CN102694722A - 桥接器以及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种桥接器以及其操作方法。该桥接器耦接主机与周边设备之间。该桥接器包括连接器、电源电路，及桥接电路。连接器可用以连结此主机，且连接器包括电源管脚及指令管脚。电源电路可用以接收供应电源，当电源电路被致能可将供应电源转换成驱动电压。桥接电路由驱动电压供应电源，并通过指令管脚执行主机与周边设备之间的数据传输程序。上述的电源电路具有致能端，且此致能端耦接电源管脚，以接收主机通过电源管脚传送的致能讯号。当致能信号具有第一电位时，电源电路被致能以提供上述的驱动电压，当致能信号具有第二电位时，电源电路被禁能以停止提供该驱动电压。

Description

桥接器以及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种电子装置，特别是涉及一种可节省耗电以及防止操作失败的桥接器。

背景技术

一般而言，主机通常具有多个连接端口，并可通过这些连接端口与周边设备连接。然而每个连接端口使用的通讯协议可能各不相同。当周边设备不支持该连接端口使用的通讯协议时，则需要桥接器来转换通讯协议，以使主机可经由该桥接器与此周边设备沟通。

目前的周边设备通常可与桥接器整合而配置在同一电路板上。当主机进入节能状态时，桥接器可对应操作在待机状态，并且使上述的周边设备也进入较低能耗的状态。但目前桥接器的电源供应电路设计可能导致桥接器的工作电流可能高达40mA，而造成上述电路板的整体功率消耗过高，超出了欧盟所制订的2013能源规定。

此外，当主机由节能状态恢复至正常操作状态时，桥接器可与主机重新建立连结，使得主机可继续与周边设备沟通。然而，重新建立上述的连结需要花费一段时间等待周边设备初始化完成。当主机在这段传送时间内欲传送指令至周边设备时，会因周边设备未完成初始化会导致桥接器中的硬件（如逻辑电路)无法成功地处理指令，导致对周边设备的操作失败。

发明内容

本发明提供一种桥接器，耦接一主机与一周边设备之间。桥接器包括一连接器、一电源电路，以及一桥接电路。连接器可用以连结此主机，且连接器包括一电源管脚以及一指令管脚。电源电路可用以接收一供应电源，当电源电路被致能可将供应电源转换成一驱动电压。桥接电路由驱动电压供应电源，并通过指令管脚执行主机与周边设备之间的一数据传输程序。上述的电源电路具有一致能端，且此致能端耦接电源管脚，以接收主机通过电源管脚传送的一致能讯号。当致能信号具有一第一电位时，电源电路被致能以提供上述的驱动电压，当致能信号具有一第二电位时，电源电路被禁能以停止提供该驱动电压。

本发明还提供一种桥接器的操作方法。此桥接器耦接一主机与一周边设备之间，且桥接器包括一连接器、一电源电路，以及一桥接电路。此操作方法包括以下步骤：通过连接器的一电源管脚接收主机传送的一致能讯号，并将致能讯号传送至电源电路的一致能端；当致能讯号具有一第一电位时，致能电源电路以将一供应电源转换为一驱动电压，并以驱动电压供电该桥接电路以及一周边设备；以及当致能信号具有一第二电位时，禁能电源电路以停止提供驱动电压。其中，主机通过连接器的一指令管脚与周边设备执行一数据传输程序。

基于上述，本发明提供的桥接器以及其操作方法，可在主机进入节能状态或者桥接器与主机断开连结时，使得整个桥接器耗电的部份（包括桥接电路和电源电路）停止工作而不会消耗任何功率，以符合欧盟所制订的2013能源规定。

附图说明

图1表示根据本发明实施例的桥接器；

图2表示根据本发明实施例桥接器的操作方法；以及

图3表示根据本发明另一实施例桥接器的操作方法。

附图符号说明

1～桥接器；

10～桥接电路；

11～电源电路；

12～连接器；

20～主机；

30～周边设备；

40～总线；

40-1…40-n～导线；

50～电源供应器；

100～存储器；

101～硬件；

Pen～致能端；

Pdata～指令管脚；

Pvbus～电源管脚；

S10…S28～流程步骤；

Sen～致能信号；

Vsupp～供应电源；

Vdri1～第一驱动电压；

Vdri2～第二驱动电压。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图详细说明如下。

图1表示根据本发明实施例的桥接器。为了清楚说明如图1所示，桥接器1耦接于主机20与周边设备30之间。桥接器1包括桥接电路10、电源电路11、以及连接器12。连结器12包括一电源管脚Pvbus以及至少一指令管脚Pdata，且可实现一通讯接口。在一实施例中，连接器12为符合通用序列总线（Universal Serial BUS,USB）规范的USB连接器，且通过一总线40（在一实施例中为一通用串列总线)与主机20耦接，使周边设备30可与主机20进行数据传输。在其它实施例中，连接器12还可以是其它规格的通讯接口，例如IEEE 1394接口等。上述的周边设备30可以是数据存取装置(例如硬盘、存储器或光驱)或其他电子装置。此外，上述周边设备30适用的规范不同与桥接器15中连接器12的规范，例如为串行进阶技术配置（SerialAdvanced Technology Attachment，SATA）规范，即该周边设备30可以是一SATA接口的周边设备，但本发明不限于此，只要桥接器1实现了连接器12和周边设备30所符合规范的通讯协议的转换，则属于本发明的范围。

电源电路11具有一个致能端Pen，且此致能端Pen耦接连接器12的电源管脚Pvbus（如：USB连结器的VBUS管脚），以接收主机20所传递的致能讯号Sen。此电源电路11的致能或禁能状态是由致能端Pen上电位所控制。当致能讯号Sen具有一第一电位时，电源电路11会被致能，以将电源供应器50所提供的供应电源Vsupp转换为第一驱动电压Vdri1以及第二驱动电压Vdri2。此第一驱动电压Vdri1以及第二驱动电压Vdri2可分别用以供电桥接电路10以及周边设备30。第一致能讯号Sen具有一第二电位时，电源电路11会被禁能。换句话说，此时的电源电路11被关闭，且停止分别提供第一驱动电压Vdri1以及第二驱动电压Vdri2至桥接电路10及周边设备30。在一实施例中，第一电位高于第二电位，且第一电位为5伏特，第二电位为0伏特，但本发明不限于此。此外，在本实施例中，电源电路11虽然分别提供第一驱动电压Vdri1以及第二驱动电压Vdri2给桥接电路10以及周边设备30，然而当桥接电路10以及周边设备30所需的供电电压的电压值相同时，电源电路11可用同一个驱动电压（例如第一驱动电压Vdir1或第二驱动电压Vdri2）同时供电给桥接电路10以及周边设备30。

根据上述，由于连接器12的电源管脚Pvbus与电源电路11的致能端Pen彼此连接，因此，总线40中与电源管脚Pvbus耦接的一导线40-1上的电位控制致能端Pen的致能信号Sen的电位。而导线40-1上的电压是由主机20所控制。当主机20处于一正常操作状态时，主机20通过总线40的导线40-1提供具有第一电位（该第一电位例如为5伏特）的致能讯号Sen至连接器12的电源管脚Pvbus，以致能电源电路11。此时，电源电路11分别提供第一驱动电压Vdri1以及第二驱动电压Vdri2至桥接电路10及周边设备30。随后桥接电路10进入一工作状态以处理主机20与周边设备30的之间的数据传输程序。

另一方面，当主机20进入一节能状态时，主机20通过导线40-2～40-n传送一暂停指令（suspend command）至桥接电路10，桥接电路10由于接收到了来自主机20的暂停指令，桥接器1会暂停指令而操作在节电模式。但在这种节电模式下，桥接器1整体的消耗功率尽管有所降低，仍会超出欧盟所制订的2013能源规定。在本发明一实施例中，主机20进入节能状态时藉由导线40-1提供具有第二电位（该第二电位例如为0伏特）的致能讯号Sen，则电源电路11的致能端Pen上电位为该第二电位。此时，电源电路11会被禁能而不提供驱动电压Vdri1以及第二驱动电压Vdri2至桥接电路10及周边设备30。在此情况下，桥接电路10及周边设备30由于没有受到第一驱动电压Vdri1以及第二驱动电压Vdri2供电而被完全禁能。换句话说，此时整个桥接电路10处在完全没有电力而无法工作的状态，且周边设备30也处在完全没有电力的状态。在一实施例中，主机20的上述正常操作状态可为进阶组态与电源接口(Advanced Configuration and Power Interface,ACPI)中所定义的S0状态。而主机的上述节能状态则可为ACPI中所定义的S1、S2、S3或S4状态。

综上所述，电源电路11可受致能信号Sen的控制而被致能或禁能。如此一来，当桥接器1所耦接的主机20处于节能状态且在连接器12上的电源管脚Pvbus提供第二电位（该第二电位例如为0伏特）的致能讯号时，电源电路11会被第二电位的致能信号Sen被禁能，使得整个桥接器1耗电的部份（包括桥接电路10和电源电路11）停止工作而不会消耗任何功率，以符合欧盟所制订的2013能源规定。在本发明另一实施例中，当主机20与桥接器1之间的连结断开（例如拔出总线40）时，使得致能端Pen为空接，因此致能端Pen的电位也呈现第二电位（该第二电位例如为0伏特）。此时，整个桥接器1也会停止工作而不会消耗任何功率。

以下将根据图1与图2来详细说明本发明的桥接器1执行数据传输程序的操作方法。

在步骤S10中，当主机20操作在一正常工作状态时，此主机20通过桥接器1与周边设备30进行一数据传输程序。主机20可藉由此数据传输程序存取周边设备30中的数据。以主机20将一个文档储存于周边设备30中为例，当主机20将此文档储存于周边设备30中时，视文档的大小，主机20以一数据传输程序完成此文档传送。此数据传输程序包括多个数据存取指令（access command），各数据存取指令分别对应此文档的一部分。当每个数据存取指令都分别传送至与桥接器1耦接的周边设备30后，此数据传输程序才会完成。此外，当桥接器1接收到主机20传送的任一数据存取指令时，桥接电路10中的硬件(如逻辑电路)可回复一交握(Handshake)分组给主机20，以告知主机20此数据存取指令已顺利传递至桥接器1。

在步骤S11中，暂停此数据传输程序。如前所述，此数据传输程序包括多个数据存取指令，当主机20在此数据传输程序的期间中被要求由正常工作状态转换为处于节能状态时，主机20会等待正在传送中的数据存取指令完成传送动作并回复一交握(Handshake)分组后，再暂停此数据传输程序以进入节能状态。且主机20在节能状态中不会再传递对应数据传输程序的数据存取指令。

在步骤S20中，主机20可通过导线40-2～40-n传送一暂停指令（suspendcommand）至桥接电路10，并停止提供第一电位（例如为5伏特）至连接器12的电源管脚Pvbus，而改为提供第二电位（例如为0伏特）的致能讯号Sen。此时，电源电路11根据具有第二电位（例如为0伏特）的致能信号Sen而被禁能。在此情况下，桥接器1操作在禁能状态，即桥接器1完全失去电力供应。

在步骤S21中，当主机20由节能状态又返回正常工作状态时，主机20恢复提供具有第一电位（例如为5伏特）的致能讯号Sen至连接器12的电源管脚Pvbus。此时，电源电路11根据具有第一电位（例如为5伏特）的致能信号Sen而被致能，以分别提供第一驱动电压Vdri1以及第二驱动电压Vdri2至桥接电路10及周边设备30，因此，桥接器1在步骤S21重新恢复电力供应。

在桥接电路10恢复由第一驱动电压Vdri1供电后，于步骤S22中，桥接电路10首先致能其内建的一终端电阻TR。值得一提的是，主机20通常是在桥接器1恢复电力供应时，根据终端电阻TR的致能与否来判断桥接器1是否耦接于主机，以及周边装置30是否耦接并做好存取数据的准备。即是说，即使桥接器1耦接主机20，但终端电阻TR未被致能时，主机20会判断桥接器1未耦接至主机20而不会建立与桥接器1的链路连结（link）。在本实施例中，桥接电路10在恢复电力供应后，首先致能此终端电阻TR。由于桥接器1完全失去电力供应而又重新恢复供电后，需要一定时间来完成周边装置30初始化，而通常终端电阻TR只能在周边装置30初始化完成后才会致能。当主机20恢复到正常工作状态时，随即恢复桥接器1和周边装置30的电力供应，但若因为此时终端电阻TR未被致能（因为此时周边装置30初始化尚未完成）而判断桥接器1未耦接于主机30，则无法建立与桥接器1之间的链路连结，从而无法恢复步骤S11暂停的数据传输程序。因此于本发明一实施例中，当桥接器1于步骤S21重新恢复电力供应后，于步骤S22先致能其内建的一终端电阻TR。于一实施例中，致能终端电阻TR的具体方式参阅图1，桥接电路10藉由导通终端电阻TR与导线40-2～40-n的一者（例如导线40-n）之间的开关SW，以致能终端电阻TR。开关SW可由桥接电路10的固件（图未绘示）来控制。

于步骤S23中，当主机20离开节能状态而回到正常工作状态后，主机20根据被致能的终端电阻TR判断桥接器1耦接于主机20，且周边装置30也已耦接并做好存取数据的准备，藉此恢复主机20与桥接器1之间的链路连结。具体地，当主机20离开节能状态而回到正常工作状态后，主机20发出一恢复指令（resume command）以恢复与桥接器1的链路连结，希望藉此继续之前暂停的数据传输程序。由于在步骤S22桥接器1内的终端电阻TR已致能，可通过桥接器1内的固件（Firmware）（图1未示出）发出一响应（respond）至主机20，则主机20和桥接器1可完成交握程序（handshake）以恢复主机20与桥接器1之间的链路连结。

图3为本发明另一实施例的桥接器1执行数据传输程序的操作方法。

在如图2的步骤S23所示的主机20与桥接器1之间的链路连结恢复完成后，于步骤S24中，桥接器1通过导线40-2～40-n接收由主机20传送的对应此数据传输程序暂停前未传送的数据存取指令。

于步骤S25，接收到数据存取指令后，根据一标志信号Sflag的状态决定将该数据存取指令分配至如图1所示的桥接电路10所包括的硬件101或固件（图1未示出），使此硬件101或固件处理此数据存取指令。在一实施例中，可由桥接电路10的一中断处理程序接收以及分配此数据存取指令。中断处理程序是用以将桥接电路10收到的数据存取指令分配给固件或硬件101处理。当标志信号Sflag的状态为第一状态（例如Sflag=1）时，中断处理程序会将收到的数据存取指令分配给固件处理。当标志信号Sflag的状态为第二状态（例如Sflag=0）时，中断处理程序会将收到的数据存取指令分配给硬件101处理。上述固件以及中断处理程序储存在桥接电路10的一存储器100（参照图1）中。

在步骤S26中，更改标志信号Sflag的状态。在一实施例中，中断处理程序可于分配数据存取指令至固件后，将标志信号Sflag的状态由第一状态更改为第二状态。在此，更改标志信号Sflag的状态是为了让中断处理程序可将后续的数据存取指令分配给硬件101处理，以加速完成此数据传输程序。

于步骤S27中，当固件收到数据存取指令后，此固件通过一交握程序回应主机20，并且等待周边设备30初始化程序完成后，处理此数据存取指令。请返回参考图2的步骤S22和S23，尽管于步骤S22桥接电路10致能终端电阻RX，且于步骤S23建立主机20与桥接器1的链路连接，但此时周边设备30并未真正完成初始化，因此此数据传输程序恢复后的第一个数据存取指令须由固件来处理，以回应交握程序的同时，轮询（polling）周边设备30初始化是否完成。一旦周边设备30初始化完成后，固件即可根据此数据存取指令存取周边设备30中的数据。例如，此数据存取指令为读取周边设备30中的数据，主机20收到固件回应的交握程序后，会等待一段时间以接收桥接器1回传周边设备30中对应此数据存取指令的数据。如前所述，固件在回应交握程序时也会轮询周边设备30是否已经完成初始化。在此，可利用主机20等待的时间作为周边设备30初始化的缓冲时间，从而避免产生数据传输程序错误。

在步骤S28中，桥接电路10的硬件101收到数据存取指令后，此硬件101通过交握程序回应主机20，并处理此数据存取指令。在此，若由硬件101接收到数据存取指令，则说明周边设备30的初始化程序完成已经完成。因此可由硬件101来处理后续的数据存取指令。

根据上述，桥接器1由禁能状态又再次恢复电力供应时，先由桥接电路10的固件来处理首先接收到的指令，并等待周边设备30完成初始化操作。当周边设备30完成初始化操作后，固件再根据接收的指令来对周边装置30进行数据传输程序。如此一来，于再次恢复电力供应后，桥接器1能继续执行关于尚未完成的数据处理程序的操作，而避免现有技术由硬件101处理指令所导致的失败。

本发明虽以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可做若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。

Claims (20)

1.一种桥接器，耦接于一主机与一周边设备之间，该桥接器包括：

一连接器，用以连结该主机，该连接器包括一电源管脚以及一指令管脚；

一电源电路，用以接收一供应电源，并在该电源电路被致能时将该供应电源转换成一驱动电压；以及

一桥接电路，由该驱动电压供应电源，并通过该指令管脚执行该主机与该周边设备之间的一数据传输程序；

其中，该电源电路具有一致能端，该致能端耦接该电源管脚，以接收该主机通过该电源管脚传送的一致能讯号，当该致能信号具有一第一电位时，该电源电路被致能以提供该驱动电压，当该致能信号具有一第二电位时，该电源电路被禁能以停止提供该驱动电压。

2.如权利要求1所述的桥接器，其中，该连接器为一通用串列总线连接器，且该电源管脚为该通用串列总线连接器的一电压总线管脚。

3.如权利要求1所述的桥接器，其中，当该主机处于一节能状态时，该主机传送具有该第二电位的该致能讯号以禁能该电源电路。

4.如权利要求1所述的桥接器，其中，当该桥接器与该主机断开连结时，该致能讯号具有该第二电位。

5.如权利要求1所述的桥接器，其中，当该主机处于一节能状态且该主机传送一暂停指令以暂停该数据传输程序时，该主机传送具有该第二电位的该致能讯号以禁能该电源电路；以及

其中，当该主机离开该节能状态时，该主机传送具有该第一电位的该致能讯号以致能该电源电路，以恢复提供该驱动电压至该桥接电路，使该桥接电路恢复该主机与该桥接电路之间的一链路连结。

6.如权利要求5所述的桥接器，其中，该桥接电路通过致能一终端电阻以恢复该链路连结。

7.如权利要求5所述的桥接器，其中，在该主机离开该节能状态后，该主机传送一恢复指令，该桥接电路于接收该恢复指令之前致能一终端电阻以恢复该链路连结。

8.如权利要求5所述的桥接器，其中，该桥接电路包括一中断处理程序；以及

其中，当该链路连结恢复后，该中断处理程序接收该主机传送的对应该数据传输程序的一数据存取指令，该中断处理程序根据一标志信号将该数据存取指令分配至该桥接电路的一固件或一硬件，使该固件或该硬件处理该数据存取指令。

9.如权利要求8所述的桥接器，其中，当该中断处理程序将该数据存取指令分配至该固件后，该中断处理程序改变该标志信号的状态。

10.如权利要求8所述的桥接器，其中，在该固件接收该数据存取指令时，该固件回传一响应至该主机，并于该周边设备进行一初始化操作后处理该数据存取指令。

11.一种桥接器的操作方法，该桥接器用以耦接于一主机与一周边设备之间，该桥接器包括一连接器、一电源电路以及一桥接电路，该桥接器的操作方法包括：

通过该连接器的一电源管脚接收该主机传送的一致能讯号，并将该致能讯号传送至该电源电路的一致能端；

当该致能讯号具有一第一电位时，致能该电源电路以将一供应电源转换为一驱动电压，并以该驱动电压供电该桥接电路以及该周边设备；以及

当该致能信号具有一第二电位时，禁能该电源电路以停止提供该驱动电压；

其中，该主机通过该连接器的一指令管脚与该周边设备执行一数据传输程序。

12.如权利要求11所述的桥接器的操作方法，其中，该连接器为一通用串列总线连接器，且该电源管脚为该通用串列总线连接器的一电压总线管脚。

13.如权利要求11所述的桥接器的操作方法，还包括：当该主机处于一节能状态时，传送具有该第二电位的该致能信号。

14.如权利要求11所述的桥接器的操作方法，其中，当该桥接器与该主机断开连结时，该致能讯号具有该第二电位。

15.如权利要求11所述的桥接器的操作方法，还包括：

当该主机进入一节能状态而暂停该数据传输程序时，禁能该电源接电路以停止提供该驱动电压；以及

当该主机离开该节能状态而恢复该数据传输程序时，致能该电源电路以恢复提供该驱动电压，以使该桥接电路恢复该主机与该桥接电路之间的一链路连结。

16.如权利要求15所述的桥接器的操作方法，其中，该桥接电路通过致能一终端电阻以恢复该链路连结。

17.如权利要求15所述的桥接器的操作方法，其中，在该主机离开该节能状态后，该桥接电路接收该主机传送的一恢复指令，该桥接电路于接收该恢复指令之前致能一终端电阻以恢复该链路连结。

18.如权利要求15所述的桥接器的操作方法，还包括：

当该链路连结恢复后，通过一中断处理程序接收该主机传送的对应该数据传输程序的一数据存取指令；以及

根据一标志信号，该中断处理程序分配该数据存取指令至该桥接电路的一固件或一硬件，使该固件或该硬件来处理该数据存取指令。

19.如权利要求18所述的桥接器的操作方法，还包括：

当该中断处理程序将该数据存取指令分配至该固件后，改变该标志信号的状态。

20.如权利要求18所述的桥接器的操作方法，还包括：

在该固件接收该数据存取指令时，由该固件回传一响应至该主机；以及

在该周边设备装置进行一初始化操作后由该固件处理该数据存取指令。

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