集成电路以及使用了该集成电路的信号处理装置转让专利
申请号 : CN200710005720.7
文献号 : CN100593770C
文献日 : 2010-03-10
发明人 : 清崎健一
申请人 : 三洋电机株式会社
摘要 :
本发明提供一种集成电路，其通过根据外部电源的供给状态适当地控制所供给的电源电压，来降低集成电路中的电力消耗。在被施加了供给第1电源电压的外部电源、或供给电平比所述第1电源电压低的第2电源电压的内部电源中的任意一个电源而动作的集成电路中，具有电源电压监视部，其监视从所述外部电源供给的所述第1电源电压的电平，判定是否从所述外部电源供给了所述第1电源电压，在判定为供给了所述第一电源电压的情况下，进行施加所述第一电源电压的控制，在判定为未供给所述第1电源电压的情况下，进行施加所述第2电源电压的控制。
权利要求 :
1.一种集成电路，通过被施加了供给第一电源电压的外部电源、或供 给电平比所述第一电源电压低的第二电源电压的内部电源中的任意一个 电源而动作，具有电源电压监视部，其监视从所述外部电源供给的所述第一电源电 压的电平，判定是否从所述外部电源供给了所述第一电源电压，在判断为 供给了所述第一电源电压的情况下，进行施加所述第一电源电压的控制， 在判定为未供给所述第一电源电压的情况下，进行施加所述第二电源电压 的控制，所述电源电压监视部具备：
二值化处理部，将被施加所述第一电源电压的端子的电压电平与预先 确定的参照电平进行比较，输出高电平或者低电平的二值化信号；和判定处理部，在所述二值化处理部输出的高电平或者低电平的二值化 信号持续了一定期间的情况下，生成用于选择所述第一电源电压或所述第 二电源电压的选择信号。
2.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，所述内部电源是供 给所述第二电源电压的二次电池。
3.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，所述外部电源由在 进行数据通信的同时供给所述第一电源电压的接口而供给。
4.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，该集成电路还具有 对数字数据进行解码处理的数字信号处理电路，该数字信号处理电路基于 所述电源电压监视部所选择控制的所述第一电源电压或所述第二电源电 压而动作。
5.一种信号处理装置，具有权利要求1所述的集成电路，其特征在于， 该信号处理装置还具有：电源电压选择部，其与所述外部电源和所述内部 电源连接，根据所述电源电压监视部的判定结果输出所述第一电源电压或 所述第二电源电压，所述集成电路基于由所述电源电压选择部输出的所述第一电源电压 或所述第二电源电压而动作。
6.根据权利要求5所述的信号处理装置，其特征在于，该信号处理装 置还具有调整电路，所述调整电路用于调整所述外部电源供给的第一电源 电压的电平，以供给调整后的第一电源电压。
7.一种信号处理装置，具有权利要求4所述的集成电路，其特征在于， 该信号处理装置还具有电源电压选择部，其与所述外部电源和所述内部电 源连接，根据所述电源电压监视部的判定结果输出所述第一电源电压或所 述第二电源电压，所述集成电路基于由所述电源电压选择部输出的所述第一电源电压 或所述第二电源电压而动作。
8.根据权利要求7所述的信号处理装置，其特征在于，该信号处理装 置还具有通过调整从所述外部电源供给的电源电压的电平来生成所述第 一电源电压的调整电路。
9.根据权利要求7所述的信号处理装置，其特征在于，该信号处理装 置还具有存储所述数字数据的非易失性存储器，所述数字信号处理电路将被存储在所述非易失性存储器中的所述数 字数据读出并进行解码处理。
说明书 :
技术领域
本发明涉及集成电路以及使用了该集成电路的信号处理装置。
背景技术
随着近年来的电子技术的发展，便携式音频再生设备、移动电话、便 携式游戏机、PDA(Personal Digital Assistants)等，作为以具有便于携带 的便携性为卖点，并且能够执行所希望的应用软件的信号处理的信号处理 装置，正在迅速地普及。该信号处理装置通过装配由二次电池(镍氢充电 电池、锂离子充电电池等)或一次电池(碱干电池、锰干电池等)构成的 内部电源，来实现其移动性(例如参照以下所示的专利文献1)。
[专利文献1]特开2001-184146号公报
但是，如果仅依靠内部电源的电源电压来长时间执行所希望的应用程 序，则必然增大内部电源的电力消耗。因此，为了使信号处理装置能够长 时间执行各种各样的应用程序，现有的对策不足以满足要求，因而采取进 一步降低电力消耗的对策势在必行。
[专利文献1]特开2001-184146号公报
但是，如果仅依靠内部电源的电源电压来长时间执行所希望的应用程 序，则必然增大内部电源的电力消耗。因此，为了使信号处理装置能够长 时间执行各种各样的应用程序，现有的对策不足以满足要求，因而采取进 一步降低电力消耗的对策势在必行。
发明内容
为了解决所述的问题，本发明的主要发明是，在被施加了供给第一电 源电压的外部电源、或供给电平比所述第一电源电压低的第二电源电压的 内部电源中的任意一个电源而动作的集成电路中，具有电源电压监视部， 其监视从所述外部电源供给的所述第一电源电压的电平，判定是否从所述 外部电源供给了所述第一电源电压，在判定为供给了所述第一电源电压的 情况下，进行施加所述第一电源电压的控制，在判定为未供给所述第一电 源电压的情况下，进行施加所述第二电源电压的控制，所述电源电压监视 部具备：二值化处理部，将被施加所述第一电源电压的端子的电压电平与 预先确定的参照电平进行比较，输出高电平或者低电平的二值化信号；和 判定处理部，在所述二值化处理部输出的高电平或者低电平的二值化信号 持续了一定期间的情况下，生成用于选择所述第一电源电压或所述第二电 源电压的选择信号。
根据本发明，通过根据外部电源的供给状态适当地控制所供给的电源 电压，可减少集成电路中的电路消耗。
根据本发明，通过根据外部电源的供给状态适当地控制所供给的电源 电压，可减少集成电路中的电路消耗。
附图说明
图1是用于说明本发明的信号处理装置的外部连接关系的图。
图2是表示本发明的信号处理装置的构成的图。
图3是用于说明本发明的集成电路的动作的主要信号的波形图。
图4是用于说明本发明的集成电路的动作的主要信号的波形图。
图中：100-便携式音频再生设备；101、320a、320b-USB接口；102、 402-电源线；103-调整电路；104-内部电源；105-电源电压选择部； 106-非易失性存储器；107-电源输入端子；200-ASIC；201-D+端子； 202-D-端子；203-MI端子；204-OUT端子；206-VBUS端子；207 -DET端子；208-VDD端子；210-微型多用计算机；220、310-USB 控制器；230-存储器接口电路；240-DSP；250-RAM；260-DA转换 器；270-电源电压监视部；271-二值化处理部；272-判定处理部；300 -个人计算机；330-CPU；340-存储器；350-硬盘；360、600-电源 适配器；361、601-电源插头；400-USB电缆；401-数据线；403-GND 线；420-USB电源辅助电缆；610-电源电缆；700-商用电源。
图2是表示本发明的信号处理装置的构成的图。
图3是用于说明本发明的集成电路的动作的主要信号的波形图。
图4是用于说明本发明的集成电路的动作的主要信号的波形图。
图中：100-便携式音频再生设备；101、320a、320b-USB接口；102、 402-电源线；103-调整电路；104-内部电源；105-电源电压选择部； 106-非易失性存储器；107-电源输入端子；200-ASIC；201-D+端子； 202-D-端子；203-MI端子；204-OUT端子；206-VBUS端子；207 -DET端子；208-VDD端子；210-微型多用计算机；220、310-USB 控制器；230-存储器接口电路；240-DSP；250-RAM；260-DA转换 器；270-电源电压监视部；271-二值化处理部；272-判定处理部；300 -个人计算机；330-CPU；340-存储器；350-硬盘；360、600-电源 适配器；361、601-电源插头；400-USB电缆；401-数据线；403-GND 线；420-USB电源辅助电缆；610-电源电缆；700-商用电源。
具体实施方式
<信号处理装置的外部连接>
图1是用于说明本发明的信号处理装置的外部连接的图。以下，作为 本发明的信号处理装置的一例，列举便携式音频再生设备100进行说明。 该便携式音频再生设备100具有USB(Universal Serial Bus)接口101，并 且进行从个人计算机300经由USB电缆400的数据线401转送来的压缩 音频数据的数字再生。另外，本发明的信号处理装置例如也可以是移动电 话、便携式游戏机、PDA等。
这里，USB是表示能够利用通用USB接口把各种类型的信号处理装 置与USB主机连接的串行接口规格。USB目前的最新版本是“USB2.0”， 其中包括LS(Low Speed)、FS(Full Speed)和HS(High Speed)3种转 送模式，可根据用途来分别使用这3种模式。另外，通过使用集线器，USB 可树状连接最多127个USB设备，而且实现了在USB主机投入了电源的 状态下能够连接新的USB设备的所谓热插拔。
首先，设定个人计算机300具有USB控制器310、和2个端口的USB 接口320a、320b。此情况下，在个人计算机300中的2个端口的USB接 口320a、320b中的任意一个与便携式音频再生设备100中的USB接口101 之间，通过使用USB电缆400连接，在个人计算机300与便携式音频再 生设备100之间构成USB连接。另外，USB电缆400由2根数据线401、 电源线402、和GND线403构成，USB接口320a、101分别设有一对数 据端子D+和D-、电源端子VBUS、和GND端子。
个人计算机300具有把从插入了电源插头361的商用电源700供给的 AC电源电压转换成DC电源电压的电源适配器360，并且将负责进行整体 控制的CPU330、存储各种程序的ROM等的存储器340、和存储音乐文件 与动态图像文件等的硬盘350连接成能够相互进行通信。这里，被存储在 硬盘350中的音乐文件例如是MPEG-1Audio Layer3(MP3)形式等的压 缩音频数据，被存储在硬盘350中的动态图像文件例如是MPEG-2形式、 MPEG-4形式等的压缩影视数据。
这里，对从个人计算机300向便携式音频再生设备100的音乐文件的 数据转送的概要进行说明。首先，个人计算机300启动被存储在存储器340 中的程序，根据终端设备定时询问请求等把便携式音频再生设备100识别 为与本身连接的USB设备。然后，个人计算机300从硬盘350中读出任 意的音乐文件，向USB控制器310进行数据转送。USB控制器310把从 硬盘350读出的音乐文件转换成数据包形式，进行用于通过从USB接口 320a至USB电缆400向便携式音频再生设备100进行差动半双工转送的 基于USB规格的通信协议处理。结果，便携式音频再生设备100能够从 个人计算机300取得音乐文件。
另一方面，在便携式音频再生设备100从个人计算机300完成了音乐 文件的转送的情况下，一般是从USB接口101拔下USB电缆400后，执 行该音乐文件的再生处理。
<信号处理装置可使用的外部电源>
具备了所述的USB接口101的便携式音频再生设备100，存在着从个 人计算机300通过USB电缆400向USB接口101供给外部电源的情况(以 下表示为情况A)、从个人计算机300通过USB辅助电缆420向电源输 入端子107供给外部电源的情况(以下表示为情况B)、和从通常的电源 适配器600通过电源电缆610向电源输入端子107供给外部电源的情况(以 下表示为情况C)。
因此，下面分别对所述的情况A至情况C进行说明。
＝＝＝情况A＝＝＝
个人计算机300能够使用USB电缆400所具有的电源线402，向便携 式音频再生设备100供给在电源适配器360中所生成的DC电源电压(以 下称为电源电压VBUS。)。换言之，便携式音频再生设备100能够在从 个人计算机300取得音乐文件的同时获得电源电压VBUS的供给。
因此，便携式音频再生设备100能够为了抑制内部电源104的电力消 耗而把从个人计算机300供给的电源电压VBUS作为工作电压，进行与个 人计算机300之间的基于USB规格的通信协议处理和音乐文件的再生处 理。
＝＝＝情况B＝＝＝
通过在USB接口320b连接USB电源辅助电缆420的一端，并且把 USB电源辅助电缆420的另一端与电源输入端子107连接，能够只把个人 计算机300的电源电压VBUS供给便携式音频再生设备100。结果，便携 式音频再生设备100可在不进行数据通信的状态下由USB接口320b供给 电源电压VBUS。
＝＝＝情况C＝＝＝
便携式音频再生设备100还能够从将电源插头插入商用电源700的插 座中的通常的电源适配器600，通过电源电缆610接受外部电源的供给。 可认为是不与个人计算机300连接而进行内部电源104充电的情况。
<便携式音频再生设备的结构>
图2是表示便携式音频再生设备100的构成的图。如该图所示，便携 式音频再生设备100由作为本发明的“集成电路”的一个实施方式的ASIC (Application Specific Integrated Circuit)200、及其外围电路构成。另外， 在本实施方式中，虽然是利用ASIC200来实现“集成电路”，但除此之外 也可以利用FPGA(Field Programmable Gate Array)或PLD(Programmable Logic Device)来实现。
以下，在对便携式音频再生设备100的构成进行说明时，将ASIC200 的外围电路的构成、和ASIC200的构成分开，分别进行说明。
＝＝＝ASIC外围电路的构成＝＝＝
USB接口101是用于通过包含了电源线402的USB电缆400与个人 计算机300构成可通信的连接的接口。即，USB接口101对应USB电缆 400的构造，设有一对数据端子D+和D-、电源端子VBUS、和GND端子。
调整电路103生成调整电源电压VREG(本发明的“第1电源电压”)， 该调整电源电压VREG将从USB接口101布线的电源线102的电源电压 VBUS的电平，调整为由ASIC200进行要求高速性的通信协议处理(HS 模式或FS模式等)时所必要的工作电压(3.3V或1.5V等)。
另外，作为USB总线功率而能够从个人计算机300供给的电源电压， 被规定在“+4.75V～+5.25V”的范围，在本实施方式中，电源电压VBUS 的电平设定为“5V”。另外，调整电源电压VREG的电平被设定为“1.5V”
内部电源104是由一个或多个二次电池(镍氢充电电池(公称电压 1.2V)、锂离子充电电池(公称电压3.6V～3.7V)等)或一个或多个一次 电池(碱性干电池(公称电压1.5V)、锰干电池(公称电压1.5V)等) 构成的电源，其生成电平比调整电源电压VREG的电平低的电源电压VDD (本发明的“第2电源电压”)。另外，内部电源104在由二次电池构成 的情况下，通过与USB接口101连接的USB电源或与电源输入端子107 连接的电源适配器600被充电。
这里，在本实施方式中，设内部电源104是由可充电且公称电压最低 的作为二次电池的镍氢充电电池(公称电压为1.2V)构成。另外，为了实 现ASIC200的低消耗电力化，虽然希望电源电压VDD设定为尽可能低的 电平，但兼顾到ASIC200的可正常工作的范围和ASIC200的半导体工艺， 设定为公称电压(1.2V)的90％左右的“1.1V”。
电源电压选择部105在根据从后述的电源电压监视部270通过DET 端子而供给的选择信号DET，判定为从个人计算机300正在向便携式音频 再生设备100供给电源电压VBUS的情况下，选择调整电源电压VREG 的一方。另外，电源电压选择部105在根据所述的选择信号DET，判定为 未从个人计算机300向便携式音频再生设备100供给电源电压VBUS的情 况下，选择电源电压VDD的一方。
非易失性存储器106是存储从个人计算机300通过USB电缆400转 送来的音乐文件的外部存储器。非易失性存储器106例如可采用闪存存储 器。另外，在本实施方式以外，也可以在存储更大容量的数据的情况下， 取代非易失性存储器106而采用小型硬盘(未图示)。
＝＝＝ASIC的构成＝＝＝
首先，作为ASIC200的端子，设置有D+端子201、D-端子202、MI 端子203、OUT端子204、VBUS端子206、DET端子207、和VDD端子 208。
D+端子201、D-端子202是分别与USB接口101的数据端子D+、D- 连接的输入输出端子。MI端子203是与非易失性存储器106连接的输入 输出端子。OUT端子204是用于输出音乐文件的再生效果的输出端子。
VBUS端子206是与从USB接口101的电源端子布线的电源线102 连接的输入端子。DET端子207是输出电源电压监视部270的判定结果、 即选择信号DET的输出端子。VDD端子208是被施加由电源电压选择部 105所选择的调整电源电压VRDG或电源电压VDD的一方的输入端子。
另外，ASIC200通过内部总线209分别将微型多用计算机210、USB 控制器220、存储器接口电路230、DSP(Digital Signal Processor)240、 RAM250、DA转换器260构成可进行相互通信的连接，并且具有电源电 压监视部270。
微型多用计算机210是负责ASIC200整体的控制的处理器。即，微型 多用计算机210对USB控制器220的通信协议处理、和DSP240中的音乐 文件的再生处理等进行统一控制。
USB控制器220用于进行与个人计算机300之间的通信协议处理，具 有USB收发器、解码数据包的解码器以及缓冲用FIFO等，该USB收发 器用于将从USB接口101向D+端子201和D-端子202差动输入的数据向 ASIC200的内部总线209进行中继。例如，USB控制器220根据来自微型 多用计算机210的指令，把从个人计算机300数据转送来的音乐文件通过 内部总线209向存储器接口电路230转送。
存储器接口电路230是用于控制从ASIC200针对与MI端子203连接 的非易失性存储器106的数据的读出/写入的电路。例如，存储器接口电路 230进行把从USB控制器220转送来的音乐文件向非易失性存储器106写 入的处理。
DSP240是进行与音乐文件的再生有关的数字信号处理的电路。例如， 在再生音乐文件时，根据来自微型多用计算机210的指令，通过存储器接 口电路230读出被写入非易失性存储器106的音乐文件，将其储存在作为 工作用存储器的RAM250中。DSP240读出被存储在RAM250中的音乐文 件，进行基于其数据形式的解码处理(例如MP3解码等)。然后，把被 解码处理的数字信号通过DA转换器260转换成模拟信号后，通过OUT 端子204向外部输出。
电源电压监视部270，通过监视在USB电缆400被连接于USB接口 101的情况下，可从个人计算机300通过电源线402供给的电源电压VBUS 的电平，来判定是否从个人计算机300供给了电源电压VBUS。
具体而言，在通过USB接口101与电源线402电连接的电源线102 上预先设置下拉电阻Rd。这样，在把USB电缆400连接于USB接口101， 从个人计算机300接受电源电压VBUS的供给的情况下，施加在VBUS 端子206上的电压电平成为“5V”。另一方面，在从USB接口101拔下 USB电缆400的情况下，由于不能从个人计算机300接受电源电压VBUS 的供给，所以被施加在VBUS端子206的电压电平通过下拉电阻Rd而成 为“0V”。
因此，电源电压监视部270具有二值化处理部271和判定处理部272， 二值化处理部271通过将被施加在VBUS端子的电压电平与预先确定的参 照电平Vth(例如2.5V)进行比较，输出High电平或Low电平。
判定处理部272通过计测由二值化处理部271输出的High电平或Low 电平的期间，在High电平持续了一定期间Th的情况下，判定为从个人计 算机300供给了电源电压VBUS，在Low电平持续了一定期间Th的情况 下，判定为未从个人计算机300供给电源电压VBUS。这样，通过在由二 值化处理部271输出的High电平或Low电平持续到一定期间Th之前不 做判定，例如可防止因受脉冲(spike)状电源噪声的影响而产生错误的判 定结果。
另外，判定处理部272的判定结果可被用作电源电压选择部105选择 调整电源电压VREG或电源电压VDD的选择信号DET。这里，电源电压 选择部105由于是ASIC200的外围电路，所以选择信号DET通过DET端 子被输出到电源电压选择部105。
即，在从个人计算机300向便携式音频再生设备100供给了电源电压 VBUS的情况下，为了不消耗内部电源104的电力，选择比电源电压VDD 的电平高的调整电源电压VREG。结果，便携式音频再生设备100能够不 用担心内部电源104的电力消耗，把调整电源电压VREG作为工作电压使 用，从而可抑制内部电源104的电力消耗，并且能够把调整电源电压VREG 作为工作电压执行音乐文件的再生处理。
另一方面，在USB电缆400未连接于USB接口101，未从个人计算 机300向便携式音频再生设备100供给电源电压VBUS的情况下，由于选 择了电平比调整电源电压VREG低、且为了使ASIC200工作的最低限度 的必要电平的电源电压VDD，所以可抑制ASIC200的电力消耗。另外， 作为抑制了ASIC200的电力消耗的结果，可延长音乐文件的再生时间。
＝＝＝拔下USB电缆时的动作＝＝＝
下面结合图3，对随着音乐文件的数据转送的完成等，从在USB接口 101上连接了USB电缆400的状态切换到取下了USB电缆400的状况的 情况下的ASIC200的动作进行说明。另外，图3(a)表示被施加在VBUS 端子206的电压电平的波形，图3(b)表示由电源电压监视部270输出的 选择信号DET的波形，图3(c)是表示了被施加在VDD端子208的电源 电压的波形的图。
首先，设定为：在USB接口101上连接了USB电缆400，从个人计 算机300向便携式音频再生设备100进行音乐文件的数据转送，并且供给 电源电压VBUS(“5V”)的情况(情况A)。
因此，被施加在USB端子206的电压电平是“5V”(参照图3(a))， 在电源电压监视部270中判定为从个人计算机300供给了电源电压VBUS (DET为Low电平)(参照图3(b))。结果，电源电压选择部105根 据Low电平的选择信号DET，选择调整电源电压VREG(参照图3(c))。
在时刻T1，从USB接口101上取下USB电缆400。此时，从时刻 T1向时刻T4，被施加在VBUS端子206的电压电平，基于与电源线102 连接的下拉电阻Rd，逐渐衰减到“0V”(参照图3(a))。
接下来，在时刻T2，二值化处理部271的输出使被施加在VBUS端 子206的电压电平低于参照电平Vth(参照图3(a))。但是，为了防止 因脉冲状电源噪声造成误判定，由判定处理部272输出的选择信号DET 仍然保持为Low电平(参照图3(b))。
接着，在从时刻T2经过了一定期间Tth的时刻T3，由于二值化处理 部271的输出继续维持Low电平，所以，判定处理部272将其看作不是起 因于电源噪声的电平变化，将选择信号DET从Low电平切换到High电平。 结果，电源电压选择部105根据High电平的选择信号DET，选择电源电 压VDD(参照图3(c))。另外，在时刻T3以后的时刻T4之后，ASIC200 把电源电压VDD作为工作电压执行音乐文件的再生处理等。
＝＝＝连接了USB电缆的情况下的动作＝＝＝
下面，结合图4对在为了进行音乐文件的数据转送而从USB接口101 取下USB电缆400的状态切换到把USB电缆400连接在USB接口101 上的状态的情况下的ASIC200的动作进行说明。另外，图4(a)至(c) 是表示了与图3(a)至(c)各自同样的波形的图。
首先，设定为：USB电缆400被从USB接口101取下，便携式音频 再生设备100不从个人计算机300接受电源电压VBUS的供给的情况。
因此，被施加在VBUS端子206的电压电平为“0V”(参照图4(a))， 电源电压监视部270判定为未从个人计算机300供给电源电压VBUS(DET 为High电平)(参照图4(b))。结果，电源电压选择部105根据High 电平的选择信号DET，选择电源电压VDD(参照图4(c))。
在时刻T1，设定为在USB接口101上连接了USB电缆400的情况。 此时，从时刻T1向时刻T4，被施加在VBUS端子206的电压电平从“0V” 逐渐上升到“5V”(参照图4(a))。
接着，在时刻T2，二值化处理部271的输出使被施加在VBUS端子 206的电压电平高于参照电平Vth(参照图4(a))。但是，为了防止因 脉冲状电源噪声造成误判定，由判定处理部272输出的选择信号DET仍 然保持为High电平(参照图4(b))。
接下来，在从时刻T2经过了一定期间Tth的时刻T3，由于二值化处 理部271的输出继续维持High电平，所以，判定处理部272将其看作不 是起因于电源噪声的电平变化，首先，将选择信号DET从High电平切换 到Low电平(参照图4(b))。另外，在从时刻T1到时刻T3的期间中， 由调整电路103生成了调整电源电压VREG。结果，电源电压选择部105 根据Low电平的选择信号DET，选择调整电源电压VREG(参照图4(c))。 结果，在时刻T3以后的时刻T4之后，ASIC200把调整电源电压VREG 作为工作电压执行通信协议处理。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但所述的实施方式只是为了 便于理解本发明的一个示例，不能被解释为对本发明的限定。本发明可以 在不超出其主导思想的范围内进行变更/改良，并且还包括其等同物。
图1是用于说明本发明的信号处理装置的外部连接的图。以下，作为 本发明的信号处理装置的一例，列举便携式音频再生设备100进行说明。 该便携式音频再生设备100具有USB(Universal Serial Bus)接口101，并 且进行从个人计算机300经由USB电缆400的数据线401转送来的压缩 音频数据的数字再生。另外，本发明的信号处理装置例如也可以是移动电 话、便携式游戏机、PDA等。
这里，USB是表示能够利用通用USB接口把各种类型的信号处理装 置与USB主机连接的串行接口规格。USB目前的最新版本是“USB2.0”， 其中包括LS(Low Speed)、FS(Full Speed)和HS(High Speed)3种转 送模式，可根据用途来分别使用这3种模式。另外，通过使用集线器，USB 可树状连接最多127个USB设备，而且实现了在USB主机投入了电源的 状态下能够连接新的USB设备的所谓热插拔。
首先，设定个人计算机300具有USB控制器310、和2个端口的USB 接口320a、320b。此情况下，在个人计算机300中的2个端口的USB接 口320a、320b中的任意一个与便携式音频再生设备100中的USB接口101 之间，通过使用USB电缆400连接，在个人计算机300与便携式音频再 生设备100之间构成USB连接。另外，USB电缆400由2根数据线401、 电源线402、和GND线403构成，USB接口320a、101分别设有一对数 据端子D+和D-、电源端子VBUS、和GND端子。
个人计算机300具有把从插入了电源插头361的商用电源700供给的 AC电源电压转换成DC电源电压的电源适配器360，并且将负责进行整体 控制的CPU330、存储各种程序的ROM等的存储器340、和存储音乐文件 与动态图像文件等的硬盘350连接成能够相互进行通信。这里，被存储在 硬盘350中的音乐文件例如是MPEG-1Audio Layer3(MP3)形式等的压 缩音频数据，被存储在硬盘350中的动态图像文件例如是MPEG-2形式、 MPEG-4形式等的压缩影视数据。
这里，对从个人计算机300向便携式音频再生设备100的音乐文件的 数据转送的概要进行说明。首先，个人计算机300启动被存储在存储器340 中的程序，根据终端设备定时询问请求等把便携式音频再生设备100识别 为与本身连接的USB设备。然后，个人计算机300从硬盘350中读出任 意的音乐文件，向USB控制器310进行数据转送。USB控制器310把从 硬盘350读出的音乐文件转换成数据包形式，进行用于通过从USB接口 320a至USB电缆400向便携式音频再生设备100进行差动半双工转送的 基于USB规格的通信协议处理。结果，便携式音频再生设备100能够从 个人计算机300取得音乐文件。
另一方面，在便携式音频再生设备100从个人计算机300完成了音乐 文件的转送的情况下，一般是从USB接口101拔下USB电缆400后，执 行该音乐文件的再生处理。
<信号处理装置可使用的外部电源>
具备了所述的USB接口101的便携式音频再生设备100，存在着从个 人计算机300通过USB电缆400向USB接口101供给外部电源的情况(以 下表示为情况A)、从个人计算机300通过USB辅助电缆420向电源输 入端子107供给外部电源的情况(以下表示为情况B)、和从通常的电源 适配器600通过电源电缆610向电源输入端子107供给外部电源的情况(以 下表示为情况C)。
因此，下面分别对所述的情况A至情况C进行说明。
＝＝＝情况A＝＝＝
个人计算机300能够使用USB电缆400所具有的电源线402，向便携 式音频再生设备100供给在电源适配器360中所生成的DC电源电压(以 下称为电源电压VBUS。)。换言之，便携式音频再生设备100能够在从 个人计算机300取得音乐文件的同时获得电源电压VBUS的供给。
因此，便携式音频再生设备100能够为了抑制内部电源104的电力消 耗而把从个人计算机300供给的电源电压VBUS作为工作电压，进行与个 人计算机300之间的基于USB规格的通信协议处理和音乐文件的再生处 理。
＝＝＝情况B＝＝＝
通过在USB接口320b连接USB电源辅助电缆420的一端，并且把 USB电源辅助电缆420的另一端与电源输入端子107连接，能够只把个人 计算机300的电源电压VBUS供给便携式音频再生设备100。结果，便携 式音频再生设备100可在不进行数据通信的状态下由USB接口320b供给 电源电压VBUS。
＝＝＝情况C＝＝＝
便携式音频再生设备100还能够从将电源插头插入商用电源700的插 座中的通常的电源适配器600，通过电源电缆610接受外部电源的供给。 可认为是不与个人计算机300连接而进行内部电源104充电的情况。
<便携式音频再生设备的结构>
图2是表示便携式音频再生设备100的构成的图。如该图所示，便携 式音频再生设备100由作为本发明的“集成电路”的一个实施方式的ASIC (Application Specific Integrated Circuit)200、及其外围电路构成。另外， 在本实施方式中，虽然是利用ASIC200来实现“集成电路”，但除此之外 也可以利用FPGA(Field Programmable Gate Array)或PLD(Programmable Logic Device)来实现。
以下，在对便携式音频再生设备100的构成进行说明时，将ASIC200 的外围电路的构成、和ASIC200的构成分开，分别进行说明。
＝＝＝ASIC外围电路的构成＝＝＝
USB接口101是用于通过包含了电源线402的USB电缆400与个人 计算机300构成可通信的连接的接口。即，USB接口101对应USB电缆 400的构造，设有一对数据端子D+和D-、电源端子VBUS、和GND端子。
调整电路103生成调整电源电压VREG(本发明的“第1电源电压”)， 该调整电源电压VREG将从USB接口101布线的电源线102的电源电压 VBUS的电平，调整为由ASIC200进行要求高速性的通信协议处理(HS 模式或FS模式等)时所必要的工作电压(3.3V或1.5V等)。
另外，作为USB总线功率而能够从个人计算机300供给的电源电压， 被规定在“+4.75V～+5.25V”的范围，在本实施方式中，电源电压VBUS 的电平设定为“5V”。另外，调整电源电压VREG的电平被设定为“1.5V”
内部电源104是由一个或多个二次电池(镍氢充电电池(公称电压 1.2V)、锂离子充电电池(公称电压3.6V～3.7V)等)或一个或多个一次 电池(碱性干电池(公称电压1.5V)、锰干电池(公称电压1.5V)等) 构成的电源，其生成电平比调整电源电压VREG的电平低的电源电压VDD (本发明的“第2电源电压”)。另外，内部电源104在由二次电池构成 的情况下，通过与USB接口101连接的USB电源或与电源输入端子107 连接的电源适配器600被充电。
这里，在本实施方式中，设内部电源104是由可充电且公称电压最低 的作为二次电池的镍氢充电电池(公称电压为1.2V)构成。另外，为了实 现ASIC200的低消耗电力化，虽然希望电源电压VDD设定为尽可能低的 电平，但兼顾到ASIC200的可正常工作的范围和ASIC200的半导体工艺， 设定为公称电压(1.2V)的90％左右的“1.1V”。
电源电压选择部105在根据从后述的电源电压监视部270通过DET 端子而供给的选择信号DET，判定为从个人计算机300正在向便携式音频 再生设备100供给电源电压VBUS的情况下，选择调整电源电压VREG 的一方。另外，电源电压选择部105在根据所述的选择信号DET，判定为 未从个人计算机300向便携式音频再生设备100供给电源电压VBUS的情 况下，选择电源电压VDD的一方。
非易失性存储器106是存储从个人计算机300通过USB电缆400转 送来的音乐文件的外部存储器。非易失性存储器106例如可采用闪存存储 器。另外，在本实施方式以外，也可以在存储更大容量的数据的情况下， 取代非易失性存储器106而采用小型硬盘(未图示)。
＝＝＝ASIC的构成＝＝＝
首先，作为ASIC200的端子，设置有D+端子201、D-端子202、MI 端子203、OUT端子204、VBUS端子206、DET端子207、和VDD端子 208。
D+端子201、D-端子202是分别与USB接口101的数据端子D+、D- 连接的输入输出端子。MI端子203是与非易失性存储器106连接的输入 输出端子。OUT端子204是用于输出音乐文件的再生效果的输出端子。
VBUS端子206是与从USB接口101的电源端子布线的电源线102 连接的输入端子。DET端子207是输出电源电压监视部270的判定结果、 即选择信号DET的输出端子。VDD端子208是被施加由电源电压选择部 105所选择的调整电源电压VRDG或电源电压VDD的一方的输入端子。
另外，ASIC200通过内部总线209分别将微型多用计算机210、USB 控制器220、存储器接口电路230、DSP(Digital Signal Processor)240、 RAM250、DA转换器260构成可进行相互通信的连接，并且具有电源电 压监视部270。
微型多用计算机210是负责ASIC200整体的控制的处理器。即，微型 多用计算机210对USB控制器220的通信协议处理、和DSP240中的音乐 文件的再生处理等进行统一控制。
USB控制器220用于进行与个人计算机300之间的通信协议处理，具 有USB收发器、解码数据包的解码器以及缓冲用FIFO等，该USB收发 器用于将从USB接口101向D+端子201和D-端子202差动输入的数据向 ASIC200的内部总线209进行中继。例如，USB控制器220根据来自微型 多用计算机210的指令，把从个人计算机300数据转送来的音乐文件通过 内部总线209向存储器接口电路230转送。
存储器接口电路230是用于控制从ASIC200针对与MI端子203连接 的非易失性存储器106的数据的读出/写入的电路。例如，存储器接口电路 230进行把从USB控制器220转送来的音乐文件向非易失性存储器106写 入的处理。
DSP240是进行与音乐文件的再生有关的数字信号处理的电路。例如， 在再生音乐文件时，根据来自微型多用计算机210的指令，通过存储器接 口电路230读出被写入非易失性存储器106的音乐文件，将其储存在作为 工作用存储器的RAM250中。DSP240读出被存储在RAM250中的音乐文 件，进行基于其数据形式的解码处理(例如MP3解码等)。然后，把被 解码处理的数字信号通过DA转换器260转换成模拟信号后，通过OUT 端子204向外部输出。
电源电压监视部270，通过监视在USB电缆400被连接于USB接口 101的情况下，可从个人计算机300通过电源线402供给的电源电压VBUS 的电平，来判定是否从个人计算机300供给了电源电压VBUS。
具体而言，在通过USB接口101与电源线402电连接的电源线102 上预先设置下拉电阻Rd。这样，在把USB电缆400连接于USB接口101， 从个人计算机300接受电源电压VBUS的供给的情况下，施加在VBUS 端子206上的电压电平成为“5V”。另一方面，在从USB接口101拔下 USB电缆400的情况下，由于不能从个人计算机300接受电源电压VBUS 的供给，所以被施加在VBUS端子206的电压电平通过下拉电阻Rd而成 为“0V”。
因此，电源电压监视部270具有二值化处理部271和判定处理部272， 二值化处理部271通过将被施加在VBUS端子的电压电平与预先确定的参 照电平Vth(例如2.5V)进行比较，输出High电平或Low电平。
判定处理部272通过计测由二值化处理部271输出的High电平或Low 电平的期间，在High电平持续了一定期间Th的情况下，判定为从个人计 算机300供给了电源电压VBUS，在Low电平持续了一定期间Th的情况 下，判定为未从个人计算机300供给电源电压VBUS。这样，通过在由二 值化处理部271输出的High电平或Low电平持续到一定期间Th之前不 做判定，例如可防止因受脉冲(spike)状电源噪声的影响而产生错误的判 定结果。
另外，判定处理部272的判定结果可被用作电源电压选择部105选择 调整电源电压VREG或电源电压VDD的选择信号DET。这里，电源电压 选择部105由于是ASIC200的外围电路，所以选择信号DET通过DET端 子被输出到电源电压选择部105。
即，在从个人计算机300向便携式音频再生设备100供给了电源电压 VBUS的情况下，为了不消耗内部电源104的电力，选择比电源电压VDD 的电平高的调整电源电压VREG。结果，便携式音频再生设备100能够不 用担心内部电源104的电力消耗，把调整电源电压VREG作为工作电压使 用，从而可抑制内部电源104的电力消耗，并且能够把调整电源电压VREG 作为工作电压执行音乐文件的再生处理。
另一方面，在USB电缆400未连接于USB接口101，未从个人计算 机300向便携式音频再生设备100供给电源电压VBUS的情况下，由于选 择了电平比调整电源电压VREG低、且为了使ASIC200工作的最低限度 的必要电平的电源电压VDD，所以可抑制ASIC200的电力消耗。另外， 作为抑制了ASIC200的电力消耗的结果，可延长音乐文件的再生时间。
＝＝＝拔下USB电缆时的动作＝＝＝
下面结合图3，对随着音乐文件的数据转送的完成等，从在USB接口 101上连接了USB电缆400的状态切换到取下了USB电缆400的状况的 情况下的ASIC200的动作进行说明。另外，图3(a)表示被施加在VBUS 端子206的电压电平的波形，图3(b)表示由电源电压监视部270输出的 选择信号DET的波形，图3(c)是表示了被施加在VDD端子208的电源 电压的波形的图。
首先，设定为：在USB接口101上连接了USB电缆400，从个人计 算机300向便携式音频再生设备100进行音乐文件的数据转送，并且供给 电源电压VBUS(“5V”)的情况(情况A)。
因此，被施加在USB端子206的电压电平是“5V”(参照图3(a))， 在电源电压监视部270中判定为从个人计算机300供给了电源电压VBUS (DET为Low电平)(参照图3(b))。结果，电源电压选择部105根 据Low电平的选择信号DET，选择调整电源电压VREG(参照图3(c))。
在时刻T1，从USB接口101上取下USB电缆400。此时，从时刻 T1向时刻T4，被施加在VBUS端子206的电压电平，基于与电源线102 连接的下拉电阻Rd，逐渐衰减到“0V”(参照图3(a))。
接下来，在时刻T2，二值化处理部271的输出使被施加在VBUS端 子206的电压电平低于参照电平Vth(参照图3(a))。但是，为了防止 因脉冲状电源噪声造成误判定，由判定处理部272输出的选择信号DET 仍然保持为Low电平(参照图3(b))。
接着，在从时刻T2经过了一定期间Tth的时刻T3，由于二值化处理 部271的输出继续维持Low电平，所以，判定处理部272将其看作不是起 因于电源噪声的电平变化，将选择信号DET从Low电平切换到High电平。 结果，电源电压选择部105根据High电平的选择信号DET，选择电源电 压VDD(参照图3(c))。另外，在时刻T3以后的时刻T4之后，ASIC200 把电源电压VDD作为工作电压执行音乐文件的再生处理等。
＝＝＝连接了USB电缆的情况下的动作＝＝＝
下面，结合图4对在为了进行音乐文件的数据转送而从USB接口101 取下USB电缆400的状态切换到把USB电缆400连接在USB接口101 上的状态的情况下的ASIC200的动作进行说明。另外，图4(a)至(c) 是表示了与图3(a)至(c)各自同样的波形的图。
首先，设定为：USB电缆400被从USB接口101取下，便携式音频 再生设备100不从个人计算机300接受电源电压VBUS的供给的情况。
因此，被施加在VBUS端子206的电压电平为“0V”(参照图4(a))， 电源电压监视部270判定为未从个人计算机300供给电源电压VBUS(DET 为High电平)(参照图4(b))。结果，电源电压选择部105根据High 电平的选择信号DET，选择电源电压VDD(参照图4(c))。
在时刻T1，设定为在USB接口101上连接了USB电缆400的情况。 此时，从时刻T1向时刻T4，被施加在VBUS端子206的电压电平从“0V” 逐渐上升到“5V”(参照图4(a))。
接着，在时刻T2，二值化处理部271的输出使被施加在VBUS端子 206的电压电平高于参照电平Vth(参照图4(a))。但是，为了防止因 脉冲状电源噪声造成误判定，由判定处理部272输出的选择信号DET仍 然保持为High电平(参照图4(b))。
接下来，在从时刻T2经过了一定期间Tth的时刻T3，由于二值化处 理部271的输出继续维持High电平，所以，判定处理部272将其看作不 是起因于电源噪声的电平变化，首先，将选择信号DET从High电平切换 到Low电平(参照图4(b))。另外，在从时刻T1到时刻T3的期间中， 由调整电路103生成了调整电源电压VREG。结果，电源电压选择部105 根据Low电平的选择信号DET，选择调整电源电压VREG(参照图4(c))。 结果，在时刻T3以后的时刻T4之后，ASIC200把调整电源电压VREG 作为工作电压执行通信协议处理。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但所述的实施方式只是为了 便于理解本发明的一个示例，不能被解释为对本发明的限定。本发明可以 在不超出其主导思想的范围内进行变更/改良，并且还包括其等同物。