CN105119794A - 用于高速数据和电力分配的双线通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于高速数据和电力分配的双线通信系统。本发明的各种实施例提供了简单的(例如，在从设备中不需要微控制器)、与嵌入式时钟信息同步的、便宜的、汽车EMC兼容的并且具有用于大量从设备/外围设备的足够的速度和带宽的双线(例如，非屏蔽双绞线)总线系统，并且还提供了可以用于各种通信系统(例如双线总线系统)的各种协议。双线总线可选地可以是自供电的，即，主设备可以在双线总线上为从设备提供电力。本发明方法的各种实施例用于发现、配置以及协调通信系统中的电子设备与从设备之间的数据通信。尽管参考双线点对点总线系统对示例性实施例进行描述，但是方法还可以用于其它通信系统。包括了用于控制总线和从设备的顺序供电的规定。

Description

用于高速数据和电力分配的双线通信系统

本申请是进入中国国家阶段申请日为2014年5月13日、申请号为201280055576.7，发明名称为“用于高速数据和电力分配的双线通信系统”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2011年10月5日提交的专利申请号为61/543,379的美国临时专利申请(代理案号为2550/D57)的权益，其全部内容通过引用并入本文。

本专利申请还要求2011年10月5日提交的专利申请号为61/543,380的美国临时专利申请(2550/D60)的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明通常涉及通信总线技术，并且更具体地涉及用于高速数据和电力分配的双线通信系统。

背景技术

如通常已知的，通信系统常常具有与控制单元通信的各种类型的传感器和/或致动器。例如，现代车辆通常具有头单元，该头单元不只是汽车收音机，而且还充当处理来自各种传感器的信号并且将信息发送到各种致动器的控制单元(例如，用于声音控制、免提机服务、紧急路边援助等等)。图1示意性地示出了具有头端控制单元102的车辆头端118和相关外围设备。在该图中，头端控制单元102与音频ADC106、AM/FM/蓝牙RF收音机108和音频DAC112之间的相应连接，以及音频DAC112与放大器114之间的连接是头单元118内的本地连接，而传声器104与音频ADC106之间的连接和放大器114与扬声器116之间的连接是与电缆的远程连接。在该图中，头单元118还包括一个或者多个通信接口(例如，MOST、CAN、以太网等等)在此由块110表示。图2示出了本领域公知的一些示例性传声器连接。图3是示出了根据图1所示头单元的示例性机动车传声器布线的示意图。如可以看到的，传声器有过量的接线，该接线是昂贵的并且增加了车辆重量。

因此，在车辆中越来越频繁地使用传声器用于诸如免提系统、各种设备的声音控制、紧急路边援助以及其它远程服务、有效噪声消除乃至车载通信(例如，对讲机、乘客跟乘客以及驾驶员跟乘客的通信)的事情。在机动车中，尽管在后视镜上或者靠近后视镜通常安装了一个或者两个传声器，但是提出额外地或者可选地在其它结构(例如车辆顶衬、安全带皮带和/或头靠)中安装传声器。在一些提案中，多个传声器(例如，数字MEMS传声器)将共同用于若干位置中的每一个(例如，三个独立的传声器或者具有三个传声器的传声器阵列)中，例如用于波束形成或者波束控制。

在某些情况下，对于头端控制单元可能必需或者期望向通信系统中的各种装置发送音频信息。

在图1中，头单元118可以分解其功能中的一些并且使用与电缆的远程、数字连接用于头端控制单元102与音频ADC106、AM/FM/蓝牙RF收音机108和音频DAC112之间的链接。

附加控制和状态信息的传输进一步地扩展功能性并且使特征实现为远程控制和远程显示。

通常，头端控制单元需要用于连接至各种传感器和/或致动器的多个连接器(或者端口)。

一些现有总线系统包括：

基于MAC控制器的总线系统，例如MOST150(光学的、非常昂贵、光学电缆不实用)、MOST50(电学的、昂贵、在每个节点处需要转换器和微控制器)、Flexray(复杂、有同步问题和带宽限制)；

基于SPDIF/AES3的总线系统，例如SPDIF(192kBit/s、24位、立体声、没有多信道支持、昂贵的电缆)、差分(AES3)-差分、没有多信道支持)、多信道ADAT、AES10-MADI(昂贵的电缆和连接器)、El/Tl(ISDN)-(太慢、不足够的信道支持)、专用总线；以及

视频+音频链接(例如NationalSemiconductor的FPD或者Inova的APIX)。这些系统使用昂贵的电缆/连接器，是点对点系统并且对于不需要视频链接的系统来说太昂贵。

可以在http：//www.interfacebus.com/Design_Connector_Automotive.html处找到各种汽车总线的概况。

示例性实施例的发明内容

一个实施例包括用于双向点对点总线的主设备，其中主设备包括用于连接下游双线总线段的下游双线总线段接口；具有收发器下游双线接口的收发器；分别将收发器下游双线接口连接至下游双线总线段接口的第一和第二下游交流耦合；其中收发器被配置为通过第一和第二下游交流耦合将数据信号传输至下游双线总线段接口，数据信号被编码以允许下游从设备得到时钟信息。

在各种可选实施例中，主设备可以进一步包括第一和第二下游滤波器，分别耦合至下游交流耦合与下游双线总线段接口之间的第一和第二下游连接以对下游双线总线段施加来自电源的偏置电压。滤波器可以包括铁氧体。主设备可以包括电源，或者电源可以在主设备外部。

在某些实施例中，收发器包括发送器、接收器和开关系统，该开关系统被配置为选择性地将发送器连接至下游双线总线段接口以用于将下游数据传输到下游双线总线段上并且被配置为选择性地将接收器连接至下游双线总线段接口以用于从下游双线总线段接收上游数据。

主设备可以包括至少一个电源开关，用于通过第一和第二下游滤波器选择性地对下游双线总线段施加偏置电压。至少一个电源开关可以被配置为默认为打开状态，以使得当激活主设备时，不对下游双线总线段施加偏置电压。

主设备可以包括在收发器与下游双线总线段接口之间耦合的下游共模扼流圈。

主设备可以包括禁止或者限制设备耦合至下游双线总线段接口的电路，用于在下游双线总线段的双线中的任何一个电短路或者耦合至可能是破坏性的电压电平的情况下从下游双线总线段电气地保护主设备。

主设备可以包括耦合至下游双线总线段接口的至少一个电路监控设备，用于检测主设备处的明线情形、主设备处的短路情形、负线到接地的短路或者类似低电压沉、正线到接地的短路或者类似低电压沉、正线到高电压电源的短路、负线到高电压电源的短路和/或反向极性。

另一个实施例包括用于双向点对点总线的从设备，其中从设备包括用于连接上游双线总线段的上游双线总线段接口；用于连接下游双线总线段的下游双线总线段接口；具有收发器上游双线接口和收发器下游双线接口的收发器；分别将收发器上游双线接口连接至上游双线总线段接口的第一和第二上游交流耦合；分别将收发器下游双线接口连接至下游双线总线段接口的第一和第二下游交流耦合；其中收发器被配置为从接收自上游双线总线接口的编码数据信号得到时钟信息并且被配置为通过第一和第二下游交流耦合将数据信号传输至下游双线总线段接口，数据信号被编码以允许下游从设备得到时钟信息。

在各种可选实施例中，从设备可以进一步包括(1)第一和第二上游滤波器，分别耦合至上游双线总线段接口与上游交流耦合之间的第一和第二上游连接以用于输出从上游双线总线段分接的偏置电压；(2)第一和第二下游滤波器，分别耦合至下游交流耦合与下游双线总线段接口之间的第一和第二下游连接以用于对下游双线总线段施加从由第一和第二上游滤波器输出的偏置电压得到的偏置电压；以及(3)电源，包括被耦合以接收由第一和第二上游滤波器输出的偏置电压的电源输入和被配置为向从设备提供电力的电源输出，其中第一和第二上游交流耦合基本上将收发器与上游双线总线接口上的偏置电压隔离。滤波器可以包括铁氧体。

在某些实施例中，收发器可以包括发送器、接收器和开关系统，该开关系统被配置为选择性地将发送器连接至下游双线总线段接口以用于将下游数据传输到下游双线总线段上，被配置为选择性地将接收器连接至下游双线总线段接口以用于从下游双线总线段接收上游数据，被配置为选择性地将发送器连接至上游双线总线段接口以用于将上游数据传输到上游双线总线段上，以及被配置为选择性地将接收器连接到上游双线总线段接口以用于从上游双线总线段接收下游数据。开关系统可以包括接收器连接至上游双线总线段接口以及发送器连接至下游双线总线段接口的第一模式；以及接收器连接至下游双线总线段接口以及发送器连接至上游双线总线段接口的第二模式。

从设备可以包括至少一个电源开关，用于通过第一和第二下游滤波器选择性地对下游双线总线段施加偏置电压。至少一个电源开关可以被配置为默认为打开状态，以使得当激活从设备时，不对下游双线总线段施加偏置电压。

从设备可以包括在上游双线总线段接口与收发器之间耦合的上游共模扼流圈以及在收发器与下游双线总线段接口之间耦合的下游共模扼流圈。

从设备可以包括禁止或者限制设备耦合至下游双线总线段接口的电路，用于在下游双线总线段的双线中的任何一个电短路或者耦合至可能是破坏性的电压电平的情况下电保护从设备不受下游双线总线段的影响。

从设备可以包括耦合至下游双线总线段接口的至少一个电路监控设备，用于检测从设备处的明线情形、从设备处的短路情形、负线到接地的短路或者类似低电压沉、正线到接地的短路或者类似低电压沉、正线到高电压电源的短路、负线到高电压电源的短路和/或反向极性。

从设备可以包括生成或者消耗数据的附加部件，例如，被配置为生成用于在总线段上的传输的数据的传感器(例如，传声器)、被配置为使用在总线段上接收的数据的致动器(例如，扬声器)、被配置为在本地处理数据的集成的数字信号处理器和/或被配置为将丢失或者错误的信息添加到从总线段接收的数据的错误内插器。

从设备可以包括电源，该电源包括被配置为向从设备提供电力的电源输出，该从设备还可以包括第一和第二下游滤波器，分别耦合至下游交流耦合与下游双线总线段接口之间的第一和第二下游连接以用于向下游双线总线段施加从电源得到的偏置电压。

从设备可以包括通信接口，与上游和下游双线总线段接口分开，其中通过从上游双线总线段接口接收的数据对通信接口上的通信进行控制。

另一个实施例包括车辆限制器，该车辆限制器包括至少一个从设备。在各种可选实施例中，车辆限制器可以包括至少一个传感器和/或致动器，位于从设备中或者在远离从设备的限制器上。例如，从设备可以位于车辆限制器的制动器按钮中。

这种制动器按钮可以包括与从设备通信的至少一个传感器和/或致动器，用于在总线段上传输数据和在总线段上接收数据中的至少一个。

其它实施例包括车辆反光镜、车辆顶衬和包括至少一个从设备的车辆头靠。

另一个实施例包括双线总线系统，该双线总线系统包括主设备、至少一个从设备、将主设备耦合至第一从设备的双线总线段和对于每个附加从设备，将该从设备耦合至对应的上游从设备的双线总线段。

在各种可选实施例中，系统可以包括机动车辆，其中主设备、至少一个从设备和双线总线段安装在机动车辆中。系统可以包括耦合至主设备的主机设备。主机设备、主设备或者至少一个从设备中的至少一个包括被配置为在双线总线系统中检测故障的诊断电路。这种诊断电路可以被配置为确定故障的相对位置并且被配置为选择性地隔离故障以使得在主设备与故障上游的任何从设备之间的通信能够继续。主设备可以被配置为对多个从设备进行编程以相对于由主设备提供的同步信号同时采样数据。主设备和至少一个从设备可以选择性地被配置为使用浮点数据压缩方案传输压缩数据。

另一个实施例包括用于在通信系统中协调主设备与从设备之间的数据通信的方法，该通信系统具有通信地串联耦合的主设备、至少一个中间从设备和最后从设备。方法包括周期性地通过主设备将同步控制帧向下游传输至从设备序列中的第一中间从设备；通过每个连续的中间从设备选择性地将同步控制帧向下游转发至最后从设备；通过最后从设备向上游传输同步响应帧；以及通过每个连续中间从设备选择性地将同步响应帧向上游转发到主设备，其中每个从设备从下游同步控制帧得到时序信息；至少一个从设备向上游传输数据；从下游设备接收数据的每个从设备选择性地向上游传输接收的数据并且选择性地向上游传输附加数据；以及向上游传输数据的每个设备在继同步控制帧之后的至少一个指定时间间隔中传输数据。

在各种可选实施例中，每个从设备可以通过单独的双线总线段通信地耦合至对应的上游设备。时序信息可以包括用于在从设备处本地时序的时钟信号以及指示周期性超帧的开始的成帧信号。选择性地传输从下游设备接收的数据可以包括在不向上游传输数据的情况下选择性地移除接收的数据。

方法可以进一步包括在同步信号之后通过主设备选择性地传输用于至少一个从设备的数据，其中从上游设备接收数据的每个从设备选择性地向下游传输所接收的数据并且选择性地向下游传输附加数据以及传输下游数据的每个设备在同步信号之后的指定时间间隔中传输数据。选择性地传输从上游设备接收的数据可以包括在不向下游传输数据的情况下选择性地移除接收的数据。

同步控制帧可以包括前导码和头，其中通过主设备周期性地传输同步控制帧可以包括对报头的一部分进行加扰。报头的加扰部分可以包括针对每个连续传输改变的计数字段，以有效地改变用于加扰报头的加扰部分的剩余部分的加扰参数。

同步控制帧可以包括选择性地由主设备使用用于传送I2C连接的主机与指定的从设备之间的通信的一组字段。字段组可以包括由主设备选择性地使用以指示通信被指定用于指定的从设备本身还是用于耦合至指定的从设备的I2C设备的字段。

由主设备发送的同步控制帧可以选择性地包括打算用于所有从设备的广播信息，并且其中同步响应帧可以包括用于指示从设备是否接收了广播信息的广播确认字段。同步响应帧可以包括用以指示从设备需要由主设备注意的中断帧部分。同步响应帧可以包括具体地用于中断帧部分的第一CRC字段和第二CRC字段。第一CRC字段可以是16位CRC字段以及第二CRC字段可以是4位CRC字段。

在指定时间间隔中传输的上游和/或下游数据可以包括作为数据帧的一部分的奇偶校验位。对在指定时间间隔中传输的上游和/或下游数据进行加扰。

另一个实施例包括用于在通信系统中发现和配置从设备的方法，该通信系统具有通信地串联耦合的主设备和多个从设备。方法包括，在若干连续发现周期中的每一个中，通过主设备在下游通信链路上传输发现信号；通过接收发现信号的每个发现的从设备在下游通信链路上转发发现信号；以及通过接收发现信号的未发现的从设备，在不在下游通信链路上转发发现信号的情况下，在上游响应发现信号。

在各种可选实施例中，被配置为最后发现的从设备并且接收发现信号的发现的从设备可以在下游通信链路上转发发现信号并且当维持上游通信链路上与主设备的通信时等待来自下游从设备的回复，当从下游从设备接收发现响应时，在上游通信链路上将来自新发现的从设备的发现响应转发至主设备。被配置为最后发现的从设备并且接收发现信号的这种发现的从设备可以在转发发现信号之前向下游通信链路提供电力。向下游通信链路提供电力可以包括将来自上游通信链路的电力连接到下游通信链路。将来自上游通信链路的电源连接到下游通信链路包括闭合耦合在上游通信链路与下游通信链路之间的至少一个开关。

方法可以包括，当发现新发现的从设备时，将新发现的从设备配置为最后发现的从设备并且将先前最后发现的从设备重新配置为不再是最后发现的从设备。发现信号可以是从设备获得时序信息的同步控制帧的一部分。发现信号可以包括指示新发现的从设备回复发现信号的时间间隔的响应时间。

可以公开和要求附加实施例。

附图说明

通过以下结合附图的进一步描述，可以更加充分地理解本发明的上述内容和优点，其中：

图1示意性地示出了车辆头端控制单元和相关外围设备；

图2示出了本领域公知的一些示例性传声器连接；

图3是示出了根据图1所示头端单元的示例性机动车传声器布线的示意图；

图4示意性地示出了根据本发明示例性实施例的双向点对点总线配置；

图5示意性地示出了根据示例性实施例的A2B点对点总线/设备配置；

图6示意性地示出了向DSP提供多个PCM信道或者由DSP提供多个PCM信道的点对点总线/设备配置方案；

图7示意性地示出了向DSP提供多个PCM信道或者由DSP提供多个PCM信道的点对点总线/设备配置方案；以及主机设备(微控制器或者DSP)通过I2C接口与主设备进行通信；

图8示意性地示出了向DSP提供多个PCM信道或者在共享的PCM链路(例如I2S/TDM)上由DSP提供多个PCM信道的多个(在该示例中为两个)总线/设备配置；以及主机设备(微控制器或者DSP)通过I2C接口与主装置进行通信；

图9示意性地示出了向DSP提供多个PCM信道或者在共享的PCM链路(例如I2S/TDM)上由DSP提供多个PCM信道的总线/设备配置，其中信道源自多个从节点并且在多个从节点处消耗；以及主机设备(微控制器或者DSP)通过I2C接口与主设备进行通信；

图10示意性地示出了向DSP提供多个PCM信道或者在共享的PCM链路(例如I2S/TDM)上由DSP提供多个PCM信道的总线/设备配置，其中信道源自多个从节点并且在多个从节点处消耗；以及主机设备(微控制器或者DSP)通过I2C接口与主设备进行通信；

图11示意性地示出了远程节点结合从功能和主功能以便充当一个总线段上的从设备和第二总线段上的主设备(例如，由I2C和PCM链路(例如，I2S/TDM)连接的两个A2B芯片可以是具有两个总线端口的单个物理节点)的总线/设备配置方案；

图12示意性地示出了根据本发明示例性实施例的交流耦合和直流偏置；

图13示意性地示出了根据本发明示例性实施例的主设备的有关部件框图；

图14示意性地示出了根据本发明特定示例性实施例的从设备的有关部件框图；

图15示意性地示出了根据本发明特定示例性实施例的图14所示从设备的某些部件的补充细节；

图16示出了根据本发明的一个特定示例性实施例的各种浮点压缩格式；

图17提供了根据图16所示浮点压缩格式，从16位到12位的压缩和从12位回到16位的数据的解压缩的示例；

图18是根据本发明示例性实施例，示出了双向点对点串行总线和设备的补充细节的示意性框图；

图19是根据本发明的可选实施例的类似图18但是仅具有单个开关的示意性框图；

图20示意性地示出了根据本发明的示例性实施例，从差分曼彻斯特编码恢复时钟的示例性时钟恢复电路；

图21是基本上如图19所示的没有共模扼流圈的从设备的示意图；

图22A和22B是在两个总线端口处使用共模扼流圈以减少信号链中的共模变化的从设备的示意图；

图23A和23B是在两个总线端口处使用共模扼流圈以减少信号链中的共模变化以及在电源上使用共模扼流圈以滤除差分电压变化和共模电压变化的从设备的示意图；

图24A和24B是在两个总线端口处使用共模扼流圈以减少信号链和电源中的共模变化以及在电源上使用共模扼流圈以滤除差分电压变化和共模电压变化的从设备的示意图；

图25是在两个总线端口处使用共模扼流圈以减少信号链中的共模变化以及在电源上使用具有高的低频阻抗和高的高频阻抗的优化共模扼流圈以滤除差分电压变化和共模电压变化的从设备的示意图；

图26是在电源上使用具有高的低频阻抗和高的高频阻抗的优化共模扼流圈以滤除差分电压变化和共模电压变化的从设备的示意图；

图27A是铁氧体磁珠用于滤除直流电源的差分交流信号内容以及优化的共模扼流圈用于电源中以减少电源共模变化的从设备的示意图；

图27B是根据本发明的一个特定示例性实施例，配置有线路终端的，在交流耦合电容器的设备侧上的信号链中使用两个共模扼流圈的从设备的示意图；

图28是根据本发明示例性实施例，基于图22A所示配置的原型从设备收发器的示意电路图；

图29是突出相关部件和电路的图28的组成版本；

图30示意性地示出了主设备处的明线情形；

图31示意性地示出了主设备处的短路情形；

图32示意性地示出了负线到地线的短路；

图33示意性地示出了正线到地线的短路；

图34示意性地示出了正线到高电压电源(例如车用蓄电池)的短路；

图35示意性地示出了负线到高电压电源(例如车用蓄电池)的短路；

图36示意性地示出了两个从设备之间的明线情形；

图37示意性地示出了两个从设备之间的短路情形；

图38示意性地示出了两个从设备之间的正线与地线短路的情形；

图39示意性地示出了两个从设备之间的负线与地线短路的情形；

图40示意性地示出了两个从设备之间的正线与高电压电源(例如车用蓄电池)短路的情形；

图41示意性地示出了两个从设备之间的负线与高电压电源(例如车用蓄电池)短路的情形；

图42是根据本发明的示例性实施例的具有附加电路以支持各种总线诊断和保护的图18的双向点对点串行总线和设备的示意性框图；

图43示意性地示出了根据本发明示例性实施例的单向总线(环形)拓扑；

图44示意性地示出了根据本发明示例性实施例的用于单向总线中的操作的设备的框图；

图45提供了单向总线(环形)与双向点对点总线的相对比较；

图46示意性地示出了根据本发明示例性实施例的双向多点总线；

图47示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的对于图46所示类型的多点总线配置的信令和时序考虑；

图48示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的对于具有双向传输的音频数据的多点总线配置的信令和时序考虑；

图49示意性地提供了根据本发明示例性实施例的节点之间的某些多点总线操作的示例；

图50-56示意性地示出了根据本发明各种示例性实施例的各种双向多点总线配置；

图57示意性地示出了根据特定示例性实施例的具有下游传输的初期和上游传输的后期的超帧；

图58示出了根据特定示例性实施例的用于I2C模式、发现模式和正常(即，非I2C或者发现)模式的下游A2B同步控制帧格式；

图59示出了根据特定示例性实施例的用于I2C模式、发现模式和正常(即，非I2C或者发现)模式的上游A2B同步响应帧格式；

图60示出了根据本发明某些实施例的示例性数据帧格式；

图61示出了对于前导码的内容和用于生成前导码的逻辑握手的一个示例性建议；

图62示意性地示出了根据本发明示例性实施例的对于双向通信的信令和时序考虑；

图63示意性地表明根据本发明示例性实施例的从下游传输动态地移除数据和将数据插入到上游传输中的概念；

图64示意性地示出了如图63所示从下游传输动态地移除数据和将数据插入到上游传输中的另一个示例；

图65示意性地示出了如图63所示从下游传输动态地移除数据和将数据插入到上游传输中的又一个示例；

图66示意性地提供了根据本发明示例性实施例的同时采样的示例；

图67示意性地示出了具有通过A2B总线与头端控制单元进行通信的一个或者多个传声器阵列的方案；

图68示意性地示出了具有通过一个或者多个A2B设备与头端控制单元进行通信的安全带安装的传声器的方案；

图69-73示意性地示出了对于整个机动车的传声器和其它设备的放置的各种其它允许A2B的方案；以及

图74示意性地示出了对于使用A2B双向多点总线配置的整个机动车的传声器及其它设备的放置的各种其它允许A2B的方案。

应当注意，本文描述的前述附图或者元件不一定是按一致的比例或者任何比例绘制的。除非上下文另有提示，相同的元件由相同的标号指示。

特定实施例的详细说明

本发明的各种实施例提供了简单的(例如，在从设备中不需要微控制器)、与嵌入式时钟信息同步的、便宜的、汽车EMC兼容并且具有用于大量从设备/外围设备的足够的速度和带宽的双线(例如，非屏蔽双绞线)总线系统，并且还提供了可以用于各种通信系统(例如双线总线系统)的各种协议。双线总线可选地可以是自供电的，即，主设备可以通过双线总线向从设备提供电力。从设备不需要独立的接地连接并且因此它们可以放置在几乎任何地方。此外，由于通过双线总线在信令中提供了时钟信息，因此从设备不需要晶体振荡器或者其它独立时钟源。到/来自各种传感器/致动器以及I2S和/或I2C信令的时分多路复用数据的规定包括在某些可选实施例中。

尽管下面描述类型的双线总线可以用于多种通信系统中的任何一种，但是它们是考虑到汽车音频应用而设计的，因此可以被称为汽车音频总线或者A2B。再次参照图1，A2B总线可以用于替换本地连接中的任何一个，其将允许设备放置在远离头端控制单元102的位置，例如，在整个车辆的各种位置中。

下面讨论了若干总线配置，包括双向点对点总线配置、单向环形配置和双向多点线路配置。

1.示例性双向点对点总线配置

现在描述示例性双向点对点总线实施例。图4示意性地示出了根据本发明示例性实施例的双向点对点总线配置。这里，主设备202与各种从设备传感器和致动器204₁-204₅进行通信。应当注意，特定的从设备204可以是传感器和致动器两者，例如，显示由主设备202提供的信息并且将输入发送到主设备202的触摸屏设备、具有传声器和扬声器两者的设备等等。无论如何，通常需要或者期望允许主设备202与每个从设备204之间的双向通信并且可选地允许从设备之间直接或者通过主设备202的通信。

在图4所示的示例性实施例中，每对相邻设备(例如，主设备202与第一从设备204₁、第一从设备204₁与第二从设备204₂等等)由双线总线段206(即，双线总线段206₁-206₅)连接，通常为具有适当连接器的非屏蔽双绞线(UTP)接线。如在下面更充分讨论的，由主设备202向所有从设备204提供电力。对应双线总线段上的相邻设备之间的通信基本上是半双工的，例如，当主设备向第一从设备传输时，第一从设备不传输，反之亦然。为了允许主设备与任何给定从设备之间以及可选地在对等基础上的备之间的通信，中间从设备基本上中继信息。各种总线段206上的通信基本上彼此独立，并且每个从设备204可以选择性地传递其接收的信息(例如，类似中继器)，在传递信息(例如，用于特定从设备的条带信息)以前移除信息，和/或添加信息(例如，将数据插入到指定用于特定从设备的时隙中)。总线协议(在下面更充分地讨论)保证向从设备适当地提供同步和时序信息。在优选实施例中，总线协议还提供I2S和I2C通信，扩展可以利用总线的应用类型。

2.示例性总线/设备配置

图5-11示意性地示出了根据本发明示例性实施例的各种总线/设备配置方案(在这些示例中，用于数字、多信道脉冲编码调制(PCM)信息)。

图5示意性地并且一般地示出了根据示例性实施例的A2B点对点总线/设备配置。

图6示意性地示出了向DSP提供多个PCM信道或者由DSP提供多个PCM信道的点对点总线/设备配置方案。示例性实施例支持各种数据尺寸，例如8、16、24和32位数据尺寸。

图7示意性地示出了向DSP提供多个PCM信道或者由DSP提供多个PCM信道的点对点总线/设备配置方案；以及主机设备(微控制器或者DSP)通过I2C接口与主设备进行通信。

图8示意性地示出了向DSP提供多个PCM信道或者在共享的PCM链路(例如I2S/TDM)上由DSP提供多个PCM信道的多个(在该示例中为两个)总线/设备配置；以及主机设备(微控制器或者DSP)通过I2C接口与主设备进行通信。图8还示出了从设备可以连接至共享单个PCM接口(例如I2S/TDM)的多个外围设备。

图9示意性地示出了向DSP提供多个PCM信道或者由信道源自多个远程节点并且在多个远程节点处消耗的共享PCM链路(例如I2S/TDM)上的DSP提供多个PCM信道的总线/设备配置；以及主机设备(微控制器或者DSP)通过I2C接口与主设备进行通信。图9还示出了从设备可以连接至共享单个PCM接口(例如I2S/TDM)的多个外围设备。

图10示意性地示出了向DSP提供多个PCM信道或者由信道源自多个从节点并且在多个从节点处消耗的共享PCM链路(例如I2S/TDM)上的DSP提供多个PCM信道的总线/设备配置；以及主机设备(微控制器或者DSP)通过I2C接口与主设备进行通信。图10还示出了从设备可以连接至共享单个PCM接口(例如I2S/TDM)的多个外围设备以及可以在总线上传送I2C信令。

图11示意性地示出了远程节点结合从功能和主功能以便充当一个总线段上的从设备和第二总线段上的主设备(例如，由I2C和PCM链路(例如，I2S/TDM)连接的两个A2B芯片可以是具有两个总线端口的单个物理节点)的总线/设备配置方案。

3.传送数据、功率和时序

通常，主设备将操作单个总线端口并且每个从设备将操作两个总线端口，一个用于上游连接(即，朝主设备)以及一个用于下游连接(即，朝下一个从设备)，其中最后一个从设备在正常操作期间仅操作一个端口(即，用于其上游连接)。一般说来，每个总线端口将与收发器相关联，因此主设备通常将具有单个收发器并且每个从设备通常将具有两个收发器(即，一个用于上游连接以及一个用于下游连接)，然而应当注意，可选地，主设备可以具有两个收发器，例如用以允许设备在主模式与从模式之间可配置或者用以允许总线以环形配置连接(下面讨论的)。

每个收发器交流耦合至其对应的双线总线段，并且使用具有适当编码的预定形式的低压差分信令(例如，LVDS或者MLVDS或者类似信令)传送数据信号以提供总线上的时序信息(例如，差分曼彻斯特编码、二相传号编码、曼彻斯特编码、具有扫描宽度限制的NRZI编码，等等)。对于电力分配(其是可选择的，如一些节点可以被配置为具有为它们提供的局部电力)，主设备通常将直流偏置放置在其交流耦合的线路侧上的总线段上(例如，通过将一个电线连接至Vdd以及另一个连接至接地)，并且每个连续的从设备可以选择性地分接其上游交流耦合的线路侧上的上游总线段以恢复电力，其可以用于给从设备本身(以及可选地耦合至它的设备)供电以及用于选择性地偏置其下游交流耦合的线路侧上的下游总线段(如将在下面讨论的，在一些实施例中，可以一次对各从设备进行供电，例如，使用一个或者多个开关以选择性地为下游总线段施加直流偏置)。通常，必须维持给定总线段上的两个总线线路的正确极性，然而在某些可选实施例中，即使信号线是反向的(例如，从设备可以包括电源上的全波整流器，该全波整流器与编码方案一起允许信号线反向以及电路仍然运行)，也可以采取措施允许操作。

因此，每个总线段承载交流和直流分量。收发器的线路侧上的交流耦合使收发器基本上与线路上的直流分量隔离以允许高速双向通信。通常通过消除高频交流分量(在示例性实施例中，总线以大约49.152MHz的频率运行并且滤波器被选择用于过滤该范围中的频率)的滤波器(例如，铁氧体或者其它感应器)，直流分量被分接用于供电。为了由线路电压产生预定电压(例如，1.8V或者3.3V)，每个从设备通常包括功率调节器，一些实施例中，所述线路电压可以沿着总线的长度下降。以这种方法，可以将电力从主设备传送到所有从设备而同时保留在每个总线段上高速数据双向通信的能力。

图12示意性地示出了根据本发明示例性实施例具有交流耦合和直流偏置的配置。在该示例中，铁氧体1002、耦合电容器1004乃至可选择的电源开关(未示出)在A2B芯片的外部。铁氧体1002和/或交流耦合电容器1004可以是通过适当连接器连接到A2B芯片的双线总线段的一部分。在可选实施例中，耦合电容器和/或铁氧体和/或(一个或者多个)开关集成至A2B芯片。

图13示意性地示出了根据本发明示例性实施例的主设备的有关部件框图。在这里，主设备连接至数字信号处理器(DSP)，然而其它配置是可能的，例如，通过I2C接口耦合至微处理器。电源(在该示例中，为低压差或者LDO调节器，然而开关调节器或者其它电压调节器可以用于各种可选实施例)提供用于主设备以及用于偏置总线的电力。如将在下面更充分讨论的，在这里包括模拟-数字转换器(ADC)用于检测各种类型的总线错误，例如，通过DSP或者通过独立的诊断处理器。

图14示意性地示出了根据本发明示例性实施例的从设备的有关部件框图。在该示例性实施例中，发送器和接收器块通过一组开关基本上由两个总线端口A和B共享(这种配置可以允许一个总线端口在另一个总线端口传输时接收，反之亦然，但不是两个端口同时接收或者传输)，然而可选实施例可以具有用于每个总线端口的独立发送器和接收器块。应当注意，振荡器(OSC)块用虚线显示以指示在从设备中不需要晶体振荡器。

图15示意性地示出了根据本发明特定示例性实施例的图14所示从设备的某些部件的补充细节。特别令人感兴趣的是标记“错误内插”的块，其在该示例性实施例中补偿由设备接收的丢失或者错误信息，例如使用内插法插入数据来代替丢失或者错误信息。其中信息是音频信息，错误内插块可以插入复制的或者内插的音频帧来代替丢失的或者错误的音频帧。应当注意，可以通过I2S发送器(即，嵌入在I2S/TDM传输中)将错误通知到芯片接口。

图18是根据本发明示例性实施例示出了双向点对点串行总线和设备的补充细节的示意性框图。如上面讨论的，主设备1802包括收发器1808，该收发器交流耦合至第一总线段1806₁并且还在总线段1806₁上放置初始直流偏置。从设备1804₁包括收发器1810，该收发器分别在两端交流耦合至其上游和下游总线段1806₁和1806₂，并且还选择性地通过到从设备1804₂的标记Vdd和Vss的线路在下游总线段1806₂上放置直流偏置。在该示例性实施例中，那些线路Vdd和Vss中的每一个包括开关1812，该开关可以用于选择性地将偏置信号耦合至下游总线段1806₂的对应线以及自下游总线段1806₂的对应线解耦。除了其它方面之外，这些开关1812允许选择性地为下一个连续的下游从设备供电(例如，在主设备1802的控制下)。实际上，如图19所示(开关1812在Vdd线路上显示，然而其可以可选地在Vss线路上)，仅需要一个这种开关用以控制下游从设备1804₂的电力。可选实施例可以省略(一个或者多个)开关，以使得由主设备提供的电力将自动地向下游传播至所有从设备。如果电力不在总线上传播而是单独地提供至总线节点，那么还可以省略开关。如果电力不在总线上传播而是单独地提供至从节点，那么开关可以仍然有利于在总线上向下游放置偏置电压，该偏置电压充当下一个节点的电源接通的、唤醒信号。

在这里，虽然开关仅在第一从设备1804处显示，但是主设备1802及其它从设备还可以具有以控制的方式传播电力的开关。

4.从时钟恢复

如上面讨论的，从节点不需要晶体。相反地，从设备从总线时钟(通常为比周期采样时钟更快的1024或者2048位)生成它们的时钟。如下面所讨论的，周期性地发送具有同步报头的控制帧(例如，每1024位)。从设备用时钟恢复电路恢复它们的时钟并且在同步报头中找到周期采样时钟，该周期采样时钟馈送锁相环(PLL)。PLL输出成为用于其它处理的时钟基础。

图20示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的从差分曼彻斯特编码恢复时钟的示例性时钟恢复电路。在这种时钟恢复电路中，可以使用一系列门实现延迟。当然，其它时钟恢复电路可以用于各种可选实施例。恢复的时钟可以馈入锁相环PLL电路中以生成用于发送器和接收器(在该示例中，差分曼彻斯特编码器/解码器)电路的时钟。

5.过滤共模变化

在各种可选实施例中，为了滤除共模变化，可以在各种位置处使用一个或者多个共模扼流圈，所述共模变化可能由EMI事件所引起并且如果任其发展可以在不同节点上积累。

图21是基本上如图19所示的没有共模扼流圈的从设备的示意图。在该电路中，铁氧体磁珠用于滤除用于直流电源的差分交流信号内容。该电路不过滤由EMI事件所引起的共模变化。它使用具有低直流电阻的铁氧体磁珠。共模变化可以在不同节点上积累。由于信号线路上共模电压的电位，该电路优选地使用高输入/输出范围的收发器。

图22A和22B是在两个总线端口处使用共模扼流圈以减少信号链中的共模变化的从设备的示意图。在图22A中，共模扼流圈被安置在交流耦合电容器的线路侧上。在图22B中，共模扼流圈被安置在交流耦合电容器的设备侧上，这帮助避免共模扼流圈的直流饱和。在这些电路中，铁氧体磁珠用于滤除用于直流电源的差分交流信号内容。这些电路提供对于在信号频率以下的较低EMI频率的限制共模过滤并且优选地在该信号频率处使用具有低电阻的共模扼流圈。

图23A和23B是在两个总线端口处使用共模扼流圈以减少信号链中的共模变化以及在电源上使用共模扼流圈以滤除差分电压变化和共模电压变化的从设备的示意图。在图23A中，用于总线端口的共模扼流圈被安置在交流耦合电容器的线路侧上。在图23B中，用于总线端口的共模扼流圈被安置在交流耦合电容器的设备侧上，这帮助避免共模扼流圈的直流饱和。在这些电路中，铁氧体磁珠用于滤除用于直流电源的差分交流信号内容。这些电路在信号频率处使用具有低阻抗的信号内共模扼流圈并且使用具有高的低频率阻抗的共模扼流圈用于电源。它们使用具有低直流电阻的共模扼流圈和铁氧体磁珠。

图24A和24B是在两个总线端口处使用共模扼流圈以减少信号链和电源中的共模变化以及在电源上使用共模扼流圈以滤除差分电压变化和共模电压变化的从设备的示意图。在图24A中，用于总线端口的共模扼流圈被安置在交流耦合电容器的线路侧上。在图24B中，用于总线端口的共模扼流圈被安置在交流耦合电容器的设备侧上，这帮助避免共模扼流圈的直流饱和。在这些电路中，铁氧体磁珠用于滤除用于直流电源的差分交流信号内容。这些电路在信号频率处使用具有低阻抗的信号内共模扼流圈并且使用具有高的低频率阻抗的共模扼流圈用于电源。它们使用具有非常低的直流电阻的共模扼流圈和铁氧体磁珠。

图25是在两个总线端口处使用共模扼流圈以减少信号链中的共模变化以及在电源上使用具有高的低频阻抗和高的高频阻抗的优化共模扼流圈以滤除差分电压变化和共模电压变化的从设备的示意图。在该电路中，优化用于电源的共模扼流圈以减少高频和低频处的共模变化。

图26是在电源上使用具有高的低频阻抗和高的高频阻抗的优化共模扼流圈以滤除差分电压变化和共模电压变化的从设备的示意图。这里假设差分收发器在宽的共模电压范围内提供足够的共模抑制。在该电路中，收发器优选地为高输入/输出范围收发器，以及用于电源的共模扼流圈具有高的低频率阻抗和高的高频率阻抗。

图27A是使用铁氧体磁珠以滤除用于直流电源的差分交流信号内容以及在电源中使用优化的共模扼流圈以减少电源共模变化的从设备的示意图。这里假设差分收发器在宽的共模电压范围内提供足够的共模抑制。

图27B是根据本发明的一个特定示例性实施例的配置有线路终端的，在交流耦合电容器的设备侧上的信号链中使用两个共模扼流圈的从设备的示意图。

6.原型从设备收发器

图28是根据本发明示例性实施例的基于图22A所示配置的原型从设备收发器的示意电路图。图29是突出相关部件和电路的图28的组成版本。下列是相关部件和电路中的一部分。

A2B收发器路径以虚线画出轮廓；

S-up和S+up是与上游链路的连接(即，朝主设备)；

S+dn和S-dn是与下游链路的连接(即，朝下一个从设备)；

CM1和CM2是分别用于上游链路和下游链路的共模扼流圈(R142、R143、R144和R145是零欧姆电阻器)；

C69/C70和C71/C72是分别用于上游链路和下游链路的交流耦合电容器；

CM4是可选的共模扼流圈(一个示例性实施例使用两个零欧姆电阻器代替CM4)；

L7、L8、L9和L10是铁氧体；

R124、R125、R126、R127、R142、R143、R144和R145是零欧姆电阻器；

U17是允许设备以任一极性连接到总线的全波整流器(在该示例中，是由DiodesIncorporated销售的SDM10M45SD肖特基势垒二极管)；

U18是电压调节器(在该示例中，为由AnalogDeviceInc.销售的ADP3335电压调节器)，其将线路电压转换(在示例性实施例中，其可以高达8V)为3.3V；

C65和C66是滤波电容器，其与设备的操作不是特别有关并且可以省略；

Q2是用于控制是否向下游总线段提供电力的开关；以及

U13和U14是用于在上游和下游接收和传输差分MLVDS信号的MLVDS收发器芯片。

上游共模扼流圈CM1的收发器侧连接通过交流耦合电容器C69和C70耦合至收发器部分，并且通过铁氧体L7和L8耦合至电源电路以分别提供正线路电压信号VDDIN和负线路电压信号VSSIN。这些线路电压信号被传递至电源电路并且还用于偏置下游总线段。

类似地，下游共模扼流圈CM2的收发器侧连接通过交流耦合电容器C71和C72耦合至收发器部分并且耦合至线路电压信号VDDIN(通过开关Q2)和VSSIN以选择性地为下游总线段提供直流偏置。应当注意，从设备可以被配置为默认不为下游总线段提供电力，如将在下面更充分讨论的，除了其它方面之外，其允许主设备以顺序方式联系和配置从设备。同样，如将在下面更充分地讨论的，如果需要并且也允许主设备和/或从设备隔离某些类型的故障，那么除了其它方面之外，选择性地切断下游总线段的电源的能力允许主设备以有序的方式关闭从设备。

在收发器部分中，接收侧是如本领域公知的基本上仅仅100欧姆的终端，而如本领域公知的，用串联电阻器将发送侧作为转换的电流驱动至电压。

在这些电路图中未示出用于在上游与下游之间切换、编码/解码信号以及实现数据链路层和较高层功能(在原型系统中，其可以使用适当编程的处理器或者FPGA进行建模)以及从总线恢复时序(其可以使用图20所示类型的电路来完成)的部件。

在某些示例性实施例中，收发器可以是多点LVDS收发器，例如由Norwood，MA的AnalogDevicesInc.销售的零件号为ADN4690E的零件。

7.总线诊断

在许多可以使用这种总线的应用中，将需要或者期望能够检测、定位和隔离在沿着总线的各种点处可能发生的某些类型的故障。

图30示意性地示出了主设备处的明线情形，其可以由主设备检测，例如根据缺少负载电流或者建立与第一从设备的通信的失败。

图31示意性地示出了主设备处的短路情形，其可以例如，根据初始过电流情形、接近零的差分直流电压或者建立与第一从设备的通信的失败，由主设备检测。优选地在电压调节器(Vreg)上提供过电流保护。

图32示意性地示出了负线到地线的短路，其可以根据负线上的电压降或者如果没有电压降，那么如图30根据缺少负载电流或者建立与第一从设备的通信的失败，由主设备检测。

图33示意性地示出了正线到地线的短路，其可以例如，根据正线上的电压降或者建立与第一从设备的通信的失败，由主设备检测。优选地在电压调节器(Vreg)上提供过电流保护。

图34示意性地示出了正线到高电压电源(例如车用蓄电池)的短路，其可以例如，根据反向电流或者电压升高或者建立与第一从设备的通信的失败，由主设备检测。优选地在电压调节器(Vreg)上提供过电流保护，并且优选地在Vreg和收发器上提供过电压保护。

图35示意性地示出了负线到高电压电源(例如车用蓄电池)的短路，其可以例如，根据短路电流或者电压升高或者熔断器或者电路断路器的跳闸或者建立与第一从设备的通信的失败，由主设备检测。为了鲁棒性，在上面讨论的某些失败情况的事件中，应当保护Vreg免受过电压、过电流和反向电流事件的影响。类似地，应当保护收发器电路免受过电压事件的影响。

可以在各种可选实施例中检测其它类型的故障情况。例如，可以以诊断模式检测线的反向。

图36示意性地示出了两个从设备之间的明线情形，其可以例如根据在中断情况下没有与下游从设备通信的能力，由主设备检测。主设备能够确定在总线上的最后一个工作的从设备并且推断故障位置在最后一个工作从设备与下一个从设备之间。为了阻止电力向下游传递，可以打开最后一个工作从设备处的开关。虽然通常为故障上游的所有从设备保持通信，但是在故障下游的所有从设备通信通常终止。

图37示意性地示出了两个从设备之间的短路情形，其可以例如根据初始过电流情形或者接近零的差分直流电压，或者类似图36中的情形，根据在中断情况下没有与下游从设备通信的能力来检测。主设备能够确定总线上的最后一个工作的从设备并且推断故障位置在最后一个工作从设备与下一个从设备之间。为了阻止电力向下游传递，可以打开最后一个工作从设备处的开关。虽然通常为故障上游的所有从设备保持通信，但是在故障的下游所有从设备通常通信终止。

图38示意性地示出了两个从设备之间的正线与地线短路的情形，其可以例如根据初始过电流情形或者主设备处的正线上的电压降，或者类似图36中的情形根据在中断情况下没有与下游从设备通信的能力来检测。主设备能够确定总线上的最后一个工作的从设备并且推断故障位置在最后一个工作从设备与下一个从设备之间。为了阻止电力向下游传递，可以打开最后一个工作从设备处的开关。虽然通常为故障上游的所有从设备保持通信，但是在故障的下游所有从设备通常通信终止。

图39示意性地示出了两个从设备之间的负线与地线短路的情形，其可以例如根据在中断情况下没有与下游从设备通信的能力来检测。主设备能够确定总线上的最后一个工作的从设备并且推断故障位置在最后一个工作从设备与下一个从设备之间。为了阻止电力向下游传递，可以打开最后一个工作从设备处的开关。虽然通常为故障上游的所有从设备保持通信，但是在故障的下游所有从设备通常通信终止。

图40示意性地示出了两个从设备之间的正线与高电压电源(例如车用蓄电池)短路的情形，其可以例如，根据正线上的反向电流或者电压升高，但也通过与后来的从设备建立通信的失败，由主设备检测。优选地在电压调节器(Vreg)上提供反向电流保护，并且优选地在开关、Vreg和收发器上提供过电压保护。

图41示意性地示出了两个从设备之间的负线与高电压电源(例如车用蓄电池)短路的情形，其可以例如，根据熔断器或者电路断路器的跳闸，但也通过与后来的从设备建立通信的失败，由主设备检测。

图42是根据本发明的示例性实施例的具有支持各种总线诊断和保护的附加电路的图18的双向点对点串行总线和设备的示意性框图。除了其它方面之外，附加电路可以包括主节点处的熔断器4204、从设备节点处的全波整流器4206(即使电线是反向的也允许操作)和/或主设备和/或从设备节点处的二极管4208(用于ESD保护)。

8.链路层协议

应当清楚的是，一般可以使用双向点对点总线并且其不限于用于发现数据、激活数据、同步数据以及与从设备交换数据的任何特定链路层协议。

为这种双向点对点总线特别设计的示例性链路层协议基于主设备周期性地向下游发送同步控制帧(SCF)(可选地与打算用于一个或者多个从设备的数据一起)的原理。在一个特定示例性实施例中，以48KHz的频率每1024位(表示超帧)传输同步控制帧，在49.152Mbps的总线上产生有效位速(在该特定示例性实施例中，支持其它速率，包括，例如44.1KHz)。除了其它方面之外，同步控制帧允许从设备识别每个超帧的开始，并且还与物理层编码/信令结合，允许每个从设备从总线得到其内部操作时钟。

如将在下面描述的，同步控制帧包括用于发送同步的开始信号的前导码字段以及允许各种寻址模式(例如，正常、广播、发现)、配置信息(例如，写入从设备寄存器)、I2C信息的传送、从设备处的某些通用输入/输出(GPIO)引脚的远程控制及其它服务的字段。为了减小帧中信息将被误认为新同步模式的概率，通常对继前导码之后的一部分同步控制帧进行加扰。同步控制帧从从设备传递到从设备(可选地与其它数据一起，所述其它数据通常来自主设备但是额外地或者可选地可以来自一个或者多个上游从设备或者来自从设备本身)直到它到达最后一个从设备为止，该最后一个从设备已经由主设备配置为最后一个从设备或者将其本身自我识别为最后一个从设备。当接收同步控制帧时，最后一个从设备传输同步状态帧，随后是其被允许传输的任何数据(例如，指定时间间隙中的24位音频采样)。同步状态帧从从设备向上游传递到从设备(可选地与来自下游从设备的数据一起)，并且根据同步状态帧，每个从设备能够识别在其中其被允许传输的时间间隙(如果有的话)。

图62示意性地示出了根据本发明示例性实施例的对于双向通信的信令和时序考虑。在该示例中，主设备传输同步控制帧(标记为Sync-Ctrl的块)，继之以用于特定从设备的数据(标记为SpkrData的块)。每个连续的从设备转发同步控制帧并且还转发至少指定给下游从设备的任何数据(特定从设备可以转发所有数据或者可以移除指定给它的数据)。当最后一个从设备接收同步控制帧时，它传输同步状态帧(标记为Sync-Status的块)，可选地继之以允许其传输的任何数据。每个连续的从设备将同步状态帧连同来自下游从设备的任何数据一起转发并且可选地插入它自己的数据(标记为MicData或者MD的块)。在该示例中，主设备将数据发送到从设备2、5和6(其在这里描述为有源扬声器)并且从从设备8、7、4、3和1(其在这里描述为传声器阵列)接收数据。

应当注意，图62中描述的从设备具有各种数量的传感器/致动器元件，并且因此不同数量的数据可以发送给或者接收自各种从设备。具体地，从设备2具有两个元件，从设备5具有四个元件以及从设备6具有三个元件，因此由主设备传输的数据包括用于从设备2的两个时间间隙、用于从设备5的四个时间间隙以及用于从设备6的三个时间间隙。类似地，从设备1具有三个元件，从设备3具有三个元件，从设备4具有三个元件，从设备7具有一个元件，以及从设备8具有四个元件，因此由那些从设备向上游传输的数据包括对应数量的时间间隙。应当注意，元件与时间间隙之间不必是一对一关联。例如，具有三个传声器的传声器阵列可以包括结合来自三个传声器的信号(并且可能还有从主设备或者其它从设备接收的信息)以产生单个数据采样的数字信号处理器，该单个数据采样根据处理的类型可以与单个时间间隙或者多个时间间隙相对应。

图63示意性地表明根据本发明示例性实施例的从下游传输动态地移除数据和将数据插入到上游传输中的概念。在这里，如在图62中，主设备传输同步控制帧(标记为SyncControl)，继之以用于从设备2、5和6的数据(标记为SpkrData)，但是注意这里，以倒序发送数据，即，用于从设备6的数据，然后用于从设备5的数据，然后用于从设备2的数据(参见标记为“Master”的行)。当从设备2接收该传输时，它移除它自己的数据并仅将同步控制帧继之以用于从设备6和5的数据转发至从设备3(参见标记为“Slave3”的行)。从设备3和4不变地转发信息，以使得由从设备2转发的信息由从设备5接收(参见标记“Slave5”的行)。从设备5移除它自己的数据并且仅将同步控制帧继之以用于从设备6的数据转发至从设备6，并且，类似地，从设备6移除它自己的数据并且仅将同步控制帧转发至从设备7。从设备7将同步控制帧转发至从设备8(参见标记为“LastSlave”的行)。

此时，从设备8将状态帧(标记为RespStatus)继之以它的数据传输至从设备7(参见标记为“LastSlave”的行)。从设备7将状态帧连同来自从设备8的数据和它自己的数据一起转发至从设备6，并且从设备6接着将状态帧连同来自从设备8和7的数据一起转发至从设备5(参见标记为“Slave5”的行)。从设备5没有数据要添加，因此它只是将信息转发至从设备4，该从设备4将信息连同它自己的数据一起转发至从设备3，该从设备3反过来将信息连同它自己的数据一起转发至从设备2(参见标记为“Slave3”的行)。从设备2没有信息要添加，因此它将信息转发至从设备1，该从设备1将信息连同它自己的数据一起转发。因此，主设备接收状态帧，继之以来自从设备8、7、4、3和1的数据(参见标记为“Master”的行)。

图64示意性地示出了如图63所示从下游传输动态地移除数据和将数据插入到上游传输中的另一个示例，然而在该示例中，从设备是传感器和致动器，使得主设备向下游发送数据至所有设备并且从所有设备接收回数据，并且在这里根据其指定或者起源自的节点号对数据进行排序。

图65示意性地示出了如图63所示从下游传输动态地移除数据和将数据插入到上游传输中的又一个示例，然而在该示例中，以顺序而不是倒序向上游和下游传送数据。每个从设备处的缓冲允许选择性地添加/移除/转发数据。

如上所述，每个从设备可以从下游或者上游传输移除信息和/或可以向下游或者上游传输添加信息。因此，例如，主设备可以向若干从设备中的每一个传输数据的单独采样，并且每个这种从设备可以移除它的数据采样并且转发仅打算用于下游从设备的数据。另一方面，从设备可以从下游从设备接收信息并且转发连同附加信息一起的信息。传输如所需的信息一样少的信息的一个优势是减少由总线共同消耗的电力的量。

A2B系统还支持从主设备到从设备的广播传输(和多播传输)，具体地通过从设备的下游时隙使用的配置。通常，每个从设备将处理广播传输并且将其向前传递至下一个从设备，然而特定从设备可以“消耗”广播消息，即，不将广播传输向前传递至下一个从设备。

还可以使A2B系统支持寻址的上游传输，例如，从特定从设备到一个或者多个其它从设备。这种上游传输可以包括单播、多播和/或广播上游传输。用这种上游寻址，类似下游传输，根据从设备的上游时隙使用的配置，从设备可以确定是否从上游传输移除数据和/或是否向前传递上游传输到下一个上游从设备。因此，例如，除了或者代替如通常做的将数据传递至主设备，数据可以由特定从设备传递至一个或者多个其它从设备。可以例如，通过主设备配置这种从设备-从设备关系。

那么，本质上，从设备某种程度上操作为具有选择性地转发、丢弃和添加信息能力的主动/智能转发器节点。由于每个从节点知道其将接收/传输数据的(一个或者多个)有关的时间间隙，因此从设备通常执行这种功能而不必解码/检查所有数据，并且由此可以从时间间隙移除数据或者将数据添加到时间间隙中。尽管从节点通常不需要解码/检查所有数据，但是从节点通常对其传输/转发的数据重新计时，这倾向于使得整个系统更稳健。

9.同步控制和状态消息

沿着A2B总线的通信发生在周期性超帧中。在用于音频应用的一个特定示例性实施例中，超帧频率与用于系统中的音频采样频率(48kHz或者44.1kHz)相同。每个超帧被划分以下周期：下游传输、上游传输和无传输(其中总线未被驱动)。在图57中，用由总线未被驱动的周期分隔的下游传输开始时间段和稍后的上游传输时间段示意性地示出了超帧。下游传输从同步控制帧(SCF)开始并且继之以X数据间隙，其中X可以是零。上游传输从同步响应帧(SRF)开始并且继之以Y数据间隙，其中Y可以是零。在芯片上生成用于A2B芯片中的时钟并且，在特定示例性实施例中，是1024x音频采样频率。这意味着在每个这种超帧中有1024位时钟。

同步控制帧(SCF)(长度为64位)开始每个下游传输。SCF以用于数据时钟恢复和PLL同步的前导码开始。当同步控制帧(SCF)由从节点重新传输时，前导码将由从节点生成而不是重新传输。SCF包括用于控制A2B总线上的事务的若干字段。

在一些情形中，可以在待机模式期间使用不同的前导码或者不同的SCF，以便从节点不需要接收SCF的所有64位直到发送至正常模式的转变。

图58示出了根据一个特定示例性实施例，用于I2C模式、发现模式和正常(即，非I2C或者发现)模式的下游A2B同步控制帧格式。

SCF包括下列字段：

CNT(2位)-CNT字段从用于前面超帧的值递增(模4)。可以对接收未预期的CNT值的从节点进行编程以返回中断。

NAM(2位)-NAM(节点寻址模式)字段用于控制对A2B总线上从节点寄存器的访问。正常模式根据寄存器的节点ID和地址提供从节点寄存器值的读取和写入。广播事务是应该由每个从节点采取的写入。还有对于发现模式和没有寄存器访问的SCF的支持。

I2C(1位)-I2C位用于远程地访问附接至从节点中的一个的I2C从设备。

NODE(4位)-NODE字段用于指示正在为正常和I2C访问寻址哪个从节点。在发现模式中，该字段用于为新发现的节点编写节点ID。

RW(1位)-RW位用于控制正常访问是读取(RW＝＝1)还是写入(RW＝0)。

地址(8位)-ADDRESS字段用于通过A2B总线寻址特定寄存器。该字段不用于发现帧。对于I2C事务，ADDRESS字段被替换为一些I2C控制值。

数据(8位)-DATA字段用于正常、I2C和广播写入。在发现模式(不需要数据)中，该字段被替换为用于在新发现节点中编写RESPCYCS寄存器的RESPCYCS字段。该值乘以4用于确定在正在接收的SCF的开始与正在传输的SRF的开始之间应当经过多少周期。

CRC(16位)-为前导码之后的SCF的部分生成16位CRC值。

同步响应帧(SRF)(长度为64位)开始每个上游传输。在下游传输的末端，总线上的最后一个从节点将等到响应周期计数器期满为止，然后开始向上游传输SRF。如果正常读取或者写入事务以上游从设备作为目标，那么上游从设备将生成它自己的SRF并且替换从下游接收的SRF。如果任何从节点在期望时间处没有看到来自下游的SRF，那么它将生成它自己的SRF并且开始向上游传输该SRF。对于发现期间的倒数第二个节点，该等待时间通常将是超过5个sysclk周期(标称为49.152MHz)。否则，等待时间通常将是少于5个sysclk周期。

SRF的最后10位包括中断字段，该中断字段包括它自己的CRC保护并且不由它前面的CRC字段保护。需要发送中断信号至主节点的任何从节点将其中断信息插入到该字段中。这意味着具有中断未决的从节点将具有比同样具有中断未决的任何更高编号的从节点更高的优先级。系统中的最后节点将总是生成中断字段。如果它没有中断未决，那么它将把IRQ位设置为0，把IRQNODE字段设置为它的节点ID并且生成正确的CRC-4值。

图59示出了用于I2C模式、发现模式和正常(即，非I2C或者发现)模式的上游A2B同步响应帧格式。

SRF包括用于将响应传递回到主节点的下列字段：

CNT(2位)-将SCF中CNT字段的接收值传输回到主节点。

ACK(2位)-生成SRF的任何从节点将插入适当的ACK字段以确认在前面的SCF中接收的命令。返回的ACK值包括等待、ACK(确认)、NACK(不确认)和重试。

I2C(1位)-将SCF中I2C字段的接收值传输回到主节点。

NODE(4位)-生成SRF的从节点将把它自己的节点ID插入到该字段中。

DATA(8位)-放置在DATA字段中的值将取决于事务的类型和生成SRF的从节点的ACK响应。对于发现事务，SCF中RESPCYCS字段的接收值被传输回到主节点。

CRC(16位)-为前导码与位26之间的SRF的部分生成16位CRC值。

IRQ(1位)-指示从从节点发送的中断信号。

IRQNODE(4位)-生成中断字段的从节点将把它自己的ID插入到该字段中。

CRC-4(4位)-为IRQ和IRQNODE(位9到4)生成4位CRC值。

在某些示例性实施例中，为了减少同步字之后的位的序列将周期性地匹配前导码(其可能被从设备误解为新的同步周期的开始)的概率，可以对前导码与CRC字段之间的至少一部分同步控制帧进行加扰。在该示例性实施例中，SCF包括计数(CNT)字段，该CNT字段在每个同步周期递增(模4)，以便从一个同步周期到下一个周期对接下来的加扰的报头字段进行不同地加扰。应当注意，本发明的某些实施例可以省略加扰。

额外地或者可选地，为了将其进一步辨别为来自其余SCF的前导码，前导码通常故意地传输编码错误(例如，违反BMC或者差分曼彻斯特编码方案)。图61示出了对于前导码的内容和用于生成前导码的逻辑握手的一个提案，然而其它前导码格式/握手也是可能的。从设备将根据包括特征编码错误的前导码位识别同步控制帧的开始。如同上面描述的加扰一样，本发明的某些实施例可以省略这种错误编码。

应当注意，除了或者代替例如如上面讨论的加扰和/或错误编码的技术，其它技术可以用于保证同步前导码能够由从设备唯一地识别或者用于保证同步前导码不能在同步控制帧中的其它地方出现。例如，可以使用较长的同步序列以便减少同步控制字的其余部分的特定编码将与其匹配的概率。额外地或者可选地，可以建立同步控制帧的报头部分使得同步序列不会出现，例如通过在适当的位处放置固定的“0”或者“1”。

在图58所示的示例性实施例中，节点寻址模式(NAM)字段提供四种类型的节点寻址，具体地为无(即，不寻址到任何特定从设备)、正常(即，单播至NODE地址字段中指定的特定从设备)、广播(即，寻址到所有从设备)和发现(下面讨论的)。当节点寻址模式设定为“发现”时，ADDR和DATA字段被编码为响应周期(RESPCYCS)值，该RESPCYCS值按位指示从下游报头的结束至上游响应报头的开始的时间，其允许新发现的从设备确定用于上游传输的适当时间间隙。

对于广播消息，优选地规定每个从设备以确认广播消息的接收和处理，例如，通过将广播确认传输至主设备。从设备还可以指示从设备是否有数据要传输，其可以用于例如基于需求的上游传输(例如，用于非TDM数据，例如来自按键或者触摸屏的输入)或者优先化上游传输(例如，从设备需要报告错误或者紧急情况)。

在图58示出的示例性实施例中，并且如上面讨论的，规定将读取和写入请求发送至从设备，包括特定于A2B的请求和I2C请求。在这里，主设备能够将读取和写入请求(使用RW字段指示)发送至一个或者多个指定从设备(使用NAM和NODE字段)并且能够指示请求是用于从设备的A2B-相关请求、用于从设备的I2C请求还是向前传递至附接至从设备的I2C设备的I2C请求(并且允许多个I2C端口)。

图70示出了根据本发明某些实施例的示例性数据帧格式。

10.从设备发现/配置

在本发明的示例性实施例中，同步状态帧可以包括与同步控制帧基本上相同类型的字段。

在示例性实施例中，主设备使用新的从设备发现协议以发现和配置每个连续的从设备。在该示例性从设备发现协议中，主设备首先通过为总线供电和重复地发送预先确定的发现消息尝试联系第一从设备。发现消息基本上是具体配置的同步控制帧(例如，NAM字段被编码用于具有RESPCYCS字段中的适当值的“发现”；在可选实施例中，NODE字段可以用于传送用于从设备的地址或者从地址可以与发现分开配置)。

当接收发现消息(在同步之后)时，第一从设备响应主设备(例如，用ACK和节点号)，然后主设备能够与从设备进行通信并且配置从设备，包括用成帧信息配置从设备。此时，主设备可以与第一从设备交换数据。该从设备默认是最后从设备。

一旦主设备发现并且配置了第一从设备，它就会接着试图发现第二从设备。在该新的从设备发现协议中，主设备基本上指示第一从设备以试图联系第二下游从设备(使能下一个)。在该交换期间，第一从设备能够在它的上游总线上与主设备持续通信。具体地，主设备将控制字发送至第一从设备，命令它使能下一个从设备(默认为禁止下一个从设备)。在示例性实施例中，联系第二从设备的该尝试包括，除了其它方面之外，第一从设备接通其下游总线段的电源，例如，通过闭合它的一个或者多个电源开关并且在它的下游总线段上传输下游控制帧。这允许第二从设备使其本身与下游控制报头同步。主设备重复地发送发现消息(用第二节点号)直到第二从设备响应为止。作为总线上最后倒数第二个从设备，第一从设备将所有下游同步控制帧转发至第二(新)从设备。它在某个超时时间段(例如32位周期)之后生成它自己的上游状态响应报头，直到它从第二从设备接收到上游响应为止。一旦第二节点(新节点)响应发现帧，那么它的状态响应报头将沿着上游从第二从设备传递到嵌入所有上游数据信息的第一从设备。假定主设备从第二、新的最后从设备接收对它的发现帧的匹配响应(无回复可能暗示在总线上没有另外的从设备或者或许总线或者下游从设备存在问题)，那么它现在可以与两个从设备交换控制和状态信息，包括用成帧信息配置从设备。

使用刚才描述的协议交换的类型，主设备能够指示第二从设备以试图联系第三从设备等等，直到发现和配置了所有从设备并且真正最后的从设备不需要使能另一个设备。

为了促进上面描述类型的双向点对点总线上的这种从设备发现和配置，每个从设备通常具有它“知道”它还没有被发现/配置的默认配置，并且还通常具有它的(一个或者多个)电源开关打开的默认配置，以使得它不向其下游总线段提供电力，除非并且直到由主设备隐含地或者明确地指示这样做。以这种方法，当特定从设备接收到发现消息时，它的默认配置阻止其错误地为其下游总线段供电以及转发发现消息；相反，从设备“知道”为了被发现和配置，它必须响应发现消息。

在主设备的控制下的每个连续总线段的选择性供电还为总线故障检测和隔离提供提高的机会。例如，当指示特定从设备在它的下游总线段上提供电力时，主设备和/或从设备可以被配置用于监控各种故障情况中的任何一个(例如，过电压、过电流等等)，并且如果检测到这种情况，采取适当的校正措施，例如，打开(一个或者多个)电源开关以关闭下游总线段的电源。应当注意，从设备可以包括额外的开关，例如，为了提供增强的隔离，被放置以使得从设备收发器和电源电路能够完全地与下游总线段断开的开关。如同(一个或者多个)电源开关一样，这种额外的开关通常将默认为“打开”并且将被选择性地闭合作为下游从设备发现过程的一部分。

应当注意，主设备可以为一个或者多个从设备编写采样延迟参数，例如，用以允许从设备数据采样的同步。图66示意性地提供了根据本发明示例性实施例同时采样的示例。在示例性实施例中，每个从设备具有调节计数器，用以指定从设备应该何时相对于同步信号采样数据。主设备通过RESPCYCS字段传送发现帧头中的调节计数。

应当注意，刚才描述的从设备发现/配置协议仅仅是可以在此处描述的类型的双向点到点线路总线上使用的从设备发现/配置协议的一个示例。可以在各种可选实施例中使用其它类型的协议。例如，如果所有从设备具有预编程的从地址并且总线是完全供电的(例如，从设备不具有用于选择性地使能和禁止下游设备的电力的开关)，那么主设备可以仅仅轮询各个从设备。

还应当注意，刚才描述的从设备发现/配置协议可以用于其它总线配置并且因此不限于此处描述的类型的双向点到点线路总线。

11.可选的单向总线(环形)配置

上面讨论的类型的数据、电力和时钟可以由配置用于单向总线(环形)操作的设备提供，例如，如在图43中示意性地显示。在这种实施例中，不包括上面讨论的类型的收发器，从设备可以配置有仅接收端口和仅传输端口，例如，如在图44中示意性地显示的。尽管在该示例中仅表示了具有传声器的从设备，应当注意从设备可以包括一个或者多个传感器和/或一个或者多个致动器，例如，(一个或者多个)传声器和/或(一个或者多个)扬声器。

图43还示出了用于单向总线的示例性链路层同步方案。在这里，主设备传输同步报头(Sync-Header)，可选地继之以下游数据(在图43中未示出)，以及每个连续从设备将同步控制帧连同来自先前的从设备的任何数据和它自己的数据采样一起转发。

图43中所示类型的单向总线配置的一个问题是可能不能识别或者隔离某些故障情形中的故障位置，例如，如果沿着总线的任何地方有打开连接或者如果从设备中的一个故障。将需要额外的电路用以监控失败的时间以及保持节点的操作，以使得它们能够将剩余的好信息冲出至主设备。

图45提供了对于某些示例性实施例，单向总线(环形)与双向点对点总线的相对比较。

12.可选的双向多点总线配置

上面所讨论类型的数据、电力和时钟可以由配置用于双向多点总线操作的设备提供，例如，如在图46中示意性地显示。在图50-56中描述了各种双向多点总线配置。

图46还示出了用于双向多点总线的示例性链路层同步方案。在这里，主设备传输同步控制帧(Sync-Ctrl)，以及指定的从设备返回同步状态帧并且每个从设备在指时序间间隙中传输数据。

图47示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的对于图46所示类型的多点总线配置的信令和时序考虑。在该示例中，主设备下游数据在标记为“C”的时序中由标记为Sync-Ctrl的块表示，而从设备上游响应数据在标记为“S”的时序中由标记为Sync-Status的块以及继Sync-Status块之后编号为1-4的时序中的MicData表示。

图48示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的对于具有双向传输的音频数据的多点总线配置的信令和时序考虑。在该示例中，主设备下游数据在标记为“C”的时序中由标记为Sync-Ctrl的块以及编号为2、5、6和7的时序中的SpkrData表示，而从设备上游响应数据在标记为“S”的时序中由标记为Sync-Status的块以及编号为1、3、4、8、9和10的时序中的MicData表示。尽管没有明确地在图中显示，从节点能够在共享时间间隙或者单独时间间隙中提供数据(例如，来自传声器)、消耗数据(例如，用于扬声器)或者两者都做。

图49示意性地提供了根据本发明示例性实施例的节点之间的某些多点总线操作的示例。在该示例中，从设备4是传输同步状态帧的指定从设备，以及设备9/10是在对应时间间隙中传输两个音频采样的多信道设备。注意，即使从设备4传输同步状态帧，它仍然在它的指时序间间隙中传输它的音频采样。主设备下游数据由标记为“Sync-Ctrl”和“SpkrData”的块表示，而从设备上游响应数据由标记为Sync-Status和MicData的块表示。

图46所示类型的双向多点总线配置的一个问题是可能不能识别或者隔离某些故障情形中的故障位置。

图50示意性地示出了提供给总线的电力不通过开关的双向多点总线配置。在这种配置中，将难以确定总线或者从设备故障的位置。

图51示意性地示出了每个设备中的开关用于选择性地切换电源和信号的双向多点总线配置。在这种配置中，每个设备能够选择性地断开它的下游链路，这允许在某些下游故障情况下的故障检测和隔离以及持续通信。然而，开关通常必须能够处理总线上的高供电电流和高频率，其可以使CMOS开关在这种应用中不可用；MEMS开关可以在这种应用中可用。

图52示意性地示出了通信线路交流耦合的双向多点总线配置，以及每个设备中用于选择性地仅切换通信链路但不切换电源的开关。这种开关通常需要具有好的交流性能。

图53示意性地示出了仅切换电源的双向多点总线配置。

图54示意性地示出了使用单独的开关以单独地切换信号线路和电源线路的双向多点总线配置。

图55示意性地示出了如图54所示的双向多点总线配置，但是具有用于故障检测和保护的额外电路，例如，保护其免受过电压、用于反向线操作的全波整流器和用于诊断的ADC。

图56示意性地示出了如图53所示的双向多点总线配置，但是具有用于故障检测和保护的额外电路，例如，保护其免受过电压、用于反向线操作的全波整流器和用于诊断的ADC。

13.特定示例性实施例的细节

在一个特定示例性实施例中，A2B系统在节点之间长达10米的距离上提供多信道、I2S/TDM链路。它将双向同步数据(例如数字音频)、时钟和同步信号嵌入到单个差分线对上。它支持直接点对点连接并且允许在不同位置处的多个、菊链式节点以有助于时分多路复用信道内容。它还支持虚供电特性，其可以在与用于通信链路的菊链式双绞线缆相同的菊链式双绞线缆上为一个或者多个从节点提供电源电压和电流。

该示例性A2B系统是单个主设备、多个从设备系统，其中主机控制器处的收发器芯片为主设备。它为所有从节点生成时钟、同步和成帧。主设备A2B芯片在控制总线(I2C)上可编程用于配置和读回。该控制总线的扩展被嵌入A2B数据流中，允许直接访问从节点上的寄存器和状态信息以及远距离I2C对I2C的通信。

将为系统中的每个从节点分配唯一的ID，其将称为节点ID或者节点号。如下面讨论的，该值保持在NODE寄存器中并且当从节点被发现时分配给从节点。尽管在各种可选实施例中主节点可以具有ID，但是，在该实施例中，主节点不需要具有ID。在该示例性实施例中，附接至主节点的从设备将是从节点0并且每个连续从节点将具有比前面从节点高1的编号。例如，节点0之后的下一个从节点将是节点1，然后是节点2。该节点编号方案用于该特定示例性实施例中，然而替代从设备编号方案可以用于各种可选实施例。

配置引脚(MSTR)将芯片设置为充当A2B主节点或者从节点。

在主配置中，A2B芯片被配置为能够通过I2C接口编程的I2C从设备，并且还被配置为输入SCLK和SYNC的I2S/TDM从设备。PLL使用SYNC引脚或者SCLK引脚作为输入以生成时钟。提供中断请求(IRQ)引脚以向主机处理器发送中断信号。地址(ADR)引脚用于改变由芯片使用的I2C地址。

在从配置中，A2B芯片被配置为可以通过I2C接口对其它部分进行编程的I2C主设备，并且还被配置为输出SCLK和SYNC的I2S/TDM主设备。PLL使用从上游收发器接收的数据作为输入以生成时钟。串行数据必须通过帧同步检测逻辑以便帧速率可以被用作对PLL的输入。在从配置中，A2B芯片还为多达四个脉冲密度调制的数字传声器的直接连接提供PDM接口。

当A2B芯片加电时，电压调节器将引发"电源良好"信号，其将被PLL用作通电复位。PLL中的帧同步检测块将等到检测到帧同步的预定编号为止，然后PLL将同步到帧同步。帧同步来自主节点中的SYNC引脚并且来自从节点中的上游收发器(注意，从节点通常必须使得它的上游接收器使能，同时为了从节点从上游总线段接收时钟和数据，系统复位仍然有效)。

A2B芯片能够通过多信道I2S/TDM接口和I2C端口直接连接至通用DSP、FPGA、ASIC、ADC、DAC和编解码器。

如上面讨论的，每个节点可以在下游总线段上为下面的下游节点提供电力。例如，主节点可以为第一从节点提供电力，第一从节点可以为第二从节点提供电力，等等。通常以序列方式执行节点的供电，即，在发现和配置第一从节点之后，为了向第二从节点提供电力，主设备指示第一从节点以向它的下游总线段提供电力；在发现和配置第二从节点之后，为了向第三从节点提供电力，主设备指示第二从节点以向它的下游总线段提供电力；等等。应当注意，与由它的上游总线段供电相反，A2B允许在本地供电一个或者多个从节点，并且用于给定从节点的本地电源可以用于向一个或者多个下游从节点提供电力。

如上面讨论的，A2B总线上的每个超帧将在开始处包括一个同步控制帧(SCF)和在上游业务开始处包括一个响应帧(SRF)。这些帧包括当接收帧时用于错误检测的CRC字段。SCF和SRF帧包括16位CRC字段，而SRF的中断部分包括4位CRC字段。为了方便起见，传送中断的SRF帧在此可以称为"中断帧"。

对于SCF，从节点将检查CRC值并且在故障情况下不会执行在SCF中给定的任何命令。对于SRF，主节点将检查CRC值并且可以在故障情况下生成主机的中断。

具有中断未决的任何从节点将生成包括它的节点标识符和4位CRC值的中断帧。

当CRC错误出现时，可以重复寄存器访问。

对于中断帧，主节点将检查4位CRC值并且将忽视在故障情况下指示的任何中断。

在特定示例性实施例中，A2B总线能够承载在上游(朝主机)与下游(远离主机)数据之间结合的多达32个数据槽。有若干寄存器专门用于管理总线上的这些数据槽。它们是：

DNSLOTS-在主节点中，该寄存器保持下游数据槽的总数的值。它还限定将用于由主节点接收的组合的I2S/TDM和PDM的数据槽的数量。在从节点中，该寄存器限定在节点开始去除它自己的数据之前向下游传递的数据槽的数量。

LDNSLOTS-该寄存器不用于主节点中。在从节点中，该寄存器限定节点将使用并且不重新传输的数据槽的数量。它还连同BCDNSLOTS限定将用于由从节点传输的I2S/TDM的槽的数量。

UPSLOTS-在主节点中，该寄存器保持上游数据槽的总数的值。它还限定将用于由主节点传输的I2S/TDM的槽的数量。在从节点中，该寄存器限定在节点开始添加它自己的数据之前向上游传递的数据槽的数量。

LUPSLOTS-该寄存器不用于主节点中。在从节点中，该寄存器限定节点将添加到上游数据的数据槽的数量。它还限定将用于由从节点接收的组合的I2S/TDM和PDM的数据槽的数量。

BCDNSLOTS-该寄存器不用于主节点中。在从节点中，该寄存器限定广播数据槽的数量。广播数据槽总是在数据字段的开始处出现。广播数据槽用于多个节点并且无论是否被使用由所有从节点向下游传递。

SLOTFMT-该寄存器对于上游和向下游传输限定数据的格式。I2S/TDM发送器和I2S/TDM接收器的数据大小也由该寄存器确定。有效的数据大小包括8、12、16、20、24、28和32位。还有用以对于下游和上游业务允许浮点压缩的位。当允许浮点压缩时，I2S/TDM数据大小比A2B数据大小大4位。当使能数据槽时，系统中的所有节点具有相同的SLOTFMT的值，并且可以由广播写入对节点进行编程以便所有节点将更新为相同值。

如上面讨论的，某些实施例包括可以选择性地施加的数据压缩/解压缩，以便可以在A2B总线上以比下一个较小数据大小质量好的给定数据大小使用更少的带宽。在特定示例性实施例中，压缩方案是可以用于12、16和20位的A2B数据大小的浮点压缩。这与16、20和24位的I2S数据大小相对应。压缩通过传输3位以指示多少重复的符号位在数字中而起作用，然后是数据的符号位和N-4位，其中N是A2B数据大小。当这种数据压缩方案被包括在某些示例性实施例中时，这种数据压缩的使用通常被认为是可选的并且可以通过主设备进行选择/配置。

图16示出了根据本发明的一个特定示例性实施例的各种浮点压缩格式。图17提供了根据图16所示浮点压缩格式的从16位到12位的压缩和从12位回到16位的数据的解压缩的示例。

每当主节点从从节点收到中断，主节点将与从节点进行通信以获得中断类型。通常，这不会延迟对主机产生中断。如果在主设备从从设备获得中断信息之前，主机试图从主设备获得中断信息，那么读取将被延迟直到该信息可用为止。这可以通过例如I2C时钟扩展或者其它机制来完成。

在一个特定示例性实施例中，A2B系统初始化很大程度上由主机通过与主设备交互来控制，然而应当注意在各种可选实施例中，主设备可以被配置为执行基本上所有的从设备发现和初始配置。在该特定示例性实施例中，系统中的每个节点从主节点开始按顺序出现。下面给定的初始化序列假定从设备节点是总线供电的。

为了初始化主节点，如果有必要，主机将使得能够向主节点供电。那么，主机将通过SYNC引脚，例如，以系统的音频采样频率(例如，通常48kHz或者44.1kHz)向主设备提供时钟信号。主设备中的帧同步检测逻辑通常使用SYNC引脚的上升沿作为时钟沿。在PLL锁到时钟信号上之后，主节点将生成对主机的中断(IRQ将被驱动为高)。由于PLL锁定的完成花费时间，因此主机应该设置计时器以便可以由软件检测无响应的主节点。一旦初始化主节点，主节点就可以通过I2C接口进行编程。应当注意，在在系统初始化期间的这一点上，主节点是由主机发现的当前最后节点。

如下，继初始化主节点之后，将按顺序初始化每个从节点。主机将命令发送至当前最后节点，使得当前最后节点能够在它的下游总线段上供电。如果出现的唯一节点是主节点(并且没有发现从节点)，那么主节点是最后节点。主机接着向当前最后节点发送命令以启动当前最后节点中的下游收发器，该下游收发器开始将超帧传输至在同步控制帧中仅具有同步报头字段的下一个从节点。主机接着向主节点发送命令以准备发现下一个从节点，包括将被发现的从节点的节点编号(即，通常，该编号对于连接到主节点的从节点将是0，并且否则将比当前最后节点的编号大一)。主机接着向当前最后节点发送命令以开始发现模式。发现模式由主设备中的状态机控制并且从完整的同步控制帧被发送至下一个从设备开始。由于PLL锁定的完成可能花费时间，因此主机应该设置计时器以便可以由软件检测无响应从节点。主机有可能通过在主设备中写入预先确定的寄存器来中断发现过程(例如，在失败的发现尝试之后)。假定发现了下一个更高编号的节点，其可以通过A2B总线进行编程，并且当发现成功时，将设置主节点中的位，该位可以用于生成对主机的中断。可以使用主设备的NODEADR寄存器中的适当寻址来访问新发现的节点中的寄存器。对要出现的每个从节点重复该过程。在再次进入发现模式之前，有效从节点使能数据槽并且数据槽从有效从节点使能是可能的。

应当注意，上面的初始化序列仅是示例性的，并且实施例可以使用替代的初始化序列以完成主设备和从设备的发现和配置。上面描述的各种操作可以相比所描述的进一步分化(atomize)，例如，向设备发送命令可以包括多个交互/业务。

14.示例性机动车传声器安置方案

图67示意性地示出了具有通过A2B总线与头端控制单元通信的一个或者多个传声器阵列的场景。

图68示意性地示出了具有通过一个或者多个A2B设备与头端控制单元通信的安全带安装的传声器的方案。在顶视图中，三个单独的传声器单独地连线到A2B连接点，该A2B连接点附接至连接头端控制单元的A2B总线。在底视图中，每个传声器具有它自己的A2B接口；在该示例中，传声器处的A2B接口通过另一个A2B接口通信，尽管这不是必要的。

应当注意，除了或者代替传声器，各种类型的传感器和/或致动器(例如，扬声器、按键通话按钮，等等)可以安装在安全带或者座位本身(例如头靠)中，其中所有这种传感器/致动器通过一个或者多个A2B总线接口连接到头端控制单元。作为一个示例，再次参照图68，A2B接口可以并入安全带制动器按钮(未示出)，这将减少传声器及其它设备需要的接线的数量并且还将避免对安全带的体积大的附件(其可以是图68中示出的允许A2B的传声器的情况)。同样，安全带制动器按钮可以容纳附加设备，例如，扬声器、按键通话按钮、静音按钮等等。

图69-73示意性地示出了对于整个机动车的传声器和其它设备的放置的各种其它允许A2B的场景。

图74示意性地示出了对于使用A2B双向多点总线配置的整个机动车的传声器及其它设备的放置的各种其它允许A2B的场景。

15.A2B系统的附加使用

尽管上面描述的示例性实施例主要集中在使用A2B系统的音频数据的传送上，但是应当注意A2B系统可以被配置为和用于大范围的应用，包括，但不限于，下列：

1)MEMS传声器处理可以集成在A2B收发器管芯上(包括例如MEMS刺激、帽传感器等等)。除了其它方面之外，这允许集成到具有两个管芯的传声器芯片中，MEMS元件和A2B收发器两者具有传声器处理。

2)使用时域反射测量法(TDR)用于线路诊断，即使在故障的线路距离测量下其也允许良好连接、短路与明线之间的区分(根据反射波至的时间)。

3)使用MEMS开关将电力从一个节点传递到下一个节点。这可以在相同管芯上或者在单独的管芯上，例如，与传声器MEMS元件集成。

4)在A2B收发器的顶部上堆叠管芯，例如，用于无源部件(电阻器、电容器、电感器)、有源部件(例如开关)或者甚至MEMS(例如MEMS元件、MEMS开关)的堆叠管芯。额外地或可选地，可以在另一个设备(例如信号处理器)上堆叠A2B收发器；

5)在A2B发送器/接收器电路上使用变压器用于交流耦合并且减少共模影响，可选地与共模扼流圈结合。

6)使用来自Norwood，MA的AnalogDevices，Inc的iCoupler^TM技术用于A2B发送器/接收器连接至A2B线或者将总线和收发器与其它部件隔离。

7)在收发器设备中使用具有阈值的电流感应或者电压感应以集成诊断功能(例如，代替在主设备中使用外部ADC)。

8)使用A2B总线用于加速计和陀螺仪以及其它传感器和致动器。

9)包括数字内容保护，如具有A2B的HDCP或者DTCP(例如，集成的或者作为外部层)。

10)通过A2B数据流将微控制器的程序代码更新到存储器或者闪存(闪速更新)。这可以被实现为主机与从设备之间的附加软件通信层，例如，使用I2S/TDM和A2B作为用于快速数据交换的物理介质。

11)支持I2S和A2B上的IP数据包。

12)支持级联不同的I2S/A2B槽的专用数据交换包。

13)支持I2S/A2B槽上的压缩视频帧(可选地具有内容保护)。

14)如上面讨论的，可以修改此处描述的协议以允许直接的从设备对从设备通信。额外地或可选地，主节点还可以在使数据不通过主机流动的情况下直接向下游发送接收的上游时隙(更少延迟)。

15)例如，在主设备中、在本地供电的从设备中或者在为外围设备提供电力的从设备中，使用开关电容器电压转换器(电荷泵)以提高或者降低电源电压，其与用于降压的线性调节器相比可以节省电力并且允许用外部电容器代替电感器来升压。

16)使用变压器代替共模扼流圈用于共模抑制或者使用包括共模扼流圈的集成的组合变压器。

17)使用中心抽头的自耦变压器用于共模抑制来代替变压器或者共模扼流圈(或者使用它作为对其它共模抑制电路的添加)。

16.其它

上面参考用于汽车应用的传声器描述了各种实施例。应当注意，在这种应用中，具有一个或者多个传声器的从设备(其可以与从设备集成或者与从设备分开)可以被包括在后视镜附近或者在后视镜中、在车辆顶衬中、在车辆限制器(例如，安全带皮带)中、在车辆头靠中和/或在其它车辆部件中。在一些实施例中，多个传声器(例如，数字MEMS传声器)将共同用于若干位置中的每一个(例如，三个独立的传声器或者具有三个传声器的传声器阵列)中，例如用于波束形成或者波束控制。

尽管上面参考汽车音频应用(例如，包括传声器和/或扬声器)描述了示例性实施例，还应当注意双线总线可以用于其它应用，例如，将头端控制单元与汽车放大器之间的MOST或者模拟链路替换为车辆中的有源扬声器，作为现场总线替代方案，替换为工业自动化噪声消除、有源扬声器通信、对讲系统、专业音频系统等等。还应该注意各种协议(例如，用于同步、发现/同步和I2C)可以用于其它通信系统中，并且不必限于和A2B总线或者其它双线总线一起使用(例如，可以想到，可以在单线总线系统或者其它通信系统上使用所描述的协议)。

应当注意，此处所示和描述的消息格式是示例性的，以及其它消息格式可以用于A2B总线或者类似总线上的相同或者类似功能。

应当注意，为了方便起见在上面使用标题并且不理解为以任何方式限制本发明。

还应注意，除非上下文需要，否则对特定通信协议和消息格式的参考是示例性的，并且应当清楚，可选实施例可以酌情采用这种通信协议和消息格式的变型(例如，可以随时对协议进行修改或者扩展)或者已知或者未来开发的其它协议。

应当注意，这里所描述的逻辑流程显示了本发明的各个方面，并且不应当理解为将本发明限制在任何特定的逻辑流程或逻辑实现。在不改变整体结果或不背离本发明的真实范围的前提下，可以将所描述的逻辑划分为不同的逻辑块(例如程序、模块、函数或子程序)。通常，在不改变整体结果或不背离本发明的真实范围的前提下，可以添加、修改、省略逻辑元件，以不同的顺序执行逻辑元件、或使用不同的逻辑结构(例如，逻辑门、逻辑原语、条件逻辑和其他逻辑结构)来实现。

本发明的各个方面可以以许多不同的形式来实施，包括但不限于：用于结合处理器(例如，微处理器、微控制器、数字信号处理器或通用计算机)使用的计算机程序逻辑、可用于结合可编程逻辑器件使用的编程逻辑(例如，现场可编程门阵列(FPGA)或其它PLD)、离散组件、集成电路(例如专用集成电路(ASIC))或包括其任意组合的任何其他装置。实现一些或全部所描述的功能的计算机程序逻辑通常被实现为计算机可执行形式的计算机程序指令集，这样存储在计算机可读介质，并通过操作系统控制下的微处理器来执行。实现一些或全部所描述的功能的基于硬件的逻辑可以使用一个或多个适当配置的FPGA来实现。

实现在此先前描述的全部或部分功能的计算机程序逻辑可以以多种形式实现，包括但不限于：源代码形式、计算机可执行形式和多种中间形式(例如由汇编器、编译器或定位器产生的形式)。源代码可以包括以多种编程语言(例如，目标代码、汇编语言或例如Fortran、C、C++、Java或HTML的高级语言)中任意语言实现的一系列计算机程序指令，这些指令针对多种操作系统或操作环境而使用。源代码可以定义并使用多种数据结构和通信消息。源代码可以是计算机可执行形式(例如通过解释器)，或者可以将源代码转换(例如通过翻译器、汇编器或编译器)为计算机可执行形式。

实现在此先前描述的全部或部分功能的计算机程序逻辑可以在单个处理器上(例如同时地)在不同的时间执行，或者可以在多处理器上在相同或不同的时间执行以及可以在单操作系统进程/线程下运行或在不同操作系统进程/线程下运行。因此，术语“计算机处理”一般是指计算机程序指令集的执行，而不管不同计算机进程在相同或不同进程上执行，并且不管不同计算机进程运行在相同操作系统进程/线程或不同操作系统进程/线程上。

可以将计算机程序以任意形式(例如，源代码形式、计算机可执行形式或中间形式)永久地或暂时地固定在有形存储介质中，例如半导体存储设备(例如，RAM、ROM、PROM、EEPROM或快速可编程RAM)、磁性存储设备(例如磁盘或硬盘)、光存储设备(例如CD-ROM)、PC卡(例如PCMCIA卡)或其它存储设备。计算机程序可以以任意形式固定在信号中，其中该信号可以使用多种通信技术，包括但不限于：模拟技术、数字技术、光技术、无线技术、网络技术和网络互连技术中的任意技术发送到计算机。计算机程序可以分布在具有附加的印刷或电子文件的(例如压缩打包软件)，计算机系统(例如，系统ROM或硬盘)预加载的，或分布在网络(因特网或万维网)上的服务器或电子公告板的可移动介质。

实现在此先前描述的全部或部分功能的硬件逻辑(包括用于可编程逻辑设备的可编程逻辑)可以使用传统人工方法设计，或可以使用各种工具(例如计算机辅助设计(CAD)、硬件描述语言(例如VHDL或AHDL)或PLD编程语言(例如PALASM、ABEL或CUPL))来设计、捕获、模拟或记载。

可编程逻辑可以永久地或暂时地固定在有形存储器介质中，例如半导体存储介质(例如，RAM、ROM、PROM、EEPROM或快速可编程RAM)、磁性存储设备(例如，磁盘或硬盘)、光存储设备(例如，CD-ROM)或者其它存储设备。可以将可编程逻辑固定在可使用多种通信技术中的任意技术向计算机发送的信号中，这些通信技术包括但不限于：模拟技术、数字技术、光技术、无线技术(例如，蓝牙)网络技术和互联网络技术。可编程逻辑可以作为可移动介质与随附的印刷或电子文档(例如，压缩打包软件)一起发行，预装到计算机系统(例如，系统ROM或硬盘)，或者通过网络从服务器或电子公告板发行。当然，本发明的一些实施例可由软件(例如，计算机程序产品)和硬件的组合来实现。而本发明的其它实施例可完全由硬件或完全由软件来实现。

在不偏离本发明的真实范围的情况下，本发明可以通过其它具体形式实现，而且许多修改和变化对于本领域的技术人员来说是显而易见的。任何提及“本发明”意在指本发明的典型实施例，除非上下文另有规定，而不应被解释为指本发明的所有实施例。所述实施例在各方面都被认为是示例性的而不是限制性的。

Claims (26)

1.一种被配置用于通信总线上的低延迟通信的电子设备，包括：

第一电路，用于：

在通信总线上与至少一个上游设备通信，其中所述至少一个上游设备包括主设备，

周期性地从所述主设备接收在所述通信总线上向下游传送的同步控制帧，以及

在所述通信总线上向上游发送同步响应帧，其中所述同步响应帧来源于所述通信总线上的最下游设备；

第二电路，用于从所述同步控制帧得到时序信息；以及

第三电路，当下游设备耦合至所述通信总线时：

向下游地将所述同步控制帧发送至所述下游设备，以及

从所述下游设备接收所述同步响应帧。

2.根据权利要求1的电子设备，其中当所述电子设备是所述通信总线上的最下游设备时，所述第二电路产生所述同步响应帧。

3.根据权利要求2的电子设备，其中所述第一电路在所述通信总线上向上游发送数据，其中所述数据在所述同步控制帧之后的至少一个指定时间间隔中发送。

4.根据权利要求3的电子设备，其中：

所述数据是第一数据；

所述第三电路在所述下游设备耦合到所述通信总线时从所述下游设备接收第二数据；以及

所述第一电路选择性地在所述通信总线上向上游发送所述第二数据。

5.根据权利要求4的电子设备，其中：

所述第三电路在所述下游设备耦合到所述通信总线时从所述下游设备接收第三数据；

所述第二电路处理所述第三数据；以及

所述第一电路不向上游发送所述第三数据。

6.根据权利要求1的电子设备，其中所述第三电路在所述通信总线上向下游发送数据，其中所述数据在所述同步控制帧之后的至少一个指定时间间隔中发送。

7.根据权利要求6的电子设备，其中：

所述数据是第一数据；

所述第一电路从所述至少一个上游设备接收第二数据；以及

所述第三电路在所述下游设备耦合到所述通信总线时选择性地在所述通信总线上向下游发送所述第二数据。

8.根据权利要求1的电子设备，其中：

所述第一电路从所述至少一个上游设备接收数据，所述数据包括所述电子设备的标识符；

所述第二电路处理所述数据；以及

所述第三电路在所述下游设备耦合到所述通信总线时基于所述标识符不向下游发送所述数据。

9.根据权利要求1的电子设备，其中：

所述第二电路产生数据；以及

所述第三电路在所述下游设备耦合到所述通信总线时向下游发送所述数据。

10.根据权利要求9的电子设备，其中所述数据包括消耗所述数据的下游设备的标识符。

11.根据权利要求1的电子设备，其中所述第二电路包括锁相环PLL，并且所述第二电路作为从所述同步控制帧得到时序信息的一部分从所述同步控制帧恢复时钟信号并且将该信号提供给所述PLL。

12.根据权利要求1的电子设备，其中所述电子设备是第一电子设备，并且其中所述第一电路从上游设备接收数据以及所述第二电路向通过I2C总线通信地耦合到所述第一电子设备的第二电子设备发送所述数据。

13.根据权利要求12的电子设备，其中：

所述数据是第一数据；

所述第一电路从所述上游设备接收第二数据；以及

所述第二电路通过I2S总线将所述第二数据发送到所述第二电子设备。

14.一种用于在通信总线上低延迟通信的方法，包括：

由电子设备在通信总线上与至少一个上游设备通信，其中所述至少一个上游设备包括主设备；

由所述电子设备周期性地从所述主设备接收在所述通信总线上向下游传送的同步控制帧；

由所述电子设备在所述通信总线上向上游发送同步响应帧，其中所述同步响应帧来源于所述通信总线上的最下游设备；

由所述电子设备从所述同步控制帧得到时序信息；

当下游设备耦合至所述通信总线时：

由所述电子设备向下游地将所述同步控制帧发送至所述下游设备；以及

由所述电子设备从所述下游设备接收所述同步响应帧。

15.根据权利要求14的方法，进一步包括：

由所述电子设备读取从所述至少一个上游设备至所述电子设备的通信中的预定数目的时隙，其中所述时隙的预定数目基于耦合到所述电子设备的外围设备的数目。

16.根据权利要求14的方法，进一步包括：

基于由所述主设备提供给所述电子设备的采样延迟参数，由所述电子设备在预定采样时间产生用于向上游传输的数据，从而在所述主设备下游的多个设备之间同步数据采样。

17.根据权利要求14的方法，其中所述通信总线是双线总线。

18.根据权利要求17的方法，其中：

接收所述同步控制帧和发送所述同步响应帧发生在所述双线总线的第一段；

当所述下游设备耦合到所述通信总线时，发送所述同步控制帧并且选择性地接收所述同步响应帧发生在所述双线总线的第二段；以及

所述第一段和第二段是分离的。

19.根据权利要求18的方法，进一步包括：

由所述电子设备在所述双线总线的第一段上从上游设备接收电力；以及

在所述下游设备耦合到所述通信总线时，由所述电子设备选择性地发送所述电力到所述下游设备。

20.一种用于在通信总线上被配置用于低延迟通信的电子设备，包括：

用于在通信总线上与至少一个上游设备通信的装置，其中所述至少一个上游设备包括主设备，

用于周期性地从所述主设备接收在所述通信总线上向下游传送的同步控制帧的装置，以及

用于在所述通信总线上向上游发送同步响应帧的装置，其中所述同步响应帧来源于所述通信总线上的最下游设备；

用于从所述同步控制帧得到时序信息的装置；

用于当下游设备耦合至所述通信总线时向下游地将所述同步控制帧发送至所述下游设备的装置，以及

用于当所述下游设备耦合至所述通信总线时从所述下游设备接收所述同步响应帧的装置。

21.根据权利要求20的电子设备，其中所述电子设备不包括用于为了在所述通信总线上通信而提供时钟的晶体振荡器。

22.根据权利要求11的电子设备，其中在所述通信总线上的通信是半双工的。

23.一种被配置用于通信总线上的低延迟通信的电子设备，包括：

第一电路，用于：

在通信总线上与至少一个下游设备通信，其中所述至少一个下游设备包括从设备，

周期性地向所述从设备提供在所述通信总线上向下游传送的同步控制帧，其中所述同步控制帧包括所述从设备能够从所述同步控制帧得到的时序信息，以及

第二电路，用于：

在所述通信总线上接收从所述从设备向上游向所述电子设备发送的同步响应帧，其中所述同步响应帧来源于所述通信总线上的最下游设备，并且其中当所述通信总线上的最下游设备不同于所述从设备时，所述从设备向下游向所述最下游设备发送所述同步控制帧，并且从所述最下游设备接收所述同步响应帧。

24.根据权利要求24的电子设备，其中所述从设备在所述从设备是所述通信总线上的最下游设备时产生所述同步响应帧。

25.根据权利要求23的电子设备，其中所述第二电路接收在所述通信总线上向上游向所述电子设备发送的数据，其中所述数据在接收到所述同步控制帧之后的至少一个指定时间间隔中接收。

26.根据权利要求1的电子设备，其中所述从设备包括锁相环PLL，并且作为从所述同步控制帧得到时序信息的一部分从所述同步控制帧恢复时钟信号并且将该信号提供给所述PLL。