DE4417387A1

DE4417387A1 - Emergency operation procedure for speech and/or data communication appts. in digital ISDN and analog telephone network

Info

Publication number: DE4417387A1
Application number: DE4417387A
Authority: DE
Inventors: Dieter Gradl
Original assignee: Triple I fur Tech Kommun GmbH
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1994-05-18
Filing date: 1994-05-18
Publication date: 1995-11-23

Abstract

In normal operation the functions of the terminal appts. are controlled and/or coordinated and/or carried out by a performance intensive processor, fed from a line network via a primary current supply. If the latter fails a lower power is available from the telephone interface for emergency operation. In the emergency operation the required appts. functions are maintained by an emergency circuit (2), operated by available low power. The emergency circuit then operates independently of the processors (3,4) no longer functioning. The circuit contains at least one microcontroller (7) for controlling and/or coordinating and/or performing the corresp. appts. functions.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sprach- und/oder Datenkommunikation im digitalen ISDN und analogen Fernsprechnetz, mit einer leistungsintensiven Prozessorein heit bestehend aus wenigstens einem ersten Mikroprozessor system für Koordinationsaufgaben und Datenübertragungspro zeduren und einem zweiten Daten-Signal-Prozessorsystem, und weiteren zum Betrieb erforderlichen Elementen, wie Wandler einrichtungen zur reversiblen Digital-Analog-Wandlung, die Bedienung der Vorrichtung ermöglichenden Einheiten und der gleichen, wobei im Normalbetrieb die Versorgung der die Vorrichtungsfunktionen steuernden und/oder koordinierenden Prozessoreinheit über eine primäre Stromversorgung aus dem normalen Leitungsnetz erfolgt.The invention relates to a device for speech and / or data communication in digital ISDN and analog Telephone network, with a high-performance processor unit consisting of at least one first microprocessor system for coordination tasks and data transfer pro zeduren and a second data signal processor system, and other elements required for operation, such as converters devices for reversible digital-to-analog conversion, the Operation of the device enabling units and same, whereby in normal operation the supply of the Device functions controlling and / or coordinating Processor unit via a primary power supply from the normal line network takes place.

Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise als hybride Endgeräte in Telefonzellen angeordnet und dienen der Kommu nikation sowohl über ein digitales als auch ein analoges Korninunikationsnetz. Dabei erfolgt die Versorgung aus dem normalen 220 Volt-Leitungsnetz. Bei Ausfall dieser primären Stromversorgung, also in Notbetrieb, steht für den Betrieb des Endgerätes nur noch die Energie zur Verfügung, die aus der Fernsprechnetzschnittstelle bezogen werden kann. Diese ist jedoch wesentlich geringer als die im Rahmen der primä ren Stromversorgung zur Verfügung stehende Leistung. Für die Funktionalität eines hybriden Endgerätes ist jedoch eine leistungsintensive Prozessoreinheit zur Erfüllung der unterschiedlichen Aufgaben erforderlich, nämlich ein erstes Mikroprozessorsystem für die Koordinationsaufgaben und die Datenübertragungsprozeduren und ein zweites Daten-Signal- Prozessorsystem für das Abbilden der analogen Funktionen, wie die Sprachausgabe, Sprach- und Töneerkennung oder die Modulation bzw. Demodulation der digitalen Daten bei analo ger Datenübertragung. Die Leistungsaufnahme dieser Prozes soreinheit, die aus Standardbauteilen realisiert ist, liegt jedoch weit über der zur Verfügung stehenden Leistung im Notbetrieb. Bei Ausfall der primären Stromversorgung arbei tet folglich die Prozessoreinheit nicht mehr, weshalb das Endgerät nicht mehr die erforderlichen Minimalfunktionen, nämlich Notrufe zur Polizei oder zur Feuerwehr, ausführen kann. Dies wäre nur dann möglich, wenn die Prozessoreinheit durch sehr teuere und aufwendige Spezialbauteile leistungs arm arbeiten würde oder wenn eine zusätzliche Bat teriepufferung vorgesehen wäre.Such devices are, for example, as hybrid Terminals are arranged in telephone booths and are used for communication nication via both a digital and an analog Grain communication network. The supply comes from the normal 220 volt mains network. If this primary fails Power supply, i.e. in emergency mode, stands for operation only the energy available from the end device can be obtained from the telephone network interface. These however, is much less than that in the primary available power. For however, the functionality of a hybrid device is a powerful processor unit to meet the different tasks required, namely a first Microprocessor system for the coordination tasks and the Data transmission procedures and a second data signal Processor system for mapping the analog functions, such as voice output, speech and sound recognition or Modulation or demodulation of digital data with analog ger data transmission. The power consumption of this process sor unit, which is realized from standard components however far above the available power in the Emergency operation. If the primary power supply fails consequently, the processor unit no longer works, which is why Device no longer has the required minimum functions, namely make emergency calls to the police or fire brigade can. This would only be possible if the processor unit due to very expensive and complex special components would work poorly or if an additional bat series buffering would be provided.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung zu schaffen, die bei Verwendung einer leistungsin tensiven, aus Standardbauteilen bestehenden Prozessorein heit einen zuverlässigen und sicheren Notbetrieb ohne Vor sehen zusätzlicher Energiepufferungen gewährleistet.The invention is therefore based on the object to create direction when using a benefit intensive processor consisting of standard components reliable and safe emergency operation without prior see additional energy buffering guaranteed.

Zur Lösung dieser Erfindung ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäßen ein leistungsar mer, über die Fernsprechnetzschnittstelle gespeister Not stromkreis zur Ermöglichung eines Notbetriebes bei Ausfall der primären Stromversorgung vorgesehen, in den sämtliche für den Notbetrieb erforderlichen Elemente eingebunden sind und der unabhängig von der abgekoppelten, nicht mehr be triebenen Prozessoreinheit die für den Notbetrieb erforder lichen Vorrichtungsfunktionen aufrechterhält, wobei der Notstromkreis wenigstens einen Mikrokontroller aufweist, der die im Notbetrieb arbeitenden Elemente und/oder den Da ten- und Signaltransfer steuert und/oder koordiniert. Durch diesen Notstromkreis, der mit Hilfe eines einfachen Mikro kontrollers, nämlich einem Ein-Chip-Mikroprozessorsystem, aufgebaut ist und ein Minimalsystem darstellt, ist es somit möglich, unabhängig von der infolge zu geringer Leistung nicht mehr betriebenen Prozessoreinheit sämtliche für den Notbetrieb erforderlichen Funktionen und Bedienelemente, wie die Tastatur, die Anzeige, die Digitalisierung und Ana logisierung der Sprache, die Steuerung des Verbindungsauf baus bzw. -abbaus, und dergleichen zu bedienen bzw. auf rechtzuerhalten und auszuführen. Dieses Minimalsystem ist mit einfachen Bauteilen sehr leistungsarm aufgebaut, so daß es mit der geringen Netzschnittstellenenergie problemlos betrieben werden kann. Da die erforderlichen Funktionen von dem Notstromkreis selbständig und unabhängig von der Pro zessoreinheit ausgeführt werden, ist eine Versorgung der selben beispielsweise durch Batteriepufferung und damit ein Dauerbetrieb nicht erforderlich.To solve this invention, the device initially mentioned type according to the invention emergency fed via the telephone network interface circuit to enable emergency operation in the event of failure the primary power supply, in which all elements necessary for emergency operation are integrated and regardless of the decoupled, no longer be driven processor unit required for emergency operation Lichen device functions maintained, the Emergency circuit has at least one microcontroller, the elements working in emergency mode and / or the Da controls and / or coordinates. By this emergency circuit using a simple micro controllers, namely a one-chip microprocessor system, is constructed and represents a minimal system, it is possible, regardless of the result of insufficient power no longer operated processor unit all for the Functions and controls necessary for emergency operation, like the keyboard, the display, the digitization and Ana logging the language, controlling the connection construction or dismantling, and the like to use or on right to maintain and execute. This minimal system is constructed with simple components very poor performance, so that it with the low network interface power can be operated. Since the required functions of the emergency power circuit independently and independently of the Pro processor unit is a supply of the same for example by battery backup and thus one Continuous operation is not necessary.

In weiterer Ausgestaltung kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die leistungsintensive Prozessoreinheit einen Primärstromkreis bildet, der vom Notstromkreis über eine optogalvanische Entkopplungsstufe entkoppelt ist. Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der Primär- und der Notstromkreis über eine serielle Schnittstelle, die über die optogalvanische Entkopplungsstufe entkoppelbar ist, im Normalbetrieb miteinander kommunizieren. Bedingt durch den Einsatz des Mikrokontrollers kann im Normalbe trieb die Schnittstelle zwischen dem Notstromkreis und der Prozessoreinheit vorteilhaft auf eine einfache serielle, optogalvanisch entkoppelte Schnittstelle reduziert werden, um sämtliche Funktionen der Netzschnittstelle und die Über gabe der digitalen (Sprach-)Daten zu realisieren. Einer Kopplung beider Stromkreise durch galvanisch entkoppelte Schaltregler bedarf es nicht.In a further embodiment, the invention can provide be that the high-performance processor unit one Primary circuit forms that of the emergency circuit via a opto-galvanic decoupling stage is decoupled. Further can be provided according to the invention that the primary and the emergency circuit via a serial interface, the Can be decoupled via the opto-galvanic decoupling stage is to communicate with each other in normal operation. Conditionally through the use of the microcontroller can normally drove the interface between the emergency circuit and the Processor unit advantageous to a simple serial, opto-galvanically decoupled interface can be reduced, to all functions of the network interface and the About realizing digital (voice) data. One Coupling of both circuits through galvanically decoupled Switching regulators are not required.

Da zur Speisung des Notstromkreises die Leistung der Fern sprechnetzschnittstelle ausreichend ist und ohnehin die beiden Stromkreise voneinander abgekoppelt sind, kann im Rahmen der Erfindung ferner vorgesehen sein, daß die Ver sorgung des Notstromkreises auch im Normalbetrieb über die Fernsprechnetzschnittstelle erfolgt. Infolgedessen sind auch keine zusätzlichen Elemente zur Ermittlung des jeweils anliegenden Potentials bzw. eine entsprechende Umschaltmi mik vorzusehen, da bei Ausfall der primären Stromversorgung ohnehin der Notstromkreis bereits über die Netzschnitt stelle betrieben ist. Im Normalbetrieb kann der Notstrom kreis erfindungsgemäß als Slavesystem zu der die Vorrich tungsfunktion steuernden und/oder koordinierenden Prozes soreinheit arbeiten.Because the power of the emergency circuit is the power of the remote network interface is sufficient and the two circuits are decoupled from each other Within the scope of the invention it should also be provided that the ver supply of the emergency power circuit also in normal operation via the Telephone network interface is done. As a result also no additional elements to determine each applied potential or a corresponding Umschaltmi to be provided as if the primary power supply fails anyway the emergency circuit already has the network cut is operated. In normal operation, the emergency power circle according to the invention as a slave system to which the device management and / or coordinating processes working unit.

Neben der beschriebenen Vorrichtung betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zur Gewährleistung eines Notbetriebes einer hybriden, als Endgerät für die Sprach- und/oder Da tenkommunikation im digitalen ISDN und analogen Fernsprech netz verwendbaren Vorrichtung, wobei im Normalbetrieb die Funktionen des Endgerätes mittels einer leistungsintensiven Prozessoreinheit gesteuert und/oder koordiniert und/oder ausgeführt werden, die über eine primäre Stromversorgung aus dem normalen Leitungsnetz gespeist wird, im Notbetrieb bei Ausfall der primären Stromversorgung jedoch lediglich eine aus der Fernsprechnetzschnittstelle entnehmbare, ge ringere Leistung zur Verfügung steht, wobei erfindungsgemäß im Notbetrieb die erforderlichen Vorrichtungsfunktionen mittels eines leistungsarmen, von der geringen zur Verfü gung stehenden Leistung betreibbaren Notstromkreises aufrechterhalten und ausgeführt werden, der unabhängig von der dann nicht mehr betriebenen Prozessoreinheit arbeitet, und der wenigstens einen Mikrokontroller beinhaltet, der die entsprechenden Vorrichtungsfunktionen steuert und/oder koordiniert und/oder ausführt. In addition to the described device, the invention relates also a procedure to ensure emergency operation a hybrid, as a terminal for voice and / or da telecommunications in digital ISDN and analogue telephony mains usable device, the normal operation Functions of the end device by means of a performance-intensive Processor unit controlled and / or coordinated and / or run on a primary power supply is fed from the normal mains network, in emergency mode if the primary power supply fails, however a removable from the telephone network interface, ge less power is available, according to the invention the necessary device functions in emergency operation by means of a low-power, from the low to the available available power operable emergency power circuit maintained and run independently of the processor unit then no longer operates, and which includes at least one microcontroller which controls and / or controls the corresponding device functions coordinates and / or executes.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausfüh rungsbeispiel sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt eine Blockschaltung der erfindungsgemäßen hybriden Vorrichtung für den Notbetrieb.Further advantages, features and details of the invention result from the description described below Example and based on the drawing. This shows one Block circuit of the hybrid device according to the invention for emergency operation.

Wie der Figur zu entnehmen ist, sind die für die Funktion der Vorrichtung erforderlichen Elemente in einen leistungs intensiven Primärstromkreis 1 und einen leistungsarmen Not stromkreis 2 eingebunden. Der Primärstromkreis 1 beinhaltet ein erstes Mikroprozessorsystem (CPU-System) 3, das der Ko ordination der Einzelelemente und der Datenübertra gungsprozeduren dient. Mit diesem ersten Mikroprozessorsy stem 3 ist ein zweites Daten-Signal-Prozessorsystem (DSP- System) 4 über eine serielle Schnittstelle 5 verbunden.As can be seen from the figure, the elements required for the function of the device are integrated into a power-intensive primary circuit 1 and a low-power emergency circuit 2 . The primary circuit 1 includes a first microprocessor system (CPU system) 3 , which serves the coordination of the individual elements and the data transmission procedures. With this first microprocessor system 3 , a second data signal processor system (DSP system) 4 is connected via a serial interface 5 .

Dieses zweite Prozessorsystem dient dem Abbilden der analo gen Funktionen wie der Sprachausgabe, der Sprach- und Tö neerkennung oder der Modulation bzw. Demodulation der digi talen Daten bei analoger Datenübertragung (Modembetrieb). Die beiden Prozessorsysteme 3 und 4 sind über die serielle Schnittstelle 5 mit einer optogalvanischen Entkopplungs stufe 6 verbunden, über welche der Primärstromkreis 1 vom Notstromkreis 2 entkoppelt wird. Im Notstromkreis 2 ist zunächst ein Mikrokontroller 7 vorgesehen, der über eine serielle Schnittstelle 8 mit der optogalvanischen Entkopp lungsstufe 6 verbunden ist. Der Mikrokontroller 7 übernimmt im Notbetrieb sämtliche zur Ausführung der notwendigen Vor richtungsfunktionen erforderlichen Steuerungs- und Koordi nationsaufgaben. Der Mikrokontroller 7 steuert somit sämt liche für den Notbetrieb erforderlichen Elemente, die des halb zwangsläufig in den Notstromkreis 2 eingebunden sind. This second processor system is used to map the analog functions such as voice output, speech and sound recognition or the modulation or demodulation of digital data with analog data transmission (modem operation). The two processor systems 3 and 4 are connected via the serial interface 5 to an opto-galvanic decoupling stage 6 , via which the primary circuit 1 is decoupled from the emergency circuit 2 . In the emergency circuit 2 , a microcontroller 7 is initially provided, which is connected to the optogalvanic decoupling stage 6 via a serial interface 8 . The microcontroller 7 takes over all of the control and coordination tasks required to carry out the necessary device functions in emergency operation. The microcontroller 7 thus controls all the elements required for emergency operation, which are inevitably integrated in the emergency circuit 2 .

Die Stromversorgung des Notstromkreises erfolgt auf der Eingangs- und Ausgangsseite über die Fernsprechnetzschnitt stelle 9, der eine analoge Netzanschaltung 10 nachgeschal tet ist. Mit dem Mikrokontroller 7 steht eine erste Analog- Digital-Wandlereinrichtung 11 mit kombiniertem Sende-Emp fangsverstärker 12 in Verbindung, über welche die über die Netzschnittstelle eingehenden Signale bzw. die vom Mikro kontroller kommenden Signale je nach Betriebsmodus analog oder digital gewandelt, verstärkt und anschließend in das Netz abgegeben werden. Auf der Kommunikationsseite ist der Mikrokontroller mit einer zweiten Analog-Digital-Wandler einrichtung 13 mit nachgeschaltetem Analogverstärker 14 für Mikrophon und Lautsprecher einer Hör- und Sprecheinrichtung 15 verbunden. Zur Bedienung der Vorrichtung im Notbetrieb kommuniziert der Mikrokontroller 7 mit einer Tastatur 16 und einem Display 17 zur Anzeige entsprechender Daten bzw. Informationen.The power supply of the emergency circuit takes place on the input and output side via the telephone network interface 9 , which is followed by an analog network connection 10 . With the microcontroller 7 is a first analog-to-digital converter device 11 with a combined transmit / receive amplifier 12 in connection, via which the incoming signals via the network interface or the signals coming from the microcontroller are converted to analog or digital, depending on the operating mode, amplified and then be released into the network. On the communication side, the microcontroller is connected to a second analog-digital converter device 13 with a downstream analog amplifier 14 for microphone and loudspeaker of a hearing and speaking device 15 . To operate the device in emergency operation, the microcontroller 7 communicates with a keyboard 16 and a display 17 for displaying corresponding data or information.

Die in der Figur beschriebene Vorrichtung arbeitet nun im Normalbetrieb derart, daß alle Aktivitäten von den Prozes soreinheiten 3 und 4 des Primärstromkreises 1 gesteuert werden. Der Notstromkreis 2 arbeitet lediglich als Slavesy stem und sendet Meldungen und digitalisierte (Sprach-)Daten zum bzw. empfängt Kommandos und bearbeitete (Sprach-)Daten von den Prozessorsystemen 3 und 4 über die serielle Schnittstellen 5 und 8 bzw. die optogalvanische Entkopp lungsstufe 6. Das Ausführen bzw. Digitalisieren übernimmt der Mikrokontroller 7. Der Primärstromkreis wird im Normal betrieb über das normale Leitungsnetz versorgt. Der Not stromkreis 2 hingegen wird auch im Normalbetrieb nur über die Fernsprechnetzschnittstelle 9 gespeist.The device described in the figure now works in normal operation such that all activities of the processor units 3 and 4 of the primary circuit 1 are controlled. The emergency circuit 2 only works as a slave system and sends messages and digitized (voice) data to or receives commands and processed (voice) data from the processor systems 3 and 4 via the serial interfaces 5 and 8 or the opto-galvanic decoupling stage 6 . The microcontroller 7 carries out the execution or digitization. In normal operation, the primary circuit is supplied via the normal line network. The emergency circuit 2, however, is fed only through the telephone network interface 9 in normal operation.

Im Notbetrieb ist der Primärstromkreis 1 mit den normaler weise die Steuerung und Koordination übernehmenden Prozes sorsystem 3 und 4 abgeschaltet, da die primäre Stromversor gung infolge Leitungszusammenbruch oder dergleichen ausge fallen ist. Dann übernimmt der Notstromkreis 2 selbständig die zur Realisierung von eventuell von dem Endgerät abge henden Notrufe erforderlichen Funktionen, die über den Mi krokontroller 7 gesteuert und koordiniert werden.In emergency operation of the primary circuit 1 with the normal, the control and coordination of the receiving Prozes sorsystem 3 and 4 is turned off, since the primary power sup ply line due to breakdown or the like is falling out. Then the emergency power circuit 2 independently takes over the functions required to implement any emergency calls that may originate from the terminal, which functions are controlled and coordinated via the microcontroller 7 .

Claims

1. A method for ensuring emergency operation of a hybrid device which can be used as a terminal for voice and / or data communication in the digital ISDN and analog telephone network, the functions of the terminal being controlled and / or coordinated and / or coordinated and / or coordinated in normal operation by means of a power-intensive processor unit. or run, which is fed from a normal power supply via a primary power supply, but in emergency operation in the event of failure of the primary power supply only the lower power available from the telephone network interface is available, characterized in that the required device functions by means of a low-power function in emergency operation , from the low available power operable emergency circuit ( 2 ) is maintained and executed who works independently of the processor unit ( 3 , 4 ) that is no longer in operation, and the least one microcontroller ( 7 ) which controls and / or coordinates and / or executes the corresponding device functions.

2. Device for voice and / or data communication in the digital ISDN and analog telephone network, with a power-intensive processor unit consisting of at least a first microprocessor system for coordination tasks and data transmission procedures and a second data signal processor system, and further elements necessary for operation, such as converter devices for reversible digital-analog conversion, the operation of the device enabling units and. Like., In normal operation, the supply of the device functions controlling and / or coordinating processor unit takes place via a primary power supply from the normal line network, in particular for carrying out the method according to claim 1, characterized by a low-power, via the telephone network interface ( 9 ) fed emergency power circuit ( 2 ) to enable emergency operation in the event of failure of the primary power supply, in which all the elements required for emergency operation are integrated and which, regardless of the decoupled, no longer operated processor unit ( 3 , 4 ), the device functions required for emergency operation maintains, the emergency circuit ( 2 ) having at least one microcontroller ( 7 ) which controls and / or coordinates the elements operating in emergency operation and / or the data and signal transfer.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the power-intensive processor unit ( 3 , 4 ) forms a primary circuit ( 1 ) which is decoupled from the emergency power circuit via an opto-galvanic decoupling stage ( 6 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that the primary and the emergency circuit ( 1 , 2 ) via a serial interface ( 5 ) which can be decoupled via the optogalvani cal decoupling stage ( 6 ) communicate with each other in normal operation.

5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the supply of the emergency circuit ( 2 ) also takes place in normal operation via the telephone network interface ( 9 ).

6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that in normal operation the emergency circuit ( 2 ) works as a slave system to the device functions controlling and / or coordinating processor unit ( 3 , 4 ).