專利名稱：一種集成型集線器控制芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集線器控制芯片，特別涉及一種集成型USB集線器控制心片。
背景技術(shù)：
近幾年來，隨著科技的快速發(fā)展，3C產(chǎn)品日新月異，各種計(jì)算機(jī)周邊產(chǎn) 品如雨后春筍般不斷問世，而主機(jī)端與裝置端之間所使用的傳輸技術(shù)也不斷 演進(jìn)，但從目前來講，最被廣泛使用且較具穩(wěn)定性的傳輸方式還是采用USB 的傳輸技術(shù)來進(jìn)行周邊裝置與主機(jī)系統(tǒng)的連結(jié)。而USB傳輸技術(shù)不僅己開發(fā) 成熟且設(shè)計(jì)簡單，在速度上更符合大多數(shù)周邊裝置的要求，儼然成為目前市 面上主流產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)搭載使用的傳輸方式。
然而，由于個(gè)人計(jì)算機(jī)對于USB連接端口的提供有限，尤其是筆記型計(jì)算機(jī)，不僅原本主機(jī)板上所能支持的端口數(shù)固定，同時(shí)在外觀設(shè)計(jì)上又必須 考慮到整體的尺寸大小，因此便更加限制了USB連接端口的提供數(shù)量。
此外，由于消費(fèi)者對于產(chǎn)品功能的要求，導(dǎo)致現(xiàn)今開發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品都必 須講究多功能集成并強(qiáng)調(diào)其支持性，以增加消費(fèi)者的購買動(dòng)機(jī)，例如筆記型計(jì)算機(jī)在早期額外搭配磁盤驅(qū)動(dòng)器、PCMCIA接口或光驅(qū)等便是屬于完整 的配備；但現(xiàn)今的筆記型計(jì)算機(jī)更是必須搭載有各種無線傳輸技術(shù)(如紅外 線、藍(lán)牙等)、硅碟機(jī)甚至是數(shù)字?jǐn)z影機(jī)等以增加產(chǎn)品的競爭力。然而承上所 述，如果各種周邊裝置采用USB傳輸技術(shù)來設(shè)計(jì)，將各個(gè)周邊裝置的控制芯 片內(nèi)建于筆記型計(jì)算機(jī)中，不僅會(huì)占用主機(jī)板上的電路空間，同時(shí)也會(huì)造成 主機(jī)板剩余可用的USB端口數(shù)量減少。
為了解決此問題，請參見圖l，為現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用USB集線器架構(gòu)的主機(jī) 板模塊示意圖，如圖所示，在基于USB規(guī)格的條件下，集線器控制芯片10a 包含有一第一上行端口 ioia以用來連接主機(jī)板la本身所提供的輸入/輸出控制器集線單元(I/O Controller Hub， ICH又稱南橋)20a而得以進(jìn)行通訊，并 且集線器控制芯片10a同時(shí)包含多個(gè)第一下行端口 102a以分別用來連接周邊 控制芯片30a中的第二上行端口 301a，而在上述每個(gè)上行端口及下行端口中 也分別包括端口控制器(Port Controller)(圖中未示出)以控制上行端口及下 行端口的運(yùn)作。藉此達(dá)到橋接輸入/輸出控制器集線單元20a及周邊控制芯片 30a而進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康摹?br> 這種解決方式雖然可以克服占用主機(jī)板la輸入/輸出控制器集線單元20a 所提供的USB端口的問題，可是不僅各周邊控制芯片30a并沒有減少，而且 必須增加集線器控制芯片10a的電路空間，使得占用主機(jī)板la的空間無法有 效縮小。再者，由于集線器控制芯片10a及各個(gè)周邊控制芯片30a中仍通過 上行端口及下行端口來進(jìn)行通訊，且其中都必須分別設(shè)計(jì)有端口控制器以控 制每一上行端口及下行端口的運(yùn)作，因此反而增加硬件設(shè)計(jì)上的成本負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，利用硬件電路可共享的特 性，將集線器控制芯片及多個(gè)周邊裝置控制芯片進(jìn)行集成，以省去各周邊控 制芯片的上行端口 (含端口控制器)，以及可空出集線器控制芯片的下行端口 而與原本主機(jī)板輸入/輸出控制器集線單元所擁有的USB端口同時(shí)提供給其 它外接USB周邊裝置使用。藉此，不僅可節(jié)省主機(jī)板的電路空間、減少硬件 成本，更可達(dá)到增加集線器控制芯片的多用性及擴(kuò)充性的目的。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明所提出的一種方案，提供一種集成型集 線器控制芯片，應(yīng)用于一應(yīng)用系統(tǒng)的主機(jī)板，其包括 一上行端口傳輸單元、 一上行端口控制單元、 一中繼線路單元、 一鍵盤控制模塊、 一數(shù)字?jǐn)z影控制 模塊、 一存儲媒體控制模塊及一中繼線路控制單元。其中，上行端口傳輸單 元用以連接主機(jī)板所提供的一輸入/輸出控制器集線單元(I/O Controller Hub, ICH)，而上行端口控制單元控制上行端口傳輸單元所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸方向， 再者，中繼線路單元電性連接上行端口控制單元，并提供至少一傳輸路徑供 數(shù)據(jù)傳輸。此外，鍵盤控制模塊、數(shù)字?jǐn)z影控制模塊及存儲媒體控制模塊則 分別用來提供給應(yīng)用系統(tǒng)連接一按鍵矩陣、一取像元件及至少一卡片連接器， 最后，再由電性連接中繼線路單元的中繼線路控制單元根據(jù)上行端口傳輸單 元及上述這些控制模塊所運(yùn)作的數(shù)據(jù)傳輸速度而切換中繼傳輸單元的傳輸路
徑，以符合該輸入/輸出控制器集線單元及這些控制模塊相互間的數(shù)據(jù)傳輸。
以上的概述與接下來的詳細(xì)說明及附圖，都是為了能進(jìn)一步說明本發(fā)明 為達(dá)成預(yù)定目的所采取的方式、手段及功效。而有關(guān)本發(fā)明的其它目的及優(yōu) 點(diǎn)，將在后續(xù)的說明及圖式中加以闡述。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用USB集線器架構(gòu)的主機(jī)板模塊示意圖2為本發(fā)明集成型集線器控制芯片的實(shí)施例模塊圖3為本發(fā)明應(yīng)用于筆記型計(jì)算機(jī)的實(shí)施例示意圖。
圖中，
la主機(jī)板10a集線器控制芯片
101a第一上行端口102a第一下行端口
20a輸入/輸出控制器集線單元30a周邊控制芯片
301a第二上行端口1集線器控制芯片
10上行端口傳輸單元100筆記型計(jì)算機(jī)
110按鍵矩陣120取像元件
130卡片連接器140USB連接端口
150按鈕開關(guān)2輸入/輸出控制器集線單元
20上行端口控制單元30中繼線路單元
301轉(zhuǎn)發(fā)器302轉(zhuǎn)譯器
40中繼線路控制單元50鍵盤控制模塊
51數(shù)字?jǐn)z影控制模塊52存儲媒體控制模塊
53電源控制模塊60下行端口控制單元
70下行端口傳輸單元80接口控制單元
收發(fā)宏接口802串行接口引擎
具體實(shí)施例方式
請參見圖2，為本發(fā)明集成型集線器控制芯片的實(shí)施例模塊圖，如圖所 示，本發(fā)明提供一種集線器控制芯片1，其運(yùn)用在一應(yīng)用系統(tǒng)的主機(jī)板(圖 中未示出)上，集線器控制芯片1包括 一上行端口 (Upstream Port)傳輸 單元10、 一上行端口控制單元20、 一中繼線路單元30、 一中繼線路控制單元40、 一鍵盤控制模塊50、 一數(shù)字?jǐn)z影控制模塊51、 一存儲媒體控制模塊52、 一電源控制模塊53、多個(gè)下行端口 (Downstream Port)控制單元60及多個(gè)下行端口傳輸單元70。此外，請同時(shí)參見圖3，為本發(fā)明應(yīng)用于筆記型計(jì)算機(jī)的實(shí)施例示意圖，因此上述的應(yīng)用系統(tǒng)在以下說明時(shí)都以筆記型計(jì)算機(jī)100為例來進(jìn)行說明。
其中，上行端口傳輸單元10連接主機(jī)板所提供的一輸入/輸出控制器集 線單元(I/O Controller Hub， ICH) 2，而上行端口控制單元20則用以控制上行端口傳輸單元10的數(shù)據(jù)傳輸方向以和輸入/輸出控制器集線單元2進(jìn)行數(shù)據(jù)存取操作。相對的，這些下行端口傳輸單元70可分別連接至筆記型計(jì)算機(jī) 100的USB連接端口140，并且通過USB連接端口140再與外接USB周邊裝置進(jìn)行連接，而下行端口控制單元60分別連接下行端口傳輸單元70進(jìn)而 得以控制下行端口傳輸單元70的數(shù)據(jù)傳輸方向以和USB周邊裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)存取操作。
而鍵盤控制模塊50、數(shù)字?jǐn)z影控制模塊51、存儲媒體控制模塊52及電 源控制模塊53等周邊裝置控制模塊都直接連接中繼線路控制單元40。其中 鍵盤控制模塊50只要連接一按鍵矩陣110，使用者便可以通過該按鍵矩陣110 進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入，鍵盤控制模塊50對按鍵矩陣110的數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行控制，從而達(dá)成按鍵矩陣110與輸入/輸出控制器集線單元2間的數(shù)據(jù)傳輸；而數(shù)字?jǐn)z影控制模塊51只要連接至一取像元件120，便可以控制取像元件120的運(yùn)作而達(dá)成攝影的效果，其中該取像元件120可為一電荷耦合元件(CCD)或一接 觸式圖像傳感器(CIS)。另外，存儲媒體控制模塊52可連接至至少一卡片連接器(Socket) 130，便產(chǎn)生有存儲卡讀卡機(jī)的功能，而其中的卡片連接器130可以是例如各種存儲卡的單一插槽連接器或多合一插槽連接器，此外，在存 儲媒體控制模塊52中可進(jìn)一步內(nèi)建一存儲有開機(jī)程序的閃存(Flash Memory ) (圖中未示出)，使得筆記型計(jì)算機(jī)100若設(shè)定為USB開機(jī)模式時(shí)得以加載執(zhí)行。再者，電源控制模塊53提供筆記型計(jì)算機(jī)100可連接至少一按鈕開關(guān)150，以供使用者通過按鈕開關(guān)150控制主機(jī)板的供電情況。
而中繼線路單元30電性連接上行端口控制單元20且進(jìn)一步包含有一轉(zhuǎn)發(fā)器(Repeater) 301及一轉(zhuǎn)譯器(Transaction Translator) 302以產(chǎn)生至少一傳輸路徑來分別提供給鍵盤控制模塊50、數(shù)字?jǐn)z影控制模塊51、存儲媒體控
制模塊52、電源控制模塊53及通過下行端口傳輸單元70所連接的USB周邊 裝置等與輸入/輸出控制器集線單元2之間的數(shù)據(jù)傳輸，并且緊接著通過電性 連接中繼線路單元30的中繼線路控制單元40根據(jù)這些控制模塊及上行端口 傳輸單元10的傳輸速度來加以切換中繼線路單元30中的傳輸路徑，而上行 端口傳輸單元10依據(jù)所連接的輸入/輸出控制器集線單元2的規(guī)格而運(yùn)作相 同的傳輸速度，該傳輸速度可以例如為高速(High-speed)、全速(Full-speed) 或低速(Low-speed)。如果控制模塊或USB周邊裝置與上行端口傳輸單元10 為相同傳輸速度時(shí)，則中繼線路控制單元40切換中繼線路單元30為使用轉(zhuǎn) 發(fā)器301來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；反之，如果控制模塊或USB周邊裝置與上行端口 傳輸單元10為不同傳輸速度時(shí)，則中繼線路控制單元40切換中繼線路單元 30為使用轉(zhuǎn)譯器302來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
最后，為符合USB規(guī)格，集線器控制芯片l更進(jìn)一步包含一接口控制單 元80，跨接于上行端口傳輸單元10及上行端口控制單元20間，用以處理集 線器控制芯片1與輸入/輸出控制器集線單元2之間的接口信息，其中更包含 一收發(fā)宏接口 801及一串行接口引擎802，其利用收發(fā)宏接口 801來處理串/ 并轉(zhuǎn)換、編/譯碼或位填充等操作，而通過串行接口引擎802來定義符合USB 規(guī)格的傳輸協(xié)議。
綜上所述，本發(fā)明不僅可用以擴(kuò)充原本主機(jī)板的輸入/輸出控制器集線單 元2所提供的USB端口數(shù)量，更可因集成有多個(gè)控制模塊，因此得以改善原 本USB集線器控制芯片單純僅用于擴(kuò)充USB端口數(shù)量的用途，形成具有內(nèi) 建多功能的專用集成電路(ASIC)，充分展現(xiàn)其多用性及擴(kuò)充性的目的。此 外，更可因減少周邊裝置控制器的使用而降低主機(jī)板的電路使用空間及節(jié)省 設(shè)計(jì)開發(fā)成本。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例的詳細(xì)說明及圖式而已，并非用以 限制本發(fā)明，本發(fā)明的所有范圍應(yīng)以本申請專利范圍為準(zhǔn)，任何熟悉本技術(shù) 者在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾皆可涵蓋在以下本案所界定 的專利范圍。
權(quán)利要求
1. 一種集成型集線器控制芯片，其特征在于，應(yīng)用于一應(yīng)用系統(tǒng)的主機(jī)板，包括一上行端口傳輸單元，連接該主機(jī)板所提供的一輸入/輸出控制器集線單元；一上行端口控制單元，控制該上行端口傳輸單元的傳輸方向；一中繼線路單元，電性連接該上行端口控制單元，并提供至少一傳輸路徑；一鍵盤控制模塊，連接一按鍵矩陣，并控制按鍵矩陣的數(shù)據(jù)輸入；一數(shù)字?jǐn)z影控制模塊，連接至一取像元件，并控制取像元件的運(yùn)作；一存儲媒體控制模塊，連接至少一卡片連接器，用以實(shí)現(xiàn)存儲卡讀卡機(jī)的功能；及一中繼線路控制單元，用于電性連接該中繼線路單元，并根據(jù)該上行端口傳輸單元及這些控制模塊的傳輸速度而切換該傳輸路徑。
2. 如權(quán)利要求l所述的集成型集線器控制芯片，其特征在于，所述的應(yīng) 用系統(tǒng)為筆記型計(jì)算機(jī)。
3. 如權(quán)利要求l所述的集成型集線器控制芯片，其特征在于，所述的中 繼線路單元進(jìn)一步包含-一轉(zhuǎn)發(fā)器，供該中繼線路控制單元在這些控制模塊與該上行端口傳輸單 元為相同傳輸速度時(shí)所切換使用的傳輸路徑；及一轉(zhuǎn)譯器，供該中繼線路控制單元在這些控制模塊與該上行端口傳輸單 元為不同傳輸速度時(shí)所切換使用的傳輸路徑。
4. 如權(quán)利要求l所述的集成型集線器控制芯片，其特征在于，所述的存 儲媒體控制模塊更進(jìn)一步內(nèi)建一閃存，并在該閃存中存儲有一開機(jī)程序以在 該應(yīng)用系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)得以加載執(zhí)行。
5. 如權(quán)利要求l所述的集成型集線器控制芯片，其特征在于，所述的卡 片連接器為存儲卡的單一插槽連接器或多合一插槽連接器。
6. 如權(quán)利要求l所述的集成型集線器控制芯片，其特征在于，所述的傳 輸速度為高速、全速或低速。
7. 如權(quán)利要求l所述的集成型集線器控制芯片，其特征在于，所述的上 行端口傳輸單元依據(jù)該輸入/輸出控制器集線單元的規(guī)格而運(yùn)作相同的傳輸 速度。
8. 如權(quán)利要求l所述的集成型集線器控制芯片，其特征在于，進(jìn)一步包括多個(gè)下行端口傳輸單元，分別通過一 USB連接端口來連接一外接USB 周邊裝置；及多個(gè)下行端口控制單元，連接該中繼線路控制單元，并控制這些下行端 口傳輸單元的傳輸方向。
9. 如權(quán)利要求l所述的集成型集線器控制芯片，其特征在于，進(jìn)一步包 括一電源控制模塊，電性連接該中繼線路控制單元，并可連接至少一個(gè)按鈕 開關(guān)，用以控制該主機(jī)板的供電狀況。
10. 如權(quán)利要求1所述的集成型集線器控制芯片，其特征在于，進(jìn)一步 包括一接口控制單元，跨接于該上行端口傳輸單元及該上行端口控制單元， 用以處理與該輸入/輸出控制器集線單元間的接口信息。
11. 如權(quán)利要求10所述的集成型集線器控制芯片，其特征在于，所述的 接口控制單元包含一收發(fā)宏接口，用以處理串/并轉(zhuǎn)換、編/譯碼或位填充等操作；及 一串行接口引擎，用以定義通用串行總線的傳輸協(xié)議。
全文摘要
一種集成型集線器控制芯片，運(yùn)用于一應(yīng)用系統(tǒng)的主機(jī)板，其包括一上行端口傳輸單元、一上行端口控制單元、一中繼線路單元、一鍵盤控制模塊、一數(shù)字?jǐn)z影控制模塊、一存儲媒體控制模塊及一中繼線路控制單元。其中，通過中繼線路控制單元直接連接鍵盤控制模塊、數(shù)字?jǐn)z影控制模塊及存儲媒體控制模塊，并根據(jù)這些控制模塊的數(shù)據(jù)傳輸速度來切換中繼線路單元中的傳輸路徑，再由上行端口控制單元控制上行端口傳輸單元的傳輸方向以達(dá)成和主機(jī)板間進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。借此，以達(dá)到節(jié)省主機(jī)板的電路空間、減少硬件成本以及增加集線器控制芯片的多用性及擴(kuò)充性的目的。
文檔編號G06F13/38GK101206628SQ20061016924
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月21日
發(fā)明者張琦棟, 林毅杰, 藍(lán)世旻 申請人:安國國際科技股份有限公司