-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. Technisches Gebiet
der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft Systeme zur Kommunikation mit Peripheriegeräten und
Controllern und insbesondere eine drahtlose Peripherieschnittstelle,
ein Verfahren zur drahtlosen Kopplung und Mittel zu Kopplung eines
drahtlosen Peripheriegeräts.
-
2. Beschreibung des Hintergrunds
für das
Fachgebiet
-
Mit
der Allgegenwart von Personalcomputern in allen Phasen des beruflichen
und privaten Lebens und mit der steigenden Popularität von grafischen
Benutzerschnittstellen für
Personalcomputer und Arbeitsstationen steigt auch der Bedarf nach ausgeklügelten Methoden
für die
Kommunikation zwischen einem Peripheriegerät und einem Hostsystem, die
mittlerweile für
die erfolgreiche Funktionsweise des Gesamtsystems unverzichtbar
sind. Die Anzahl an verschiedenen, verfügbaren Peripheriegeräten hat
sich mit der gestiegenen Verarbeitungsleistung der Mikroprozessoren
für solche
Systeme dramatisch erhöht;
Peripheriegeräte
wie Tastaturen, Mäuse,
Trackbälle,
Touchpads, Spielpads, Joysticks, Spiel-Controller usw., werden mit Hostsystemen
aller Art verwendet, wie z.B. PCs, Arbeitsstationen und anderen
Arten von Geräten
mit Mikroprozessorsteuerungen, einschließlich Videospielen oder anderen Büro- und
Haushaltsgeräten.
Beim Betrieb in herkömmlichen
Umgebungen werden diese Peripheriegeräte über einen Hardware-Anschluss
mit dem Hostsystem verbunden. Außerdem kommunizieren Peripheriegeräte in herkömmlichen
Umgebungen über
ein eigentumsrechtlich geschütztes
Protokoll mit einem Host.
-
Obwohl
solche Kommunikationsprotokolle zwischen herkömmlichen Hostsystemen und Peripheriegeräten sehr
erfolgreich verwendet werden und dem Benutzer beachtliche Leistung
und Flexibilität
bieten, weisen sie einige Begrenzungen auf. Unter anderem verfügen die
meisten Hostsysteme nur über eine
begrenzte Anzahl verfügbarer
Anschlüsse
und können
diese Anschlüsse
nicht für
den simultanen Betrieb mit mehreren Peripheriegeräten teilen.
Das beschränkt
in großem
Maße die
Flexibilität,
mit der ein System verwendet werden kann. Beispiel: Wenn nur zwei
serielle Anschlüsse
verfügbar
sind, können gleichzeitig
nur zwei serielle Peripheriegeräte
an das Hostsystem angeschlossen werden. Demgemäß ist es besonders im Zusammenhang
mit interaktiven Geräten
wie modernen Videospielen oder Lernumgebungen schwierig, mehrere
Spieler gleichzeitig mit einem Hostsystem kommunizieren zu lassen,
ohne separate Kommunikationskanäle
für die
einzelnen Geräte
bereit zu stellen.
-
Geräte, die
mit ihren Hostsystemen ohne feste Verkabelungsanschlüsse kommunizieren,
sind im Fachgebiet auch gut bekannt. Infrarot-Ferbedienungsgeräte für moderne
Heimelektronik wie Fernseher, Videorecorder und Stereoanlagen sind überall im
Handel erhältlich.
Diese Geräte
verfügen
jedoch über
nur geringe Rechenleistung und verwenden im Grunde relativ einfache
Protokolle zur Kommunikation mit einem Host, um diesem mitzuteilen,
welcher Knopf auf der Fernbedienung gedrückt wurde. In herkömmlichen
Rechnerumgebungen haben Systeme wie IBM PC Jr. eine drahtlose Tastatur
anhand von Infrarottechniken implementiert; diese erzielen jedoch
nur mangelnde Leistung, da der Infrarotstrahl genau auf den entsprechenden
Empfänger
gerichtet werden muss, um die Kommunikation aufrecht zu erhalten.
Das hat sich in Praxis als äußerst schwierig erwiesen
und führte
zur Aufgabe dieses Designs und Systems. Im Allgemeinen können Infrarotgeräte nur dann
ordnungsgemäß betrieben
werden, wenn sie in Richtung des Empfängers ausgerichtet sind, d.h.
normalerweise am oder in der Nähe
des Hostsystems.
-
Seit
einiger Zeit existieren jedoch auch andere drahtlose Geräte. Beispielsweise
verwenden die Microsoft Cordless Mouse und die Genius NewScroll Wireless
Mouse eine RF-Kommunikationsverbindung. Außerdem sind zahlreiche andere
Infrarot- und RF-Geräte
von verschiedenen Herstellern im Fachgebiet bekannt. Diese Geräte bieten
zwar eine effektive Kommunikation zwischen einem einzelnen Peripheriegerät und einem
zugehörigen Hostsystem,
liefern aber nicht eine breitere Lösung, mit der sich mehrere
Arten von Geräten
mit dem Host verbinden bzw. mehrere Geräte gleichzeitig mit dem Host
verbinden lassen.
-
Die
Druckschrift
DE 296
03 741 U1 offenbart ein Computerperipheriegerät zur kostensparenden Verknüpfung verschiedener
Einrichtungen, das für Funkdaten
eingerichtet ist, um eine Kommunikation zwischen einem Peripheriegerät und einem
Computer zu ermöglichen.
Es können
verschiedene Peripheriegeräte
angeschlossen werden, jedoch ist keine Wahl der physischen Konfiguration
des Peripheriegeräts
möglich.
-
In
der Druckschrift
DE
198 11 630 A1 , die nach dem Zeitrang dieser Anmeldung veröffentlicht wurde,
wird ein Datenadapter zur Übertragung
von Nutzdaten beschrieben, der ein basisteilspezifisches und ein
mobilteilspezifisches Protokoll umfaßt. Dieser Adapter sieht ebenfalls
keine Auswahl einer Konfiguration vor.
-
Die
Druckschrift
DE 299
22 853 U1 , die ebenfalls nach dem Zeitrang dieser Anmeldung
veröffentlicht
wurde, betrifft eine Empfangsvorrichtung für Signale, die von verschiedenen
Eingabe-/Ausgabevorrichtungen stammen. Ein Prozessor identifiziert die
I/O-Vorrichtung
anhand eines Identifikationscodes und informiert den Benutzer über die
Art der I/O-Vorrichtung. Auch hier ist keine Auswahl von physischen
Konfigurationen vorgesehen.
-
Eine
neue Art eines externen Busses, der erwartungsgemäß in der
Zukunft parallele und serielle Anschlüsse ersetzen soll, ist der
Universalserienbus (USB). USB wird seit 1997 in Computern angeboten und
verfügt über eine Übertragungsgeschwindigkeit von
bis zu 12 Megabit pro Sekunde (Mops). USB ist in erster Linie für Peripheriegeräte mit niedriger
bis mittlerer Geschwindigkeit vorgesehen (wie Tastaturen, Mäuse, Modems,
Drucker, Joysticks und einige Scanner). Ein Hauptvorteil von USB
gegenüber
herkömmlichen
Anschlüssen
ist die einfache Erweiterbarkeit (z.B. bis zu 127 Geräte, die
der Priorität
entsprechend miteinander verknüpft
werden können). Alle
USB-Geräte
unterstützen
Plug-and-Play und sind im eingeschalteten Zustand auswechselbar.
Der Computer erkennt automatisch alle USB-Geräte, sobald diese angeschlossen
oder in die prioritätische Verkettung
eingereiht werden. Desktopcomputer, die USB unterstützen, verfügen gewöhnlich über zwei vierpolige
USB-Anschlüsse – einen
für Tastatur
und Maus (prioritätisch),
den anderen für
den prioritätischen
Anschluss aller anderen USB-Geräte.
-
Die
Druckschrift
DE 196
31 049 A1 beschreibt eine solche Einrichtung mit einer USB-Schnittstelle
und mit einer Funkschnittstelle. Eine Verarbeitungseinheit der Einrichtung verarbeitet die
an der Funkschnittstelle ankommenden Daten und gibt diese an der
USB-Schnittstelle
aus. Die Verarbeitungseinheit sieht jedoch keine Mechanismen zur
Auswahl einer physischen Konfiguration für den USB vor.
-
In
der Patentschrift WO 98/12641 A1 wird ein System und ein Verfahren
zum Bilden einer Schnittstelle zwischen Eingangsgeräten und
einem USB beschrieben. Das System und das Verfahren dienen dazu,
verschiedene Eingangsvorrichtungen an die USB-Schnittstelle anzuschließen, wobei
die Schnittstelle die kundenspezifische Implementierung zahlreicher
Schnittstellenprotokolle und Verarbeitungsprozesse im Hinblick auf
ihren Anwendungsbereich erlaubt. Es wird die Art des Endgeräts ermittelt,
woraufhin verschiedene endgerätspezifische
Nachrichten an das Endgerät
geschickt werden. Ferner speichert ein EEPROM eine Konfigurationstabelle
mit verschiedenen endgerätspezifischen
Parametern, um eine kunden- bzw. anwendungsspezifische Voreinstellung
zu ermöglichen,
die auf das angeschlossene Peripheriegerät zugeschnitten ist, in welches die
Schnittstelleneinrichtung eingebaut wird.
-
Die
Vorteile von USB machen diese Technologie ideal für den Einsatz
in einem drahtlosen System, insbesondere für die simultane Verbindung mehrerer
Geräte
mit dem Hostcomputer. Durch die Integration von USB in ein drahtloses
System ist daher eine zunehmende Anzahl von Konfigurationen möglich.
-
Dementsprechend
besteht ein Bedarf für
ein System, mit dem mehrere Peripheriegeräte simultan mit einem Hostsystem
kommunizieren können.
Eine solche Methode und Vorrichtung sollte einen oder mehrere USB-Anschlüsse vorsehen,
um die Erweiterbarkeit zu maximieren und den Anschluss von Peripheriegeräten an den
Hostcomputer erleichtern.
-
Abriß der Erfindung
-
Diese
Aufgabe wird gelöst
durch die drahtlose Peripherieschnittstelle nach Anspruch 1, durch das
Verfahren zur drahtlosen Kopplung nach Anspruch 10 und durch das
Mittel zur Kopplung nach Anspruch 15. Insbesondere umfaßt die Erfindung
einen Kommunikationsknoten, der ein drahtlases Peripheriegerät mit einem
Gerät mit
Universalbus-Konfiguration (USB) koppelt.
-
Das
USB-konfigurierte Gerät
kann beispielsweise ein Hostcomputer-System mit aktiviertem USB sein.
Der Kommunikationsknoten umfasst eine drahtlose Peripheriegerätschnittstelle.
In einer Ausführungsform
umfasst die drahtlose Peripheriegerätschnittstelle eine Antenne,
ein Kommunikationsvorfeld und einen Prozessor.
-
Die
Antenne ist drahtlos gekoppelt, um ein Kommunikationssignal von
einem drahtlosen Peripheriegerät
empfangen zu können.
Das Kommunikationsvorfeld ist mit der Antenne gekoppelt und dazu konfiguriert,
das empfangene Kommunikationssignal zu demodulieren. Das Kommunikationsvorfeld
erzeugt außerdem
ein digitales Datensignal, das dem empfangenen Kommunikationssignal
entspricht. Der Prozessor ist mit dem Kommunikationsvorfeld gekoppelt
und dazu konfiguriert, das digitale Datensignal zu decodieren. Der
Prozessor formatiert außerdem
das digitale Datensignal in ein USB-Datenformat. Die formatierten Daten
können
nun an den USB-Anschluss eines Host gesendet werden.
-
In
einer alternativen Ausführungsform
koppelt die drahtlose Peripheriegerätschnittstelle mehrere drahtlose
Peripheriegeräte
mit einem Host, wobei es sich bei dem Host um ein USB-konfiguriertes
Gerät handeln
kann. Von den mehreren drahtlosen Peripheriegeräten werden mindestens zwei
betrieben (z.B. diese beiden Geräte
kommunizieren simultan). In dieser Ausführungsform umfasst die drahtlose
Peripheriegerätschnittstelle
eine erste und zweite Antenne, ein erstes und zweites Kommunikationsvorfeld
und mindestens einen Prozessor.
-
Die
erste Antenne ist drahtlos mit einem ersten drahtlosen Peripheriegerät gekoppelt,
um ein erstes Kommunikationssignal zu empfangen. Die zweite Antenne
ist drahtlos mit einem zweiten drahtlosen Peripheriegerät gekoppelt,
um ein zweites Kommunikationssignal zu empfangen. Das erste Kommunikationsvorfeld
ist mit der ersten Antenne gekoppelt und dazu konfiguriert, das
erste empfangene Kommunikationssignal zu demodulieren. Das erste
Kommunikationsvorfeld erzeugt auch ein erstes digitales Datensignal.
Das zweite Kommunikationsvorfeld ist mit der zweiten Antenne gekoppelt
und dazu konfiguriert, das zweite empfangene Kommunikationssignal
zu demodulieren. Das zweite Kommunikationsvorfeld erzeugt auch ein
zweites digitales Datensignal. Der Prozessor ist mit dem ersten
und dem zweiten Kommunikationsvorfeld gekoppelt. Der Prozessor ist dazu
konfiguriert, das digitale Datensignal zu decodieren und Informationen
vom digitalen Datensignal in ein USB-Build zu integrieren.
-
Eine
Ausführungsform
eines allgemeinen Funktionsprozesses der drahtlosen Peripheriegerätschnittstelle
umfasst den Empfang eines Kommunikationssignals von einem drahtlosen
Peripheriegerät.
Im Prozess wird dann das empfangene Kommunikationssignal demoduliert
und ein digitales Datensignal erzeugt, das dem Kommunikationssignal
entspricht. Das digitale Datensignal wird anschließend decodiert,
damit festgestellt werden kann, ob es sich um ein gültiges Datensignal
handelt. Der Prozess erzeugt aus den Informationen im digitalen
Datensignal außerdem
USB-Informationen. In einer Ausführungsform
bestimmt der Prozess, ob das digitale Datensignal mit einer aktuellen
physischen USB-Konfiguration kompatibel ist. Sofern das der Fall
ist, überträgt der Prozess
die Informationen aus dem digitalen Datensignal in ein Struktur-Build
mit einer physischen USB-Konfiguration. Sofern das nicht der Fall
ist, erzeugt der Prozess ein Build-Konstrukt, um eine physische
USB-Konfiguration auf Basis der Informationen im digitalen Datensignal
zu wählen.
-
Die
Funktionsmerkmale und Vorteile, die in der Spezifikation beschrieben
werden, sind nicht allumfassend; außerdem werden viele zusätzliche Funktionsmerkmale
und Vorteile dem Laien (auf diesem Fachgebiet) aus den Zeichnungen,
Spezifikationen und Ansprüchen
ersichtlich. Außerdem
sollte vermerkt werden, dass der für die Spezifikationen gewählte Sprachgebrauch
auf einfache Lesbarkeit und für
Anweisungszwecke abzielt und nicht zum Umreißen oder Beschreiben der Thematik
dieser Erfindung dient.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
-
Die
obigen und anderen detaillierteren und spezifischen Objekte und
Funktionsmerkmale dieser Erfindung sind in der folgenden detaillierten
Beschreibung genauer behandelt; die Verweise auf die beiliegenden
Zeichnungen lauten wie folgt:
-
1 ist
ein Funktionsblockdiagramm einer drahtlosen Peripheriegerätschnittstelle
für Einzelspieler,
mehrere Geräte,
mit RF-Einzelvorfeld mit einer Schnittstelle für den Anschluss an serielle
und PS/2-Anschlüsse
in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
2 ist
ein Funktionsblockdiagramm einer drahtlosen Peripheriegerätschnittstelle
für zwei
Spieler, mehrere Geräte,
mit RF-Einzelvorfeld mit seriellen und PS/2-Anschlüssen in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
3A ist
ein Funktionsblockdiagramm einer drahtlosen Peripheriegerätschnittstelle
für Einzelspieler,
mehrere Geräte,
USB-kompatibel mit einer Schnittstelle für den Anschluss an USB- und PS/2-Anschlüsse in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
3B ist
ein Funktionsblockdiagramm einer drahtlosen Peripheriegerätschnittstelle
für zwei Spieler,
mehrere Geräte,
mit RF-Einzelvorfeld für
den Einsatz mit USB- und PS/2-Anschlüssen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
4 ist
ein Funktionsblockdiagramm einer drahtlosen Peripheriegerätschnittstelle
für zwei
Spieler, mehrere Geräte,
zwei RF-Vorfelder mit USB- und PS/2-Anschlüssen in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
5A ist
ein Funktionsblockdiagramm einer drahtlosen Peripheriegerätschnittstelle
für mehrere
Spieler, mehrere Geräte,
mit RF-Einzelvorfeld für
den Einsatz mit USB-Anschlüssen
in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
5B ist
ein Funktionsblockdiagramm einer drahtlosen Peripheriegerätschnittstelle
für mehrere
Spieler, mehrere Geräte,
mit Einzelvorfeld, einschließlich
eines USB-Knotens in Übereinstimmung mit
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
6A ist
ein Funktionsblockdiagramm einer drahtlosen Peripheriegerätschnittstelle
für mehrere
Spieler, mehrere Geräte,
mit zwei RF-Vorfeldern für
den Einsatz mit USB-Anschlüssen
in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
6B ist
ein Funktionsblockdiagramm einer drahtlosen USB-Knoten-Peripheriegerätschnittstelle
für mehrere
Spieler, mehrere Geräte
und mit zwei RF-Vorfelden in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
7A ist
ein Funktionsblockdiagramm einer ersten Ausführungsform eines Senders für eine drahtlose
Peripheriegerätschnittstelle
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung.
-
7B ist
ein Funktionsblockdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines Senders für eine drahtlose
Peripheriegerätschnittstelle
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung.
-
8A ist
ein Funktionsblockdiagramm einer ersten Ausführungsform eines Empfängers für eine drahtlose
Peripheriegerätschnittstelle
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung.
-
8B ist
ein Funktionsblockdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines Empfängers für eine drahtlose
Peripheriegerätschnittstelle
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung.
-
9 ist
ein Datenflussdiagramm, das eine Methode zur Verarbeitung digitaler
Datensignale zur Erzeugung von USB-Datensignalen in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Die
Abbildungen (oder Zeichnungen) zeigen eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und zwar nur der Anschaulichkeit wegen. Es
ist zu beachten, dass ähnliche
Verweisnummern in den Abbildungen ähnliche Funktionen ausweisen. Fachlich
kompetente Personen werden aus der folgenden Abhandlung leicht erkennen,
dass alternative Ausführungsformen
der hier behandelten Strukturen und Methoden ohne Abweichung von
den Prinzipien der hier erläuterten
Erfindungen) angewendet werden können.
-
Mit
Bezug auf 1 wird ein allgemeines Kommunikationssystem 101 dargestellt;
dieses System umfasst ein Funktionsblockdiagramm einer drahtlosen
Peripheriegerätschnittstelle 100 für Einzelspieler,
mehrere Geräte,
mit RF-Einzelvorfeld mit seriellen und/oder PS/2-Anschlüssen in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Die Konfiguration in 1 ist
für ein
drahtloses Peripheriegerät, z.B. 108a,
zur Kommunikation (oder zum Spielen) mit einem Host ausgelegt. Die
drahtlose Peripheriegerätschnittstelle 100 ist
ein RF-Knoten, der eine Antenne 102, ein RF-Vorfeld 104 und
einen Prozessor 106 umfasst.
-
Der
Prozessor 106 kann beispielsweise eine zentrale oder Mikroprozessor-Rechnereinheit (MPU) oder
eine Mikrocontroller-Einheit (MCU) sein. Die drahtlosen Peripheriegeräte 108a–n (z.B.,
eine drahtlose Tastatur, Maus, Trackball, Touchpad, Joysticks, Spiel-Controller,
Digitalkamera) übertragen
RF-Signale an den RF-Knoten 100. Die Antenne 102 ist
gekoppelt mit dem RF-Vorfeld 104 und empfängt RF-Signale
von den drahtlosen Peripheriegeräten 108a–n. Die
RF-Signale bilden eine drahtlose Verbindung zwischen den Peripheriegeräten 108a–n und dem Knoten 100,
der mit einem Hostcomputer gekoppelt ist. Die drahtlose Verbindung
kann entweder eine Infrarot- oder RF-Verbindung sein, je nach den
zutreffenden Implementierungskriterien, und kann entweder uni- oder
bidirektional ausgeführt
werden.
-
Die
einzelnen Peripheriegeräte 108a–n enthalten
vorzugsweise einen Sender zur Übertragung von
Kommunikationssignalen, z.B., RF-Signalen. Beispielfassungen eines
Senders sind in 7A und 7B dargestellt.
Das Vorfeld 104 enthält
vorzugsweise einen Empfänger
zum Empfang von Kommunikationssignalen, z.B., RF-Signalen. Beispielfassungen
eines Empfängers
sind in 8A und 8B dargestellt.
-
Ausführungsformen
eines Senders, z.B. Sender 702, und Empfängers, z.B.
Empfänger 802, werden
auch im U.S. Patent Nr. 5,854,621, mit der Bezeichnung „Wireless
Mouse" (Drahtlosmaus)
beschrieben; die relevanten Teile dieses Patents werden durch Verweis
hier mit einbezogen. Für
die bidirektionale Kommunikation, die auch im Umfang der vorliegenden
Erfindung enthalten ist, kann jedes Gerät 108a–n sowohl
den Sender als auch den Empfänger
enthalten oder z.B. einen Sender-Empfänger (Transceiver). Dementsprechend
wäre der
Knoten 100 für
bidirektionale Kommunikation ein Sender-Empfänger. Zwecks Erleichterung
der Erklärung kann
die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung (bzw. Erfindungen)
mit Bezug auf drahtlose Peripheriegeräte beschrieben werden, die
Kommunikationssignale übertragen,
und Kommunikationsknoten, die Kommunikationssignale empfangen; Fachleute
werden jedoch die Funktionsweise in umgekehrter Richtung zu schätzen wissen.
-
Das
Vorfeld 104 enthält
und demoduliert unter Verwendung eines Kommunikationsprotokolls
codierte Kommunikationssignale (z.B. RF-Signale) von den Peripheriegeräten 108a–n. Ein
geeignetes Kommunikationsprotokoll wird in U.S. Patent Nr. 5,881,366,
mit der Bezeichnung „Wireless
Peripheral Interface" (Drahtlose
Peripheriegerätschnittstelle) beschrieben;
die relevanten Teile dieses Patents werden durch Verweis hier mit
einbezogen. Eine beliebige geeignete Modulationstechnik ist akzeptabel, z.B.
FSK, PSK, Q-PSK oder ASK. Die Trägerfrequenz
kann 27 MHz, 233 MHz, 433 MHz (z.B., 433,92 MHz) oder 900 MHz (z.B.
916,5 MHz) oder 2,4 GHz betragen; es ist jedoch jede geeignete Frequenz
akzeptabel. Zusätzlich
können
zwar verschiedene Datencodieralgorithmen verwendet werden, in einer
Ausführungsform
wird die Codierung Miller-„Delay
Modulation" (Verzögerungsmodulation) mit
einer Rate von beispielsweise 2,4 kbps (oder höher) verwendet.
-
Das
RF-Vorfeld 104 ist mit dem Prozessor 106 gekoppelt,
der die demodulierten Signale, die vom RF-Vorfeld 104 empfangen
wurden, verarbeitet und die Daten an den entsprechenden externen
Bus weiter sendet, der an den Hostcomputer gekoppelt ist (z.B. seriell,
PS/2). Es ist zu bemerken, dass die in 2–6 unten gezeigten Ausführungsformen RF- oder Kommunikationsvorfelder
enthalten, die wie oben beschrieben (mit Bezug auf 1)
implementiert werden können.
Hinsichtlich Prozessor 106: dieser kann ein kommerziell
erhältlicher
Allzweckprozessor oder eine prozessorähnliche Struktur sein, wie
beispielsweise ein Mikrocontroller. Beispielsweise kann Prozessor 106 ein
Prozessor oder ein Mikrocontroller-Gerät sein, das von Elektronikkomponentenherstellern
wie Motorola, Intel, Cypruss Semiconductor oder Samsung Electronics
hergestellt wurde.
-
Mit
Bezug auf 2 wird eine erste Ausführungsform
eines Kommunikationssystems 201 dargestellt; dieses umfasst
ein Funktionsblockdiagramm eines RF-Knotens mit RF-Einzelvorfeld
für zwei
Spieler, mehrere Geräte
mit seriellen und/oder PS/2-Anschlüssen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die in 2 dargestellte
Ausführungsform
ist für
zwei Spieler (z.B. gegeneinander) ausgelegt, die über ein
oder mehrere Peripheriegeräte 208a–n mit einem
Host kommunizieren. Der RF-Knoten 200 umfasst eine Antenne 202,
ein RF-Vorfeld 204 und die Prozessoren 206, 207.
Das RF-Vorfeld 204 ist mit den Prozessoren 206, 207 gekoppelt
die Strukturen für
die Geräteeinrichtungsbedingungen
und Regelung der Stromversorgung teilen können. Die geteilte Struktor 210 umfasst
beispielsweise geteilten Speicher, geteilte Netzteil-Hardware, geteilte
Rücksetzschaltungen und/oder
geteilte Rechenleistung. Jeder Prozessor 206, 207 ist über einen
externen Bus mit dem Host gekoppelt. Beispielsweise ist Prozessor 206 mit
dem Host über
einen Serienbus-Anschluss gekoppelt und Prozessor 207 mit
dem Host über
einen PS/2-Anschluss.
-
3A illustriert
eine zweite Ausführungsform
eines Kommunikationssystems 301a mit einer drahtlosen Peripheriegerätschnittstelle;
das Funktionsblockdiagramm für
diese Peripheriegerätschnittstelle
zeigt ein USB-kompatibles Mehrfachgerät für mehrere Spieler zum Einsatz
mit USB-Anschlüssen (oder
USB/PS/2-Kombination – oder
Kombo) in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform des Kommunikationssystems 301 umfasst
einen Kommunikationsknoten 300a, z.B. eine drahtlose Peripheriegerätschnittstelle einschließlich einem
Empfänger
und/oder Sender und ein oder mehrere drahtlose Peripheriegeräte 308a–n.
-
Der
Kommunikationsknoten 300a umfasst eine Antenne 302,
die in ihrer Funktionsweise der weiter oben beschriebenen Antenne 102 ähnlich ist, d.h.,
sie empfängt
Kommunikationssignale; außerdem
umfasst dieser Knoten ein Kommunikationsvorfeld 304a, das
in seiner Funktionsweise dem weiter oben beschriebenen RF-Vorfeld 104 ähnlich ist,
indem die empfangenen Kommunikationssignale verarbeitet werden,
sowie einen Prozessor 306, der in seiner Funktionsweise
dem weiter oben beschriebenen Prozessor 106 ähnlich ist,
indem die empfangenen Daten decodiert und entsprechend formatiert werden.
Die drahtlosen Peripheriegeräte 308a–n sind
in ihrer Funktionsweise den weiter oben beschriebenen drahtlosen
Peripheriegeräten 108a–n ähnlich.
-
Das
Kommunikationsvorfeld 304a ist mit Antenne 302 und
Prozessor 306 gekoppelt. Der Prozessor 306 ist
mit einem Hostcomputer über
einen USB-Anschluss (oder eine Verbindung) oder einen PS/2-Anschluss – wenn der
Kommunikationsknoten eine Kombo ist – gekoppelt. Die Antenne 302 kommuniziert
drahtlos mit einem oder mehreren Peripheriegeräten 308a–n. Die
zweite Ausführungsform
des Kommunikationssystems 301 umfasst einen oder mehrere
Spieler, die über
ein oder mehrere Peripheriegeräte 308a–n mit einem
Host kommunizieren.
-
In
dieser Ausführungsform
wird typischerweise nur ein drahtloses Peripheriegerät (oder
Gerät),
z.B. 308a, abgespielt. Das Abspielen beinhaltet, dass eine
Kommunikationsverbindung zwischen dem Kommunikationsknoten und einem
drahtlosen Peripheriegerät
hergestellt wurde. Beispielsweise sind „angeschlossene" drahtlose Peripheriegeräte derzeit im
Standby-Modus, um Informationen zu übertragen, die vom Kommunikationsknoten 300a erkannt
werden, während „abspielende" drahtlose Peripheriegeräte gerade
Informationen übertragen,
die vom Kommunikationsknoten erkannt werden. Daher können n Geräte mit einem
Kommunikationsknoten 300a verbunden sein, das Kommunikationssystem 301a kann aber
nur m Geräte
abspielen. Im Gegensatz dazu können
n Geräte
mit einem Kommunikationsknoten 300a verbunden sein, aber
das Kommunikationssystem 301 kann so konfiguriert sein,
dass m abspielende Geräte
akzeptiert werden, wobei m kleiner gleich n sein muss.
-
In
einer Ausführungsform
kann ein drahtloses Peripheriegerät, z.B. 308a, ein
RF-Signal von seiner
Antenne aus übertragen.
Die Antenne 302 des Kommunikationsknotens 300a empfängt dieses RF-Signal.
Das Kommunikationsvorfeld 304a demoduliert das RF-Signal und erzeugt
ein digitales Datensignal. Der Prozessor 306 decodiert
die Informationen im digitalen Datensignal, bestimmt, ob dies gültige Daten
sind (z.B. keine Fehler aufweisen), die aus dem Kommunikationssystem 301a stammen
und führt
anschließend
eine Formatierung der Daten durch. Der Prozessor 306 formatiert
die Daten entweder für
USB oder PS/2, je nach dem Anschluss, mit dem der Empfänger gekoppelt
ist, bevor die Daten an den Host gesendet werden.
-
In 9 ist
eine Ausführungsform
für den Datenfluss
zur Verarbeitung der Digitaldaten für ein USB-Format dargestellt.
Der Prozess beginnt 905, wobei der Prozessor 306 bestimmt 910,
ob er ein digitales Datensignal empfangen hat, das mit dem Kommunikationssignal übereinstimmt,
welches beispielsweise vom drahtlosen Peripheriegerät 308a übertragen
wurde. Wenn ein digitales Datensignal empfangen wurde, wird das
digitale Datensignal verarbeitet, um ein Konstrukt zu erstellen,
mit dem eine physische Konfiguration für USB gewählt werden kann. Die Konstrukterstellung
kann auch als Build einer Abbildung bezeichnet werden.
-
Im
einzelnen wird der Prozess fortgesetzt, indem bestimmt wird 920,
ob das digitale Datensignal mit einer aktuellen physischen USB-Konfigaration kompatibel
ist. Sofern das der Fall ist, überträgt 925 der
Prozess die Informationen aus dem digitalen Datensignal in ein Struktur-Build
mit der physischen USB-Konfiguration. Der Prozess kehrt dann zurück an den
Anfang 905 oder wird beendet, wenn der Prozess angehalten
wird. Das digitale Datensignal ist u.U. mit der aktuellen physischen
USB-Konfiguration nicht kompatibel, wenn z.B. ein neues drahtloses
Peripheriegerät
angeschlossen wird. In diesem Fall erzeugt 930 der Prozess
ein Konstrukt, um die physische USB-Konfiguration auf Basis der
Informationen im digitalen Datensignal zu wählen. Der Prozess kann dann
eine USB-Rücksetzung
erzwingen 935, um die neue Struktur zu aktivieren. Der
Prozess kehrt dann zurück
an den Anfang oder wird beendet, wenn der Prozess angehalten wird.
-
Wenn
der Prozess bestimmt 910, dass kein digitales Datensignal
erhalten wurde, kann er bestimmen 940, ob ein leerer Empfänger vorhanden
ist. Das kann auch die Bestimmung 940 einschließen, dass der
Prozess kein digitales Datensignal empfangen hat. Wenn beispielsweise
derzeit keine drahtlosen Geräte
mit dem Kommunikationssystem 301a verbunden sind, kann
der Prozess an den Anfang zurück kehren
und warten, bis ein drahtloses Peripheriegerät verbunden wird und/oder zu
abgespielt wird. Wenn beispielsweise ein drahtloses Peripheriegerät mit dem
System verbunden ist, aber kein digitales Datensignal empfangen
wurde, erstellt 945 der Prozess ein Konstrukt zur Auswahl
einer generischen USB-Konfiguration. Der Prozess kehrt dann zurück an den
Anfang 905 oder wird beendet, wenn der Prozess beispielsweise
angehalten wird.
-
Ein
Vorteil dieser Konfiguration ist deren Erweiterbarkeit; die es ermöglicht,
dass mehrere Geräte
mit einem Host kommunizieren können,
ohne dass für
jedes Gerät
ein zusätzliches
RF-Vorfeld oder ein zusätzlicher
Prozessor hinzugefügt
werden müsste. USB
ermöglicht
die vereinfachte Konnektivität
mit dem Host, indem ein einziges Host-Kommunikationsprotokoll geboten wird.
-
3B illustriert
eine dritte Ausführungsform
eines Kommunikationssystems 301b mit einer drahtlosen Peripheriegerätschnittstelle;
das Funktionsblockdiagramm für
diese zeigt ein Einzel-Kommunikationsvorfeld (z.B. RF) für zwei Spieler,
mehrere Geräte
zum Anschluss an USB-Anschlüsse
(oder USBIPS/2-Kombination) in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausführungsform des Kommunikationssystems 301b umfasst
einen Kommunikationsknoten 300b, z.B. eine drahtlose Peripheriegerätschnittstelle
einschließlich
einem Empfänger
und/oder Sender und ein oder mehrere drahtlose Peripheriegeräte 308a–300n.
Der Kommunikationsknoten 300b umfasst eine Antenne 302,
die in ihrer Funktionsweise der weiter oben beschriebenen Antenne 102 ähnlich ist,
sowie eine geteilte Struktur 310, die in ihrer Funktionsweise
der weiter oben beschriebenen geteilten Struktur 210 ähnlich ist.
Der Kommunikationsknoten 300b umfasst auch ein Kommunikationsvorfeld 304b und
einen ersten und zweiten Prozessor (oder MPUs) 306, 307,
die in ihrer Funktionsweise im Allgemeinen dem weiter oben beschriebenen
RF-Vorfeld 104 und Prozessor 106 ähnlich sind.
-
Das
Kommunikationsvorfeld 304b ist mit der Antenne 302 und
dem ersten und zweiten Prozessor 306, 307 gekoppelt.
Der erste und zweite Prozessor 306, 307 sind mit
der geteilten Struktur 310 gekoppelt. Der erste und zweite
Prozessor 306, 307 sind außerdem über eine USB- und/oder PS/2-Schnittstelle
mit dem Hostcomputer gekoppelt. Die Antenne 302 kommuniziert
drahtlos mit einem oder mehreren Peripheriegeräten 308a–n.
-
Der
Betrieb der dritten Ausführungsform
des Kommunikationssystems 301b durch beispielsweise die
in 3b dargestellte Konfiguration ist für zwei oder
mehrere Geräte
ausgelegt, die gleichzeitig abgespielt werden. Beispiel: Zwei drahtlose
Peripheriegeräte
wie eine drahtlose Tastatur und eine drahtlose Maus, können so
betrieben werden, dass sie im Grunde simultan mit einem Host kommunizieren. Eine
Antenne im drahtlosen Peripheriegerät, z.B. 308a, 308b,
sendet ein Kommunikationssignal, z.B. ein RF-Signal, das von der Antenne 302 des
Kommunikationsknotens 300b empfangen wird.
-
Das
Kommunikationsvorfeld 304b empfängt das Kommunikationssignal
und demoduliert dieses. Das Kommunikationsvorfeld 304b zerlegt
außerdem das
Kommunikationssignal in seine entsprechenden kanalbezogenen Frequenzen.
Beispiel: Ein Kommunikationssignal kann die Frequenz 27,045 MHz
haben, während
ein zweites Kommunikationssignal die Frequenz 27,145 MHz hat. Das
Kommunikationsvorfeld 304b konvertiert außerdem das
Kommunikationssignal in ein digitales Datensignal.
-
Der
erste und zweite Prozessor 306, 307 sind so konfiguriert,
dass sie das digitale Datensignal der jeweiligen Frequenz empfangen,
d.h., der erste Prozessor 306 empfängt das digitale Datensignal, das
mit dem 27,045 MHz Datensignal verknüpft ist, und der zweite Prozessor 307 empfängt das
digitale Datensignal, das mit dem 27,145 MHz Datensignal verknüpft ist.
Erster und zweiter Prozessor 306, 307 sind außerdem so
konfiguriert, dass sie die digitalen Daten decodieren, die dem empfangenen
Kommunikationssignal entsprechen, und bestimmen, ob das Datensignal
gültig
ist (z.B. keine Fehler aufweist); außerdem bestimmen sie, ob das
Datensignal von einem Gerät
erhalten wird, das Teil des Kommunikationssystems 301b ist
(z.B. zur Kommunikation mit dem Host konfiguriert ist). Die Prozessoren 306, 307 konvertieren
das Datensignal darüber
hinaus in ein USB-Format (und/oder PS/2), damit dieses Datensignal
an den USB-Anschluss (und oder PS/2-Anschluss) übertragen werden kann. Eine
Ausführungsform
der USB-Konvertierung wurde weiter oben beschrieben und ist auch
in 9 illustriert.
-
Die
oben beschriebenen Konfigurationen bieten den Vorteil, dass zwei
drahtlose Peripheriegeräte
auf asynchrone Weise mit einem Host kommunizieren können. Außerdem kann
jedes Gerät
seinen eigenen Anschluss haben, wie z.B. ein Gerät mit USB- und ein Gerät mit einem
PS/2-Anschluss. Darüber
hinaus kann das drahtlose USB-Peripheriegerät kommunikativ mit einem USB-Anschluss
(oder einer Verbindung) eines Geräts mit aktiviertem USB gekoppelt
werden, da das Kommunikationsdatensignal für diesen Anschluss formatiert
werden kann. Es wird noch einmal darauf hingewiesen, dass ein Gerät mit aktiviertem
USB beispielsweise ein Hostcomputer-System (oder einen Host) umfassen
kann, das/der über
eine USB-Verbindung und ein Betriebssystem verfügt, das die USB-Spezifikationen unterstützt.
-
4 illustriert
eine vierte Ausführungsform eines
Kommunikationssystems 401 mit einer drahtlosen Peripheriegerätschnittstelle;
das Funktionsblockdiagramm für
diese zeigt ein Doppel-Kommunikationsvorfeld für zwei Spieler und mehrere
Geräte
zum Einsatz mit USB-Anschlüssen
(oder USB/PS/2-Kombination) in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Die vierte Ausführungsform des Kommunikationssystems 401 umfasst
einen Kommunikationsknoten 400 und ein oder mehrere drahtlose
Peripheriegeräte 410a–n. Der
Kommunikationsknoten 400 umfasst eine erste und zweite
Antenne 402, 403, ein erstes und zweites Vorfeld 404,
einen ersten und zweiten Prozessor (MPU) 406, 407 und
eine geteilte Struktur 408. Im Allgemeinen funktionieren
die Antennen 402, 403, Kommunikationsvorfelder 404, 405, Prozessoren 406, 407 und
geteilten Strukturen ähnlich
wie die in 3b.
-
Das
erste Kommunikationsvorfeld 404 ist mit dem ersten Prozessor 406 und
der ersten Antenne 402 gekoppelt und bildet einen ersten
Kommunikationsknotenpfad. Das zweite Kommunikationsvorfeld 405 ist
mit dem zweiten Prozessor 407 und der zweiten Antenne 403 gekoppelt
und bildet einen zweiten Kommunikationsknotenpfad. Es ist zu bemerken, dass
beide Prozessoren 406, 407 mit der geteilten Struktur 408 und
auch mit der USB-Schnittstelle (oder PS/2-Schnittstelle) des Hostcomputers
gekoppelt sind.
-
In
einer Ausführungsform
umfasst jeder Pfad Komponenten (z.B. Antenne, Kommunikationsvorfeld
und Prozessor), die so zum Betrieb konfiguriert werden können, dass
sie Kommunikationssignale in bestimmten Frequenzbandbreiten von
einem drahtlosen Peripheriegerät
empfangen bzw. an ein drahtloses Peripheriegerät senden können (z.B. ein beliebiges Peripheriegerät 410a–n). Beispiel:
Die erste Antenne 402 ist mit drahtlosen Peripheriegeräten gekoppelt,
die in einer Frequenzbandbreite operieren, z.B. etwa 233 MHz, 433
MHz, 900 MHz oder 2,4 GHz, während
die zweite Antenne 403 mit drahtlosen Peripheriegeräten gekoppelt
ist, die mit einer anderen Frequenzbandbreite operieren, z.B. etwa
27 MHz oder 49 MHz.
-
Jede
Antenne sendet das entsprechende, empfangene Kommunikationssignal
an das Kommunikationsvorfeld, z.B. 404 oder 405,
weiter. Die Kommunikationsvorfelder 404, 405 demodulieren
das empfangene Kommunikationssignal und konvertieren dieses in ein
digitales Datensignal. Der entsprechende Prozessor, z.B., 406 oder 407,
empfängt
das digitale Datensignal, decodiert dieses, bestimmt die Gültigkeit
dieses Datensignals (z.B. keine Fehler) und bestimmt, ob die Daten
von Einem gerät
stammen, das zur Kommunikation mit dem Host konfiguriert ist (z.B.
mit dem Kommunikationssystem 301b). Der entsprechende Prozessor,
z.B. 406 oder 407, konvertiert das Datensignal
auch in ein weiter oben und in 9 beschriebenes
USB-Format (und/oder PS/2); danach wird dieses Datensignal an den USB-Anschluss
(und/oder PS/2-Anschluss) beispielsweise eines Hostcomputer-Systems übertragen.
Es ist zu bemerken, dass die Doppelprozessor-Architektur 406, 407 die
simultane und asynchrone Kommunikation mit einem Host, z.B. einem
Computersystem, ermöglicht.
-
Die
vorliegende Erfindung bietet den Vorteil, dass zwei unabhängige Kommunikationskanäle (z.B. Frequenzen
oder Frequenzbereiche) eingesetzt werden können. Die vorliegende Erfindung
bietet außerdem
den Vorteil einer simultanen Übertragung
an drahtlose Peripheriegeräte
bei voll asynchroner Kommunikation mit einem Host, z.B. einem Computersystem.
-
5A illustriert
eine fünfte
Ausführungsform
eines Kommunikationssystems 501 mit einer drahtlosen Peripheriegerätschnittstelle;
das Funktionsblockdiagramm für
diese zeigt ein Einzel-Kommunikationsvorfeld für mehrere Spieler, mehrere
Geräte
zum Einsatz mit USB-Anschlüssen
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Das Kommunikationssystem 501 umfasst
einen Kommunikationsknoten 500a und ein oder mehrere Peripheriegeräte 508a–n. Der
Kommunikationsknoten 500a umfasst eine Antenne 502,
ein Kommunikationsvorfeld 504, z.B. ein RF-Vorfeld und
einen Prozessor (oder eine prozessorähnliche Vorrichtung oder MPU) 506. Der
Kommunikationsknoten 500a und das Kommunikationsvorfeld 504 sind
mit Antenne 502 und Prozessor 506 gekoppelt. Der
Prozessor 506 ist mit einem USB-Anschluss eines Hosts gekoppelt,
z.B. mit einem Computer. Die Antenne kommuniziert drahtlos mit einem
oder mehreren drahtlosen Peripheriegeräten 508a–n.
-
Im
Allgemeinen funktioniert Antenne 502 ähnlich wie die weiter oben
beschriebenen Antennen, z.B. Antenne 302 oder 402.
Das Kommunikationsvorfeld 504 funktioniert im Allgemeinen ähnlich wie
die weiter oben beschriebenen Kommunikationsvorfelder 304b, 404 oder 405.
Der Prozessor 506 funktioniert im Allgemeinen ähnlich wie
die weiter oben beschriebenen Prozessoren 307, 406 oder 407. Die
drahtlosen Peripheriegeräte 508a–n sind
in ihrer Funktionsweise den weiter oben beschriebenen drahtlosen
Peripheriegeräten ähnlich,
z.B. drahtlose Tastatur, drahtlose Maus, drahtloser Trackball, drahtloser
Joystick oder drahtloses Touchpad.
-
In
dieser Ausführungsform
ist eine bzw. sind mehrere drahtlose Peripheriegeräte (z.B. 508a–m) in der
Lage, simultan abgespielt zu werden, d.h., mit dem Kommunikationsknoten 500a zu
kommunizieren. Die drahtlosen Peripheriegeräte 508a–n können dabei
im gleichen Frequenzbereich betrieben werden. Jedes drahtlose Peripheriegerät 508a–n umfasst
eine Antenne, die auf drahtlose Weise mit Antenne 502 des
Kommunikationsknotens 500a durch ein Kommunikationssignal
gekoppelt wird, wenn das jeweilige drahtlose Peripheriegerät abgespielt
wird.
-
Wenn
der Kommunikationsknoten 500a für den Empfang konfiguriert
ist, empfängt
Antenne 502 ein oder mehrere Kommunikationssignale von
einem oder mehreren drahtlosen Peripheriegeräten, z.B. 508a–n. Von
Antenne 502 aus werden die Kommunikationssignale vom Kommunikationsvorfeld 504 empfangen.
Das Kommunikationsvorfeld 504 demoduliert und zerlegt die
Kommunikationssignale, damit diese mit den entsprechenden drahtlosen
Peripheriegeräten
verknüpft
werden können.
Das Kommunikationsvorfeld 504 konvertiert auch die Kommunikationssignale
in digitale Datensignale. Die digitale Datensignale werden an Prozessor 506 gesendet.
-
Der
Prozessor 506 verarbeitet die digitalen Datensignale. Im
Einzelnen decodiert Prozessor 506 die digitalen Datensignale,
bestimmt die Gültigkeit dieser
digitalen Datensignale (z.B. keine Fehler) und bestimmt, ob die
digitalen Datensignale Teil des Kommunikationssystems sind, z.B. 501.
Der Prozessor 506 konvertiert außerdem die digitalen Datensignale
in die entsprechenden USB-Datensignalformate, die weiter oben und
auch in 9 beschrieben wurden. Der Prozessor 506 überträgt dann
diese USB-formatierten
Datensignale an den USB-Anschluss, damit sie von einem Hostcomputer-System verwendet
werden können.
Im Übertragungsmodus wird
der obige Pfad durch den Kommunikationsknoten 500a umgekehrt
durchlaufen.
-
Ein
Vorteil dieser Konfiguration ist deren Erweiterbarkeit, ohne dass
zusätzliche
Kommunikationsvorfelder und zusätzliche
Prozessoren hinzugefügt
werden müssten,
wenn ein weiteres drahtloses Peripheriegerät in das System aufgenommen
wird. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist deren
Skalierbarkeit, die es ermöglicht,
dass zusätzliche
drahtlose Geräte
in das System aufgenommen werden können, ohne eine Schnittstelle
mit dem Hostcomputer-System neu konfigurieren zu müssen. Dies
trägt maßgeblich
zu einer Reduzierung der Kosten eines drahtlosen Kommunikationssystems
bei.
-
Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
außerdem
die drahtlose Koppelung mehrerer drahtloser Peripheriegeräte an einen
Host. Außerdem
können von
mehreren drahtlosen Peripheriergeräten simultan Signale übertragen
werden.
-
Im
Allgemeinen kann die USB-Schnittstelle zwei oder mehrere 4-polige
USB-Anschlüsse umfassen.
Ein USB-Anschluss kann für
ein Peripheriegerät verwendet
werden, z.B. eine Tastatur und Maus (prioritätisch), während der andere für den prioritätischen
Anschluss anderer USB-Geräte
dient, z.B. eines Scanners. Daher umfasst der Kommunikationsknoten
eine drahtlose USB-Peripheriegerätschnittstelle,
die besonders gut für
die simultane Verbindung mehrerer drahtloser Peripheriegeräte mit einem Host
geeignet ist.
-
5B ist
ein Funktionsblockdiagramm einer drahtlosen Peripheriegerätschnittstelle
für mehrere
Spieler, mehrere Geräte,
mit Einzelvorfeld, einschließlich
eines USB-Knotens in Übereinstimmung mit
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das Kommunikationssystem 501 umfasst
einen Kommunikationsknoten 500b und ein oder mehrere Peripheriegeräte 508a–n. Der
Kommunikationsknoten 500b umfasst die Antenne 502,
das Kommunikationsvorfeld und den Prozessor 506, wie weiter oben
beschrieben. Der Kommunikationsknoten 500b umfasst auch
einen USB-Knoten 510. Der USB-Knoten 510 ist mit
dem USB-Anschluss oder der USB-Verbindung
gekoppelt, z.B. dem Hostcomputer-System. Der USB-Knoten 510 umfasst
einen oder mehrere USB-Anschlüsse
oder USB-Verbindungen, die die physischen und Firmware-Eigenschaften für eine Verbindung
mit einem oder mehreren USB-kompatiblen Geräten (z.B. Digitalkamera oder
Scanner) aufweisen.
-
6A illustriert
eine sechste Ausführungsform
eines Kommunikationssystems 601 mit einer drahtlosen Peripheriegerätschnittstelle;
das Funktionsblockdiagramm für
diese zeigt ein Doppel-Kommunikationsvorfeld für mehrere Spieler, mehrere
Geräte
zum Einsatz mit USB-Anschlüssen
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Das Kommunikationssystem 601 umfasst
einen Kommunikationsknoten 600a, der über einen USB-Anschluss mit einem
Hostcomputer-System
kommuniziert und ein oder mehrere drahtlose Peripheriegeräte 608a–n, die über drahtlose
Kommunikationssignale kommunizieren. In einer Ausführungsform
können
j drahtlose Peripheriegeräte
eine kommunikative Kopplung mit dem ersten Kommunikationsvorfeld 604 herstellen und
l drahtlose Peripheriegeräte
eine kommunikative Kopplung mit dem zweiten Kommunikationsvorfeld 605 herstellen.
-
Der
Kommunikationsknoten 600 umfasst eine erste und zweite
Antenne 602, 603, ein erstes und zweites Kommunikationsvorfeld 604, 605 und
einen Prozessor (oder eine prozessorähnliche Vorrichtung oder MPU) 606.
Im Allgemeinen sind die erste und zweite Antenne 602, 603 den
weiter oben beschriebenen Antennen 402, 403 und 502 funktionell ähnlich.
Das erste und zweite Kommunikationsvorfeld 604, 605 ist
funktionell beispielsweise den Kommunikationsvorfelden 404, 405, 504 ähnlich,
die weiter oben beschrieben wurden. Der Prozessor 606 funktioniert ähnlich wie
die oben beschriebenen Prozessoren 406, 407 oder 506.
-
Das
erste Kommunikationsvorfeld 604 ist mit der ersten Antenne 602 und
dem Prozessor 606 gekoppelt und bildet einen ersten Kommunikationsknotenpfad.
Das zweite Kommunikationsvorfeld 605 ist mit der zweiten
Antenne 603 und dem Prozessor 606 gekoppelt und
bildet einen zweiten Kommunikationsknotenpfad. Es ist zu bemerken,
dass Teile der gemeinsam genutzten Struktur auch mit entsprechenden
Strukturen im Kommunikationsknoten 600a gekoppelt sein
können.
Der Prozessor 606 ist mit einem USB-Anschluss des USB-aktivierten Geräts, z.B.
einem Hostcomputer-System, gekoppelt.
-
In
einer Ausführungsform
umfasst jeder Pfad Komponenten (z.B. Antenne, Kommunikationsvorfeld
und Prozessor), die so zum Betrieb konfiguriert sind, dass sie Kommunikationssignale
in bestimmten Frequenzbandbreiten von einem Peripheriegerät empfangen
bzw. an ein Peripheriegerät
senden (wie z.B. eines von 608a–n). Beispiel: Die erste Antenne 602 ist
mit drahtlosen Peripheriegeräten
gekoppelt, die in einer Frequenzbandbreite arbeiten, z.B. etwa 233
MHz, 433 MHz, 900 MHz oder 2,4 GHz, während die zweite Antenne 603 mit
drahtlosen Peripheriegeräten
gekoppelt ist, die mit einer anderen Frequenzbandbreite arbeiten,
z.B. etwa 27 MHz oder 49 MHz. Andererseits sind beispielsweise j
drahtlose Peripheriegeräte
mit dem ersten Kommunikationsvrofeld 604 verbunden, während i
drahtlose Peripheriegeräte
abgespielt werden können
(d.h. gleichzeitig kommunizieren), wobei i kleiner gleich j ist.
Außerdem
sind l drahtlose Peripheriegeräte
mit dem zweiten Kommunikationsvorfeld 605 verbunden, während k
Geräte abgespielt
werden können,
wobei k kleiner gleich l ist.
-
Jede
Antenne sendet das entsprechende empfangene Kommunikationssignal
an das Kommunikationsvorfeld, z.B. 604 oder 605,
weiter. Die Kommunikationsvorfelder 604, 605 demodulieren
die empfangenen Kommunikationssignale und konvertieren sie in entsprechende
digitale Datensignale. Prozessor 606 empfängt das
digitale Datensignal und decodiert es. Prozessor 606 bestimmt
dann die Gültigkeit
des Datensignals (z.B. keine Fehler) und bestimmt, ob es von einem
drahtlosen Peripheriegerät
des Kommunikationssystems 601 stammt. Der Prozessor 606 konvertiert
das Datensignal dann in ein USB-Format (wie weiter oben und in 9 beschrieben).
Der Prozessor 606 überträgt dieses
Datensignal dann an den USB-Anschluss des USB-aktivierten Geräts, z.B.
einen Hostcomputer.
-
Ein
Vorteil der Mehrspieler-Mehrgerätkonfiguration
ist folgender: mehrere drahtlose Peripheriegeräte, z.B. 608a–n, können mit
dem Kommunikationsknoten 600a kommunizieren, da dieser
mehrere drahtlose Signalströme
decodieren kann. Daher können
zwei oder mehr drahtlose Peripheriegeräte simultan abgespielt werden
und der Kommunikationsknoten 600a kann diese unabhängig von
einander erkennen. Außerdem
ermöglicht
die vorliegende Erfindung, dass zwei oder mehr drahtlose Peripheriegeräte, die
jeweils in einem anderen Frequenzbereich arbeiten, über den
gleichen Kommunikationsknoten 600a mit einem Host kommunizieren
können.
Der Kommunikationsknoten 600a bietet für die einzelnen drahtlosen
Peripheriegeräte
die einheitliche Schnittstelle für
eine USB-Schnittstelle, z.B. einen Hostcomputer. Der Einsatz desselben
Kommunikationsknoten 600a eliminiert zusätzlichen
Platzbedarf und zusätzliche
Kosten, die mit eigenen Knoten für
die einzelnen drahtlosen Peripheriegeräte verbunden sind.
-
6B ist
ein Funktionsblockdiagramm einer drahtlosen USB-Verbindung-Peripheriegerätschnittstelle
für mehrere
Spieler, mehrere Geräte und
mit zwei RF-Vorfelden in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das Kommunikationssystem 601 umfasst
einen Kommunikationsknoten 600a und ein oder mehrere Peripheriegeräte 608a–n (wie
weiter oben beschrieben). Der Kommunikationsknoten 600b umfasst
die Antennen 602, 603, die Kommunikationsvorfelder 604, 605 und
den Prozessor 606, wie oben beschrieben Außerdem umfasst
der Kommunikationsknoten 600b auch einen USB-Knoten 610.
Der USB-Knoten 610 ist mit dem USB-Anschluss oder der USB-Verbindung
gekoppelt, z.B. dem Hostcomputer-System. Der USB-Knoten 610 umfasst
möglicherweise
auch einen oder mehrere USB-Anschlüsse oder USB-Verbindungen,
die die physischen und Firmware-Eigenschaften für eine Verbindung mit einem
oder mehreren USB0-kompatiblen
Geräten
(z.B. Digitalkamera oder Scanner) besitzt.
-
7A und 7B sind
Funktionsblockdiagramme von Ausführungsformen
eines Kommunikationssenders für
eine drahtlose Peripheriegerätschnittstelle
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Der Kommunikationssender kann sowohl
in einem Kommunikationsknoten als auch in einem drahtlosen Peripheriegerät verwendet
werden. Der Kommunikationssender kann ein beliebiger Kommunikationssender
sein, z.B. ein RF-Technologie-Sender,
ein Bluetooth-Technologie-Sender oder ein HomeRF-Technologie-Sender. Im Allgemeinen wird
der Kommunikationssender durch den Kommunikationssender 701 beschrieben,
der in 7A dargestellt ist. Fachlich
Versierte werden erkennen, dass die in 7A beschriebenen
Prinzipien auch auf den in 7B dargestellten
Kommunikationssender angewendet werden können.
-
Der
Kommunikationssender 701 umfasst Sensoren und/oder Taster 705,
einen Mikrocontroller (MCU) 715, einen Oszillator und Modulator 720,
einen Verstärker 725,
eine Antenne 730 und ein Netzteil 735. Diese Komponenten
können
einigen der oben beschriebenen Komponenten ähnlich sein, z.B. den Antennen 604, 605,
den Kommunikationsvorfeldern 604, 605, den Prozessoren 606 und
den geteilten Strukturen. Außerdem
ist zu bemerken, dass diese Komponenten konventionelle Komponenten
sein können.
Beispielsweise kann MCU 715 eine Mikrocontroller-Schaltung
sein, die von Elektronikkomponentenherstellern wie Motorola, Intel,
Cypruss Semiconductor oder Samsung Electronics hergestellt wurde.
Die Sensoren und/oder Taster 705 sind mit MCU 715 gekoppelt.
MCU 715 ist mit dem Oszillator und Modulator 720 gekoppelt.
Der Oszillator und Modulator 720 ist mit dem Verstärker 725 gekoppelt.
Der Verstärker 725 ist
mit Antenne 730 gekoppelt. Netzteil 735 koppelt
die Sensoren und/oder Taster 705, MCU 715, Oszillator
und Modulator 720 und Verstärker 725.
-
Im
Allgemeinen sind die Taster und/oder Sensoren 705 an Benutzerschnittstellen-Mechanismen gekoppelt,
wie z.B. die Tasten auf einer Tastatur oder einer Nummerntastatur,
Tasten einer Maus, ein Trackball oder Joystick, die Rädern auf
einer Maus oder eines Trackballs, ein Berührungssensor auf einem Touchpad
oder einem Fotosensor eines optischen Geräts. Die Taster und/oder Sensoren 705 erkennen
eine Benutzeraktion. Anhand dieser Erkennung erzeugt die MCU 715 ein
Datensignal. Der Oszillator und Modulator 720 erzeugt ein
Kommunikationssignal, z.B. ein RF-Signal, aus diesem Datensignal.
Der Verstärker 725 verstärkt das über Antenne 730 übertragene
Kommunikationssignal.
-
8A und 8B sind
Funktionsblockdiagramme von Ausführungsformen
eines Kommunikationsempfängers
für eine
drahtlose Peripheriegerätschnittstelle
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Der Kommunikationsempfänger kann sowohl
in einem Kommunikationsknoten als auch in einem drahtlosen Peripheriegerät verwendet
werden. Der Kommunikationsempfänger
kann ein beliebiger Kommunikationsempfänger sein, z.B. ein RF-Technologie-Empfänger, ein
Bluetooth-Technologie-Empfänger oder
ein HomeRF-Technologie-Empfänger.
Im Allgemeinen wird der Kommunikationsempfänger durch den Kommunikationsempfänger 801 beschrieben,
der in 8A dargestellt ist. Fachlich
Versierte werden erkennen, dass die in 8A beschriebenen
Prinzipien auch für
den in 8B dargestellten Kommunikationsempfänger angewendet
werden können.
-
Der
Empfänger 801 umfasst
eine Antenne 830, einen Empfänger 805, eine Mikrocontroller-Einheit
(MCU) 815, eine Hostschnittstelle 825 und ein Netzteil 835.
Diese Komponenten können ähnlich funktionieren,
wie einige der oben beschriebenen Komponenten. In Geräten mit
Sende- und Empfangsfunktionalität
kann Antenne 830 der oben beschriebenen Antenne 730 entsprechen,
MCU 815 der oben beschriebenen MCU 715 und Netzteil 835 dem
oben beschriebenen Netzteil 835. Es ist zu bemerken, dass
diese Komponenten konventionelle Komponenten sein können. Die
Antenne 830 ist mit Empfänger 805 gekoppelt.
Der Empfänger 805 ist
mit MCU 815 gekoppelt. MCU 815 ist mit der Hostschnittstelle 825 gekoppelt.
Netzteil 835 ist mit Antenne 830, Empfänger 805,
MCU 815 und der Hostschnittstelle 825 gekoppelt.
-
Im
Allgemeinen empfängt
Antenne 830 ein oder mehrere Kommunikationssignale, die
von der Antenne eines Senders übertragen
werden. Empfänger 805 ist
in einem Kommunikationsvorfeld enthalten, um ein oder mehrere Kommunikationssignale auf
Basis der Frequenz dieses Signals bzw. dieser Signale zu separieren,
damit es mit einem bestimmten Gerät verknüpft werden kann. Der Empfänger 805 konvertiert
das Kommunikationssignal in ein digitales Datensignal. MCU 815 empfängt das
digitale Datensignal und verarbeitet es. Im Einzelnen decodiert
MCU 815 das digitale Datensignal, bestimmt die Gültigkeit
dieses digitalen Datensignals (z.B. keine Fehler) und bestimmt,
ob es von einem Peripheriegerät
des Kommunikationssystems stammt. Danach konvertiert MCU 815 das
Datensignal in ein USB-Format und überträgt dieses Datensignal an den
USB- Anschluss eines
Host. Der Host kann ein Gerät
mit aktiviertem USB sein. Die Hostschnittstelle 825 umfasst
die entsprechenden Anschlüsse
für die Kopplung
mit dem Host.
-
Die
Patentbeschreibung enthält
einige Ausführungsformen
zum Erstellen, Konzipieren und Fertigen eines Kommunikationsknotens,
einschließlich einer
drahtlosen USB-Peripheriegerätschnittstelle (z.B., 300a, 300b, 400, 500a, 500b, 600a, 600b)
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Die beschriebene Funktionalität kann in
einen Kommunikationsknoten mit verschiedenen Größenordnungen integriert werden.
Beispiel: In einer Ausführungsform
des Kommunikationsknotens kann die Größenordnung durch Spezifikationen
eines Normungsgremiums, wie z.B. PCMCIA (Personal Computer Memory
Card International Association) oder der Compact Flash (CF)TM Association, definiert werden. In einer
anderen Ausführungsform
kann der Kommunikationsknoten eine benutzerdefinierte Größenordnung
haben, z.B. etwa 10 cm mal 6 cm mal 2 cm.
-
Aufgrund
der Beschreibung sind für
den Fachmann weitere alternative Verfahren und Vorrichtungen für ein Antennensystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung ersichtlich.
-
Nach
dem Lesen dieser Beschreibung werden fachlich kompetente Personen
noch weitere alternative Methoden und Designs für ein Antennensystem in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung zu schätzen wissen.