專利名稱：用于計(jì)算機(jī)通信的集成電路卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，尤其涉及計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
盡管大多數(shù)美國(guó)個(gè)人能夠擁有一臺(tái)或多臺(tái)個(gè)人電腦，但是許多住宅還不能通過(guò)連線來(lái)利用這些計(jì)算機(jī)的高速通信或資源共享的功能。許多計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或者計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間的通信需要通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)電纜，而這在大多數(shù)住宅中是沒(méi)有的。作為在現(xiàn)有家庭之間用高速電纜連接(如以太網(wǎng))的一種替代，有一種標(biāo)準(zhǔn)化的高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，叫做Home PNA，它是由3Com、AMD、ATT、Compaq、Conexant、IBM、Intel和Lucent等公司聯(lián)合開發(fā)出來(lái)的。Home PNA允許計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)有的電話線來(lái)發(fā)送并接收高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，而電話線已經(jīng)遍布每個(gè)居所。Home PNA信號(hào)的發(fā)送頻帶位于5.5-9.5MHz，以避免與其他可以同時(shí)在電話線中傳送的信號(hào)，比如DSL或語(yǔ)音信號(hào)，發(fā)生沖突。
在過(guò)去，如果用戶想要能夠從他們的計(jì)算機(jī)中發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)，則計(jì)算機(jī)必須要配備多塊接口卡。一種卡是模擬的調(diào)制解調(diào)器，用來(lái)在傳統(tǒng)的電話電路所用的語(yǔ)音頻帶中發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。DSL卡用來(lái)在一組電話線中發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。為了在Home PNA網(wǎng)絡(luò)中收發(fā)數(shù)據(jù)，最終還需要另一種接口卡。這些卡中的每一種通常都包含有濾波器裝置，用來(lái)隔離特定頻帶中的數(shù)據(jù)信號(hào)。這些濾波器主要包含有許多模擬器件，它們的制作或校準(zhǔn)費(fèi)用昂貴。為了減少超過(guò)一個(gè)的冗余個(gè)人接口卡，有必要設(shè)計(jì)單個(gè)接口卡，它能夠在多個(gè)頻帶中收發(fā)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)而不需要復(fù)雜的模擬濾波器元件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種單一接口卡，它允許計(jì)算機(jī)在多個(gè)頻帶中收發(fā)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，而不需要利用模擬濾波器元件。為了在傳統(tǒng)的家庭電話線中收發(fā)數(shù)據(jù)，該接口卡包括一個(gè)隔離電路，用來(lái)將電話線中的信號(hào)耦合到接口卡。隔離電路的輸出饋送到單個(gè)模數(shù)/數(shù)模(AtoD/DtoA)轉(zhuǎn)換器。AtoD/DtoA轉(zhuǎn)換器的輸出被饋送到一個(gè)數(shù)字分路/組合器，它利用數(shù)字信號(hào)處理或離散數(shù)字邏輯來(lái)對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)濾波，將數(shù)據(jù)分成多個(gè)頻域。在0.1-4KHz中的語(yǔ)音頻帶中的信號(hào)被數(shù)字分路/組合器送到PCM調(diào)制解調(diào)器。在85-500KHz范圍中的信號(hào)被送到DSL電路。另外，由數(shù)字分路/組合器提供的在5.5-9.5MHz范圍中的數(shù)字信號(hào)被送到Home PNA電路中。數(shù)字分路/組合器允許單個(gè)卡需要很少量或不需要模擬濾波器元件，而且不需要幾種分離的集成電路來(lái)處理不同頻帶中的信號(hào)。


本發(fā)明的上述各方面及許多附帶的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)參考以下詳細(xì)的描述，結(jié)合附圖，可以更容易體會(huì)并進(jìn)一步得到認(rèn)識(shí)，其中圖1描述了對(duì)于使用電纜調(diào)制解調(diào)器連接的住宅提供高速數(shù)據(jù)服務(wù)的傳統(tǒng)方法；圖2描述了使計(jì)算機(jī)在現(xiàn)有的電話線路中收發(fā)DSL和Home PNA信號(hào)所需的多個(gè)接口卡。以及圖3描述了一種根據(jù)本發(fā)明允許計(jì)算機(jī)在傳統(tǒng)的電話語(yǔ)音頻帶、DSL頻帶或Home PNA頻帶中收發(fā)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的接口卡。
具體實(shí)施例方式
如上所述，本發(fā)明是一種接口卡，它允許計(jì)算機(jī)系統(tǒng)從傳統(tǒng)的電話線中接收高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，而不需要體積龐大且不必要的模擬濾波器元件。
圖1描述了一種傳統(tǒng)的傳送高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和電話信號(hào)到住宅中的方法。電話信號(hào)以及數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)據(jù)傳輸線10中，其中典型地包括一根混合光纖和同軸電纜。電纜的終端是位于住宅14中的接線盒12。接線盒12中包括一個(gè)電纜調(diào)制解調(diào)器(沒(méi)有畫出)，它通過(guò)一個(gè)以太網(wǎng)電纜16將高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)路由到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)18。另外，接線盒12中包括一個(gè)電話接口電路(沒(méi)有畫出)，它為電話22供電并產(chǎn)生適當(dāng)?shù)恼疋徯盘?hào)、撥號(hào)音等等。電話接口電路提供在傳統(tǒng)雙絞線20中的電話信號(hào)。如上所述，限制眾多計(jì)算機(jī)用戶接收高速數(shù)據(jù)的主要因素之一在于，其住所、公寓、市內(nèi)住宅等等沒(méi)有連接高速以太電纜16。因此，這些電纜必須專門由因特網(wǎng)服務(wù)提供商、電纜操作員或者其他技術(shù)人員來(lái)安裝。從而增加了接收高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)所帶來(lái)的開銷。
圖2描述了另一種傳統(tǒng)的住宅接收高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方法，許多電話公司利用數(shù)字用戶線路(DSL)技術(shù)，通過(guò)傳統(tǒng)的雙絞線來(lái)提供電話信號(hào)和高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)。DSL數(shù)據(jù)信號(hào)典型的傳送頻帶與電話語(yǔ)音信號(hào)頻帶相隔離，從而能將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與語(yǔ)音數(shù)據(jù)區(qū)分開，并傳送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。DSL網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是能夠利用現(xiàn)有的電話線在住宅之中傳送數(shù)據(jù)。
為了向家庭用戶提供網(wǎng)絡(luò)功能，而不需要安裝專用的網(wǎng)絡(luò)電纜，一種叫作Home PNA的新技術(shù)可允許數(shù)據(jù)通過(guò)傳統(tǒng)的電話線20在計(jì)算機(jī)之間或計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間傳送，它的開發(fā)者是由不同的公司組成，包括3Com、AMD、ATT、Compaq、Conexant、IBM、Intel和Lucent等公司。Home PNA信號(hào)的傳送頻帶與電話語(yǔ)音信號(hào)和DSL數(shù)據(jù)信號(hào)的頻帶不相同。根據(jù)目前的規(guī)定，電話語(yǔ)音信號(hào)占用的頻帶為0.1-4KHz，DSL在用戶到中心的傳送頻帶為85-95KHz，而從中心到用戶方向的頻帶為100-500KHz。Home PNA信號(hào)目前規(guī)定在頻率范圍5.5-9.5MHz中傳送。
為了在傳統(tǒng)的電話線中接收DSL、Home PNA和傳統(tǒng)的模擬調(diào)制解調(diào)信號(hào)，一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)40典型地包含有多達(dá)3塊接口卡42、44、45，它們?yōu)V取出各自的信號(hào)，并將它們提供到中央處理單元46或者其他計(jì)算機(jī)組件中。接口卡42、44、45中包括模擬濾波器元件，它們昂貴、體積大且在制作過(guò)程中難于校準(zhǔn)。而且，每個(gè)接口卡都要占用一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)插槽，因此降低了計(jì)算機(jī)支持其他卡的能力。另外，如果計(jì)算機(jī)能夠在傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)中傳送數(shù)據(jù)，則還需要電話調(diào)制解調(diào)卡。
為了避免通過(guò)不同的協(xié)議在傳統(tǒng)電話電路中發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，從而使用多個(gè)卡，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是組合接口卡100，顯示如圖3。接口100中包含一個(gè)隔離電路102，最好是包括一個(gè)光隔離器，能夠避免在家庭電話線電路20中產(chǎn)生電話信號(hào)所需的高壓到達(dá)所連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)40中。隔離電路102將信號(hào)送入模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器104。模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器104將從隔離電路102中所接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字值，反之亦然。數(shù)字分路/組合器106連接到模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器104。數(shù)字分路/組合器是一種單個(gè)集成數(shù)字信號(hào)處理電路，或者是離散邏輯電路組合，它對(duì)從模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器104中所接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波操作。在本發(fā)明目前優(yōu)選的實(shí)施例中，數(shù)字分路/組合器106對(duì)來(lái)自3個(gè)頻帶的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波。在電話語(yǔ)音信號(hào)頻帶中的數(shù)字信號(hào)被提供給PCM調(diào)制解調(diào)電路108。在DSL頻帶中的信號(hào)提供給DSL電路110，以被計(jì)算機(jī)用來(lái)發(fā)送和接收DSL信號(hào)。最后，處于Home PNA頻帶中的信號(hào)傳送到Home PNA電路112，然后計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用它來(lái)與其他計(jì)算機(jī)或者外部設(shè)備在HomePNA網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送并接收信號(hào)。有關(guān)PCM調(diào)制解調(diào)、DSL電路和Home PNA電路的知識(shí)，對(duì)于計(jì)算機(jī)通信領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)應(yīng)該有所掌握。
在相反的方向，數(shù)字分路/組合器106能夠接收來(lái)自Home PNA電路112、DSL電路110和PCM調(diào)制解調(diào)電路108的數(shù)字信號(hào)，并將信號(hào)組合后提供給數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器104。
數(shù)字分路/組合器106的優(yōu)點(diǎn)在于大多數(shù)或所有模擬元件不需要用來(lái)進(jìn)行濾波。因此接口電路100能夠在單個(gè)卡上實(shí)現(xiàn)，并用于計(jì)算機(jī)在三個(gè)不同的頻帶中進(jìn)行通信。因?yàn)椴捎昧藬?shù)字濾波，不需要體積大的模擬元件，沒(méi)有元件需要校準(zhǔn)，所以制作上得到簡(jiǎn)化。假定已知要濾波的信號(hào)所在頻帶的描述、所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員都已經(jīng)掌握數(shù)字分路/組合器的詳細(xì)知識(shí)。比如，美國(guó)專利第5,889,856號(hào)(O’Toole所有)顯示了數(shù)字分路器的設(shè)計(jì)，它對(duì)處于兩個(gè)頻帶中的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波。
由上可知，本發(fā)明是具有單接口的插卡，它允許計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在現(xiàn)有的家庭線路中以多個(gè)頻帶進(jìn)行通信，而不需要利用體積大而昂貴的模擬濾波器元件。
權(quán)利要求
1.一種用于從住宅電話線中發(fā)送并接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的接口卡，它包括一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于接收在所述電話線中的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)并將所述模擬數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)；和一個(gè)數(shù)據(jù)分路器，它對(duì)在多個(gè)頻帶中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行濾波，所述頻帶包括Home PNA頻帶、DSL頻帶和語(yǔ)音頻帶，用于將濾波后數(shù)據(jù)提供給通信電路，該通信電路可傳送并接收在住宅電話線中傳送的Home PNA信號(hào)、DSL信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接口卡，其特征在于，進(jìn)一步包括一個(gè)數(shù)字組合器，它將多個(gè)頻帶，包括Home PNA頻帶、DSL頻帶和語(yǔ)音頻帶等，組合為一個(gè)單一的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)；和一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將所述單一的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)模擬數(shù)據(jù)信號(hào)，以便在住宅電話線中進(jìn)行傳輸。
3.一種將一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與住宅電話通信鏈路介接以在多個(gè)頻帶中傳送并接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方法，包括將具有位于多個(gè)頻帶中的頻率的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)組合的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)；將所述組合的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)提供給一個(gè)數(shù)字濾波器，該濾波器對(duì)每個(gè)頻帶中的分量進(jìn)行濾波；并且將每一個(gè)頻帶中的分量提供給相應(yīng)的在所述頻帶中接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的通信電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述濾波器對(duì)在Home PNA頻帶、DSL頻帶和語(yǔ)音頻帶中的分量進(jìn)行濾波。
全文摘要
一種接口電路，它允許計(jì)算機(jī)利用現(xiàn)有家庭電話線在多個(gè)頻帶中進(jìn)行通信。該接口電路包括一個(gè)隔離電路，用于連接接口電路與家庭電話線；一個(gè)模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器，接收多個(gè)頻帶中的模擬信號(hào)，并將它們數(shù)字化；一個(gè)數(shù)字分路/組合器，它對(duì)接收自模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器的組合頻率數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波。所頻帶最好包括一個(gè)語(yǔ)音頻帶，通常用來(lái)傳送語(yǔ)音電話信號(hào)；一個(gè)DSL頻帶，用于在電話雙絞線中收發(fā)高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；一個(gè)Home PNA頻帶，通過(guò)電話雙絞線將計(jì)算機(jī)以及外部設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。該數(shù)字分路/組合器饋送信號(hào)到用來(lái)在這些頻帶中收發(fā)數(shù)據(jù)的電路，從而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠在所有可用頻帶中接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04L29/10GK1439211SQ01808480
公開日2003年8月27日 申請(qǐng)日期2001年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月27日
發(fā)明者M·麥唐納德 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)北美公司