟位。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：第二时隙的所述序列包括N+1个字节，所述N+1个字节的起始字节进一步包括一个同步位序列。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：所述N+1个字节的第二个包括定义所述N+1个字节中其余字节的含义的模式位。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于：N是一个奇数整数。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于：所述N+1个字节的最后一个字节的所述时钟位具有与所述N+1个字节的所述起始字节的所述时钟位的相反极性。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于进一步包括将各个第三和更高阶所述N+1个字节中每一个的第二位设定为与所述各个第三和更高阶所述N+1个字节中每一个的所述时钟位相反的极性。

13.一种同时进行话音和控制数据通信的装置，其特征在于所述装置包括：

具有数字信号处理器的外部辅助设备；和

用于将所述话音和控制数据提供给通信设备的数据总线；

其中所述数字信号处理器将多个位的序列格式化为第一时隙和第二时隙的重复序列，并在所述第一时隙内发送所述话音数据和在所述第二时隙内发送所述控制数据；以及其中每个所述第二时隙的第一位包括一个在相继的第二时隙之间在高值与低值之间交替改变的时钟位。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于：第二时隙的所述序列包括N+1个字节，所述N+1个字节的起始字节进一步包括一个同步位序列。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于：所述N+1个字节的第二个包括定义所述N+1个字节中其余字节的含义的模式位。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于：N是一个奇数整数。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于：所述N+1个字节的最后一个字节的所述时钟位具有与所述N+1个字节的所述起始字节的所述时钟位的相反极性。

18.如权利要求17所述的装置，其特征在于进一步包括将各个第三和更高阶所述N+1个字节中每一个的第二位设定为与所述各个第三和更高阶所述N+1个字节中每一个的所述时钟位相反的极性。

19.一种同时进行话音和控制数据通信的系统，其特征在于所述系统包括：

通信设备，所述通信设备进一步包括：

微处理器；

与所述微处理器耦合的话音编码器；

与所述微处理器耦合的话音解码器；

与所述编码器和所述微处理器耦合的读出寄存器；

与所述微处理器耦合的写入寄存器；和

与所述解码器和所述写入寄存器耦合的复用器；

与所述通信设备耦合的数据总线；和

与所述数字总线耦合的外部辅助设备，所述外部辅助设备进一步包括：

数字信号处理器；和

与所述数字信号处理器耦合的CODEC。

20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括以所述第二时隙的预定出现次数重复发送同一控制数据字节的步骤。

21.如权利要求13所述的装置，其特征在于，其中所述数字信号处理器以所述第二时隙的预定出现次数重复发送同一控制数据字节。

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