JP2006191405A - 無線通信用半導体集積回路および無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブルートゥース通信デバイスのような無線通信装置において、無線通信処理部とアプリケーション処理部との間でデータをやり取りする際にデータ抜けが発生するのを防止する。
【解決手段】 無線通信処理回路（１１０）と送信すべきアナログ信号をサンプリングするサンプリング回路とサンプリングされた信号を処理する処理回路（１２１）とを備えたブルートゥース通信デバイスのような無線通信装置において、上記処理回路を動作させるクロック（φTX）で無線通信処理回路を動作させるクロック（φsc）をサンプリングすることによって、サンプリング回路を動作させるクロック（φｓ）を生成するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線通信制御技術さらには無線通信処理部とアプリケーション処理部とがそれぞれ別個のクロック生成回路により生成されたクロック信号により動作するように構成された無線通信装置おいてアナログサンプリングクロックをそれらのクロック信号を同期させる技術に関し、例えばブルートゥース通信規格の無線通信用ＩＣ（半導体集積回路）およびそれを用いた無線通信装置に利用して特に有効な技術に関する。

無線通信規格の１つにブルートゥースと呼ばれ、２．４ＧＨｚ〜２．４８ＧＨｚの周波数帯を使用し短距離無線通信を行うものがある。ブルートゥース規格の無線通信方式は、所定量のデータにヘッダを付けて送信するパケット通信方式であり、再送機能を持つ非同期通信（ＡＣＬ：Asynchronous Connectionless）と、再送機能を持たず所定の周期でパケットの送信を行なう同期通信（ＳＣＯ：Synchronous Connection Oriented）の２つの通信モードを備え、それぞれ時分割で送信と受信を行なう。

また、ブルートゥース通信では、マスタ機器とスレーブ機器との間でクロック信号（以下、単にクロックと称する）の同期をとるとともに通信接続を確立するために、ブルートゥースクロックと呼ばれる３．２ｋＨｚのクロック信号に基づき、３．２ｋＨｚの２倍の周期（６２５μｓ）でパケットデータの交換が行なわれる。

ブルートゥース通信が可能なデバイスは、非同期通信と同期通信を自由に使い分けて通信を行なうことができ、テキストデータのように高い信頼性を必要とするデータを送信したい場合には非同期通信を使用し、音声データやのようにリアルタイム性が要求されるデータの送信には同期通信を使用するというような使い分けが行なわれる。

上記のようにブルートゥース通信においては、無線通信処理部側ではマスタ機器とスレーブ機器との間でクロックの同期をとって通信接続を確立するためにブルートゥースクロックが用いられる一方、アプリケーション処理部側では音声の再生に適した速度で音声データを転送したり処理したりする必要があるため、無線通信処理部側とは異なるクロックが用いられている。しかしながら、このように無線通信処理部とアプリケーション処理部とをそれぞれ互いに同期の取れていない別個のクロックで動作させるようにすると、クロックの位相ずれによって無線通信処理部とアプリケーション処理部との間でデータをやり取りする際にデータ抜けが発生するおそれがある。特に、通信デバイスが移動することによって周波数の変化が生じることがあり、それによってアプリケーション処理部のクロックとの位相ずれが大きくなり、データ抜けが起き易い。

従来のブルートゥース通信システムではこのようなデータ抜けを防止するため、無線通信処理部とアプリケーション処理部との間にバッファメモリを介在させるようにした発明（特許文献１）や無線通信処理部のクロックとアプリケーション処理部のクロックを同期させるため、一方のクロックを基準クロックとするＰＬＬ回路によって他方のクロックを生成するようにした発明（特許文献２）が提案されている。
特開２００３−０１８１３３号公報 特開２００２−１４１８６２号公報

しかしながら、無線通信処理部とアプリケーション処理部との間にバッファメモリを介在させる技術にあっては、データ抜けを確実に防止するにはバッファメモリの容量を大きくしなければならないがバッファメモリの容量を大きくするとチップサイズが増大してコストアップを招く一方、バッファメモリの容量を小さくするとメモリがオーバーフローを起こしたりアンダーフローを起こしたりしてデータ抜けが発生するという不具合がある。なお、オーバーフローやアンダーフローの対策としては、データ破棄処理やデータ補間処理があるが、再送機能を持たない同期通信による音声データの送信ではデータが欠落するとデータ補間では音声の再生品質が低下するという課題がある。

また、ＰＬＬ回路を利用したクロック生成回路を用いる技術にあっては、周知のようにＰＬＬ回路は電圧制御発振回路や位相比較回路、ループフィルタなどからなる規模の大きな回路であるため、チップサイズが増大してコストアップを招くとともに、消費電力が大きくなり電池で動作する携帯機器では電池の寿命が短くなるという課題がある。

本発明の目的は、ブルートゥース通信デバイスのような無線通信装置において、無線通信処理部とアプリケーション処理部との間でデータをやり取りする際にデータ抜けが発生するのを防止することができる技術を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、ブルートゥース通信デバイスのような無線通信装置において、大規模な回路を用いることなく無線通信処理部とアプリケーション処理部との間でデータをやり取りする際にデータ抜けが発生するのを防止しチップサイズの低減および消費電力の低減を図ることができる技術を提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、ブルートゥース通信のような再送機能を持たない同期通信モードによる音声通信機能や動画像通信機能を備える場合に、受信側で再生される音声や映像の品質の低下を防止し、通信品質の向上を図ることができる通信制御技術および無線通信装置を提供することにある。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、本発明は、無線通信プロトコル処理回路と送信すべきアナログ信号をサンプリングするサンプリング回路によりサンプリングされた信号を処理あるいは受信したデータを処理して上記サンプリング回路に渡すデータ処理回路とを備えたブルートゥース通信デバイスのような無線通信装置において、上記データ処理回路を動作させるクロックで無線通信処理回路を動作させるクロックに同期したクロックをサンプリングすることによって上記サンプリング回路を動作させるクロックを生成するようにしたものである。

上記した手段によれば、無線通信処理用のクロックと送信すべきアナログ信号のサンプリングクロックとが同期されるため無線通信処理部（無線通信プロトコル処理回路）とアプリケーション処理部（データ処理回路）との間でデータをやり取りする際にデータ抜けが発生するのを防止することができるとともに、ＰＬＬ回路のようなフィードバックパスを持たないオープンループの同期化回路により無線通信処理部のクロックとアプリケーション処理部のクロックを同期させることができるため、大規模な回路を用いることなくデータ抜けが発生するのを防止しチップサイズの低減および消費電力の低減を図ることができる。

また、再送機能を持たない同期通信モードにより音声データや動画像データを送信する場合に、データ抜けが発生するのを防止できるためデータの補間処理が不要になって、受信側で再生される音声や映像の品質の低下を防止し、通信品質の向上を図ることができるようになる。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、本発明に従うと、ブルートゥース通信デバイスのような無線通信装置において、無線通信処理部とアプリケーション処理部との間でデータをやり取りする際にデータ抜けが発生するのを防止して通信の信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
本発明を適用して最も好適な無線通信装置は、ブルートゥース通信機能を備えた無線通信装置である。ブルートゥース通信機能を備えた無線通信装置の具体例としては、例えばオーディオプレーヤからのオーディオデータを受信して再生するワイヤレスヘッドホンや携帯電話機との間で音声通信を行なってハンズフリー通話を可能にするヘッドセットがある。

ブルートゥース規格は、携帯電話機とヘッドセットあるいは携帯電話機とヘッドセットの各々に内蔵されるブルートゥース通信デバイスがそれぞれ別のベンダから提供されたものであっても相互接続を保証する規格である。携帯電話機とヘッドセットの各々に内蔵されるブルートゥース通信デバイスがどちらか一方でもブルートゥース規格（プロトコル）から外れた独自機能を持つ場合に相互に接続できない。このように所定の規格で相互に通信を行う通信デバイス間において、所定の規格から外れた独自機能を持つ場合には相互に接続できなくなるような性質を相互接続性（インタオペラビリティ）という。

なお、ブルートゥース通信を行なう一方の電子機器（親機）には液晶パネルなどの表示機能、テンキーを使って入力操作機能などの複数の機能が設けられており、本明細書ではそれらの機能のうちブルートゥース通信をサポートするＩＣ（半導体集積回路）あるいは複数のＩＣや電子部品を絶縁基板上やセラミックパッケージ内に実装してブルートゥース通信機能を有するようにしたモジュールなどの電子デバイスをブルートゥース通信デバイスと称する。

図１は、ブルートゥース規格に従った通信機能を備えたブルートゥース通信デバイスの第１の実施例の構成を示す。
図１に示されているように、この実施例のブルートゥース通信デバイスは、大きく分けると、アンテナＡＮＴを介してデータの送受信を行なう無線通信処理部１１０と、送信データを符号化したり受信データを複合化するなどアプリケーションに応じた処理を行なうアプリケーション処理部１２０と、それらを制御する制御部１３０とからなる。また、無線通信処理部１１０とアプリケーション処理部１２０との間には、データ転送速度の差を吸収するためのバッファメモリ１４０が設けられている。

無線通信処理部１１０は、送信信号のアップコンバート機能や変調機能、増幅機能、受信信号の増幅機能や復調機能、ダウンコンバート機能などを備える物理層（無線レイヤ）としての高周波信号処理部１１１と、該高周波信号処理部１１１により送受信されるデータをブルートゥース通信プロトコルに従って処理したり通信相手のデバイスとの間の通信接続状態を確立したりパケットの分析、解読、再構築などを行なったりするプロトコル処理回路としてのベースバンド制御部１１２、高周波信号処理部１１１やベースバンド制御部１１２の動作、データ転送に必要なクロックφRF，φBBを生成するクロック生成部１１３などから構成される。

ベースバンド制御部１１２は、機能的にはいわゆるリンクコントローラや該リンクコントローラと物理層との間のリンク制御を管理するリンクマネージャなどからなり、ハードウェアとしてはマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）とその動作プログラムを格納したメモリなどで構成される。高周波信号処理部１１１は通信相手のデバイスからの受信信号に基づいて同期通信のためのタイミング信号φｔを生成してクロック生成部１１３へ供給し、クロック生成部１１３はこのタイミング信号φｔに合わせて高周波信号処理部１１１やベースバンド制御部１１２へ供給するクロックφRF，φBBを生成することによりブルートゥースの同期通信が可能とされる。また、クロック生成部１１３は、アプリケーション処理部１２０とのデータ転送の同期を取るための同期クロックφscを生成する。

制御部１３０は、システム全体を所定のシーケンスに従って制御したりブルートゥース通信プロトコルに従って無線通信処理部１１０に対する制御信号を生成したりするもので、ハードウェアとしてはマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１３１とその動作プログラムを格納したメモリ１３２とクロック生成部１３３などから構成される。クロック生成部１３３は、ＣＰＵ１３１の動作クロックφcpuやアプリケーション処理部１２０で使用される転送クロックφTXを生成する。

アプリケーション処理部１２０は、音声データの圧縮や伸長などの処理や送信信号のＡＤ変換処理、受信データのＤＡ変換処理を行なう音声入出力処理部１２１や、該音声入出力処理部１２１の入り口に設けられたオーディオ信号のようなアナログ信号を取り込むサンプリング回路のサンプリングクロックφｓを生成するクロック同期処理部１２２などからなる。クロック同期処理部１２２は、無線通信処理部１１０のクロック生成部１１３からの同期クロックφscを、制御部１３０のクロック生成部１３３からの転送クロックφTXでサンプリングすることでφscに同期したサンプリングクロックφｓを生成する。

また、アプリケーション処理部１２０には、無線通信処理部１１０からのデータのデパケット化や無線通信処理部１１０へ渡すデータのパケット化を行なったりするＬＬＣＡプロトコル部、通信相手の機器の有効なサービスの確認を行なうＳＤプロトコル部、ＲＳ−２３２ＣをエミュレートするＳＣＥプロトコル部、アプリケーションとブルートゥース通信プロトコルとの橋渡しを担い機器固有の通信手順を製品の特性ごとに標準化したプロファイル部などの機能が設けられる。

図２には、上記クロック生成部１１３，１３３およびクロック同期処理部１２２の構成と相互関係が示されている。無線通信処理部１１０のクロック生成部１１３は、ＲＦ送受信処理部１１１で必要なＲＦクロックφRFを生成するＲＦ用の発振回路ＯＳＣ１と、該発振回路の発振出力φRFを分周してベースバンド制御部１１２で必要なデータ転送クロックφBB、同期用のクロックφscを生成する分周回路ＤＩＶ１とから構成される。また、制御部１３０のクロック生成部１３３は、ＣＰＵクロックφcpuを生成する発振回路ＯＳＣ２と、該発振回路の発振出力φcpuを分周して音声入出力処理部１２１で必要なアプリケーションデータ転送クロックφTXを生成する分周回路ＤＩＶ２とから構成される。

クロック同期処理部１２２は、縦属接続されたＤ型フリップフロップＦＦ１，ＦＦ２で構成され、前段のフリップフロップＦＦ１のデータ端子Ｄに無線通信処理部１１０からの同期クロックφscが入力され、ＦＦ１，ＦＦ２のクロック端子ＣＫにアプリケーションデータ転送クロックφTXとその反転クロック／φTXが入力されることにより、クロックφscをクロックφTXでサンプリングしてφscに同期したサンプリングクロックφｓを生成する。

図３に上記各クロックのタイミングの一例が示されている。ＲＦクロックφRFとアプリケーションデータ転送クロックφTXはそれぞれ１３ＭＨｚと２０ＭＨｚのような高い周波数のクロックとされ、同期クロックφscとサンプリングクロックφｓはそれぞれ８ＫＨｚのような低い周波数のクロックとされる。なお、ベースバンド制御部１１２へ供給されるクロックφBBはブルートゥース通信の周期を決定するブルートゥースクロックと呼ばれる基準クロック信号で３．２ｋＨｚのような周波数とされる。また、ＣＰＵクロックφcpuは、数１００ＭＨｚのような周波数とされる。

図３に示されているように、アプリケーションデータ転送クロックφTXの立ち上がりの時点Ｔ１で同期クロックφscがハイレベルであると、これを取り込むことによってクロック同期処理部１２２から出力されるサンプリングクロックφｓがハイレベルに変化し、φTXの次の立ち上がりの時点Ｔ２でφscがロウレベルであると、これを取り込むことによってクロック同期処理部１２２から出力されるサンプリングクロックφｓがロウレベルに変化する。

８ＫＨｚの同期クロックφscは１３ＭＨｚのＲＦクロックφRFを分周することで生成され、これを２０ＭＨｚのアプリケーションデータ転送クロックφTXでサンプリングしてφｓを生成しているので、生成された上記サンプリングクロックφｓは、（８ＫＨｚ±α）の周波数を有しており、αの最大値はアプリケーションデータ転送クロックφTXの周波数分であり、ここでは２０ＭＨｚとなる。したがって、サンプリングクロックφｓの周波数の変動幅は８ＫＨｚを中心に±０．０４％に過ぎないので、ほぼ同期が取れているとみなすことができる。これによって、無線通信処理部１１０側のデータ転送処理とアプリケーション処理部１２０側のサンプリング処理の同期を取ることが可能になる。又、上記のようにサンプリングクロックφｓの周波数の変動幅があるために、バッファ１４０を設けてデータ抜けを防止した方が、より高精度なデータ処理を行うことができるが、サンプリングクロックφｓの周波数の変動幅は大した大きさではない為に、従来と比べてバッファ１４０のメモリ容量は小さなものでも問題はない。

次に、本発明の第２の実施例としてオーディオプレーヤとワイヤレスヘッドホンのようなオーディオデータの通信を行なうブルートゥース通信デバイスに好適な実施例を説明する。
ＤＶオーディオ規格では、３２ｋＨｚと４４．１ｋＨｚと４８ｋＨｚの３種類のサンプリングモードが既定されている。したがって、ブルートゥース通信でオーディオデータを送信する場合、これら３種類のサンプリングモードのいずれでサンプリングされたオーディオデータであっても扱うことできることが望ましい。ここでは、一例として、３２ｋＨｚと４８ｋＨｚの２つのサンプリング周波数に対応できるデバイスを設計する場合の各クロックの周波数プランを、図４を用いて説明する。

ＲＦクロックφRFとアプリケーションデータ転送クロックφTXは、第１の実施例と同様にそれぞれ１３ＭＨｚと２０ＭＨｚのような高い周波数のクロックとされ、同期クロックφscは３２ｋＨｚと４８ｋＨｚの最小公倍数である９６ＫＨｚを選択する。つまり、ＲＦクロックφRFを分周して９６ＫＨｚの同期クロックφscを生成できるように、図２の分周回路ＤＩＶ１が設計される。サンプリングクロックφｓは、送信すべきオーディオデータのサンプリングモードに応じて３２ＫＨｚまたは４８ｋＨｚとされる。なお、ベースバンド制御部１１２へ供給されるクロックφBBは３．２ｋＨｚ、ＣＰＵクロックφcpuは数１００ＭＨｚのような周波数とされる。

この実施例においても、図４に示されているように、アプリケーションデータ転送クロックφTXの立ち上がりのタイミングＴ１で同期クロックφscを取り込むことによってクロック同期処理部１２２から出力されるサンプリングクロックφｓがハイレベルに変化し、φTXの次の立ち上がりのタイミングＴ２でφscを取り込むことによって出力されるサンプリングクロックφｓがロウレベルに変化する。同期クロックφscとして３２ｋＨｚと４８ｋＨｚの最小公倍数である９６ＫＨｚを選択することにより、３２ｋＨｚまたは４８ｋＨｚのいずれのサンプリングモードのオーディオデータであっても、無線通信処理部１１０とアプリケーション処理部１２０との間でデータ抜けを起こさずに転送することが可能となる。

なお、この実施例の周波数プランでは、同期クロックφscの周波数として３２ｋＨｚと４８ｋＨｚの最小公倍数である９６ＫＨｚを選択したが、それに限定されずその整数倍すなわち公倍数であればよい。また、ＲＦクロックφRFを分周する分周回路ＤＩＶ１として可変分周回路を使用し、９６ＫＨｚ固定の同期クロックφscを生成する代わりに、サンプリングモードに応じて可変分周回路を切り替えて３２ｋＨｚまたは４８ｋＨｚの同期クロックφscを生成して出力できるように構成しても良い。

また、送信すべきオーディオデータが３２ＫＨｚまたは４４．１ｋＨｚの場合には、「３２」と「４４．１」の最小公倍数あるいは近似的に「３２」と「４４」の最小公倍数である３５２ＫＨｚまたはその整数倍の周波数を選択するようにしてもよい。さらに、送信すべきオーディオデータが３２ＫＨｚまたは４４．１ｋＨｚまたは４８ｋＨｚの場合には、「３２」と「４４．１」と「４８」の最小公倍数あるいは近似的に「３２」と「４４」と「４８」の最小公倍数である１０５６ＫＨｚまたはその整数倍の周波数を選択するようにしてもよい。

次に、第２の実施例の変形例を、図５を用いて説明する。
この変形例は、３２ｋＨｚと４８ｋＨｚの２つのサンプリング周波数に対応できるデバイスを設計する場合の各クロックの周波数プランの他の例であり、図４の周波数プランとの違いは、アプリケーションデータ転送クロックφTXとして２０ＭＨｚの代わりにそれよりも高い３０ＭＨｚの周波数のクロックを用いる点にある。この変形例を適用することにより、サンプリングクロックφｓを生成するための同期クロックφscの判定回数が増加するため、第２の実施例に比べてより同期ずれを小さくできるという利点がある。

具体的には、サンプリングクロックφｓの周波数のブレ（α）を、±２０ＭＨｚから±３０ＭＨｚつまり±０．０４％から±０．０２７％に小さくすることができる。３０ＭＨｚの周波数のクロックφTXの代わりに４０ＭＨｚの周波数のクロックφTXを用いるようにしてもよい。この変形例によれば、特にオーディオデータを送信するデバイスに適用した場合に、サンプリングクロックのジッタによって生じる耳障りな音が再生されるのを減らすことができる。

図６には、実施例を適用したブルートゥース通信デバイスのより具体的な構成を示す。図６において、図１と同一の機能を有するブロックには同一の符号を付して重複した説明は省略する。
この実施例のブルートゥース通信デバイスは、無線通信処理部１１０のベースバンド制御部１１２と、アプリケーション処理部１２０の音声入出力処理部１２１のうちアナログ回路部分を除いたディジタル回路部分と、制御部１３０のうちメモリ１３２を除いた部分を１つの半導体チップに半導体集積回路（ブルートゥース通信用ＩＣ）１００として構成したものである。

ＲＦ送受信処理部（物理層）１１１を構成する高周波信号処理装置としてのＲＦモジュール２００と制御部１３０のメモリ１３２のうちアプリケーションプログラムを格納したフラッシュメモリ３１０とＣＰＵの作業領域を提供するＳＲＡＭ３２０は、このブルートゥース通信用ＩＣ１００に外付け部品として接続され、これにさらに音声入出力処理部１２１のうちアナログ回路部分であるアナログ処理ＬＳＩ５００がプリント配線基板上に実装されて通信システムが構成される。アナログ処理ＬＳＩ５００にマイクロフォンからの音声信号やメディアから読み取られたオーディオ信号が入力されてサンプリングされるとともに、アナログ処理ＬＳＩ５００からヘッドホンの駆動信号が出力される。

この実施例のシステムにおいては、ＲＦモジュール２００に１３ＭＨｚのような高い周波数の発振子２１０が接続され、ＲＦ送受信処理部１１１の動作に必要なクロック信号φRFが生成されるとともに、そのクロック信号φRFがブルートゥース通信用ＩＣ１００内のクロック生成回路としての分周回路ＤＩＶ１に供給され、ベースバンド制御部１１２のデータ転送クロック（ブルートゥースクロック）φBBや同期クロックφscの基準となるクロック信号とされている。また、本実施例のブルートゥース通信用ＩＣ１００には、ＲＦモジュール２００からのクロック信号φRFを逓倍して２６ＭＨｚあるいは５２ＭＨｚのような周波数のＣＰＵクロックφcpuを生成するクロックパルスジェネレータ（ＣＰＧ）１２２が設けられている。

ＲＦモジュール２００は、変復調用ＩＣやパワーアンプ（高周波電力増幅器）、不要波除去用のフィルタ、送受信切替えスイッチなどにより構成される。本実施例のブルートゥース通信用ＩＣ１００には、ＲＦモジュール２００へパワーアンプのパワーを決定し制御する電圧Ｖｐｃを供給する機能が設けられており、チップ内部のＤＡ変換器ＤＡＣでアナログ電圧に変換して出力するように構成されている。

また、特に制限されるものでないが、本実施例のシステムでは、３．３Ｖのようなバッテリ電源からの電源電圧を、ブルートゥース通信用ＩＣ１００およびＲＦモジュール２００に必要とされる２．８Ｖのような電源電圧に変換する電圧レギュレータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）４００や、データの一時記憶領域やＣＰＵの作業領域を提供する外付けのＳＲＡＭ（スタティックメモリ）３２０が設けられている。ＳＲＡＭ３２０が設けられているため、前に受信したデータを保存しておくことができ、それによって受信データが検出されたような場合に、すでに受信したデータに基づいてデータの補間を行なうことができる。音声データはテキストデータのように正確性をそれほど必要としないため、ブルートゥース通信を使用した音声通信において前に受信したデータに基づいてデータの補間を行なうことで音声の途切れによる音質の低下を回避することができるという利点がある。

この実施例では、ＣＰＵ１３１に、第１ＣＰＵバスＬ−ｂｕｓを介してキャッシュメモリ１８１とＲＡＭ１８２とメモリアクセスコントローラ（ＭＡＣ）１８３が接続されている。キャッシュメモリ１８１とＲＡＭ１８２は第１ＣＰＵバスＬ−ｂｕｓと第２ＣＰＵバスＩ−ｂｕｓとの間に接続され、第２ＣＰＵバスＩ−ｂｕｓと周辺バスＨＰＢとの間にはバス間のデータのやりとりを行うバスブリッジＰＰＢＳが設けられている。また、第２ＣＰＵバスＩ−ｂｕｓにはＤＭＡ（ダイレクトメモリアクセス）転送制御を行なうＤＭＡコントローラＤＭＡＣが接続されている。

さらに、この実施例のブルートゥース通信デバイスにおいては、第２ＣＰＵバスＩ−ｂｕｓにバス上の信号のタイミング調整などの制御を行なうバスステートコントローラＢＳＣが設けられ、第２ＣＰＵバスＩ−ｂｕｓはこのバスステートコントローラＢＳＣを介してフラッシュメモリ３１０やＳＲＡＭ３２０が接続された外部システムバス３３０との間でデータ信号のやり取りが可能にされている。ＲＡＭ１８２（もしくはＳＲＡＭ３２０）が図１におけるバッファメモリ１４０に相当する。

また、周辺バスＨＰＢには、各種時間管理用のタイマユニットＴＭＵ、外部デバイスとの間でシリアルに信号の入出力を行なうシリアルコミュニケーションインタフェースＳＣＩＦ１，ＳＣＩＦ０、外部デバイスからの割込みを受け付ける割込みコントローラＩＮＴＣ、アナログ・デジタルや変換やデジタル・アナログ変換を行なう変換回路ＤＡＣなどの周辺回路が接続されている。

以上説明したように、前記実施例においては、サンプリングされた信号を処理するデータ処理回路（１２１）を動作させるクロックφTXの立上がり（立下がりでも可）に同期して無線通信処理回路（１１２）を動作させるクロックφBBに同期したクロックφscを同期化回路（１２２）に取り込むすなわちφTXでφscをサンプリングすることによって、アナログ信号のサンプリング回路（５００）を動作させるクロックφｓを生成するようにしたので、無線通信処理用のクロックφBBと送信すべきアナログ信号のサンプリングクロックφｓとが同期される。そのため、無線通信処理部とアプリケーション処理部との間でデータをやり取りする際にデータ抜けが発生するのを防止することができるとともに、ＰＬＬ回路のようなフィードバックパスを持たないオープンループの同期化回路により無線通信処理部のクロックとアプリケーション処理部のクロックを同期させることができ、これによって大規模な回路を用いることなくデータ抜けが発生するのを防止しチップサイズの低減および消費電力の低減を図ることができる。

また、再送機能を持たない同期通信モードにより音声データや動画像データを送信する場合にデータ抜けが発生するのを防止できるため、データの補間処理が不要になって受信側で再生される音声や映像の品質の低下を防止し、通信品質の向上を図ることができるようになる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施例では、ＲＦクロック用の発振回路ＯＳＣ１の発振出力φRFを分周してデータ転送クロックφBBや同期用のクロックφscを生成するクロック生成回路を分周回路ＤＩＶ１により、また、ＣＰＵクロック用の発振回路ＯＳＣ２の発振出力φcpuを分周してアプリケーションデータ転送クロックφTXを生成するクロック生成回路を分周回路ＤＩＶ２により構成するようにしているが、分周回路ＤＩＶ１，ＤＩＶ２には、それぞれ基準のクロックに対して位相の異なるクロックを生成するため、位相をシフトする移相機能を含ませるように構成しても良い。

以上本発明を、主としてブルートゥース規格を利用した通信具体的にはオーディオプレーヤとワイヤレスヘッドホンからなる音楽データ送信システムを想定した実施例に適用した場合を説明したが、本発明はこれに限定されず、ブルートゥース通信によるトランシーバあるいは内線電話として利用したり、インターネットを利用した音声通信システム（いわゆるインターネットフォン）に使用するヘッドセットとパソコンとの間の音声通信、携帯電話機とヘッドセットからなるハンズフリーシステムの通信、さらにはブルートゥース通信以外のパケットによる同期通信にも広く利用することができる。

図１は、ブルートゥース規格に従った通信機能を備えたブルートゥース通信デバイスの第１の実施例の構成を示すブロック図である。 図２は図１のブルートゥース通信デバイスにおけるクロック生成部およびクロック同期処理部の構成と相互関係を示すブロック図である。 図３は第１の実施例のブルートゥース通信デバイスに用いられる各種クロックのタイミングを示すタイミングチャートである。 図４は第２の実施例のブルートゥース通信デバイスに用いられる各種クロックのタイミングを示すタイミングチャートである。 図５は第２の実施例の変形例における各種クロックのタイミングを示すタイミングチャートである。 図６は第１の実施例を適用したブルートゥース通信デバイスのより具体的な構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１１０ 通信処理部
１１１ 高周波信号処理部
１１２ ベースバンド制御部
１１３ クロック生成部
１２０ アプリケーション処理部
１２１ 音声入出力処理部
１２２ クロック同期処理部
１３０ 制御部１３０
１３１ マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
１３２ メモリ
１３３ クロック生成部
１４０ バッファメモリ

Claims (11)

1. 送信すべきデータ信号をサンプリングするサンプリング回路によりサンプリングされた信号を処理するデータ処理回路と、
   上記データ処理回路の出力を受けて所定のプロトコルに従って無線通信で送信すべきデータを生成するプロトコル処理回路と、
   上記プロトコル処理回路を動作させる第１クロック信号に同期した第２クロック信号を、該第２クロック信号よりも高い周波数を有し上記データ処理回路を動作させる第３クロック信号でサンプリングすることによって、上記サンプリング回路を動作させる第４クロック信号を生成するクロック生成回路と、
   を備えることを特徴とする無線通信用半導体集積回路。
2. 上記プロトコル処理回路と上記データ処理回路との間には、これらの回路間で転送される送信データを一時的に保持するバッファメモリが設けられ、該バッファメモリは上記第１クロック信号と上記第３クロック信号のそれぞれによって読み出し書き込み動作が行なわれるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信用半導体集積回路。
3. 上記プロトコル処理回路と上記データ処理回路を制御する制御回路を備え、上記第３クロック信号は該制御回路を動作させる第５クロック信号に基づいて生成されることを特徴とする請求項１に記載の無線通信用半導体集積回路。
4. 所定のプロトコルに従って無線通信で受信した信号に基づいて受信データを生成するプロトコル処理回路と、
   上記受信データをサンプリングするサンプリング回路の出力を受け、上記受信データに対応した信号を生成するデータ処理回路と、
   上記プロトコル処理回路を動作させる第１クロック信号に同期した第２クロック信号を、該第２クロック信号よりも高い周波数を有し上記データ処理回路を動作させる第３クロック信号でサンプリングすることによって、上記サンプリング回路を動作させる第４クロック信号を生成するクロック生成回路と、
   を備えることを特徴とする無線通信用半導体集積回路。
5. 上記プロトコル処理回路と上記データ処理回路との間には、これらの回路間で転送される送信データを一時的に保持するバッファメモリが設けられ、該バッファメモリは上記第１クロック信号と上記第３クロック信号のそれぞれによって読み出し書き込み動作が行なわれるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の無線通信用半導体集積回路。
6. 上記プロトコル処理回路と上記データ処理回路を制御する制御回路を備え、上記第３クロック信号は該制御回路を動作させる第５クロック信号に基づいて生成されることを特徴とする請求項４に記載の無線通信用半導体集積回路。
7. 上記所定のプロトコルはブルートゥース規格に従ったプロトコルであることを特徴とする請求項１に記載の無線通信用半導体集積回路。
8. 送信すべきデータ信号をサンプリングするサンプリング回路によりサンプリングされた信号を処理するデータ処理回路と、上記データ処理回路の出力を受けて所定のプロトコルに従って無線通信で送信すべきデータを生成するプロトコル処理回路と、上記プロトコル処理回路を動作させる第１クロック信号に同期した第２クロック信号を、該第２クロック信号よりも高い周波数を有し上記データ処理回路を動作させる第３クロック信号でサンプリングすることによって、上記サンプリング回路を動作させる第４クロック信号を生成するクロック生成回路と、を備える無線通信用半導体集積回路と、
   上記サンプリング回路を備え、アナログ入力信号をディジタル信号に変換して上記無線通信用半導体集積回路へ供給すべき送信データを生成するアナログ処理回路と、
   上記プロトコル処理回路によって生成された上記送信すべきデータを高周波の搬送波に載せて送信する高周波信号処理回路とを備え、
   上記クロック生成回路により生成された上記第４クロック信号は上記無線通信用半導体集積回路から上記アナログ処理回路へ供給されることを特徴とする無線通信装置。
9. 所定のプロトコルに従って無線通信で受信した第一信号に基づいて受信データを生成するプロトコル処理回路と、
   上記受信データをサンプリングするサンプリング回路の出力を受け、上記受信データに対応した信号を生成するデータ処理回路と、
   上記プロトコル処理回路を動作させる第１クロック信号に同期した第２クロック信号を、該第２クロック信号よりも高い周波数を有し上記データ処理回路を動作させる第３クロック信号でサンプリングすることによって、上記サンプリング回路を動作させる第４クロック信号を生成するクロック生成回路と、
   を備える無線通信用半導体集積回路と、
   上記サンプリング回路を備え、上記無線通信用半導体集積回路より供給された出力を処理しアナログ信号に変換して出力するアナログ処理回路と、受信した信号より上記第一信号を取り出して上記プロトコル処理回路へ渡す高周波信号処理回路とを備え、上記クロック生成回路により生成された上記第４クロック信号は上記無線通信用半導体集積回路から上記アナログ処理回路へ供給されることを特徴とする無線通信装置。
10. 上記第２クロック信号の周波数は、ＤＶオーディオ規格で規定されているオーディオデータのサンプリング周波数のうち少なくともいずれか２つの公倍数であることを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。
11. 上記クロック生成回路は同期のためのフィードバックパスを持たないオープンループの同期化回路であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信用半導体集積回路。

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