專利名稱：一種數(shù)據(jù)傳輸接口與串列總線接口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通用串列總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具體地是指一種數(shù)據(jù)傳輸接口與雙通道通用串列總線接口裝置。
背景技術(shù)：
雙通道通用串列總線(DCUSB，Dual Channel Universal Serial Bus)或稱為寬頻通用串列總線(WSB，Wideband Serial Bus)乃是一結(jié)構(gòu)于USB2.0的技術(shù)上所發(fā)展的高速串列總線技術(shù)，其可相容于USB 1.x及USB2.0接口總線標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)據(jù)傳輸率上最高可達(dá)到960Mbits/sec(或120Mbytes/sec)是USB 2.0接口數(shù)據(jù)傳輸率的兩倍，適合于高速的磁盤(pán)作業(yè)系統(tǒng)、有線及無(wú)線短距離數(shù)據(jù)傳輸、可攜式數(shù)據(jù)儲(chǔ)存媒體等產(chǎn)品發(fā)展，是一嶄新的接口技術(shù)。
現(xiàn)有的通用串列總線信號(hào)有VBUS、D+、D-、GND及用于隔離雜訊的接地設(shè)計(jì)，其符合于1.x及2.0版本的接口規(guī)格，為現(xiàn)今頗為廣用的USB接口。
實(shí)用新型內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)據(jù)傳輸接口與串列總線接口裝置，從而可以提高接口通道的傳送速率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種數(shù)據(jù)傳輸接口，可相容USB 1.0、USB 1.1或USB 2.0的接口信號(hào)傳輸協(xié)定并具有至少下列接口信號(hào)VBUS、D0+、D0-、D1+、D1-、GND，其中D0+與D0-為一差額信號(hào)組，D1+與D1-為另一差額信號(hào)組，VBUS為接口電源，GND為接口接地。
另包括一具有隔離雜訊功能的接地信號(hào)。
其進(jìn)一步將差額信號(hào)組D0+、D0-及D1+、D1-設(shè)計(jì)成主樸式結(jié)構(gòu)，其中D0+、D0-為主式、D1+、D1-為樸式，主式差額信號(hào)組D0+、D0-負(fù)責(zé)與USB 1.0、USB 1.1或USB 2.0的接口信號(hào)作傳輸協(xié)定。
其中主式差額信號(hào)組D0+、D0-與樸式差額信號(hào)組D1+、D1-共同完成雙通道通用串列總線(DCUSB，Dual Channel universal serial bus)接口信號(hào)的傳輸協(xié)定。
其中樸式差額信號(hào)組D1+、D1-于雙通道通用串列總線協(xié)定下，僅負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸。
其中主式差額信號(hào)組D0+、D0-與樸式差額信號(hào)組D1+、D1-是使用一鳴叫程序(Chirp sequence)完成接口信號(hào)的傳輸協(xié)定，其中嗚叫程序由覆數(shù)個(gè)鳴叫J信號(hào)(Chirp J)及鳴叫K信號(hào)(Chirp K)所組成，鳴叫J信號(hào)在主式信號(hào)上為D0+＝1，D0-＝0，鳴叫J信號(hào)在樸式信號(hào)上為D1+＝1、D1-＝0，鳴叫K信號(hào)在主式信號(hào)上為D0+＝0、D0-＝1，鳴叫K信號(hào)在樸式信號(hào)上為D1+＝0、D1-＝1。
其中數(shù)據(jù)在主式差額信號(hào)及樸式差額信號(hào)上作非同步傳輸，當(dāng)其中一差額信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，接口控制器將暫時(shí)停止數(shù)據(jù)的遞送，并利用主式或樸式差額信號(hào)重復(fù)傳送該筆數(shù)據(jù)；直到該筆數(shù)據(jù)正確接收后接口控制器再繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)封包。
本發(fā)明提供的一種串列總線接口裝置，具有雙通道，可相容于USB接口數(shù)據(jù)傳輸規(guī)格，并具有兩個(gè)數(shù)據(jù)傳輸通道，每一個(gè)通道上的信號(hào)均由兩個(gè)差額信號(hào)所組成；該裝置內(nèi)并具一接口控制器，其具有數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換及傳輸?shù)墓δ堋?br> 其中的接口控制器至少包括一差額信號(hào)接收器，及一電流驅(qū)動(dòng)器；該差額信號(hào)接收器與電流驅(qū)動(dòng)器并經(jīng)由適當(dāng)?shù)碾娐范c接口通道上的差額信號(hào)所連接。
如上所述，本發(fā)明除了使用VBUS、D+、D-、GND等信號(hào)外，為增加數(shù)據(jù)傳輸速率，特別增加了額外的信號(hào)而成為VBUS、D0+、D0-、D1+、D1-及GND等，除了隔離雜訊的接地信號(hào)外，共成為六個(gè)信號(hào)的接口，其并成為一主仆式(Master-Slave)的結(jié)構(gòu)，其中D0+及D0-為一主式(Master)信號(hào)；而D1+及D1-為其仆式(Slave)信號(hào)。所謂主式信號(hào)，即是負(fù)責(zé)DCUSB及USB接口的協(xié)定工作與數(shù)據(jù)(Data)的傳送；而樸式信號(hào)則僅負(fù)責(zé)DCUSB接口的協(xié)定與數(shù)據(jù)的傳送。詳細(xì)實(shí)施方式說(shuō)明請(qǐng)先參考圖1。


為進(jìn)一步揭示本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說(shuō)明如后，其中
圖1為公知USB 2.0的鳴叫程序信號(hào)示意圖；圖2為本發(fā)明DCUSB總線協(xié)定的鳴叫程序信號(hào)示意圖；圖3為本發(fā)明總線系統(tǒng)連接示意圖；圖4為本發(fā)明交易封包的示意圖；圖5為本發(fā)明DCUSB的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，圖1為USB 2.0裝置(Device)于插入主機(jī)(Host)端后的信號(hào)圖。其中于D+信號(hào)上將產(chǎn)生信號(hào)彈跳(Bounce)90的情形，待信號(hào)穩(wěn)定后將持續(xù)維持一段時(shí)間t1，使得總線(Bus)處于閑置狀況(Idle)，之后于時(shí)間t2區(qū)間內(nèi)主機(jī)與裝置間必需完成鳴叫程序(Chirpsequence)，其意在于完成兩者間USB 2.0的傳輸協(xié)定確認(rèn)，以便與USB1.x的裝置作識(shí)別。而鳴叫程序的作動(dòng)起于主機(jī)對(duì)總線的重置(Reset)，即D+＝0且D-＝0，而當(dāng)裝置偵測(cè)到總線處于重置狀況后，將送出鳴叫K信號(hào)(ChirpK；D+＝0，D-＝1)100。
當(dāng)主機(jī)偵測(cè)到鳴叫K信號(hào)100后，將送出鳴叫K及鳴叫J信號(hào)(Chirp J；D+＝1，D-＝0)各三次，共計(jì)有六個(gè)鳴叫信號(hào)(6chirps)于200處。至此系統(tǒng)將進(jìn)入U(xiǎn)SB 2.0的傳輸協(xié)定，而完成鳴叫程序。
請(qǐng)參考圖2，如圖2所示為本發(fā)明DCUSB總線協(xié)定的鳴叫程序，使用此方法可使主機(jī)與裝置間彼此辨識(shí)出其可工作的范圍為USB 1.x或USB 2.0或DCUSB的功能。當(dāng)裝置連接主機(jī)后，如圖2，主機(jī)于時(shí)間t2開(kāi)始時(shí)將雙總線重置(D0+＝0，D0-＝0，D1+＝-0，且D1-＝0)，若裝置僅具備USB 2.0的功能，因其并不具備樸式信號(hào)(D1+，D1-)，所以主機(jī)將偵測(cè)不到D1-上的鳴叫K信號(hào)而進(jìn)入U(xiǎn)SB 2.0的模式，并于主式信號(hào)上(D0+，D0-)完成USB 2.0的鳴叫程序。
若裝置為一DCUSB的裝置，則將與主機(jī)于模式信號(hào)線上完成與主式信號(hào)上相同的鳴叫程序，如圖2所示，其中100為主式的嗚叫K信號(hào)，而200為主式的鳴叫K及鳴叫J信號(hào)；110為樸式的鳴叫K信號(hào)，而210為樸式的鳴叫K及鳴叫J信號(hào)，當(dāng)主機(jī)與裝置間彼此由主式及模式信號(hào)完成DCUSB的鳴叫程序后，系統(tǒng)即進(jìn)入DCUSB協(xié)定。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入DCUSB協(xié)定后，D0+、D0-、D1+及D1-四個(gè)信號(hào)線將被致能(Enable)。
由上所述即知，DCUSB并不存在于USB 1.x的協(xié)定上，此乃因USB1.x并沒(méi)有所謂的鳴叫程序，也就意味著雖然DCUSB具備有雙通道的設(shè)計(jì)，但當(dāng)其工作于僅具USB 1.x的主機(jī)或裝置時(shí)，DCUSB的鳴叫程序并不會(huì)產(chǎn)生，其樸式信號(hào)將被禁能(Disable)，且USB 2.0的嗚叫程序也不會(huì)產(chǎn)生，因此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率將相同于公知的USB 1.x的裝置，所以并不會(huì)有兩倍于USB 1.x的數(shù)據(jù)傳輸速率的情形發(fā)生。因此，DCUSB總線技術(shù)可相容于USB 1.x及USB 2.0的規(guī)范。
請(qǐng)參考圖3的系統(tǒng)連接示意圖，其中由一具備有DCUSB接口功能的主機(jī)控制器(DCUSB host controller)為系統(tǒng)源端集線器(Root hub)，其可連接一DCUSB裝置30、一USB 2.0集線器(hub)20、及一USB2.0裝置10；而USB 2.0集線器(hub)20又可再連接一USB 2.0裝置50及一USB 1.x裝置40。如此的連接結(jié)構(gòu)，便是因?yàn)镈CUSB的接口協(xié)定可相容于USB 1.x及USB 2.0規(guī)范的原故，而DCUSB裝置30卻可以雙倍于USB 2.0的數(shù)據(jù)傳輸速率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。如果將DCUSB裝置30連接于USB 2.0集線器(hub)20上，則DCUSB裝置30仍可以利用USB 2.0的接口協(xié)定以主式信號(hào)完成單通道連接，而其數(shù)據(jù)傳輸速率亦可維持在USB 2.0的標(biāo)準(zhǔn)，即480Mbits/Sec。
在總線封包(Packet)傳輸技術(shù)上，DCUSB亦采用與USB 2.0相同的封包結(jié)構(gòu)，即包括有特征封包(Token packets)、數(shù)據(jù)封包(Datapackets)、調(diào)協(xié)封包(Handshake packets)及特殊封包(Special packets)等四種。此四種封包均可在主式及樸式信號(hào)上運(yùn)作，但樸式信號(hào)只接受特征封包中的輸入(In)及輸出(Out)型的信號(hào)傳遞；而不接受特征封包中的訊框起始型(SOF，Start Of Frame)及設(shè)定型(Setup)。請(qǐng)參考圖4，其中300表示USB 2.0的數(shù)據(jù)輸入交易(In transaction)，其由三個(gè)封包所組成輸入型特征封包310、數(shù)據(jù)封包320及調(diào)協(xié)封包330，當(dāng)主機(jī)發(fā)出輸入型特征封包310后，裝置即送出數(shù)據(jù)封包320，主機(jī)在收到數(shù)據(jù)并確認(rèn)無(wú)誤后，再送出調(diào)協(xié)封包330，告知裝置數(shù)據(jù)正確而完成數(shù)據(jù)輸入的動(dòng)作。
至于DCUSB中的數(shù)據(jù)輸入交易(In transaction)400則需由主式信號(hào)及模式信號(hào)共同完成；主機(jī)于主式及樸式信號(hào)上發(fā)出輸入型特征封包410及411后，裝置即送出數(shù)據(jù)封包420及421，主機(jī)在收到主式及樸式信號(hào)上的數(shù)據(jù)并確認(rèn)無(wú)誤后，再送出調(diào)協(xié)封包430及431，告知裝置所收數(shù)據(jù)正確而完成數(shù)據(jù)輸入的動(dòng)作。
由于主式及模式信號(hào)兩者之間在時(shí)間上不會(huì)同步，因此一旦有一方數(shù)據(jù)發(fā)生傳輸錯(cuò)誤時(shí)，該方將不會(huì)產(chǎn)生調(diào)協(xié)封包430或431，此時(shí)發(fā)送端接口控制器將暫停后續(xù)數(shù)據(jù)的遞送并重復(fù)傳送該筆數(shù)據(jù)封包，直到接收端接口控制器接收到正確的數(shù)據(jù)并送出調(diào)協(xié)封包完成動(dòng)作后。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)將有雙重通道-主式及模式信號(hào)通道-提供作為數(shù)據(jù)再傳送(Retry)的通道，當(dāng)主式信號(hào)通道被其他USB裝置占有時(shí)，仍能夠使用樸式信號(hào)通道傳遞數(shù)據(jù)，此亦可增加整體數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省Ｍ瑯拥姆绞揭部蛇\(yùn)用在數(shù)據(jù)輸出交易(Out transaction)，但如前所述，訊框起始型交易(SOF transaction)及設(shè)定型(Setup transaction)交易只在主式信號(hào)上發(fā)生，也就是說(shuō)明樸式信號(hào)只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳遞的任務(wù)。
當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入DCUSB模式后，只有數(shù)據(jù)輸出入交易才會(huì)使用模式信號(hào)而成為雙通道模式。此設(shè)計(jì)可簡(jiǎn)化DCUSB的系統(tǒng)設(shè)計(jì)又兼顧到實(shí)質(zhì)的數(shù)據(jù)傳輸速率的提升。
圖5所示為DCUSB的電路結(jié)構(gòu)圖，其中斜線陰影部分為低速的USB1.x元件，500為DCUSB的主機(jī)端，600為DCUSB的裝置端；510為主機(jī)差額接收器(Differential receiver)，其輸出為一樸式差額輸出信號(hào)，520為電流驅(qū)動(dòng)器，610為裝置差額接收器，其輸出為一樸式差額輸出信號(hào)，620為電流驅(qū)動(dòng)器。由圖五可知，510、520、610及620等元件由樸式信號(hào)D1+，D1-作為連接，而共同形成一樸式通道，700即為本發(fā)明的DCUSB總線接口。
本發(fā)明所描述的，只是較佳實(shí)施例的一種，舉凡局部的變更或修飾而源于本發(fā)明的技術(shù)思想而為熟習(xí)該項(xiàng)技藝的人所易于推知的，俱不脫本發(fā)明的專利權(quán)范疇。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)傳輸接口，其特征在于，可相容USB 1.0、USB 1.1或USB 2.0的接口信號(hào)傳輸協(xié)定并具有至少下列接口信號(hào)VBUS、D0+、D0-、D1+、D1-、GND，其中D0+與D0-為一差額信號(hào)組，D1+與D1-為另一差額信號(hào)組，VBUS為接口電源，GND為接口接地。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸接口，其特征在于，另包括一具有隔離雜訊功能的接地信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸接口，其特征在于，其進(jìn)一步將差額信號(hào)組D0+、D0-及D1+、D1-設(shè)計(jì)成主樸式結(jié)構(gòu)，其中D0+、D0-為主式、D1+、D1-為樸式，主式差額信號(hào)組D0+、D0-負(fù)責(zé)與USB 1.0、USB 1.1或USB 2.0的接口信號(hào)作傳輸協(xié)定。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)傳輸接口，其特征在于，其中主式差額信號(hào)組D0+、D0-與樸式差額信號(hào)組D1+、D1-共同完成雙通道通用串列總線接口信號(hào)的傳輸協(xié)定。
5.如權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)傳輸接口，其特征在于，其中樸式差額信號(hào)組D1+、D1-于雙通道通用串列總線協(xié)定下，僅負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸。
6.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)傳輸接口，其特征在于，其中主式差額信號(hào)組D0+、D0-與樸式差額信號(hào)組D1+、D1-是使用一鳴叫程序完成接口信號(hào)的傳輸協(xié)定，其中嗚叫程序由覆數(shù)個(gè)鳴叫J信號(hào)(Chirp J)及鳴叫K信號(hào)所組成，鳴叫J信號(hào)在主式信號(hào)上為D0+＝1，D0-＝0，鳴叫J信號(hào)在樸式信號(hào)上為D1+＝1、D1-＝0，鳴叫K信號(hào)在主式信號(hào)上為D0+＝0、D0-＝1，鳴叫K信號(hào)在樸式信號(hào)上為D1+＝0、D1-＝1。
7.如權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)傳輸接口，其特征在于，其中數(shù)據(jù)在主式差額信號(hào)及樸式差額信號(hào)上作非同步傳輸，當(dāng)其中一差額信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，接口控制器將暫時(shí)停止數(shù)據(jù)的遞送，并利用主式或樸式差額信號(hào)重復(fù)傳送該筆數(shù)據(jù)；直到該筆數(shù)據(jù)正確接收后接口控制器再繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)封包。
8.一種具有雙通道通用串列總線接口的裝置，其特征為可相容于USB接口數(shù)據(jù)傳輸規(guī)格，并具有兩個(gè)數(shù)據(jù)傳輸通道，每一個(gè)通道上的信號(hào)均由兩個(gè)差額信號(hào)所組成；該裝置內(nèi)并具一具有數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換及傳輸?shù)墓δ艿慕涌诳刂破鳌?br> 9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，其中的接口控制器至少包括一差額信號(hào)接收器，及一電流驅(qū)動(dòng)器；該差額信號(hào)接收器與電流驅(qū)動(dòng)器并經(jīng)由適當(dāng)?shù)碾娐范c接口通道上的差額信號(hào)所連接。
全文摘要
通用串列總線(USB)，已經(jīng)廣泛使用于電腦系統(tǒng)及其周邊產(chǎn)品，愈來(lái)愈多的商品也采用此一成熟的總線接口系統(tǒng)，以方便數(shù)據(jù)有效且方便地與電腦系統(tǒng)作交換。本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)據(jù)傳輸接口與串列總線接口裝置，以進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳遞的速度。
文檔編號(hào)H01R27/00GK1635665SQ200310124430
公開(kāi)日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2003年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月26日
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