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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft generell Datenverarbeitungssysteme
und insbesondere die Datenübertragung über eine
Audio-Kodierer-/Dekodierer-(AC)-97-Protokoll-Datenverbindung,
bei der sowohl AC-97-Protokoll- als auch Nicht-AC-97-Protokoll-Vorrichtungen
verwendet werden.
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HINTERGRUNDINFORMATION
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In
den Überlegungen
beim Konzipieren von Computersystemen wird es in sämtlichen
Marktsegmenten der Heim- und Geschäfts-PC-Industrie zunehmend üblich, sowohl
Register-Stecker-(RJ-)Telefonleitungs- als auch Standard-RJ45-Verbindungsschemata
für Daten-
und Ethernet-Übertragungen
zu verwenden. Ein weiterer Hauptgesichtspunkt bei der Konzeption
von Personal-Computer- (PC-) Systemen ist der Bedarf an Ressourcen.
Wenn mehr Merkmale hinzugefügt
werden, um die Verwendbarkeit und Konnektivität des PC zu erhöhen, sind
die verfügbaren
Ressourcen (I/O-Adressen, Interrupt-Anforderung/-Wissen, Direktspeicherzugriffs-
(DMA-) Kanäle
etc.) in dem PC schwieriger zu finden.
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PC-Hersteller
sind stets auf der Suche nach Wegen, um die Kosten der von ihnen
verkauften Computer zu senken. Die Host-Signal-Verarbeitung ist
eine der Kosteneinsprungsmaßnahmen,
die extensiv angewandt wird. Wenn die Prozessor-Geschwindigkeit
zunimmt, werden Aufgaben, die üblicherweise
in separaten (und kostenaufwendigen) Stand-alone-Vorrichtungen durchgeführt wurden, von
dem Hauptsystemprozessor übernommen.
Es werden einfache, kostengünstige
Interface-Vorrichtungen für
die Eingabe-/Ausgabe- (I/O-), Analog-/Digital- (AD-) und Digital-/Analog-
(DA-) Funktionen verwendet. Durch das Integrieren von Funktionen
in den Hauptprozes sor werden die Gesamt-Systemkosten reduziert,
jedoch erfordert das Verarbeiten dieser Funktionen immer noch System-Ressourcen.
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Zur
Handhabung der Probleme, die auftreten, wenn Funktionen integriert
werden, haben die Hersteller Interface-Datenkommunikations-Standards
entwickelt. Es ist ein Standard hervorgetreten, den zahlreiche Hersteller
verwenden, um einige dieser Konzeptionsprobleme zu handhaben. Die
von Intel entwickelte AC-97/Audio-Modem-Riser- (AMR-) Spezifikation
ermöglicht
das Vorhandensein mehrerer Audio- und Modem-Systeme in einem System, während nur
ein einziger Satz von System-Ressourcen verwendet wird. Bei dem
AC-97/AMR-Standard wird ein Zeitteilungs-Multiplex- (TDM-) Schema
mit einer festgelegten maximalen Datenrate verwendet, die deutlich
unter derjenigen liegt, welche selbst für den Ein-Magabit-Ethernet-Verkehr verwendet
wird. Bei der Kommunikation, bei welcher die AC-97-Spezifikation verwendet
wird, wird die Verwendung mehrerer Datenströme gestützt, so dass es möglich ist, eine
Soundkarten-Vorrichtung und ein "v.90"- (Standard für das Kommunizieren
von 56 Kbps stromaufwärts
und 32.6 Kbps stromabwärts)
Moden zu haben, die zur gleichen Zeit arbeiten. Falls eine separate
Datenverbindung vorhanden ist (z.B. Home Phoneline Network Alliance
(HPNA), G. Lite, oder ein Standard-IOBaseT-Interface) kann die Kommunikation, die
unter Verwendung dieser Protokolle erfolgt, zusammen innerhalb der
Funktionalität
der AC-97-Spezifikation betrieben werden. Mehrere Datenströme, die
gleichzeitig betrieben werden, werden in der AC-97 als "normale" Funktionalität betrachtet,
so dass jeder Versuch, der auf eine neue Kommunikationslösung innerhalb
der AC-97 abzielt, zumindest das gleiche Maß an gleichzeitigem Betrieb
ermöglichen
muss.
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WO
0019308 beschreibt ein System und ein Verfahren zum Durchführen einer
Signalverarbeitung, die an Datenströmen vorgenommen wird, welche über einen
AC-Verbindungs-Bus übertragen
werden.
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Derzeit
bieten zahlreiche PC-/Motherboard-Hersteller einige (falls nicht
sogar sämtliche) der
Merkmale integriert auf dem System-Motherboard an.
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Die
AC-97/AMR-Verbindung ist in der Intel-AC-97-Spezifikation definiert
als eine Motherboard-Ressource und nicht als eine User-/Feld-Verbindung.
Dies ermöglicht
den Motherboard-Designern eine vollständige Kontrolle der Ressourcen-Zuweisungen
und ermöglicht
mehrere Funktionen-Ebenen, je nach der Leistungsfähigkeit
und den Preisvorgaben des Konzepts. Da es sich bei AC-97 und dem AMR-Konnektor
um Motherboard-Ressourcen handelt, können Nicht-Standard-Funktionen
implementiert werden, ohne dass weitere Kunden- oder Feld-Support-Probleme
auftreten. Weitere Kunden- oder Feld-Support-Probleme können reduziert werden, da,
nachdem der PC in dem Feld angeordnet ist, die Funktionen der Vorrichtung
für den
User transparent sind. Die Treiber werden von dem Other Equipment
Manufacturer (OEM) in das Betriebssystem einbezogen, so dass keine
zusätzliche
Stützung
erforderlich ist. Ein eher traditioneller Ansatz zum Modifizieren
oder Ändern
der Kommunikations-Funktionalität,
bei dem der User Modems und Netzwerk-Karten hinzufügt, erzeugt
ein hohes Maß an
Support-Problemen, die direkt mit der Ressourcen-Zuweisung und den
Ressourcen-Konflikten in Zusammenhang stehen. Einige OEMs geben
an, dass hinzugefügte
Modems und Netzwerk-Karten für
mehr als fünfzig
Prozent der jedes Jahr getätigten
Anrufe mit dem Ersuchen nach technischer Unterstützung verantwortlich sind.
Wie aus den vorstehenden Erläuterungen
ersichtlich ist, bilden Ressourcen-Knappheit, Softwarevorrichtungs-Treiber-Konflikte
und hohe Systemkosten sämtlich
Herausforderungen, mit denen sich die heutigen Designer von PCs
und Motherboards konfrontiert sehen.
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Der
AMR-Konnektor, der das AC-97-Protokoll verwendet, ist zunehmend
weit verbreitet. Der AMR-Konnektor wird in erster Linie als Modem-Port verwendet,
wodurch das System ein einfaches digitales Interface für eine "v.90"-Implementierung
erhält. Die
gesamte Signalverarbeitung erfolgt an dem Host-Prozessor, und die
sensiblen Analog-Komponenten befinden sich auf der hinzugefügten AMR-Karte.
Die Soundkarten-Funktionen werden zunehmend an dem Motherboard durchgeführt, so
dass es möglicherweise
nicht erforderlich ist, dass die AC-97-Verbindung die Sound-Information
führt.
Mit den Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden einige der aufgeführten Probleme
des AMR-basierten Daten-/Ethernet-Konzepts auf eine neuartige und
wirksame Weise angegangen.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Bei
der vorliegenden Erfindung werden Merkmale der AC-97-Spezifikation
verwendet, um ein neuartiges Datenkommunikationssystem zu ermöglichen.
Der zeitteilungs-gemultiplexte (TDM) Datenrahmen, der in Vorrichtungen
mit AC-97-Protokoll verwendet wird, weist Zeit-Slots auf, die bei
den meisten üblichen
Anwendungen bei PCs und Workstations nicht verwendet werden. Zahlreiche
der Zeit-Slots sind der Audio-Kommunikation zugewiesen, die bei
den meisten modernen Systemen üblicherweise
mittels separater Soundkarten durchgeführt wird. Bei der Telefon-Kommunikation
werden die Audio-Slots primär
verwendet, um die Telefon-Daten oder Sprechäußerungen an Kodierer-/Dekodierer-
(CODEC-) Vorrichtungen zu übermitteln. CODEC-Vorrichtungen
weisen generell Vorrichtungen auf, die analoge (Daten-, Audio-,
Video-, etc.) Signale zu Digitalsignalen (analog zu digital) kodieren und
die digitale Daten zurück
zu betreffenden Analog-Signalen (digital zu analog) dekodieren.
Der Tag-Zeit-Slot in dem AC-97-Datenrahmen ist dazu verwendbar,
einem AC-97-Controller mitzuteilen, die Information in den Datenrahmen-Slots
zu verwenden oder zu ignorieren. Durch Hinzufügen einiger Logik- und Steuersignale
bei einem AC-97-Datenkommunikations-Controller ermöglichen
Ausführungsformen der
Erfindung, dass Vorrichtungen, die nicht von AC-97-Typ sind, mit
der AC-97-Protokoll-Datenverbindung
verbunden werden, und die AC-97-Protokoll und die Nicht-AC-97-Protokoll-Kommunikation
können
gleichzeitig unter Verwendung der AC-97-Protokoll-Verbindung durchgeführt werden.
Ethernet, HPNA, Attachment Unit Interface (AUI) sind einige, jedoch
nicht alle Protokolle, die unter Verwendung von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung möglich
sind.
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Vorstehend
wurden die Merkmale und technischen Vorteile der vorliegenden Erfindung
umrissen, damit die nachfolgende detaillierte Beschreibung der Erfindung
besser verständlich
ist. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung, die Gegenstand
der Ansprüche
der Erfindung sind, werden im Folgenden beschrieben.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Für ein umfassenderes
Verständnis
der vorliegenden Erfindung und deren Vorteile wird auf die folgende
Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen verwiesen,
in denen folgendes gezeigt ist:
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1A zeigt die Zeit-Slot-Zuweisungen bei einem
Standard-AC-97-Datenrahmen;
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1B zeigt die Zeit-Slots, die bei einer AC-97-Daten-Kommunikation
gleichzeitig mit einer Ethernet-Daten-Kommunikation verwendet werden;
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2 zeigt
ein Blockschaltbild eines AC-97-Daten-Controllers, wobei AC-97-
und Nicht-AC-97-Protokoll-Daten-Controller mit dem AC-97-Daten-Controller
verbunden sind;
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3 zeigt
eine Darstellung der AMR-Konnektor-Stift-Zuordnungen;
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4A zeigt
eine Darstellung einer Schaltungsplatine mit AMR-Konnektoren, die
verschiedenen Vorrichtungen mit einem AC-97-Controller und mit einem
externen RJ11-Konnektor verbinden;
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4B zeigt
eine Veranschaulichung eines alternativen Verfahrens zum Verbinden
von AC-97- und Nicht AC-97-CODECS auf einem System-Motherboard;
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5 zeigt
ein Flussdiagramm der Schritte, die bei Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung durchgeführt
werden; und
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6 zeigt
eine Darstellung des Datenverarbeitungssystems, das zur Verwendung
mit Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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In
der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezielle Einzelheiten
aufgeführt,
die ein durchgehendes Verständnis
der vorliegenden Erfindung ermöglichen.
Fachleuten auf dem Gebiet wird jedoch ersichtlich sein, dass die
vorliegende Erfindung auch ohne derartige speziellen Einzelheiten praktiziert
werden kann. In anderen Fällen
sind weithin bekannte Schaltungen in Form von Blockschaltbildern
gezeigt, um das Verständnis
der vorliegenden Erfindung nicht durch unnötige Details zu behindern. Überwiegend
sind Einzelheiten, die Zeitsteuerungsaspekte und dgl. betreffen,
weggelassen worden, da derartige Details für das Erlangen eines umfassenden
Verständnisses
der Erfindung nicht wichtig sind und zu den Fertigkeiten von Personen
mit normaler Fachkenntnis auf dem relevanten Gebiet gehören.
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Es
wird nun auf die Zeichnungen verwiesen, in denen die dargestellten
Elemente nicht unbedingt maßstabsgetreu
gezeigt sind und in denen gleiche oder ähnliche Elemente in den mehreren
Ansichten durchgehend mit den gleichen Bezugszeichen gezeigt sind.
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Der
Rahmen-Takt bei einer AC-97-Verbindung läuft mit 48 KHz. Eine Darstellung
eines AC-97-Datenrahmens ist in 1A gezeigt.
Es existieren 12 Slots von jeweils 20 Bits für die Datenübertragung, die entweder in
einen (in 1A nicht gezeigten) AC-97-Controller
oder aus diesem heraus erfolgt. Das verlangte Merkmal der Datenkommunikation,
bei der Ausfüh rungsformen
der vorliegenden Erfindung verwendet werden, besteht in der Ermöglichung
eines gleichzeitigen Betriebs einer Modem- und einer Ethernet-Verbindung.
In 11B, führt der Slot 5 in dem AC-97-Datenrahmen
den Telefonverkehr, bei dem es sich entweder um Sprechäußerungen
oder Daten handeln kann. Die meisten Motherboard-Hersteller verwenden
einen separaten Datenweg für
die Soundkarten-Information, so dass keine Audio-Zeit-Slots bei dem AC-97-Datenrahmen
verwendet werden. In einem Fall, in dem ein separater Weg für die Soundkarten-Information
verwendet wird, bleiben in dem AC-97-Datenrahmen elf Zeit-Slots
offen für
anderen Datenkommunikationsverkehr. Die folgende Berechnung zeigt,
dass die maximal mögliche
Bandbreite bei Verwendung von Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung eine Datenrate von 10,56 Mbits/Sekunde (48-KHz-Rahmen-Rate
X 20 Bits/Slot X 11 Slots/Rahmen) stützt. Eine Datenrate von 10,56
Mbits/Sekunde ist schnell genug sowohl für die HPNA-Version 1 als auch
für die HPNA-Version
2. Falls HPNA 1 verwendet wird, existiert eine hinreichende Bandbreite,
um auch Audio-Rahmen in dem Datenweg zu erlauben. Bei der Standard-AC-97-Protokoll-Datenrahmen-Ausgestaltung
gemäß 1A wird Steuer-Information in dem Tag-Slot
(Slot 0) platziert. Steuer-Informations-Bits werden von den verschiedenen
AC-97-Vorrichtungen verwendet, um anzuzeigen, welche Vorrichtung
Daten empfängt
oder sendet, und ob die Slot-Daten, die Befehls-Adresse bzw. die
Befehls-Daten und der volle Datenrahmen gültig sind. Es sind mehrere
Schemata möglich,
mit denen diese Steuer-Bits mit dem AC-97-Protokoll verwendet werden
können,
um den AC-97-Verkehr separat von (jedoch immer noch gleichzeitig
mit) dem Daten-/Ethernet (Nicht-AC-97-Format-) Verkehr in den übrigen elf Slots
zu halten. 1B zeigt einen AC-97-Datenrahmen,
bei dem nur der Slot 0 und der Slot 5 verwendet werden, um mit einer
AC-97-Protokoll-Audio-Vorrichtung
zu kommunizieren. Die übrigen
elf Slots (schraffiert gezeigt) können dann zur Kommunikation
mit den Nicht-AC-97-Protokoll-Vorrichtungen
verwendet werden.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird das AC-97-CODEC-Identifikations- (ID-) Format
für die
CODEC-/Physisch-Schicht- (PHY-)
Vorrichtungen verwendet, während
die übrigen
AC-97-Vorrichtungen den Datenstrom ignorieren. Die in dieser Weise
erfolgende Verwendung der CODEC-ID-Bits verlangt eine spezielle CODEC/PHY-Vorrichtung,
jedoch kann auch eine existierende Vorrichtung derart modifiziert
werden, dass sie die gewünschte
Funktion erfüllt.
Theoretisch sollte, falls die CODEC-ID nicht zu derjenigen an den CODEC-Strapping-Stiften
passt (Stiften, deren Spannungspotential für Selektionszwecke verwendet werden
kann), die AC-97-Vorrichtung
die Befehls-/Daten-Slots ignorieren. Dies bedeutet, dass in manchen
Fällen
möglicherweise
keine neue Daten-Vorrichtung benötigt
wird, um ein System zu implementieren, bei dem Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Ferner können die
Slot-Ungültig-Bits für sämtliche Nicht-AC-97-Slots
gesetzt werden, wodurch ein CODEC gezwungen würde, die Daten-Slots zu ignorieren,
so dass Datenströme
ohne Korruption beibehalten würden.
Bei Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung können
zusätzliche
Steuerleitungen und eine zusätzliche
Logik in einem AC-97-Digital-Controller für die PHY-Vorrichtungs-Interfaces verwendet
werden. Die Details bezüglich
der Verwendung zusätzlicher
Steuerleitungen bleiben in der AC-97-Spezifikation vage, zusätzliche
Steuerleitungen sind jedoch zulässig.
Da zusätzliche
Steuerleitungen möglich
sind, ist es bei Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung möglich,
dass ein Controller vollständig
AC-97-konform ist, wobei ferner vollständige Ethernet-/G.Lite-Fähigkeiten von bis zu 10 Mb/Sek.
beibehalten werden. G.Lite ist ein digitales Kommunikationsprotokoll
und Verfahren, bei dem Kupfer-Telefonleitungen verwendet werden.
Je nach verwendeter PHY können
zahlreiche Standard-Intertaces implementiert werden (z. B. HPNA-Telefonleitung,
10BaseT, 10Base2, AUI ect.). Eine mögliche Schaltung zum Verbinden
mehrerer Vorrichtungen ist in 2 gezeigt.
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2 zeigt
die Verbindung eines AC-97-Digital-Controllers 201, eines
AC-97 CODEC 203, eines G.Lite CODEC 204 und eines
Ethernet-PHY 205. Der AC-97-Digital-Controller 201 weist
mehrere serielle Busse zum Empfangen von von CODECs kommenden Daten
auf; bei diesen Bussen handelt es sich um SDATA_IN0, SDATA_IN1,
SDATA_IN2 und SDATA_IN 3. Der AC-97-Digital- Controller 201 sendet Daten
zu sämtlichen
CODECs auf SDATA_Out. Zusätzliche
Steuerleitungen, wie E-Net-Steuerleitung 208 und G.Lite-Steuerleitung 207 sind
Beispiele für Steuermerkmale,
die bei Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wenn AC-97-Vorrichtungen
an G.Lite- und Ethernet-Vorrichtungen angeschlossen werden. Exemplarische und
wahlweise vorgesehene CODEC IC-Eingänge 206 sind ebenfalls
auf G.Lite CODEC 204 gezeigt. Mehrere Standard-AC-97-Interface-Leitungen 202 (Sync,
Bit_Clk, SDATA_Out, Reset# und SDATA_IN0) sind als mit sämtlichen
von dem AC-97-Digital-Controller 201 gesteuerten Vorrichtungen
gekoppelt dargestellt.
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Eingangs-/Ausgangs-
(I/O-) Daten sind bei Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung über einen
RJ11-Konnektor über
Leitungen 209 mit exemplarischen CODECs 203, 204 und 205 gekoppelt. Diese
I/O-Daten umfassen Mischdatensignal zu und von systemexternen Vorrichtungen,
beispielsweise Telefon, Digital-Subscriber-Line (DSL), Ethernet
u.a.. Da diese Signale bei stark voneinander abweichenden Frequenzen
arbeiten, müssen
sämtliche
Signale auf einer einzelnen Leitung miteinander gekoppelt sein.
Exemplarische CODECs 203, 204 und 205 sind dahingehend
intelligent, dass sie Daten erkennen können, die für ihre physischen Signal-Interfaces
und ihr Protokoll formatiert sind. I/O-Daten, die nicht für eine spezielle
CODEC vorgesehen sind, werden einfach ignoriert. Wenn ein CODEC,
beispielsweise CODEC 204, ankommende Daten erkennt, werden
die Daten empfangen und dekodiert. Der CODEC 204 formatiert
dann die dekodierten Daten in AC-97-Rahmen zur Kommunikation über Leitungen 202 zu
dem AC-97-Controller 201 zwecks Kommunikation über den
Systembus 210 mit dem System. Der Systembus 210 ist
normalerweise ein Peripheral Component Interconnect- (PCI-) Protokollbus.
Bei Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung können
Daten von einem Prozessor an mehrere AC-97- und Nicht-AC-97-Vorrichtungen
gesendet werden. Der Digital-Controller kann einen Datenrahmen erzeugen,
der gleichzeitig Daten für
mehrere CODECs enthält.
Durch Verwendung von Tag-Bits in dem AC-97-Rahmen zusammen mit den
Chip-ID-Eingängen
ist es möglich,
unter Verwendung von Ausführungsfor men
der vorliegenden Erfindung mit mehr als einem CODEC gleichzeitig
zu kommunizieren. Sämtliche
CODECs empfangen die digitalen Daten von dem Controller 201 auf
der gemeinsamen SDATA_Out-Leitung, und durch die Verwendung der Tag-Bits
und Chip-ID-Eingänge
wird festgelegt, welche Daten-Slots innerhalb eines AC-97-Datenrahmens
von einer speziellen Vorrichtung empfangen werden. Nach Empfangen
der ausgewählten
Daten von den AC-97-Datenrahmen durch die CODECs werden die Daten
in die für
die Rücksendung
auf dem Einzel-I/O-Konnektor 211 erforderlichen Signale
konvertiert. Wenn der Digital-Controller 201 komplexere Steuerinformationen übertragen
muss, können
andere Steuersignale (z.B. E-Net-Steuersignale 208 und G.Lite-Steuersignale 207)
verwendet werden. Die in 2 gezeigten CODEC-Funktionen
(G.Lite, Ethernet und AC-97) können
auf einzelnen Karten implementiert sein, oder die Funktionen können auf
auf derselben Karte befindlichen einzelnen Chips implementiert sein.
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Die
spezielle Konfiguration der in 2 gezeigten
Kommunikation wird von dem momentan verwendeten speziellen AC-97-Protokoll-Intertace
bestimmt. Andere Konfigurationen sind möglich und fallen in dem Umfang
der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
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Der
AMR-Konnektor ist für
eine hinzugefügte Daten-Konnektivität ideal,
die bei der Erweiterung der Fähigkeiten
der momentanen AC-97-Kommunikation, bei denen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung verwendet werden, erforderlich ist, da dieser
mehrere Konnektor-Sifte aufweist, die momentan nicht verwendet werden.
Beispielsweise verwenden derzeit keine Hersteller die Universal
Serial Bus- (USB-) Signale auf dem AMR-Konnektor. Der AMR-Konnektor
ist vollständig
AC-97-konform und wird derzeit für
AC-97-Modems verwendet.
Zurzeit weist der AMR-Konnektor sieben reservierte Verbindungen
auf, die momentan nicht implementiert sind. Diese sieben reservierten
Verbindungen können
daher, falls erforderlich, für
die CODEC/PHY-Vorrichtungs-Signalgebung verwendet werden. Die momentane
Stift-Zuordnung
des AMR-Konnektors ist in 3 gezeigt.
Da es sich hierbei um eine System-/Motherboard-Ressource handelt,
sind die Software-Treiber zum Unterstützen der AC-97-Funktionalität von dem
OEM-PC-Hersteller in das Betriebssystem geladen. Das bedeutet, dass
der Endbenutzer vor Ort keine Veränderungen oder Set-ups an den
Vorrichtungen durchzuführen
braucht. Da ein Kunde vor Ort keine Veränderungen vornehmen muss, kann
man bei Verwendung von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung mit weniger Hilfeanforderungen durch
Kunden an PC-Hersteller rechnen.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ermöglichen
ferner den wirksamen Einsatz von bestehenden Produkten, wodurch
diesen zu neuen Anwendungen verholfen wird. Dabei wird ein primär als Einzel-Funktions-Port (AC-97 durch
den AMR) fungierender Port benötigt,
wodurch eine neue und sinnvolle Funktion der digitalen Datenkommunikationen
geschaffen wird. Der AMR-Port ist ein digitales Interface mit Analog-Komponenten
(für das
Modem), die zum Erreichen einer verbesserten Signal-Rausch-Leistung
isoliert sind. Bei Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird beim Implementieren von G.Lite,
Ethernet oder eines anderen Datenkommunikationsprotokolls in diesem
Bit-Raten-Bereich die gleiche Vorgehensweise angewandt. Der Analog-I/O
eines CODEC kann gegen digitales Rauschen des Haupt-System-Board
isoliert sein, wodurch eine einzelne RJ11-Steckverbindung für eine HPNA
PHY-Vorrichtung verwendet werden kann. Ein nach außen führender
Einzelstecker für
die gesamte Daten-Konnektivität
unter Verwendung beispielsweise einer einzelnen RJ11-Verbindung
ist ein Merkmal, das von OEMs gewünscht ist und von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird. Das Verfahren und
das System gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung bieten eine einfache und kosteneffektive
Datenkommunikationslösung,
die System-Ressourcen für
den PC-Hersteller freigibt, aufgrund des System-Charakters der Vorrichtung
die Anzahl von Hilfeanforderungen durch den Kunden reduziert, bestehende
Architektur wirksam einsetzt und einen breiteren Anwendungsbereich
für einen
zuvor für
eine einzelne Anwendung vorgesehenen Interface-Konnektor schafft.
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4 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, bei der ein Motherboard 408 zusammen mit einem
Eingangskabel 401 (nicht gezeigte) externe Vorrichtungen über einen
RJ11-Konnektor 402 mit einer AMR-Karte 403 verbindet.
Leitungen 407 koppeln die verschiedenen anderen Karten,
einen AC-97-Kontroller 404, HPNA 405, ETHERNET 406 mit
einem AC-97-CODEC 409.
Bei Ausführungen
der vorliegenden Erfindung koppelt das Motherboard 408 unter
Verwendung eines PCI- oder anderen Systembusses den AC-97-Kontroller
mit einem Prozessor. Diese verschiedenen Karten können unter
Verwendung des AMR-Konnektor-Stift-Ausgangs mit den Leitungen 407 gekoppelt
sein. 4B zeigt eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der ein Motherboard 413 Systemkomponenten,
wie z. B. einen veranschaulichenden Prozessor-Chip 414 enthält. Bei
dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist eine AMR-Karte 411 einen
HPNA-CODEC-Chip 418, einen Ethernet-Chip 419,
einen AC-97-Controller-Chip 420 und einen AC-97-CODEC-Chip 421 auf.
Diese CODEC-Chips sind außerhalb
des Motherboard über
Leitungen 417 und den einzelnen RJ-Konnektor 402 und das Kabel 401 gekoppelt.
Die Abdeckung eines Personal-Computers oder einer Workstation, die
die Karte 411 und das Motherboard 413 enthält, ist
unter 410 dargestellt. Der RJ11-Konnektor ist über ein
Loch in der Abdeckung 410 zugänglich. Die CODEC-Chips sind
in 4B über
AC-97-Verbindungen 416 gekoppelt, und der AC-97-Controller
ist über
einen AMR-Konnektor 412 mit dem System (z. B. dem Prozessor-Chip 414)
gekoppelt. Bei der im 4B gezeigten Ausführungsform
sind sämtliche
der verschiedenen CODEC-Chips auf einer AMR-Karte 411 integriert,
wodurch bei Verwendung des veranschaulichenden Motherboard 413 viel
Platz in dem System eingespart wird. Die durch Verwendung von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ermöglichte Integration
führt zu
einer Kostenreduzierung und bietet System-Konstrukteuren einen einzelnen
Systemeingang zu mehreren CODECs mit unterschiedlichen Protokollen.
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5 zeigt
ein Flussdiagramm von bei Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung angewandten Schritten. 5 zeigt
die bidirektionalen Moden des Sendens und Empfangens von Daten über die
AC-97-Verbindung. Im Sen de-Modus sendet ein Prozessor Daten an externe
Vorrichtungen, und im Empfangs-Modus senden die externen Vorrichtungen
Daten an den Prozessor. In Schritt 509 werden Daten von
systemexternen Vorrichtungen über einen
RJ11-Konnektor empfangen und an die CODECs verteilt. In Schritt 510 werden
die Daten von entsprechenden CODECs in AC-97-Rahmen konvertiert,
und in Schritt 511 werden die Daten an einen AC-97-Kontroller
gesendet. In Schritt 512 werden die Daten über einen
PCI-Bus an den Prozessor gesendet. Wenn die Datenübertragung
nicht vollständig
ist, wird in Schritt 513 ein Rückkehrbefehl ausgegeben, um
den Datenempfang fortzusetzen. Wenn der Datenempfang vollständig ist,
wird in Schritt 514 ein Warte-Befehl ausgegeben, wobei
eine nächsten Übertragung
erwartet wird.
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Die
AC-97-Verbindung ist bidirektional, und das Verfahren zum gleichzeitigen
Senden von Daten zu mehreren AC-97- und Nicht-AC-97-Vorrichtungen ist
in Schritten 501 bis 508 dargestellt. In Schritt 501 werden
für das
gleichzeitige Übertragen
zu mehreren CODECs vorgesehene, von einem Prozessor kommende Daten
von einen AC-97-Controller empfangen. Die Daten werden in Schritt 502 in
sequentielle AC-97-Datenrahmen mit geeigneten Tag-Bits formatiert.
In Schritt 502 können
die AC-97-Datenrahmen Daten für
mehrere Vorrichtungen in einem einzelnen Datenrahmen enthalten.
In Schritt 503 werden die AC-97-Datenrahmen gleichzeitig
an sämtliche
CODECs gesendet. Die Steuerdaten und Tag-Daten 502 werden
in Schritt 504 dekodiert, um spezielle CODECs in die Lage
zu versetzen, gewählte Zeit-Slot-Daten
von AC-97-Datenrahmen zu empfangen. In Schritt 505 konvertieren
die CODECs die Daten in ihre geeigneten Analog-Signale. In Schritt 506 werden
die Daten von den CODECs auf eine einzelne Ausgangsleitung gemischt
und mit den AC-97- und Nicht-AC-97-Vorrichtungen gekoppelt. Ein
Test auf vollständige Übertragung
erfolgt in Schritt 507. Wenn die Übertragung vollständig ist,
wird ein Warte-Befehl ausgegeben, wobei in Schritt 508 auf
die nächste Übertragung
gewartet wird. Wenn die Übertragung
nicht vollständig
ist, wird ein Befehl zur Rückkehr
zu Schritt 501 ausgegeben, um zusätzliche Daten zu Übertragungszwecken
zu verarbeiten.
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6 zeigt
ein Beispiel eines Datenverarbeitungssystems 600, das bei
der Erfindung verwendet werden kann. Das System weist eine Zentralverarbeitungseinheit
(CPU) 610 auf, die über
einen Systembus 612 an verschiedene andere Komponenten angeschlossen
ist. Ein Nur-Lese Speicher ("ROM") 616 ist
an den Systembus 612 angeschlossen und weist ein Basis-Eingangs-/Ausgangssystem
("BIOS") auf, das bestimmte
Basisfunktionen des Datenverarbeitungssystems 600 steuert.
Ein Direktzugriffsspeicher ("RAM") 614, ein
I/O-Adapter 618 und ein Kommunikations-Adapter 634 sind
ebenfalls an den Systembus 612 angeschlossen. Der I/O-Adapter 618 kann
ein Kleincomputersystem-Intertace- ("SCSI"-) Adapter
sein, der mit einer Diskettenspeichervorrichtung 620 kommuniziert.
Der Kommunikationsadapter 634 verbindet den Bus 612 mit
einem externen Netzwerk, wodurch das Datenverarbeitungssystem in
die Lage versetzt wird, mit anderen Systemen zu kommunizieren. Die
Eingangs-/Ausgangs-Vorrichtungen sind ebenfalls über einen User-Interface-Adapter 622 und
einen Anzeige-Adapter 636 mit dem Systembus 612 verbunden.
Eine Tastatur 624, eine Rollkugel 632, eine Maus 623,
ein Lautsprecher 628 und ein Fiscal-Printer 641 sind über den
User-Interface-Adapter 622 mit dem Bus 612 verbunden.
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Ein
Anzeige-Monitor 638 ist über den Anzeige-Adapter 636 mit
dem Systembus 612 verbunden. Auf diese Weise ist ein Benutzer
in der Lage, über
die Tastatur 624, die Rollkugel 632 oder die Maus 623 Daten
in das System einzugeben und Ausgangsdaten über den Lautsprecher 628 und
die Anzeige 638 zu empfangen. Ein Benutzer kann unter Verwendung eines
AC-97-Datenkommunikationssystems 640 Daten senden und empfangen.
Exemplarische externe Vorrichtungen 641 und 642 können Nicht-AC-97-Protokoll- oder AC-97-Protokoll-Vorrichtungen
gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sein. Das AC-97-Datenkommunikationssystem 640 kann AC-97-Datenrahmen
verwenden, die gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung modifiziert sind, um eine gleichzeitige
Kommunikation zwischen einem Prozessor, wie z. B. dem Prozessor 610,
und AC-97- und Nicht-AC-97-Protokoll-Vorrichtungen auf einer AC-97-Daten-Verbindung
durchzuführen.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile detailliert beschrieben
worden sind, sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Änderungen, Ersetzungen
und Abänderungen
durchgeführt
werden können,
ohne dass dadurch vom Umgang der Erfindung abgewichen wird, wie
er in den beiliegenden Patentansprüchen definiert ist.