【発明の詳細な説明】
コンピュータシステムと統合されたスマートフォン
発明の分野
本発明は電話通信システムの領域に入り、特に、デジタル信号プロセッサと個
人用携帯型情報機器を使用することにより、コンピュータと電話機を統合させる
ことに関する。
関連文献のクロスリファレンス
この出願は、出願第S/N08/097,946号(現在米国特許第5,278,730号)の、
また放棄された出願第S/N07/905,480号の、留保中の出願第08/195,123号、第
08/144,231号、および第08/159,078号の一部継続出願であり、これらはすべてそ
のまま参照としてここに組み込まれている。
発明の背景
パーソナルコンピュータの出現から、製造者は音声とデータの通信装置を統合
させようと努めてきた。この統合における初期の試みは混合された結果となって
いたが、新しい製品は、従来の電話機のすべての機能を、技術的に構内交換機(
PBX)として知られている最新のコンピュータサポート・スイッチングシステ
ムと統合している。
技術的に大きな開発の1つは、PBX内における信号伝送の優れた方法として
のデジタル伝送である。デジタル技術により、以前はアナログ音声伝送に対して
のみ使用されていたツイストペア配線を通して、高速データ伝送が可能になる。
統合された音声−データ端末、電話機内のアダプタ、および独立型装置は、同時
に音声とデータを伝送するような複雑な機能を提供する。
デジタルPBXシステムの開発における重要な要素は、デジタル信号処理(D
SP)技術である。DSP装置は、デジタル化アナログ信号を処理するように構
成された特殊マイクロプロセッサである。通常のマイクロプロセッサと異なり、
DSPは周辺機器との通信用のいくつかの経路を持っていることが多く、これに
より、CPUによる介在を受けずにそれらのシステムバス処理の多くを実行でき
るようになる。DSPは、改良されたインターラプトサービスと高速実時間処理
を提供する。
電話機も発展し、さらに情報処理機能を持って用途が広くなっている。ほとん
どのPBXは、回転ダイヤルやプッシュボタン式デュアルトーン多重周波数(D
TMF)ダイヤルパッドを有する工業標準規格の単一回線電話セットをサポート
している。しかしながら一般的な傾向は、強化された構成および機能をサポート
するローカルマイクロプロセッサを備えた専用の電子デジタル多重ボタン電話セ
ットに向かっている。このようなボタンは、異なるユーザによる同じ電話機から
の複数回線および幹線へのアクセスや、進行中の通話に関する情報を提供する文
字と数字を組合せた表示に対してプログラムすることができる。
今日では、PBXは共通の制御のために、複数のマイクロプロセッサを使用す
ることが多い。CPUまたはメインマイクロプロセッサは、他のマイクロプロセ
ッサの機能を調整し、通話接続を確立する。2次的なマイクロプロセッサは、他
の回路カード上に、そして時には電子デジタル電話機中に配置される。
PBXを通して、そして多くはローカルエリアネットワーク(LAN)を通し
てスイッチされたデータ伝送では、システムに接続された他のデータ装置または
コンピュータと通信することができ、また公衆交換ネットワークを通す場合には
、非常にさまざまな遠隔データ装置およびコンピュータと通信することができる
。最新のPBXは、通話転送、最低費用ルーティング、ステーションメッセージ
録音、会議開催、捜線、および通話制限のような機能を提供する。
図1および図2は、発明者に知られている2つのPBX設計選択を示している
。図1は、“スマートPBX”システムと名付けられたものの外部ブロック図で
ある。この設計は、ボイスメールやファクスや他の電話通信動作をサポートして
いるPBX内の1枚以上のDSPカードを特徴としている。PCの制御は、LA
Nネットワークを通して達成される。このスマートPBXにより効率的な内部交
換や現在の電話機の使用が可能になり、またボイスメールや他の機能はPCとは
独立しているので、PCが利用できない場合であってもこれらは機能する。他方
、
この解法はPBXを大きく再設計することが必要であり、付随する開発の問題を
伴う。PBXがインストールされているベースを置き換える費用もかかる。
図2は、他の可能性ある解法を図示しているブロック図である。このシステム
では、DSP装置は拡張カードのような独立モジュールとしてPC中に設けられ
ている。このようなシステムは一般的に、PBXとDSPとの間で統合サービス
デジタル通信ネットワーク(ISDN)インターフェイスを使用する。特殊マル
チメディア機能を、電話システムに送ることができる。
図2のシステムは現在のカードを使用して構築することができ、ハードウェア
への投資は比較的少なく、ケースと電源をPCと共用することにより、DSPを
提供する費用は比較的安価になる。しかしながら、例えばこの設計はワークステ
ーションに対して余り適しておらず、ユーザはアダプタカードをインストールし
なければならず、EMIやスイッチング雑音のためにアナログ回路にとってPC
はよい環境ではない。
現在、最新の電話通信システムを提供する安価で簡単な方法はない。図1のよ
うなスマートPBXに対する大きな抑止力は、PBXの費用が高いことである。
一般的にPCにはアダプタやアダプタのインストールに対して限られた空間しか
なく、セットアップがユーザにとって不便であることから、図2のようなDSP
機能がPCに存在する電話通信システムは、全体として適していない。さらに、
電磁干渉やスイッチング雑音のために、アナログ回路とってPCは望ましくない
環境である。
必要とされていることは、ユーザが必要に応じて機能モジュールを便利に追加
および置換できる解法である。これは、電話機をDSPおよび他の機能モジュー
ルの管理下におくことによって、本発明において提供される。インストールされ
ているベースに要求される唯一の変更は新しいスマートフォンであり、これは、
PCとPBXの両方に容易かつ迅速に取り付けることができる。このような新規
事項により、フルサービスのマルチメディア電話通信への拡張が可能となる。
機能モジュール用の結合差込み口を備えたスマートフォンと、技術的に必要と
されているような広範囲の機能選択を提供する機能モジュールは、本発明にした
がって多くの形態で提供される。1つの形態は従来の電話機の外観および感覚を
残しているが、以下でさらに完全に説明するように、結合差込み口と結合された
モジュールへのアクセスとを持っている。別の形態は、ノートブックコンピュー
タのような携帯型コンピュータのよく知られた形態であり、この場合には、コン
ピュータは複数の結合差込み口を持っている。さらに別の形態では、本発明のシ
ステムは、ネットワーク上のパーソナルコンピュータのデスクトップ装置または
ワークステーションの外観形態をとり、この場合には、スマートフォンの構成部
品は、以下でさらに完全に説明するように、コンピュータの要素と、または1つ
以上の結合差込み口に結合可能な機能カード上に統合される。
これらの形態のすべてにおいて、キーボードまたは接触スクリーンと表示装置
のような入出力機能を含む機能モジュールと、搭載メモリとマイクロプロセッサ
制御装置のようなコンピュータ機能も有することが望ましい。
発明の要約
本発明の実施形態では、パーソナルコンピュータの従来のすべての要素プラス
機能モジュールを結合するための結合差込み口とデジタル電話回路を備えたモジ
ュール式コンピュータが提供される。このコンピュータは、音声の入出力用のマ
イクロフォン−スピーカ装置を備えている。デジタル電話回路は、アナログデー
タ形態とデジタルデータ形態の変換用のコーダ/デコーダ(CODEC)と、コ
ンピュータを電話回線に接続するためのISDN電話回線ポートとを含んでいる
。
別の実施形態では、結合差込み口に結合可能でデジタル化オーディオ信号を処
理する機能モジュールとして、デジタル信号プロセッサ(DSP)マイクロプロ
セッサが提供される。
さらに別の実施形態では、モジュール式コンピュータは、搭載マイクロフォン
スピーカ装置を備えており、デジタル電話回路は、結合可能な機能モジュール中
に提供され、デジタル電話能力をコンピュータに追加する。
このようなスマート電話機/コンピュータの統合に対する物理的な形態は、ハ
ンドセットとともに少なくとも1つの結合差込み口を有する、よく知られた電話
機の形態と、結合差込み口を備えた、デスクトップコンピュータやネットワーク
ワークステーション、およびノートブックやラップトップコンピュータような携
帯型コンピュータの形態を含んでおり、この場合に音声入出力は、さらに通常の
ハンドセットを接続することによる場合と同様に、スピーカとマイクロフォンを
統合することにより提供される。
図面の簡単な説明
図1は、発明者に知られているスマートPBXシステムのブロック図である。
図2は、同様に発明者に知られている、PC中にDSPモジュールを備えた電
話通信システムのブロック図である。
図3は、本発明の実施形態にしたがったスマートフォンシステムのブロック図
である。
図4は、図3のシステムにおけるスマートフォン装置のブロック図である。
図5は、本発明の実施形態にしたがったスマートフォンとPCとの間の特殊イ
ンターフェイスの図である。
図6は、本発明の実施形態にしたがった例示的なスマートフォンの斜視図であ
り、ユーザインターフェイスを示している。
図7は、本発明の実施形態にしたがった特定用途向け集積回路(ASIC)の
ブロック図である。
図8は、図7に示されているようなスマートフォンASIC用ピンカウントの
概算である。
図9は、本発明の実施形態にしたがった別のスマートフォンの斜視図であり、
超小型個人用携帯型情報機器(μPDA)を組込んだユーザインターフェイスを
示している。
図10は、本発明の別の実施形態におけるコードレススマートフォンのブロッ
ク図である。
図11Aは、本発明の実施形態にしたがったμPDAの斜視図である。
図11Bは、図11AのμPDAの平面図である。
図12は、図11Aおよび図11BのμPDAの断面図である。
図13は、図11AのμPDAおよびいくつかの周辺要素のブロック図である
。
図14は、図11AのμPDAのさらに詳細な平面図であり、特に、本発明の
観点における、LCD表示装置および接触スクリーンユーザインターフェイスを
示している。
図15は、本発明の観点における、μPDAおよびホストノートブックコンピ
ュータの斜視図であり、μPDAがノートブックコンピュータの結合差込み口に
結合されようとしているところである。
図16は、本発明の実施形態にしたがった、ホストコンピュータの結合差込み
口に結合されたμPDAのブロック図である。
図17は、本発明の実施形態にしたがった、ホストコンピュータにμPDAを
結合するステップの論理フロー図である。
図18は、本発明の観点におけるμPDAソフトウェア自動販売機の斜視図で
ある。
図19は、本発明の実施形態にしたがった、μPDA拡張ユーザインターフェ
イスの上部平面図である。
図20は、本発明の実施形態における、マイクロフォンを備えたμPDAの上
部平面図である。
図21は、本発明の実施形態にしたがった、専用セルラまたはコードレス電話
に結合されたμPDAの斜視図である。
図22は、本発明の実施形態にしたがった、スピーカおよびページャーインタ
ーフェイスを備えたμPDAの平面図である。
図23は、本発明の実施形態にしたがった、赤外線通信インターフェイスを備
えたμPDAの平面図である。
図24は、本発明の実施形態にしたがった、スキャナ付属装置を備えたμPD
Aの平面図である。
図25は、本発明の実施形態にしたがった、取付けられたファックスモデムを
備えたμPDAの平面図である。
図26は、本発明の実施形態にしたがった、プリンタアダプタインターフェイ
スを備えたμPDAの平面図である。
図27は、本発明の実施形態にしたがった、データ獲得周辺機器を提供するバ
ーコードリーダに結合されたμPDAの斜視図である。
図28は、本発明の実施形態にしたがった、太陽電池充電器を備えたμPDA
の斜視図である。
図29は、本発明の実施形態にしたがった、PDA間通信を提供する専用ネッ
トワークコンソールとインターフェイスしている4つのμPDAの平面図である
。
図30は、拡張ポートにより、標準サイズのキーボードに接続された、本発明
にしたがったμPDAの斜視図である。
図31Aは、本発明の実施形態にしたがったモジュール式ノートブックコンピ
ュータの骨組の斜視図である。
図31Bは、図31A上の線31B−31B間から図31Aのコンピュータの
骨組を見た図である。
図32は、図31Bの断面線32−32にしたがってとった図31Aのコンピ
ュータの骨組の断面図である。
図33は、図31Aの骨組のドッキング差込み口と関係した本発明にしたがっ
た機能モジュールを示している。
図34は、本発明にしたがった機能モジュールの他の図である。
図35は、本発明の実施形態にしたがった圧縮バスとコンピュータの骨組のド
ッキング差込み口の接続とのブロック図である。
図36は、本発明の実施形態にしたがったCPU機能モジュールのブロック図
である。
図37は、内部バスへの接続の表示とコンピュータの電力変換装置とを備えた
、本発明の実施形態にしたがった電力供給機能モジュールのブロック図である。
図38は、本発明で使用されるフロッピーディスクドライブ機能モジュールの
ブロック図である。
図39は、本発明の実施形態で使用されるハードディスクドライブモジュール
のブロック図である。
図40は、本発明の実施形態にしたがった“フラッシュカード”メモリモジュ
ールのブロック図である。
図41は、本発明の実施形態にしたがったLANモジュールのブロック図であ
る。
図42は、本発明の実施形態にしたがったモデムモジュールのブロック図であ
る。
図43は、本発明の実施形態にしたがったFAXモジュールのブロック図であ
る。
図44は、本発明の実施形態にしたがったデータ獲得モジュールのブロック図
である。
図45Aは、本発明の実施形態にしたがったモジュール式パームトップコンピ
ュータの骨組の斜視図である。
図45Bは、図45A上の線45B−45B間から図45Aのコンピュータの
骨組を見た図である。
図46は、図45Bの断面線46−46にしたがってとった図45Aのコンピ
ュータの骨組の断面図である。
図47は、本発明の実施形態における機能モジュールと専用ドッキング差込み
口とを示した図である。
図48は、本発明の実施形態にしたがった機能モジュールの他の図である。
図49は、本発明の実施形態にしたがった圧縮バスとコンピュータの骨組のド
ッキング差込み口への接続のブロック図である。
図50は、本発明の実施形態にしたがったCPU機能モジュールのブロック図
である。
図51は、本発明の別の実施形態にしたがったモジュール式パームトップコン
ピュータの斜視図である。
発明の詳細な説明
図3は、本発明の実施形態にしたがったスマートフォンシステム11のブロック
図であり、好ましくはISDN(デジタル)回線16によりPBX17に接続された
少なくとも1台のスマートフォン13を備えている。代わりに、この接続はアナロ
グ接続でもよい。PBX17は、LAN18上で1台以上のPC21に接続され、選択
的に1台以上のネットワークサーバ19に接続される。各スマートフォン13は、シ
リアルリンク22によりPC21にも接続される。
スマートフォン13は、PBXおよびPCと通信するための内部回路と、付加的
に1つ以上のDSP機能装置15を備えている。1つ以上のDSP機能装置は、ス
マートフォン回路にハード配線されるか、好ましくは1つ以上の除去可能で交換
可能なモジュール上にある。
1つの実施形態では、DSP装置と他の機能モジュールは、PCMCIAカー
ドとして構成される。このようなPCMCIAカードは、スマートフォン上の(
図3には示されていない)結合差込み口に挿入される。結合差込み口は、標準的
な物理設計のPCMCIAカードを受け入れるように構成されており、この場合
、複数ピン電気コネクタを含んでいるタイプII標準規格が好ましい。PCMC
IAカードは“ホット”挿入用に設計されていることから、すなわちPCMCI
Aカードは電源オン状態の間に適切な場所にスライドさせることができることか
ら、ホストPCをリブートさせることなく、1つのカードスロットが、1つの作
業セッション内において、多くの機能を発揮できる。
1つの好ましい実施形態におけるシリアルリンク22は、標準RS−485プロ
トコルリンクである。他の実施形態ではRS−232であってもよい。代わりの
好ましい実施形態では、このリンクは、図5を参照して以下にさらに完全に説明
する独特な高速シリアルインターフェイスであってもよい。
図4は、図3に示されているスマートフォン13のブロック図である。図3でも
見られるように、PBX17は、ISDN回線16によってスマートフォンに接続さ
れるように示されており、PCワークステーション21は、RS−485線22を通
してスマートフォンに接続されるように示されている。
この実施形態におけるPCワークステーション21は、スマートフォン上の通話
機能によってPC上で走るウインドウズアプリケーションを調整する、電話アプ
リケーション・プログラミング・インターフェイス(TAPI)を備えている。
このPCワークステーションには、任意の数の異なるTAPIと他の電話管理タ
イプのプログラムを追加することができる。
図4においてスマートフォン装置は、2つのメイン構成部品、すなわち電話ユ
ニット14とDSPモジュール15に分割して示されている。電話ユニット14の心臓
部はASIC24であり、これは、ISDN回線16とRS−485線22の両方を介
して送受信し、入来データの要求された出力への変換を監視し、他の要素との通
信を取扱う。ASIC24は、EEPROM25や、コーダ/エンコーダモジュール
(CODEC)26や、選択的な液晶表示装置(LCD)28を備えたキーパッドコ
ントローラ27に、そしてマイクロコントローラ37に接続されている。
EEPROM25は、PBX17に対する電話接続のための命令を保持している。
CODEC26は電話サウンドシステムをサポートしており、非線形圧縮および逆
圧縮プロセスを通して、デジタルアナログとアナログデジタルのデータ変換を実
行する。
オーディオ入力は、スマートフォンハンドセット29上のマイクロフォン30から
のものであるか、あるいはスピーカフォン32用のマイクロフォン33からのもので
ある。オーディオ信号は、増幅器そして、ハンドセットスピーカ31またはスピー
カフォン上のメインスピーカ34を通して出力される。選択的な補助スピーカ35は
、選択的にサブウーハとして機能するメインスピーカ34とともに、ステレオサウ
ンドを提供する。
マスク読取り専用メモリ(ROM)36は、ASICに接続されているマイクロ
コントローラ37のために、デュアルトーン多重周波数(DTMF)波形テーブル
とサウンドシステム波形テーブルを含むコードを保持している。
図4のDSPモジュール15は、DSP38、RAM39、フラッシュROM40、お
よび選択的なマイクロプロセッサ41を備えている。DSPを通して、さまざまな
信号処理機能をスマートフォンシステムに統合させることができる。フラッシュ
ROM40はDSPファームウェアを保持し、そして発明者が知っている方法によ
ってROM中の壊れたコードを補償するためにプログラムすることもでき、これ
は別の特許出願の主題となっている。
RAM39はDSPの作業スペースである。RAM39はバッファとしても機能し
、ASIC24により変換できるまでPC21からのデータを保持する。
先の図3の説明において言及したように、1つの実施形態は、RS−485ポ
ートを通るPC−スマートフォンインターフェイスを組込んでいる。しかしなが
ら多くのPCはRS−485ポートを持っていない。図5は特殊インターフェイ
ス43を示しており、RS−485ポートなしでPC上に容易かつ安価にインスト
ールすることができる差込みインターフェイスを提供することによりこの問題を
解決している。
図5に示されているようなインターフェイスは、1対の差動データ線プラスグ
ランドを含んでいるデータケーブル22を持っている。他の実施形態では、データ
を別々に送受信するための2対の差動線プラスグランドであってもよく、これに
より高速伝送が可能になる。
特殊インターフェイスは、PC側上において、(示されていない)差込みコネ
クタを有する修正されたスーパーI/Oチップ45を備えている。スーパーI/O
チップの3本のピンは、PC−スマートフォンの通信用に、すなわち送信用Tx
、受信用Rx、および送信イネーブル用TxEに予約されている。修正されたス
ーパーI/Oチップ論理回路は、どのような通信プロトコルが望まれても設定す
ることができる。例えば図5において、4つのチャンネルが以下のように割り当
てられている。すなわちCh1,音声や予め録音されているデータのような未処
理回線データの通信用;Ch2,ファックスとモデム通信用のDSPチャンネル
;Ch3,スマートフォン強化機能用のマイクロプロセッサとコマンド;Ch4
,サウンドカード機能用のPCからのサウンドアクセスである。特殊インターフ
ェイスのスマートフォン側では、先に説明したように、ASICチップ24がスー
パーI/Oチップインターフェイス論理回路を代表している。雑音除去を強化す
るために、光カプラ47が選択的にスマートフォン側に含まれている。一般的な伝
送プロトコルは、ハンドシャイクのために1ビット、チャンネル割当のために2
ビット、データのために16ビットを送信する。
図6はスマートフォン13用の例示的なユーザインターフェイスの斜視図であり
、3枚のPCMCIAカード65用の標準コネクタを提供する結合差込み口42を備
えており、図4に対して説明したように、その内1つがDSPモジュール用に予
約されている。
代わりの実施形態では、結合差込み口は、一方の側面や他方の側面のようにス
マートフォン上のどこに配置してもよい。さらに別の実施形態では、結合差込み
口は、スマートフォンのベースに機械的および電気的に取付けられる独立した完
全なユニットであってもよい。組込み型や外部取付け型ユニットとして、1つ以
上の付加的な結合差込み口を、スマートフォンにうまく付加することができる。
図6においてスマートフォン13は、(示されていない)通常のマイクロフォン
とスピーカを有するハンドセット29も備えており、組合せマイク/スピーカ33と
ボリューム制御スライダ49によって、スピーカフォンとしても動作する。スマー
トフォン13は以下の外部配線されたインターフェイス、すなわちハンドセット線
51、PBXへのISDN回線16、PCへのRS−485線22に配線されたインタ
ーフェイスを持っている。
選択的な差込みスピーカインターフェイス57はステレオ出力用である。変形例
では、マルチメディアアプリケーションを拡張するために、1つ以上のアナログ
インターフェイス58および59を付加してもよい。プッシュボタンDTMFダイヤ
ルパッド53とプログラム可能な機能ボタン61は、通話をし、転送や保留やミュー
トやリダイヤルや回線選択やスピーカフォンのオン/オフのような基本的なスマ
ートフォン機能を選択するためのユーザアクセスを提供する。発光ダイオード(
LED)63または他のタイプの信号光源は、どの電話回線が使用中であり、およ
び/またはいつスピーカフォンがオンしているかを示す。選択的なLCD表示装
置28は、通話を監視するために、ユーザに対する視覚的インターフェイスを提供
する。
図7は、図3から図6までに関して説明した特徴を備えた、図4のASIC24
の内部ブロック図である。内部通信は内部バス(IBUS)67を通して行われる
。内部バスの使用は接続テーブル69により制御され、この接続テーブル69は、こ
こではマイクロコントローラ37の一部として示されている内部または外部マイク
ロプロセッサによって形成される。テーブルアクセスレジスタ71はマイクロプロ
セッサ用のリンクを提供して、この形成を行う。ASICインターフェイスと構
成部品を以下に説明する。ISDN“S”インターフェイス73
入ってくるおよび出ていくISDN回線、LIとLOは、PBX17をスマート
フォンとリンクさせる。絶縁された電力変換装置75は5ボルトdc電力を供給す
る。入ってくる信号は、絶縁形パルス変成器79を通してISDN受信機81に送ら
れ、出ていく信号は、ISDN送信機83から絶縁形パルス変成器79に向けて送ら
れる。活動状態コントローラ85は、ASIC24の残りで、ISDN受信機とIS
DN送信機の活動を調整する。受信データレジスタ87と送信データレジスタ89は
、各ベアラー(B)チャンネルに対するデータと、デルタ(D)チャンネルに対
するデータを一時的に記憶し、各ベアラーチャンネルは任意の種類のデータ(デ
ジタル的にエンコードされた音声、FAX、テキストおよび数字)を伝えること
ができ、デルタチャンネルは通話ステータスと制御信号を伝え、第3のデータチ
ャンネルとして機能する。
マルチプロトコルコントローラ91
1つ以上のマルチプロトコルコントローラ91は、ISDNインターフェイス73
を介する、PC21と他のデータ端末装置との間のシリアルデータ通信を提供する
。マルチプロトコルコントローラは、例えば、ハイレベルデータリンク制御(H
DLC)および同期データリンク制御(SDLC)のような、非同期および同期
フォーマットを取扱う。標準PCシリアルインターフェイスレジスタセットとし
てPCソフトウェアに見える、このシリアル通信ハードウェアにより、修正する
ことなく既製の通信ソフトウェアをPC上で走らせることが可能となる。
PCインターフェイス93
PC受信機95とPC送信機97は、別々のRS−485データ線、すなわちPC
シリアルデータイン(PCSDI)とPCシリアルデータアウト(PCSDO)
からのデータをそれぞれ入力および出力する。高速全二重通信のためには別々の
送信線および受信線が好ましいが、変形例では、送信線と受信線を組合わせて、
ASIC中の1つのトランシーバブロックに接続してもよい。このような接続は
、PCインターフェイス中の配線をより少なくする結果を生むが、いく分か、A
SICの複雑さを増加させ、通信速度を減少させる。
PCプロセッサ99は、バス上のテーブルアクセスレジスタ71からのデータとア
クセスアドレス情報を配置するために、マルチプロトコルコントローラ91からの
命令に応答する。高周波発振器(VCO)100を備えた位相ロックループ(PL
L)回路は、PCSDIデータストリームにロックする。この再生クロックは、
入ってくるデータをクロックし、図5に示されているように、PC中のスーパー
I/Oチップ45とASICのデジタル論理回路とを同期化させる。この方法で再
クロックされたPCSDIデータにより、50メガビット/秒より高い速度でP
Cリンクを動作させることが可能になる。例えばマルチプロトコルコントローラ
91やPCMCIAインターフェイス109カードのような、内部バス67上に取付け
られた装置のいくつかを、スーパーI/Oチップ45に対して実時間ステータス報
告できるようにするためには、非常に高速な通信が必要である。実時間ステータ
ス報告は、ソフトウェアドライバの透明性のために必要とされる。搭載クロック
107は、PCSDI線が利用できない場合に、ASICデジタル論理回路を動作
させる。2つのクロック源間の切替えは、PC受信機95によって自動的になされ
る。
マイクロプロセッサインターフェイス103
1つ以上のマイクロプロセッサがASICとインターフェイスする。マイクロ
プロセッサの位置は変化させることができる。例えば、1つ以上のマイクロプロ
セッサを、ASICの外に、回路ボード上の別のチップ上に、またはDSPモジ
ュールの一部としてPCMCIAカード上に存在させてもよく、あるいはマイク
ロプロセッサはASIC中に構成してもよい。図7では、ASICの外のチップ
が、マイクロプロセッサ、RAMおよびROMを含んでいるマイクロコントロー
ラ37を備えている。ASICの外の選択的なマイクロプロセッサ41とフラッシュ
ROM40も同様に、マイクロプロセッサインターフェイス103と接続される。1
つの変形例では、ASIC中のマイクロプロセッサ37が制限されたDSP機能を
実行する一方、PCMCIAインターフェイス109(以下を参照)を通して選択
的に入力を受けるDSPモジュール中の他のマイクロプロセッサが、さらに複雑
な機能を実行してもよい。モジュール式の設計であることから、多くの変形が可
能である。
PCMCIAインターフェイス109
拡張バス111は、PCMCIAコネクタ113,115および117を、内部PCMCI
Aアドレスレジスタ119、制御レジスタ121およびデータレジスタ123とリンクさ
せる。PCMCIAコネクタ117はDSPモジュール入力用に予約されている一
方、PCMCIAコネクタ113および115は汎用拡張スロットである。装置へのア
クセスは、PC中のスーパーI/Oチップ45中に、I/Oとメモリとアドレスマ
ッピング論理回路を含ませることにより、ソフトウェアトランスペアレントにす
ることができる。スーパーI/Oチップが、予めプログラムされた範囲にI/O
またはメモリアクセスを閉じ込める場合、スーパーI/Oチップは、スマートフ
ォンのPCMCIAコネクタ113,115または(もしDSPならば)117の1つに差
込まれる適切なPCMCIA装置に対するデータアクセスを命令する。
CODECインターフェイス125
このインターフェイスはCODEC回路26に接続し、このCODEC回路26は
、アナログマルチプレクサ(MUX)129を通してチャンネル分けされた電話オ
ーディオシステムの構成部品からのアナログ信号に対してデジタル変換をまたこ
の反対を実行する。電話オーディオシステムは、マイクロフォン31とスピーカ30
を備えたハンドセット29と、マイクロフォン33とスピーカ34を備えたスピーカフ
ォン32と、選択的なサテライトスピーカ/増幅器35とを含んでいる。選択的なア
ナログサウンド線58によりマルチメディア拡張が可能となる一方、選択的なアナ
ログファックス線59により標準的な独立型アナログタイプのファックス装置を使
用できるようになる。ASICバス上のアナログMUXコントローラ127は、ア
ナログMUX129の活動を制御し、スピーカ34からの出力に対するローパスフィ
ルタを提供する。選択的なサテライトスピーカとともに、組込みスピーカがウー
ハーとして使用される場合に、ローパスフィルタが使用される。スピーカフォン
がこの実施形態の一部として含まれているが、スマートフォンの動作にはスピー
カフォンは不可欠なものではない。簡単な変形例では、電話サウンドは、ハンド
セット中の1つのスピーカーマイクロフォン対から構成してもよい。LCD表示装置インターフェイス131
スマートフォン上の選択的な液晶表示装置28へのこのインターフェイスは、入
ってくる通話を視覚的に監視する手段を提供する。
キーパッドインターフェイス133
電話キーパッドコントローラ27を備えたインターフェイスは、スマートフォン
のために、DTMFキーパッド53からの入力と機能ボタン61とに応答する手段を
提供する。スマートフォンハンドセット29が使用されている場合、信号はキーパ
ッドインターフェイス133に送られる。キーパッドインターフェイス133は、スマ
ートフォンキーパッドパネル上のLED光源63も制御する。
図8は、スマートフォンの1実施形態に対するI/Oピンカウントの表である
。異なる実施形態において、ピンの数はもちろん変化する。
要約すると、図3から図8を通して説明したようなスマートフォン13は以下の
特徴を持つ。
*修正されたスーパーI/Oチップを備えた選択的な差込み特殊インターフェ
イスによる、高速シリアルRS−485線を介しての、任意のスマートフォンへ
の直接的なPCアクセス。
*デジタルタイプのファックスとモデムを備え、マルチプロトコルコントロー
ラによりISDNを通してスマートフォンと通信するPBX。
*DSPのアップグレードやマルチメディアの拡張ためのPCMCIAスロッ
トを有する、スマートフォン上のモジュール式結合差込み口。
*マルチプロトコル通信コントローラやPCMCIA I/Oやメモリのよう
なスマートフォンの構成部品間のソフトウェアトランスペアレントデータ通信。
*同期データリンク制御(SDLC)と非同期のサポート。
*スピーカフォンのための高品質アナログサウンド入力とスピーカフォンのた
めのミキシング。
*例えば、ファックスやモデムのような、標準アナログ電話機入力ポート。
*PCから再プログラム可能なフラッシュROM。
*ASICにおける位相ロックループ(PLL)サポート。
図3から図8に説明されているようなスマートフォン13は、購入者の予算や必
要性に対して調整されるさまざまなレベルの機能で構成される。安価で基本的な
スマートフォンモデルは、ASICの内部または外部に存在するマイクロプロセ
ッサのみを備えていてもよい。PBXへのファックス/データISDN回線や、
PCインターフェイスや、スピーカフォンに加えて、基本的なスマートフォン機
能は、(テープ録音用の)ビジネスオーディオや(DTMF検出を備えた)ボイ
スメールやデータ圧縮および逆圧縮やデータ暗号化のような機能を追加するため
に、ザイログ社およびモトローラ社から現在手に入れることができるような、安
価で割安なDSPチップにより、必要に応じて容易に拡張することができる。D
SPは、スマートフォン上の指定されたスロットに差込まれる除去可能なPCM
CIAカード上に存在させることができる。
グレードアップしたスマートフォンモデルは、先の機能に、ファックス送受信
能力や、V.32bisデータ伝送モードを追加してもよく、これは、マイクロ
プロセッサと、AT&T社やADI社やTI社から現在手に入れることができる
ような高品質DSPチップとを必要とする。最高価格のスマートフォン製品は、
先のすべての機能に加えて、ステレオの16ビットデジタル/アナログおよびア
ナログ/デジタル変換によりサポートされるマルチメディアI/Oを提供しても
よい。
図9は、別の実施形態にしたがったスマートフォン137の斜視図であり、ここ
では図3から図8に対して説明して機能に加えて、超小型個人用携帯型情報機器
(μPDA)として発明者に知られている、特殊携帯型コンピュータ装置139を
、結合差込み口141を介して、スマートフォン中の標準PCMCIAピンコネク
タに接続することができる。このようなμPDA139は図9では結合されて示さ
れている。
一般的なμPDAユーザは、スプレッドシートや通貨変換器を備えたトラベル
ファイルやファックスプログラムやタイムゾーンクロックや住所電話番号記録や
これらに類するもののような、特定のソフトウェアアプリケーションにアクセス
することを要求するビジネス旅行者である。
一般的なμPDA139は、ほぼクレジットカードサイズであり、標準PCMC
IAタイプII形態にモデル化される。μPDA139は、CPUと、アプリケー
ションやデータファイル用の制御ルーチンを記憶する不揮発性メモリと、接触感
応スクリーン143で覆われた表示装置とを備えている。
スマートフォンハウジング中の物理的な窓147により、μPDAが結合されて
いる間に、接触感応スクリーン143を使用することが可能になる。このようにす
ることにより、ユーザはμPDA上に記憶された実行可能な制御ルーチンを使用
して、電話システムとスマートフォンのすべての機能とを制御する。例えば、ユ
ーザは、仕事または個人的な連絡リストにアクセスしてその1つを選択し、そう
すると簡単なコマンドによって電話がかけられる。またこれには、ダイヤルシー
ケンスと課金カード番号のすべてを発生させることも含まれる。
図9の実施形態は、μPDAを収納することができるスマートフォン構成の1
例である。
図10は、本発明の別の実施形態にしたがった、交換可能なDSPモジュール
151を備えたコードレススマートフォン149のブロック図である。コードレススマ
ートフォン149は、先に説明した実施形態と本質的に同じ機能を持っており、図
3から図8のコード付きスマートフォン13に対して説明したものと同じ機能を実
行することができる。さらに、コードレススマートフォン149のユーザは、装置
を使用しながら部屋中を自由に動くことができる。コードレスの実施形態では、
トランシーバが、スマートフォン装置内部の小型アンテナを通して、ローカルP
BX153との間で無線信号を送受信する。
図10の例における電話−PBX通信は、周知な標準規格CT2のようなコー
ドレス電話インターフェイス155を備えた個人通信システム(PCS)を通して
なされる。PBX153は、選択的なファックス157およびプリンタ159接続を持っ
ている。ファイルサーバ161は、PBXを通る論理リンクを介してPC163に接続
されている。例えば、ユーザはダイヤルする番号をPC上で選択し、PBXはス
マートフォン上でその番号をダイヤルする。選択的なDSPモジュールを含んで
いるPCMCIAカード上の1つ以上の強化された機能が、ベース中またはコー
ドレススマートフォン装置上の他の適切な位置に配置されたPCMCIA結
合差込み口に差込まれる。
図3から図8のコード付きスマートフォンの実施形態と同様に、将来のPCM
CIAカードの拡張要請に便宜をはかるために、組込み形または独立の機械的に
取付けられた装置として、1つ以上の付加的な結合差込み口をコードレススマー
トフォン149に容易に追加することができる。変形例では、図9の代わりの実施
形態に対して説明したような、μPDA装置139用の結合差込み口141を提供して
もよい。
超小型個人用携帯型情報機器の説明
μPDA装置のさまざまな実施形態をさまざまな形態で以下に説明する。これ
らを先に説明したようなスマートフォンと組合せて、DSP能力を提供し、この
ようなスマートフォンに付加的な機能を提供してもよい。
図11Aは、本発明の実施形態にしたがったμPDA1010の斜視図である。こ
の実施形態では、装置はPCMCIA標準タイプII形状因子でモデル化されて
おり、約5ミリメートルの高さD1を有している。本体1012は、以下にさらに詳
細に説明するが、ホストコンピュータ中のコネクタの結合雄部と係合し、μPD
A内部回路をホスト内部バスと直接的に接続するための、一端が凹所化されたコ
ネクタの雌部1014を有している。ホスト装置は、μPDA用の結合差込み口を有
するノートブックコンピュータでもよい。結合差込み口は、デスクトップや他の
タイプのコンピュータに設けてもよく、いくつかの例を以下に説明する他の種類
のデジタル装置に設けてもよい。
図11Aを参照すると、この実施形態では、μPDAの一側面に構成されてい
るコンビネーションI/Oインターフェイス1016があり、これは独立モードにお
けるμPDA上で動作可能な相互対話型制御ルーチンとともにソフトキー動作を
提供する、接触感応平面構造で覆われた表示装置を備えている。
図11Aに示されていないが、ホストコンピュータ装置の結合差込み口の内外
にモジュールを案内するための、装置のケースの側面に沿って構成されるガイド
を設けてもよい。結合差込み口におけるモジュールの係合および分離を促進する
1つ以上の機械的な機構を設けてもよい。
図11Bは、図11AのμPDAの上部平面図であり、μPDAの一角に構成
されたサムホイール1018が示されている。この実施形態におけるサムホイールは
、大きさと方向の両特性の、場合によってはレート特性の入力を提供することが
できる入力装置である。サムホイールは、μPDAおよびI/Oインターフェイ
ス1016と組合わせて、多くの用法を持っている。そのような用法の一つは、装置
の表示装置上のアイコン、文字、メニュー等の制御されたスクロールである。サ
ムホイールは、ポインタ装置の多くの機能を提供する。
μPDAのこの実施形態では、第2の外部コネクタ部1020が設けられている。
このコネクタ部は、拡張バスインターフェイスの一部として、周辺装置を係合す
るためのものである。
図12は、タイプIIのPCMCIAや他の比較的小型のパッケージにおいて
、本発明にしたがったμPDAを構成する手段の簡単な断面図である。IC1034
は、絶縁保護材料1036の内部に閉込められており、相互接続は、内部封止構造を
覆っているように示されている可撓性ポリマー薄膜1032上の線により達成される
。この構造では、ICは、プリント回路ボードに組立てるためのハンダリード線
を有する通常の方法でパッケージされていない。むしろ接続は、チップ上のハン
ダパッドとカプトン薄膜上の線との間で直接的になされる。また、素子番号1034
で示されているICを、μPDA中の特定の機能ICに関係付ける意図はない。
この断面図は、組立ての方法を図示しているだけである。
このコンパクトな組立てでは、CPUやメモリ用の内部接続とは離れた、表示
装置1025や接触感応スクリーン1027のような他の要素に接続するための線も、薄
膜1032の一側面上にある。
LCD表示装置1025は、μPDAの一側面上に構成されており、接触感応イン
ターフェイス27は、LCD表示装置の少なくとも一部を覆うように設けられてい
る。金属ケース1038や他の適当な材料や材料の組合わせが、内部部品を取り囲ん
でおり、タイプIIのPCMCIA形状因子に適合している。この簡単な断面図
は、必要とされる小さな形状因子に、必要な部品が安価に適合することを可能に
する構造のうちのいくつかの原理を図示している。他の実施形態では、直前に説
明した内部封止構造ではなく、むしろPCB技術のような比較的普通の技術を使
用して、μPDAは、タイプIII(10ミリメートル厚)のPCMCIA装置
の形状因子で構成されている。さまざまな他の構造、形状因子、および組合わせ
も同様に可能である。
図13は、図11A、図11Bおよび図12のμPDAの簡単な電気的ブロッ
ク図である。ユニークなマイクロコントローラ1011は、独立モード、すなわち、
μPDAがホスト装置に結合されていない時に、μPDAのCPUとして機能す
る。μPDAがホストコンピュータに結合された時、マイクロコントローラ1011
は、ホストのCPUにバス制御権を与えるスレーブ装置として機能する。結合モ
ードでは、したがってホストのCPUは、多くの場合、以下に説明するセキュリ
ティ処理手順を受けること条件として、μPDAのメモリ内容の制御権を得る。
したがって、ホストコンピュータは、結合されたμPDAメモリに、また結合さ
れたμPDAメモリから、データおよびソフトウェアを転送することができる。
他の実施形態では、他の多くの共同動作モードが、2つのCPUとアクセス可能
なメモリ装置との間で達成される。
メモリ1013は、この実施形態では、1から2メガバイトの不揮発性素子である
ことが望ましく、アプリケーション用の制御ルーチンとデータファイルの両者は
、このメモリに記憶される。メモリ1013は、ROM中に記憶されたソフトウェア
とフラッシュメモリ中に記憶されたデータを備えた、フラッシュメモリ、CMO
S ROM、バッテリを備えたCMOS RAMや、この組合わせでもよい。メ
モリ装置は、専用バス構造1017を介してマイクロコントローラ1011にインターフ
ェイスしており、マイクロコントローラ1011は、メモリバス1017を駆動するよう
に構成されている。
バッテリ1015は、独立モードでは電源であり、いくつかの方法の1つ以上のも
ので再充電される。電源線は図13に示されていないが、μPDAモジュール中
の電力が供給されているすべての装置に延びている。装置がホストに結合された
時、バッテリを再充電するために、ホスト電源は、ホストインターフェイスを介
してピンに接続されてもよい。代わりに、バッテリを充電し、および/または、
μPDAに電力を供給するために、太陽電池パネルのような付加手段を設けても
よい。電力用の太陽電池パネルは、この開示の他の部分で説明されている。また
バッテリは、周期的な取替えのために、容易に取り除くことができる。
ホストバスコネクタ1014は、前に説明したように、結合モードでホストとの接
続をもたらすバス構造1026を含むホストインターフェイスの一部である。好まし
い実施形態では、ホストインターフェイスは、PCMCIAタイプII第3修正
版標準規格にしたがっており、PCMCIAモードまたはPCIモードに類似す
るモードで通信することができる。PCIモードは、インテルコーポレーション
により開発された高速中間バスプロトコルに関係しており、工業界で、標準的な
バスアーキテクチャーおよびプロトコルになることが期待されている。この実施
形態では、ホストにおける物理的インターフェイスは、PCMCIA装置用の典
型的な既知の結合差込み口と同じような、スロット状の結合差込み口である。こ
の結合差込み口は、フロッピー駆動装置のような組込み装置の結合ボックスとし
て構成されても、また他の何らかの形態ととってもよい。
コネクタ部1020は、前に説明した拡張バスインターフェイスの一部であり、マ
イクロコントローラ1011に接続された専用バス構造1040を含んでいる。このイン
ターフェイスは、多数の異なる方法で構成することができる。選択的な拡張バス
インターフェイスの目的は、プリンタ、ファックスモデム、ホストセルラ電話そ
の他のものような、選択的な周辺装置を接続することである。本発明の最低限の
実施形態において、拡張バスインターフェイスは不可欠な構成ではないが、多く
の実施形態で非常に拡張された機能性を提供する。
拡張インターフェイスは、いくつかの形態のいずれもとることができる。好ま
しい形態は、留保中の特許出願に開示されている、本発明者による発明に基づい
た拡張強化パラレルポートおよびプロトコルである。他の形態は、8ビットアド
レスおよび8ビットデータ能力を有するインデックス付きI/Oポートである。
拡張ポートの要求は、接続および通信プロトコルが、電話モデム、ファックスモ
デム、スキャナ等のような拡張装置と適合することである。他の多くの形態も可
能である。
μPDAとともに使用するために、ボックス1019にリストアップされている装
置のような選択的な装置を、拡張バスを介して接続してもよい。このような装置
の選択されたものを、さまざまな実施形態においてμPDAに組込みこむことに
より、さまざまな応用性を提供してもよい。前者の場合、接続は、パス1021とコ
ネクタ部1020を介する拡張バスインターフェイスとを通る。組込みの場合、接続
は、パス1023で示されているようなμPDAの内部接続線である。
I/Oインターフェイス1016(図11B)は、μPDAアプリケーション関連
データを見て、ソフトキーを介して接触感応入力するためのものである。さまざ
まな機能のソフトウェアにより、特定の接触感応スクリーン領域にソフトキーの
意味のある割当てをすることによって、ソフトキーは入力キーとして機能する。
I/Oインターフェイス1016におけるラベルは、インストールされたマシーン制
御ルーチンにしたがったさまざまな動作モードで、接触感応領域の機能を識別す
る。LCD表示装置1025および接触感応領域1027は一体になって、前にも説明し
た、コンビネーションI/Oインターフェイス1016を形成する。
本発明の実施形態の中には、データおよびプログラムのセキュリティが、電気
的に消去可能でプログラム可能な読取り専用メモリ(EEPROM)1031に含ま
れて提供され、これは、専用通信線によりマイクロコントローラ1011に接続され
る。ホストとμPDAとの間の情報転送に対するセキュリティを提供するために
、EEPROM1031は、製造の時点でインストールされる1つ以上のコードを保
持している。目的は、ホストによるμPDAのメモリ内容へのアクセスを制御す
ることであるので、各μPDAは独立的に構成されてもよい。これを達成するた
めに、結合およびバスマスターマシーン制御ルーチンは、結合の時点で起動され
る。このセキュリティプロセスは、以下にさらに詳細に説明する。他の実施形態
では、セキュリティコードは、読取り専用メモリ(ROM)チップや、他の永久
的または半永久的メモリ情報源により提供してもよい。
図14は、図11Bに類似したμPDAの平面図であり、特定のI/Oインタ
ーフェイス1016を示している。I/Oインターフェイス1016の大きさおよび位置
は変更してもよいが、一般的に、モジュールの一側面の主要部分を占有する。一
実施形態では、I/Oインターフェイス1016は、32×12文字を表示する、表
示画面サイズで256×144ピクセルの解像度を有するLCD表示装置を含ん
でいる。この実施形態において、各文字は、8ピクセル幅と12ピクセル高の領
域に表示される。他の実施形態では、ピクセル解像度は320×200であり、
40×16文字に対応している。
接触感応スクリーンの接触感応領域は、表示装置の文字領域に対応している。
指や尖筆で領域を触ることにより、最小限のCPU依存度で、データを極めて迅
速に入力することができる。
一角において、サムホイール1018は、インストールされている制御ルーチンに
したがって、表示装置の構成を制御する2方向性手段を提供する。メニュー1070
は、進行中の任意のアプリケーションの現在のステータスを表し、適切なユーザ
メニュー選択を提供するために、一側面において構成される。好ましい実施形態
では、サムホイール1018からの入力は、メニュー1070をスクロールさせるために
使用され、アクティブ領域は、カーソルにより示されてもよい。ユーザは、適切
な接触感応領域を押すことによりメニュー選択を行う。ユーザの好みにしたがっ
て表示装置のいずれかのサイドにメニュー領域を表示させるために、特定の入力
を設けてもよい。
この実施形態では、特定の文字が領域1074に表示され、それぞれの文字領域が
接触感応入力領域と関係している。選択可能な文字専用の領域1070は、標準キー
ボードのすべての文字を表示するには非常に小さすぎるので、サムホイール1018
からの入力は、仮想的な標準キーボード全体を表示している領域1074をユーザが
パンできるようにする。一方向におけるサムホイール1018の移動は、文字領域を
水平にパンさせ、もう一方向におけるホイール1018の移動は、文字領域を垂直に
パンさせる。端部に到達した場合は、ウインドウは、他の端部から仮想キーボー
ドをパンさせる。このようにして、標準キーボード全体を表示させて、指または
尖筆で選択を行うために、ユーザは文字ウインドウを迅速にパンさせることがで
きる。もちろん、アクセスのために、仮想キーボードを標準キーボードのフォー
マットでレイアウトすることは要求されるものではない。文字および句読点等を
、単に、表示装置の領域に沿って単一の帯状に表示し、サムホイールや他のポイ
ンタタイプの入力装置からの入力によりスクロールさせてもよい。
この実施形態では、パン処理することにより生じる遅延を避けるために、サム
ホイールが素早く回転された場合、インターフェイスのスピードを上げるために
、文字ウインドウをスクロールさせるよりも、むしろジャンプさせる。さらに、
メ
モリ依存度を最小にするために単一のフォントが望ましいが、メニュー1070が、
異なるフォントおよびサイズで、文字表示を選択的に提供してもよい。文字選択
および表示には多くの代わりのものがあり、スクロール処理およびパン処理を可
能にするために多くの方法でサムホイール1018を構成できることは、当業者に明
らかである。
この実施形態では、文書ウインドウ1072は、I/Oインターフェイス1016の上
部または下部に設けられる。編集のために、カーソルは、文書内のアクティブ位
置を位置付ける。メニュー1070は、利用可能なフォントの選択を提供し、サムホ
イール1018による入力は、文書上のカーソルの動きを制御する。ほとんどの場合
、文章は領域1072の表示能力より非常に長いので、キーボードウインドウをパン
させるのと本質的に同じ方法で、文書ウインドウをパンさせる必要がある。例え
ば、サムホイール1018を一方向に回転させると、文章の水平の帯が表示され、一
方、サムホイールを反対方向に回転させると、ウインドウは、同じ文章の帯を垂
直方向に移動させる。
文書とキーボードウインドウ間をスイッチさせるように、ソフトキーや選択的
なハードキーを構成してもよく、左または右への、上または下へのスクロール処
理、文書またはキーボード間をスイッチさせるように、同じまたは他のキーを構
成してもよい。サムホイールの動作モードを変更するためにスイッチキーを使用
してもよい。文字とメニュー事項を選択するために、フロートポインタと組合わ
せてスイッチキーを使用してもよい。この実施形態では、ユーザは、サムホイー
ルとスイッチキー上に自分の手を比較的動かさずに置きながら、可能なすべての
選択をすることができる。フロートポインタと組合わせてスイッチキーを使用す
ると、小さなフォントの使用を促進する。ケース1012上の便利な位置に、付加的
なハードキーとして、スイッチキーを組込んでもよい。
ユーザに優しいユーザインターフェイスを提供するために、メニュー選択、ス
イッチキー、およびI/O構造を組合わせる非常に多くの方法があることは、当
業者に自明である。本発明のさらに別の実施形態は、ユーザがI/O領域の表示
の特徴を完全にカスタマイズできるI/O設定アプリケーションを提供する。
開示されているサムホイールに対する別のものとして、本発明の異なる実施形
態では、ポインタ形の入力を提供するために、他の異なる種類の機械的なインタ
ーフェイスがある。一つのものは、4方向感圧マウスボタンと選択ボタンであり
、これらは、I/Oインターフェイス1016の下のケース1012の対向する両端部に
位置させてもよい。それぞれのボタンは、1本の指により操作されるように設計
されている。4方向感圧マウスボタンは、カーソルのメニュースクロール処理、
ならびにキーボードと文書ウインドウのパン処理および/またはインデックス処
理を提供することができる。一方、選択ボタンは、カーソルの位置にしたがって
選択および編集をするために使用することができる。この構成は、手の動きを最
小にし、I/O領域が見えるようにクリアに保つ。
サムホイール、感圧スイッチおよびボタン等の構成は、機械的な動きと圧力を
電気信号に変換することや、そのような信号をマイクロコントローラに提供する
ことを含み、技術的に知られている。この理由のために、このようなインターフ
ェイスの詳細は、この開示では提供されていない。しかしながら、表示および入
力領域を有するこのような入力の組合わせは、発明性があると考えることができ
る。
図15は、本発明の実施形態にしたがった、タイプIIのPCMCIA結合ポ
ート1105を介してノートブックコンピュータ1172に結合される状況にあるμPD
A1010の斜視図である。以下にさらに説明するように、μPDAが一旦結合され
ると、通信を管理し、メモリアクセス権が正しいかを確認する(セキュリティ)
ために、ホストコンピュータにより、μPDAが起動され、処理手順が開始され
る。
多くの理由により、アクセス権が重要であると発明者は考えている。第1に、
それぞれのμPDAに一意的である1つ以上の特定コード手段を通して、ユーザ
は、承認されていない人によるアクセスから、自分のモジュールに記憶されてい
るファイルを保護してもよい。コードは、I/Oインターフェイス1016を介して
の、またホストバスインターフェイスを通じての、データとファイルの両者への
アクセスを制御するために使用することができるので、データとファイルは、承
認されていないホストシステムによるアクセスに対して安全である。
前者の場合において、μPDAに電源が投入された時、I/Oインターフェイ
ス1016(図14)に入力されるべきアクセスコードを、アプリケーションルーチ
ンがユーザに対して質問することができる。コードが適切に入力されない場合、
アクセスは拒否され、電源は遮断される。この目的のためのコードは、EEPR
OM1031(図13)に、または、この目的のために使用されるどのようなROM
装置にでも記憶させてもよい。いくつかの実施形態では、コードは製造時にマス
クプログラムされるので、変更することができない。他の実施形態では、コード
は、現場で特定の処理手順によりアクセス可能で、変更することができる。
ホスト通信の場合、携帯型またはデスクトップコンピュータや他の何らかの装
置が、μPDAを受け入れるように物理的に構成された結合ポートを持っている
かもしれないが、μPDAと通信するようには構成されていないということも有
り得る。これは、確実に、μPDAがPCMCIA形状である場合である。開示
および説明のために、この明細書は、そのような装置を一般ホストと呼ぶ。もし
装置がμPDAと通信するように構成されているのであれば、その装置は、エネ
ーブルホストである。もし特定のμPDAへの完全なアクセスのためにホストが
構成されているのであれば、ホストは専用ホストである。
結合装置が一般ホストの場合、μPDAを提示している人が制御ルーチンをホ
ストに提供しない限り通信はなされない。フロッピーディスクからや、結合ポー
トを介して別のメモリカードから転送すること等により、これは一般ホストに対
して実行され、いくつかの実施形態では、さらに通信を促進するためにホストへ
転送可能である通信ソフトウェアが、結合されたμPDAのメモリ1013(図13
)に存在している。
結合装置が実際、エネーブルホストである場合、または結合後に、エネーブル
ホストに構成された場合、ホストとμPDA間のデータおよびプログラム転送の
承認を確認するために、EEPROM1031(または他の記憶装置)中の記憶コー
ドを使用してもよい。一実施形態では、この処理手順は次の順番である。すなわ
ち、第1に、適合結合ポートにμPDAを結合させた時に、あるピン接続が、μ
PDAマイクロコントローラとモジュールが結合されたホストCPUの両方に信
号を伝達する。エネーブルホストを仮定すると、結合の事実は、両システム上で
初期設定プロトコルを開始させる。
ほとんどの実施形態では、結合装置がホストでないのであれば、すなわち、結
合されたモジュールと通信できないのであれば、なにも起こらず、ユーザは単に
結合されたモジュールを取り出すだけである。もしコンピュータがエネーブルホ
ストである場合、μPDAマイクロコントローラを介して、μPDAのデータフ
ァイルへのホストのアクセスを形成するために、アプリケーションが開始される
。特定の実施形態に対して以下にさらに完全に説明されるユーザインターフェイ
スは、ホストモニタ1104(図15)上に表示される。図14に見られ、添付され
ているテキストに説明されているように、他のアプリケーションメニューと同様
に、ホストインターフェイスメニューは、μPDAのI/Oインターフェイス10
16の表示として部分的にフォーマットされてもよい。いつくかの実施形態では、
ホスト表示画面上に表示されたμPDAの入力領域を操作することにより、結合
されたμPDAを、本来の位置で操作することができる。
もしホストが結合されたモジュールのホーム装置でない場合、すなわち、結合
されたモジュールに記憶されているものと一致する組込みIDコードをホストが
持っていない場合、ビジタープロトコルが開始される。この場合、結合されたモ
ジュール中の制限されたデータアクセス領域を選択するための、パスワードの質
問のようなさらなる入力のために、ホスト表示装置1104上にビジターメニューが
表示される。この場合、適切なパスワードを入力することにより、ユーザが、結
合されたモジュールのメモリレジスタへの完全なアクセスを得ることもできる。
もしホストが完全な適合ホストホーム装置であれば、ホストが結合されたモジ
ュールのプログラム領域を含むメモリ内容へホストがアクセスできるように、ホ
ストに対して完全なアクセスが直ちに許可される。そして、データおよびプログ
ラムの両方が交換される。
いかなる場合でも、μPDAが結合ポートから取り出され、または取り除かれ
た場合、搭載されているモジュールマイクロコントローラは、内部μPDAバス
構造の完全な制御を再び得る。
図16は、ホストコンピュータに結合されたμPDAの簡単なブロック図であ
り、図17は、本発明の実施形態にしたがった、ホストコンピュータ1066にμP
DAを結合させることを含むステップの基本論理フロー図である。ホストコンピ
ュータ1066は、最も一般的な形態で表示されており、ホストCPU1024、キーボ
ードのような入力装置1060、ハードディスクドライブのような大容量記憶装置10
28、システムRAM1062を備えている。多くのホストは、さらに複雑なアーキテ
クチャーを持っており、示されているアーキテクチャーは図示のためであること
は、当業者に明らかである。
μPDA装置が結合された時、図16のコネクタ1014’は、図11Bおよび図
13に示されている部分1014と、ポート1105(図15)において部分1014と係合
するための結合コネクタ部とを含んでいる。コネクタの別の部分の係合は、μP
DAのバス1026とホストのバス1026’との間に直接的な接続を生じさせる。そし
て、マイクロコントローラ1011とホストCPU1024との間にダイレクトバスパス
が存在することになる(図16)。
前に説明したように、モジュールが結合されていることを、信号送信するのに
専用の(図示されていない)ピン形態がコネクタ1014に存在する。図17におい
て、ステップ1042は、μPDAモジュールの結合ポートへの挿入を表している。
ステップ1044では、物理的な結合が達成されたことを、信号送信ピン形態が意味
している。ステップ1046では、ホスト中の結合されたホストバス1026’を含んで
いるホストインターフェイスバス1026が活性化される。
ステップ1048では(図17)、μPDA中のマイクロコントローラ1011は、予
めプログラムされたPOST処理手順を開始する。この実施形態におけるマイク
ロコントローラ1011は、マイクロコントローラチップ上に構成されたRAM1068
のページを有している。他の実施形態では、RAMを他の位置で使用してもよい
。ステップ1050では、POSTルーチンは、ブートストラッププログラムをRA
M1068にロードし、このプログラムは、セキュリティ確認用のコードを含んでい
る。このコードは例えばシリアル番号を含んでいる。
ステップ1054では、ブートストラッププログラムは、マイクロコントローラ10
11内で実行を開始し、ステップ1056では、マイクロコントローラは、ホストイン
ターフェイスバス1026を通じてホストからパスワードを探す(図16)。
エネーブルホストまたは専用ホストを仮定した場合、結合の事実は通信ルーチ
ンも生じさせ、これは例えば、先に部分的に説明したように、ホスト装置のモニ
タスクリーン1104上のユーザインターフェイスに表示するために、ホストの大容
量記憶装置1028からアクセスされる。一般ホストをエネーブルホストにするのは
、この通信プログラムである。
エネーブルホストであるが、専用でないホストを仮定すると、ユーザインター
フェイスは、ユーザに1つ以上のパスワードを入力するように照会を行う。その
パスワードの入力が成功した後に、シリアル番号やおそらくはμPDAのブート
ストラップ中にEEPROM1031からアクセスされる他のコードとの比較のため
に、ホストは入力をマイクロコントローラ1011に送る。
ホストから結合モジュールに送られたコードにしたがって、マイクロコントロ
ーラ1011は、図17の機能1052において、ホストCPUに対してメモリ1031への
完全なアクセスを許容し、機能1058において、受信されたコード(またはまった
く一致しないコード)により規定される、何らかのレベルの限定されたアクセス
を許容する。
μPDAメモリ1013への部分的または直接的なアクセスを許容するアクセスプ
ロトコルおよび処理手順は、バスマスター技術のような、技術的に比較的よく知
られた処理手順であり、ここでは詳細に再現する必要はない。コードの簡単な比
較に加えて、μPDAとホスト間の通信におけるセキュリティの完全性を改善す
るために組込むことができる他の技術がある。例えば、EEPROMや他の不揮
発性情報源の記憶能力の限界内で、実行可能なコードや、他の情報源からの実行
可能なコードとともに使用されるコードキーや、メモリ位置を再配置する比較的
簡単なマップ等も、搭載RAM1068にアップロードされるので、それぞれのμP
DAは、正にユニークな装置である。
先に紹介した通信ルーチンの一部として、本発明の一つの観点において提供さ
れる付加的でユニークな特徴がある。そのような特徴の一つは、すべてのメモリ
システムへの直接的なバスアクセスを有するホストシステムの制御の下、両方の
コンピュータ中の現在のファイルと新しいファイルの自動的な更新処理および相
互参照処理である。自動更新処理には、クロック識別特性のみによる自動更新処
理や、転送前の新しいファイルのフラグ処理や、新しいもののために古いものを
廃棄する前にファイルの古いのと新しいのとの両方のバージョンをユーザが再検
討できるようにする編集手段のような、さまざまな選択肢がある。サテライトと
ホストとの間におけるこのファイルの自動的または半自動的な更新処理は、長年
の問題を取扱う。更新処理ルーチンは、古いファイルを保存するために、バック
アップを選択肢として組込んでもよい。
ホスト/μPDA通信における他の有用な特徴は、μPDAへダウンロードし
て、すでに存在している実行可能なルーチンを置換または補完するために、ユー
ザに、実行可能なプログラムファイルの一群を選択させて、それを混合したもの
を構成させる手段である。ユーザは、幅広いさまざまな予期される仕事環境の間
でμPDAの便利な適用範囲を構成するバッチファイルとしてダウンロードする
ための、さまざまな異なるプログラムリストを持つことができる。
データベース、スプレッドシート、書類、通貨交換のようなトラベルファイル
、ファックス処理や他の通信プログラム、タイムクロック、アドレスおよび電話
の記録等のようなアプリケーションは、ユーザの好ましいアプリケーションのカ
スタマイズされたリストを構成する。
他の実施形態では、結合されていないμPDAは、選択的な拡張バス1040(図
13)を介して、データを直接的にホストに転送することができる。自分のホス
ト(ノートブックやデスクトップ)コンピュータ上でPCMCIAインターフェ
イスへのアクセスを持たないμPDAユーザのような特別な場合には、拡張バス
インターフェイスを介して、シリアルポートのようなホスト上の補助ポートを通
じてホストに接続することができる。この場合でも、μPDAはホストからパス
ワードを要求し、受信されたパスワードにしたがって、その搭載メモリへのアク
セスを制御する。
μPDAがホストにより支配されている間に、選択的な拡張インターフェイス
をいくつかの実施形態で使用してもよく、この場合ホストは、μPDAのバス構
造を通してデータを効率的に送る。
ソフトウェア自動販売機:
本発明の他の観点において、非常に大きな電子的記憶能力を有するソフトウェ
ア自動販売機が提供され、このソフトウェア自動販売機では、μPDAユーザが
、
モジュールを結合させて、μPDA環境に適合するソフトウェアルーチンを購入
し、ダウンロードすることができる。
図18は、μPDA用の結合差込み口1063、クレジットカードスロット1065、
紙幣スロット1067を有するこのような自動販売機1061の斜視図である。表示装置
1069は、表示装置の両側に沿ったボタン1071のような選択ボタンとともに、ソフ
トウェアを検討して、自動販売機から購入するためのユーザインターフェイスを
提供する。別の実施形態では、表示装置は、接触スクリーンを有していてもよく
、実施形態によっては、さらに大きなスケールにおいてμPDAI/O領域をエ
ミュレートしてもよい。
動作において、この実施形態では、ユーザは、売り物のソフトウェアを検討し
、単に自分のμPDA装置を自動販売機に結合させて、表示装置1069上のメニュ
ーから選択するだけである。メニューにより、ユーザがすべての購入可能なアプ
リケーションを拾い見し、前に入力されているデータの新しいアプリケーション
をリスト表示させることができる。ユーザはあるアプリケーションを選択し、少
なくともシミュレーションでそれらを試し、その後に、購入するアプリケーショ
ンを選択することできる。
適当なアプリケーションの識別や支払いのようなすべての要求に一旦一致する
と、自動販売機は、μPDAのメモリに、または、ユーザか自動販売機により提
供されるフロッピーディスクに、選択されたアプリケーションをコピーする。こ
の場合、自動販売機内にフロッピーディスクドライブ1073や、ディスクドライブ
で使用するために顧客に対してフォーマット済みフロッピーを販売するポート10
75もある。このモードは、ユーザのμPDAが希望するソフトウェアを受信する
ための容量を越えてロードされる場合や、単にユーザが自己のホストコンピュー
タで自分自身でソフトウェアを混合させたい場合に有益である。
新しいファイルやデータをインストールする前に、1つ以上のフロッピーディ
スクに、すべてのまたは選択した自分のファイルを読み出してコピーするように
、ユーザが自動販売機に命令できるように、バックアップの選択肢を設けてもよ
い。
既に説明したように、それぞれのユーザのμPDAは、シリアル番号や他のコ
ードによりμPDAを一意的に識別する、EEPROMや他の記憶装置を含んで
いるので、この実施形態では、自動販売機は、いくつかのモードの一つで、ソフ
トウェアを提供するように構成することができる。
ユーザは、非常にわずかな費用でアプリケーションのデモコピーを購入するこ
とができる。このデモコピーはアプリケーションの完全な能力を提供するもので
はないが、購入前にアプリケーションをテストして慣れ親しむ機会をユーザに与
える。また、ロードされるμPDAのIDキーに適合し、そのμPDA上におい
てのみ動作可能な同じアプリケーションのバージョンを、ユーザが購入すること
もできる。他の実施形態では、ソフトウェアは、有鍵μPDAの一群間で転送可
能であるか、または、制限された回数だけ「開鍵」する能力を備えている。これ
らの場合、アプリケーションは、開鍵バージョンよりも安価で販売される。開鍵
バージョンは、任意のμPDAおよび/またはホスト/μPDAシステム上で動
作する。開鍵バージョンに対するより高い価格は、販売されたアプリケーション
の未承認者による共有の可能性を補償する。
自動販売機は、ソフトウェア自動販売機に結合されたμPDA上、または一群
のμPDA上でのみ動作するようにカスタマイズされた有鍵バージョンを提供す
ることもできる。それぞれのμPDAの独立した一意の性質から、この有鍵バー
ジョンは可能であり、このμPDAは最低限、一意のシリアル番号を有しており
、既に説明したような他のセキュリティプログラミングを備えていてもよい。こ
のことにより、アプリケーションが販売された特定のモジュール上でのみ動作す
るアプリケーションのカスタマイズされたコピーを、自動販売機が準備してダウ
ンロードできる。
当業者に明らかなように、これらユニークなものを実行できる多数の異なる手
段がある。自動販売機のメモリ設備に記憶されている標準バージョンは、例えば
、編集におけるキーとして、結合または識別されたμPDAからの一意のコード
を使用して、ダウンロード処理している時に再編集できるので、実行している間
に命令を順序付けるために、同じ一意のキーを使用することによって、特定のμ
PDAのみがプログラムを実行することができる。アプリケーションをスクラン
ブル処理またはカスタマイズ処理するためのキーは、μPDA中に一意的に記憶
されている他のコードおよび/または実行可能なコードシーケンスを含んでいて
も
よい。
自動販売機に関係するさらに別の観点において、ユーザ用のハードコピーマニ
ュアルをプリントするプリンタ出力口1077がある。もちろん、販売されるソフト
ウェアがμPDAに対する特定のものである必要性はない。アプリケーションは
、他の種類のマシーンに対して販売されてもよく、μPDAのメモリ中に入れて
、またはフロッピーディスク等によって運んでもよい。この実施形態では、μP
DAユーザでない者も、ソフトウェアの幅広い各種詰合わせを獲得することがで
きる。
ソフトウェア自動販売機は、飛行場、駅舎、コンベンションセンタ、ホテルの
ようなロケーションにおいて、選択的な情報表示センタとしても機能する。μP
DAを挿入した時、ユーザは、直接的にインターフェイスし、これらに限定され
るものではないが、地域的、全国的、世界的なニュース;株式相場および金融リ
ポート;天気;輸送機関スケジュール;道路地図;言語翻訳;通貨交換アプリケ
ーション;Eメールや他の直接的なオンラインサービスを含む現在の情報をアッ
プロードすることができる。
カスタマイズされた自動販売機は、ビジネス旅行者に適合するようにされ、適
切な情報への迅速なアクセスを可能にし、Eメールを通じて送信するために、ユ
ーザがファイルをダウンロードできるようにする。本発明の他の観点において、
自動販売機は相互にリンクされており、関連した自動販売機の位置する場所を旅
行している仲間に、ユーザがメッセージ送信できるようにする。このような専用
μPDAのEメールは、特定のμPDAが結合された時に、その特定のμPDA
に直ちにダウンロードされる。送り手は、識別標識として仲間のμPDAの一意
の符号化キーか、Eメール用の他の何らかの専用識別手段を持っている。
他の実施形態では、それぞれの仕事仲間が飛行場に到着した時に、彼等のμP
DAに選択的にインストールされている(示されていない)赤外線インターフェ
イスを通じて、彼等はその位置にあるカスタム自動販売機を刺激する。カスタム
自動販売機にも赤外線通信のための装備がなされており、信号を受信して、待ち
状態の任意のメッセージを送信するか、または受信する。拡張表示装置:
図19は、本発明の観点にしたがった拡張I/Oインターフェイス装置1079の
平面図である。約5インチの対角線長を有するインターフェイス装置1079は、接
触感応入力スクリーンにより少なくとも部分的に覆われているコンビネーション
LCD表示装置を含んでおり、μPDA中と非常に似た方法でI/O領域1080を
提供している。4つの結合差込み口1081,1083,1085および1087は、この実施形態
では、インターフェイス装置1079の左右の端に設けられており、PCMCIAの
タイプIIモジュール用に構成されている。これらの差込み口の1つは、本発明
にしたがったμPDAを結合させるために使用され、他の3つは、機能的なPC
MCIAモジュールを結合させることにより、より大型のCPU、追加メモリ、
バッテリ電源、モデム等のような周辺機器を提供する。
インターフェイス装置1079は、本発明にしたがったμPDAを含んでいる結合
PCMCIA装置を通じて、特殊コンピュータを組立てるための骨組みである。
μPDAが他の形状因子をとる他の実施形態では、結合差込み口はそれにしたが
って適合される。
この実施形態における結合μPDAは、I/O領域1080にそのI/O表示を生
成するように構成される。μPDA上のサムホイールは、結合されている時にア
クセス可能であり、この場合、独立モードで既に説明したように機能する。他の
観点では、拡張表示装置は再構成された出力を有しており、この再構成された出
力は、接触スクリーン単独、および/または追加ハードウェア選択ボタン、およ
び/または専用バスポートや結合μPDAの拡張ポートを通じて、拡張表示装置
に接続されている標準キーボードからのデータをユーザが操作できるようにする
。別の実施形態では、拡張表示装置は、専用マウスポートおよび/または専用サ
ムホイールを備えている。
さらに別の実施形態では、インターフェイス装置1079は、安価で置換可能な普
通のバッテリおよび/または再充電バッテリを備えている。また他の観点では、
インターフェイス装置1079は、2つ以上の独立したμPDAを結合し、相互に開
鍵されたファイルを操作することができる制御ルーチンにしたがって、それらの
μPDA間でデータファイルの相互参照をすることができる。さらにまた、イン
ターフェイス装置1079は、専用の標準的なまたは小形化されたキーボード上で容
易に見ることができるように配置および構造的に支持されて、入力装置としての
キーボードに接続される。そして、キーボードは自動的に入力装置として機能す
る。
μPDA用のインターフェイス装置1079は、ポケットブックやブリーフケース
にすベリ込ませることができる程度に十分小さくコンパクトで、非常に携帯性に
富んでいるが、非常に強力なコンピュータを提供する。
マイクロフォン/ボイスノート:
図20は、I/Oインターフェイス1116、拡張ポート1120、ホストインターフ
ェイスコネクタ1114を備えたμPDA1110の平面図である。μPDA1110は、前
に説明したすべての特徴と付加的なマイクロフォン1088を備えている。この実施
形態では、マイクロフォンからのアナログ入力をデジタル音声記録に変換するた
めに、μPDA中の制御ルーチンは、線形予測コーディング(LPC)方法を使
用する。この方法は、最小のメモリしか使用しないが、認識できる限度内におい
て人間の声のようなオーディオ入力を再生することができる。
別の実施形態では、よりよい品質の音声記録用に、アナログ信号を分離し、よ
り忠実なデジタル再生を合成するために、2ステップ積分器が使用される。
このように構成されたμPDAにより、ユーザのボイスノートを記録し、処理
のために後でホストにアップロードすることができる。将来性ある実施形態にお
いて、デジタル信号は、テキストに変換されるか、またはネットワーク上でボイ
スメールとして送信される。さらに別の実施形態では、編集のために、スピーカ
とともにマイクロフォンが一体化される。
セルラ電話インターフェイス:
図21は、本発明の実施形態にしたがった専用セルラ電話1045に結合されたμ
PDA1010の斜視図である。電話1045は、本発明にしたがったμPDA用の結合
ポート1049を備えている。この実施形態では、ポート1049は電話1045の一側面上
にあり、結合後にμPDAのI/Oインターフェイス1016にアクセスするための
窓1051がある。結合されたμPDAにより、μPDAのすべてのソフトウェアお
よびメモリを電話が利用可能となり、ユーザは、I/Oインターフェイス1016に
より電話を操作することができる。
本発明のこの観点では、セルラ電話の使用を拡張するために、ユニークな制御
ルーチンおよび表示構成が提供される。例えば、電話番号、関連するクレジット
カード番号、アクセスコード等のユーザコレクションのすべてが容易に利用可能
であり、素早くそして便利にアクセスして使用することができる。一つの観点に
おいて、簡単な入力装置が選択のためにアルファベット文字を表示し、一旦文字
が選択されると、呼出されるかもしれない当事者の部分的なリストが表示される
。入力装置に触れることにより、またはμPDAのサムホイールを使用すること
により、リストをスクロールさせることができ、強調されているエントリを選択
することができる。電話番号が表示されることは要求されない。
呼ばれるべき人が一旦選択されると、この目的のためにμPDAのメモリに記
憶されている必要なクレジットカード情報を含めて、μPDAはその通話のため
にダイヤルする。
別の実施形態では、通話の時間が計られてタイムスタンプが付けられ、通話中
および通話後にノートするために、エリアとともに、総合記録が記録される。
他の実施形態では、会話がデジタル的に記録され、後に処理するためにファイ
ルされる。将来性ある実施形態は、ホストあるいはセルラ電話1045内に音声圧縮
プログラムを含む。例えば、ボイスメールシステムに分配されるべきメッセージ
のような圧縮ボイスファイルは、μPDAへダウンロードされるか、またはセル
ラ電話内部のより大きなメモリフォーマットに伝えられる。その後、μPDAは
、ホストまたは、コネクタ部1020において選択的な拡張バス1040(図16)取付
けられた専用モデムを通じてファイルを送る。
この特定の実施形態では、セルラ電話は、デジタル伝送用のバスポートを備え
ている。この場合、信号を伸長し、個々のメッセージを分配するために、伝送の
受信端においても、ボイスシステム制御ルーチンとともに圧縮アルゴリズムが確
立される。
別の実施形態では、ボイスメッセージが無線形式でセルラ電話から圧縮されて
いないデジタル合成形態で送られ、それらを自動的に、またはそれぞれ個々のメ
ッセージの前に個々のボイスメールシステムを手動的に刺激することにより半自
動的に、専用受信ホストへ分配する。無線伝送の他の観点において、図20のよ
うなマイクロフォン/ボイスノートμPDAは、セルラ電話インターフェイスに
結合された後に、前に記憶されていたボイスノートを送る。
欧州やアジアでは、電話システムはCT2として知られている用法であり、デ
ジタル標準規格で動作しており、適合セルラ電話を持っている人が単にサブステ
ーションの活動エリア内に入ることにより、適合セルラ電話を持っている人がス
テーションにアクセスすることができるようなローカルサブステーションを含ん
でいる。本発明の一つの観点では、CT2電話機には、μPDA用の結合差込み
口が設けられ、μPDAとともに機能するように構成される。本発明のさらに別
の観点では、他のデジタル電話システムに適用可能なCT2電話システムにおい
て、CT2電話システム上で伝送する前にメッセージをデジタル的に圧縮するた
めに、上記に開示されたような圧縮ユーティリティが設けられる。
専用圧縮アルゴリズムは、現在のCT2技術を使用して、10分のボイスメッ
セージを1分に圧縮できると大まかに推定される。これは、電話使用料金をかな
り節約する。この観点では、受信ステーションにおいて適合する伸長設備が必要
であり、CT2や他のデジタル伝送用の標準μPDAボイスメールシステムに組
込まれることが望ましい。
別の実施形態では、図20に示されているようなマイクロフォン/ボイスノー
トμPDAが、圧縮または伸長されたデジタルボイスノートを運べるようにする
ために、制御ルーチンが提供される。CT2適合μPDAセルラ電話に結合され
た場合、この実施形態におけるμPDAは、圧縮形態でデジタルボイスノートを
送信することができる。
スピーカ/ページャー:
図22は、本発明の実施形態にしたがった、マイクロフォン/スピーカ領域10
90とページャーインターフェイス1092を備えたμPDA1210の平面図である。こ
のμPDAは、標準ページャーとして機能する能力を備えており、インストール
されているページャーインターフェイス1092でページャー信号をピックアップし
、マイクロフォン/スピーカ1090を通してユーザに注意を喚起する。一旦、信号
が受信されると、図21に示されているような適合セルラ電話にμPDA1210を
結合させることができ、μPDAは呼出人の電話番号を自動的にダイヤルする。
他のすべての観点は、セルラ電話の結合モードで説明されたのと同じである。
他の実施形態では、DTMFトーンを発生するようにスピーカ/ページャーμ
PDAを刺激することができる。DTMFトーンは呼出人の電話番号から発生さ
れる。
スピーカ/ページャーμPDAは、その搭載メモリにページャー要求を記憶す
ることができる。スピーカ/ページャーμPDAは、時間および日付けスタンプ
、もし知れているのであれば呼出人の識別、他の関連情報を含むすべてのページ
ャー要求を、I/Oインターフェイス1216に表示することができる。この特定の
実施形態では、ユーザは、ページを受信し、スピーカ/マイクロフォン1090を通
してμPDA上のデジタルボイスノートで直ちに応答し、その後、専用μPDA
適合セルラ電話機か通常の電話機からその応答を送ることができる。無線赤外線インターフェイス:
図23は、本発明の実施形態にしたがった、IRインターフェイス1094を備え
たμPDA1310の平面図である。この実施形態では、遠隔制御を行うために、μ
PDAは、自宅またはオフィスにある通常の器具のアレイと通信することができ
る。器具に対する一意的な信号が、学習/受信モードでμPDAにプログラムさ
れ、ユーザパスワードの保護の下でファイルされる。一旦、正しいパスワードが
入力されると、アイコン表示メニューが、ユーザフレンドリー形式でI/O領域
1316に表示される。マスタールーチンは、最初に、どの装置にアクセスするのか
をユーザに照会する。例えば、住宅向きのアプリケーションにおいて、オーバー
ヘッドガレージドア、セキュリティシステム、自動ゲート、VCR、テレビ、ス
テレオのようなものに対して、アイコンが表示される。
本発明の他の観点では、ホストコンピュータや周辺インターフェイスのような
受信ステーションは、近くのμPDAからの直接的なデータを赤外線インターフ
ェイスで通信するIR能力を備えている。別の実施形態では、μPDAは、セル
ラネットワークとインターフェイスし、無線モデムとして機能する。
周辺機器
μPDAは、拡張ポート1020を通じて、さまざまな周辺付属装置用のプラット
フォームとして機能する(図11Bおよびその他の図)。周辺機器に取付けられ
た時、拡張ポート1020内の専用ピンがマイクロコントローラ1011に信号を送り、
周辺ブートストラップアプリケーションが実行される。その後、周辺機器または
μPDAのメモリに存在するインターフェイス処理制御ルーチンが実行され、リ
ンク処理が完了した後、μPDAのI/Oインターフェイスが関連したメニュー
駆動選択肢を表示する。
スキャナ:
図24は、本発明の実施形態にしたがった、スキャナ付属装置1055を備えたμ
PDA1010の平面図である。スキャナ付属装置はμPDAに組付けられ、拡張ポ
ート1020を通じて電気的な接続を行う。この実施形態では、μPDAに確実に取
付けるために、スキャナの物理的なインターフェイスが形成される。スキャナ付
属装置1055は、ローラホイール1057や他の変換センサを備えており、これはμP
DAのホイール1018とインターフェイスし、動作において、結果として得られる
手持型スキャナ用に変換感知処理を行う。他の観点において、スキャナ付属装置
1055は、拡張ポート1020を通して適当な信号を送信する変換装置を備えている。
スキャナバーは下側にあり、光発生に必要な余分な電力を供給するために、スキ
ャナ付属装置内に1つ以上のバッテリ1059が備えられている。
本発明のスキャナの観点において、異なる幅D2のスキャナ付属装置1055が異
なる目的のために提供される。バーは、μPDAよりも広くないか、または、米
国のレターサイズの書類または国際的なA4紙の書類の全幅を走査するために、
8インチ以上の幅である。ユニークな制御ルーチンが走査のためにμPDAのI
/O領域1016上に動作情報を表示し、スキャナバーの幅のようなさまざまな選択
肢を設定するユーザインターフェイスの提供し、走査結果が送られる時にμPD
Aメモリ中に生成されるファイル用の識別を提供する。μPDAメモリ中に記憶
される走査データは、μPDAが結合された時に、ホストインターフェイス1014
を通してホストに素早く転送される。処理を自動化するためにユニークなルーチ
ンが提供されるので、ユーザは、ファイルを検索して、すべての転送プロセスを
開始させる必要がない。
ファクシミリオプション:
図25は、本発明の実施形態にしたがって取付けられたファックスモデムモジ
ュール1089を備えたμPDAの平面図である。拡張バスインターフェイス1020に
インターフェイスしているファックスモデム1089により、通常の電話回線を通じ
てのμPDAへのファックスおよび電気通信能力が提供される。ファックスモデ
ムは、拡張バスのバス状態からファックスプロトコルに変換するための内部回路
と、電話プラグインターフェイス1091とを備えている。他の観点では、ホストと
μPDAのデータファイルの両方のファックス処理およびファイル転送を提供す
るために、μPDAをホスト中に結合し、ファックスモデム1089と組合わせて使
用することができる。この場合では、ファックスモデムルーチンがホストモニタ
上に表示される。プリンタ:
図26は、本発明の実施形態にしたがったセントロニクスアダプタインターフ
ェイスを備えたμPDAの平面図である。プリンタコネクタ1093は、ケーブル10
97を通して、コネクタ1095により拡張インターフェイス1020に係合される。変換
能力はコネクタ1093内の回路に存在しており、これは、プリンタ上の標準ポート
に係合させるために、セントロニクスコネクタとして物理的に構成されている。
バーコードリーダおよびデータ獲得周辺機器:
図27は、本発明の実施形態にしたがった、バーコードリーダおよびデータ獲
得周辺機器1100に結合されたμPDA1010の斜視図である。μPDA1010は、結
合差込み口1149に結合されている。I/Oインターフェイス1016は、特化された
データ獲得アプリケーションにしたがって、開口1147を通して情報を表示する。
この特定の実施形態において、周辺機器1100は、IRインターフェイス1094、マ
イクロフォン1103、(示されていない)スキャナポート1101、バッテリパック11
05、接触感応アレイとして実現されている数値キーパッド1096を備えている。
アプリケーションルーチンは、データ獲得周辺機器が例えば移動在庫管理装置
として動作できるようにする。ユーザは、スキャナ1101でバーコードラベルを走
査し、キーパッド1096やマイクロフォン1103を通した音声入力により総数のよう
な情報を入力することができる。周辺機器1100のアプリケーションは極めて特化
されるので、限定された音声認識システムが必要とされるだけである。音声認識
システムは、同様にマスターアプリケーション内の他のコマンドルーチンを刺激
する。
在庫が集められる時に、データベースが表示され、開口1147内のI/O領域10
16を通して直接的に操作することができ、または、IRインターフェイス1094を
通して近いホストに、迅速に情報をダウンロードすることができる。
頻繁なデータ送信の代わりに、周辺機器1100中の補助的なオプションメモリ位
置にデータを記憶させてもよい。
他の観点において、データ獲得周辺機器は、帯記録紙記録装置のような監視装
置のアナログ出力にインターフェイスされ、入ってくるアナログ信号をデジタル
化して記憶してもよい。
太陽電池充電器:
図28は、本発明の実施形態にしたがった太陽電池充電器パネル1098を備えた
、I/Oインターフェイスの反対側のμPDA1010の斜視図である。μPDA10
10が太陽光のような強い光の中にある時に、太陽電池充電器が太陽エネルギを吸
収して、μPDA内部のバッテリ1015を再充電するためにこの太陽エネルギを電
気に変換するように、パネル1098は配置される。太陽電池充電器1098は、μPD
Aの回路に恒久的に配線されるか、他の手段により取付けられており、専用電気
ポートまたは拡張ポートに接続される。μPDAが結合ポートに完全に結合して
パ
ネルが正しい位置になるように、太陽電池充電器が配置される。他の観点におい
て、μPDAを結合する前に、取り外し可能な太陽電池充電器がプラグから外さ
れ、その後、取り外し可能な充電器がより大きな表面領域となる。
ゲーム/カンファレンスセンタ:
図29は、いくつかのμPDA装置(1037,1039,1041および1043)を互いに接
続して、1人以上のμPDAユーザによる競争または相互対話型ゲームを可能に
するための、本発明の観点にしたがったゲームセンタ装置1033を大規模に表現し
たものである。この特定の実施形態では、ゲームセンタ装置1033は80486C
PUにより制御される。コネクタ1035のようなコネクタを通じて、各μPDAの
拡張バスかホストインターフェイスを介するケーブル接続により、μPDAはセ
ンタ装置に接続される。図面は4つのコネクタを示しているが、2つでもよく、
2つ以上の任意の都合のよい数でよい。
本発明の別の観点として、ゲームセンタ装置は、多数のμPDAが情報を交換
するカンファレンスセンタ装置として機能してもよい。この方法では、例えば、
センタ装置1033に記憶されている実行可能なカスタムルーチンを通して、管理者
は多数のセールスマンのμPDAを更新することができる。更新はこれに限定さ
れるものではないが、商品データベース、スプレッドシート、価格シート、仕事
の割当て、顧客プロフィール、アドレス帳、電話帳、旅程、会議中の他の関連ビ
ジネス情報を含む。
標準キーボード:
図30は、拡張ポート1020を通して、コードおよびコネクタ1153によりμPD
A1010に接続されるキーボード1151の斜視図である。この例では、キーボードは
、フルサイズの標準キーアレイ、搭載コントローラ、μPDAと通信するための
インターフェイスを備えた機械的キーボードである。他の実施形態では、キーボ
ードは、米国特許5,220,521号に教示されているような、2層で柔軟性
に富むロールアップキーボードを含む、他の多くの形態をとってもよい。
キーボードに加えて、書込みタブレット等のような他の入力装置等も、拡張ポ
ート1020を通してμPDAにインターフェイスさせてもよい。
有用な機能のためにμPDAの異なる実施形態を結合させる非常に多くの付加
的な方法がある。例えば、スキャナ1055に取付けられたIR装備μPDAが、ほ
ぼ実時間でホストコンピュータに大きな図形ファイルを転送することができる。
ファイルがテキストの場合、光学文字読取り(OCR)アプリケーションを通し
て、ホストはさらにファイルを自動的に処理し、大幅に減少されたASCIIフ
ァイルをμPDAに送り返す。既に論じたように、μPDAのファミリー装置は
、多くのアプリケーションのためにホストコンピュータシステムによりバス支配
される能力を有するとともに、ソフトウェアセキュリティおよび分配のプロトコ
ルを確立する。
モジュール式コンピュータの観点:
結合差込み口を備えたコンピュータは、本発明の技術的範囲内において多数の
別の形態をとり得る。例えば、本発明にしたがったスマートフォンシステムのコ
ンピュータ部分は、スマートフォンが取付けられるデスクトップ装置の外形をと
ってもよい(図4、図5および図7)。コンピュータ部分は、1つ以上の結合差
込み口を有する、ラップトップやノートブックやパームトップコンピュータのよ
うな携帯型コンピュータの形態をとってもよい。この場合には、スマートフォン
回路(図4および図7)はコンピュータのケース内に統合され、DSPモジュー
ルとインテリジェントμPDAモジュールは1つ以上の結合差込み口に結合され
る。別の実施形態では、スマートフォンの要素は、コンピュータに結合可能なμ
PDA機能モジュールの一部であってもよい。
以下の開示は、機能モジュールを受け入れる結合差込み口を有するさまざまな
携帯型コンピュータの概念を教示している。
コンピュータアーキテクチャーの一般的な説明:
図31Aは、本発明にしたがったノートブックコンピュータの骨組2011の斜視
図である。骨組2011は、後部ハウジング2013、閉じて図示されているチルトアッ
プ平面パネル表示装置2015、キーボード2017および機能モジュールを差込むため
の複数のモジュール差込み口を含む。後部ハウジング2013は、幅広いさまざまな
規格の電気入力をコンピュータに要求されている形に変換する電源装置を含む。
例えば、120V、60Hzの交流電流である標準的な家庭コンセントに接続す
るためのポート(図示せず)がある。電源装置は、入力をコンピュータバスおよ
び機能モジュールにより必要とされるような出力に変換する。直流6V、直流1
2V、直流9V用およびその他用の入力ポートもあり、本発明の一実施形態の電
源装置は、サンプリングすることにより入力特性を見分け、そして入力を使用す
るために適当な実装回路に切替えることが可能である。
図31Aに示されている実施形態では、4つのモジュール差込み口2019、2021
、2023および2025が骨組の一方の側面に示されている。示されているモジュール
差込み口の反対側である骨組のもう一方の側面には、さらに4つのモジュール差
込み口がある。さらに多くのまたはさらに少ないモジュール差込み口であっても
よいが、8つが便利であり、小さく簡単な状態であるとの要求の下ではバランス
がよく、適切な多機能性も有する。
図31Bは、図31Aの矢印31B−31B方向における図31のノートブッ
クコンピュータの骨組の端面図である。各モジュール差込み口は、差込み口2019
のレール2027、2029のような一組のガイド・位置決めレールを備えている。レー
ルはモジュール差込み口に挿入された機能モジュールを位置決めし、ガイドする
。セット中の各レールは、モジュールが差込み口に完全に挿入された時に、モジ
ュールを留めておくための戻止め2031のような戻止めを備えている。各差込み口
は、差込み口2019中のコネクタ2033のようなコネクタも備えている。このコネク
タは、差込み口に挿入された機能モジュール上の組合わせコネクタに結合させる
ためのものである。ガイドレール、戻止めおよび結合が実現できる多くの均等な
方法があることは、当該技術分野の通常の知識を有する者に明らかである。
図32は、図31Bの断面線32−32に沿ったモジュール差込み口の丁度真
上の平面断面図である。差込み口2019、2021、2023および2025が断面図の一方の
側面に、そして差込み口2035、2037、2039および2041が反対の側面に示されてい
る。プリント回路基板構造2057が、枠2059の中心から実質的に垂直に下がった位
置に止められている。コネクタ2033、2043、2045、2047、2049、2051、2053およ
び2055が、プリント回路基板構造に接続されており、それぞれの差込み口部分に
向けて外向きにそれらのピン構造を現している。いま説明している実施形態にお
いては、内部コネクタは雄コネクタであるが、これは本発明の要求するところで
はない。
図31Aにおいても示されているように、各モジュール差込み口は、モジュー
ル差込み口の高さのほぼ中点において垂直に位置している一組の対向したレール
を備えている。レール2027および2029はモジュール差込み口2019に役立ち、同様
なレールが他のモジュール差込み口のそれぞれに位置している。
図33は、骨組2011のモジュール差込み口2025と整列している本発明にしたが
った機能モジュール2061の斜視図である。モジュール2061は、モジュール2061が
差込み口2025に挿入された時にレール2067および2069とかみ合うようにするため
に、対向する側面上にガイド2063および2065を含んでいる。モジュールは、モジ
ュールが完全に挿入された時にガイドレール2067および2069中の戻止めとかみ合
うようにするために、2つのスプリング付き戻止めレバー(レバー2073が示され
ている)を有する。戻止め2071は図33のレール2067に示されている。
各モジュール差込み口は、モジュールが全挿入に近付いたときに機能モジュー
ルによってかみ合わせられる圧縮スプリングメカニズムを備えており、戻止めレ
バーが戻止めとかみ合わさった時、モジュールには外向きの力が働く。メカニズ
ム2075(図32)は典型例である。モジュールを挿入するためには、モジュール
のガイドをガイドレールと整列し、戻止めがかみ合わさるまでモジュールをモジ
ュール差込み口へ押込む。モジュールの前面2077上のボタン2079は、モジュール
の戻止めレールを引っ込ませるためのものであり、フロッピーディスクドライブ
でよくあるように、この場合スプリングメカニズムはモジュールをはじき出す。
図34は、機能モジュール2061の斜視図であり、前面2077の反対側の後面2081
を示している。後面は、好ましい実施形態では、図31Bおよび図32中のコネ
クタ2033のようなそれぞれさや状になっている差込み口に位置している雄コネク
タと組合わせるための、凹んだ雌コネクタソケット2083を含んでいる。第2の戻
止めレバー2074は図33の反対のレバー2073である。
上記した実施形態では、また他の多くの実施形態では、本発明のノートブック
コンピュータの骨組は、“差込み”機能モジュールのための上記したモジュール
差込み口およびコネクタを備えた枠、電力供給装置、および他の周辺装置を含ん
でいる。骨組は、表示装置2015、キーボード2017、および後にノートバスと名づ
けられる内部バス構造も含む。ノートバスは、“ノートバス構造”と題されるセ
クションで、付加的に詳細が記載されている。
図33および図34において、モジュール2061によって表されているような機
能モジュールは、幅広いさまざまな異なる機能が可能である幅広いさまざまな異
なる型で提供される。例えば、骨組2011は“実装”CPU、バッテリ電源、また
はシステムメモリを具備していない。これらの機能は、および他のすべての機能
は、利用可能なモジュール差込み口のどれか1つまたは組合わせに挿入される異
なるモデルの機能モジュールによって提供される。挿入される他の種類の機能モ
ジュールは、フロッピーディスクドライブ、ハードディスクドライブ、“フラッ
シュカード”メモリモジュール、LAN・モデムのアダプタ、ファックスモジュ
ール、特定の装置に適合したデータ獲得モジュールのような特製モジュール、お
よびさらに多くのものを含む。機能モジュールは、“機能モジュール”と題する
以下のセクションでもさらに詳細に記載される。
電子的構成
図35は、本発明にしたがったノートブックコンピュータの電子的アーキテク
チャーを示すために接続されている、ノートブックコンピュータの骨組2011の内
部要素を示すブロック図である。電源入力・変換装置2085は、後部ハウジング20
13(図31A)に囲まれており、電源入力用のポート2087を備えている。装置20
85は入力状態を感知し、適当な回路を選択して、システムの他の要素に電力を供
給するするために必要な電圧に入力を変換する。変換装置からの出力は、データ
やアドレスのようなデジタル情報はもちろん電源のためのパスを含むノートバス
2089に向けられる。
幅広いさまざまな機能モジュールがあるので、上記に示し、以下にさらに詳細
に記載するように、ノートバスでは1以上の電源線が一般的に必要である。例え
ば、本発明のノートブックコンピュータはハードディスクドライブを含み、これ
らのモジュールはそれ自身の“実装”電源を備えていないことが好ましい。ハー
ドディスク用のモータドライブは、例えばCPUが要求するのとは異なる電源(
電圧および電流)を要求するので、ノートバスには大きさと電圧レベルが異なる
並列電源線がある。典型的なノートバスは、例えば、複数の接地線はもちろんの
こと、直流24V、他に直流12V、さらに他に直流5V線を備えていてもよい
。
ノートバス2089は、ビデオランダムアクセスメモリ(VRAM)を含み、表示
装置15に電力を供給するとともに制御を行うビデオ表示制御装置2091に接続し、
好ましい実施形態では、表示装置2015はアナログバス2093上のアナログ駆動線に
よって駆動される平面パネル表示装置である。ノートバス2089は、リンク2097を
通してキーボード2017に電力を供給するとともにこれを制御するキーボードコン
トローラ2095にも接続する。キーボードコントローラ2095はキー入力を受け、ノ
ートバス2089に伝送するためにその入力をデジタルデータに変換する。キーボー
ドコントローラは、キーボードにまたは骨組2011に物理的に実装される。
図35に示されているように、ノートバス2089はコネクタ2033のようなコネク
タを介して、差込み口2019のようなそれぞれのモジュール差込み口にも接続する
。モジュール2061のような機能モジュールがモジュール差込み口に挿入された場
合、機能モジュールの後部にある組合わせコネクタはノートバスからのコネクタ
と組合わさり、そして機能モジュールの内部にある回路はノートバスに接続され
る。
ノートバス構造
ノートバスは上述されたように、電源およびデータパスから構成される。デジ
タル線は32アドレスを伝送し、32ビットワード長でデータを伝えることがで
きる。ピン数とルート指定の複雑さを最小にするために、アドレスとデータは全
体的なバス構造中の一組のトレース線に多重化される。当該技術分野の通常の知
識を有するものは、このタイプのバスが少ないピン数すなわち圧縮バスとして当
該技術分野で知られているものであることを認識するであろう。この種のバスで
は、アドレスやデータ信号のような異なるタイプの信号が多重化によって信号パ
スを共有する。例えば、データ線の同じ組が、32ビットアドレスと32ビット
長のデータワードの両方を伝送することに使用される。
本発明のノートバスでは、インターラプト調停信号のようないくつかの制御信
号もデータ線を共有する。(ノートバス中の電力供給アナログ線を除いて)ノー
トバスに対して使用できる典型例であるバスの典型例は、サン・マイクロシステ
ムズにより実施された“Sバス”、デジタル・イクワイップメント・コーポレー
ションからの“ターボチャネル”バス、およびIEEE−488規格と互換性が
あるバスである。
ノートバスは、プロセッサ、メモリおよび周辺装置モジュールを内部接続する
ための高速バックプレーンバスである。ノートバスは、すべてのモジュール差込
み口に、標準動作とスタンバイ電源供給電圧および電気接地も供給する。
機能モジュール
上記したように図33および図34は、本発明にしたがった機能モジュールの
2つの異なる図である。また上述したように、機能モジュールは多くの異なる機
能を有する。実際、別々の周辺装置、正電源およびCPUモジュールに対する可
能性と同じぐらい多くの異なる機能がある。個々の機能モジュールは各機能用に
設けられており、各々場合において機能モジュールは、骨組2011に“差込む”た
めの差込み口、ガイドレールおよびコネクタと互換性のある物理的な大きさおよ
び形を備えている。
機能モジュールの“前面”、モジュールが“差込まれた”時に(図33の前面
2077参照)外側にさらされる前面は、モジュールのタイプを特定する要素を備え
ている。例えば、CPUモジュールは前面に表示器や他の要素がなく、一方フロ
ッピーディスクモジュールは典型的にフロッピーディスクを挿入する開口と、フ
ロッピーディスクを解放し取り出すための“キー”またはボタンを備えている。
本発明のユニークな特徴は、ノートブックコンピュータ用のCPUがCPU機
能モジュールとして装備されていることである。これにより、使用者がCPUパ
ワーを他のモジュールやノートブックコンピュータ用のアプリケーションに適合
させる能力を持ち、さらに強力なCPUにアップグレードすることが簡単になる
。
図36は本発明にしたがったノートブックコンピュータの差込み口に差込まれ
たCPUモジュール2099のブロック図である。この場合(図32参照)、モジュ
ールはコネクタ2033を有する差込み口2019に差込まれる。これはモジュールが骨
組2011の任意の開口差込み口に差込まれてよいということの典型例である。コネ
クタ2033または他のモジュールコネクタに差込まれることによって、CPUモジ
ュールの内部要素がノートバス2089に接続される。
モジュール2099用の内部要素は、CPU2103、状態変換器2105およびRAMメ
モリ2113からなる。CPU2103は技術的に使用可能な幅広いさまざまなCPU(
ときにはMPUとも称される)の中の任意のものである。例えば、インテル80
386や80486モデル、MIPS、RISC実行をするものや、その他の多
くのものである。CPU2103はパス2107を介して、状態変換器2105と情報のやり
とりを行い、状態変換器2105はモジュール内部のバス2109を介してコネクタ2033
と、したがってノートバス2089と情報のやりとりを行う。モジュールがバス2089
に差込まれたときは、バス2109はバス2089の延長である。
状態変換器2105は、CPUのコマンドや要求をノートバスと互換性のあるコマ
ンドや要求に変換するように設計されているチップまたはチップセットである。
CPU2103は幅広いさまざまなCPUの任意の1つのものであり、ノートバス20
89は幅広いさまざまな圧縮バスの任意の1つのものであることは既に言及した。
当該技術分野の通常の知識を有する者にとっては、CPUとノートバス間で変換
を行う一層幅広いさまざまな状態変換器2105があるということは明らかである。
状態変換器は、CPUとノートバスの可能性がある組合わせのそれぞれに対して
、理論的には異なる装置である。
RAMメモリモジュール2113は、当該技術分野で知られているようにPCB上
に実装されている通常のRAMチップから構成されており、端部コネクタのよう
なプラグやコネクタインターフェースによって状態変換器2105と接続可能である
。RAMモジュールをCPUモジュールに“実装”する目的は、素早いメモリア
クセスを提供するためである。このメモリアクセスは、RAMが他のモジュール
差込み口の1つにおける別のモジュール内で使用可能となっているならば非常に
遅くなる。他のモジュール差込み口におけるメモリはノートバス上にあり、バス
競合や待ち状態を受けやすい。CPUモジュールに対するRAM装置の差込みの
性
質により、本発明のノートブックコンピュータ中のCPUモジュールに備え付け
られるべきメモリ量を異なるものとすることができる。
上記したように、ノートバス2089は、さまざまな差込み口に差込まされたモジ
ュール用の共有されたデータおよびアドレス線だけでなく、電源および接地接続
から構成されている。したがって、パス2109および2107は、CPU2103および変
換器2105用の電源と接地線とから構成されている。
もし例えば、CPU2103がインテル80486マイクロプロセッサであるなら
ば、状態変換器2105は、80486の状態装置をノートバスの状態装置に適合さ
せるための変換器である。このノートバスは、バス2089用の上記したバスの任意
の1つのもの、または他の圧縮バスである。特定の場合に対して変換器が実現さ
れる多くの均等な方法がある。生産者に、CPUに対する使用可能な設計情報や
バス2089に対する同等な情報を与えると、変換器と要求されている接続を実施す
ることは、過度の実験をしなくても当該技術分野の通常の知識を有する者の技術
的範囲のこととなる。これは従来の技術である。ノートブックコンピュータ内の
モジュール差込み口に差込むために、CPUを有するモジュール上に変換器を実
現することは本発明にとって独自のことである。
本発明では、状態変換器は、多くのCPUと多くの異なる可能性があるバスと
の間での変換を可能とする単一のチップセットあるいは回路セットで実現される
。例えば、3つの異なるCPUと3つの異なる圧縮バス間で変換をするために、
必要な回路と情報で変換器を設計し構成する。状態変換器は、製造サイクルの都
合のよい時間に、またはノートブックコンピュータを構成するためにモジュール
を選択するときでさえ、利用可能な選択枝から1つのCPUと1つのバスを選択
するようにプログラム可能な、ハードウェアまたはソフトウェアである。
ハードウェアのプログラム可能な変換器の例としては、変換器は、CPUとバ
スの組合わせを選択する方法として製造の最終工程近くで、あるトレース線を切
断することによって作られる。変換器は、実装のEPROMまたはEEPROM
装置によってプログラム可能である。ソフトウェアプログラム能力の例としては
、変換器はマイクロプロセッサ技術とソフトウェアプログラムで実現できる。例
えば、本発明にしたがったノートブックコンピュータに組込む前に、CPUモジ
ュ
ールを特別なプログラミング装置上のコネクタに差込み、所望するCPUとバス
間で変換をするための実装ソフトウェアを設定するためにあるコマンドを送るこ
とができる。当該技術分野の通常の知識を有する者にとっては、変換器の構成に
は多くの実行可能な変形があるということは明らかである。
図37は、本発明の実施形態にしたがったノートブック・コンピュータの差込
み口に差込まれている電源モジュール2111を示している。電源モジュールの目的
は、モジュール差込み口に差込まれている任意のモジュールを含んでいるコンピ
ュータの電力供給源を提供することである。ノートブックコンピュータにおいて
技術的に共通であるが、典型的には再充電可能であるバッテリが骨組2011内にあ
り、またバッテリは置換可能で、電源入力線87を介して再充電可能でもある。実
装のバッテリパックの場合、電源パックよりもすべてのモジュール差込み口で使
用できるという選択の自由がある。
機能モジュールを持たない骨組2011は、コンピュータによって必要とされる電
力特性に変換され、ノートバスの電源線に分配される入力線2087の1つに差込ま
れた電源以外に電源能力を持たないことが望ましい。携帯性のために、電源は典
型的に1以上のモジュール差込み口に差込まれている1つ(またはそれ以上)の
電源モジュール2111によって供給される。
モジュール2111は、線2117を通じて(この場合例えば)コネクタ2033に、した
がってノートバス2089に接続されているバッテリパック2101を備えている。ノー
トバスには異なる電圧および異なる電流能力で機能モジュールに電力を供給する
いくつかの電源線があるので、電源モジュール2111を接続するためのノートバス
内の電源線は、モジュールに電力を供給するための線とは同じでない。入力ポー
ト2087に対して接続されているのと同様に入力として電源入力・変換装置2085に
接続するコネクタのようなモジュール差込み口コネクタ上のピンへの別個の一組
の電源線が代わりにある。
図37では、線2119および2121が電源モジュール2111を変換装置2085に接続し
、電源モジュールからの電源入力は、電源入力線2087に対してなされるのと同じ
ように、電力供給源として感知されて取扱われる。この電力は必要とされる電圧
および電流能力に変換され、電力供給出力線上に出力されモジュール差込み口に
戻
される。図37では、線2119が接地であり、矢印2123がモジュール差込み口への
データ/アドレス、制御および電源出力線のすべてを表している。矢印2123によ
り表されている線、そして線2119および2121はノートバス2089である。図37に
は示されていないが、モジュール差込み口コネクタのそれぞれに対して線2119お
よび線2121との接続がある。
モジュール2111のような電源モジュールは、骨組2011のモジュール差込み口を
通してノートバスに差込むために使用されるのと同じコネクタを使用して、ノー
トブックコンピュータからは分離した充電モジュール上のコネクタに差込まれ、
本発明にしたがったモジュール式ノートブックコンピュータで後に使用するため
に再充電される。これによりユーザが使用の準備ができているスペアの電源モジ
ュールを保持することができ、コンピュータ自体を充電装置に接続することなく
モジュールを充電することができる。さらに電源モジュールを備えると、1以上
の電源モジュールを用いることにより、使用者がノートブックコンピュータに対
する携帯時間をいく分増やせることとなる。
図38は、本発明の実施形態にしたがったノートブックコンピュータのモジュ
ール差込み口に差込まれているフロッピーディスクドライブ(FDD)モジュー
ル2125を示している。モジュール2125は、本発明のノートブックコンピュータの
モジュール差込み口に差込むことができるようにコネクタ2033と組合わせること
ができるコネクタ、ガイド、および戻止めを備えたケース2130内に実装される通
常の回路を備えた公称3.5インチディスク用の通常のFDD装置2129を含んで
いる。ケースは、フロッピーディスクを挿入し取出すための開口2131、フロッピ
ーディスクを取出すための取出しボタン2133から構成されている。
コントローラ2127は、線2126を通じて装置2129と、線2128を通じてコネクタ20
33(したがってノートバス2089)と情報のやりとりをする。コントローラはコネ
クタ2033上の適当なピンから電力も得るが、これらのピンと線は示されていない
。コントローラ2127は、ノートバスとFDD装置との間で変換をするためのAS
ICチップまたはチップセットである。FDD装置のデータ記憶規格とバス2089
の特性を与えれば、実験をすることなくコントローラ2127を構成することは、当
該技術分野の通常の知識を有する者の技術的範囲内のことである。
図39は、本発明の実施形態にしたがった骨組2011のモジュール差込み口内の
バス2089に差込まれているハードディスクドライブ(HDD)モジュール2135を
示している。HDDモジュール2135は、本発明にしたがったノートブックコンピ
ュータに差込み互換性があるケース2137内に実装された通常のHDD装置2139か
ら構成されている。上述したFDDモジュールの場合と同じように、ノートバス
2089とHDD装置間で変換をするためにコントローラ2141が設けられている。コ
ントローラ2141は線2143を通じてHDD装置2139と、線2145を通じてコネクタ20
33と情報のやりとりを行う。コネクタ2033は、ノートブックコンピュータ内のモ
ジュールコネクタの任意の1つの典型例である。
HDD装置2139とノートバス2089との特性を与えれば、実験をすることなくコ
ントローラ2141を実現することは、当該技術分野の通常の知識を有する者の技術
的範囲内のことである。電源線の接続は示されていない。コントローラ2141を実
現する場合、使用されるプロトコルがいくつかある。ひとつは技術的に知られて
いるST506規格である。他のものは技術的に知られているIDE規格である
。さらに別のものは発明者に知られいるEIDEと呼ばれる拡張IDEであり、
出願された別の特許出願の主題である。EIDEプロトコルにおいては、連鎖的
に接続され、付加的な選択番号で第2のIDE装置として取扱われる複数のID
E装置がある。
図40は、本発明のノートブックコンピュータのコネクタ2033に差込まれる“
フラッシュカード”メモリモジュール2147を示している。“フラッシュカード”
は、コンピュータの内部バス構造と接続するために、典型的に並列ポートに差込
むことができる技術的に知られているRAMメモリカードである。モジュール21
47は、本発明にしたがったノートブックコンピュータのモジュール差込み口と互
換性のあるケース2149に実装される通常の“フラッシュカード”2151を含む。
上記した場合のように、コントローラ2153は、“フラッシュカード”のメモリ
構造とバス2089間で情報のやりとりを行うために必要とされる。コントローラ21
53は、線2155を通じて“フラッシュカード”装置2151と、線2157を通じてコネク
タ2033と情報のやりとりを行う。フラッシュカードを挿入し取出すために、ケー
ス2149に開口2159が、また装置2151にコネクタ(示されていない)が選択的に設
けられ、所望された場合、比較的大きなデータ記憶装置が差込まれる。代わりに
、インターフェースは、差込みモジュール2147によって提供されるモジュール式
インターフェースである。繰返すが、フラッシュカードとバス2089の既知の特性
が与えられれば、コントローラの実現は当該技術分野の通常の知識を有する者の
問題である。
図41は、本発明の実施形態にしたがったノートブックコンピュータのコネク
タ2033に差込まれるLANモジュール2161を示している。図41に示されている
実施形態では、イーサネットカードのような通常のLANカードが、本発明の実
施形態にしたがったノートブックコンピュータのモジュール差込み口に差込み互
換性があるケース2163に実装されている。
LANカード2167は、モジュールが差込み口に差込まれた時に外側にさらされ
るモジュール2161のケース前面の通常のコネクタ2165と情報のやりとりを行う。
これは、ネットワーク上のコンピュータに接続するための技術的に知られている
種類の通常のコネクタである。
モジュール2161内での第1の代わりの方法では、通常のLANカード2167は、
線2171および2173を通して情報のやりとりをするコントローラ2169にインターフ
ェースし、コントローラはバス2089と通常のLANカード間での変換を行う。第
2の代わりの方法では、LANカードには組込み式の変換が備えられており、別
のコントローラは必要とされない。第1の代わりの方法は好ましいものである。
図42は、本発明の実施形態にしたがったノートブックコンピュータの差込み
口内のコネクタ2033に差込まれたモデムモジュール2175を示している。モデムモ
ジュール2175は、モジュール差込み口に差込み互換性を有するケース2177に実装
された通常のモデムカード2181を含んでいる。用語“通常の”がカードまたは装
置と関連して使用されているこの場合、そして上記の他の場合では、回路および
機能が通常のものであることを意味する。本発明にしたがったノートブックコン
ピュータの差込み口に差込むために、大きさはモジュールケースと互換性がある
ように調整される。
モデムカード2181は、線2183を通じて、ハンドセットが接続できるように1以
上の“ジャック”を含んでいる電話インターフェース2179に接続する。カード21
81は、通常のカードと圧縮バス間での変換を行うコントローラ2185を介し、線21
87および2189を通してノートバス2089と情報のやりとりをする。代わりに、変換
はモデム回路を備えた単一カードで実現してもよい。
図43は、本発明の実施形態のモジュール差込み口のコネクタ2033に差込まれ
るFAXモジュール2191を示している。モジュール2191は、本発明のモジュール
差込み口に差込み互換性を有するケース2193に実装されている通常のFAXカー
ド2199を含んでいる。FAXカード2199は、線2197を通して電話インターフェー
ス2195と情報のやりとりを行う。上記したモデムモジュールの場合と同様に、電
話インターフェース2195は単一の電話“ジャック”より多くのものを備えている
。
コントローラ2201は、通常のFAXカード用の、線2203および2205を介するカ
ードとノートバス2089間のインターフェースを提供する。代わりに、コントロー
ラは、FAX回路と同じカード上で実現できる。さらに他の変形は、上記したF
AX能力およびモデム能力は単一モジュールで実現できる。
図44は、本発明の実施形態にしたがったノートブックコンピュータのモジュ
ール差込み口のコネクタ2033に差込まれる特製データ獲得モジュール2207を示し
ている。モジュール2207は、モジュール差込み口に差込み互換性を有するケース
2209に実装されている回路カード2215を含んでいる。カード2215は、外部装置に
接続するために1またはいくつかの獲得リード線を含んでいるインターフェース
2211と、線2213を通して情報のやりとりを行う。例えば、データモジュールは、
オシロスコープの垂直および水平掃引の出力を追跡するために設けられ、1つは
垂直掃引用そして1つは水平掃引用の少なくとも2つの入力リード線を備えてい
る。
カード2215は、線2217を通してコネクタ2033、したがってノートバス2089と情
報のやりとりを行う。カード2215上の回路は、入力がアナログの場合、入力をデ
ジタル化し、ノートバス2089と互換性があるように設計されている。測定される
信号の特性とノートバス2089の特性を与えれば、このようなカードを実現するこ
とは当該技術分野の通常の知識を有する者の範囲内の事項である。
上記で説明した本発明の実施形態は、主にノートブックタイプのコンピュータ
に関係している。しかしながら、本発明はより広い応用を持っている。本発明の
原理は、パームトップコンピュータとして知られている携帯用コンピュータにも
適用することができ、さらなる実施形態を以下に説明する。
図45Aは、本発明の実施形態にしたがったモジュール式パームトップコンピ
ュータ2221の斜視図である。コンピュータ2221は、標準的な1枚紙(ほぼ5.5
インチ×8.5インチ)の約半分の大きさであり、好ましい実施形態では、ケー
ス2223に4つのパーソナルコンピュータメモリカード国際協会(PCMCIA)
タイプIIモジュール差込み口の平面アレイを備えている。
この実施形態のケース2223は、コンピュータ2221の一方の側面に構成されたコ
ンビネションI/O領域2225を持っており、このコンビネションI/O領域2225
は接触感応平面構造で覆われた表示装置を含んでいる。他の実施形態では、表示
装置は、ケースに旋回軸で付けられた平面パネル表示装置や、ケース2223と通信
する別個のモニタでもよい。接触スクリーンは、対話型制御論理とともに“ソフ
トキー”操作を提供する。本発明の好ましい実施形態では、制御論理はケース22
23内のスタティックまたはダイナミックメモリに存在するが、インストールされ
たPCMCIAタイプの周辺装置の一部に存在してもよい。(図示されていない
)電源装置がケース2223内に囲まれており、幅広いさまざまな規格の電気入力を
コンピュータに要求されている形に変換する。例えば、120V、60Hzの交
流電流である標準的な家庭コンセントに接続するための(図示されていない)ポ
ートがある。電源装置は、入力をコンピュータバスおよび機能モジュールにより
必要とされるような出力に変換する。直流6V、直流12V、直流9V用および
その他用の入力ポートもあり、本発明の一実施形態の電源装置は、サンプリング
することにより入力特性を見分け、そして入力を使用するために適当な実装回路
に切替えることが可能である。
図45Aにより示されている本発明の実施形態では、2つのモジュール差込み
口2227,2229がケース2223の一方の側面に設けられている。示されているモジュ
ール差込み口の反対側であるケースの他方の側面に沿って、さらに2つのモジュ
ール差込み口がある。他の実施形態では、差込み口はケースの他の縁に対して開
口していてもよい。この構成は、小型で簡単なままである必要性と、適切な多様
性も有することとの間の良いバランスをもたらす。別の実施形態では、PCMC
IAタイプIIIや他のもののような、他のモジュール構成も使用することができ
る。別の構成では、モジュールの平面アレイの構成も変化する。
図45Bは、図45Aの矢印45B−45Bの方向におけるコンピュータ2221
の図である。I/O領域2225はケース2223の上面に位置している。モジュール差
込み口2227は、1組のガイドスロット2230Aと2230Bを備えている。ガイドスロ
ットは、モジュール差込み口に挿入されるPCMCIAモジュールカードを位置
付けてガイドする。この実施形態における各モジュール差込み口は、PCMCI
Aの大きさおよび接続規格に構成され、これらの規格にしたがった適合PCMC
IAカードを固定する。本発明のこの実施形態では、ケース2223はPCMCIA
タイプ2、修正B標準規格に構成された差込み口を持っている。本発明の他の実
施形態では、ケースは他のタイプのPCMCIAモジュール差込み口を持ってい
てもよく、ある標準規格または他の専用標準規格に構成された差込み口を持って
いてもよい。
各モジュール差込み口は、コネクタ2231のようなバスコネクタを持っている。
この実施形態では、コネクタ2231は、PCMCIAカードを受け入れる標準PC
MCIAコネクタであり、パームトップの内部バスに電気的に接続される。機能
モジュールを接続するための多くの均等な方法があることは、当該技術分野の通
常の知識を有する者に明らかである。
図46は、図45Bの断面線46−46にしたがってとったコンピュータ2221
の簡単化した断面図である。枠2228は、平面アレイに構成された4つのPCMC
IAモジュール差込み口2222,2224,2227および2229を形作る。プリント回路基板
構造2235は、枠2228の中央に固定されて位置付けられる。コネクタ2231,2232,22
34および2236はプリント回路基板に接続されており、それぞれの差込み口部分に
向けて外向きにそれらのピン構造を現している。いま説明している実施形態にお
いては、内部コネクタは雄コネクタであるが、これは本発明の要求するところで
はない。
スロット2230Aおよび2230Bは、PCMCIAタイプカードをモジュール差込み
口2227にガイドするのに役立ち、断面図の破線のように示されている他のモジュ
ール差込み口のそれぞれに同様なスロットが配置されている。3つのAAバッ
テリ2237のセットが一般的にモジュール差込み口の平面に配置されており、1つ
の実施形態において携帯用電源手段を提供する。他の実施形態では、先に説明し
たように外部電源がコンピュータ2221に電力を供給する。
図47は、コンピュータ2221のモジュール差込み口2227と整列している、本発
明の実施形態にしたがった機能モジュール2240の部分的な斜視図である。矢印22
41は機能モジュールの挿入方向を示している。I/O領域2225は、モジュール差
込み口の平面と平行な平面中のケース2223の上面に構成されている。モジュール
2240はタイプ2のPCMCIAカードであり、T1の厚みを持っている。モジュ
ール差込み口2227の開口は、幅W1と高さH1を持っている。機能モジュール22
40の長さはL1である。本発明のこの実施形態では、これらの大きさはPCMC
IA工業標準規格と適合する。本発明の他の実施形態では、モジュール差込み口
2227は、他の標準規格や専用モジュールに適応させるために大きさを変えてもよ
い。
モジュール差込み口2227は、PCMCIA標準規格にしたがって、完全に挿入
された位置に機能モジュール2240をかみ合わせる。本発明の他の実施形態では、
大きなノートブックコンピュータの実施形態に対する図33におけるものと同様
に、戻止めを設けてもよい。小さなモジュールを位置付け固定するために、多く
の方法が技術的に知られている。モジュールの固定は、クランプ締め付けや、く
さび止め、および/または密着固定メカニズムのような、他の手段によっても達
成することができる。
図48は、タイプ2のPCMCIA標準規格にしたがった機能モジュール2240
の拡大斜視図である。後面2252は、図45Bおよび図46中のコネクタ2231のよ
うな各モジュール差込み口に位置している雄コネクタと組合わせるための、雌コ
ネクタ2253を含んでいる。コネクタ2231と2253はPCMCIAコネクタであり、
その工業標準規格にしたがってインターフェイスする。ガイド2251Aと2251Bは、
PCMCIA標準規格にしたがって一定の大きさに作られている。
機能モジュールは、広範囲の機能が可能な多くのモデルで提供される。例えば
、1実施形態のコンピュータ2221は、搭載CPUやシステムメモリを持たない。
これらの機能は、利用可能なモジュール差込み口の任意の1つに挿入される機能
モ
ジュールにより提供される。挿入される他の種類の機能モジュールは、スピーチ
ベースや、ペンベースや、キーボードベースの入力を提供するI/Oシステムモ
ジュールを含む。フロッピーディスクドライブ、ハードディスクドライブ、フラ
ッシュカードメモリモジュール、LANおよびモデムアダプタ、FAXモジュー
ル、特定の装置に適合したデータ獲得モジュールのような特製モジュール、特製
ビデオモジュール、スキャナ周辺機器をコンピュータに適合させるモジュール、
電話アダプタや、さらに多くのものがある。
I/Oモジュールの場合では、必要なソフトウェアが、ある場合にはファーム
ウェアおよびハードウェアが、モジュールの挿入により内部バス構造に接続され
る。例えば一実施形態では、変化する磁界を介して受けた信号を復号して、コン
ピュータの内部バスにコードを供給するために、誘導コイルとコントローラを含
んだモジュールが提供される。変化する磁界は独立型キーボードにより生成され
、この場合、キーストロークがコード化されて、磁界上の信号として送信される
。
他の実施形態では、類似のモジュールが補助ペンベース入力パッドからの通信
のために備えられる。さらに他の実施形態では、音声によるユーザからの入力を
受け入れて、音声入力を機械が読取り可能なコードに変換するために、差込みモ
ジュールが、マイクロフォン、DSP回路、および必要なソフトウェアを提供す
る。これらの例において必要なソフトウェアと回路をモジュール形態で提供する
ことは、本発明にしたがったモジュール式システムに対して、最大の柔軟性とア
ップグレード能力を提供する。
電子アーキテクチャー
図49は、本発明の実施形態にしたがったモジュール式コンピュータの電子ア
ーキテクチャーを示すように接続された、パームトップコンピュータ2221の内部
要素を示しているブロック図である。電源入力および/または変換装置2257は、
ケース2223(図45A)に囲まれており、電源入力用のポート2259を備えている
。電源入力は、AAバッテリ2237(図46)から、または外部電源を介して選択
的な変換装置からでもよい。変換装置2257は入力状態を感知し、適当な回路を選
択して、システムの要素に電力を供給するのに必要な電圧に入力を変換する。変
換
装置からの出力は、データやアドレスのようなデジタル情報はもちろん電源のた
めのパスを含むバス2255に向けられる。
幅広いさまざまな機能モジュールがあるので、上記に示し、以下にさらに詳細
に説明するように、バス2255では1以上の電源線が一般的に必要である。例えば
、コンピュータ2221はハードディスクドライブモジュールを使用し、これらのモ
ジュールは搭載電源を持たずに提供されることが好ましい。ハードディスク用の
モータドライブは、例えばCPUが要求するのとは異なる電源構成(電圧および
電流)を要求するので、バス2255には大きさと電圧レベルが異なる並列電源線が
ある。バス2255は例えば、複数の接地線はもちろんのこと、直流24V、他に直
流12V、さらに他に直流5V線を有していてもよい。
バス2255はI/O領域2225と接続し、ビデオコントローラからのビデオ信号を
伝える。ビデオコントローラは機能モジュールに統合されてもよく、これはCP
U機能モジュール2300中のビデオコントローラ2301として図示されており、また
ビデオコントローラはケース中に構成されてもよく、これは選択的なビデオコン
トローラ2301(a)として図示されている。本発明の好ましい実施形態において先
に説明したように、I/O領域2225は、オーバーレイされた接触感応スクリーン
を有するコンビネーション表示装置である。他の観点では、I/O領域は、アク
ティブマトリクス表示装置を含んでいてもよく、その場合では、ビデオコントロ
ーラ2301からの専用アナログ駆動線が表示装置に接続される。I/O領域2225は
、通常のLCD表示装置を含んでいてもよく、この場合、I/O制御論理は、イ
ンストールされた専用I/O周辺機器モジュールの関数である。他の実施形態で
は、ビデオコントローラ2301はケース2223に組込まれ(図45A)、先に説明し
たモジュール式ノートブックコンピュータと同様に、バス2225に直接的に接続さ
れる。
バス2225は、コネクタ2232,2234,2236および2231を通して、モジュール差込み
口2229,2227,2222および2224(図46)のそれぞれに接続される。CPUモジュ
ール2300のような機能モジュールがモジュール差込み口に挿入された時、雌コネ
クタ2253(図48)がそのモジュール差込み口に位置する雄コネクタ2232と結合
し、そしてCPUモジュール内部の回路はバス2255に接続される。
パームトップ機能CPUモジュール
CPU機能モジュール2300に組込まれた搭載ビデオコントローラ2301は、本発
明の1つの観点における独特な特徴である。ユーザには、CPUパワーや、パー
ムトップコンピュータ2221用の他のモジュールおよびアプリケーションに対する
ビデオコントローラのタイプを調整する能力が提供される。これは、CPU機能
モジュールを切り換えることによりアップグレードする簡単な手段を提供する。
ビデオ信号はCPUに対してローカル的であり、これはシステムの性能を増加さ
せる。
図50は、コンピュータ2221用CPUモジュール2300のさらに詳細な図である
。CPUモジュール2300は、ビデオコントローラ2301の付加を除いて、機能的に
CPUモジュール2099(図36)と類似している。搭載ビデオコントローラ2301
は、線2263により状態変換器2266にバス接続されている。本発明のこの実施形態
において、状態変換器は、先に説明したような他の機能と同様に、コネクタ2232
を通してバス2255により、ビデオ信号とコマンドを送受信するように構成されて
いる。
他の観点および特徴
先に説明した本発明の実施形態は、特に、ノートブックタイプおよびパームト
ップタイプのコンピュータを取扱っている。以下に説明する実施形態は、パーム
トップタイプコンピュータのさらに別の観点を取扱っている。
図51は、本発明の他の実施形態の斜視図である。コンピュータ2400は、取り
付けられた軸旋回可能な表示装置ケース2401と固定キーボード2403を備えている
。表示装置ケースは蝶番2405に関して回転し、キーボード上の固定された回転止
め位置に閉じられる。表示装置ケース2401は平面パネル表示装置2407を備えてい
る。ケースの一方の側面には、2つのPCMCIAタイプのモジュール差込み口
2412Aと2412Bがあり、他方の側面には、(図示されていない)さらに2つのモジ
ュール差込み口がある。4つのPCMCIAモジュール差込み口は、先に説明し
たように平面アレイに配置されている。先に説明したように枠2415は、PCMC
IAタイプモジュール差込み口のすべての様相をコンピュータ2400に内部接続す
る(図示されていない)バス構造を含んでいる。本発明のこの実施形態では、枠
24
15中に囲まれた(図示されていない)標準キーボードコントローラが、キーボー
ド2403を内部バス構造に接続している。
前に説明したように、この開示における教示の組合せの結果として実現される
多くのアーキテクチャーがある。例えばスマートフォンは、DSPモジュールや
他の機能モジュールを受け入れるために示されているようなモジュール式差込み
口を持つ、図6に一般的または実質的に示されているような良く知られた電話機
の形態で提供してもよい。スマートフォンは、ISDNやシリアル接続により、
図4、図5および図7に示されているようなPBXやコンピュータ装置に接続し
てもよい。
従来の電話機の形態に対して選択的に、図7に示されているようなスマートフ
ォンの要素(またはこれと均等なもの)をμPDAモジュール中に実現し、ここ
に開示されているようなモジュール式デスクトップまたは携帯型コンピュータの
結合差込み口に結合させてもよい。この組合せでは、スピーカやマイクロフォン
のようなコンピュータのいくつかの要素と、ある程度までのマイクロプロセッサ
およびメモリ素子が共有される。コンピュータキーボードは、ダイヤル操作およ
び通話やデータ送信の管理のために使用され、通話やデータ送信管理に関する入
力やフィードバックのために、グラフィックインターフェイスをコンピュータ表
示装置上に設けてもよい。
他の選択では、ここに開示されているようなスマートフォン回路は、デスクト
ップやノートブックコンピュータのような携帯型装置のいずれかのコンピュータ
に直接統合してもよい。これによりコンピュータはスマートフォンの機能を受け
継ぐ。この実施形態では当業者に明らかなように、開示したPCインターフェイ
スが使用されるか、あるいは直接的に接続される。この選択において、付加的な
レベルのDSP能力のために結合差込み口を使用してもよい。この選択では、コ
ンピュータは、電話機のハンドセットとして機能する(ほとんどが持っている)
スピーカとマイクロフォンを持ち、キーボードはダイヤル操作のようなもののた
めの入力装置であり、グラフィックインターフェイスはデータと制御の管理のた
めに設けられる。
本発明の技術的範囲を逸脱することなく説明した実施形態においてなされる比
較的多くの変更があることは当業者に明らかである。付加的なものや代わりのも
ののうちいくつかを先に言及した。
同様に、本発明の技術的範囲を逸脱することなく、いくつかの機能を実現する
多くの均等な方法がある。例えば、スマートフォンをともに動作する多くの代わ
りの構成がある。例えば、PBXはデジタルとアナログのデータを送信してもよ
い。特にPBXからのアナログ回線は、古いファックス装置やユーザのシステム
の一部である他のアナログ通信装置をサポートする。同様に、例えば文書スキャ
ナがデータをPCに読込み、データをスマートフォンに送信できるように、PC
がアナログインターフェイスを持っていてもよい。他の構成では、PBXさえ必
要とされない。スマートフォンの入力は代わりに、例えばISDN回線のような
標準的な公衆電話回線を通してなされる。使用できる多くの種類のケースやアプ
リケーションがある。異なる実施形態は異なる仕様によりなされる。例えば、ス
マートフォンシステムの実施形態に対して元々考えられたものであるが、図5の
特殊差込みRS−485インターフェイスは、PCに対するハードウェア標準規
格になるかもしれない。本発明の技術的範囲に入る多くの変形がある。
上記のことに加えて、μPDAのサポート構造を実現し、能動部品を相互接続
する多くの方法がある。1つの方法を図12により図示し、添付したテキストに
おいて説明した。この好ましい構造に代わるものが多くある。また、本発明にし
たがった装置によりとられるかもしれない大きさおよび形状因子は広い範囲であ
る。よく知られているPCMCIA形状因子の使用を開示したが、他の大きさお
よび因子を別の実施形態で提供してもよい。より大きな実施形態では、搭載周辺
機器が構成される。
これら代わりのものに加えて、μPDAバスの接続が提供されるさまざまな方
法がある。よく知られているPCMCIA標準規格を好ましいものとして開示し
たが、他の接続も別の実施形態で使用してもよい。メモリタイプおよび大きさは
変更してもよい。セキュリティコードを提供する手段は変更してもよい。内部バ
スの特性は変更してもよい。実際、本発明の技術的範囲から逸脱しない多くの変
形例がある。
モジュール式コンピュータアーキテクチャーに関して開示した実施形態におい
て、本発明の技術的範囲を逸脱することなく行われる付加的に多くの変更がある
。例えば、説明した4つのモジュール差込み口より多いまたは少ないものでもよ
い。モジュール差込み口の2つの以上の平面アレイでもよい。コンパクトな配置
でさらに多くの結合差込み口を提供するために、各平面に複数の結合差込み口を
有する、2以上の平面レベルを提供してもよい。同様に、平面アレイを形成する
ためにコンピュータ2011,2221および2400のような骨組に結合されるべきモジュ
ールを作る多くの方法がある。使用することができる多くの種類の圧縮バスはも
ちろん、利用することができる多くの異なる種類のコネクタが同様に存在する。
提供される多くの種類のモジュールがある。他の多くの変更が本発明の技術的範
囲を逸脱することなく行われる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Smartphone integrated with a computer system Field of the invention The present invention relates to the area of telephone communication systems, and more particularly to integrating computers and telephones by using digital signal processors and personal digital assistants. Cross-reference to related literature This application is based on pending application Ser. Nos. 08 / 195,123 and 08 / 144,231 of Application S / N 08 / 097,946 (now U.S. Pat. No. 5,278,730) and of abandoned Application S / N 07 / 905,480. No. 08 / 159,078, which is incorporated herein by reference in its entirety. Background of the Invention With the advent of personal computers, manufacturers have sought to integrate voice and data communication devices. Although earlier attempts at this integration were a mixed result, new products replace all the functions of conventional telephones with the latest computer-supported switching systems, technically known as private branch exchanges (PBXs). Has been integrated. One of the technologically significant developments is digital transmission as an excellent way of transmitting signals within the PBX. Digital technology allows for high-speed data transmission over twisted-pair wiring that was previously used only for analog voice transmission. Integrated voice-data terminals, adapters in telephones, and stand-alone devices provide such complex functions as transmitting voice and data simultaneously. An important factor in the development of digital PBX systems is digital signal processing (DSP) technology. A DSP device is a special purpose microprocessor that is configured to process digitized analog signals. Unlike ordinary microprocessors, DSPs often have several paths for communicating with peripherals, so that much of their system bus processing can be performed without CPU intervention. Become. DSPs provide improved interrupt services and faster real-time processing. Telephones have also evolved and are becoming more widely used with information processing functions. Most PBXs support industry standard single line telephone sets with rotary dials and push-button dual tone multi-frequency (DTMF) dial pads. However, the general trend is toward dedicated electronic digital multi-button telephone sets with local microprocessors that support enhanced configurations and features. Such buttons can be programmed for different users accessing multiple lines and trunks from the same telephone, as well as a combination of letters and numbers providing information about ongoing calls. Today, PBXs often use multiple microprocessors for common control. The CPU or main microprocessor coordinates the functions of the other microprocessors and establishes a call connection. Secondary microprocessors are located on other circuit cards and sometimes in electronic digital telephones. Switched data transmissions through the PBX, and often through a local area network (LAN), can communicate with other data devices or computers connected to the system and, when passing through a public switched network, are very It can communicate with various remote data devices and computers. Modern PBXs provide features such as call forwarding, least cost routing, station message recording, conferencing, search, and call restriction. 1 and 2 show two PBX design choices known to the inventor. FIG. 1 is an external block diagram of what is termed a "smart PBX" system. This design features one or more DSP cards in a PBX that support voicemail, fax and other telephony operations. Control of the PC is achieved through the LAN network. The smart PBX allows for efficient internal exchange and use of current telephones, and voice mail and other functions are independent of the PC, so they work even when the PC is unavailable. . On the other hand, this solution requires a major redesign of the PBX, with attendant development problems. It also costs money to replace the base on which the PBX is installed. FIG. 2 is a block diagram illustrating another possible solution. In this system, the DSP device is provided in a PC as an independent module such as an expansion card. Such systems typically use an Integrated Services Digital Communication Network (ISDN) interface between the PBX and the DSP. Special multimedia features can be sent to the telephone system. The system of FIG. 2 can be built using current cards, has relatively low hardware investment, and shares the case and power supply with a PC, making the cost of providing a DSP relatively low. . However, for example, this design is not well suited for workstations, the user must install an adapter card, and a PC is not a good environment for analog circuits due to EMI and switching noise. Currently, there is no cheap and easy way to provide a modern telephone communication system. A great deterrent to the smart PBX as in FIG. 1 is the high cost of the PBX. In general, a PC has only a limited space for an adapter or installation of an adapter, and is inconvenient for a user to set up. Not suitable. Furthermore, the PC is an undesirable environment for analog circuits due to electromagnetic interference and switching noise. What is needed is a solution that allows the user to conveniently add and replace functional modules as needed. This is provided in the present invention by placing the telephone under the control of a DSP and other functional modules. The only change required for the installed base is a new smartphone, which can be easily and quickly installed on both PCs and PBXs. These new features allow for extension to full service multimedia telephony. Smartphones with coupling outlets for functional modules and functional modules providing a wide range of functional selections as technically required are provided in many forms according to the invention. One form retains the appearance and feel of a conventional telephone, but has a coupling outlet and access to a coupled module, as described more fully below. Another form is the well-known form of a portable computer, such as a notebook computer, in which the computer has multiple coupling outlets. In yet another form, the system of the present invention takes the form of a desktop device or workstation of a personal computer on a network, in which case the components of the smartphone, as described more fully below, It is integrated with a computer element or on a function card that can be coupled to one or more coupling outlets. In all of these forms, it is desirable to also have a functional module including input / output functions such as a keyboard or a touch screen and a display device, and computer functions such as an on-board memory and a microprocessor controller. Summary of the Invention In an embodiment of the present invention, a modular computer is provided with a digital telephone circuit and a coupling outlet for coupling all the conventional elements of a personal computer plus a functional module. This computer includes a microphone-speaker device for inputting and outputting audio. The digital telephone circuit includes a coder / decoder (CODEC) for converting between analog and digital data formats and an ISDN telephone line port for connecting a computer to a telephone line. In another embodiment, a digital signal processor (DSP) microprocessor is provided as a functional module that can be coupled to the coupling outlet and processes the digitized audio signal. In yet another embodiment, the modular computer includes an on-board microphone speaker device, and the digital telephone circuit is provided in a connectable functional module to add digital telephone capabilities to the computer. The physical forms for such smart phone / computer integration include well-known telephone forms with at least one coupling outlet with the handset and desktop computers and network workstations with coupling outlets. And the form of a portable computer, such as a notebook or laptop computer, where audio input and output are provided by integrating speakers and microphones, as well as by connecting a regular handset Is done. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 is a block diagram of a smart PBX system known to the inventor. FIG. 2 is a block diagram of a telephone communication system with a DSP module in a PC, also known to the inventor. FIG. 3 is a block diagram of a smartphone system according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram of the smartphone device in the system of FIG. FIG. 5 is a diagram of a special interface between a smartphone and a PC according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a perspective view of an exemplary smartphone according to an embodiment of the present invention, illustrating a user interface. FIG. 7 is a block diagram of an application specific integrated circuit (ASIC) according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is an approximate pin count for a smartphone ASIC as shown in FIG. FIG. 9 is a perspective view of another smartphone according to an embodiment of the present invention, showing a user interface incorporating a micro personal digital assistant (μPDA). FIG. 10 is a block diagram of a cordless smartphone according to another embodiment of the present invention. FIG. 11A is a perspective view of a μPDA according to an embodiment of the present invention. FIG. 11B is a plan view of the μPDA of FIG. 11A. FIG. 12 is a cross-sectional view of the μPDA of FIGS. 11A and 11B. FIG. 13 is a block diagram of the μPDA of FIG. 11A and some peripheral elements. FIG. 14 is a more detailed plan view of the μPDA of FIG. 11A, specifically showing an LCD display and a touch screen user interface, in accordance with aspects of the present invention. FIG. 15 is a perspective view of a μPDA and a host notebook computer in the perspective of the present invention, where the μPDA is about to be coupled to a coupling outlet of the notebook computer. FIG. 16 is a block diagram of a μPDA coupled to a coupling outlet of a host computer according to an embodiment of the present invention. FIG. 17 is a logic flow diagram of the steps for coupling a μPDA to a host computer according to an embodiment of the present invention. FIG. 18 is a perspective view of a μPDA software vending machine according to an aspect of the present invention. FIG. 19 is a top plan view of a μPDA extended user interface according to an embodiment of the present invention. FIG. 20 is a top plan view of a μPDA including a microphone according to the embodiment of the present invention. FIG. 21 is a perspective view of a μPDA coupled to a dedicated cellular or cordless telephone according to an embodiment of the present invention. FIG. 22 is a plan view of a μPDA with a speaker and a pager interface according to an embodiment of the present invention. FIG. 23 is a plan view of a μPDA having an infrared communication interface according to an embodiment of the present invention. FIG. 24 is a plan view of a μPDA with a scanner accessory according to an embodiment of the present invention. FIG. 25 is a plan view of a μPDA with an attached fax modem according to an embodiment of the present invention. FIG. 26 is a plan view of a μPDA with a printer adapter interface according to an embodiment of the present invention. FIG. 27 is a perspective view of a μPDA coupled to a barcode reader providing a data acquisition peripheral according to an embodiment of the present invention. FIG. 28 is a perspective view of a μPDA with a solar cell charger according to an embodiment of the present invention. FIG. 29 is a plan view of four μPDAs interfacing with a dedicated network console providing inter-PDA communication according to an embodiment of the present invention. FIG. 30 is a perspective view of a μPDA according to the present invention connected to a standard sized keyboard by an expansion port. FIG. 31A is a perspective view of a skeleton of a modular notebook computer according to an embodiment of the present invention. FIG. 31B is a view of the skeleton of the computer in FIG. 31A viewed from the line 31B-31B on FIG. 31A. FIG. 32 is a cross-sectional view of the skeleton of the computer of FIG. 31A taken along section lines 32-32 of FIG. 31B. FIG. 33 shows a functional module according to the invention in connection with the docking slot of the skeleton of FIG. 31A. FIG. 34 is another diagram of a functional module according to the present invention. FIG. 35 is a block diagram of a connection between a compression bus and a docking slot of a computer skeleton according to an embodiment of the present invention. FIG. 36 is a block diagram of a CPU function module according to an embodiment of the present invention. FIG. 37 is a block diagram of a power supply function module according to an embodiment of the present invention, including a display of connection to an internal bus and a power conversion device of a computer. FIG. 38 is a block diagram of a floppy disk drive function module used in the present invention. FIG. 39 is a block diagram of a hard disk drive module used in the embodiment of the present invention. FIG. 40 is a block diagram of a “flash card” memory module according to an embodiment of the present invention. FIG. 41 is a block diagram of a LAN module according to an embodiment of the present invention. FIG. 42 is a block diagram of a modem module according to an embodiment of the present invention. FIG. 43 is a block diagram of a FAX module according to an embodiment of the present invention. FIG. 44 is a block diagram of a data acquisition module according to an embodiment of the present invention. FIG. 45A is a perspective view of a skeleton of a modular palmtop computer according to an embodiment of the present invention. FIG. 45B is a view of the skeleton of the computer of FIG. 45A from the line 45B-45B on FIG. 45A. FIG. 46 is a cross-sectional view of the computer skeleton of FIG. 45A taken along section lines 46-46 of FIG. 45B. FIG. 47 is a diagram showing a functional module and a dedicated docking slot in the embodiment of the present invention. FIG. 48 is another diagram of a functional module according to an embodiment of the present invention. FIG. 49 is a block diagram of a connection between a compression bus and a docking port of a computer skeleton according to an embodiment of the present invention. FIG. 50 is a block diagram of a CPU function module according to an embodiment of the present invention. FIG. 51 is a perspective view of a modular palmtop computer according to another embodiment of the present invention. Detailed description of the invention FIG. 3 is a block diagram of a smartphone system 11 according to an embodiment of the present invention, which preferably includes at least one smartphone 13 connected to a PBX 17 by an ISDN (digital) line 16. Alternatively, this connection may be an analog connection. The PBX 17 is connected to one or more PCs 21 on the LAN 18 and is selectively connected to one or more network servers 19. Each smartphone 13 is also connected to a PC 21 by a serial link 22. The smartphone 13 includes an internal circuit for communicating with the PBX and the PC, and additionally includes one or more DSP function devices 15. The one or more DSP functional devices are hard-wired to the smartphone circuit or are preferably on one or more removable and replaceable modules. In one embodiment, the DSP device and other functional modules are configured as PCMCIA cards. Such a PCMCIA card is inserted into a coupling outlet (not shown in FIG. 3) on the smartphone. The mating receptacle is configured to accept a standard physical design PCMCIA card, where a Type II standard that includes a multi-pin electrical connector is preferred. Because the PCMC IA card is designed for "hot" insertion, i.e., the PCMCIA card can be slid into place during the power-on state, so that one card without rebooting the host PC Slots can perform many functions within one working session. The serial link 22 in one preferred embodiment is a standard RS-485 protocol link. In another embodiment, it may be RS-232. In an alternative preferred embodiment, this link may be a unique high speed serial interface, described more fully below with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram of the smartphone 13 shown in FIG. 3, the PBX 17 is shown connected to the smartphone by an ISDN line 16, and the PC workstation 21 is shown connected to the smartphone through the RS-485 line 22. . The PC workstation 21 in this embodiment includes a telephone application programming interface (TAPI) that coordinates a Windows application running on the PC with a call function on the smartphone. Any number of different TAPI and other telephone management type programs can be added to the PC workstation. In FIG. 4, the smartphone device is shown divided into two main components, a telephone unit 14 and a DSP module 15. At the heart of the telephone unit 14 is an ASIC 24, which transmits and receives over both the ISDN line 16 and the RS-485 line 22, monitors the conversion of incoming data to the required output, and communicates with other components. Dealing with communications. The ASIC 24 is connected to an EEPROM 25, a coder / encoder module (CODEC) 26, a keypad controller 27 with an optional liquid crystal display (LCD) 28, and a microcontroller 37. The EEPROM 25 holds instructions for a telephone connection to the PBX 17. The CODEC 26 supports the telephone sound system and performs digital-to-analog and analog-to-digital data conversion through non-linear compression and decompression processes. The audio input is from microphone 30 on smartphone handset 29 or from microphone 33 for speakerphone 32. The audio signal is output through an amplifier and a main speaker 34 on a handset speaker 31 or a speakerphone. The optional auxiliary speaker 35 provides stereo sound, with the main speaker 34 selectively functioning as a subwoofer. A mask read only memory (ROM) 36 holds codes for a microcontroller 37 connected to the ASIC, including a dual tone multi-frequency (DTMF) waveform table and a sound system waveform table. The DSP module 15 of FIG. 4 includes a DSP 38, a RAM 39, a flash ROM 40, and an optional microprocessor 41. Through the DSP, various signal processing functions can be integrated into the smartphone system. Flash ROM 40 holds the DSP firmware and can also be programmed to compensate for broken code in the ROM in a manner known to the inventor, which is the subject of another patent application. The RAM 39 is a work space for the DSP. The RAM 39 also functions as a buffer, and holds data from the PC 21 until it can be converted by the ASIC 24. As mentioned in the description of FIG. 3 above, one embodiment incorporates a PC-smartphone interface through the RS-485 port. However, many PCs do not have RS-485 ports. FIG. 5 illustrates a special interface 43 which solves this problem by providing a plug-in interface that can be easily and inexpensively installed on a PC without an RS-485 port. The interface as shown in FIG. 5 has a data cable 22 containing a pair of differential data lines plus ground. In another embodiment, two pairs of differential lines for separately transmitting and receiving data plus ground may be used, thereby enabling high-speed transmission. The special interface comprises a modified super I / O chip 45 with a plug-in connector (not shown) on the PC side. Three pins of the super I / O chip are reserved for PC-smartphone communication, ie, Tx for transmission, Rx for reception, and TxE for transmission enable. The modified super I / O chip logic can be configured whatever communication protocol is desired. For example, in FIG. 5, four channels are allocated as follows. Ch1, for communication of unprocessed line data such as voice and pre-recorded data; Ch2, DSP channel for fax and modem communication; Ch3, microprocessor and command for enhanced smartphone functions; Ch4, sound card function Access from a personal computer. On the smartphone side of the special interface, the ASIC chip 24 represents the super I / O chip interface logic circuit, as described above. An optical coupler 47 is optionally included on the smartphone side to enhance noise rejection. A common transmission protocol transmits one bit for handshake, two bits for channel allocation, and 16 bits for data. FIG. 6 is a perspective view of an exemplary user interface for the smartphone 13 with a mating receptacle 42 providing a standard connector for three PCMCIA cards 65, as described with respect to FIG. One of them is reserved for the DSP module. In an alternative embodiment, the coupling outlet may be located anywhere on the smartphone, such as on one side or the other. In yet another embodiment, the coupling outlet may be a separate complete unit that is mechanically and electrically attached to the base of the smartphone. As a built-in or externally mounted unit, one or more additional coupling outlets can be successfully added to the smartphone. 6, the smartphone 13 also includes a handset 29 having a normal microphone (not shown) and a speaker, and also operates as a speakerphone by means of the combination microphone / speaker 33 and the volume control slider 49. The smartphone 13 has the following externally wired interfaces: a handset line 51, an ISDN line 16 to the PBX, and an RS-485 line 22 to the PC. Optional plug-in speaker interface 57 is for stereo output. In a variant, one or more analog interfaces 58 and 59 may be added to extend the multimedia application. Push button DTMF dial pad 53 and programmable function buttons 61 allow the user to place calls and select basic smartphone functions such as transfer, hold, mute, redial, line selection, and speakerphone on / off. Provide access. A light emitting diode (LED) 63 or other type of signal light source indicates which telephone line is in use and / or when the speakerphone is on. Optional LCD display 28 provides a visual interface to the user for monitoring calls. FIG. 7 is an internal block diagram of the ASIC 24 of FIG. 4 having the features described with respect to FIGS. Internal communication is performed through an internal bus (IBUS) 67. The use of the internal bus is controlled by a connection table 69, which is formed by an internal or external microprocessor, here shown as part of the microcontroller 37. Table access register 71 provides the link for the microprocessor to accomplish this. The ASIC interface and components are described below. ISDN "S" interface 73 Incoming and outgoing ISDN lines, LI and LO, link the PBX 17 with the smartphone. Isolated power converter 75 supplies 5 volt dc power. The incoming signal is sent through an isolated pulse transformer 79 to an ISDN receiver 81, and the outgoing signal is sent from an ISDN transmitter 83 to the isolated pulse transformer 79. The activity controller 85 coordinates the activity of the ISDN receiver and the ISDN transmitter with the remainder of the ASIC 24. The reception data register 87 and the transmission data register 89 temporarily store the data for each bearer (B) channel and the data for the delta (D) channel, and each bearer channel stores any kind of data (digitally encoded data). Delta channel carries call status and control signals, and functions as a third data channel. Multiprotocol controller 91 One or more multi-protocol controllers 91 provide serial data communication between the PC 21 and other data terminal equipment via the ISDN interface 73. Multiprotocol controllers handle asynchronous and synchronous formats, such as, for example, high level data link control (HDLC) and synchronous data link control (SDLC). This serial communication hardware, which appears to PC software as a standard PC serial interface register set, allows off-the-shelf communication software to run on a PC without modification. PC interface 93 The PC receiver 95 and the PC transmitter 97 input and output data from separate RS-485 data lines, PC Serial Data In (PCSDI) and PC Serial Data Out (PCSDO), respectively. Separate transmit and receive lines are preferred for high speed full-duplex communications, but in a variant, the transmit and receive lines could be combined and connected to one transceiver block in the ASIC. Such a connection results in less wiring in the PC interface, but somewhat increases the complexity of the ASIC and reduces the communication speed. The PC processor 99 responds to commands from the multi-protocol controller 91 to arrange data and access address information from the table access register 71 on the bus. A phase locked loop (PLL) circuit with a high frequency oscillator (VCO) 100 locks to the PCSDI data stream. This recovered clock clocks the incoming data and synchronizes the super I / O chip 45 in the PC with the ASIC digital logic, as shown in FIG. PCSDI data re-clocked in this manner allows the PC link to operate at speeds greater than 50 Mbit / s. In order for some of the devices mounted on the internal bus 67 to be able to report real-time status to the super I / O chip 45, such as the multi-protocol controller 91 and the PCMCIA interface 109 card, a very Requires high-speed communication. Real-time status reporting is required for software driver transparency. The on-board clock 107 operates the ASIC digital logic circuit when the PCSDI line is not available. Switching between the two clock sources is done automatically by the PC receiver 95. Microprocessor interface 103 One or more microprocessors interface with the ASIC. The position of the microprocessor can be changed. For example, one or more microprocessors may reside outside of the ASIC, on another chip on a circuit board, or on a PCMCIA card as part of a DSP module, or the microprocessor may be configured in the ASIC. May be. In FIG. 7, a chip outside the ASIC includes a microcontroller 37 that includes a microprocessor, RAM and ROM. The optional microprocessor 41 and flash ROM 40 outside the ASIC are also connected to the microprocessor interface 103. In one variation, the microprocessor 37 in the ASIC performs limited DSP functions, while other microprocessors in the DSP module that selectively receive input through the PCMCIA interface 109 (see below) require more complex processing. Functions may be executed. Because of the modular design, many variations are possible. PCMCIA interface 109 The expansion bus 111 links the PCMCIA connectors 113, 115 and 117 with the internal PCMCIA address register 119, control register 121 and data register 123. PCMCIA connector 117 is reserved for DSP module input, while PCMCIA connectors 113 and 115 are general purpose expansion slots. Access to the device can be made software transparent by including I / O, memory, and address mapping logic in the super I / O chip 45 in the PC. If the super I / O chip locks the I / O or memory access into a pre-programmed range, the super I / O chip is plugged into one of the smartphone's PCMCIA connectors 113,115 or 117 (if a DSP). Command data access to the appropriate PCMCIA device. CODEC interface 125 This interface connects to a CODEC circuit 26, which performs digital conversion on analog signals from telephone audio system components channeled through an analog multiplexer (MUX) 129 and vice versa. The telephone audio system includes a handset 29 with a microphone 31 and a speaker 30, a speakerphone 32 with a microphone 33 and a speaker 34, and an optional satellite speaker / amplifier 35. Optional analog sound line 58 allows for multimedia expansion, while optional analog fax line 59 allows the use of standard stand-alone analog type fax machines. An analog MUX controller 127 on the ASIC bus controls the activity of analog MUX 129 and provides a low pass filter for the output from speaker 34. A low-pass filter is used when the built-in speaker is used as a woofer, with optional satellite speakers. Although a speakerphone is included as part of this embodiment, the speakerphone is not essential for smartphone operation. In a simple variation, the phone sound may consist of one speaker-microphone pair in the handset. LCD display interface 131 This interface to the optional liquid crystal display 28 on the smartphone provides a means to visually monitor incoming calls. Keypad interface 133 The interface with the telephone keypad controller 27 provides a means for the smartphone to respond to inputs from the DTMF keypad 53 and function buttons 61. If the smartphone handset 29 is used, the signal is sent to the keypad interface 133. The keypad interface 133 also controls the LED light source 63 on the smartphone keypad panel. FIG. 8 is a table of I / O pin counts for one embodiment of a smartphone. In different embodiments, the number of pins will of course vary. In summary, the smartphone 13 as described through FIGS. 3 to 8 has the following features. * Direct PC access to any smartphone via high-speed serial RS-485 line with selective plug-in special interface with modified super I / O chip. * PBX with digital fax and modem, and multi-protocol controller to communicate with smartphone through ISDN. * A modular docking slot on your smartphone with a PCMCIA slot for DSP upgrades and multimedia expansion. * Software transparent data communication between smartphone components such as multi-protocol communication controllers, PCMCIA I / O and memory. * Support for synchronous data link control (SDLC) and asynchronous. * High quality analog sound input for speakerphone and mixing for speakerphone. * Standard analog telephone input ports, such as fax and modem. * Flash ROM reprogrammable from PC. * Phase Lock Loop (PLL) support in ASIC. The smartphone 13 as described in FIGS. 3 to 8 is composed of various levels of functions that are adjusted to the purchaser's budget and needs. An inexpensive basic smartphone model may include only a microprocessor that is internal or external to the ASIC. In addition to the fax / data ISDN line to the PBX, the PC interface and the speakerphone, the basic smartphone functions include business audio (for tape recording) and voice mail (with DTMF detection) and data compression and reverse. Inexpensive and inexpensive DSP chips, such as those currently available from Zilog and Motorola, to add features such as compression and data encryption, can easily be expanded as needed . The DSP can reside on a removable PCM CIA card that plugs into a designated slot on the smartphone. The upgraded smartphone model has the same functions as those of the previous model, including the ability to send and receive faxes, A 32-bis data transmission mode may be added, which requires a microprocessor and a high quality DSP chip as currently available from AT & T, ADI and TI. The best-priced smartphone products may offer all the above features plus multimedia I / O supported by stereo 16-bit digital / analog and analog / digital conversion. FIG. 9 is a perspective view of a smart phone 137 according to another embodiment, in which, in addition to the features described with respect to FIGS. 3 to 8, it is invented as a micro personal digital assistant (μPDA). A special portable computer device 139, known to the user, can be connected to a standard PCMCIA pin connector in the smartphone via the coupling outlet 141. Such μPDAs 139 are shown combined in FIG. A typical μPDA user may need to access certain software applications, such as travel files with spreadsheets and currency converters, fax programs, time zone clocks, address telephone records, and the like. Be a traveler. A typical μPDA 139 is approximately credit card sized and is modeled on a standard PCMC IA Type II form. The μPDA 139 includes a CPU, a non-volatile memory for storing control routines for applications and data files, and a display device covered with a touch-sensitive screen 143. A physical window 147 in the smartphone housing allows the use of the touch-sensitive screen 143 while the μPDA is attached. In this way, the user uses the executable control routines stored on the μPDA to control the telephone system and all functions of the smartphone. For example, a user can access a work or personal contact list and select one, and then a call is made by a simple command. This also includes generating all of the dialing sequence and billing card number. The embodiment of FIG. 9 is an example of a smartphone configuration that can store μPDAs. FIG. 10 is a block diagram of a cordless smartphone 149 with a replaceable DSP module 151 according to another embodiment of the present invention. The cordless smartphone 149 has essentially the same functions as the embodiment described above, and can execute the same functions as those described for the corded smartphone 13 in FIGS. 3 to 8. Further, the user of the cordless smartphone 149 can freely move around the room while using the device. In a cordless embodiment, the transceiver sends and receives wireless signals to and from the local PBX 153 through a small antenna inside the smartphone device. The telephone-PBX communication in the example of FIG. 10 is through a personal communication system (PCS) with a cordless telephone interface 155, such as the well-known standard CT2. The PBX 153 has an optional fax 157 and printer 159 connection. The file server 161 is connected to the PC 163 via a logical link passing through the PBX. For example, the user selects a number to dial on the PC, and the PBX dials the number on the smartphone. One or more enhanced features on the PCMCIA card containing the optional DSP module are plugged into a PCMCIA coupling outlet located in the base or at another suitable location on the cordless smartphone device. As with the corded smartphone embodiment of FIGS. 3-8, one or more additional devices, either as embedded or stand-alone mechanically mounted devices, to accommodate future PCM CIA card expansion requirements. A simple connection outlet can be easily added to the cordless smartphone 149. In a variant, a coupling outlet 141 for the μPDA device 139 may be provided, as described for the alternative embodiment of FIG. Description of ultra-compact personal portable information equipment Various embodiments of the μPDA device are described below in various forms. Combine these with a smartphone as described above, Provide DSP capabilities, Such a smartphone may be provided with additional functions. FIG. 11A 1 is a perspective view of a μPDA 1010 according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, The device is modeled with the PCMCIA standard type II form factor, It has a height D1 of about 5 millimeters. The main body 1012 As explained in more detail below, Engage with the mating male part of the connector in the host computer, to directly connect the μPD A internal circuit to the host internal bus, It has a female part 1014 of the connector with one end recessed. The host device is A notebook computer having a coupling outlet for μPDA may be used. The coupling outlet is It can be on your desktop or other type of computer, Some examples may be provided on other types of digital devices described below. Referring to FIG. 11A, In this embodiment, There is a combination I / O interface 1016 configured on one side of the μPDA, This provides softkey operation with an interactive control routine operable on the μPDA in independent mode. The display device includes a display device covered with a touch-sensitive planar structure. Although not shown in FIG. 11A, For guiding the module into and out of the coupling outlet of the host computer device, A guide configured along the side of the case of the device may be provided. One or more mechanical mechanisms may be provided to facilitate engagement and disengagement of the module at the coupling outlet. FIG. 11B 11B is a top plan view of the μPDA of FIG. 11A, A thumbwheel 1018 configured at one corner of the μPDA is shown. The thumbwheel in this embodiment is: Of both size and direction characteristics, In some cases, the input device can provide an input of a rate characteristic. The thumbwheel In combination with μPDA and I / O interface 1016, Has many uses. One such use is Icons on the device display, letter, This is a controlled scroll of a menu or the like. The thumbwheel Provides many functions of the pointer device. In this embodiment of the μPDA, A second external connector section 1020 is provided. This connector part As part of the expansion bus interface, For engaging peripheral devices. FIG. In Type II PCMCIA and other relatively small packages, FIG. 3 is a simple cross-sectional view of a means for forming a μPDA according to the present invention. IC1034 is It is confined inside the insulating protection material 1036, The interconnect is This is achieved by a line on the flexible polymer film 1032 shown to cover the internal encapsulation structure. In this structure, IC is Not packaged in the usual way with solder leads for assembly on a printed circuit board. Rather, the connection is Directly between the solder pads on the chip and the lines on the Kapton film. Also, The IC indicated by element number 1034 is There is no intention to relate to a particular functional IC in the μPDA. This cross section is It merely illustrates the method of assembly. In this compact assembly, Away from internal connections for CPU and memory, Lines for connecting to other elements such as the display 1025 and the touch-sensitive screen 1027, On one side of the thin film 1032. The LCD display device 1025 It is configured on one side of μPDA, The touch-sensitive interface 27 It is provided so as to cover at least a part of the LCD display device. Metal case 1038 or any other suitable material or combination of materials Surrounds internal components, Complies with Type II PCMCIA form factor. This simple cross section is The required small form factor Figure 2 illustrates the principles of some of the structures that allow the necessary components to fit inexpensively. In other embodiments, Instead of the internal sealing structure just described, Rather, using relatively common technologies, such as PCB technology, μPDA is Consisting of the form factor of a Type III (10 mm thick) PCMCIA device. Various other structures, Form factor, And combinations are possible as well. FIG. FIG. 11A, FIG. 13 is a simple electrical block diagram of the μPDA of FIGS. 11B and 12. The unique microcontroller 1011 Independent mode, That is, When the μPDA is not coupled to the host device, Functions as a CPU of μPDA. When the μPDA is attached to the host computer, Microcontroller 1011 It functions as a slave device that gives a bus control right to the CPU of the host. In combined mode, Therefore, the host CPU In many cases, As a condition for receiving the security processing procedure described below, Gain control of the μPDA memory contents. Therefore, The host computer In the coupled μPDA memory, Also, from the coupled μPDA memory, Data and software can be transferred. In other embodiments, Many other co-operation modes, It is achieved between two CPUs and an accessible memory device. Memory 1013 is In this embodiment, Preferably, it is a non-volatile element of 1 to 2 megabytes, Both control routines and data files for the application It is stored in this memory. Memory 1013 is With software stored in ROM and data stored in flash memory, Flash memory, CMOS ROM, CMOS RAM with battery, This combination may be used. The memory device is It interfaces to the microcontroller 1011 via a dedicated bus structure 1017, The microcontroller 1011 It is configured to drive the memory bus 1017. Battery 1015 is Power in independent mode, Recharged in one or more of several ways. The power line is not shown in FIG. It extends to all powered devices in the μPDA module. When the device is attached to the host, To recharge the battery, The host power supply is It may be connected to a pin via a host interface. instead of, Charge the battery, And / or To supply power to μPDA, Additional means such as a solar cell panel may be provided. Solar panels for electric power This is described elsewhere in this disclosure. The battery is For periodic replacement, It can be easily removed. The host bus connector 1014 As explained earlier, Part of a host interface that includes a bus structure 1026 that provides a connection to a host in a coupled mode. In a preferred embodiment, The host interface is According to the PCMCIA Type II Third Modified Standard, Communication can be performed in a PCMCIA mode or a mode similar to the PCI mode. The PCI mode is Related to the high-speed intermediate bus protocol developed by Intel Corporation, In the industry, It is expected to be a standard bus architecture and protocol. In this embodiment, The physical interface on the host is Similar to typical known coupling outlets for PCMCIA devices, It is a slot-shaped coupling insertion port. This connection outlet Even if it is configured as a coupling box for an embedded device such as a floppy drive, In addition, some other form may be used. The connector part 1020 Part of the expansion bus interface described earlier, It includes a dedicated bus structure 1040 connected to a microcontroller 1011. This interface is It can be configured in many different ways. The purpose of the selective expansion bus interface is Printer, Fax modem, Like host cellular phones and other things, Connecting optional peripherals. In a minimum embodiment of the present invention, The expansion bus interface is not an essential configuration, Many embodiments provide greatly enhanced functionality. The extension interface is It can take any of several forms. The preferred form is Disclosed in the pending patent application, An enhanced enhanced parallel port and protocol based on the inventor's invention. Other forms are Indexed I / O port with 8-bit address and 8-bit data capability. The request for an expansion port is If the connection and communication protocol Telephone modem, Fax modem, It is compatible with extension devices such as scanners. Many other forms are also possible. For use with μPDA, Select optional devices, such as those listed in box 1019, You may connect via an expansion bus. Selected of such devices, By incorporation into the μPDA in various embodiments, Various applications may be provided. In the former case, The connection is It passes through the path 1021 and the expansion bus interface via the connector unit 1020. In the case of embedded, The connection is Internal connection of the μPDA as shown by path 1023. The I / O interface 1016 (FIG. 11B) Looking at the data related to μPDA application, This is for touch-sensitive input via soft keys. With software of various functions, By making meaningful assignments of soft keys to specific touch-sensitive screen areas, Soft keys function as input keys. The label on the I / O interface 1016 is In various operation modes according to the installed machine control routine, Identify the function of the touch sensitive area. LCD display device 1025 and touch sensitive area 1027 are integrated, As I explained before, A combination I / O interface 1016 is formed. In some embodiments of the present invention, Data and program security Provided in an electrically erasable programmable read only memory (EEPROM) 1031; this is, A dedicated communication line connects to the microcontroller 1011. To provide security for information transfer between the host and the μPDA, EEPROM 1031 is Holds one or more codes that are installed at the time of manufacture. My goal is, Since the access to the μPDA memory content by the host is controlled, Each μPDA may be independently configured. To achieve this, The coupling and bus master machine control routines Fired at the time of the join. This security process This will be described in more detail below. In other embodiments, The security code is Read-only memory (ROM) chip, It may be provided by other permanent or semi-permanent memory sources. FIG. FIG. 11B is a plan view of the μPDA similar to FIG. 11B, A particular I / O interface 1016 is shown. The size and location of the I / O interface 1016 may vary, Typically, Occupies a major part of one side of the module. In one embodiment, The I / O interface 1016 Display 32x12 characters, It includes an LCD display device having a display screen size of 256 × 144 pixels. In this embodiment, Each character is It is displayed in an area 8 pixels wide and 12 pixels high. In other embodiments, The pixel resolution is 320 × 200, It corresponds to 40 × 16 characters. The touch-sensitive area of the touch-sensitive screen It corresponds to the character area of the display device. By touching the area with your finger or stylus, With minimal CPU dependency, Data can be entered very quickly. In one corner, Thumbwheel 1018 According to the installed control routine, A bidirectional means for controlling the configuration of the display device is provided. Menu 1070 is Represents the current status of any application in progress, To provide appropriate user menu choices, Configured in one aspect. In a preferred embodiment, The input from thumbwheel 1018 is Used to scroll through menu 1070, The active area is It may be indicated by a cursor. The user Menu selections are made by pressing the appropriate touch sensitive area. To display a menu area on either side of the display device according to the user's preference, Specific inputs may be provided. In this embodiment, Certain characters are displayed in area 1074, Each character area is associated with a touch-sensitive input area. The area 1070 dedicated to selectable characters is It's too small to show all the characters on a standard keyboard, The input from thumbwheel 1018 is An area 1074 displaying the entire virtual standard keyboard can be panned by the user. The movement of the thumbwheel 1018 in one direction Pan the text area horizontally, The movement of wheel 1018 in the other direction Pan the text area vertically. If you reach the end, The window is Pan the virtual keyboard from the other end. In this way, Display the entire standard keyboard, To make a selection with your finger or stylus, The user can quickly pan the character window. of course, For access, It is not required that the virtual keyboard be laid out in a standard keyboard format. Characters and punctuation, simply, Display a single band along the area of the display device, The scrolling may be performed by an input from a thumbwheel or another pointer type input device. In this embodiment, To avoid delays caused by panning, If the thumbwheel is turned quickly, To speed up the interface, Rather than scrolling the text window, Rather let them jump. further, While a single font is preferred to minimize memory dependence, Menu 1070, With different fonts and sizes, Character display may be provided selectively. There are many alternatives for character selection and display, The ability to configure the thumbwheel 1018 in many ways to allow scrolling and panning It will be apparent to those skilled in the art. In this embodiment, Document window 1072 It is provided above or below the I / O interface 1016. For editing, The cursor is Position the active position in the document. Menu 1070 is Provides a selection of available fonts, The input from the thumbwheel 1018 Control the movement of the cursor on the document. In most cases, Since the text is much longer than the display capacity of area 1072, In essentially the same way as panning the keyboard window, You need to pan the document window. For example, By rotating the thumbwheel 1018 in one direction, A horizontal strip of text is displayed, on the other hand, If you rotate the thumbwheel in the opposite direction, The window is Move the band of the same sentence vertically. Like switching between the document and the keyboard window, You can configure soft keys and optional hard keys, To the left or right, Scrolling up or down, Like switching between documents or keyboards, The same or other keys may be configured. A switch key may be used to change the operation mode of the thumbwheel. To select text and menu items, A switch key may be used in combination with the float pointer. In this embodiment, The user With your hand relatively static on the thumbwheel and switch key, You can make all possible choices. When using the switch key in combination with the float pointer, Promote the use of small fonts. In a convenient position on case 1012, As an additional hard key, A switch key may be incorporated. In order to provide a user-friendly user interface, Menu selection, Switch key, And there are so many ways to combine I / O structures, It is obvious to a person skilled in the art. Yet another embodiment of the present invention provides An I / O setting application that allows a user to completely customize the display characteristics of an I / O area. As another to the disclosed thumbwheel, In different embodiments of the invention, To provide pointer-like input, There are other different types of mechanical interfaces. One thing is 4 direction pressure sensitive mouse button and select button, They are, It may be located at opposite ends of the case 1012 below the I / O interface 1016. Each button is It is designed to be operated by one finger. The four-way pressure-sensitive mouse button Menu scroll processing of the cursor, In addition, keyboard and document window panning and / or indexing may be provided. on the other hand, The select button is Can be used to select and edit according to the position of the cursor. This configuration, Minimize hand movements, Keep the I / O area clear so you can see it. Thumbwheel, The configuration of pressure-sensitive switches and buttons Converting mechanical movements and pressures into electrical signals, Providing such a signal to a microcontroller, Technically known. For this reason, For more information on these interfaces, see Not provided in this disclosure. However, Such a combination of inputs with display and input area, It can be considered inventive. FIG. According to an embodiment of the present invention, FIG. 10 is a perspective view of a μPD A1010 in a situation coupled to a notebook computer 1172 via a type II PCMCIA coupling port 1105. As explained further below, Once μPDA is bound, Manage communications, To check if the memory access right is correct (security) By the host computer μPDA is activated, The processing procedure is started. For a number of reasons, The inventors believe that access rights are important. First, Through one or more specific code means that are unique to each μPDA, The user From access by unauthorized people, You may protect files stored in your module. The code is Via the I / O interface 1016, Also, through the host bus interface, It can be used to control access to both data and files, Data and files are Secure against access by unauthorized host systems. In the former case, When the μPDA is powered on, The access code to be input to the I / O interface 1016 (FIG. 14) An application routine can ask the user a question. If the code is n’t entered properly, Access is denied, Power is shut off. The code for this purpose is EEPR OM1031 (Fig. 13) Or It may be stored on any ROM device used for this purpose. In some embodiments, The code is mask programmed during manufacturing, Cannot be changed. In other embodiments, The code is Accessible by specific processing procedures on site, Can be changed. For host communication, A portable or desktop computer or some other device You may have a coupling port physically configured to accept a μPDA, It is possible that it is not configured to communicate with the μPDA. this is, certainly, This is the case when the μPDA has a PCMCIA shape. For disclosure and explanation, This statement is Such a device is called a general host. If the device is configured to communicate with the μPDA, The device is Enable host. If the host is configured for full access to a particular μPDA, The host is a dedicated host. If the coupling device is a general host, No communication takes place unless the person presenting the μPDA provides a control routine to the host. From a floppy disk, By transferring from another memory card via the connection port, etc. This is performed on a general host, In some embodiments, Communication software that can be transferred to the host to further facilitate communication, It resides in the memory 1013 (FIG. 13) of the coupled μPDA. The coupling device is actually If you are an enable host, Or after the join, When configured on an enable host, To confirm the approval of data and program transfer between host and μPDA, The storage code in the EEPROM 1031 (or other storage device) may be used. In one embodiment, This processing procedure is in the following order. That is, First, When μPDA is connected to the matching connection port, One pin connection is It communicates signals to both the μPDA microcontroller and the host CPU to which the module is coupled. Assuming an enable host, The fact of the combination is Start the initialization protocol on both systems. In most embodiments, If the coupling device is not a host, That is, If you cannot communicate with the combined module, Nothing happens, The user simply retrieves the combined module. If the computer is an enable host, Through the μPDA microcontroller, To form host access to μPDA data files, The application starts. The user interface described more fully below for certain embodiments is: It is displayed on the host monitor 1104 (FIG. 15). As seen in FIG. As explained in the accompanying text, Like other application menus, The host interface menu is It may be partially formatted as a display on the μPDA I / O interface 1016. In some embodiments, By operating the input area of the μPDA displayed on the host display screen, The bound μPDA is It can be operated in its original position. If the host is not the home of the combined module, That is, If the host does not have a built-in ID code that matches the one stored in the combined module, The visitor protocol starts. in this case, For selecting a restricted data access area in the combined module, For further input, such as a password question, A visitor menu is displayed on the host display device 1104. in this case, By entering an appropriate password, The user Full access to the memory registers of the coupled module may also be obtained. If the host is a fully qualified host home device, To allow the host to access the memory contents, including the program area of the module to which the host is coupled, Full access is immediately granted to the host. And Both data and programs are exchanged. in any case, μPDA is removed from the binding port, Or if removed The installed module microcontroller is Regain full control of the internal μPDA bus structure. FIG. FIG. 4 is a simple block diagram of a μPDA coupled to a host computer; FIG. According to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a basic logic flow diagram of the steps including coupling a μPDA to a host computer 1066. The host computer 1066 Displayed in the most common form, Host CPU 1024, Input device 1060 such as a keyboard, Mass storage devices 10 28, such as hard disk drives A system RAM 1062 is provided. Many hosts Has a more complex architecture, The architecture shown is for illustration purposes only. It will be apparent to those skilled in the art. When the μPDA device is connected, The connector 1014 'in FIG. A portion 1014 shown in FIGS. 11B and 13; And a mating connector portion for engaging portion 1014 at port 1105 (FIG. 15). The engagement of another part of the connector A direct connection is created between the µPDA bus 1026 and the host bus 1026 '. And A direct bus path exists between the microcontroller 1011 and the host CPU 1024 (FIG. 16). As explained earlier, That the modules are connected There is a pin configuration (not shown) on connector 1014 that is dedicated to signaling. In FIG. Step 1042 is This shows insertion of the μPDA module into the coupling port. In step 1044, That the physical connection has been achieved, The signal transmission pin configuration means. In step 1046, The host interface bus 1026, which includes the coupled host bus 1026 'in the host, is activated. In step 1048 (FIG. 17), The microcontroller 1011 in the μPDA Initiate a pre-programmed POST procedure. The microcontroller 1011 in this embodiment includes: It has a page of RAM 1068 constructed on a microcontroller chip. In other embodiments, The RAM may be used at other locations. In step 1050, The POST routine is Load the bootstrap program into RAM 1068, This program is Includes security verification code. This code includes, for example, a serial number. In step 1054, The bootstrap program is Start execution in microcontroller 10 11 In step 1056, The microcontroller is A password is searched from the host through the host interface bus 1026 (FIG. 16). Assuming an enable host or dedicated host, The fact of binding also gives rise to communication routines, This is for example As explained partially above, To display on the user interface on the host device monitor screen 1104, It is accessed from the mass storage device 1028 of the host. To make a general host an enable host, This is the communication program. An enable host, Assuming a non-dedicated host, The user interface is The user is queried to enter one or more passwords. After successfully entering that password, For comparison with the serial number and possibly other code accessed from EEPROM 1031 during μPDA bootstrap, The host sends input to microcontroller 1011. According to the code sent from the host to the binding module, The microcontroller 1011 In function 1052 of FIG. Allow full access to memory 1031 for host CPU, At function 1058, Defined by the received code (or a code that does not match at all) Allow some level of limited access. The access protocol and procedure allowing partial or direct access to the μPDA memory 1013 are: Like bus master technology, This is a relatively well-known procedure. There is no need to reproduce in detail here. In addition to a quick comparison of the code, There are other techniques that can be incorporated to improve the security integrity of the communication between the μPDA and the host. For example, Within the storage capacity of EEPROM and other non-volatile information sources, Executable code, Code keys used with executable code from other sources, Relatively simple maps that relocate memory locations, etc. Since it is uploaded to on-board RAM 1068, Each μP DA is A truly unique device. As part of the communication routine introduced earlier, There are additional and unique features provided in one aspect of the invention. One such feature is: Under the control of a host system with direct bus access to all memory systems, Automatic updating and cross-referencing of current and new files in both computers. For the automatic update process, Automatic update processing based only on clock identification characteristics, Flag new files before transfer, Such as an editor that allows the user to review both the old and new versions of the file before discarding the old one for the new one, There are various options. The automatic or semi-automatic update of this file between the satellite and the host, Dealing with long-standing problems. The update processing routine is To save old files, Backup may be included as an option. Other useful features in host / μPDA communication are: Download to μPDA, To replace or supplement an existing executable routine, To the user Lets you select a group of executable program files, It is a means to construct a mixture of them. The user For downloading as a batch file that constitutes a convenient coverage of μPDA between a wide variety of expected work environments, You can have a variety of different program lists. Database, Spreadsheet, Documents, Travel files, such as currency exchange Fax processing and other communication programs, Time clock, Applications such as address and phone records, etc. Construct a customized list of the user's preferred applications. In other embodiments, The unbound μPDA Via optional expansion bus 1040 (FIG. 13) Data can be transferred directly to the host. In special cases, such as µPDA users who do not have access to the PCMCIA interface on their host (notebook or desktop) computer, Through the expansion bus interface The host can be connected through an auxiliary port on the host, such as a serial port. Even in this case, μPDA requests a password from the host, According to the received password, It controls access to the onboard memory. While μPDA is dominated by the host, Optional extension interfaces may be used in some embodiments, In this case, the host Efficiently sends data through the μPDA bus structure. Software vending machine In another aspect of the present invention, there is provided a software vending machine having a very large electronic storage capacity, in which a μPDA user is provided with a software routine that combines modules and adapts to a μPDA environment. Can be purchased and downloaded. FIG. 18 is a perspective view of such a vending machine 1061 having a coupling outlet 1063 for μPDA, a credit card slot 1065, and a bill slot 1067. The display 1069, along with select buttons such as buttons 1071 along both sides of the display, provides a user interface for reviewing software and purchasing from a vending machine. In another embodiment, the display may have a touch screen, and in some embodiments, emulate the μPDAI / O area on a larger scale. In operation, in this embodiment, the user reviews the software for sale and simply couples his μPDA device to the vending machine and selects from a menu on display 1069. The menu allows the user to browse through all available applications and list new applications with previously entered data. The user can select certain applications, try them at least in a simulation, and then select the application to purchase. Once all requirements are met, such as identification and payment of the appropriate application, the vending machine copies the selected application to the memory of the µPDA or to a floppy disk provided by the user or vending machine. . In this case, there is also a floppy disk drive 1073 in the vending machine and a port 1075 for selling formatted floppies to customers for use with the disk drive. This mode is useful when the user's μPDA is loaded beyond the capacity to receive the desired software, or simply when the user wants to mix the software on his own host computer. Provide a backup option so that the user can instruct the vending machine to read and copy all or selected of his files to one or more floppy disks before installing new files and data You may. As previously described, each user's μPDA includes an EEPROM or other storage device that uniquely identifies the μPDA by a serial number or other code, so in this embodiment the vending machine It can be configured to provide software in one of several modes. The user can purchase a demo copy of the application for very little cost. This demo copy does not provide the full capabilities of the application, but gives the user an opportunity to test and familiarize the application before purchasing. Also, the user can purchase a version of the same application that matches the ID key of the μPDA to be loaded and can operate only on the μPDA. In other embodiments, the software is capable of being transferred between a group of keyed μPDAs or has the ability to “open” a limited number of times. In these cases, the application is sold for less than the open key version. The open key version runs on any μPDA and / or host / μPDA system. The higher price for the open key version compensates for the potential for sharing by unauthorized parties of the sold application. The vending machine may also provide a keyed version customized to run only on a μPDA coupled to a software vending machine, or on a group of μPDAs. Due to the independent and unique nature of each μPDA, this keyed version is possible, and this μPDA has at least a unique serial number, even if it has other security programming as already described. Good. This allows the vending machine to prepare and download a customized copy of the application that runs only on the particular module for which the application was sold. As will be apparent to those skilled in the art, there are many different means by which these unique things can be implemented. The standard version stored in the vending machine's memory facility can be re-edited during the download process using, for example, a unique code from the coupled or identified μPDA as a key in the editing, so By using the same unique key to order the instructions while doing, only a specific μPDA can execute the program. Keys for scrambling or customizing the application may include other codes and / or executable code sequences uniquely stored in the μPDA. In yet another aspect related to vending machines, there is a printer output port 1077 for printing a hardcopy manual for a user. Of course, there is no requirement that the software sold be specific to the μPDA. The application may be sold to other types of machines and may be stored in the memory of the μPDA or carried by a floppy disk or the like. In this embodiment, a non-μDA user can also gain a wide variety of software assortments. Software vending machines also function as selective information display centers in locations such as airfields, station buildings, convention centers, and hotels. When the μPDA is inserted, the user will interface directly and, without limitation, regional, national and global news; stock quotes and financial reports; weather; transportation schedules; You can upload current information, including maps; language translations; currency exchange applications; e-mail and other direct online services. Customized vending machines are tailored to business travelers, allow quick access to the appropriate information, and allow users to download files for transmission via email. In another aspect of the invention, the vending machines are linked together, allowing the user to send messages to associates traveling to the location of the associated vending machine. Such a dedicated μPDA email is immediately downloaded to that particular μPDA when the particular μPDA is bound. The sender has the unique encoding key of the companion μPDA as an identification indicator or some other dedicated identification means for e-mail. In another embodiment, as each colleague arrives at the airfield, through an infrared interface (not shown) that is selectively installed on their μPDAs, they are placed at a custom vending machine at that location. Stimulate the machine. Custom vending machines are also equipped for infrared communication and receive signals to send or receive any waiting messages. Extended display device FIG. 19 is a plan view of an extended I / O interface device 1079 according to aspects of the present invention. An interface device 1079 having a diagonal length of about 5 inches includes a combination LCD display that is at least partially covered by a touch-sensitive input screen, and provides an I / O area 1080 in a manner very similar to a μPDA. providing. The four coupling outlets 1081, 1083, 1085 and 1087 are provided at the left and right ends of the interface device 1079 in this embodiment, and are configured for PCMCIA type II modules. One of these outlets is used to couple a μPDA according to the present invention, and the other three combine a functional PC MCIA module to provide a larger CPU, additional memory, and a battery. Provide peripherals such as power supplies, modems, etc. The interface device 1079 is a framework for assembling a special computer through a combined PCMCIA device containing a μPDA according to the present invention. In other embodiments where the μPDA takes on other form factors, the binding outlet is adapted accordingly. The combined μPDA in this embodiment is configured to generate its I / O representation in I / O area 1080. The thumbwheel on the μPDA is accessible when coupled, in which case it functions as described above in stand-alone mode. In another aspect, the augmented display has a reconstructed output, the reconstructed output being a touch screen alone, and / or additional hardware selection buttons, and / or a dedicated bus port or coupled μPDA. , The user can operate data from a standard keyboard connected to the extended display device. In another embodiment, the extended display includes a dedicated mouse port and / or a dedicated thumbwheel. In yet another embodiment, the interface device 1079 comprises a conventional, inexpensive and replaceable battery and / or a rechargeable battery. In yet another aspect, the interface device 1079 couples two or more independent μPDAs and cross-references data files between the μPDAs according to a control routine that can operate on mutually unlocked files. Can be. Furthermore, the interface device 1079 is arranged and structurally supported for easy viewing on a dedicated standard or miniaturized keyboard and is connected to the keyboard as an input device. Then, the keyboard automatically functions as an input device. The interface device 1079 for a μPDA provides a computer that is small and compact enough to fit into a pocketbook or briefcase, very portable, but very powerful. Microphone / voice note FIG. 20 is a plan view of a μPDA 1110 provided with an I / O interface 1116, an expansion port 1120, and a host interface connector 1114. The μPDA 1110 has all the features described above and an additional microphone 1088. In this embodiment, the control routine in the μPDA uses a linear predictive coding (LPC) method to convert the analog input from the microphone into a digital audio recording. This method uses minimal memory, but can reproduce audio input, such as a human voice, within recognizable limits. In another embodiment, a two-step integrator is used to separate the analog signal and synthesize a more faithful digital reproduction for better quality audio recording. The μPDA configured in this way allows the user's voice notes to be recorded and uploaded later to the host for processing. In a promising embodiment, the digital signal is converted to text or sent as voicemail over a network. In yet another embodiment, the microphone is integrated with the speaker for editing. Cellular phone interface FIG. 21 is a perspective view of a μPDA 1010 coupled to a dedicated cellular telephone 1045 according to an embodiment of the present invention. The telephone 1045 has a coupling port 1049 for a μPDA according to the present invention. In this embodiment, port 1049 is on one side of telephone 1045 and has window 1051 to access μPDA I / O interface 1016 after coupling. The combined μPDA makes the μPDA all software and memory available to the phone, and the user can operate the phone via the I / O interface 1016. In this aspect of the invention, a unique control routine and display configuration is provided to extend the use of cellular telephones. For example, user collections such as telephone numbers, associated credit card numbers, access codes, etc., are all readily available and can be quickly and conveniently accessed and used. In one aspect, a simple input device displays alphabetic characters for selection, and once a character is selected, a partial list of parties that may be called is displayed. By touching the input device or using the μPDA thumbwheel, the list can be scrolled and the highlighted entry can be selected. No phone number is required to be displayed. Once the person to be called is selected, the μPDA dials for the call, including the necessary credit card information stored in the μPDA memory for this purpose. In another embodiment, the call is timed and time stamped, and an overall record is recorded along with the area for notes during and after the call. In other embodiments, the conversation is recorded digitally and filed for later processing. Promising embodiments include an audio compression program in the host or cellular telephone 1045. For example, a compressed voice file, such as a message to be distributed to a voice mail system, is downloaded to a μPDA or transmitted to a larger memory format inside a cellular telephone. The µPDA then sends the file through the host or a dedicated modem attached to optional expansion bus 1040 (FIG. 16) at connector section 1020. In this particular embodiment, the cellular telephone has a bus port for digital transmission. In this case, a compression algorithm is also established at the receiving end of the transmission, together with the voice system control routine, to decompress the signal and distribute the individual messages. In another embodiment, voice messages are sent in wireless form from a cellular telephone in an uncompressed digital composite form, and they can be stimulated automatically or manually with individual voicemail systems prior to each individual message. By doing so, it is automatically distributed to the dedicated receiving host. In another aspect of wireless transmission, a microphone / voice note μPDA as in FIG. 20 sends previously stored voice notes after being coupled to a cellular telephone interface. In Europe and Asia, the telephone system is a usage known as CT2, which operates on a digital standard, and allows a person with a compliant cellular telephone to simply enter the active area of the substation, thereby qualifying the cellular system. Includes a local substation so that a person with a telephone can access the station. In one aspect of the invention, the CT2 telephone is provided with a coupling outlet for a μPDA and is configured to function with the μPDA. In yet another aspect of the present invention, in a CT2 telephone system applicable to other digital telephone systems, compression as disclosed above for digitally compressing a message prior to transmission on the CT2 telephone system. A utility is provided. The proprietary compression algorithm is roughly estimated to be able to compress a 10 minute voice message into 1 minute using current CT2 technology. This saves a great deal on telephone usage. In this regard, a compatible decompression facility is required at the receiving station and is preferably incorporated into CT2 or other standard μPDA voice mail systems for digital transmission. In another embodiment, a control routine is provided to allow a microphone / voice note μPDA as shown in FIG. 20 to carry compressed or decompressed digital voice notes. When coupled to a CT2-compatible μPDA cellular phone, the μPDA in this embodiment is capable of transmitting digital voice notes in a compressed form. Speaker / Pager FIG. 22 is a plan view of a μPDA 1210 with a microphone / speaker area 1090 and a pager interface 1092, according to an embodiment of the present invention. The µPDA has the ability to function as a standard pager, picking up the pager signal with an installed pager interface 1092 and alerting the user through a microphone / speaker 1090. Once the signal is received, the µPDA 1210 can be coupled to a compatible cellular telephone as shown in FIG. 21 and the µPDA will automatically dial the caller's telephone number. All other aspects are the same as described for the combined mode of the cellular telephone. In other embodiments, the speaker / pager μPDA can be stimulated to generate DTMF tones. DTMF tones are generated from the caller's telephone number. The speaker / pager μPDA can store the pager request in its on-board memory. The speaker / pager μPDA can display on the I / O interface 1216 all pager requests, including time and date stamps, the identity of the caller, if known, and other relevant information. In this particular embodiment, the user can receive the page, immediately respond with a digital voice note on the μPDA through speaker / microphone 1090, and then send the response from a dedicated μPDA-compatible cellular phone or regular phone. . Wireless infrared interface FIG. 23 is a plan view of a μPDA 1310 with an IR interface 1094 according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the μPDA can communicate with an array of conventional appliances at home or office for remote control. The unique signal for the instrument is programmed into the μPDA in learning / receiving mode and filed under the protection of a user password. Once the correct password has been entered, an icon display menu is displayed in the I / O area 1316 in a user-friendly manner. The master routine first queries the user which device to access. For example, in residential applications, icons are displayed for things like overhead garage doors, security systems, automatic gates, VCRs, televisions, and stereos. In another aspect of the invention, a receiving station, such as a host computer or peripheral interface, has IR capability to communicate direct data from a nearby μPDA over an infrared interface. In another embodiment, the μPDA interfaces with a cellular network and functions as a wireless modem. Peripherals The μPDA functions as a platform for various peripheral accessories through the expansion port 1020 (FIG. 11B and other figures). When attached to a peripheral, a dedicated pin in expansion port 1020 sends a signal to microcontroller 1011 to execute the peripheral bootstrap application. After that, the interface processing control routine existing in the peripheral device or the memory of the μPDA is executed, and after the link processing is completed, the I / O interface of the μPDA displays the related menu drive option. Scanner FIG. 24 is a plan view of a μPDA 1010 with a scanner accessory 1055 according to an embodiment of the present invention. The scanner accessory is attached to the μPDA and makes an electrical connection through the expansion port 1020. In this embodiment, the physical interface of the scanner is formed to ensure attachment to the μPDA. The scanner accessory 1055 includes a roller wheel 1057 and other conversion sensors that interface with the μPDA wheel 1018 to perform the conversion sensing process in operation for the resulting hand-held scanner. In another aspect, the scanner accessory 1055 includes a translator that transmits appropriate signals through the expansion port 1020. The scanner bar is on the bottom and one or more batteries 1059 are provided in the scanner accessory to provide the extra power required for light generation. In the scanner aspect of the invention, different width D2 scanner accessories 1055 are provided for different purposes. The bar is no wider than the .mu.PDA or is 8 inches or more wide to scan the full width of U.S. letter-size or international A4 paper documents. A unique control routine displays operating information on the I / O area 1016 of the .mu.PDA for scanning, provides a user interface to set various options such as the width of the scanner bar, and provides a .mu.PD when scanning results are sent. A Provides identification for files created in memory. Scan data stored in the μPDA memory is quickly transferred to the host through the host interface 1014 when the μPDA is coupled. A unique routine is provided to automate the process, so that the user does not have to search for the file and start the entire transfer process. Facsimile option FIG. 25 is a plan view of a μPDA with a fax modem module 1089 installed according to an embodiment of the present invention. A fax modem 1089 interfacing with the expansion bus interface 1020 provides fax and telecommunications capabilities to the µPDA over a regular telephone line. The fax modem includes an internal circuit for converting the bus state of the extension bus into a fax protocol, and a telephone plug interface 1091. In another aspect, a μPDA can be coupled into a host and used in combination with a fax modem 1089 to provide faxing and file transfer of both the host and the μPDA data file. In this case, the fax modem routine is displayed on the host monitor. Printer FIG. 26 is a plan view of a μPDA with a Centronics adapter interface according to an embodiment of the present invention. Printer connector 1093 is engaged with extension interface 1020 by connector 1095 through cable 1097. The translation capability resides in circuitry within connector 1093, which is physically configured as a Centronics connector to mate with a standard port on the printer. Barcode readers and data acquisition peripherals FIG. 27 is a perspective view of a μPDA 1010 coupled to a barcode reader and data acquisition peripheral 1100 according to an embodiment of the present invention. μPDA1010 is bound to binding outlet 1149. I / O interface 1016 displays information through aperture 1147 according to a specialized data acquisition application. In this particular embodiment, the peripheral 1100 includes an IR interface 1094, a microphone 1103, a scanner port 1101 (not shown), a battery pack 1105, and a numeric keypad 1096 implemented as a touch-sensitive array. . The application routine allows the data acquisition peripheral to operate, for example, as a mobile inventory manager. The user can scan the barcode label with the scanner 1101 and input information such as the total number by voice input through the keypad 1096 or the microphone 1103. Since the application of the peripheral 1100 is very specialized, only a limited speech recognition system is needed. The speech recognition system also stimulates other command routines in the master application. As inventory is collected, a database is displayed and can be manipulated directly through the I / O area 1016 in the opening 1147, or can quickly download information to a nearby host through the IR interface 1094. . Instead of frequent data transmissions, the data may be stored in auxiliary optional memory locations in the peripheral device 1100. In another aspect, the data acquisition peripheral device may be interfaced with an analog output of a monitoring device, such as a strip recording device, to digitize and store incoming analog signals. Solar battery charger FIG. 28 is a perspective view of a μPDA 1010 opposite a I / O interface with a solar cell charger panel 1098 according to an embodiment of the present invention. When the μPDA 10 10 is in strong light, such as sunlight, the solar battery charger absorbs the solar energy and converts it to electricity to recharge the battery 1015 inside the μPDA, Panel 1098 is arranged. The solar battery charger 1098 is permanently wired to the circuit of the μPDA or attached by other means, and is connected to a dedicated electric port or extension port. The solar cell charger is positioned so that the μPDA is fully coupled to the coupling port and the panel is in the correct position. In another aspect, the detachable solar cell charger is unplugged before coupling the μPDA, after which the detachable charger has a larger surface area. Game / Conference Center FIG. 29 illustrates an aspect of the present invention for connecting several μPDA devices (1037, 1039, 1041 and 1043) together to enable competitive or interactive games by one or more μPDA users. This is a large scale representation of the game center device 1033 according to the present invention. In this particular embodiment, game center device 1033 is controlled by an 80486 CPU. The µPDAs are connected to the center device by a cable connection via a connector such as connector 1035 via an expansion bus or host interface of each µPDA. Although the figures show four connectors, there may be two, and any convenient number of two or more. As another aspect of the present invention, the game center device may function as a conference center device in which a large number of μPDAs exchange information. In this way, the administrator can update a number of salesperson μPDAs, for example, through executable custom routines stored in the center device 1033. Updates include, but are not limited to, product databases, spreadsheets, price sheets, job assignments, customer profiles, address books, phone books, itineraries, and other relevant business information during meetings. Standard keyboard FIG. 30 is a perspective view of a keyboard 1151 connected to the μPD A1010 by a cord and a connector 1153 through an expansion port 1020. In this example, the keyboard is a mechanical keyboard with a full-size standard key array, an onboard controller, and an interface for communicating with the μPDA. In other embodiments, the keyboard may take many other forms, including a two-layer, flexible roll-up keyboard, as taught in US Pat. No. 5,220,521. In addition to a keyboard, other input devices, such as writing tablets, etc., may also interface to the µPDA through the expansion port 1020. There are numerous additional ways to combine different embodiments of the μPDA for useful functions. For example, an IR-equipped μPDA attached to a scanner 1055 can transfer a large graphics file to a host computer in almost real time. If the file is text, through the Optical Character Reading (OCR) application, the host further processes the file automatically and sends a greatly reduced ASCII file back to the µPDA. As already discussed, the µPDA family devices have the ability to be bus-dominated by the host computer system for many applications, and establish software security and distribution protocols. Modular computer perspective A computer with a coupling outlet can take many alternative forms within the scope of the invention. For example, the computer portion of a smartphone system according to the present invention may take the shape of a desktop device to which a smartphone is attached (FIGS. 4, 5, and 7). The computer part may take the form of a portable computer, such as a laptop, notebook or palmtop computer, having one or more coupling outlets. In this case, the smartphone circuit (FIGS. 4 and 7) is integrated into the case of the computer, and the DSP module and the intelligent μPDA module are coupled to one or more coupling outlets. In another embodiment, the smartphone element may be part of a μPDA function module that can be coupled to a computer. The following disclosure teaches various portable computer concepts having a coupling outlet for receiving a functional module. General description of computer architecture FIG. 31A is a perspective view of a skeleton 2011 of a notebook computer according to the present invention. The skeleton 2011 includes a rear housing 2013, a tilt-up flat panel display 2015 shown closed, a keyboard 2017 and a plurality of module outlets for inserting functional modules. The rear housing 2013 includes a power supply that converts a wide variety of standardized electrical inputs into the form required by a computer. For example, there is a port (not shown) for connecting to a standard household outlet that is 120V, 60Hz alternating current. The power supply converts the input to an output as required by the computer bus and functional modules. There are also input ports for 6 VDC, 12 VDC, 9 VDC and others, and the power supply of one embodiment of the present invention can identify input characteristics by sampling and implement a suitable mounting circuit to use the inputs. It is possible to switch to In the embodiment shown in FIG. 31A, four module outlets 2019, 2021, 2023 and 2025 are shown on one side of the skeleton. On the other side of the skeleton, opposite the module outlet shown, there are four more module outlets. There may be more or fewer module outlets, but the eight are well-balanced and have adequate multi-functionality under the requirement of being convenient, small and simple. 31B is an end view of the skeleton of the notebook computer of FIG. 31 in the direction of arrows 31B-31B of FIG. 31A. Each module outlet has a set of guide and positioning rails, such as rails 2027, 2029 at outlet 2019. The rail positions and guides the functional module inserted into the module slot. Each rail in the set has a detent, such as a detent 2031 for retaining the module when the module is fully inserted into the slot. Each outlet also has a connector such as connector 2033 in outlet 2019. This connector is for coupling to a combination connector on a functional module inserted into the insertion port. It will be apparent to one of ordinary skill in the art that there are many equivalent ways in which guide rails, detents and connections can be achieved. FIG. 32 is a plan sectional view just above the module insertion port along section line 32-32 in FIG. 31B. The outlets 2019, 2021, 2023 and 2025 are shown on one side of the sectional view and the outlets 2035, 2037, 2039 and 2041 are shown on the opposite side. The printed circuit board structure 2057 is stopped in a position substantially vertically lowered from the center of the frame 2059. Connectors 2033, 2043, 2045, 2047, 2049, 2051, 2053, and 2055 are connected to the printed circuit board structure and expose their pin structures outwardly toward their respective outlets. In the embodiment just described, the internal connector is a male connector, but this is not required by the present invention. As also shown in FIG. 31A, each module slot has a pair of opposed rails that are vertically located at approximately the midpoint of the module slot height. Rails 2027 and 2029 serve module outlet 2019, with similar rails located at each of the other module outlets. FIG. 33 is a perspective view of a functional module 2061 according to the present invention aligned with the module slot 2025 of the skeleton 2011. The module 2061 includes guides 2063 and 2065 on opposing sides to engage the rails 2067 and 2069 when the module 2061 is inserted into the slot 2025. The module has two spring-loaded detent levers (lever 2073 is shown) to engage the detents in guide rails 2067 and 2069 when the module is fully inserted. Detent 2071 is shown on rail 2067 in FIG. Each module slot has a compression spring mechanism that engages with the functional module as the module approaches full insertion, and exerts an outward force on the module when the detent lever engages the detent. Mechanism 2075 (FIG. 32) is a typical example. To insert a module, align the guides on the module with the guide rails and push the module into the module slot until the detents engage. A button 2079 on the front 2077 of the module is for retracting the detent rail of the module, and in this case a spring mechanism will pop the module, as is common with floppy disk drives. FIG. 34 is a perspective view of the functional module 2061, showing the rear surface 2081 opposite the front surface 2077. FIG. The rear surface includes, in a preferred embodiment, a recessed female connector socket 2083 for mating with a male connector located at a respective nested receptacle, such as connector 2033 in FIGS. 31B and 32. In. The second detent lever 2074 is the opposite lever 2073 of FIG. In the embodiments described above, and in many other embodiments, the framework of the notebook computer of the present invention comprises a frame, a power supply, and a frame with the above-described module socket and connector for a "plug-in" functional module. Includes other peripherals. The skeleton also includes a display device 2015, a keyboard 2017, and an internal bus structure, which is later referred to as a note bus. The note bus is described in additional detail in the section entitled "Note Bus Structure". 33 and 34, functional modules as represented by module 2061 are provided in a wide variety of different types, capable of a wide variety of different functions. For example, the skeleton 2011 does not have an “implemented” CPU, battery power, or system memory. These functions, and all other functions, are provided by different models of functional modules that are inserted into any one or combination of the available module outlets. Other types of functional modules inserted are floppy disk drives, hard disk drives, "flash card" memory modules, LAN / modem adapters, fax modules, specialized modules such as data acquisition modules tailored to specific equipment, and Includes even more. Functional modules are also described in further detail in the following section entitled "Functional Modules". Electronic Configuration FIG. 35 is a block diagram showing the internal components of the notebook computer skeleton 2011 connected to show the electronic architecture of the notebook computer according to the present invention. The power input / converter 2085 is surrounded by a rear housing 2013 (FIG. 31A) and includes a power input port 2087. Device 2085 senses the input condition, selects the appropriate circuit, and converts the input to the necessary voltage to power other components of the system. The output from the converter is directed to a note bus 2089 which includes a path for power as well as digital information such as data and addresses. Due to the wide variety of functional modules, one or more power lines are generally required in a notebook bus, as shown above and described in further detail below. For example, the notebook computer of the present invention includes a hard disk drive, and these modules preferably do not have their own "mounted" power supplies. A motor drive for a hard disk, for example, requires a different power supply (voltage and current) than that required by the CPU, so the notebook bus has parallel power supply lines of different sizes and voltage levels. A typical notebook bus may include, for example, 24 V DC, 12 V DC, and 5 V DC lines as well as a plurality of ground lines. The note bus 2089 includes a video random access memory (VRAM) and connects to a video display controller 2091 that powers and controls the display device 15, and in a preferred embodiment, the display device 2015 is connected to the analog bus 2093. It is a flat panel display device driven by an analog drive line. The note bus 2089 also connects to the keyboard controller 2095 that powers and controls the keyboard 2017 via link 2097. The keyboard controller 2095 receives the key input and converts the input into digital data for transmission to the note bus 2089. The keyboard controller is physically implemented on the keyboard or skeleton 2011. As shown in FIG. 35, the note bus 2089 also connects to each module outlet, such as the outlet 2019, via a connector, such as the connector 2033. When a functional module, such as module 2061, is inserted into the module slot, the mating connector on the back of the functional module mates with the connector from the notebook bus, and the circuitry inside the functional module is connected to the notebook bus. You. Note bus structure The note bus is composed of a power supply and a data path as described above. Digital lines carry 32 addresses and can carry data in 32-bit words. To minimize pin count and routing complexity, addresses and data are multiplexed onto a set of trace lines in the overall bus structure. Those of ordinary skill in the art will recognize that this type of bus is what is known in the art as a low pin count or compression bus. In this type of bus, different types of signals, such as address and data signals, share a signal path by multiplexing. For example, the same set of data lines is used to carry both 32-bit addresses and 32-bit long data words. In the notebook bus of the present invention, some control signals such as an interrupt arbitration signal also share data lines. A typical example of a bus that can be used for a note bus (except for the power supply analog lines in the note bus) is the "S bus", Digital Equipment Corporation implemented by Sun Microsystems. And a bus that is compatible with the IEEE-488 standard. The note bus is a high-speed backplane bus for interconnecting processors, memory and peripheral modules. The note bus also provides standard operation and standby power supply voltage and electrical ground to all module outlets. Functional Module As described above, FIGS. 33 and 34 are two different views of a functional module according to the present invention. Also, as described above, functional modules have many different functions. In fact, there are as many different functions as possible for separate peripherals, positive power supplies and CPU modules. Separate function modules are provided for each function, in each case the function module has a physical size and shape compatible with the sockets, guide rails and connectors for "plugging" into the framework 2011 Have. The “front” of the functional module, the front that is exposed when the module is “plugged in” (see front 2077 in FIG. 33), includes elements that identify the type of module. For example, a CPU module has no display or other elements on the front, while a floppy disk module typically has an opening for inserting a floppy disk and a "key" or button for releasing and removing the floppy disk. A unique feature of the present invention is that a CPU for a notebook computer is equipped as a CPU function module. This makes it easy for users to upgrade to a more powerful CPU that has the ability to adapt the CPU power to other modules and applications for notebook computers. FIG. 36 is a block diagram of a CPU module 2099 inserted into a slot of a notebook computer according to the present invention. In this case (see FIG. 32), the module is inserted into the outlet 2019 with the connector 2033. This is a typical example of that the module may be plugged into any open outlet of the framework 2011. Internal components of the CPU module are connected to the note bus 2089 by being plugged into the connector 2033 or other module connector. The internal elements for the module 2099 include a CPU 2103, a state converter 2105, and a RAM memory 2113. The CPU 2103 is any of a wide variety of technically available CPUs (sometimes referred to as MPUs). For example, Intel 80386 and 80486 models, those running MIPS, RISC, and many others. The CPU 2103 exchanges information with the status converter 2105 via the path 2107, and the status converter 2105 exchanges information with the connector 2033, and thus with the notebook bus 2089, via the bus 2109 inside the module. When the module is plugged into bus 2089, bus 2109 is an extension of bus 2089. The state converter 2105 is a chip or a chip set designed to convert commands and requests of the CPU into commands and requests compatible with the note bus. It has already been mentioned that CPU 2103 is any one of a wide variety of CPUs, and note bus 2089 is any one of a wide variety of compression buses. It is apparent to one of ordinary skill in the art that there is a wider variety of state converters 2105 that convert between the CPU and the note bus. The state converter is a theoretically different device for each possible combination of CPU and notebook bus. The RAM memory module 2113 is composed of a normal RAM chip mounted on a PCB as is known in the art, and is connected to the state converter 2105 by a plug such as an end connector or a connector interface. It is possible. The purpose of "mounting" the RAM module in the CPU module is to provide quick memory access. This memory access is very slow if the RAM is available in another module at one of the other module outlets. The memory at the other module slots is on the note bus and is susceptible to bus contention and wait states. Due to the nature of the insertion of the RAM device into the CPU module, the amount of memory to be provided in the CPU module in the notebook computer of the present invention can be different. As mentioned above, the note bus 2089 is comprised of power and ground connections as well as shared data and address lines for modules plugged into various outlets. Therefore, paths 2109 and 2107 are composed of a power supply and a ground line for CPU 2103 and converter 2105. If, for example, CPU 2103 is an Intel 80486 microprocessor, state converter 2105 is a converter for adapting the 80486 state machine to a notebook bus state machine. This note bus is any one of the buses described above for bus 2089, or another compression bus. There are many equivalent ways in which the converter can be implemented for a particular case. Providing the producer with available design information for the CPU and equivalent information for the bus 2089, making the required connections with the transducers is a matter of ordinary skill in the art without undue experimentation. It is the technical scope of those who have knowledge. This is a conventional technique. It is unique to the present invention to implement the converter on a module with a CPU to plug into a module slot in a notebook computer. In the present invention, the state converter is implemented in a single chipset or circuit set that allows conversion between many CPUs and many potentially different buses. For example, to convert between three different CPUs and three different compression buses, a converter is designed and configured with the necessary circuits and information. The state converter is programmed to select one CPU and one bus from the available choices at a convenient time in the manufacturing cycle, or even when selecting modules to configure a notebook computer. Possible hardware or software. As an example of a hardware programmable transducer, the transducer is made by cutting certain trace lines near the end of manufacturing as a way to select a CPU and bus combination. The converter is programmable by an on-board EPROM or EEPROM device. As an example of software program capability, the converter can be implemented with microprocessor technology and a software program. For example, before incorporation into a notebook computer according to the present invention, the CPU module is plugged into a connector on a special programming device and certain commands are set to set up the implementation software to convert between the desired CPU and bus. Can be sent. It is clear to a person of ordinary skill in the art that there are many possible variations in the construction of the transducer. FIG. 37 shows a power supply module 2111 plugged into a receptacle of a notebook computer according to an embodiment of the present invention. The purpose of the power supply module is to provide a power supply for the computer including any modules plugged into the module outlet. A battery that is technically common in notebook computers, but typically rechargeable, is in the framework 2011, and the battery is replaceable and also rechargeable via the power input line 87. In the case of a mounted battery pack, there is more freedom to use it in all module insertion ports than a power pack. The framework 2011 without functional modules must be converted to the power characteristics required by the computer and have no power capability other than a power supply plugged into one of the input lines 2087 distributed to the power line of the notebook bus Is desirable. For portability, power is typically provided by one (or more) power supply modules 2111 that are plugged into one or more module receptacles. Module 2111 comprises a battery pack 2101 connected to connector 2033 (in this case, for example) via line 2117 and thus to notebook bus 2089. Since the notebook bus has several power lines that supply functional modules with different voltages and different current capabilities, the power lines in the notebook bus to connect the power module 2111 are used to power the module. Is not the same as Alternatively, there is a separate set of power lines to pins on a module outlet connector, such as a connector that connects to the power input and conversion device 2085 as an input as well as being connected to the input port 2087. In FIG. 37, lines 2119 and 2121 connect the power supply module 2111 to the converter 2085, and the power input from the power supply module is sensed as a power supply, as is done to the power input line 2087. Handled. This power is converted to the required voltage and current capabilities, output on the power supply output line and returned to the module outlet. In FIG. 37, line 2119 is ground, and arrow 2123 represents all of the data / address, control, and power output lines to the module outlet. The line represented by arrow 2123, and lines 2119 and 2121 are note bus 2089. Although not shown in FIG. 37, there is a connection with line 2119 and line 2121 for each of the module outlet connectors. A power supply module, such as module 2111, plugs into a connector on the charging module that is separate from the notebook computer, using the same connector that is used to plug into the notebook bus through the module outlet in skeleton 2011 Rarely recharged for later use in a modular notebook computer according to the invention. This allows the user to keep a spare power supply module ready for use and charge the module without connecting the computer itself to the charging device. Further, when a power supply module is provided, the user can use the one or more power supply modules to increase the portable time of the notebook computer. FIG. 38 shows a floppy disk drive (FDD) module 2125 inserted into a module slot of a notebook computer according to an embodiment of the present invention. The module 2125 is a conventional circuit implemented in a case 2130 with connectors, guides, and detents that can be combined with the connector 2033 so that it can be plugged into the module receptacle of the notebook computer of the present invention. Nominal with 3. Includes a conventional FDD device 2129 for 5 inch discs. The case includes an opening 2131 for inserting and removing a floppy disk, and an ejection button 2133 for removing a floppy disk. The controller 2127 communicates with the device 2129 via line 2126 and with the connector 2033 (and thus the note bus 2089) via line 2128. The controller also gets power from the appropriate pins on connector 2033, but these pins and lines are not shown. The controller 2127 is an ASIC chip or a chip set for converting between the note bus and the FDD device. Given the data storage standard of the FDD device and the characteristics of the bus 2089, configuring the controller 2127 without experimentation is within the skill of those having ordinary skill in the art. FIG. 39 shows a hard disk drive (HDD) module 2135 plugged into a bus 2089 in a module slot of a skeleton 2011 according to an embodiment of the present invention. The HDD module 2135 comprises a normal HDD device 2139 mounted in a case 2137 which is pluggable and compatible with a notebook computer according to the present invention. As in the case of the FDD module described above, a controller 2141 is provided for converting between the note bus 2089 and the HDD device. The controller 2141 exchanges information with the HDD device 2139 through a line 2143 and with the connector 2033 through a line 2145. Connector 2033 is a typical example of any one of the modular connectors in a notebook computer. Given the characteristics of the HDD device 2139 and the note bus 2089, implementing the controller 2141 without experimentation is within the technical scope of one of ordinary skill in the art. Power line connections are not shown. When implementing the controller 2141, there are several protocols used. One is the ST506 standard which is known in the art. Others are IDE standards known in the art. Yet another is an extended IDE, known as EIDE, known to the inventor, which is the subject of another patent application filed. In the EIDE protocol, there are multiple IDE devices that are connected in a chain and are treated as secondary IDE devices with additional selection numbers. FIG. 40 shows a "flash card" memory module 2147 plugged into connector 2033 of the notebook computer of the present invention. A "flash card" is a RAM memory card known in the art that can typically be plugged into a parallel port to interface with the internal bus structure of a computer. Module 2147 includes a conventional “flash card” 2151 implemented in case 2149 that is compatible with the module slot of a notebook computer according to the present invention. As in the case described above, the controller 2153 is required to exchange information between the memory structure of the “flash card” and the bus 2089. The controller 2153 communicates with the “flash card” device 2151 via line 2155 and with the connector 2033 via line 2157. An opening 2159 is optionally provided in the case 2149 and a connector (not shown) in the device 2151 for inserting and removing the flash card, and a relatively large data storage device is inserted if desired. Instead, the interface is a modular interface provided by the plug-in module 2147. Again, given the known characteristics of the flash card and bus 2089, the implementation of a controller is a matter for one of ordinary skill in the art. FIG. 41 shows a LAN module 2161 plugged into a connector 2033 of a notebook computer according to an embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 41, a normal LAN card, such as an Ethernet card, is mounted in a plug-in compatible case 2163 in the module slot of the notebook computer according to the embodiment of the present invention. . The LAN card 2167 exchanges information with a normal connector 2165 on the front of the case of the module 2161 which is exposed to the outside when the module is inserted into the insertion slot. This is a common connector of the type known in the art for connecting to a computer on a network. In a first alternative method within module 2161, a regular LAN card 2167 interfaces to a controller 2169 that communicates over lines 2171 and 2173, which translates between bus 2089 and the regular LAN card. Do. In a second alternative, the LAN card is provided with a built-in conversion and no separate controller is required. The first alternative is the preferred one. FIG. 42 shows a modem module 2175 plugged into a connector 2033 in a receptacle of a notebook computer according to an embodiment of the present invention. The modem module 2175 includes a normal modem card 2181 mounted in a case 2177 that has plug-in compatibility with the module slot. In this case, where the term "normal" is used in connection with a card or device, and in the other cases above, it means that the circuits and functions are conventional. The size is adjusted to be compatible with the module case, for insertion into a notebook computer according to the invention. The modem card 2181 connects via a line 2183 to a telephone interface 2179 that includes one or more "jacks" so that the handset can connect. The card 2181 communicates with the note bus 2089 via lines 2187 and 2189 via a controller 2185 which converts between a normal card and a compression bus. Alternatively, the conversion may be implemented on a single card with modem circuitry. FIG. 43 shows a FAX module 2191 inserted into the connector 2033 of the module insertion port according to the embodiment of the present invention. The module 2191 includes a normal FAX card 2199 mounted in a case 2193 having the module insertion slot compatible with the present invention. The FAX card 2199 exchanges information with a telephone interface 2195 through a line 2197. As with the modem module described above, the telephone interface 2195 has more than a single telephone "jack". Controller 2201 provides an interface between the card and notebook bus 2089 via lines 2203 and 2205 for a conventional fax card. Alternatively, the controller can be implemented on the same card as the fax circuit. In yet another variation, the FAX and modem capabilities described above can be implemented in a single module. FIG. 44 illustrates a custom data acquisition module 2207 that is plugged into a connector 2033 at the module slot of a notebook computer according to an embodiment of the present invention. The module 2207 includes a circuit card 2215 mounted in a case 2209 having insertion compatibility with the module insertion slot. Card 2215 communicates via line 2213 with an interface 2211 that includes one or several acquisition leads for connection to external devices. For example, a data module may be provided to track the output of the oscilloscope's vertical and horizontal sweeps, with at least two input leads, one for vertical sweep and one for horizontal sweep. The card 2215 communicates with the connector 2033 and thus the note bus 2089 via a line 2217. The circuitry on the card 2215 is designed to digitize the input if the input is analog and to be compatible with the Notebus 2089. Given the characteristics of the signal to be measured and the characteristics of the note bus 2089, implementing such a card is within the purview of those of ordinary skill in the art. The above-described embodiments of the present invention mainly relate to a notebook type computer. However, the invention has a wider application. The principles of the present invention can also be applied to portable computers, known as palmtop computers, and further embodiments are described below. FIG. 45A is a perspective view of a modular palmtop computer 2221 according to an embodiment of the present invention. Computer 2221 is a standard single sheet (approximately 5. 5 inches x 8 5 inches), and in a preferred embodiment, case 2223 has a planar array of four Personal Computer Memory Card International Association (PCMCIA) Type II module receptacles. The case 2223 of this embodiment has a combination I / O area 2225 formed on one side of the computer 2221. The combination I / O area 2225 is used for a display device covered with a touch-sensitive planar structure. Contains. In other embodiments, the display may be a flat panel display pivoted to the case or a separate monitor in communication with the case 2223. The touch screen provides "soft key" operation along with interactive control logic. In the preferred embodiment of the invention, the control logic resides in static or dynamic memory in case 2223, but may reside in some of the installed PCMCIA type peripherals. A power supply (not shown) is enclosed within the case 2223 and converts a wide variety of standardized electrical inputs into the form required by a computer. For example, there is a port (not shown) for connecting to a standard household outlet, which is a 120 V, 60 Hz alternating current. The power supply converts the input to an output as required by the computer bus and functional modules. There are also input ports for 6 VDC, 12 VDC, 9 VDC and others, and the power supply of one embodiment of the present invention identifies input characteristics by sampling, and provides a suitable mounting circuit to use the inputs. It is possible to switch. In the embodiment of the present invention shown by FIG. 45A, two module insertion ports 2227, 2229 are provided on one side surface of the case 2223. There are two more module outlets along the other side of the case opposite the module outlet shown. In other embodiments, the outlet may be open to other edges of the case. This configuration provides a good balance between the need to remain small and simple and also having the appropriate versatility. In other embodiments, other modular configurations can be used, such as PCMC IA Type III and others. In other configurations, the configuration of the planar array of modules also changes. FIG. 45B is a diagram of the computer 2221 in the direction of arrows 45B-45B of FIG. 45A. The I / O region 2225 is located on the upper surface of the case 2223. The module insertion port 2227 has a pair of guide slots 2230A and 2230B. The guide slot positions and guides the PCMCIA module card inserted into the module slot. Each module slot in this embodiment is configured for PCMCIA size and connection standards, and secures compatible PCMCIA cards according to these standards. In this embodiment of the invention, case 2223 has an outlet configured for PCMCIA type 2, modified B standard. In other embodiments of the invention, the case may have another type of PCMCIA module receptacle and may have a receptacle configured to one standard or another proprietary standard. Each module slot has a bus connector, such as connector 2231. In this embodiment, connector 2231 is a standard PCMCIA connector that accepts a PCMCIA card and is electrically connected to the palmtop internal bus. It will be apparent to those having ordinary skill in the art that there are many equivalent ways to connect the functional modules. FIG. 46 is a simplified cross-sectional view of computer 2221, taken along section line 46-46 of FIG. 45B. Box 2228 forms four PCMC IA module receptacles 2222, 2224, 2227 and 2229 arranged in a planar array. The printed circuit board structure 2235 is fixedly positioned at the center of the frame 2228. Connectors 2231, 2232, 2234, and 2236 are connected to the printed circuit board and present their pin structure outwardly toward their respective receptacles. In the embodiment just described, the internal connector is a male connector, but this is not required by the present invention. Slots 2230A and 2230B serve to guide the PCMCIA type card into module slot 2227, with similar slots located in each of the other module slots, shown as dashed lines in the cross-sectional view. A set of three AA batteries 2237 is typically located in the plane of the module outlet, providing in one embodiment portable power means. In another embodiment, an external power supply supplies power to the computer 2221, as described above. FIG. 47 is a partial perspective view of a functional module 2240 according to an embodiment of the invention, aligned with a module slot 2227 of a computer 2221. Arrow 2241 indicates the insertion direction of the functional module. The I / O area 2225 is formed on the upper surface of the case 2223 in a plane parallel to the plane of the module insertion port. The module 2240 is a type 2 PCMCIA card and has a thickness of T1. The opening of the module insertion port 2227 has a width W1 and a height H1. The length of the function module 2240 is L1. In this embodiment of the invention, these dimensions are compatible with the PCMC IA industry standard. In other embodiments of the present invention, the module slot 2227 may be resized to accommodate other standards or dedicated modules. The module slot 2227 engages the functional module 2240 in the fully inserted position according to the PCMCIA standard. In another embodiment of the invention, a detent may be provided, similar to that in FIG. 33 for the large notebook computer embodiment. Many methods are known in the art for positioning and securing small modules. Securing of the module can also be achieved by other means, such as clamping, wedging, and / or a tight securing mechanism. FIG. 48 is an enlarged perspective view of a functional module 2240 according to the type 2 PCMCIA standard. Rear surface 2252 includes a female connector 2253 for mating with a male connector located at each module outlet, such as connector 2231 in FIGS. 45B and 46. Connectors 2231 and 2253 are PCMCIA connectors, which interface according to their industry standards. Guides 2251A and 2251B are sized according to the PCMCIA standard. Functional modules are offered in many models capable of a wide range of functions. For example, the computer 2221 according to one embodiment does not have a mounted CPU or a system memory. These functions are provided by functional modules that are inserted into any one of the available module slots. Other types of functional modules to be inserted include speech-based, pen-based, and I / O system modules that provide keyboard-based input. Specialized modules such as floppy disk drives, hard disk drives, flash card memory modules, LAN and modem adapters, fax modules, data acquisition modules tailored to specific devices, special video modules, modules that adapt scanner peripherals to computers, telephones There are adapters and more. In the case of an I / O module, the necessary software, and in some cases firmware and hardware, are connected to the internal bus structure by insertion of the module. For example, in one embodiment, a module is provided that includes an induction coil and a controller for decoding a signal received via a changing magnetic field and providing a code to an internal bus of a computer. The changing magnetic field is generated by a stand-alone keyboard, where keystrokes are encoded and transmitted as signals over the magnetic field. In other embodiments, a similar module is provided for communication from the auxiliary pen-based input pad. In yet another embodiment, a plug-in module provides a microphone, DSP circuitry, and necessary software to accept audio input from a user and convert the audio input into machine-readable code. Providing the necessary software and circuitry in these examples in a modular form provides maximum flexibility and upgrade capability for a modular system according to the present invention. Electronic Architecture FIG. 49 is a block diagram showing internal components of a palmtop computer 2221 connected to show the electronic architecture of a modular computer according to an embodiment of the present invention. The power input and / or converter 2257 is surrounded by a case 2223 (FIG. 45A) and includes a port 2259 for power input. The power input may be from an AA battery 2237 (FIG. 46) or from an optional converter via an external power source. The converter 2257 senses the input condition, selects the appropriate circuit, and converts the input to the voltage required to power the components of the system. The output from the converter is directed to a bus 2255 that includes a path for power as well as digital information such as data and addresses. Due to the wide variety of functional modules, one or more power lines are generally required on bus 2255, as shown above and described in further detail below. For example, the computer 2221 preferably uses hard disk drive modules, and these modules are preferably provided without an on-board power supply. Since a motor drive for a hard disk requires a power supply configuration (voltage and current) different from, for example, that required by the CPU, the bus 2255 includes parallel power supply lines having different sizes and voltage levels. The bus 2255 may have, for example, a 24 V DC, a 12 V DC, and a 5 V DC line in addition to a plurality of ground lines. The bus 2255 connects to the I / O area 2225 and transmits a video signal from a video controller. The video controller may be integrated into a functional module, which is illustrated as video controller 2301 in CPU functional module 2300, and the video controller may be configured in a case, which is an optional video controller. This is shown as 2301 (a). As previously described in the preferred embodiment of the present invention, I / O area 2225 is a combination display having an overlayed touch-sensitive screen. In another aspect, the I / O area may include an active matrix display, in which case a dedicated analog drive line from the video controller 2301 is connected to the display. The I / O area 2225 may include a conventional LCD display, where the I / O control logic is a function of the installed dedicated I / O peripheral module. In another embodiment, the video controller 2301 is incorporated into the case 2223 (FIG. 45A) and is directly connected to the bus 2225, similar to the modular notebook computer described above. The bus 2225 is connected to each of the module insertion ports 2229, 2227, 2222 and 2224 (FIG. 46) through connectors 2232, 2234, 2236 and 2231. When a functional module, such as CPU module 2300, is inserted into the module slot, the female connector 2253 (FIG. 48) mates with the male connector 2232 located at that module slot, and the circuitry inside the CPU module is connected to bus 2255. Connected. Palmtop Functional CPU Module The onboard video controller 2301 incorporated into the CPU functional module 2300 is a unique feature in one aspect of the invention. The user is provided with the ability to adjust the type of video controller for CPU power and other modules and applications for the palmtop computer 2221. This provides a simple means of upgrading by switching CPU function modules. The video signal is local to the CPU, which increases system performance. FIG. 50 is a more detailed diagram of the CPU module 2300 for the computer 2221. The CPU module 2300 is functionally similar to the CPU module 2099 (FIG. 36) except for the addition of the video controller 2301. The on-board video controller 2301 is bus-connected to the state converter 2266 by a line 2263. In this embodiment of the invention, the state converter is configured to send and receive video signals and commands over the bus 2255 through the connector 2232, as well as other functions as described above. Other Aspects and Features The embodiments of the present invention described above deal specifically with notebook and palmtop type computers. The embodiments described below address yet another aspect of a palmtop type computer. FIG. 51 is a perspective view of another embodiment of the present invention. The computer 2400 includes an attached display device case 2401 and a fixed keyboard 2403 which can be pivoted. The display case rotates with respect to hinge 2405 and closes in a fixed detent position on the keyboard. The display device case 2401 includes a flat panel display device 2407. On one side of the case there are two PCMCIA type module outlets 2412A and 2412B, and on the other side there are two more module outlets (not shown). The four PCMCIA module slots are arranged in a planar array as described above. As described above, frame 2415 includes a bus structure (not shown) that interconnects all aspects of the PCMC IA type module receptacle to computer 2400. In this embodiment of the invention, a standard keyboard controller (not shown) enclosed in a frame 2415 connects the keyboard 2403 to the internal bus structure. As explained earlier, there are many architectures that can be implemented as a result of the combination of teachings in this disclosure. For example, a smart phone may have a modular outlet as shown to accept a DSP module or other functional module, a well-known telephone form as generally or substantially shown in FIG. May be provided. The smartphone may be connected to a PBX or a computer device as shown in FIGS. 4, 5, and 7 by an ISDN or serial connection. Alternatively to a conventional telephone configuration, a smartphone element (or equivalent) as shown in FIG. 7 may be implemented in a μPDA module, and a modular system as disclosed herein It may be coupled to a coupling outlet of a desktop or portable computer. This combination shares some elements of the computer, such as speakers and microphones, and to some extent microprocessors and memory elements. The computer keyboard is used for dialing and managing calls and data transmissions, and a graphic interface may be provided on the computer display device for input and feedback related to the management of calls and data transmissions. In another option, a smartphone circuit as disclosed herein may be integrated directly into a computer on any portable device, such as a desktop or notebook computer. As a result, the computer inherits the functions of the smartphone. In this embodiment, the disclosed PC interface is used or directly connected, as will be apparent to those skilled in the art. In this selection, a coupling outlet may be used for an additional level of DSP capability. In this choice, the computer has a speaker and a microphone (most of which have) that function as a telephone handset, a keyboard is an input device for things like dialing, and a graphic interface is a data and control manager. Provided for. It will be apparent to those skilled in the art that there are relatively many changes that can be made in the embodiments described without departing from the scope of the invention. Some of the additional and alternatives were mentioned earlier. Similarly, there are many equivalent ways of achieving some functions without departing from the scope of the present invention. For example, there are many alternative configurations that work with smartphones together. For example, a PBX may transmit digital and analog data. In particular, the analog line from the PBX supports older fax machines and other analog communication devices that are part of the user's system. Similarly, the PC may have an analog interface so that, for example, a document scanner can read the data into the PC and send the data to a smartphone. In other configurations, even a PBX is not required. The smartphone input is instead made through a standard public telephone line, such as an ISDN line. There are many types of cases and applications that can be used. Different embodiments are made with different specifications. For example, while originally conceived for an embodiment of a smartphone system, the special plug-in RS-485 interface of FIG. 5 may become a hardware standard for PCs. There are many variations that fall within the scope of the invention. In addition to the above, there are many ways to implement the µPDA support structure and interconnect the active components. One method is illustrated by FIG. 12 and described in the accompanying text. There are many alternatives to this preferred structure. Also, the size and form factors that may be taken by devices according to the present invention are a wide range. Although the use of the well-known PCMCIA form factor has been disclosed, other sizes and factors may be provided in alternative embodiments. In larger embodiments, on-board peripherals are configured. In addition to these alternatives, there are various ways in which the connection of the μPDA bus is provided. Although the well-known PCMCIA standard has been disclosed as preferred, other connections may be used in alternative embodiments. The memory type and size may vary. The means for providing the security code may vary. The characteristics of the internal bus may be changed. In fact, there are many variations that do not depart from the scope of the invention. In the embodiments disclosed with respect to the modular computer architecture, there are many additional modifications that may be made without departing from the scope of the present invention. For example, there may be more or less than the four module slots described. There may be two or more planar arrays of module slots. To provide more coupling outlets in a compact arrangement, more than one planar level may be provided, with multiple coupling outlets in each plane. Similarly, there are many ways to make modules to be coupled to a skeleton, such as computers 2011, 2221 and 2400 to form a planar array. There are many different types of connectors available as well as many types of compression buses that can be used. There are many types of modules provided. Many other changes can be made without departing from the scope of the present invention.
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(72)発明者 ザイラー、ウイリアム・ジェイ
アメリカ合衆国、カリフォルニア州
95066、スコッツ・バレー、グレン・キャ
ニオン・ロード 2420────────────────────────────────────────────────── ───
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(72) Inventor Zeiler, William Jay
United States, California
95066, Scotts Valley, Glenn Ca
Nion Road 2420