CN104133801A - 数据传输装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据传输装置及方法，通过数据转换模块将第一数据传输模块与第二数据传输模块桥接起来，所述第一数据传输模块与第二数据传输模块都为集线器，且共用多个下行端口传输数据。通过本发明的所述数据传输装置及方法，使得非超高速的设备可以模拟为超高速设备，从而允许更多的设备同时高性能的工作，充分利用带宽，并支持全双工的工作方式，提高了用户的体验度。
Description
技术领域
本发明涉及有关于数据传输装置与方法，特别是有关于一种串行(serial)设备的数据传输装置与方法。
背景技术
通用串行总线(Universal Serial Bus，以下简称为USB)普遍使用于电子装置中，用以传输数据于主机(host)与外围设备(device)之间。USB版本1.0(以下简称为USB1.0)的数据传输速率为1.5Mbps(低速，lowspeed)及12Mbps(全速，full speed)，USB版本2.0(以下简称为USB2.0)的数据传输速度为480Mbps(高速，high speed)。USB版本3.0(以下简称为USB3.0)，其数据传输速度为5.0Gbps(超高速，superspeed)，是USB2.0的十倍。目前更推出USB版本3.1(以下简称为USB3.1)，其数据传输速度可达10Gbps。
USB2.0线缆包括4条线：VCC电源，GND地以及一对数据差分线(D+，D-)，采用的半双工的通信模式，在同一时间只能一端发送，一端接收。USB3.0线缆除了兼容USB2.0的4条线缆之外(VCC，GND，D+，D-)，还加入了两对超高速数据差分线(SSTX+，SSTX-以及SSRX+，SSRX-)。它采用全双工的通信模式，两端可以同时进行收发数据。更多细节可参考“Universal Serial Bus3.0Specification”。
图1是典型的USB系统，包括USB主机101，USB集线器102，USB外围设备103。USB集线器102是一种扩展设备，它能够使用星型拓扑结构连接多个USB外围设备，它处于USB主机和USB外围设备之间的位置。
图2是现有技术中的USB3.0集线器201，为了同时支持符合USB3.0的超高速连接和符合USB2.0的高速连接，它内部集成了超高速USB集线器202和高速USB集线器203。超高速USB集线器202和高速USB集线器203之间没有数据通路。所述USB3.0集线器201内部实际上存在两条连接通路，即用粗黑线表示的超高速连接和用虚线表示的高速连接。
当所述USB3.0集线器201和上一级USB集线器或USB主机之间的连接只存在高速连接时，所述USB3.0集线器201中的超高速集USB线器202将不能工作，所述USB3.0集线器201以及其上连接的设备全部工作在高速模式。
当所述USB3.0集线器201和上一级USB集线器或USB主机之间的连接存在高速连接和超高速连接两条连接时，所述USB3.0集线器201中的超高速USB集线器202和高速USB集线器203同时工作，连接的超高速USB设备通过超高速连接传输数据，工作在超高速状态，连接的高速USB设备通过高速连接传输数据，工作在高速状态，即所有的设备都可以工作在其最高速度状态。
当所述USB3.0集线器201和上一级USB集线器或USB主机之间的连接只存在超高速连接时，所述USB3.0集线器201中的高速USB集线器203将不能工作，连接到所述USB3.0集线器201的USB设备只能工作在超高速状态，若该设备不支持超高速连接，将不能使用，如传统的USB2.0设备，或者通过USB2.0线缆连接到所述USB3.0集线器的USB3.0设备。
当前，用户仍然在使用大量的USB2.0设备或采用USB2.0线缆连接的设备，这些设备在接入USB3.0集线器时，时常面临上述情况，导致无法通信、用户体验降低等问题。
发明内容
本发明为了解决上述问题，设计了一种数据传输装置及方法。
实现上述目的本发明的技术方案为：
一种数据传输装置，其特征在于，包括：
第一数据传输模块，其上行端口与数据转换模块的下行端口相连；
数据转换模块，用于桥接第一数据传输模块与第二数据传输模块；
第二数据传输模块，其上行端口与上一级装置连接；
其中，所述第一数据传输模块与第二数据传输模块都为集线器，且共用多个下行端口传输数据。
一种数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
将第一数据传输模块的上行端口与数据转换模块的下行端口相连；
数据转换模块桥接第一数据传输模块与第二数据传输模块；
将第二数据传输模块的上行端口与上一级装置连接；
其中，所述第一数据传输模块与第二数据传输模块都为集线器，且共用多个下行端口传输数据。
本发明的数据传输方法和装置，允许更多的设备同时高性能的工作，充分利用带宽，支持全双工的工作方式，提高了用户的体验度。
附图说明
图1是USB系统的结构示意图；
图2是现有技术中的USB3.0集线器的结构示意图；
图3是本发明较佳实施例中的USB3.0集线器的结构示意图。
图4是本发明较佳实施例中的数据传输方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述。
本发明涉及一种数据传输装置，具体可以是一种改进的USB3.0集线器，将USB3.0集线器中的超高速USB集线器和高速USB集线器桥接起来。
图3是本发明较佳实施例中的超高速USB3.0集线器307的结构示意图。所述USB3.0集线器307包括符合USB3.0的超高速USB集线器202，符合USB2.0的高速USB集线器203，同时，还包括一个USB2.0-USB3.0协议转换器301。多个下行端口(204，205，206，207)通过超高速连接与所述超高速USB集线器202连接，通过高速连接与所述高速USB集线器203连接。所述高速USB集线器203的上行端口208与所述USB2.0-USB3.0协议转换器301的高速下行端口304相连。
所述USB2.0-USB3.0协议转换器301主要完成USB2.0与3.0之间数据格式的转换，速度的转换以及USB上行端口速度的自动判断。现有技术中已有这样的协议转换器，如中国专利申请公布号为CN101788972的专利申请中就公开了一种这样的USB2.0-USB3.0协议转换器。
USB2.0-USB3.0协议转换器301的超高速上行端口302通过超高速连接与超高速USB集线器202的下行端口207相连，而高速上行端口303通过高速连接与所述USB3.0集线器307的上行端口306相连。
图4是本发明较佳实施例的数据传输方法的流程图。
步骤S401中，USB2.0-USB3.0协议转换器301对所述USB3.0集线器307和上一级USB集线器或USB主机之间的连接进行判断，并根据不同情况采取不同的连接方式；
步骤S402中，当所述USB3.0集线器307和上一级USB集线器或USB主机之间的连接只存在高速连接时，所述USB2.0-USB3.0协议转换器301将高速下行端口304与高速上行端口303直接相连，从而实现了将所述高速USB集线器203的上行端口208与所述USB3.0集线器307的上行端口306的直接相连。此时，所述USB3.0集线器307以及集线器上连接的设备全部工作在高速模式。
步骤S403中，当所述USB3.0集线器307和上一级USB集线器或USB主机之间的连接只存在超高速连接时，所述超高速USB集线器202和所述高速USB集线器203同时工作，所述USB2.0-USB3.0协议转换器301将其高速下行端口304转接到超高速上行端口302上，并实现两个端口之间USB2.0与USB3.0的数据格式转换，所述超高速上行端口302经超高速连接与所述超高速USB集线器202的下行端口207相连。此时，所有连接到该USB3.0集线器307上的超高速USB设备将工作在超高速模式，所有连接到该USB3.0集线器307上的高速USB设备将被转换成超高速USB3.0设备，工作在超高速状态。
步骤S404中，当所述USB3.0集线器307和上一级USB集线器或USB主机之间的连接存在超高速和高速两条连接时，所述超高速USB集线器202和所述高速USB集线器203仍然可以同时工作，所述USB2.0-USB3.0协议转换器301将其高速下行端口304转接到超高速上行端口302上，并实现两个端口之间USB2.0与USB3.0的数据格式转换，所述超高速上行端口302经超高速连接与所述超高速USB集线器202的下行端口207相连。此时，所有连接到该USB3.0集线器307上的超高速USB设备将工作在超高速模式，所有连接到该USB3.0集线器307上的高速USB设备将被转换成超高速USB3.0设备，工作在超高速状态。
上述实施中，超高速USB连接可以为USB3.0和/或USB3.1，高速USB连接可以为USB2.0和/或USB1.0，超高速连接可以为全双工方式，高速连接可以为半双工方式，以及其他合理的组合方式。
通过本发明的上述数据传输装置及方法，使得非超高速的USB设备可以模拟为超高速USB设备，从而允许更多的设备同时高性能的工作，充分利用带宽，并支持全双工的工作方式，提高了用户的体验度。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种数据传输装置，其特征在于，包括：
第一数据传输模块，其上行端口与数据转换模块的下行端口相连；
数据转换模块，用于桥接第一数据传输模块与第二数据传输模块；
第二数据传输模块，其上行端口与上一级装置连接；
其中，所述第一数据传输模块与第二数据传输模块都为集线器，且共用多个下行端口传输数据。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当该装置与上一级装置之间的链路仅支持第一数据传输模块的数据格式时，数据转换模块直接将第一数据传输模块的上行端口与上一级装置连接。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当该装置与上一级装置之间的链路仅支持第二数据传输模块的数据格式时，数据转换模块实现第一数据传输模块与第二数据传输模块之间的数据格式转换，并将其上行端口与第二数据传输模块的下行端口相连。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当该装置与上一级装置之间的链路同时支持第一数据传输模块和第二数据传输模块的数据格式时，数据转换模块实现第一数据传输模块与第二数据传输模块之间的数据格式转换，并将其上行端口与第二数据传输模块的下行端口相连。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一数据传输模块的数据传输速率低于所述第二数据传输模块。
6.一种数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
将第一数据传输模块的上行端口与数据转换模块的下行端口相连；
数据转换模块桥接第一数据传输模块与第二数据传输模块；
将第二数据传输模块的上行端口与上一级装置连接；
其中，所述第一数据传输模块与第二数据传输模块都为集线器，且共用多个下行端口传输数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当该装置与上一级装置之间的链路仅支持第一数据传输模块的数据格式时，数据转换模块直接将第一数据传输模块的上行端口与上一级装置连接。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当该装置与上一级装置之间的链路仅支持第二数据传输模块的数据格式时，数据转换模块实现第一数据传输模块与第二数据传输模块之间的数据格式转换，并将其上行端口与第二数据传输模块的下行端口相连。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当该装置与上一级装置之间的链路同时支持第一数据传输模块和第二数据传输模块的数据格式时，数据转换模块实现第一数据传输模块与第二数据传输模块之间的数据格式转换，并将其上行端口与第二数据传输模块的下行端口相连。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一数据传输模块的数据传输速率低于所述第二数据传输模块。
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| CN1661867A (zh) * | 2004-02-24 | 2005-08-31 | 希旺科技股份有限公司 | 内建储存装置的usb集线器 |
| CN102541794A (zh) * | 2012-01-05 | 2012-07-04 | 威盛电子股份有限公司 | 集线器及其方法 |
| EP2433195B1 (en) * | 2009-05-20 | 2014-01-22 | Chronologic Pty Ltd | Jitter reduction method and apparatus for distributed synchronised clock architecture |
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