信號調(diào)整器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信號調(diào)整器，并且更具體地，涉及包括狀態(tài)機(jī)和轉(zhuǎn)接驅(qū)動器(re-driver)的信號調(diào)整器。
【背景技術(shù)】
[0002]在電信和計(jì)算機(jī)科學(xué)中，串行通信是通過通信信道或計(jì)算機(jī)總線順序地每次發(fā)送一比特?cái)?shù)據(jù)的過程。串行總線對于短距離或長距離通信是常見的。
[0003]通用串行總線(USB)是用于標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備(包括鍵盤、定點(diǎn)設(shè)備、數(shù)字照像機(jī)、打印機(jī)、便攜式媒體播放器、磁盤驅(qū)動器和網(wǎng)絡(luò)適配器)到個(gè)人計(jì)算機(jī)的連接的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所述連接用于通信和/或供應(yīng)電力。由于USB端口的多功能性，其它設(shè)備(諸如，智能電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)和視頻游戲控制臺)也采用USB。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]在一個(gè)示例中，信號調(diào)整器能夠包括狀態(tài)機(jī)，其被配置為檢測雙向串行總線上的數(shù)據(jù)信號的預(yù)定協(xié)議水平模式。信號調(diào)整器還能夠包括轉(zhuǎn)接驅(qū)動器，其被配置為響應(yīng)于檢測到預(yù)定協(xié)議水平模式，注入電流至雙向串行總線上的數(shù)據(jù)信號的上升沿和下降沿中的至少一個(gè)。
[0005]在另一個(gè)示例中，一個(gè)系統(tǒng)能夠包括經(jīng)由USB信道與另一個(gè)USB設(shè)備通信的給定USB設(shè)備。該系統(tǒng)還能夠包括信號調(diào)整器，其包括狀態(tài)機(jī)，所述狀態(tài)機(jī)被配置為檢測在USB信道上傳播的數(shù)據(jù)信號的預(yù)定協(xié)議水平模式。信號調(diào)整器還能夠包括轉(zhuǎn)接驅(qū)動器，其被配置為響應(yīng)于檢測到預(yù)定協(xié)議水平模式，注入電流到USB信道上的數(shù)據(jù)信號的上升沿和下降沿中的至少一個(gè)。
[0006]在另一個(gè)示例中，一種方法能夠包括通過狀態(tài)機(jī)檢測通過USB傳播的數(shù)據(jù)信號的預(yù)定協(xié)議水平模式。所述方法還能夠包括響應(yīng)于檢測到具有大于預(yù)定最大上升時(shí)間的上升時(shí)間的數(shù)據(jù)信號的上升沿，通過轉(zhuǎn)接驅(qū)動器注入正電流到數(shù)據(jù)信號中。所述方法能夠進(jìn)一步包括響應(yīng)于檢測到具有大于預(yù)定最大下降時(shí)間的下降時(shí)間的數(shù)據(jù)信號的下降沿，通過轉(zhuǎn)接驅(qū)動器注入負(fù)電流到數(shù)據(jù)信號中。
【附圖說明】
[0007]圖1示出包括耦合到信號調(diào)整器的雙向串行通信信道的系統(tǒng)的示例。
[0008]圖2示出耦合到通用串行總線(USB)信道的信號調(diào)整器的示例。
[0009]圖3示出用于檢測USB信道的協(xié)議水平模式的示例方法的流程圖。
[0010]圖4示出示例轉(zhuǎn)接驅(qū)動器的電路圖。
[0011]圖5示出繪出示例數(shù)據(jù)信號的上升沿和下降沿的圖形。
[0012]圖6示出耦合到信號調(diào)整器的雙向串行總線的另一個(gè)示例。
[0013]圖7示出具有耦合到信號調(diào)整器的USB的系統(tǒng)的示例。
[0014]圖8示出用于將電流注入數(shù)據(jù)信號的方法的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本公開涉及一種能夠包括給定通用串行總線(USB)設(shè)備的系統(tǒng)，該給定通用串行總線(USB)設(shè)備經(jīng)由USB信道與另一個(gè)USB設(shè)備通信(例如，經(jīng)由USB總線傳遞數(shù)據(jù))。該系統(tǒng)能夠包括信號調(diào)整器，所述信號調(diào)整器包括狀態(tài)機(jī)，其被配置為檢測USB信道上傳播的數(shù)據(jù)信號的預(yù)定協(xié)議水平模式，諸如高速USB協(xié)議。信號調(diào)整器還能夠包括轉(zhuǎn)接驅(qū)動器，其被配置為響應(yīng)于檢測到預(yù)定協(xié)議水平模式，注入電流到USB信道上的數(shù)據(jù)信號的上升沿和/或下降沿中。與USB中繼器和/或集線器相比，以這種方式，該系統(tǒng)能夠增強(qiáng)數(shù)據(jù)信號，并且從而增加給定的USB設(shè)備和另一 USB設(shè)備之間的最大物理距離，而不會引起延遲和/或不需要的噪聲。該系統(tǒng)還能夠增強(qiáng)數(shù)據(jù)信號，使得數(shù)據(jù)信號克服損失，從而確保產(chǎn)生的增強(qiáng)數(shù)據(jù)信號符合USB規(guī)范。在許多實(shí)例中，在沒有這種數(shù)據(jù)信號增強(qiáng)的情況下，數(shù)據(jù)信號將不符合USB規(guī)范。
[0016]圖1示出具有耦合到數(shù)據(jù)調(diào)整器6的雙向串行通信信道4的系統(tǒng)2的示例。雙向串行通信信道4能夠被實(shí)施為，例如USB信道，但是能夠替換地采用其它串行通信信道。
[0017]為了實(shí)施雙向串行通信信道4，第一雙向串行總線驅(qū)動器8能夠與第二雙向串行總線驅(qū)動器10通信。第一雙向串行總線驅(qū)動器8和第二雙向串行總線驅(qū)動器10每個(gè)均能夠被實(shí)施為，例如USB端口。為了簡化說明的目的，本文說明的示例假設(shè)第一雙向串行總線驅(qū)動器8和第二雙向串行驅(qū)動器10是USB端口。在這種情況下，第一和第二雙向串行總線驅(qū)動器8和10能夠以多種不同的協(xié)議水平模式中的一個(gè)通信。例如，第一和第二雙向串行總線驅(qū)動器8和10能夠與標(biāo)準(zhǔn)USB連接(諸如，數(shù)據(jù)速率達(dá)到1.5兆位/秒(Mb/s)的(由USB 1.0標(biāo)準(zhǔn)限定的)“低速”連接、數(shù)據(jù)速率達(dá)到12Mb/s的(由USB 1.0標(biāo)準(zhǔn)限定的)“全速”連接、數(shù)據(jù)速率達(dá)到480Mb/s的(由USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)限定的)“高速”連接或數(shù)據(jù)速率達(dá)到5千兆位/秒(Gb/s)的(由USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)限定的)“超速”連接的高速部件)通信。在這種情況下，超速發(fā)信號通過信號線并行操作，信號線與超速連接的高速部件分離。附加地或替換地，第一雙向串行總線驅(qū)動器8和第二雙向串行總線驅(qū)動器10能夠通過諸如“USB忙碌(On-The-Go) ”或“電池充電(Battery Charging) ”的標(biāo)準(zhǔn)通信。
[0018]信號調(diào)整器6能夠在雙向串行通信通道4的端點(diǎn)(例如，USB端口)處或靠近雙向串行通信通道4的端點(diǎn)耦合到雙向串行通信通道4，或在第一雙向串行總線驅(qū)動器8和第二雙向串行總線驅(qū)動器10之間的任何位置(例如，電纜的中點(diǎn))耦合到雙向串行通信通道4。
[0019]信號調(diào)整器6能夠包括狀態(tài)機(jī)12，其能夠檢測在雙向串行通信信道4中采用的協(xié)議水平模式。如本文所使用的，術(shù)語“協(xié)議水平模式”能夠指示通信協(xié)議和數(shù)據(jù)速度，諸如，前述的低速、全速、高速、超速、USB忙碌或電池充電協(xié)議水平模式。例如，狀態(tài)機(jī)12能夠被實(shí)施為，硬件設(shè)備、固件設(shè)備或其組合。例如，在一些示例中，狀態(tài)機(jī)12能夠被實(shí)施為，印刷電路、專用集成電路(ASIC)芯片、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等。在其它示例中，能夠被利用固件實(shí)施狀態(tài)機(jī)12，諸如具有在非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲器中編程的機(jī)器可讀指令的微控制器。
[0020]狀態(tài)機(jī)12能夠被編程為響應(yīng)檢測到在第一雙向串行總線驅(qū)動器8和第二雙向串行總線驅(qū)動器10之間傳播的信號的預(yù)定協(xié)議水平模式，激活信號調(diào)整器6的轉(zhuǎn)接驅(qū)動器14，該信號能夠被稱為數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)信號能夠表征封裝數(shù)據(jù)的多個(gè)數(shù)據(jù)包，所述多個(gè)數(shù)據(jù)包在第一雙向串行總線驅(qū)動器8和第二雙向串行總線驅(qū)動器10之間傳輸。在一些示例中，預(yù)定協(xié)議水平模式能夠是全速或高速模式。在諸如其中雙向串行通信信道4不滿足USB標(biāo)準(zhǔn)的情況的其它示例中，預(yù)定協(xié)議水平模式能夠是不同的。狀態(tài)機(jī)12能夠通過分析數(shù)據(jù)信號的波形來檢測預(yù)定協(xié)議水平模式，使得狀態(tài)機(jī)12不需要分析在雙向串行通信信道4上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)。
[0021]轉(zhuǎn)接驅(qū)動器14能夠被實(shí)施為電流注入器。另外，例如，轉(zhuǎn)接驅(qū)動器14能夠被實(shí)施為硬件、固件或其組合。轉(zhuǎn)接驅(qū)動器14能夠被配置為將電流注入到數(shù)據(jù)信號中。為了注入電流，轉(zhuǎn)接驅(qū)動器14能夠包括能夠檢測數(shù)據(jù)信號的上升沿或下降沿的沿檢測器16。轉(zhuǎn)接驅(qū)動器14能夠響應(yīng)沿檢測器分別檢測到上升時(shí)間大于預(yù)定最大上升時(shí)間(例如，大約100皮秒)或下降時(shí)間大于預(yù)定最大下降時(shí)間(例如，大約100皮秒)，將電流注入到上升沿和/或下降沿。這種注入能夠縮短數(shù)據(jù)信號的上升時(shí)間和/或下降時(shí)間。轉(zhuǎn)接驅(qū)動器14能夠工作為信號整形部件，使得不需要分析經(jīng)由雙向串行通信信道4傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包內(nèi)的數(shù)據(jù)。
[0022]系統(tǒng)2能夠被實(shí)施為，使得狀態(tài)機(jī)12響應(yīng)于檢測到雙向串行通信信道4處的預(yù)定協(xié)議水平模式，僅激活轉(zhuǎn)接驅(qū)動器14。因此，轉(zhuǎn)接驅(qū)動器14不干擾低速通信(例如，低速、全速、電池充電等)。例如，在這種低速通信期間，狀態(tài)機(jī)12能夠禁用轉(zhuǎn)接驅(qū)動器14。
[0023]如本文所解釋的，狀態(tài)機(jī)12能夠在雙向串行通信信道4的數(shù)據(jù)線(例如，USB連接的D+和D-線)上采用若干單端和/或差分信號比較器(例如，模擬前端)，以比較數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)信號和預(yù)定電壓水平，從而確定在雙向通信信道4上正在采用哪種協(xié)議水平模式。這種確定能夠被用以啟用或禁用轉(zhuǎn)接驅(qū)動器14。附加地，沿檢測器16能夠監(jiān)測數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)信號，以確定在數(shù)據(jù)信號的上升沿處是否需要正電流注入，并且確定在數(shù)據(jù)信號的下降沿處是否需要負(fù)電流。在許多情況下，隨著電流繼續(xù)注入，減少數(shù)據(jù)信號的上升時(shí)間和下降時(shí)間，使得不再需要將負(fù)電流和/或正電流注入(例如，增強(qiáng))到數(shù)據(jù)信號中。
[0024]采用系統(tǒng)2能夠增加第一雙向串行總線驅(qū)動器8和第二雙向串行總線驅(qū)動器10之間的最大物理距離。例如，在許多常規(guī)USB 2.0連接中，USB端口必須被分離至