優(yōu)先權(quán)

本申請是于2015年9月25日提交的美國申請?zhí)枮?4/866,276的國際申請，其要求于2015年6月19日提交的美國臨時申請?zhí)枮?2/182,238的優(yōu)先權(quán)和利益，所有申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文。

本公開大體上涉及type-c連接器子系統(tǒng)。

背景

各種電子設備(例如，諸如智能電話、蜂窩電話、平板電腦、筆記本式計算機、膝上型計算機、臺式計算機、集線器等)被配置為通過通用串行總線(usb)連接器進行通信。用于usb連接器的新興技術(shù)(被稱作usbtype-c)最近在usbtype-c規(guī)范的1.0版(于2014年8月11日發(fā)布)中進行了定義并隨后在1.1版(于2015年4月3日發(fā)布)中進行了補充。usbtype-c規(guī)范定義了usbtype-c插座、插頭和電纜，其可支持通過較舊的usb協(xié)議(例如，諸如于2000年4月27日發(fā)布的usb規(guī)范修訂版2.0，以及于2010年12月7日發(fā)布的usb電池充電規(guī)范修訂版1.2)以及較新的usb協(xié)議(例如，諸如于2013年7月26日發(fā)布的usb3.1規(guī)范，以及于2014年8月11日發(fā)布的usb電力輸送規(guī)范修訂版2.0)的usb通信和/或電力輸送。

雖然usbtype-c規(guī)范定義了(例如，關于usb掛起模式的)一些功率要求，但是留給特定的type-c實現(xiàn)的是管理特定的電子設備中的type-c子系統(tǒng)的整體功耗。然而，為此，即使有效的功耗可增強終端用戶體驗并大大改進type-c電纜和支持type-c的usb設備中的type-c子系統(tǒng)的整體操作，但當前的usbtype-c實現(xiàn)在它們的整體功耗中不是有效的。

附圖簡述

圖1a圖示了根據(jù)一些實施方式的具有type-c子系統(tǒng)的示例晶片上(on-die)集成電路(ic)控制器。

圖1b圖示了根據(jù)示例實施方式的包括具有圖1a的type-c子系統(tǒng)的ic控制器的示例設備。

圖2a圖示了根據(jù)一些實施方式的示例片上usbtype-c子系統(tǒng)中的ra終端電路。

圖2b圖示了根據(jù)一些實施方式的示例片上usbtype-c子系統(tǒng)中的備用參考電路。

圖3圖示了根據(jù)一些實施方式的用于禁用type-c子系統(tǒng)中的ra終端的示例方法。

圖4圖示了根據(jù)一些實施方式的用于使用type-c子系統(tǒng)中的備用參考的示例方法。

圖5a圖示了根據(jù)一些實施方式的示例片上usbtype-c子系統(tǒng)中的ra終端電路。

圖5b圖示了根據(jù)一些實施方式的示例片上usbtype-c子系統(tǒng)中的精密電阻器電路。

詳細描述

以下的描述闡述很多特定的細節(jié)，諸如特定的系統(tǒng)、部件、方法等的示例，以便提供對用于低功率usbtype-c子系統(tǒng)的本文中所描述的技術(shù)的各種實施方式的良好理解。然而，對本領域中的技術(shù)人員來說將明顯的是，至少一些實施方式可在沒有這些特定細節(jié)的情況下實踐。在其它實例中，公知的部件、元件或方法沒有被詳細描述或以簡單的框圖格式呈現(xiàn)，以便避免不必要地模糊本文中所描述的技術(shù)。因此，在下文中闡述的特定細節(jié)僅僅是示例性的。特定的實施方式可與這些示例性細節(jié)不同且仍然被認為在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。

在描述中對“實施方式”、“一個實施方式”、“示例實施方式”、“一些實施方式”和“各種實施方式”的引用意味著結(jié)合實施方式所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個實施方式中。此外，在描述中的各個地方出現(xiàn)的短語“實施方式”、“一個實施方式”、“示例實施方式”、“一些實施方式”和“各種實施方式”并不一定都指同一實施方式。

描述包括對形成詳細描述的一部分的附圖的參考。附圖示出了根據(jù)示例性實施方式的圖示。在本文中也可被稱為“示例”的這些實施方式被足夠詳細地描述，以使本領域中的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本文所描述的所要求保護的主題的實施方式。在不偏離所要求保護的主題的范圍和精神的情況下，可組合實施方式，可使用其它實施方式，或可做出結(jié)構(gòu)、邏輯和電氣改變。應理解的是，本文中所描述的實施方式并不旨在限制主題的范圍，而是使本領域中的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`、制作和/或使用該主題。

本文中所描述的是用于電子設備中的低功率usbtype-c子系統(tǒng)的技術(shù)的各種實施方式。這樣的電子設備的示例包括但不限于，個人計算機(例如，臺式計算機、膝上型計算機、筆記本式計算機等)、移動計算設備(例如，平板電腦、平板計算機、電子閱讀器設備等)、移動通信設備(例如，智能電話、蜂窩電話、個人數(shù)字助理、消息傳遞設備、袖珍型pc等)、連接設備(例如，電纜、適配器、集線器、擴展塢等)、音頻/視頻/數(shù)據(jù)記錄和/或播放設備(例如，相機、話音記錄器、手持式掃描儀、監(jiān)控器等)以及可使用type-c連接器(接口)以用于通信和/或電池充電的其他類似的電子設備。

如本文中所使用的，如果電子設備符合通用串行總線(usb)規(guī)范中的至少一個版本，則該電子設備被稱作“支持usb的”。這樣的usb規(guī)范的示例包括但不限于，usb規(guī)范修訂版2.0、usb3.0規(guī)范、usb3.1規(guī)范和/或各種補充(例如，諸如on-the-go或otg)、其版本和勘誤表。usb規(guī)范通常定義了差分串行總線的用于設計和建立標準通信系統(tǒng)和外設所需的特性(例如，屬性、協(xié)議定義、事務類型、總線管理、編程接口等)。例如，外圍電子設備通過主機設備的usb端口附接到該主機設備。usb2.0端口包括5v的電源線(表示為vbus)、一對差分數(shù)據(jù)線(表示為d+或dp以及d-或dn)和用于電源返回的接地線(表示為gnd)。usb3.0端口還提供用于與usb2.0的向后兼容性的vbus線、d+線、d-線和gnd線。另外，為了支持更快的差分總線(usb超高速總線)，usb3.0端口還提供了一對差分發(fā)射機數(shù)據(jù)線(表示為sstx+和sstx-)、一對差分接收器數(shù)據(jù)線(表示為ssrx+和ssrx-)、用于供電的電源線(表示為dpwr)和用于電源返回的接地線(表示為dgnd)。usb3.1端口提供了與usb3.0端口相同的線，以用于與usb2.0和usb3.0的通信的向后兼容性，但通過被稱作增強的超高速的特征的集合擴展了超高速總線的性能。

一些電子設備可符合給定的usbtype-c規(guī)范或其特定版本(例如，如usbtype-c規(guī)范1.0版、usbtype-c規(guī)范1.1版或之后的版本)。如本文中所使用的，usb“type-c子系統(tǒng)”指的是集成電路(ic)控制器中的硬件電路和固件/軟件邏輯，其被配置并可操作用于執(zhí)行功能和滿足usbtype-c規(guī)范的至少一個版本中規(guī)定的要求。這樣的type-c功能和要求的示例可包括但不限于，根據(jù)usb2.0和usb3.1的通信、對type-c插座的機電定義和性能要求、對type-c插頭的機電定義和性能要求、對type-c到傳統(tǒng)電纜組件和適配器的要求、對基于type-c的設備檢測和接口配置的要求、對type-c連接器的優(yōu)化電力輸送的要求等。

根據(jù)usbtype-c規(guī)范，usbtype-c電纜是有源電纜，該有源電纜具有布置于其中以在該電纜的兩端限定usbtype-c端口的一個或多個集成電路(ic)設備。為了支持根據(jù)usb2.0和usb3.1的usb通信，type-c端口提供了vbus線、d+線、d-線、gnd線、sstx+線、sstx-線、ssrx+線和ssrx-線等等。另外，type-c端口還提供了用于信號化邊帶功能性的邊帶使用(表示為snu)線和用于發(fā)現(xiàn)、配置和管理跨type-c電纜的連接的配置通道(表示為cc)線。type-c端口可與type-c插頭相關聯(lián)并與type-c插座相關聯(lián)。為方便使用，type-c插頭和type-c插座被設計為不管插頭到插座的取向而進行操作的可逆對。因此，被布置為標準type-c插頭或插座的標準type-c連接器(接口)提供了用于以下線的引腳：四個vbus線、四個接地返回(gnd)線、兩個d+線(dp1和dp2)、兩個d-線(dn1和dn2)、兩個sstx+線(sstxp1和sstxp2)、兩個sstx-線(sstxn1和sstxn2)、兩個ssrx+線(ssrxp1和ssrxp2)、兩個ssrx-線(ssrxn1和ssrxn2)、兩個cc線(cc1和cc2)、以及兩個sbu線(sbu1和sbu2)等等。當電纜的type-c插頭附接到type-c插座時，cc線中的一個通過電纜連接以建立信號取向，并且另一cc線被重新用作用于向布置在type-c電纜內(nèi)的集成電路(ic)設備供電的5v電源線(表示為vconn)。

根據(jù)usbtype-c規(guī)范，幾種類型的終端電路用于按支持usb的主機設備、支持usb的外圍設備和usbtype-c電纜設備進行識別。例如，主機電子設備(例如，和/或其usb控制器)需要提供包括上拉電阻器元件的rp終端電路(“rp終端”)，該上拉電阻器元件在被斷言時識別type-c電纜上的主機設備。在另一示例中，外圍電子設備(例如，和/或其usb控制器)需要提供包括下拉電阻器元件的rd終端電路(“rd終端”)，該下拉電阻器元件在被斷言時識別type-c電纜上的外圍設備。在另一示例中，type-c電纜設備(例如，布置在電纜的插頭中的ic控制器)需要提供包括下拉電阻器元件的ra終端電路(“ra終端”)，該下拉電阻器元件在被斷言時識別type-c電纜到連接到其的外圍設備和/或主機設備的ic控制器。

usbtype-c電纜是具有布置于其中的一個或多個集成電路(ic)設備的有源設備。因此，當type-c電纜在使用時(例如，當連接到至少一個支持usb的設備時)，電纜內(nèi)的ic消耗功率。然而，由于usbtype-c規(guī)范的復雜要求，usbtype-c子系統(tǒng)(和其中的收發(fā)器)的常規(guī)實現(xiàn)方式通常將type-c電纜內(nèi)的ic保持在活動狀態(tài)下，從而使電纜能夠汲取相對大的電流量(例如，諸如5ma或更高)。然而，汲取相對大的電流量(和相應地功率)通常是缺點，尤其是對于電池供電的設備。另外，usbtype-c子系統(tǒng)(和其中的收發(fā)器)的常規(guī)實現(xiàn)方式通常使用外部的片外部件(例如，諸如電阻器、電容器等)來實現(xiàn)各種type-c所需的終端電路和傳輸電路，這就需要更大的芯片并且進一步增加type-c電纜在使用時所使用的總功率。

為了解決相對高的功率使用的問題和其他問題，用于本文中所描述的低功率usbtype-c子系統(tǒng)的技術(shù)保證，當ic控制器處于附接/分離狀態(tài)下并在type-c子系統(tǒng)的cc線上沒有進行活動地通信時，降低ic控制器(例如，系統(tǒng))功率。例如，本文中所描述的技術(shù)在電纜附接到支持usb的設備時保證移除/禁用type-c電纜的ra終端，從而降低由在一些實施方式中由電纜所使用的功率。此外，在這些和/或其他實施方式例中，本文中所描述的技術(shù)提供了新的““等待附接””狀態(tài)，其中type-c電纜中的ic控制器甚至關閉深度睡眠的系統(tǒng)資源并因而消耗非常低的功率。在這些和/或其他實施方式中，精密的電壓和/或電流參考由深度睡眠狀態(tài)下的ic控制器生成，這些電壓和/或電流參考滿足幾種類型的type-c應用中的usbtype-c規(guī)范的所有附接/分離要求，從而避免變成高功耗活動模式的電壓和電流參考的需要。示例類型的type-c應用包括但可以不限于：下行面端口(dfp)usb應用，其中具有type-c子系統(tǒng)的ic控制器被配置為(例如，在支持usb的主機設備中)提供面向下行的usb端口；上行面端口(ufp)usb應用，其中具有type-c子系統(tǒng)的ic控制器被配置為(例如，在支持usb的外圍設備或適配器中)提供面向上行的usb端口；雙重作用端口(drp)usb應用，其中具有type-c子系統(tǒng)的ic控制器被配置為在同一usb端口上支持dfp和ufp二者的應用；以及電子標記的電纜應用(emca)，其中具有type-c子系統(tǒng)的ic控制器被配置為在電纜設備(例如，有源type-c電纜、vconn供電的附件等)內(nèi)提供type-c端口。

在示例實施方式中，設備包括usbtype-c子系統(tǒng)。在該實施方式的一些方面中，該設備是可布置到type-c電纜或另一usb應用(例如，諸如混合電纜、usb到type-c的適配器、vconn供電的附件等)中的ic芯片。type-c子系統(tǒng)包括負電荷泵和ra終端電路，其中該負電荷泵耦合到ra終端電路，并且ra終端電路耦合到type-c子系統(tǒng)的vconn線。如本文中所使用的，“負電荷泵”指的是被配置為創(chuàng)建零以下的電壓電源(例如，對于一些實現(xiàn)方式，在-0.7v到-1.95v范圍內(nèi)的電壓源)的電子電路。ra終端電路的設計使得ra終端在type-c子系統(tǒng)沒有被供電時被啟用(例如，是“接通”的)。type-c子系統(tǒng)被配置為當vconn線上的電壓達到閾值電壓以上時啟用負電荷泵，并且當負電荷泵被啟用時禁用ra終端電路，其中ra終端電路在被禁用后消耗不超過50μa的電流。在該實施方式的示例方面中，閾值電壓在2.375v到2.625v的范圍內(nèi)。在相同或不同的方面中，ra終端電路包括本機的片上設備，其包括一個或多個n型金屬氧化物(nmos)晶體管。本機設備的晶體管具有耗盡摻雜，使得本機設備具有零或近零的電壓柵極閾值vt(例如，對于各種本機設備實現(xiàn)方式，本機設備在其柵極電壓vt為零或近零(例如，為0v或遠遠小于700mv的vt電壓)時接通其通道)。在示例方面中，type-c子系統(tǒng)還被配置為檢測何時不再施加vconn線上的電壓，并禁用負電荷泵，以便啟用ra終端電路。

在示例實施方式中，設備包括usbtype-c子系統(tǒng)。在該實施方式的一些方面中，該設備是可被布置到type-c電纜中或在dfp、ufp或drpusb應用中進行配置的ic芯片。在該實施方式中，type-c子系統(tǒng)包括被配置為控制ra終端的柵極控制裝置和耦合到該柵極控制裝置的負電荷泵，使得當啟用/激活該負電荷泵時，其被配置為禁用ra終端。負電荷泵到ra終端電路的柵極控制裝置的耦合確保了ra終端在其不再需要進行識別(例如，以便降低功耗)時可被禁用(例如，變?yōu)椤皵嚅_”)。在該實施方式的示例方面中，ra終端在包括一個或多個n型金屬氧化物(nmos)晶體管的本機的片上設備中實現(xiàn)，其中該本機設備具有零或近零的電壓柵極閾值。在相同或另一示例方面中，當禁用ra終端時，由type-c子系統(tǒng)消耗的總電流等于或小于50μa。在該實施方式的一些示例方面中，type-c子系統(tǒng)還可包括一個或多個備用參考，其被配置用于施加rp終端并且在cc線上檢測ra終端和rd終端，其中該一個或多個備用參考消耗10μa到15μa范圍內(nèi)的電流。

在示例實施方式中，裝備包括usbtype-c子系統(tǒng)。在一些方面中，裝備是usbtype-c電纜，其包括type-c子系統(tǒng)被布置于其中的usbtype-c插頭，而在其他方面中，裝備包括type-c插座，其中type-c子系統(tǒng)根據(jù)該插座來配置。在該示例實施方式中，type-c子系統(tǒng)包括被配置為控制ra終端的柵極控制裝置和耦合到該柵極控制裝置的負電荷泵，使得當啟用/激活時，該負電荷泵被配置為禁用ra終端。在該實施方式的一些方面中，type-c子系統(tǒng)還可包括一個或多個備用參考，其被配置用于施加rp終端并且在type-c子系統(tǒng)的cc線上檢測rp和rd終端。

在示例實施方式中，設備是包括處理器和耦合到其的usbtype-c子系統(tǒng)的集成電路(ic)芯片。在一些形式因素中，設備可以是usbtype-c電纜，其包括type-c子系統(tǒng)被布置于其中的usbtype-c插頭，而在其他形式因素中，設備可被布置在包括type-c插座的裝備(例如，諸如移動設備)中，其中type-c子系統(tǒng)根據(jù)該插座來配置。在該實施方式中，type-c子系統(tǒng)被配置為：操作耦合到type-c子系統(tǒng)的vconn線的ra終端電路，其中ra終端電路在ra終端電路被施加到vconn線之后消耗不超過100μa的電流(或更優(yōu)選地，不超過50μa的電流)；以及在設備的深度睡眠狀態(tài)下操作一個或多個備用參考電路，以在type-c子系統(tǒng)的cc線上執(zhí)行檢測，其中該設備在深度睡眠狀態(tài)下消耗不超過100μa的電流(或更優(yōu)選地，不超過50μa的電流)。在該實施方式的示例方面中，ra終端電路被配置為在type-c子系統(tǒng)未被供電時保持“接通”。在相同或不同的方面中，為了操作ra終端電路，type-c子系統(tǒng)被配置為：在type-c子系統(tǒng)未被供電時保持ra終端電路“接通”；檢測vconn線何時被供電；以及當vconn線到達閾值電壓以上時啟用負電荷泵，以便禁用ra終端電路。在該實施方式的示例方面中，type-c子系統(tǒng)被配置為當在cc線上檢測到通信時從設備的深度睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵O備的活動狀態(tài)，并且當cc線變?yōu)榭臻e時恢復到深度睡眠狀態(tài)。在相同或不同的方面中，type-c子系統(tǒng)被配置為當在深度睡眠狀態(tài)下在cc線上檢測到終端的分離時，從設備的深度睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵O備的等待附接狀態(tài)。

在示例實施方式中，裝備包括處理器和耦合到其的usbtype-c子系統(tǒng)，其中該type-c子系統(tǒng)被布置在集成電路(ic)芯片中。在一些形式因素中，該裝備還可包括type-c插座，其中type-c子系統(tǒng)根據(jù)該插座來配置和耦合。在該實施方式中，type-c子系統(tǒng)被配置為：在ic芯片的活動狀態(tài)下啟用一個或多個備用參考電路，從ic芯片的活動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閕c芯片的深度睡眠狀態(tài)，以及在深度睡眠狀態(tài)下操作該一個或多個備用參考電路，以在type-c子系統(tǒng)的cc線上執(zhí)行檢測，其中在深度睡眠狀態(tài)下，ic芯片消耗不超過50μa的電流和/或該一個或多個備用參考電路消耗10μa到15μa的范圍內(nèi)的電流。在該實施方式的示例方面中，type-c子系統(tǒng)還可被配置為當在cc線中的一個上檢測到終端的附接時啟用精密的rd終端檢測器或精密的ra終端檢測器，并且在檢測到終端的附接之后啟用一個或多個備用參考電路。在相同或不同的方面中，type-c子系統(tǒng)還可被配置為當在cc線中的一個上檢測到通信時將ic芯片從深度睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)回到活動狀態(tài)，并且當cc線變?yōu)榭臻e時恢復到深度睡眠狀態(tài)。在相同或不同的方面中，type-c子系統(tǒng)還可被配置為當在深度睡眠狀態(tài)下在cc線中的一個上檢測到終端的分離時，將ic芯片從深度睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閕c芯片的等待附接狀態(tài)。在等待附接狀態(tài)中，type-c系統(tǒng)可被配置為消耗不超過2μa的電流。此外，在等待附接狀態(tài)中，type-c子系統(tǒng)可被配置為在cc線中的一個上等待rd終端或ra終端的附接，并且當檢測到rd終端或ra終端中任一個時，將ic芯片從等待附接狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒訝顟B(tài)。

在示例實施方式中，用于降低由usbtype-c子系統(tǒng)消耗的功率的方法包括：當type-c子系統(tǒng)未被供電時，保持ra終端“接通”；檢測type-c子系統(tǒng)的vconn線何時被供電；以及當vconn線到達閾值電壓時，通過啟用負電荷泵來禁用ra終端。在該實施方式的示例方面中，檢測vconn線何時被供電包括：檢測vconn線上的附接事件；在檢測到附接事件之后并在vconn線達到閾值電壓之前，推遲type-c子系統(tǒng)所需的電路的激活；以及在vconn線達到閾值電壓之后，激活type-c子系統(tǒng)所需的電路。在該方面中，推遲type-c子系統(tǒng)所需的電路的激活在等待附接狀態(tài)下執(zhí)行，其中在等待附接狀態(tài)中，type-c子系統(tǒng)等待type-c子系統(tǒng)的cc線上的rd終端或ra終端的附接。在該實施方式的一些方面中，用于降低功率的方法還包括：當檢測到rd終端或ra終端的附接時，啟用相應的精密的rd終端檢測器或精密的ra終端檢測器；以及在深度睡眠狀態(tài)下，啟用一個或多個備用參考，其中在深度睡眠狀態(tài)下，由type-c子系統(tǒng)消耗的總電流等于或小于50μa。在這些方面中，方法還可包括：當在cc線上檢測到通信時，從深度睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒訝顟B(tài)，并且當cc線變?yōu)榭臻e時恢復到深度睡眠狀態(tài)；以及當在深度睡眠狀態(tài)下檢測到rd終端或ra終端的分離時，從深度睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈却浇訝顟B(tài)。在該實施方式的一些方面中，vconn線的閾值電壓是在2.375v到2.625v的范圍內(nèi)。在這些和/或其他方面中，在不使type-c子系統(tǒng)處于活動狀態(tài)下的情況下執(zhí)行禁用ra終端，其中在活動狀態(tài)中，type-c子系統(tǒng)消耗至少1ma的總電流。

圖1a圖示了根據(jù)用于本文中所描述的低功率usbtype-c子系統(tǒng)的技術(shù)來配置的示例設備100。在圖1a中所圖示的實施方式中，設備100是在ic晶片上制造的集成電路(ic)控制器芯片。例如，ic控制器100可以是由美國加利福尼亞州圣何塞市的賽普拉斯半導體公司開發(fā)的usb控制器系列中的單芯片ic設備。

除了其他部件之外，ic控制器100還包括cpu子系統(tǒng)102、外設互連114、系統(tǒng)資源116、各種輸入/輸出(i/o)塊(例如，118a-118c)和usb子系統(tǒng)120。另外，ic控制器100提供了被配置并可操作用于支持多個功耗狀態(tài)122的電路和固件。

cpu子系統(tǒng)102包括一個或多個cpu(中央處理單元)104、閃存106、sram(靜態(tài)隨機存取存儲器)108和rom(只讀存儲器)110，它們都耦合到系統(tǒng)互連112。cpu104是可在片上系統(tǒng)設備中運行的適當?shù)奶幚砥?。在一些實施方式中，cpu可用擴展的時鐘門控針對低功率操作來進行優(yōu)化，并且可包括允許cpu運行在各種功耗狀態(tài)下的各種內(nèi)部控制器電路。例如，cpu可包括喚醒中斷控制器，其被配置為將cpu從深度睡眠狀態(tài)喚醒，從而使電源能夠在ic芯片處于深度睡眠狀態(tài)時關閉。閃存106可以是可配置用于儲存數(shù)據(jù)和/或程序的任意類型的程序存儲器(例如，與非閃存、或非閃存等)。sram108可以是適于儲存由cpu104訪問的數(shù)據(jù)和固件/軟件指令的任意類型的易失性或非易失性存儲器。rom110可以是可配置用于儲存引導例程、配置參數(shù)和其他片上系統(tǒng)固件的任意類型的合適的儲存器。系統(tǒng)互連112是系統(tǒng)總線(例如，單級或多級的高級高性能總線或ahb)，其被配置作為將cpu子系統(tǒng)102的各個部件彼此耦合的接口以及cpu子系統(tǒng)的各個部件和外設互連114之間的數(shù)據(jù)和控制接口。

外設互連114是外設總線(例如，單級或多級ahb)，其提供cpu子系統(tǒng)102和其外設以及其他資源(諸如系統(tǒng)資源116、i/o塊(例如，118a-118c)和usb子系統(tǒng)120)之間的控制接口和主要數(shù)據(jù)。外設互連可包括各種控制器電路(例如，直接存儲器訪問或dma控制器)，其可被編程為在外圍塊之間傳遞數(shù)據(jù)而無需給cpu子系統(tǒng)增加負擔。在各種實施方式中，cpu子系統(tǒng)的每個部件和外設互連可隨著cpu、系統(tǒng)總線和/或外設總線的每種選擇或類型而不同。

系統(tǒng)資源116包括各種電子電路，其支持ic控制器100在其各種狀態(tài)和模式下的操作。例如，系統(tǒng)資源116可包括電源子系統(tǒng)，其提供每個控制器狀態(tài)/模式所需的電源資源，諸如例如，電壓和/或電流參考、喚醒中斷控制器(wic)、上電復位(por)等。在一些實施方式中，系統(tǒng)資源116的電源子系統(tǒng)還可包括允許ic控制器100從具有幾個不同電壓電平的外部源汲取電力的電路。系統(tǒng)資源116還可包括提供由ic控制器100使用的各種時鐘的時鐘子系統(tǒng)，以及允許諸如外部復位的各種控制器功能的電路。

在各種實施方式和實現(xiàn)中，諸如ic控制器100的ic控制器可包括各種不同類型的i/o塊和子系統(tǒng)。例如，在圖1a中所圖示的實施方式中，ic控制器100包括gpio(通用輸入輸出)塊118a、tcpwm(計時器/計數(shù)器/脈沖寬度調(diào)制)塊118b、scb(串行通信塊)118c和usb子系統(tǒng)120。gpio118a包括被配置為實現(xiàn)各種功能(諸如例如，上拉、下拉、輸入閾值選擇、輸入和輸出緩沖器啟用/禁用、連接到各個i/o引腳的多路復用信號等)的電路。tcpwm118b包括被配置為實現(xiàn)計時器、計數(shù)器、脈沖寬度調(diào)制器、解碼器以及被配置為對輸入/輸出信號進行操作的各種其他模擬/混合信號元件的電路。scb118c包括被配置為實現(xiàn)各種串行通信接口(諸如例如，i²c、spi(串行外設接口)、uart(通用異步接收器/發(fā)送器)等)的電路。

usb子系統(tǒng)120是根據(jù)本文中所描述的技術(shù)來進行配置的type-c子系統(tǒng)，并且也可提供用于通過usb端口(例如，諸如usb2.0、usb3.0、usb3.1等)進行usb通信的支持以及諸如電力輸送和電池充電的其他usb功能。usb子系統(tǒng)120包括type-c收發(fā)器120a和物理層邏輯120b。type-c收發(fā)器120a和phy120b被配置作為集成基帶phy電路，以執(zhí)行各種數(shù)字編碼/解碼功能(例如，雙相標記編碼或bmc、循環(huán)冗余校驗或crc等等)以及涉及物理層傳輸?shù)哪M信號處理功能。根據(jù)本文中所描述的技術(shù)，usb子系統(tǒng)120被配置有用于識別ic控制器100在type-c操作中的作用所需的終端電路。例如，在一些實施方式中，usb子系統(tǒng)120包括：ra終端電路，其被配置為將ic控制器100識別為vconn供電的附件或電子標記的電纜；rd終端電路，其被配置為將ic控制器100識別為(例如，混合電纜或軟件狗(dongle)中的)ufp應用；以及rp終端電路，其被配置為將ic控制器100識別為dfp應用并使用電流源，該電流源可被編程以指示在usbtype-c規(guī)范中定義的vbus線上的電流容量的完整范圍。另外，在這些和/或其他實施方式中，ic控制器100(和/或其usb子系統(tǒng)120)可被配置為響應在usb電力輸送(usb-pd)規(guī)范中定義的通信，諸如例如，sop、sop’和sop”消息傳遞。

usb子系統(tǒng)120包括被配置為根據(jù)本文中所描述的低功率技術(shù)來操作的電路。在一些實施方式中，usb子系統(tǒng)120包括被配置為控制ra終端電路的柵極控制裝置和耦合到該柵極控制裝置的負電荷泵，使得當啟用/激活該負電荷泵時，其被配置為禁用ra終端電路。通過設計，ra終端電路在ic控制器100未被供電時被啟用(例如，“接通”)。當電力被施加在usb子系統(tǒng)120的vconn線上時，在vconn線上的電壓保持低于閾值電壓(例如，諸如2.5v)時，ra終端電路保持被啟用(例如，“接通”)。當vconn線上的電壓超過閾值電壓時，usb子系統(tǒng)120中的控制電路啟用負電荷泵，該負電荷泵轉(zhuǎn)而經(jīng)由柵極控制裝置禁用ra終端，從而降低由usb子系統(tǒng)和ic控制器100使用的功率。

在這些和/或其他實施方式中，usb子系統(tǒng)120還可包括備用參考源，該備用參考源耦合到cc/vconn線上的電壓閾值檢測器，以便實現(xiàn)ic控制器100的幾個功耗狀態(tài)122。功耗狀態(tài)122包括活動狀態(tài)(例如，其中ic控制器消耗至少1ma的電流，并且通常約為5ma的電流)和睡眠狀態(tài)(其在運行的時鐘數(shù)量方面不同于活動狀態(tài))。根據(jù)本文中所描述的技術(shù)，功耗狀態(tài)122還包括以下低功耗狀態(tài)：深度睡眠狀態(tài)(其中ic控制器消耗50μa或更少的電流)，以及等待附接狀態(tài)(例如，其中ic控制器消耗2μa或更少的電流)。例如，usb子系統(tǒng)120被配置為當?shù)却齝c線上的附接事件時(或當vconn線上的電壓未達到閾值水平時)，將ic控制器100保持在等待附接狀態(tài)，被配置為當ra或rd終端電路被啟用以檢測所附接的終端的類型時，將ic控制器轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒?睡眠狀態(tài)，被配置為在基于ra/rd終端電路的檢測完成之后轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃人郀顟B(tài)，以及當ra/rd終端電路斷開時轉(zhuǎn)回到等待附接狀態(tài)。

圖1b圖示了可實現(xiàn)用于低功率type-c子系統(tǒng)的所描述的技術(shù)的示例操作環(huán)境。在這些操作環(huán)境中的每個中，ic控制器(諸如圖1a的ic控制器100)可根據(jù)本文中所描述的技術(shù)來在支持usb的設備中進行布置和配置。參照圖1b，在一個示例實施方式中，usb控制器100a可作為dfp或drpusb應用在計算設備(例如，膝上型計算機130)中進行布置和配置。在另一示例實施方式中，usb控制器100b可作為dfp或drpusb應用在電子設備(例如，監(jiān)控器140)中進行布置和配置。在又一個示例實施方式中，usb控制器100c可作為ufpusb應用在網(wǎng)絡化設備(例如，集線器150)中進行布置和配置。在又一個實施方式中，usb控制器100d和(可能)usb控制器100e可作為emca應用在type-c電纜160的一個(或兩個)插頭內(nèi)進行布置和配置。

圖2a圖示了示例片上usbtype-c子系統(tǒng)中的ra終端電路，該示例片上usbtype-c子系統(tǒng)可被布置在諸如圖1a中的ic控制器100的usb控制器中。在圖2a的示例實施方式中，ic控制器和其type-c子系統(tǒng)120可根據(jù)本文中所描述的技術(shù)來被布置在電纜內(nèi)并被配置為emca(電纜)應用。

在圖2a中，usbtype-c子系統(tǒng)120是在ic晶片上制造的ic控制器芯片的部分。type-c子系統(tǒng)120包括耦合到cc/vconn線的片上ra終端電路。在操作中，type-c子系統(tǒng)120中的cc線中的一個被連接以建立信號取向，并且另一cc線被重新用作用于向usb控制器和其中的type-c子系統(tǒng)供電的vconn線。因此，雖然在圖2a中未示出，但type-c子系統(tǒng)120可包括兩個ra終端電路，每個ra終端電路耦合到cc/vconn線中的單獨一個。圖2a中的ra終端電路包括與本機的片上設備206串聯(lián)耦合的ra電阻器元件(例如，～1kω)。具有相對高的阻抗(例如，～1mω)的電阻器元件耦合在cc/vconn線和本機設備206的柵極之間。本機設備206是片上電子電路，其可包括一個或多個本機nmos晶體管和其他片上元件。本機設備206具有零或近零的閾值電壓-例如，本機設備甚至在其柵極耦合到接地時接通。根據(jù)本文中所描述的技術(shù)，本機設備206的柵極耦合到柵極控制裝置204，該柵極控制裝置204是包括被配置為應用控制功能的電子元件(例如，二極管、晶體管、開關等)的電子電路。柵極控制裝置204耦合到負電荷泵202。負電荷泵202是被配置為創(chuàng)建零以下(例如，負)的電壓電源的電子電路。

本機設備206被配置為使得ra終端電路在type-c子系統(tǒng)120未被供電時保持被啟用(“接通”)。本機設備206的柵極通過高阻抗電阻器元件的與cc/vconn線的耦合確保了當type-c子系統(tǒng)120未被供電時(和/或在vconn線上的電壓低于某閾值時)，柵極上的電壓為零或接近零，這使本機設備206在cc/vconn線上導通和有效地施加ra下拉電阻。當type-c子系統(tǒng)120通過vconn線供電且其上的電壓到達閾值電壓時，生成固件中斷以啟用負電荷泵202。當負電荷泵202被激活時，其經(jīng)由柵極控制裝置204將負電壓施加在本機設備206的柵極上。在其柵極上的負電壓關斷本機設備206，從而禁用耦合到vconn線的ra終端并有效降低了由usb控制器和其type-c子系統(tǒng)120使用的功率。當vconn線上的電源被移除時(例如，當vconn線分離/斷開時)，負電荷泵202關閉且本機設備206的柵極上的電壓返回到零或近零，從而接通本機設備并有效啟用vconn線上的ra終端。

注意到的是，根據(jù)本文中所描述的低功率技術(shù)，圖2a中的ra終端電路的所有部件(例如，負電荷泵202、柵極控制裝置204、本機設備206、ra和高阻抗電阻器元件等)是內(nèi)部的片上部件。此外，通過禁用圖2a中的ra終端電路，本文中所描述的技術(shù)將由ra終端消耗的電流降低到小于50μa。這與ra終端電路的常規(guī)實現(xiàn)方式相反，該常規(guī)實現(xiàn)方式通常使用外部的片外部件(例如，諸如啟用/禁用引腳、精密的電阻器、電容器等)，該外部的片外部件在usb控制器和其usbtype-c子系統(tǒng)被供電時保持ra終端接通，并因而消耗至少5ma的電流。因此，本文中所描述的技術(shù)提供了對usb控制器和其type-c子系統(tǒng)的電流/功率消耗的約二十倍(20x)的改進。

圖2b圖示了示例片上usbtype-c子系統(tǒng)，該示例片上usbtype-c子系統(tǒng)可被布置在諸如圖1a中的ic控制器100的usb控制器中。在圖2b的示例實施方式中，ic控制器和其type-c子系統(tǒng)120可根據(jù)本文中所描述的技術(shù)作為dfp或drp應用進行布置和配置。在圖2b中，type-c子系統(tǒng)120是在ic晶片上制造的ic控制器芯片(未示出)的部分。

根據(jù)本文中所描述的技術(shù)，type-c子系統(tǒng)120包括備用參考210，該備用參考210用于在type-c子系統(tǒng)120的cc線上實現(xiàn)檢測和終止。備用參考210是可消耗10μa到15μa的電流的精密的低功率電壓和/或電流參考源。備用參考210耦合到電壓閾值檢測器212、rp終端電路214和rd終端電路216。電壓閾值檢測器212是耦合到type-c子系統(tǒng)120的cc線(cc1和cc2)并被配置為檢測其上的電壓電平的電子電路。rp終端電路214耦合到type-c子系統(tǒng)120的cc線并用于在type-c子系統(tǒng)(和其usb控制器)作為dfp或drp應用被布置在設備中時進行主機設備識別。rd終端電路216耦合到type-c子系統(tǒng)120的cc線并用于在type-c子系統(tǒng)(和其usb控制器)作為ufp應用被布置在設備中時進行外圍設備識別。在運行中，當usb控制器進入深度睡眠狀態(tài)時，備用參考210由type-c子系統(tǒng)120啟用。在深度睡眠狀態(tài)中，備用參考210被配置為向電壓閾值檢測器212、rp終端電路214和/或rd終端電路216提供電壓/電流參考，而無需給usb控制器供電使其進入活動狀態(tài)。這允許type-c子系統(tǒng)120在cc線上執(zhí)行rp終止和附接/分離檢測，而不會使usb控制器在活動狀態(tài)下消耗功率。

注意到的是，根據(jù)本文中所描述的低功率技術(shù)，圖2b中的備用參考210是汲取非常低的電流量(例如，在10μa到15μa的范圍內(nèi))的精密的電壓和/或電流參考源。這與type-c的檢測和終止的常規(guī)實現(xiàn)方式相反，該常規(guī)實現(xiàn)方式通常將usb控制器保持在活動模式中(從而導致增加的功率消耗)并使用消耗相對大的電流量(例如，大約1ma或更多)的有源參考。

圖3是圖示根據(jù)本文中所描述的技術(shù)的用于禁用被配置為emca(電纜)應用的type-c子系統(tǒng)中的ra終端的示例方法的流程圖。根據(jù)示例實施方式，圖3中的方法的操作被描述為由控制器(例如，usb控制器)和/或其電路(例如，usbtype-c子系統(tǒng))執(zhí)行。然而，注意到的是，各種實現(xiàn)和實施方式可使用各種和可能不同的部件來執(zhí)行圖3中的方法的操作。例如，在各種實施方式中，片上系統(tǒng)的設備可被配置有固件指令，該固件指令在由一個或多個處理器或者其他硬件部件(例如，微控制器、asic等)執(zhí)行時可操作以執(zhí)行圖3中的方法的操作。在另一示例中，在各種實施方式中，ic設備可包括被配置為執(zhí)行圖3中的方法的操作的單芯片或多芯片的控制器。因此，由控制器和/或其電路執(zhí)行的圖3中的方法的以下描述被視為說明性而非限制性的意義。

在操作302中，控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))被布置在電纜中且未被供電。在該未被供電的狀態(tài)中，ra終端根據(jù)本文中所描述的技術(shù)保持“接通”。只要電源未被施加到控制器，該控制器就保持在未被供電的狀態(tài)下，這可在操作304中確定。

在操作304中，控制器(重復地)確定電纜是否被供電。例如，控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))確定電壓是否被施加到type-c子系統(tǒng)的vconn線上。如果在操作304中確定電壓未被施加到vconn線，則控制器返回到未被供電的狀態(tài)(例如，按照操作302)。如果在操作304中確定電壓被施加到vconn線，則控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))進行操作306。

在操作306中，控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))確定電纜附接到電源(例如，這在電纜被插到插座中時發(fā)生)。例如，控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))確定電力在vconn線上被供應且ra終端仍保持“接通”，同時執(zhí)行操作308。

在操作308中，控制器確定vconn線上的電壓是否達到閾值水平。例如，控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))確定vconn線上的電壓是否達到2.5v以上。如果在操作308中確定vconn線上的電壓未達到2.5v以上，則ra終端保持“接通”，并且控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))返回到附接狀態(tài)(例如，按照操作306)。如果在操作308中確定vconn線上的電壓達到2.5v以上，則控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))進行操作310。

在操作310中，vconn線上的電壓達到2.5v以上且控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))生成固件中斷以啟用耦合到ra終端電路的負電荷泵。啟用/激活負電荷泵禁用了ra終端，從而降低了由控制器和其type-c子系統(tǒng)消耗的電流(因而也降低了功率)。在一些實施方式中，當ra終端“斷開”時，耦合到vconn的漏泄電路也可被啟用/激活，以便滿足usbtype-c規(guī)范中的vconn放電要求。在這樣的實施方式中，漏泄電路可以是可編程的，以便提供額外的電力節(jié)省。例如，可在控制器(系統(tǒng))級下基于存在于vconn線上的解耦電容的量來確定漏泄電路電平并對其進行動態(tài)編程。

在完成操作310之后，只要在vconn線上提供有電源，ra終端就保持“斷開”。當電纜分離或vconn線斷開或以其他方式被移除時，控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))的電源被移除。在這種情況下，負電荷泵關閉，這使ra終端和控制器(和其type-c子系統(tǒng))能夠返回到未被供電的狀態(tài)(例如，按照操作302)。

通過這種方式，與一些常規(guī)的實現(xiàn)方式相比，本文中所描述的用于低功率的技術(shù)允許控制器和其usbtype-c子系統(tǒng)節(jié)省至少1ma的電流。例如，在一些實施方式中，由控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))使用的電流可從1ma變?yōu)樾∮?0μa-20x的改進，而在其他實施方式中，所使用的電流可從5ma降到50μa或更低以用于近100x的改進。

圖4是圖示根據(jù)本文中所描述的技術(shù)的用于使用被配置為dfp或drp(例如，基于主機的)應用的usbtype-c子系統(tǒng)中的備用參考的示例方法的流程圖。根據(jù)示例實施方式，圖4中的方法的操作被描述為由控制器(例如，usb控制器)和/或其電路(例如，usbtype-c子系統(tǒng))執(zhí)行。然而，注意到的是，各種實現(xiàn)和實施方式可使用各種和可能不同的部件來執(zhí)行在圖4中的方法的操作。例如，在各種實施方式中，片上系統(tǒng)的設備可被配置有固件指令，該固件指令在由一個或多個處理器或者其他硬件部件(例如，微控制器、asic等)執(zhí)行時可操作以執(zhí)行圖4中的方法的操作。在另一示例中，在各種實施方式中，ic設備可包括被配置為執(zhí)行圖4中的方法的操作的單芯片或多芯片的控制器。因此，由控制器和/或其電路執(zhí)行的圖3中的方法的以下描述被視為說明性而非限制性的意義。

在操作402中，控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))被配置在支持usb的主機設備中且未被供電。在該未被供電的狀態(tài)中，rd終端可存在但不被施加。只要電源未被施加到控制器，該控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))就保持在該未被供電的狀態(tài)下，這可在操作404中確定。

在操作404中，控制器(重復地)確定上電復位(por)信號是否被施加到該控制器。如果在操作404中確定por信號未被施加，則控制器返回到并保持在未被供電的狀態(tài)下(例如，按照操作402)。如果在操作404中確定por信號被施加，則控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))進行操作406。

在操作406中，當por存在時或者一旦電源被施加到控制器和/或其type-c子系統(tǒng)，控制器啟用粗略的(crude)rp終端電路(例如，通過使用最小的功率量基于自定義的預定閾值施加rp終端的電路)，接通粗略的rd/ra附接檢測器電路(例如，通過使用最小的功率量基于單個閾值檢測rd/ra附接事件的電路)，并等待檢測cc線上的rd或ra附接事件。根據(jù)本文中所描述的技術(shù)，該狀態(tài)被稱作“等待附接”狀態(tài)，其中控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))等待cc線上的附接事件。例如，在等待附接狀態(tài)中，控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))可重復執(zhí)行操作408，以檢測rd終端或ra終端的附接。等待附接狀態(tài)是低功耗狀態(tài)，其中控制器消耗約2μa的總電流。

在操作408中，控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))確定rd終端電路或ra終端電路是否連接/施加在type-c子系統(tǒng)的cc線上。如果在操作408中確定rd終端或ra終端未被連接/施加，則控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))返回到等待附接狀態(tài)(例如，按照操作406)。如果在操作408中確定rd終端或ra終端被連接或施加，則控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))進行操作410。

在操作410中，控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))根據(jù)usbtype-c規(guī)范執(zhí)行通常在活動狀態(tài)下執(zhí)行的動作。例如，一旦rd終端或ra終端中的任意一個連接/施加到cc線，則控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))就從等待附接狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒訝顟B(tài)并施加精密的rp終端，以便識別cc線上的主機設備。另外，根據(jù)本文中所描述的技術(shù)，控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))啟用相應的精密的rd終端檢測器電路或ra終端檢測器電路(例如，諸如基于多個閾值檢測rd或ra附接事件的電路)，并隨后進行操作412。

在操作412中，當處于活動狀態(tài)時，控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))根據(jù)本文中所描述的技術(shù)來啟用深度睡眠的備用參考。例如，在示例實施方式中，精密的備用電壓參考可被配置為生成0.74v的參考電壓，以及精密的備用電流參考可被配置為生成2.4μa的參考電流。隨后，控制器從活動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃人郀顟B(tài)，其中控制器和/或其電路消耗少于50μa的電流。控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))保持在深度睡眠狀態(tài)中，直至如操作414中所確定的兩種事件中的一種發(fā)生。

在操作414中，控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))確定：(1)rd終端或ra終端是否已經(jīng)與cc線斷開，以及/或者(2)活動(例如，以發(fā)送或接收包的形式的通信)是否存在于cc線上。如果在操作414中確定(先前連接的)rd終端或ra終端已經(jīng)斷開(例如，cc線上的分離事件)，則控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))從深度睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)回到等待附接狀態(tài)，并啟用粗略的rp終端電路和粗略的rd/ra附接檢測器電路(例如，按照操作406)。如果在操作414中確定在cc線上有通信活動，則控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))進行操作416。

在操作416中，控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))從深度睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒訝顟B(tài)，并且只要線活動繼續(xù)就執(zhí)行cc線上進行通信所需的任何動作，這可在操作418中(重復)確定。在操作418中，控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))確定cc線是否空閑。如果在操作418中確定cc線不是空閑的，則控制器保持在活動狀態(tài)中，以支持cc線上的通信(例如，按照操作416)。如果在操作418中確定cc線已經(jīng)變?yōu)榭臻e，則控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))進行操作412，以從活動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃人郀顟B(tài)。例如，當檢測到cc線已變?yōu)榭臻e時，控制器(和/或其type-c子系統(tǒng))啟用備用參考并轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃人郀顟B(tài)。

通過這種方式，本文中所描述的用于低功率的技術(shù)允許控制器和其usbtype-c子系統(tǒng)避免使用可能消耗相對大量的電流(例如，～1ma)的有源電壓和/或電流參考。相比之下，根據(jù)本文中所描述的技術(shù)，備用參考在深度睡眠狀態(tài)下消耗小于15μa的電流，這在電流消耗上是接近60x的改進。另外，在沒有新的等待附接狀態(tài)的情況下，在等待檢測cc線上的附接事件時控制器的總的電流消耗可能為50μa或更多。相比之下，根據(jù)本文中所描述的技術(shù)，在等待附接狀態(tài)下由控制器消耗的總電流約為2μa，這是大約25x的改進。

圖5a圖示了示例片上usbtype-c子系統(tǒng)中的ra終端電路，該示例片上usbtype-c子系統(tǒng)可被布置在諸如圖1a中的ic控制器100的usb控制器中。圖5a的替代實施方式中的ra終端電路執(zhí)行與圖2a中的ra終端電路類似的禁用功能，除了使用正電荷泵和常規(guī)開關設備。在圖5a的替代實施方式中，ic控制器和其type-c子系統(tǒng)520可根據(jù)本文中所描述的技術(shù)被布置在電纜內(nèi)并被配置為emca(電纜)應用。

參照圖5a，usbtype-c子系統(tǒng)520是在ic晶片上制造的ic控制器芯片的部分。type-c子系統(tǒng)520包括耦合到該子系統(tǒng)的cc線的片上ra終端電路。圖5a中的ra終端電路包括與設備505串聯(lián)耦合的ra電阻器元件(例如，～1kω)。具有相對高的阻抗(例如，～1mω)的電阻器元件耦合在cc/vconn線和設備505的柵極之間。設備505是具有正閾值電壓的開關電路。設備505的柵極耦合到邏輯503，該邏輯503包括被配置為提供控制功能的電子電路和正電荷泵。正電荷泵是被配置為創(chuàng)建正電壓電源的電子電路。邏輯503耦合到type-c子系統(tǒng)520的cc線并耦合到檢測電路501。檢測電路501耦合到cc線，并被配置為檢測cc線中的任意一個上的附接事件。

在操作中，檢測電路501檢測cc線中的一個上的電壓上拉，并啟用邏輯503中的正電荷泵，其中該正電荷泵由cc線上的電壓供電。當邏輯503中的正電荷泵和控制裝置被啟用/供電時，它們啟用開關設備505。當設備505被啟用時，ra終端電路接通并被在另一cc線(其被重新用作vconn線)上(例如，通過主機設備)檢測。注意到的是，一旦ra終端被啟用，第一cc線上的電壓就可低于0.2v，并且正電荷泵可能不保持運行。為了規(guī)避這個問題，由正電荷泵泵浦的電壓需要被儲存(例如，緩沖)足夠長時間，使得耦合在cc線上的主機設備可檢測ra終端并將電壓施加在vconn線上。一旦施加并檢測到vconn線，邏輯503就禁用正電荷泵，這將設備505的柵極拉至接地，從而關斷了該設備并禁用了ra終端電路，以便節(jié)省電力。

圖5b圖示了可被布置在諸如圖1a中的ic控制器100的usb控制器中的示例片上usbtype-c子系統(tǒng)。在圖5b的替代實施方式中，ic控制器和其type-c子系統(tǒng)520可根據(jù)本文中所描述的技術(shù)作為dfp或drp應用進行布置和配置。在圖5b中，type-c子系統(tǒng)520是在ic晶片上制造的ic控制器芯片(未示出)的部分。

根據(jù)本文中所描述的技術(shù)，type-c子系統(tǒng)520包括電源522。電源522通過外部片外高精密電阻器523耦合到type-c子系統(tǒng)520的cc線(cc1和cc2)。電源522還耦合到粗略的附接檢測器524。粗略的附接檢測器524通過rd終端電路526耦合到type-c子系統(tǒng)520的cc線(cc1和cc2)，并被配置為(例如，通過使用單一電壓閾值)檢測cc線上電壓電平。在操作中，圖5b中所圖示的電路被配置為通過實現(xiàn)在此之前所描述的等待附接狀態(tài)來降低電流消耗。例如，電源522、高精密電阻器523和粗略的附接檢測器524可用于檢測cc線上的附接事件。

在一些實施方式中，本文中所描述的用于低功率usbtype-c子系統(tǒng)的技術(shù)通過使用本機設備連同負電荷泵保證了實現(xiàn)ra終端。這可將由ra終端電路消耗的總電流從(例如，如可用在常規(guī)實現(xiàn)方式中的)約5ma降低到小于50μa。在這些和/或其他實施方式中，本文中所描述的技術(shù)也可提供精密的備用參考電路，其用在深度睡眠狀態(tài)中，以在type-c子系統(tǒng)的cc線上執(zhí)行終止和附接/分離檢測，而不會使usb控制器在活動狀態(tài)下消耗功率，但仍滿足精密電壓/電流要求。這可將由ic(控制器)在深度睡眠狀態(tài)下消耗的總電流從(例如，如可用在常規(guī)實現(xiàn)方式中的)多于1ma降低到約50μa，其中備用參考本身可消耗10μa到15μa的電流。在這些和/或其他實施方式中，本文中所描述的技術(shù)還可提供新的等待附接狀態(tài)，其中type-c子系統(tǒng)配置在dfp或drp應用中時等待cc線上的附接事件。這可將ic(控制器)在等待附接事件時(例如，在由控制器提供的type-c端口沒有附接到任何事物時)消耗的電流從(例如，如可用在常規(guī)實現(xiàn)方式中的)約50μa降低到約2μa。

本文中所述的用于低功率usbtype-c子系統(tǒng)的技術(shù)的各種實施方式可包括各種操作。這些操作可由硬件部件、數(shù)字硬件和/或固件、以及/或者它們的組合執(zhí)行和/或控制。如本文中所使用的，術(shù)語“耦合到”可意味著直接或通過一個或多個中間部件間接耦合。通過本文中所描述的各種晶片上總線提供的任意信號可與其他信號時間復用，并通過一個或多個公共晶片上總線提供。此外，在電路部件或塊之間的互連可被示為總線或單信號線?？商娲?，每個總線可以是一個或多個單信號線，并且可替代地，每個單信號線可以是總線。

某些實施方式可被實現(xiàn)為可包括儲存在非臨時計算機可讀介質(zhì)(例如，諸如易失性存儲器和/或非易失性存儲器)上的指令的計算機程序產(chǎn)品。這些指令可用于對包括一個或多個通用或?qū)Ｓ锰幚砥?例如，諸如cpu)或其等效形式(例如，諸如處理核心、處理引擎、微控制器等)的一個或多個設備編程，使得當由處理器或其等效形式執(zhí)行時，指令使設備執(zhí)行用于本文中所描述的低功率usb子系統(tǒng)的所述操作。計算機可讀介質(zhì)還可包括用于儲存或傳輸以機器(例如，諸如設備或計算機)可讀的形式(例如，軟件、處理應用等)的信息。非臨時計算機可讀存儲介質(zhì)可包括但不限于電磁存儲介質(zhì)(例如，軟盤、硬盤等)、光學存儲介質(zhì)(例如，cd-rom)、磁光存儲介質(zhì)、只讀存儲器(rom)、隨機存取存儲器(ram)、可擦除可編程存儲器(例如，eprom和eeprom)、閃存或適合于儲存信息的另一現(xiàn)在已知或以后開發(fā)的非臨時類型的介質(zhì)。

雖然以特定的順序示出和描述了本文的方法的操作，但在一些實施方式中，每個方法的操作順序可改變，使得某些操作可以按相反的順序來執(zhí)行，或使得某個操作可至少部分地同時和/或并行地與其它操作一起來執(zhí)行。在其它實施方式中，指令或不同操作的子操作可以是間歇和/或交替的方式。

在前述說明書中，已經(jīng)參考本發(fā)明的具體示例性實施方式對本發(fā)明進行了描述。然而，將明顯的是，在不背離如在所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的更廣泛的精神和范圍的情況下，可對其做出各種修改和改變。因此，說明書和附圖被認為是說明性的意義而非限制性意義。