專利名稱：通用串行總線裝置的制作方法
技術領域：
本發明有關于一種通用串行總線(universal serial bus, USB) 技術，特別有關于USB 3.0技術。
背景技術：
圖l為一種通用串行總線(USB)系統，包括一主機102、 一 USB裝置104以及連接兩者的一USB纜線106。本說明書特別以 USB 3.0技術為例。
在正常纟喿作下，主機102與USB裝置104皆處于一正常操作 狀態UO,以正常收發數據包。使用者可自由去能該主機102的 USB傳輸。例如，利用主機102的操作系統所提供的 一 種操作"安 全移除USB裝置"，即可將主機102的USB傳輸去能。
然而，在傳統:技術中，主機102去能USB傳輸時并不通知 USB裝置104 ，導致USB裝置104持續維持在正常操作狀態UO, 消耗大量電力。
發明內容
本發明公開一種通用串行總線裝置。
USB系統包括一主機、一USB裝置以及連結該主機與該 USB裝置的一USB纜線。
USB裝置包4舌 一 電子物理層(electrical physical layer , EPHY)模塊、 一邏輯物理層(logical physical layer, LPHY)模塊、 一連結層(link layer)模塊以及一協議層(protocol layer)模塊。本 發明特別對其中邏輯物理層模塊以及連結層模塊作特別設計。
此段以一種實施方式為例。上述電子物理層模塊負責判讀該U S B纜線中 一 第 一 傳輸線與 一 第二傳輸線的電壓，以產生恢 復時脈與數據。邏輯物理層模塊將偵測上述恢復時脈與數據以 產生一提示信號；此外，邏輯物理層模塊在偵測不到該參考信 號時設定該提示信號為一特定值。上述連結層模塊具有一狀態 機。該連結層模塊將判斷該提示信號是否等于該特定值，并于 該提示信號維持在該特定值 一 特定時間長度后令該狀態機離開 一正常操作狀態。
上述第 一 傳輸線與第二傳輸線可為U S B纜線內的一 T X+傳 輸線與一TX-傳輸線。
本發明所述的通用串行總線裝置，在主機的通用串行總線 傳輸去能后，可迅速地進入連結去能狀態，從而避免無謂的電 力消耗。
圖l圖解一種通用串行總線(USB)系統；
圖2為本發明USB系統的 一種實施方式；
圖3示意USB纜線中TX+傳輸線與TX-傳輸線的操作電壓；
圖4以狀態圖舉例說明主機2 02的 一 種狀態切換與U S B裝置 204的一種狀態切換；
圖5以另 一 狀態圖舉例說明主才幾202的 一 種狀態切換與USB 裝置204的一種狀態切換。
具體實施例方式
為讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能更明顯易懂， 下文特舉出較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖2為本發明通用串行總線(universal serial bus, USB)系統 的一種實施方式，所采用的傳輸技術為USB 3.0。此USB系統包括 一 主機202 、 一USB裝置204以及溝通該主機202與該USB裝置 204的一USB纜線。USB纜線由多條傳輸線組合而成。為了說明 方便，圖2中僅標示出該條USB纜線中的TX+傳輸線與TX-傳輸線。
USB裝置204包^舌 一 電子物理層(electrical physical layer, EPHY)才莫塊206、 一邏輯物理層(logical physical layer, LPHY) 模塊208、 一連結層(link layer)模塊210以及一協議層(protocol layer)模塊212 。 連結層模塊210包括 一 狀態機(state machine)214,例如，USB 3.0傳輸協議的鏈路訓練與狀態機(link training and status state machine, LTSSM), 用以定義連4妄^1犬態 (link connectivity)與電源 一犬態(link power management)。 本發明 針對T X+傳輸線與T X -傳輸線的特性設計該邏輯物理層模塊2 0 8 與該連結層模塊210,使狀態機214得以更靈活的切換，達到省 電效果。
圖3示意上述TX+傳輸線與上述TX-傳輸線的操作電壓，其
中包括一差動信號工作高電壓Vtxh、 一差動信號工作低電壓Vtx！ 以及一共模電壓VcM。差動信號工作高電壓Vtxh、差動信號工作
低電壓V^以及共模電壓VcM在USB3.0技術的規格書中皆有詳 細定義其電壓范圍。在正常操作狀態(UO)時，TX+傳輸線與TX國 傳輸線的電壓(以5Gb/s的速率)在差動信號工作高電壓Vg、差 動信號工作低電壓Vtxl間變換(toggle)。
再參閱圖2，電子物理層模塊206前端有一接收電路(Rx)(圖 未顯示)用以接收TX+傳輸線與TX-傳輸線的電壓，再傳送給電 子物理層模塊206。電子物理層模塊206判讀丁乂+傳輸線與丁乂-傳輸線的電壓，其中電子物理層模塊2 06包括 一 時脈數據恢復電 路(Clock Data Recovery, CDR)(未顯示)，用以將TX+傳輸線與 TX-傳輸線的電壓恢復為恢復時脈與數據供后級電路使用。舉例說明，耦接于電子物理層模塊206的邏輯物理層模塊208可根 據該恢復時脈的上升緣擷取上述數據。
邏輯物理層模塊208包括多個邏輯電路(未圖示)，用以根 據TX+傳輸線與TX-傳輸線的電壓的判讀結果(上述恢復時脈與 數據)產生一提示信號216。然而，主機202的USB傳輸為連結去 能狀態(SS.Disabled)時，TX+傳輸線與TX-傳輸線的電壓無法被 電子物理層模塊2 0 6的時脈數據恢復電路恢復為恢復時脈與數 據供后級電路使用，導致邏輯物理層模塊208無法偵測到上述恢 復時脈，亦無法根據該恢復時脈的上升緣擷取上述數據。關于 此狀況，邏輯物理層模塊208會設定提示信號216為 一特定值 (specific pattern)以標示。
連結層模塊210耦接于邏輯物理層模塊208。連結層模塊210 將提示信號216與該特定值比較，并且于提示信號216維持在該 特定值一特定時間長度后，令狀態機214離開 一正常操作狀態。
相較于傳統技術，本發明USB裝置204會隨著主機202動作， 在主機的USB傳輸去能后也相應地離開正常才喿作狀態，不會困 在正常操作狀態中。此設計有助于減少能量消耗。
參閱圖2所示的實施方式，其中連結層模塊210還包括一 比 較器218以及一計數器220。比較器218將提示信號216與上述特 定值比較。計數器220耦接該比較器218,用以估算該提示信號 216維持在該特定值的時間長度。若計數器220顯示該提示信號 216維持在該特定值達到上述特定時間長度，則狀態機214離開 正常操作狀態。
其他合適的數值。此外，提示信號216可有多種設計。
舉例說明，提示信號216可分為兩部分，分別為一第一總線 信號(可命名為PHYLS—RXD)以及一第二總線信號(可命名為PHYLS_RXDISK),其中，第一總線信號PHYLS—RXD包括32位， 第二總線信號PHYLS_RXDISK包括4位。邏輯物理層模塊208于 無法偵測到恢復時脈時，令第 一 總線信號PHYLS—RXD傳送一 第一值，且令第二總線信號PHYLS—RXDISK傳送一第二值。上 述第一值與上述第二值組合成前述的特定值。本發明一種實施 方式令該第 一值為32位的0，且令該笫二值為4位的111 lb。
在某些實施方式中，連結層模塊210于提示信號216維持在 上述特定值上述特定時間長度后，不僅令狀態才幾214離開正常才喿 作狀態，還令狀態機214進入 一 連結重建狀態(Recovery.Active)。 在連結重建狀態下，USB裝置204發出 一 調訓序列(training sequence 1， TS1)4寺主才幾202回應。在圖4會更力口詳會田；也i兌明其中 細節。
本發明設計有利于節省耗電量。圖4以狀態圖舉例說明，其 中包括主機202的 一 種狀態切換與USB裝置204的 一 種狀態切 換。主機202原本處于一正常操作狀態402,接著，使用者將主 機202的USB傳輸去能，使主機202切換至 一 連結去能狀態404, 令TX+傳輸線與TX-傳輸線的電壓不存在恢復時脈與數據信息。 由于電子物理層模塊206的時脈數據恢復電路無法將所接收的 TX+傳輸線與TX-傳輸線的電壓轉換為恢復時脈與數據，邏輯物 理層模塊208將偵測不到恢復時脈，故邏輯物理層模塊208設定 提示信號216為一特定值。連結層模塊210在偵測到提示信號216 維持在上述特定值上述特定時間長度后，切換原本為正常操作 狀態406的狀態機214至連結重建狀態408 ，使USB裝置204發出 調訓序列TS1待主機202回應。由于主機202處于連結去能狀態 404,故不回應調訓序列(TS1)。 USB裝置204轉而切換至一連結 失效狀態(SS.Inactive) 410,以確認主機202是否存在。由于主 機202處于連結去能狀態404，故USB裝置204偵測不到主機202，進而切換USB裝置204的狀態至連結去能狀態412。利用本發明 所提供的機制，主機202的USB傳輸去能后，USB裝置204將迅 速地進入連結去能狀態412 ，可避免無謂的電力消耗。
圖5以另 一 狀態圖舉例說明主機202的 一 種狀態切換與USB 裝置204的一種狀態切換。與圖4相較，主機202后來又重新啟動 其U S B傳輸功能，自連結去能狀態404切換至 一 偵測連結狀態 (RxDetect.Active) 502。在偵測連結狀態502下，主才幾202將偵測 USB裝置204是否存在。由于USB裝置204已被切換至連結去能 狀態412,故主機202自偵測連結狀態502切換至一連結偵測去能 狀態(RxDetect.Quiet) 5(M,避免浪費能量在USB裝置偵測上。
以上所述僅為本發明較佳實施例，然其并非用以限定本發 明的范圍，任何熟悉本項技術的人員，在不脫離本發明的精神 和范圍內，可在此基礎上做進一步的改進和變化，因此本發明 的保護范圍當以本申請的權利要求書所界定的范圍為準。
附圖中符號的簡單說明如下
102、
106
206
210
214
218
402、
404、
408
410
502
504
202: 主機
USB纜線
電子物理層模塊
連結層模塊
狀態機
比較器
104、 204: USB裝置
208:邏輯物理層模塊 212:協議層模塊 216:提示信號 220:計數器
406:正常才喿作狀態(UO)
412:連結去能狀態(SS.Disabled)
連結重建狀態(Recovery.Active)
連結失效狀態(SS.Inactive)
偵測連結狀態(RxDetect.Active)
連結偵測去能狀態(RxDetect.Quiet)TX+、 TX-: USB纜線中的兩條傳輸線
Vtxh、 VCM、 Vtxl: TX+、 TX-傳輸線的操作電壓。
權利要求
1.一種通用串行總線裝置，其特征在于，包括一電子物理層模塊，判讀一第一傳輸線與一第二傳輸線的電壓以產生恢復時脈與數據；一邏輯物理層模塊，偵測上述恢復時脈與上述數據以產生一提示信號，且在無法偵測到該恢復時脈時設定該提示信號為一特定值；以及一連結層模塊，具有一狀態機；其中，上述連結層模塊將該提示信號與該特定值比較，于該提示信號維持在該特定值一特定時間長度后，令該狀態機離開一正常操作狀態。
2. 根據權利要求l所述的通用串行總線裝置，其特征在于， 上述第一傳輸線與上述第二傳輸線分別為一通用串行傳輸纜線 中的TX+傳輸線與TX-傳輸線。
3. 根據權利要求l所述的通用串行總線裝置，其特征在于， 該連結層模塊于該提示信號維持在該特定值該特定時間長度 后，還令該狀態機進入一連結重建狀態，使該通用串行總線裝 置發出 一調訓序列待一主機回應。
4. 根據權利要求3所述的通用串行總線裝置，其特征在于， 該連結層才莫塊于該主才幾不回應該調訓序列時，切換該狀態機至 一連結失效狀態，以偵測該主4幾是否存在。
5. 根據權利要求4所述的通用串行總線裝置，其特征在于， 該連結層模塊于偵測主機動作失敗時，切換該狀態機至一連結 去能狀態。
6. 根據權利要求l所述的通用串行總線裝置，其特征在于， 該連結層模塊還包括一比較器，將該提示信號與該特定值比較；以及 一計數器，耦接該比較器，用以估算該提示信號維持在該特定值的時間長度，以供控制該狀態機使用。
7. 根據權利要求l所述的通用串行總線裝置，其特征在于， 該提示信號包括 一 第 一 總線信號以及 一 第二總線信號，該第一 總線信號包括32位，該第二總線信號包括4位。
8. 根據權利要求7所述的通用串行總線裝置，其特征在于， 上述特定值包括對應該第 一 總線信號的 一 第 一值以及對應該第 二總線信號的一第二值，該第一值為32位的0、且該第二值為4 位的llllb。
全文摘要
本發明公開一種通用串行總線裝置。通用串行總線裝置包括電子物理層模塊、邏輯物理層模塊以及連結層模塊。電子物理層模塊負責判讀通用串行總線纜線中一第一傳輸線與一第二傳輸線的電壓以產生恢復時脈與數據。邏輯物理層模塊偵測上述恢復時脈與上述數據以產生一提示信號，且在偵測不到該恢復時脈時設定該提示信號為一特定值。連結層模塊判斷該提示信號是否為該特定值，并計數該提示信號維持在該特定值的時間長度。若該提示信號維持在該特定值一特定時間長度，連結層模塊令所持有的一狀態機離開一正常操作狀態。本發明所述的通用串行總線裝置，在主機的通用串行總線傳輸去能后，可迅速地進入連結去能狀態，從而避免無謂的電力消耗。
文檔編號G06F13/42GK101561794SQ20091014696
公開日2009年10月21日 申請日期2009年6月5日 優先權日2009年6月5日
發明者劉孟帆, 林佑隆 申請人:威盛電子股份有限公司