專利名稱：無線集成電路及無線通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了被包含在下列標(biāo)準(zhǔn)中的1個(gè)近距離無線通信用標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee(ZigBee Alliance的商標(biāo)ZigBee同盟的商標(biāo))的大規(guī)模的無線集成電路(以下稱為「無線LSI」)和無線通信方法，特別是它的發(fā)送數(shù)據(jù)控制，該標(biāo)準(zhǔn)指的是與包含物理層(PhysicalLAYER，以下稱為「PHY」)和其上層媒體接入控制層(Media AccessControl LAYER，以下稱為「MAC」的數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link LAYER)的接口(以下稱為「I/F」)遵照IEEE(美國(guó)電氣與電子工和師協(xié)會(huì))802.15.4，將與無線LAN(Local Area Network)標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.11b相同的2.4GHZ的帶寬分割成16個(gè)信道來利用的無線通信標(biāo)準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，作為使用了ZigBee的無線LSI及無線通信方法，有記載于以下文獻(xiàn)中的內(nèi)容。
沖技術(shù)評(píng)論，沖電氣工業(yè)(株)、2004年10月1日、第71卷、第4號(hào)、p.24-29，70-73[專利文獻(xiàn)1]專利第3513596號(hào)公報(bào)(圖1)圖6是表示被用于非專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)1等所記載的近距離無線通信的ZigBee的協(xié)議結(jié)構(gòu)的通信層次模型圖。
ZigBee的協(xié)議結(jié)構(gòu)使用包含例如WL-PAN(Wireless PersonalArea Network無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng))的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.15.4的PHY1、MAC2及邏輯鏈路控制層(Logical Link Control LAYER，以下稱為「LLC」)的數(shù)據(jù)鏈路層，將其上層的網(wǎng)絡(luò)層(NETWORK LAYER)3及應(yīng)用I/F層(APPLICATION I/F LAYER)4用ZigBee標(biāo)準(zhǔn)化。在應(yīng)用I/F層4的上層設(shè)置用戶(CUSROMER)可任意規(guī)定的應(yīng)用層(APPLICATIONS LAYER)5。
PHY1具有接收功率測(cè)量和鏈路質(zhì)量通知、確認(rèn)信道的使用狀況的CSMA-CA(Carrier Sense Multiple Access with CollisionAvoidance帶防碰撞的載波檢測(cè)多址)等的數(shù)據(jù)收發(fā)功能，在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)筑時(shí)，測(cè)量各信道的接收功率，可以尋找來自其它系統(tǒng)的干擾功率小的的信道。同樣，在使用的信道質(zhì)量劣化時(shí)，也可以提供變更通信信道的編排。PHY1的標(biāo)準(zhǔn)是，例如頻率2.4GHZ、信道數(shù)16、調(diào)制方式O-QPSK(Quadrature Phase Shift Keying正交相移鍵控)、擴(kuò)散方式DSSS(Direct Spread Spectrum直接擴(kuò)頻)、數(shù)據(jù)速率250kbit/s、可使用地域?yàn)槿澜?。?shù)據(jù)鏈路層有作為數(shù)據(jù)格式處理層的MAC2和LLC。網(wǎng)絡(luò)層3是進(jìn)行在被連接至網(wǎng)絡(luò)上的2節(jié)點(diǎn)之間的的數(shù)據(jù)傳送管理的層。
在MAC2中規(guī)定進(jìn)行間歇工作或通帶保證通信的信標(biāo)(BEACON)方式和在全節(jié)點(diǎn)間相互直接通信的非信標(biāo)方式。信標(biāo)方式是以將被稱之為PAN(Personal Area Network)協(xié)調(diào)器的網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)作為中心的星形網(wǎng)絡(luò)來使用的。PAN協(xié)調(diào)器定期地發(fā)送協(xié)調(diào)器信號(hào)，其它節(jié)點(diǎn)與信標(biāo)信號(hào)同步并在被分配的期間進(jìn)行通信。僅協(xié)調(diào)器分配的唯一節(jié)點(diǎn)占有信道，是可以不引起沖突的通信，被用于要求低延遲的通信。另一方面，非信標(biāo)方式通常是用CSMA-CA的信道接入的方式。在以與周邊節(jié)點(diǎn)直接通信的網(wǎng)格鏈路(mesh link)情況下使用時(shí)，取代各節(jié)點(diǎn)可隨時(shí)直接通信的方式，需要能夠常時(shí)接收發(fā)給自身的數(shù)據(jù)地接收待機(jī)，不能按照信標(biāo)方式那樣地間歇工作來實(shí)現(xiàn)省電化。
圖7是表示在2臺(tái)通信機(jī)之間進(jìn)行ZigBee的數(shù)據(jù)收發(fā)的流程圖。
例如，在2臺(tái)通信機(jī)10-1，10-2之間用無線電頻率(RadioFreaquenceyRF)2.4GHZ進(jìn)行ZigBee的數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)，在各通信機(jī)10-1，10-2上設(shè)置有無線收發(fā)部(以下稱為「RF部」)11、進(jìn)行調(diào)制解調(diào)的調(diào)制解調(diào)器部(MODEM)12、PHY部13、PHYI/F部14、MAC部15、MACI/F部16、網(wǎng)絡(luò)層部(NETWORK)17、應(yīng)用接口部(APPLICATION I/F)18及應(yīng)用層部(APPLICATON)19等。
RF部11是用IEEE802.15.4的PHY1所規(guī)定的RF2.4GHZ通過天線進(jìn)行收發(fā)的無線電收發(fā)兩用機(jī)。調(diào)制解調(diào)器部12按照在IEEE802.15.4的PHY1中所規(guī)定的調(diào)制解調(diào)電路規(guī)定，調(diào)制或解調(diào)與PHY部13往來的數(shù)據(jù)。PHY部13按照在IEEE802.15.4的PHY1規(guī)定中的數(shù)據(jù)格式，在發(fā)送時(shí)向調(diào)制解調(diào)器部12輸出IQ數(shù)據(jù)，在接收時(shí)取回解調(diào)數(shù)據(jù)。PHYI/F部14使用同步串行I/F(Synchronous CommunicationInterface同步通信接口，以下稱為「SCI」)等的串行I/F，進(jìn)行PHY部13與MAC部15之間的數(shù)據(jù)收發(fā)。
MAC部15處理IEEE802.15.4的MAC2的全部的MAC命令。發(fā)送數(shù)據(jù)由MAC部15向PHY部13傳送，用調(diào)制解調(diào)器部12所調(diào)制的RF部11及從天線被發(fā)送。由天線及RF部11所接收的接收數(shù)據(jù)在調(diào)制解調(diào)器部12被解調(diào)，通過PHY部13及PHYI/F部14被MAC部15分析，向上層(網(wǎng)絡(luò)層部17)傳送。MACI/F部16使用SCI等的串行I/F，進(jìn)行MAC部15與網(wǎng)絡(luò)層部17之間的數(shù)據(jù)收發(fā)。在網(wǎng)絡(luò)層部17使用串行I/F在與主機(jī)一側(cè)的中央處理裝置(以下稱為CPU)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。
作為根據(jù)IEEE802.15.4，開發(fā)按照ZigBee的規(guī)定的無線LSI時(shí)的電路結(jié)構(gòu)例，考慮每個(gè)用戶(CUSTOMER)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有MAC安裝的無線LSI10A和PHY層安裝的無線LSI10B。MAC安裝的無線LSI10A是根據(jù)IEEE802.15.4的RF部11、調(diào)制解調(diào)器部12、PHY部13、PHYI/F部14、及MAC部15、直至與由ZigBee所規(guī)定的上層的MACI/F部16取回的電路，具有可以將與上層層次主機(jī)CPU的數(shù)據(jù)收發(fā)精減化的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)此，PHY層安裝的無線LSI10B是包含了根據(jù)IEEE802.15.4的RF部11、調(diào)制解調(diào)器部12、PHY部13以及直至PHYI/F部14的電路。在用戶獨(dú)自開發(fā)到MAC的情況下，采用PHY層安裝的無線LSI10B的一方由于用戶可以安裝所希望的MAC，自由度增加。
作為圖7所示的IEEE802.15.4的MAC部15的1個(gè)特征，采用使用了信標(biāo)的超幀(super-frame)結(jié)構(gòu)。圖8示出了這個(gè)超幀結(jié)構(gòu)的構(gòu)成例。
超幀結(jié)構(gòu)分割成全部的裝置可接入信標(biāo)的間隔的CAP(Contention Access Period爭(zhēng)用接入周期)、特定的裝置專有并可接入的CFP(Contention Free Period無爭(zhēng)用周期)、全部裝置成為禁止接入的Inactive(非激活狀態(tài))期間。同樣，CFP用GTS(Guaranty Time Slot保證時(shí)間段)方法被分成7等分，可以向想要優(yōu)先進(jìn)行通信的裝置分配。圖8表示用GTS方法將被7等分的時(shí)間區(qū)分分別各3區(qū)分配在GTS1，GTS2上時(shí)的分配。將這期間被分配的裝置可以優(yōu)先地進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。再者，信標(biāo)間隔BI被設(shè)定在超幀時(shí)間SD以上(BI≥SD)。
使用該超幀結(jié)構(gòu)設(shè)定信標(biāo)后，能夠一邊常時(shí)保持相同的間隔，一邊進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。因而，在IEEE802.15.4中有關(guān)于信標(biāo)的發(fā)送間隔(信標(biāo)間隔)BI的規(guī)定，必須遵守它。因此，往往使用這樣的電路，其中，在無線LSI內(nèi)部設(shè)置計(jì)時(shí)器并在信標(biāo)發(fā)信時(shí)使內(nèi)部計(jì)時(shí)器起動(dòng)，比較存儲(chǔ)在內(nèi)部寄存器上的信標(biāo)間隔設(shè)定值和內(nèi)部計(jì)時(shí)器，在一致的時(shí)刻(構(gòu)成信標(biāo)間隔BI的時(shí)刻)發(fā)生中斷，用中斷來發(fā)送信標(biāo)，從而保持間隔。
圖9是表示記載于非專利文獻(xiàn)1上的現(xiàn)有的PHY層安裝的無線LSI10B的電路結(jié)構(gòu)例的功能方框圖。
PHY層安裝的無線LSI10B是在與主機(jī)30之間用SCI等串行地進(jìn)行信號(hào)收發(fā)的芯片，設(shè)有被連接至天線21的RF部11。RF部11經(jīng)由串行傳送信號(hào)線與調(diào)制解調(diào)器部12連接，該調(diào)制解調(diào)器部12經(jīng)由串行傳送信號(hào)線連接至PHY部13。在無線LSI10B上還設(shè)有可存儲(chǔ)發(fā)送數(shù)據(jù)等的隨機(jī)接入存儲(chǔ)器(以下稱為「RAM」)22、進(jìn)行信號(hào)的并行傳送的總線23、保密部24以及未圖示的寄存器(Register)等。RAM22通過并行傳送用的總線23連接至PHY部13、保密部24以及PHY接口部14，另外，該P(yáng)HY部13與保密部24用并行傳送信號(hào)線連接的同時(shí)，PHY部13與PHY接口部14用并行傳送信號(hào)線連接。
保密部24具有使用由IEEE802.15.4規(guī)定的AES(AdvancedEncryption Standard高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn))的加密功能，進(jìn)行數(shù)據(jù)的加密。寄存器(未圖示)是進(jìn)行AES處理中所需參數(shù)的存儲(chǔ)等的電路，在AES處理中或轉(zhuǎn)換將數(shù)據(jù)傳送至哪一個(gè)電路部或調(diào)整RAM22/加密部24/PHY部13的各電路部的不同的數(shù)據(jù)發(fā)送定時(shí)。
設(shè)在外部的主機(jī)30包括用軟件執(zhí)行MAC部15及網(wǎng)絡(luò)層3和應(yīng)用層5等的CPU31等，它將內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)(D)進(jìn)行D/A變換成模擬信號(hào)(A)并輸出，或?qū)碜酝獠康哪M信號(hào)(A)進(jìn)行D/A變換成數(shù)字信號(hào)(D)并取回，進(jìn)行各種的輸入輸出(以下稱為「I/O」)等。
下面，說明圖9所示的無線LSI10B中的無線通信方法。
在將來自外部的MAC15的發(fā)送數(shù)據(jù)加密并從天線21發(fā)送，或?qū)碜蕴炀€21的被加密后的接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解密時(shí)，使用保密部24。數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)不進(jìn)行加密解密時(shí)，在發(fā)送時(shí)來自主機(jī)30一側(cè)的MAC部15的串行的發(fā)送數(shù)據(jù)由PHY接口部14接收而并行傳送，經(jīng)由總線23存儲(chǔ)到RAM22中。由于內(nèi)部沒有安裝MAC部，在發(fā)送數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到RAM22并存完時(shí)，開始從RAM22向PHY部13的并行傳送，從該P(yáng)HY部13經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器部12向RF部11串行傳送，并從天線21發(fā)送。
在接收時(shí)，由天線21及RF部11接收的接收數(shù)據(jù)被串行傳送后由調(diào)制解調(diào)器12解調(diào)，向PHY部13串行傳送。被串行傳送的接收數(shù)據(jù)從PHY部13向總線23并行傳送并被存儲(chǔ)在RAM22上。從RAM22上讀出的接收數(shù)據(jù)經(jīng)由總線23向PHY接口部14并行傳送，并從該P(yáng)HY接口部14向主機(jī)30串行傳送。
在數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)進(jìn)行加密解密的場(chǎng)合，在發(fā)送時(shí)，構(gòu)成這樣的信號(hào)路徑來自主機(jī)30側(cè)的MAC部15的發(fā)送數(shù)據(jù)(串行傳送)→PHY接口部14(并行傳送)＝>總線23(并行傳送)＝>存儲(chǔ)在RAM22＝>總線23(并行傳送)＝>用保密部24加密(并行傳送)＝>PHY部13(串行傳送)→用調(diào)制解調(diào)器12調(diào)制(串行傳送)→RF部11→從天線發(fā)送。
在接收時(shí)，由天線21接收的數(shù)據(jù)的信號(hào)路徑是RF部11(串行傳送)→用調(diào)制解調(diào)器12解調(diào)(串行傳送)→PHY部13(并行傳送)＝>由保密部24解密(并行傳送)＝>總線23(并行傳送)＝>存儲(chǔ)在RAM22上(并行傳送)＝>總線23(并行傳送)＝>PHY接口部14(串行傳送)→主機(jī)30。
對(duì)此，在現(xiàn)在的MAC安裝的無線LSI10A中，在無線LSI10A內(nèi)部設(shè)置主機(jī)30側(cè)的MAC部15和MAC接口部16，代替圖9的PHY接口部14。來自刪除了MAC部15后的主機(jī)30′側(cè)的發(fā)送數(shù)據(jù)，通過無線LSI10A內(nèi)部的MAC接口部16及總線23存入RAM22。用無線LSI10A內(nèi)的MAC部15進(jìn)行該傳送判斷后，從RAM22讀出發(fā)送數(shù)據(jù)，向PHY部13并行傳送。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明想要解決的課題但是，在現(xiàn)在的PHY層安裝的無線LSI10B及無線通信方法中，存在以下的問題。
在MAC安裝的無線LSI10A中，使用于與主機(jī)30′側(cè)的上層(網(wǎng)絡(luò)層部17)的數(shù)據(jù)交接的無線LSI10A內(nèi)的MAC接口部16，或在PHY層安裝的無線LSI10B中用于與主機(jī)30側(cè)的上層(MAC部15)的數(shù)據(jù)交接的無線LSI10B內(nèi)的PHY接口部14，往往使用SCI等的串行接口，由于它們是串行傳送，在數(shù)據(jù)的交接中需要時(shí)間。
MAC安裝的無線LSI10A在內(nèi)藏的MAC部15中，由于處理收發(fā)的數(shù)據(jù)的分析、傳送，使用了超幀結(jié)構(gòu)的信標(biāo)發(fā)送，在無線LSI10A的內(nèi)部安裝RAM22，在該處存儲(chǔ)傳送的數(shù)據(jù)，用由內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生的中斷認(rèn)識(shí)信標(biāo)間隔BI，通過使用無線LSI10A的內(nèi)部高速時(shí)鐘向PHY部13進(jìn)行并行傳送，保持信標(biāo)間隔BI，這容易實(shí)現(xiàn)。
但是，在PHY層安裝的無線LSI10B中，規(guī)定將數(shù)據(jù)的分析、傳送判斷由外部的主機(jī)30側(cè)的MAC部來進(jìn)行。因而，外部的MAC部15進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)的傳送判斷和認(rèn)識(shí)，將發(fā)送數(shù)據(jù)向無線LSI10B內(nèi)的PHY接口部14發(fā)送的時(shí)候，不僅由PHY接口(串行發(fā)送)產(chǎn)生時(shí)間損失，而且，串行發(fā)送用時(shí)鐘表頻率也受到影響，存在因系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而發(fā)生不能保持信標(biāo)間隔BI的問題。
本發(fā)明的目的在于，提供解決這樣的傳統(tǒng)課題，保持信標(biāo)間隔BI并可以可靠進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的PHY層安裝的無線LSI及無線通信方法。
用以解決課題的手段在本發(fā)明的無線LSI中，設(shè)有RF部，按照規(guī)定的無線通信用標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)送時(shí)將調(diào)制數(shù)據(jù)置于無線電波上進(jìn)行發(fā)送，接收時(shí)接收到來的上述無線電波并輸出接收數(shù)據(jù)；調(diào)制解調(diào)器部，發(fā)送時(shí)將變換數(shù)據(jù)調(diào)制為上述調(diào)制數(shù)據(jù)并向上述RF部輸出，接收時(shí)解調(diào)上述接收數(shù)據(jù)并輸出解調(diào)數(shù)據(jù)；PHY部，在發(fā)送狀態(tài)時(shí)輸出發(fā)送狀態(tài)轉(zhuǎn)移信號(hào)，同時(shí)將傳送數(shù)據(jù)變換成規(guī)定格式的上述變換數(shù)據(jù)并向上述調(diào)制解調(diào)器部輸出，接收狀態(tài)時(shí)取回上述解調(diào)數(shù)據(jù)；計(jì)時(shí)部件，信標(biāo)間隔一滿就輸出信標(biāo)間隔信號(hào)；存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)由上述PHY部取回的上述解調(diào)數(shù)據(jù)、從被設(shè)置在外部的MAC部所送出的通常的發(fā)送數(shù)據(jù)或從上述MAC部所送來的信標(biāo)數(shù)據(jù)；PHY接口部，與串行時(shí)鐘同步進(jìn)行上述MAC部與上述PHY部之間的數(shù)據(jù)收發(fā)，將存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)部的上述解調(diào)數(shù)據(jù)向上述MAC部發(fā)送，接收從上述MAC部送來的上述通常的發(fā)送數(shù)據(jù)或上述信標(biāo)數(shù)據(jù)，并在向上述存儲(chǔ)部存儲(chǔ)時(shí)輸出存儲(chǔ)部數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)；信標(biāo)標(biāo)志，按照來自上述MAC部的設(shè)定，在上述通常的發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)形成第1邏輯，在上述的信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)形成第2邏輯；以及傳送部件，控制上述PHY部與上述RAM之間的數(shù)據(jù)傳送。
上述傳送部件設(shè)有切換電路上述信標(biāo)標(biāo)記在上述第1邏輯時(shí)，選擇上述存儲(chǔ)部數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，將被存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)部的上述通常的發(fā)送數(shù)據(jù)向上述PHY部傳送；上述信標(biāo)標(biāo)志在上述第2邏輯時(shí)，選擇上述發(fā)送狀態(tài)轉(zhuǎn)移信號(hào)、上述信標(biāo)間隔信號(hào)以及上述存儲(chǔ)部數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)的“與”運(yùn)算結(jié)果，將存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)部的上述信標(biāo)數(shù)據(jù)向上述PHY部傳送。
又，本發(fā)明的無線通信方法是采用含有使裝置能夠進(jìn)行接入的第1數(shù)據(jù)期間和禁止上述裝置進(jìn)行接入的第2數(shù)據(jù)期間的幀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)(例如，信標(biāo)數(shù)據(jù))來進(jìn)行無線通信的方法，將從現(xiàn)在的數(shù)據(jù)的第1數(shù)據(jù)期間開始進(jìn)行的處理在從比上述現(xiàn)在數(shù)據(jù)更先前接收的數(shù)據(jù)的第2數(shù)據(jù)期間進(jìn)行。
本發(fā)明的另一個(gè)無線通信方法是使用具有使裝置能夠接入的第1數(shù)據(jù)期間和禁止上述裝置接入的第2數(shù)據(jù)期間的幀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)(例如，信標(biāo)數(shù)據(jù))來進(jìn)行無線通信的方法，從上述第2數(shù)據(jù)期間開始連續(xù)接收的其它數(shù)據(jù)的處理。
發(fā)明的效果依據(jù)本發(fā)明的第1、第2和第4形態(tài)，由于設(shè)有用信標(biāo)標(biāo)志進(jìn)行轉(zhuǎn)換動(dòng)作的轉(zhuǎn)換電路，在信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，預(yù)先將信標(biāo)數(shù)據(jù)傳送到存儲(chǔ)部，在信標(biāo)發(fā)送間隔時(shí)刻且PHY部在發(fā)送狀態(tài)時(shí)進(jìn)行信標(biāo)數(shù)據(jù)的發(fā)送。從而能夠減小信標(biāo)間隔的偏移并可靠保持信標(biāo)間隔，而且，由于能夠防止因PHY部的狀態(tài)引起傳送數(shù)據(jù)的發(fā)送差錯(cuò)，能夠可靠進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送。
依據(jù)本發(fā)明的第3形態(tài)，由于設(shè)有清零電路，在信標(biāo)數(shù)據(jù)的發(fā)送完成的時(shí)刻，信標(biāo)標(biāo)志被清零，選擇部件被轉(zhuǎn)換至第3鎖存器電路的輸出側(cè)。從而在此以后，就進(jìn)行以通常狀態(tài)下的數(shù)據(jù)發(fā)送。
本發(fā)明的第5和第6形態(tài)，具有與本發(fā)明第1～第4形態(tài)大致相同的效果。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的PHY層安裝的無線LSI的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖2是在圖1的信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)表示通信方法的時(shí)間圖。
圖3是表示圖1中的信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)信標(biāo)間隔BI偏移的示圖。
圖4是表示在如傳統(tǒng)技術(shù)那樣未設(shè)信標(biāo)寄存器49a及選擇器46f時(shí)的信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)的通信方法的時(shí)間圖。
圖5是表示如傳統(tǒng)技術(shù)那樣未設(shè)信標(biāo)寄存器49a及選擇器46f時(shí)的信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)的信標(biāo)間隔BI偏移的示圖。
圖6是表示被用于近距離無線通信的ZigBee的協(xié)議結(jié)構(gòu)的通信層次模型圖。
圖7是表示在2臺(tái)通信機(jī)之間進(jìn)行ZigBee的數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)的流程圖。
圖8是表示超幀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)例的示圖。
圖9是表示傳統(tǒng)的PHY層安裝的無線LSI的電路結(jié)構(gòu)例的功能方框圖。
附圖標(biāo)記說明40 無線LSI41 天線42 RF部43 調(diào)制解調(diào)器部44 RAM46 繞接器47 PHY部48 保密部49 寄存器部49a 信標(biāo)寄存器50 PHY接口部60 主機(jī)61 MAC部62 CPU
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例的PHY層安裝的無線LSI中，設(shè)有RF部，按照規(guī)定的無線通信用標(biāo)準(zhǔn)(例如，ZigBee)發(fā)送時(shí)，將調(diào)制數(shù)據(jù)置于無線電波上發(fā)送，接收時(shí)接收到來的上述的無線電波并輸出接收數(shù)據(jù)；調(diào)制解調(diào)器部，發(fā)送時(shí)將變換數(shù)據(jù)調(diào)制成上述調(diào)制數(shù)據(jù)并向上述RF部輸出，接收時(shí)解調(diào)上述接收數(shù)據(jù)并輸出解調(diào)數(shù)據(jù)；PHY部，在發(fā)送狀態(tài)時(shí)輸出發(fā)送狀態(tài)轉(zhuǎn)移信號(hào)，同時(shí)將傳送數(shù)據(jù)變換成規(guī)定格式的上述變換數(shù)據(jù)并向上述調(diào)制解調(diào)器部輸出，在接收狀態(tài)時(shí)取回上述解調(diào)數(shù)據(jù)；計(jì)時(shí)部件(例如，定時(shí)器)，信標(biāo)的間隔一滿就輸出信標(biāo)間隔信號(hào)。
另外，在無線LSI上設(shè)有存儲(chǔ)部(例如，RAM)，存儲(chǔ)由上述PHY部取回的上述解調(diào)數(shù)據(jù)、從被設(shè)置在外部的MAC部所發(fā)送的通常的發(fā)送數(shù)據(jù)或從上述的MAC部所送來的信標(biāo)數(shù)據(jù)；PHY接口部，與串行傳送時(shí)鐘同步進(jìn)行上述MAC部與上述PHY部之間的數(shù)據(jù)收發(fā)，將被存儲(chǔ)在上述RAM上的上述解調(diào)數(shù)據(jù)向上述MAC部發(fā)送，接收從上述MAC部所送來的上述通常的發(fā)送數(shù)據(jù)或上述信標(biāo)數(shù)據(jù)，在向上述RAM存儲(chǔ)時(shí)輸出RAM數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)；信標(biāo)標(biāo)志，根據(jù)來自上述MAC部的設(shè)定在上述通常的發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)構(gòu)成第1邏輯，在上述信標(biāo)數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)構(gòu)成第2邏輯；傳送部件(例如，繞接器(Wrapper))，控制上述PHY部與上述RAM之間的數(shù)據(jù)的傳送。
上述繞接器設(shè)有切換電路，該電路在上述信標(biāo)標(biāo)志在上述第1邏輯時(shí)，選擇上述RAM數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，將存儲(chǔ)在上述RAM中的上述通常的發(fā)送數(shù)據(jù)向上述PHY部傳送，在上述信標(biāo)標(biāo)志在上述第2邏輯時(shí)，選擇上述發(fā)送狀態(tài)轉(zhuǎn)移信號(hào)、上述信標(biāo)間隔信號(hào)以及上述RAM數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)的”與”運(yùn)算結(jié)果，將存儲(chǔ)在上述RAM中的上述信標(biāo)數(shù)據(jù)向上述PHY部傳送。
實(shí)施例1(實(shí)施例1的結(jié)構(gòu))圖1(A)、(B)是在表示本發(fā)明的實(shí)施例1的PHY層安裝的無線LSI的概略結(jié)構(gòu)圖，圖(A)是整體的功能方框圖，圖(B)是設(shè)置在圖(A)中的繞接器內(nèi)的轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖1(A)所示的PHY層安裝的無線LSI40是在與主機(jī)60之間用SCI等串行地進(jìn)行信號(hào)收發(fā)的芯片，具有連接至天線41的RF部42。RF部42是由示于圖6的IEEE802.15.4的PHY1層上規(guī)定的RF2.4GHZ通過天線41進(jìn)行收發(fā)的模擬無線電路構(gòu)成的收發(fā)機(jī)，它通過串行傳送信號(hào)線連接調(diào)制解調(diào)器43。調(diào)制解調(diào)器43是按照IEEE802.15.4的PHY1層上規(guī)定的調(diào)制解調(diào)電路規(guī)定，調(diào)制或解調(diào)與PHY1層之間的數(shù)據(jù)的裝置。
另外，在無線LSI40上設(shè)有存儲(chǔ)發(fā)送數(shù)據(jù)等的存儲(chǔ)部(例如，RAM)44，該RAM 44經(jīng)由并行傳送信號(hào)線連接至信號(hào)傳送用的總線45。在總線45上通過并行傳送信號(hào)線連接到傳送部件(例如，繞接器)46，該繞接器46通過并行傳送信號(hào)線連接至PHY部47和保密部(AES)48的同時(shí)，通過串行傳送信號(hào)線被連接至寄存器部49。PHY接口部50也經(jīng)由并行傳送信號(hào)線連接至總線45。
繞接器46具有按照寄存器部49上設(shè)定的值來切換數(shù)據(jù)的傳送路徑或調(diào)整RAM44/保密部48/PHY部47等各電路不同的數(shù)據(jù)收發(fā)定時(shí)等功能。
連接至繞接器46的PHY部47經(jīng)由并行傳送信號(hào)線也連接至保密部48及PHY接口部50。PHY部47具有如下功能，即將發(fā)送數(shù)據(jù)暫時(shí)保存在內(nèi)部緩沖器(Buffer)上后，按照在IEEE802.15.4的PHY1的規(guī)定中的數(shù)據(jù)格式，將該暫時(shí)保存的發(fā)送數(shù)據(jù)變換成IQ數(shù)據(jù)(變換數(shù)據(jù))并向調(diào)制解調(diào)器部43輸出，或取回來自調(diào)制解調(diào)器部43的接收數(shù)據(jù)(解調(diào)數(shù)據(jù))并暫時(shí)保持在內(nèi)部緩沖器(Buffer)上，輸出表示所謂發(fā)送狀態(tài)/接收狀態(tài)(RX_ON)/停止?fàn)顟B(tài)(TRX_OFF)/內(nèi)部緩沖器充滿狀態(tài)(Buffer_full狀態(tài))等現(xiàn)狀態(tài)的邏輯“1”、“0”的PHY發(fā)送狀態(tài)轉(zhuǎn)移信號(hào)S47等。PHY部47的內(nèi)部緩沖器是暫時(shí)保持傳送數(shù)據(jù)的裝置，這里，如果存在未傳送的數(shù)據(jù)(即，如果是full狀態(tài))、新到來的數(shù)據(jù)不能向PHY部47取回。Buffer_full狀態(tài)在數(shù)據(jù)發(fā)送中連續(xù)多個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)(例如，分割127byte(字節(jié))以上的數(shù)據(jù)并連續(xù)發(fā)送時(shí))，在沒有傳送完內(nèi)部緩沖器的數(shù)據(jù)時(shí)，如果發(fā)生新的數(shù)據(jù)傳送到來，則通過在外部表示Buffer_full，限制向內(nèi)部緩沖器的新數(shù)據(jù)傳送，防止該內(nèi)部緩沖器的數(shù)據(jù)變化。在PHY部47的內(nèi)部設(shè)有計(jì)時(shí)部件(例如計(jì)時(shí)器)47a。計(jì)時(shí)器47a是信標(biāo)間隔BI一滿就通過內(nèi)部中斷等輸出脈沖狀的信標(biāo)間隔BI信號(hào)S47a的裝置。該計(jì)時(shí)器47a也可以設(shè)置在PHY部47的外部。
保密部48是進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)的加密及接收數(shù)據(jù)的解密的裝置，具有作為ZigBeeLSI中的任選功能的、采用IEEE802.15.4中規(guī)定的AES的保密功能(數(shù)據(jù)的加密解密功能)?？筛鶕?jù)寄存器部49的設(shè)定，在數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)可轉(zhuǎn)換至不作加密解密，由于該保密部48是任選功能部件，也可不設(shè)置。
寄存器部49是進(jìn)行傳送方法等的控制(例如，存放數(shù)據(jù)的傳送路徑切換的設(shè)定值、各電路部的不同的數(shù)據(jù)收發(fā)定時(shí)的調(diào)整值、AES處理中必需的參數(shù)等)的裝置，在內(nèi)部有作為信標(biāo)標(biāo)志的信標(biāo)寄存器49a。信標(biāo)寄存器49a根據(jù)來自主機(jī)60的設(shè)定，例如，在來自主機(jī)所的通常的發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)，輸出構(gòu)成邏輯“0”、在從主機(jī)60送出的信標(biāo)數(shù)據(jù)(例如，以最大127Byte長(zhǎng)的可變長(zhǎng)數(shù)據(jù))發(fā)送時(shí)，輸出構(gòu)成“1”的信標(biāo)發(fā)送信號(hào)S49a，用由脈沖信號(hào)構(gòu)成的數(shù)據(jù)發(fā)送完成信號(hào)S46d來清零。
PHY接口部50使用由串行傳送時(shí)鐘CK進(jìn)行動(dòng)作的SCI等的串行接口，進(jìn)行圖6所示的PHY1與MAC2之間的數(shù)據(jù)收發(fā)，在將來自主機(jī)60的發(fā)送數(shù)據(jù)通過總線45向RAM存儲(chǔ)的時(shí)刻，輸出脈沖狀的RAM數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S50。
被設(shè)置在外部的主機(jī)60設(shè)有執(zhí)行圖6所示的MAC1的MAC部61；以及用軟件執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)層3和應(yīng)用層5等的例如8位的CPU62，它是將內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)D/A變換成模擬信號(hào)并輸出，或?qū)碜酝獠康哪M信號(hào)D/A變換成數(shù)字信號(hào)并取回，進(jìn)行各種輸入輸出的裝置。
圖1(B)所示的轉(zhuǎn)換電路是設(shè)在繞接器46內(nèi)，生成從用以保持信標(biāo)間隔BI使用的、從RAM44向PHY部47發(fā)送數(shù)據(jù)的請(qǐng)求信號(hào)S46f的電路。
在想要發(fā)送來自主機(jī)60的信標(biāo)數(shù)據(jù)時(shí)，用以認(rèn)識(shí)接著發(fā)送的數(shù)據(jù)是信標(biāo)數(shù)據(jù)的信標(biāo)寄存器49a設(shè)在寄存器部49內(nèi)。在圖1(B)的轉(zhuǎn)換電路中，通過轉(zhuǎn)換信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)和通常數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)的從RAM44向PHY部47的數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S46f的生成方法，在信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)預(yù)先將數(shù)據(jù)存入RAM44，在信標(biāo)間隔BI到來的時(shí)刻進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，保持信標(biāo)發(fā)送間隔。
該轉(zhuǎn)換電路設(shè)有檢測(cè)并保持從PHY部47輸出的邏輯“1”、“0”的PHY發(fā)送狀態(tài)轉(zhuǎn)移信號(hào)S47的第1鎖存器電路(例如，由觸發(fā)器(以下稱為「FF」)等構(gòu)成的檢測(cè)電路)46a；檢測(cè)并保持從計(jì)時(shí)器47a所輸出的脈沖狀的信標(biāo)間隔BI信號(hào)S47a的第2鎖存器電路(例如，由FF等構(gòu)成的檢測(cè)電路)46b；檢測(cè)并保持從PHY接口部50輸出的脈沖狀的RAM數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S50的第3鎖存器電路(例如，由FF等構(gòu)成的檢測(cè)電路)46c；生成表示繞接器46將發(fā)送數(shù)據(jù)向PHY部47傳送完成的脈沖狀的數(shù)據(jù)發(fā)送完成信號(hào)S46d的清零電路(例如，數(shù)據(jù)發(fā)送完成信號(hào)生成電路)46d。
在各檢測(cè)電路46b、46c中設(shè)置復(fù)位端子R，由輸入到該復(fù)位端子R的數(shù)據(jù)發(fā)送完成信號(hào)S46d進(jìn)行清零。在檢測(cè)電路46a、46b、46c的輸出端子上連接邏輯電路(例如，3輸入1輸出的與門)46e，該輸出端子連接至選擇部件(例如，2輸入1輸出的選擇器)46f的例如「1」側(cè)輸入端子上。選擇器46f的「0」側(cè)輸入端子連接至檢測(cè)電路46c的輸出端子上。選擇器46f是這樣一種電路，即從信標(biāo)寄存器49a所輸出的信標(biāo)發(fā)送信號(hào)S49a處于例如“1”時(shí)，選擇「1」側(cè)輸入端子，并選擇與門46e的輸出信號(hào)作為數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S46f輸出，信標(biāo)發(fā)送信號(hào)S49a處于“0”時(shí)，選擇「0」側(cè)輸出端子，并選擇檢測(cè)電路46c的輸出信號(hào)作為數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S46f輸出。
(實(shí)施例1的無線通信方法)將圖1所示的無線LSI40中的無線通信方法分成(1)通常的數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)、(2)信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)及(3)數(shù)據(jù)接收時(shí)進(jìn)行說明。
(1)通常的數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)通常的數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，信標(biāo)寄存器49a由外部的MAC部61經(jīng)由PHY接口部50設(shè)定為“0”，根據(jù)這個(gè)“0”的信標(biāo)發(fā)送信號(hào)S49a，選擇器46f的輸入端子轉(zhuǎn)換至「0」側(cè)。從外部MAC部61向無線LSI40側(cè)的PHY接口部50與串行傳送時(shí)鐘CK同步地發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送命令(PD_DATA.request)，來自外部MAC61的發(fā)送數(shù)據(jù)經(jīng)由PHY接口部50及總線45并行傳送并存入RAM44。一旦從PHY接口部50向RAM44的發(fā)送數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)，就從PHY接口部50輸出脈沖狀的RAM數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S50，供給繞接器46。
在繞接器46中，RAM數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S50由檢測(cè)電路46c檢測(cè)并保持，由選擇器46f選擇這個(gè)輸出的“H”電平信號(hào)，從該選擇器46f輸出“H”電平的數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S46f，在繞接器46中，按照由寄存器部49所設(shè)定的數(shù)據(jù)傳送路徑，根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S46f讀出被存儲(chǔ)在RAM44上的數(shù)據(jù)，用保密部48加密后，向PHY部47并行傳送，或?qū)腞AM44讀出的數(shù)據(jù)向PHY部47并行傳送。一旦向PHY部47傳送RAM44的數(shù)據(jù)，就從數(shù)據(jù)發(fā)送完成信號(hào)生成電路46d輸出脈沖狀的數(shù)據(jù)發(fā)送完成信號(hào)S46d，檢測(cè)電路46c被清零。
PHY部47在發(fā)送狀態(tài)時(shí)，將已接收的讀出數(shù)據(jù)暫時(shí)保持在內(nèi)部緩沖器之后，變換成ZigBee格式的數(shù)據(jù)并向調(diào)制解調(diào)器部43串行傳送，用該調(diào)制解調(diào)器部43調(diào)制后的發(fā)送數(shù)據(jù)向RF部42串行傳送，從天線41發(fā)送。
在ZigBee的命令中，有請(qǐng)求信號(hào)(Request)和確認(rèn)信號(hào)(Confirm)，數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，PD_DATA.request命令作為發(fā)送數(shù)據(jù)從MAC部61向PHY接口部50發(fā)送過來。對(duì)應(yīng)于此，將PHY發(fā)送結(jié)果用PD_DATA.Confirm進(jìn)行應(yīng)答。在確認(rèn)信號(hào)(Confirm)中，應(yīng)答發(fā)送成功(Success)/PHY接收狀態(tài)(RX_ON)/PHY停止?fàn)顟B(tài)(TRX_OFF)/Buffer_full等內(nèi)容。在上述場(chǎng)合，由于PHY部47向調(diào)制解調(diào)器部43進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，向外部的MAC部61側(cè)應(yīng)答發(fā)送成功(Success)，作為確認(rèn)信號(hào)。
對(duì)此，PHY部47不在發(fā)送狀態(tài)的情況下(接收狀態(tài)(RX_ON)、停止?fàn)顟B(tài)(TRX_OFF)或Buffer_full狀態(tài)時(shí))，不進(jìn)行通過調(diào)制解調(diào)器43及RF部42的數(shù)據(jù)發(fā)送，PHY部47(Confirm)向外部的MAC部61側(cè)通知不可傳送的狀態(tài)，作為確認(rèn)信號(hào)。從而，通過MAC61部根據(jù)需要再送出發(fā)送數(shù)據(jù)，可以滿足ZigBee標(biāo)準(zhǔn)。
(2)信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)圖2是表示在圖1的信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)的通信方法的時(shí)間圖。
在該圖2中，示出了PHY部47作為發(fā)送狀態(tài)時(shí)的例子。圖中的H1是由PHY部47提供的數(shù)據(jù)傳送區(qū)間，表示在信標(biāo)間隔BI信號(hào)前完成了傳送。H2是從RAM44向PHY部47的發(fā)送數(shù)據(jù)傳送區(qū)間、H3是從信標(biāo)間隔BI信號(hào)到完成對(duì)PHY部47的數(shù)據(jù)傳送為止的時(shí)間。
信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，從外部MAC部61經(jīng)由PHY接口部50設(shè)定信標(biāo)寄存器49a為“1”，用這個(gè)“1”信標(biāo)發(fā)送信號(hào)S49a將選擇器46f的輸入端子切換至「1」側(cè)。從外部的MAC部61送來的信標(biāo)數(shù)據(jù)從PHY接口部50經(jīng)由總線45并行傳送到RAM44加以存儲(chǔ)。信標(biāo)數(shù)據(jù)一旦存儲(chǔ)到RAM44，就從PHY接口部50輸出脈沖狀的RAM數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S50，提供給繞接器46。
在繞接器46中，脈沖狀的RAM數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S50由檢測(cè)電路46c檢測(cè)并保持，這個(gè)輸出的“H”電平信號(hào)被提供給與門46e。如果信標(biāo)間隔BI滿了后來自計(jì)時(shí)器47a的脈沖狀的信標(biāo)間隔BI信號(hào)S47a通過內(nèi)部中斷輸出，且表示PHY部47是發(fā)送狀態(tài)的PHY發(fā)送狀態(tài)轉(zhuǎn)移信號(hào)S47達(dá)到“H”電平，則該信標(biāo)間隔BI信號(hào)S47a由檢測(cè)電路46b檢測(cè)并保持，該輸出的“H”電平信號(hào)被提供給與門46e，同時(shí)由檢測(cè)電路46a檢測(cè)該“H”電平的PHY發(fā)送狀態(tài)轉(zhuǎn)移信號(hào)S47后加以保持，該輸出的“H”電平信號(hào)被提供給與門46e。這樣一來，與門46e的輸出信號(hào)成為“H”電平，它被選擇器46f選擇，于是“H”電平的數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求信號(hào)S46f被輸出。
在繞接器46中，按照由寄存器部49設(shè)定的傳送路徑，根據(jù)數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求信號(hào)S46f讀出存儲(chǔ)在RAM44上的信標(biāo)數(shù)據(jù)，用保密部48加密后向PHY部47并行傳送，或?qū)碜訰AM44的信標(biāo)數(shù)據(jù)向PHY部47并行傳送。一旦向PHY部47傳送RAM44的信標(biāo)數(shù)據(jù)，就從數(shù)據(jù)發(fā)送完成信號(hào)生成電路46d輸出脈沖狀的數(shù)據(jù)發(fā)送完成信號(hào)S46d，檢測(cè)電路46b、46c以及信標(biāo)寄存器49a被清零。
PHY部47，由于已成為發(fā)送狀態(tài)，將接收的信標(biāo)數(shù)據(jù)暫時(shí)保持在內(nèi)部緩沖器上，之后變換成ZigBee格式的數(shù)據(jù)并向調(diào)制解調(diào)器部43串行傳送，由該調(diào)制解調(diào)器43調(diào)制后的信標(biāo)數(shù)據(jù)被串行傳送至RF22，從天線41發(fā)送。而且，PHY部47用確認(rèn)信號(hào)(Conffirm)向外部的MAC部61側(cè)應(yīng)答發(fā)送成功(Success)。
在傳統(tǒng)的圖9所示的無線LSI中，由于沒有設(shè)置信標(biāo)寄存器，發(fā)送時(shí)，每一次(RAM發(fā)送完成信號(hào)到來的時(shí)刻)將信標(biāo)數(shù)據(jù)由MAC部15→PHY部13→RF部11的路徑進(jìn)行傳送。因而，可認(rèn)為在外部的MAC部15認(rèn)識(shí)到信標(biāo)間隔BI滿了的時(shí)刻，成為發(fā)送信標(biāo)數(shù)據(jù)的情況。這時(shí)，由于通過SCI等的串行接口進(jìn)行傳送，信標(biāo)數(shù)據(jù)在距實(shí)際的信標(biāo)間隔BI相當(dāng)延遲后被發(fā)送。為了防止這種情況出現(xiàn)，用外部MAC部15自身具有的計(jì)時(shí)器預(yù)先計(jì)算信標(biāo)間隔BI到來的時(shí)間，也可以考慮將信標(biāo)數(shù)據(jù)提前發(fā)送。但是，由于信標(biāo)數(shù)據(jù)是例如最大127Byte(字節(jié))可變長(zhǎng)度，每一次變更搶先傳送信標(biāo)數(shù)據(jù)的時(shí)間，其控制變得復(fù)雜，是不現(xiàn)實(shí)的。另外，在傳送不順的場(chǎng)合(PHY部13不在傳送狀態(tài)時(shí))向MAC部15側(cè)應(yīng)答“不能”。MAC部15根據(jù)需要進(jìn)行再發(fā)送，這作為ZigBee的標(biāo)準(zhǔn)是沒有問題的，但由于信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)必須遵守信標(biāo)間隔BI，信標(biāo)間隔BI滯后，就不能順利與通信對(duì)方取得同步，會(huì)出現(xiàn)故障。
為了解決這個(gè)問題，在本實(shí)施例1中，采用了在信標(biāo)間隔到的時(shí)刻可靠完成信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送的電路結(jié)構(gòu)。亦即，通過將信標(biāo)寄存器49a設(shè)定為“1”，在信標(biāo)數(shù)據(jù)存入了RAM44的時(shí)刻，RAM數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S50就變成“H”電平，但在信標(biāo)間隔BI信號(hào)S47a和PHY發(fā)送狀態(tài)轉(zhuǎn)移信號(hào)S47成為“H”電平之前，不從選擇器46f輸出“H”電平的數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S46f。
這樣，在本實(shí)施例1的信標(biāo)數(shù)據(jù)的無線通信方法中，能夠通過通知信標(biāo)間隔BI到達(dá)的內(nèi)部中斷(信標(biāo)間隔BI信號(hào)S47a)，認(rèn)識(shí)信標(biāo)間隔BI的到來，但在來自RAM44的數(shù)據(jù)傳送開始時(shí)，使用了PHY部47通知已轉(zhuǎn)移至發(fā)送狀態(tài)的PHY發(fā)送狀態(tài)轉(zhuǎn)移信號(hào)S47也是一大特征。作為PHY層安裝的無線LSI40的功能，在發(fā)送了發(fā)送數(shù)據(jù)的場(chǎng)合(從MAC部61傳送時(shí))而PHY部47不在發(fā)送狀態(tài)時(shí)，實(shí)際上不能發(fā)送。將這個(gè)結(jié)果作為確認(rèn)信號(hào)(Confirm)向MAC部61側(cè)應(yīng)答。因而，通過使用PHY部47通知轉(zhuǎn)移至發(fā)送狀態(tài)的PHY發(fā)送狀態(tài)轉(zhuǎn)移信號(hào)S47，不會(huì)使發(fā)送數(shù)據(jù)不能發(fā)送(用Confirm應(yīng)答Success以外)，從而確實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)遵守信標(biāo)間隔BI的數(shù)據(jù)發(fā)送。
(3)數(shù)據(jù)接收時(shí)由天線41及RF部42接收的通常的數(shù)據(jù)或信標(biāo)數(shù)據(jù)被串行傳送后經(jīng)調(diào)制解調(diào)器部43解調(diào)，向PHY部47串行傳送。被串行傳送的接收數(shù)據(jù)在PHY部47變換成規(guī)定格式數(shù)據(jù)并暫時(shí)保持在內(nèi)部緩沖器中，之后按照由寄存器49設(shè)定的傳送路徑，從PHY部47經(jīng)由繞接器46和總線45并行傳送至RAM44加以存儲(chǔ)，或從PHY接口部50向保密部48并行傳送后被解密，之后經(jīng)由繞接器46和總線45并行傳送至RAM44加以存儲(chǔ)。從RAM44讀出的接收數(shù)據(jù)，經(jīng)由總線45向PHY接口部50并行傳送，然后從該P(yáng)HY接口部50向主機(jī)30側(cè)的MAC部61串行傳送。
(實(shí)施例1的效果)
在本實(shí)施例1中有以下(A)～(C)的效果。
(A)在本實(shí)施例1中，使用由從信標(biāo)寄存器49a輸出的信標(biāo)發(fā)送信號(hào)S49a所切換的選擇器46f，切換用以從RAM44向PHY部47發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S46f，在這個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S46f變成“1”的時(shí)刻開始傳送。由此，在信標(biāo)數(shù)據(jù)傳送時(shí)，預(yù)先將信標(biāo)數(shù)據(jù)傳送至RAM44，在信標(biāo)發(fā)送間隔BI時(shí)刻且在PHY部47的發(fā)送狀態(tài)進(jìn)行信標(biāo)數(shù)據(jù)的發(fā)送，可以達(dá)到保持信標(biāo)間隔BI；而且，可以防止因PHY部47的狀態(tài)造成的傳送數(shù)據(jù)的發(fā)送差錯(cuò)。之后，在信標(biāo)數(shù)據(jù)的發(fā)送完成的時(shí)刻，用數(shù)據(jù)發(fā)送完成信號(hào)S46d將信標(biāo)寄存器49a復(fù)位至“0”，由于選擇器46f被切換至「0」，之后，就進(jìn)行通常狀態(tài)下的數(shù)據(jù)發(fā)送。
(B)圖3是表示在圖1的信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)的信標(biāo)間隔BI之偏移的圖。
在該圖3中示出的是，在超幀結(jié)構(gòu)上設(shè)定了第1數(shù)據(jù)期間(例如，超幀時(shí)間)SD＝15.36mSec、信標(biāo)間隔BI＝30.72mSec時(shí)的一例。圖中H4是以信標(biāo)寄存器49a＝1進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的區(qū)間。
對(duì)RAM44的信標(biāo)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，可以對(duì)應(yīng)于在超幀結(jié)構(gòu)的第2數(shù)據(jù)期間(例如，(非激活的))開始時(shí)進(jìn)行。但是，也有信標(biāo)間隔BI與超幀時(shí)間SD作相同設(shè)定的情況。這時(shí)，在由信標(biāo)間隔BI時(shí)間產(chǎn)生的中斷前構(gòu)成由計(jì)時(shí)器47a產(chǎn)生的其它中斷，用該中斷通知需要信標(biāo)設(shè)定的時(shí)間的到來，外部的MAC部61作出對(duì)應(yīng)，用該中斷將信標(biāo)發(fā)送信號(hào)置于“H”電平，并將信標(biāo)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到RAM44。之后，在信標(biāo)間隔BI的中斷到來的時(shí)刻且在PHY部47變成發(fā)送狀態(tài)的時(shí)刻，開始傳送。從而，能夠又保持信標(biāo)間隔BI又進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
(C)圖4對(duì)應(yīng)于圖2，是表示在不設(shè)置傳統(tǒng)的信標(biāo)寄存器49a和選擇器46f的信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)的通信方法的時(shí)間圖。
圖4中，表示PHY部47在發(fā)送狀態(tài)時(shí)的例子。圖中的H11是由PHY部47提供的數(shù)據(jù)傳送區(qū)間，H12是在通常時(shí)間從RAM44向PHY部47的發(fā)送數(shù)據(jù)傳送區(qū)間，H13是從信標(biāo)間隔BI信號(hào)起至PHY部47上數(shù)據(jù)傳送完成的時(shí)間。
在沒有本實(shí)施例1那樣的信標(biāo)寄存器49a和選擇器46f的場(chǎng)合，在信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，若檢測(cè)電路46a、46b、46c的輸出信號(hào)全部成為“H”電平，則從與門46e輸出“H”電平的數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)(S46f)，存于RAM44的信標(biāo)數(shù)據(jù)向PHY部47傳送。由于該傳送區(qū)間H12比圖2的傳送區(qū)間H2更遲，從信標(biāo)間隔BI信號(hào)起到PHY部47上數(shù)據(jù)傳送完成為止的時(shí)間H13就比圖2的時(shí)間H3長(zhǎng)。
圖5對(duì)應(yīng)于圖3，是表示在沒有設(shè)置傳統(tǒng)的信標(biāo)寄存器49a和選擇器46f時(shí)的信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)信標(biāo)間隔BI的偏移。
圖5中，表示在超幀結(jié)構(gòu)中設(shè)定了超幀時(shí)間SD＝15.36mSec、信標(biāo)間隔BI＝30.72mSec時(shí)的例。
在超幀結(jié)構(gòu)中Inactive(非激活狀態(tài))開始后，輸出信標(biāo)間隔BI信號(hào)，其后，從MAC部61發(fā)送信標(biāo)數(shù)據(jù)，經(jīng)由PHY接口部50存儲(chǔ)到RAM，從與門46e輸出“H”電平的數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)(S46f)。在從該信標(biāo)間隔BI信號(hào)的輸出至數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)(S46f)的輸出為止的區(qū)間，由按串行傳送時(shí)鐘CK動(dòng)作的PHY接口部50產(chǎn)生定時(shí)(例如在500kHz時(shí)鐘脈沖時(shí)，約2mSec)。一旦輸出“H”電平的數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)(S46f)，存儲(chǔ)在RAM44上的信標(biāo)數(shù)據(jù)就向PHY部47并行傳送。因而，實(shí)際的信標(biāo)間隔BI成為3mSec左右，偏離了2mSec以上的間隔。
對(duì)此，在本實(shí)施例1中，如圖3所示，在Inactive開始時(shí)，輸出RAM數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S50，從RAM部61發(fā)送信標(biāo)數(shù)據(jù)，經(jīng)由PHY接口部50向RAM44存儲(chǔ)。之后，輸出信標(biāo)間隔BI信號(hào)，從選擇器46f輸出“H”電平的數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)S46f，存儲(chǔ)在RAM44的信標(biāo)數(shù)據(jù)被并行傳送到PHY部47。在該傳送時(shí)期是數(shù)μSec左右，用于LSI內(nèi)部并行傳送。因此，實(shí)際的信標(biāo)間隔BI大致是30.72mSec，比圖5的信標(biāo)間隔BI的偏移小，處在容許范圍。從而，可以又保持信標(biāo)間隔又進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
實(shí)施例2本發(fā)明不限定于上述實(shí)施例1，可以有種種變形。作為該變形例的實(shí)施例2，例如有如下的(a)～(c)。
(a)由于圖1(A)是表示功能框的圖，例如，在繞接器46內(nèi)設(shè)有PHY部47、保密部48及寄存器部49，或者也可以在無線LSI40內(nèi)附加時(shí)鐘控制功能、接收波強(qiáng)度測(cè)量功能、用以確認(rèn)RF特性的測(cè)試電路等種種電路。
(b)圖1的保密部48是任選的功能部件，如果不要也可不設(shè)置。
(c)本發(fā)明也可適用于用PHY1又保持信標(biāo)間隔又進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送的其它控制電路和無線通信方法。
權(quán)利要求
1.一種無線集成電路，其特征在于，所述無線集成電路設(shè)有無線收發(fā)部，按照預(yù)定的無線通信用標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)送時(shí)將調(diào)制數(shù)據(jù)置于無線電波上發(fā)送，接收時(shí)接收到達(dá)的無線電波并輸出接收數(shù)據(jù)；調(diào)制解調(diào)器部，發(fā)送時(shí)將變換數(shù)據(jù)調(diào)制成所述調(diào)制數(shù)據(jù)并向所述無線收發(fā)部輸出，接收時(shí)解調(diào)所述接收數(shù)據(jù)并輸出解調(diào)數(shù)據(jù)；物理層部，在發(fā)送狀態(tài)時(shí)輸出發(fā)送狀態(tài)轉(zhuǎn)移信號(hào)，同時(shí)將傳送數(shù)據(jù)變換成預(yù)定格式的所述變換數(shù)據(jù)后向所述調(diào)制解調(diào)器部輸出，在接收狀態(tài)時(shí)取回解調(diào)數(shù)據(jù)；計(jì)時(shí)部件，一旦信標(biāo)間隔滿了時(shí)，輸出信標(biāo)間隔信號(hào)；存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)由所述物理層部取回的所述解調(diào)數(shù)據(jù)、從設(shè)在外部的媒體存取控制層部送來的普通發(fā)送數(shù)據(jù)或從所述媒體存取控制層部送來的信標(biāo)數(shù)據(jù)；物理層接口部，與串行傳送時(shí)鐘同步地進(jìn)行所述媒體存取控制層部與所述物理層部之間的數(shù)據(jù)收發(fā)，將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)部的所述解調(diào)數(shù)據(jù)向所述媒體存取控制層部發(fā)送，接收從所述媒體存取控制層部送來的所述普通發(fā)送數(shù)據(jù)或所述信標(biāo)數(shù)據(jù)，并在對(duì)所述存儲(chǔ)部作了存儲(chǔ)時(shí)輸出存儲(chǔ)部數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)；信標(biāo)標(biāo)志，根據(jù)來自所述媒體存取控制層部的設(shè)定，在所述普通發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)形成第1邏輯，在所述信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)形成第2邏輯；以及傳送部件，控制所述物理層部與所述存儲(chǔ)部之間的數(shù)據(jù)傳送；所述傳送部件設(shè)有切換電路，在所述信標(biāo)標(biāo)記為所述第1邏輯時(shí)，該電路選擇所述存儲(chǔ)部數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)部的所述普通發(fā)送數(shù)據(jù)向所述物理層部傳送；在所述信標(biāo)標(biāo)志為所述第2邏輯時(shí)，該電路選擇所述發(fā)送狀態(tài)轉(zhuǎn)移信號(hào)、所述信標(biāo)間隔信號(hào)和所述存儲(chǔ)部數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)的邏輯積結(jié)果，將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)部的所述信標(biāo)數(shù)據(jù)向所述物理層部傳送。
2.如權(quán)利要求1所述的無線集成電路，其特征在于，設(shè)有對(duì)所述物理層部與所述傳送部件之間傳送的所述數(shù)據(jù)進(jìn)行加密或解密的保密部，可根據(jù)預(yù)定的設(shè)定值自由地插入或斷開。
3.如權(quán)利要求1或2所述的無線集成電路，其特征在于，所述切換電路包含鎖存所述發(fā)送狀態(tài)轉(zhuǎn)移信號(hào)的第1鎖存電路；鎖存所述信標(biāo)間隔信號(hào)的第2鎖存電路；鎖存所述存儲(chǔ)部數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)的第3鎖存電路；求出所述第1、第2、第3鎖存電路的輸出信號(hào)的邏輯積的邏輯電路；所述信標(biāo)標(biāo)志在所述第1邏輯時(shí)選擇所述第3鎖存電路的輸出信號(hào)，將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)部的所述普通發(fā)送數(shù)據(jù)向所述物理層部傳送，所述信標(biāo)標(biāo)志在所述第2邏輯時(shí)選擇所述邏輯電路的輸出信號(hào)，將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)部的所述信標(biāo)數(shù)據(jù)向所述物理層部傳送的選擇部件；以及存于所述存儲(chǔ)部的所述信標(biāo)數(shù)據(jù)一旦向所述物理層部傳送，就將所述第2鎖存電路、所述第3鎖存電路和所述信標(biāo)標(biāo)志清零的清零電路。
4.如權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的無線集成電路，其特征在于，所述無線通信用標(biāo)準(zhǔn)是ZigBee。
5.一種無線通信方法，其特征在于，所述方法是用具有設(shè)為能夠進(jìn)行設(shè)備存取的第1數(shù)據(jù)期間與禁止所述設(shè)備存取的第2數(shù)據(jù)期間的幀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行無線通信的方法；將從當(dāng)前數(shù)據(jù)的第1數(shù)據(jù)期間開始的處理，從比所述當(dāng)前數(shù)據(jù)更早接收的數(shù)據(jù)的第2數(shù)據(jù)期間開始進(jìn)行。
6.一種無線通信方法，其特征在于，所述方法是用具有設(shè)為能夠進(jìn)行設(shè)備存取的第1數(shù)據(jù)期間和禁止所述設(shè)備存取的第2數(shù)據(jù)期間的幀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行無線通信的方法；從所述第2數(shù)據(jù)期間開始進(jìn)行連續(xù)接收的其它數(shù)據(jù)的處理。
全文摘要
本發(fā)明提供保持信標(biāo)間隔BI并能可靠進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的PHY層安裝的無線集成電路及無線通信方法，其中使用由從信標(biāo)寄存器(49a)輸出的信標(biāo)發(fā)送信號(hào)(S49a)切換的選擇器(46f)，切換用以從RAM(44)向PHY部(47)發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)(S46f)，在該信號(hào)(46f)成為“1”的時(shí)刻，開始傳送。由此，在信標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，預(yù)先將信標(biāo)數(shù)據(jù)傳送至RAM(44)，在信標(biāo)發(fā)送間隔BI時(shí)刻且在PHY部47為發(fā)送狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行信標(biāo)數(shù)據(jù)的發(fā)送，能夠保持信標(biāo)間隔BI，且能夠防止因PHY部(47)的狀態(tài)造成的傳送數(shù)據(jù)的發(fā)送差錯(cuò)。
文檔編號(hào)H04L27/00GK1825855SQ20051010851
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月24日
發(fā)明者甲斐敦浩 申請(qǐng)人:沖電氣工業(yè)株式會(huì)社