CN106878125B - 从节点收发器、主节点收发器、主机设备及麦克风电缆 - Google Patents

Abstract

本文所公开的是双线通信系统及其应用。在一些实施例中，低延迟通信的从节点收发器可以包括上游收发器电路，以接收通过双线总线从上游设备发送的第一信号，并在双线总线向上游设备提供第二信号；下游收发器电路，经过双线总线向下游设备下游提供第三信号，并经过双线总线从下游设备接收第四信号；以及时钟电路，以基于述第一信号中的同步控制帧的前导码产生在从节点收发器的时钟信号，其中，由节点收发器经过双线总线接收和提供信号的时序是基于时钟信号。

Description

从节点收发器、主节点收发器、主机设备及麦克风电缆

相关申请的交叉引用

本申请要求优先权于：2013年10月25日提交的、题为“Two-Wire CommunicationProtocol Engine”的美国专利申请号14/063886，其要求2013 年7月8日提交的、题为“A2BProtocol Engine”的美国临时申请序列号 61/843891的优先权；2013年7月8日提交的、题为“Digital Phase Detector”的美国临时申请序列号61/843896；2013年7月8日提交、题为“Differential Decoder”的美国临时申请序列号61/843902，和2013年7月12日提交的、题为“System and Method for Implementing A2B Protocol”的美国临时申请号61/845542；2012年10月5日申请的、题为“Two-Wire Communication System for High-Speed Dataand Power Distribution”的美国专利申请号 13/646397；2012年10月5日提交的、题为“Methods for Discovery, Configuration,and Coordinating Data CommunicationsBetween Master and Slave Devices in a Communication System”的美国专利申请号13/646382(现在的美国专利号8990464)；2011年10月5日提交的、题为“Two-WireCommunication System for High-Speed Data and Power Distribution”的美国临时申请号61/543379；和2011年10月5日提交的、题为“Two-Wire Communication System forHigh-Speed Data and Power Distribution”的美国临时申请号61/543380，该申请还请求优先权：2014年10月19日申请的、题为“Applications of a Low-Latency Two-WireCommunication System”的美国临时申请号62/065724；2014年10月19日提交的、题为“Applications of a Low-Latency Two-Wire Communication System”的美国临时申请号62/065736；和2014年10月19日提交的、题为“Applications of a Low-Latency Two-WireCommunication System”的美国临时申请号62/065738。在先申请的公开内容的全文被认为是本公开的一部分，并通过引用被并入。

技术领域

本公开一般涉及通信系统，并且更具体地，涉及双线通信系统和应用程序。

背景技术

随着电子元件尺寸减小，并随着性能预期的增加，多个组件被包括在先前的未仪表或更少工具的设备中。在一些设置中，用于在这些组件之间交换信号的通信基础设施(例如，在车辆中)已要求厚重的电缆束。

附图说明

实施例将很容易地通过以下的详细说明与附图结合理解。为了便于描述，相同的参考标号表示类似的结构元件。在附图中，实施例通过举例的方式示出，而不是通过限制的方式。

图1是根据各种实施例的示例性双线通信系统的框图。

图2是根据各种实施例，可被包括在图1的系统的节点中的节点收发器的框图。

图3是根据各种实施例，用于在图1的系统中通信的同步控制帧的一部分的图。

图4是根据各种实施例，用于在图1的系统中通信的超帧的图。

图5示出根据各种实施例，在图1的系统的操作的不同模式的同步控制帧的示例格式。

图6示出根据各种实施例，在图1的系统的不同操作模式的同步响应帧的示例格式。

图7是根据各种实施例，图2的总线协议的电路的各种组件的框图。

图8-11示出根据此处所描述的总线协议的各种实施例，沿着双线总线的信息交换的例子。

图12示出根据各种实施例，用于双线总线和单向通信方式的环形拓扑。

图13示意示出根据各种实施例，可用作图1的系统中的节点或主机的设备。

图14示出根据此处所描述的总线协议的各种实施例，沿着双线总线信息交换的示例。

图15是根据各种实施例，其中从节点被耦合到能量存储设备和外围设备的配置的框图。

图16描绘图1的系统的实施例以及可以由主机执行以选择性路由系统周围的音频方法的流程图。

图17是根据各种实施例，在图16所示的选择性路由系统周围的音频期间可以由从节点的执行的方法的流程图。

图18示出了图1的系统的实施例，其中，从节点具有无线收发器作为外围设备。

图19示出了图1的系统的实施例，其中，主机耦合到无线收发器。

图20-23描绘根据各种实施例，可被包括在图1的系统的麦克风、麦克风线和音频接收设备的示例配置。

图24示出根据各种实施例，其中从节点接近耦合到车辆的车顶的天线的配置。

图25示出根据各种实施例，在图1的系统中多种类型的视听设备作为从节点的配置。

图26示出根据各种实施例，机器人肢体和图1的系统的结构，使得传感器和机器人肢体的致动器之间的通信。

图27是根据各种实施例，包括发送和接收邮箱的系统100的组件的配置的框图。

图28示出根据各种实施例，在车辆中从节点和相关联的外围设备的配置。

图29是根据各种实施例，图1的系统的元件和总线监视器的配置的框图。

图30是根据各种实施例，用于总线监视器的开始操作的方法的流程图。

具体实施方式

随着电子元件尺寸减小，并随着性能的预期增加，多个组件被包括在先前的未仪表或更少-工具的设备中。朝向增加仪器的驱动常规上受到用于在组件之间交换信号的通信基础设施的限制。例如，在汽车(和其他封闭和/或移动系统，例如机器人系统)中，传感器的扩散(如麦克风，照相机等)导致过量的部件之间的布线。这种过度布线增加系统的复杂性和重量，并且降低性能和可靠性。

本文描述的是在双线总线上提供低延迟、时分多路复用(TDM)通信 (例如，双绞线)的通信系统。在这些系统中，双向同步数据(例如，数字音频)、时钟和同步信号可由双线总线提供，支持总线上节点之间的直接点对点的连接，并允许在不同位置的多个菊花链节点贡献或消费TDM通道内容。这些通信系统使能在相同的双线总线上的下游流量(例如，从主节点到最后的从节点)、上游流量(例如，从从节点到主节点)和电力传输。

在下面的详细描述中，参考形成本文的一部分，其中类似标号表示在整个附图的类似部件，并且其中通过举例说明实施例实践的方式。但是应该理解的是，其他实施例可以被利用，并且在不脱离本公开的范围的情况下可以进行结构或逻辑上的改变。因此，以下的详细描述不应被认为具有限制意义。

各种操作可以被描述为依次多个分立动作或操作，其方式是最有助于理解要求保护的主题。然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作一定是顺序相关的。尤其是，这些操作可以不以呈现的顺序执行。描述的操作可以不同于所描述的实施方式的顺序来执行。各种其他的操作可被执行，和/或所描述的操作可以在附加实施例中省略。

对于本公开，短语“A和/或B”指(A)，(B)或(A和B)。对于本公开，短语“A，B和/或C”指(A)，(B)，(C)，(A和B)，(A 和C)，(B和C)，或者(A，B和C)。

各种组件可以被称为或以单数本文所示(例如，“处理器”，“外围设备”等)，但是这只是为了便于讨论，任何元件单数指可以包括在根据这里教导的多个这样的元件。

该描述使用短语“在实施例中”或“在一些实施例中”可以各自指一个或多个相同或不同的实施例。此外，如关于本发明的实施例使用的，术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义的。如本文所使用的，术语“电路”可以是指，成为其部分，或包括：应用程序专用集成电路(ASIC)，电子电路，和光学电路，处理器(共享，专用或组)和/或执行一个或多个软件或固件程序的存储器(共享、专用或组)，组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其他合适的硬件。在本文中，主节点也可以被称为主“设备”；类似地，在本文中，从节点可以被称为从“设备”。

本文描述的任何实施例可以按照本申请要求优先权的任何在先专利申请公开的任何合适的相关实施例来执行。特别是，在任何优先申请中公开的汽车音频总线(A2B)系统的任何实施例可以由与本文所述的实施例的任何组合来实现。例如，电源开关和诊断可以包括在本文所述的双线通信系统中，如2013年7月12日提交的美国临时申请号61/845542讨论地。在另一示例中，解码器可以包括在本文所描述的有线通信系统中，如在 2013年7月8日提交的美国临时申请号61/843902讨论地。在另一示例中，数字相位检测器可被包括在本文所述的双线通信系统中，如2013年7月8 日提交的美国临时申请号61/843896讨论地。在另一示例中，本文所述的双线通信系统可以包括在于2013年7月8日提交的、美国临时申请号 61/843891所讨论的状态机功能中。

图1是根据各种实施例，示例性的半双工双线通信系统100的框图。系统100包括主机110，主节点102和至少一个从节点104。在图1中，示出三个从节点(0，1和2)。在图1中，三个从节点104的描绘是简单示意性的，以及根据需要，系统100可包括一个、两个或更多的从节点104。

主节点102与从节点104可在双线总线106上通信。总线106可以包括沿总线106的相邻节点之间的不同双线总线链接，以菊花链的方式连接沿总线106的节点。例如，如图1所示，总线106可以包括将主节点102 耦合到从节点0的链接，将从节点0耦合到从节点1的链接，和将从节点 1耦合到从节点2的链接。链路总线106可以每个具有单个双绞线(例如，非屏蔽双绞线)的形式。

主机110可包括处理器，程序主节点102，以及作为沿着总线106传输各种有效载荷的发起人和接收者。特别地，主机110可是沿总线106的内部集成电路声音(I2S)通信的主机。主机110可经由I2S/时分多路复用 (TDM)总线和/或集成电路间(I2C)总线与主节点102通信。在一些实施例中，主节点102可以是位于主机110的壳体内的收发器(例如，下面参照图2的节点收发器120讨论地)。主节点102可以由主机110在I2C 总线上可编程用于配置和回读，并且可以被配置为生成时钟、同步和所有从节点104的帧。在一些实施例中，在主节点102中，I2C控制总线在主机110之间的延伸可以被嵌入到通过总线106传送的数据流，使得主机110 直接访问一个或多个从节点104的寄存器和状态信息，以及允许随距离I2C 到I2C通信以允许主机110控制外围设备108。

主节点102可以生成“下游”信号(例如，从主节点102沿总线106 传输的数据信号，功率信号等)，并接收“上游”信号(例如，向主节点 102沿总线106发送)。主节点102可以提供时钟信号，用于在总线106 的同步数据传输。在本文中，“同步数据”可包括数据连续流(例如，音频信号)，具有两个连续传输沿总线106往返于相同节点之间的固定的时间间隔。在一些实施例中，由主节点102提供的时钟信号可以从由主机110 提供给主节点102的I2S输入中导出。从节点104可以是可寻址的网络连接点，表示为总线106下游或总线106上游发送的数据帧的可能来源。从节点104也可以代表下游或上游数据帧的可能目的地。系统100可以允许控制从一个节点传递到下一个在两个方向上通过总线106传输的信息和其他数据。一个或多个从节点104还可以通过经由总线106发送的信号供电。

具体地，每个主节点102和从节点104可以包括正的上游端(表示为“AP”)，负的上游端(表示为“AN”)，正的下游端(表示为“BP”)，以及负的下游端(表示为“BN”)。节点的正和负的下游端可以分别连接到相邻的下游节点的正和负的上游端。如图1所示，主节点102可以包括正和负的上游端，但可以不使用这些终端；在其它实施例中，主节点102 可以不包括正和负的上游端。沿总线106的最后一个从节点104(图1中的从节点2)可以包括正和负的下游端，但可以不使用这些终端；在其他实施例中，沿着总线的最后一个从节点104可以不包括正和负的下游终端。

如在下文详细讨论的，主节点102可以周期性地发送同步控制帧下游，任选连同用于一个或多个从节点的数据104。例如，主节点102可以在48 kHz的频率每1024位(代表超帧)发送同步控制帧，从而在49.152Mbps 的总线106上产生有效的位速率。其它速率可被支持，包括例如44.1kHz。同步控制帧可以允许从节点104以识别每个超帧的开始，并组合物理层编码/信令，可以允许每个从节点104以从总线106导出其内部操作时钟。同步控制帧可以包括用于信令同步开始的前同步码，以及允许不同的寻址模式(例如，正常，广播，发现)的控制字段，配置信息(例如，写入到从节点104的寄存器)，I2C信息的输送，在从节点104的某些通用输入/输出(GPIO)引脚的遥控，以及其它服务。前导码和有效负载数据之后的同步控制帧的一部分可以进行加扰，以便减少同步控制帧的信息将被误认为是新的前同步码的可能性，并平整相关电磁辐射的光谱。

同步控制帧可经过从节点104之间传递(任选地连同其他数据，这些数据可以来自主节点102，但附加地或替代地来自一个或多个上游从节点 104或从从节点104本身)，直到它到达最后从节点104(即，图1的从节点2)，其已被主节点102配置作为最后的从节点104或具有自标识自己为最后的从节点104。一旦接收到同步控制帧，最后的从节点104可以传输被允许发送的任何数据之后的同步响应帧(例如，在指定的时隙中的 24位音频样本)。该同步响应帧可被传递上游从节点104之间(任选连同来自下游从节点104的数据)，并且基于所述同步响应帧，每个从节点104 可能确定时隙，如果有的话，其中从节点104被允许进行发送。

在一些实施例中，在系统100中的一个或多个从节点104可被耦合到并与外围设备通信108。例如，从节点104可以被配置为使用I2S、脉冲密度调制(PDM)、TDM和/或I2C协议从相关的外围设备108读取数据和/ 或写数据，如下面所讨论地。虽然“外围设备108”可以在本文中单数引用，这只是为了便于讨论，和一个从节点104可以耦合零个、一个或多个外围设备。可被包括在外围设备108的外围设备的例子可以包括：数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、应用专用集成电路(ASIC)、模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、编解码器、麦克风、麦克风阵列、扬声器、音频放大器、协议分析器、加速计或其他运动传感器、环境条件传感器(例如，温度，湿度和/或气体传感器)、有线或无线通信收发器、显示设备(例如，触摸屏显示器)、用户接口组件(例如，按钮，拨号盘或其它控制)、照相机(例如，视频相机)、存储器设备或发送和/ 或接收数据的任何其它合适的设备。若干不同的外围设备配置的实例在本文中详细讨论。

在一些实施例中，外围设备108可以包括被配置为内部集成电路声音 (I2S)通信的任何设备；外围设备108可以经由I2S协议与相关联的从节点104进行通信。在一些实施例中，外围设备108可以包括被配置为内部集成电路(I2C)通信的任何设备；外围设备108可以经由I2C协议与相关联的从节点104进行通信。在一些实施例中，从节点104可以不耦合到任何外围设备108。

从节点104和其相关的外围设备108可以被包含在单独的壳体中，并通过有线或无线通信连接耦合或者可以被包含在共同的壳体中。例如，作为外设设备108连接的扬声器可以与硬件打包，用于相关联的从节点104 (例如，下面参照图2讨论的节点收发器120)，使得用于相关联的从节点104的硬件包含在包括其他的扬声器组件的壳体中。任何类型的外围设备108可同样如此。

如上所讨论地，主机110可以使用多通道I2S和I2C通信协议与主节点102通信并控制它。具体地，主机110可以经由I2S将数据发送到主节点102中的帧缓冲器(未示出)，以及主节点102可以从帧缓冲器读取数据，并沿着总线106发送数据。类似地，主节点102可在该帧缓冲器接存储经由总线106收到的数据，然后可经由I2S将数据传送到主机110。

每个从节点104可具有可通过主节点102通信配置的内部控制寄存器。许多这样的寄存器在下面详细讨论。每个从节点104可以接收下游数据，可进一步下游重传数据。每个从节点104可接收和/或生成上游数据，和/或上游重发数据和/或添加数据和上游交易。

沿着总线106的通信可以周期性的超帧发生。每个超帧可开始于下游同步控制帧；分为周期：下游传输(也称为“下游部分”)，上游传输(也称为“上游部分”)，以及无传输(其中，总线106不被驱动)；并仅在传输另一个下游同步控制帧之前结束。主节点102可以被编程(通过主机 110)具有多个下游部分以传送到一个或多个从节点104和多个上游部分以从一个或多个从节点104接收。每个从节点104可以被编程(通过主节点102)具有多个下游部分以沿着总线106重传，多个下游部分以消耗，多个上游部分以重发总线106，和多个上游部分，其中从节点104可以发送从相关联的外围设备108从节点104接收到的数据。沿总线106的通信在下面进一步详细参考图2-12讨论。

每个主节点102和从节点104可以包括收发器以管理系统100的组件之间的通信。图2是根据各种实施例，可被包括在图1的系统100的节点 (例如，主节点102或从节点104)的收发器120的框图。在一些实施例中，节点收发器120可以被包括在系统100的每个节点中，和控制信号可以经由一个主站(MSTR)引脚被提供给节点收发器120，以指示节点收发器120是否充当作为主节点(例如，当MSTR引脚为高电平时)或从站(例如，当MSTR引脚为低电平时)。

节点收发器120可包括上游差分信号(DS)收发器122和下游DS收发124。上游DS收发器122可耦合到上面参照图1所讨论的正和负的上游端，下游DS收发器124可被耦合到上面参考图1讨论的正和负的下游终端。在一些实施例中，上游DS收发器122可以是低电压的DS(LVDS)收发器，以及下游DS收发两用机124可以是LVDS收发器。系统100中的每个节点可被AC耦合到总线106，数据信号可以使用具有适当编码的DS的预定形式沿着总线106(例如，通过上游DS收发器122和/或下游DS收发器124)输送(例如，LVDS或多点LVDS(MLVDS)或类似的信令)，以通过总线106提供定时信息(例如，差分曼彻斯特编码，双相标记编码，曼彻斯特编码，不归零，具有运行长度限定的反相(NRZI)编码，或任何其它合适的编码)。

上游DS收发器122和下游DS收发器124可以与总线协议电路126进行通信，并且总线协议电路126可与锁相回路(PLL)128和电压调节器电路130，其它组件进行通信。当节点收发器120加电时，电压调节器电路 130可以提高由PLL 128作为上电复位的“电源良好”信号。

如上所述，系统100中的一个或多个从节点104可以同时与数据接收通过总线106发送的功率。对于功率分布(这是可选的，因为一些从节点 104可被配置成具有向它们提供的独占本地功率)，主节点102可以将DC 偏压在主节点102和从节点0之间的总线链接(例如，通过连接下游端中的一个到由电压调节器提供的电压源和其它下游端到地)。DC偏置可以是预定电压，如5V，8伏，汽车电池的电压，或更高的电压。每个连续的从节点104可以选择性地挖掘其上游总线连接到恢复功率(例如，使用电压调节器电路130)。该功率可用于加电从节点104本身(和任选地，连接到从节点104的一个或多个外围设备108)。从节点104还可以选择性地偏置为下一个序位从节点104下游的总线链接，任一从上游总线连接或从本地电源的恢复功率。例如，节点0可以使用上游总线链路106上的DC 偏置，以恢复从节点0本身的功率和/或用于一个或多个相关外围设备108，和/或从节点0可以恢复其上游总线链接106的功率，以偏置其下游总线链接106。

因此，在一些实施例中，系统100中的每个节点可以经过下游总线链接提供功率到随后的下游节点。节点的供电可以以序列的方式来执行。例如，在发现并配置经由总线106的从节点0之后，主节点102可以指示从节点0提供电源给其下游总线链路106，以便提供电力给从节点1；在发现并配置从节点1之后，主节点102可以指示从节点1提供功率到其下游总线链路106，以便为从节点2提供电力(以及联接到总线106的其他从节点104。在一些实施例中，一个或多个从节点104可以被本地供电，代替或除了从其上游总线链路供电。在一些这样的实施例中，对于给定的从节点104的本地电源可用于提供电力给一个或多个下游从节点。

在一些实施方式中，上游滤波电路132可以被配置在上游DS收发器 122和电压调节器电路130之间，以及下游滤波电路131可以被配置在下游的DS收发器124和电压调节器电路130之间。由于总线106的每个链路可以携带交流电压(信号)和DC(功率)元件，上游过滤电路132和下游滤波电路131可以分离AC和DC分量，提供AC分量到上游DS收发器 122和下游DS收发器124，并提供DC分量到电压调节器130。在上游DS 收发器122和下游DS收发器124的线路侧的AC耦合基本上从DC分量隔离收发器122和124，以允许高速双向通信。如上所讨论的，DC分量可以被窃听为电源，上游滤波电路132和下游侧滤波电路131可以包括铁素体，共模扼流圈或电感器，例如，以减少提供给电压调节器电路130的AC分量。在一些实施例中，上游过滤电路132可以被包括在上游DS收发器122，和/或下游滤波电路131可以被包括在下游DS收发器124中；在其他实施例中，滤波电路可以外部于收发器122和124。

节点收发器120可包括收发器120和外部设备155之间的I2S、TDM 和PDM通信的收发器127。尽管“外部设备155”可在本文中单数形式提及，这简单地是为了便于说明，多个外部设备可经由I2S/TDM/PDM收发器127与节点收发器120进行通信。如本领域中已知的，I2S协议是用于执行脉码调制(PCM)信息(例如，印刷电路板的音频芯片之间)。如本文中所使用的，“I2S/TDM”可以指I2S立体声(2声道)含量到使用TDM 多个信道的扩展。如本领域中公知的，PDM可用于Σ-Δ转换器中，并且特别地，PDM格式可以表示抽取之前的过采样1比特Σ-ΔADC信号。PDM 格式通常用作用于数字麦克风的输出格式。I2S/TDM/PDM收发器127可以与总线协议电路126通信，和引脚用于与外部设备155通信。六引脚， BCLK，SYNC DTX[1：0]，和DRX[1：0]在图2中示出；可BCLK引脚用于I2S 比特时钟，SYNC引脚可用于I2S帧同步信号，以及DTX[1：0]和DRX[1： 0]引脚分别用于发送和接收数据信道。虽然两个发送引脚(DTX[1：0])和两个接收引脚(DRX[1：0])在图2中示出，可以使用任何期望数量的接收和/或发送引脚。

当节点收发器120被包括在主节点102中，外部设备155可以包括主机110，和I2S/TDM/PDM收发器127可以提供从主机110接收数据和发送数据到主机110的I2S从节点(关于BCLK和SYNC)，与主机110的I2S 接口时钟同步。特别是，I2S帧同步信号可在SYNC引脚接收，作为来自主机110的输入，以及PLL 128可以使用该信号来产生时钟。当节点收发器 120被包括在从节点104中，外部设备155可以包括一个或多个外围设备 108，和I2S/TDM/PDM收发器127可以提供I2S主时钟(为BCLK和SYNC)，其可以控制与外围设备108的I2S通讯。特别地，I2S/TDM/PDM收发器 127可以在SYNC引脚提供I2S帧同步信号作为输出。在节点收发器120的寄存器可确定哪些和多少I2S/TDM通道传输为通过总线106的数据时隙。节点收发器120中的TDM模式(TDMMODE)寄存器可以存储多少TDM通道的值配合在TDM连续的同步脉冲发送或接收引脚之间。使用通道尺寸的知识，节点收发器120可以自动地设置BCLK速率以匹配采样时间(例如， 48千赫)内位的数量。

节点收发器120可以包括用于在节点收发器120和外部设备157之间的I2C通信的收发器129。虽然“外部设备157”可以在本文中被单数引用，这仅仅是为了便于说明，和多个外部设备可以经由I2C收发器129与节点收发器120进行通信。如本领域中已知的，I2C协议使用时钟(SCL)和数据(SDA)线提供数据传输。I2C收发器129可以与总线协议电路126和引脚与外部设备157通信。四个引脚，ADR1，ADR2，SDA和SCL在图2中示出；当节点收发器120充当I2C从节点时(例如，当它被包括在主节点102)， ADR1和ADR2可用于修改由节点收发器120中使用的I2C地址，以及SDA 和SCL分别用于I2C串行数据和串行时钟信号。当节点收发器120被包括在主节点102中时，外部设备157可以包括主机110，并且I2C收发器129 可提供I2C从节点，可以从主机110接收编程指令。特别是，I2C串行时钟信号可以在SCL引脚接收，作为从主机110的输入，用于寄存器访问。当节点收发器120被包括在从节点104时，外部设备157可以包括外围设备 108，和I2C收发器129可提供I2C主节点，以允许I2C收发器根据由主机 110提供的指令编程一个或多个外围设备，通过总线106传送到节点收发器120。特别地，I2C收发器129可以在SCL引脚提供I2C串行时钟信号作为输出。

节点收发器120可以包括与总线协议电路126通信(IRQ)的中断请求引脚。当节点收发器120被包括在经由I2C收发器129的主节点102中时，总线协议电路126可以通过IRQ引脚向主机110提供事件驱动的中断请求。当节点收发器120被包括在从节点104(例如，当MSTR引脚为低时)中时，IRQ引脚可以用作具有中断请求能力的GPIO引脚。

系统100可以任何数量的不同操作模式进行操作。总线106上的节点可以各自具有寄存器，指示哪个操作模式目前已启用。可实施的各种操作模式的例子跟着描述。在待机操作模式中，总线活动减少以使能全球节能；所需的唯一通信是最小的下游前导以保持每个节点的锁相环(例如，PLL 128)同步。在待机工作模式下，通过总线106读取并写入不被支持。在发现操作模式中，主节点102可以沿总线106发送预定的信号，并等待合适的响应，以绘制出沿总线106分布的从节点104的拓扑。在正常操作模式，通过总线106，全寄存器访问可以往返于从节点104以及往返于外围设备108。正常模式可以由主机110全局配置，有或没有同步上游数据以及具有或不具有同步下游数据。

图3是根据各种实施例，用于在系统100中通信的同步控制帧180的一部分的图。特别是，同步控制帧180可用于数据时钟恢复和PLL同步，如以下所讨论地。如上所述，因为通过总线106的通信可发生在两个方向，通信可以时间复用成下游部分和上游部分。在下游部分中，同步控制帧和下游数据可以从主节点102发送，而在上游部分，同步响应帧和上游数据可从每个从节点104发送到主节点102。该同步控制帧180可包括前同步码182和控制数据184。每个从节点104可以被配置为使用所接收到的同步控制帧180的前同步码182用于供给PLL 128的时基。为方便起见，前同步码182不遵守有效控制数据184的“规则”，从而可以容易区分于控制数据184。

例如，在一些实施例中，沿总线106的通信可以利用零差分曼彻斯特编码方案上的时钟第一过渡进行编码。根据该编码方案，每个位时间开始于时钟过渡。如果数据值是零，编码的信号又在位时间的中间转变。如果数据值是一，则编码信号不会再次转换。图5所示的前导码182可违反编码协议(例如，通过不在位时间5,7和8的开始发生的时钟转变)，这意味着该前导码182不匹配于控制数据184的任何合法(例如，正确编码) 模式。此外，通过获取用于控制数据184的合法模式并迫使总线106对于单个比特时间或多位的时间段高或低，可不再现前导码182。图5所示的前导码182是简单地示意性的，并且同步控制帧180可包括不同的前同步码182，这可以任何合适的方式违反由控制数据184使用的编码。

该总线协议电路126可以包括差分曼彻斯特解码器电路，其运行在从总线106回收的时钟并检测所述同步控制帧180，以向PLL 128发送帧同步指示符。以这种方式，可检测同步控制帧180，而不使用系统时钟或更高速度的过采样时钟。因此，从节点104可以接收来自总线106的PLL同步信号，而无需在从节点104的晶体时钟源。

如上所述，沿总线106的通信可以以周期性的超帧发生。图4是按照各种实施例的超帧190的图。如图6所示，超帧可以开始于同步控制帧180。当同步控制帧180用作PLL 128中的定时源时，该超帧传送的频率(下称“超帧频率”)可以是相同于同步信号频率。在其中音频数据沿着总线106 传输的一些实施例中，超帧频率可以是相同于系统100中使用的音频采样频率(例如，48千赫或44.1千赫)，但可使用任何合适的超帧频率。每个超帧190可被划分成下游传输期间192、上游流传输期间194以及无传输期间196(例如，当总线106不被驱动)。

在图4中，超帧190被示出具有下游传输192的起始时间和上游传输 194的后期。下游传输192的周期可以包括同步控制帧180和X下游数据时隙198，其中X可以是零。基本上，总线106上的所有信号可以是下游从主节点102向最后的从节点104(例如，从节点104C)提交的线路编码和同步信号，以同步控制帧180中的同步前同步码182的形式，如以上所讨论。在同步控制帧180之后，下游TDM同步数据可包括在X下游数据时隙198中。下游数据时隙198可以具有相等的宽度。如上所讨论的，PLL 128可以提供节点使用以通过总线106时间通信的时钟。在其中总线106 用于传输音频数据的一些实施例中，PLL 128可以在多个音频采样频率操作 (例如，1024乘以音频采样频率，从而产生在每个超帧中的1024位时钟)。

上游传输194的周期可以包括同步响应帧197和Y上游数据时隙199，其中Y可以是零。在一些实施例中，每个从节点104可以消耗下游数据时隙198的一部分。最后的从节点(例如，图1中的从节点2)可以响应(在存储在最后的从节点的寄存器中的预定响应时间)同步响应帧197。直接在该同步响应帧197之后，上游TDM同步数据可以通过上游数据时隙199中的每个从节点104加入。上游数据时隙199可以具有相等的宽度。如果在超帧190的同步控制帧180中请求其寄存器中的一个的读取或者如果在超帧190的同步控制帧180请求远程I2C读取，不是最后从节点的从节点 104(例如，图1中的从节点0和1)可用它自己的上游响应替换所接收的同步响应帧197。

如上所讨论的，同步控制帧180可开始每个下游传输。在一些实施例中，同步控制帧180的长度可以为64位，但也可以使用任何其他合适的长度。同步控制帧180可以开始于前导码182，如上所述。在一些实施例中，当同步控制帧180由从节点104重发到下游从节点104，前同步码182 可由发送从节点104生成，而不是被重传。

同步控制帧180的控制数据184可包括字段，包含用于通过总线106 控制交易的数据。这些字段的示例将在下面讨论，并且一些实施例如图5 所示。具体地，图5示出根据各种实施例，在正常模式，I2C模式以及发现模式的同步控制帧180的示例格式。在一些实施例中，不同的前导码182 或同步控制帧180完全可以在待机状态下使用，以使从节点104不需要去接收同步控制帧180，直到发送到正常模式的转变。

在一些实施例中，同步控制帧180可包括计数(CNT)字段。该CNT 字段可以具有任何适当的长度(例如，2比特)，并且可以从在先前超帧中使用的值递增(字段的长度的模)。接收意外的CNT值的从节点104可以被编程，以返回中断。

在一些实施例中，同步控制帧180可包括节点寻址模式(NAM)字段。 NAM的字段可以具有任何适当的长度(例如，2比特)，并且可以用于控制经由总线106访问从节点104的寄存器。在正常模式下，基于从节点104 的ID和寄存器的地址，节点104的寄存器可以被读出和/或写入。广播事务是应由每一从节点104进行的写入。在一些实施例中，NAM字段可以用于四个节点的寻址模式，包括“无”(例如，不定址到任何特定从节点104 的数据)，“正常”(例如，在下面讨论的地址字段中指定的特定从节点 104的数据单播)，“广播”(例如，定址到所有从节点104)，和“发现”。

在一些实施例中，同步控制帧180可包括I2C字段。I2C字段可以具有任何适当的长度(例如，1比特)，并且可以用于表示:下游传输192的周期包括I2C事务。I2C字段可以指示:主机110已经提供指令以远程访问外围设备108，所述外围设备108充当相对于相关联的从节点104的I2C从节点。

在一些实施例中，同步控制帧180可包括节点字段。节点字段可以具有任何适当的长度(例如，4比特)，并且可用于指示：哪个从节点被寻址用于正常和I2C存取。在发现模式中，该字段可用于编程在从节点104 的节点ID寄存器中新发现的从节点104的识别符。当从节点104由主节点 102发现时，在系统100中的每个从节点104可以被分配唯一的ID，如以下所讨论。在一些实施例中，主节点102不具有节点ID，而在其他实施例中，主节点102可以具有节点ID。在一些实施例中，总线106上连接到主节点102的从节点104(例如，图1中的从节点0)将是从节点0，并且每一个连续的从节点104将具有比以前的从节点大一的数字。然而，这仅仅是示例性的，并且可以使用任何合适的从节点标识系统。

在一些实施例中，同步控制帧180可包括读/写(RW)字段。该RW 字段可以具有任何适当的长度(例如，1比特)，并且可用于控制正常的访问是否是读取(例如，RW＝＝1)或写(例如，RW＝＝0)。

在一些实施方式中，同步控制帧180可包括地址字段。地址字段可以具有任何适当的长度(例如，8比特)，并且可以用于定址通过总线106 的从节点104的特定寄存器。对于I2C交易，可以用I2C控制值取代地址字段，诸如START/STOP，WAIT，RW和DATA VLD。对于发现事务，该地址字段可具有预定值(例如，如示于图5)。

在一些实施例中，同步控制帧180可包括数据字段。该数据字段可以具有任何适当的长度(例如，8比特)，并且可以用于正常，I2C和广播写入。RESPCYCS值，再乘以4，可用于确定新发现的节点应允许在接收的同步控制帧180的开始和发送的同步响应帧197的开始之间间隔多少个周期。当NAM字段指示发现模式时，下面讨论的节点地址和数据字段可被编码为RESPCYCS值，当相乘合适的可选乘数(例如，4)，表示以位计的时间，从同步控制帧180的结束到同步响应帧197的开始。这允许新发现的从节点104确定上游传输的相应时隙。

在一些实施例中，同步控制帧180可包括循环冗余校验(CRC)字段。 CRC字段可以具有任何适当的长度(例如，16位)，并可用于发送前置码 182之后的同步控制帧180的控制数据184的CRC值。在一些实施例中，该CRC可以根据CCITT-CRC错误检测方案计算。

在一些实施例中，前导码182和CRC字段之间的同步控制帧180的至少一部分可以加扰，以减少在此区间的比特序列周期性匹配前导182的可能性(和因此可由从节点104误解作为新的超帧190的开始)，以及减少电磁辐射，如上所述。在一些这样的实施例中，同步控制帧180的CNT字段可通过加扰逻辑使用，以保证加扰字段在超帧之间不同地加扰。本文所描述的系统100的各种实施例可以省略加扰。

可以使用其它技术以确保该前导码182可以被从节点104唯一地识别，或降低该前导码182中的同步控制帧180在别处示出的可能性，除了或代替诸如如上文所论述的加扰和/或错误编码的技术。例如，较长的同步序列可以被使用，从而降低该同步控制帧180的剩余部分的特定编码将匹配的可能性。另外地或替代地，同步控制帧的其余部分可以被构造成，使得诸如通过在适当的位放置固定的“0”或“1”值不发生同步序列。

主节点102可以发送读取和写入请求到从节点104，包括在总线106 上通信特定请求和I2C请求。例如，主节点102可以发送读取和写入请求 (使用RW字段指示)到一个或多个指定从节点104(使用NAM和节点字段)，并且可以指示：该请求是否为具体到总线106的从节点104的请求，用于从节点104的I2C请求，或在从节点104中的一个或多个I2C端口耦合到从节点104的I2C兼容的外围设备108传递的I2C请求。

转向上游通信，同步响应帧197可开始每个上游传输。在一些实施例中，所述同步响应帧197的长度可以为64位，但也可以使用任何其他合适的长度。该同步响应帧197还可以包括前置码，如上面参考同步控制帧 180的前同步码182所讨论的，随后是数据部分。在下游传输的结束时，总线106上的最后从节点104可以等到RESPCYCS计数器已经过期，然后开始上游发送同步响应帧197。如果上游从节点104已由正常读或写事务定位，从节点104可以生成它自己的同步响应帧197和更换从下游接收到的一个。如果任何从节点104没有在预期时间从下游从节点104看到同步响应帧197，从节点104将产生其自己的同步响应帧197和开始上游发送它。

同步响应帧197的数据部分可包括字段，包含用于进行通信响应信息回主节点的数据。这些字段102的示例在下面讨论，以及一些实施例在图 6中所示。具体地，图6示出根据各种实施例，在正常模式，I2C模式以及发现模式的同步响应帧197的示例格式。

在一些实施例中，同步响应帧197可以包括计数(CNT)字段。该CNT 字段可以具有任何适当的长度(例如，2比特)，并且可用于发送在先前接收的同步控制帧180中的CNT字段的值。

在一些实施例中，同步响应帧197可以包括确认(ACK)字段。当从节点104产生同步响应帧197时，该ACK字段可以具有任何适当的长度(例如，2比特)，并且可以由从节点104插入以确认：在先前同步控制帧180 接收到的命令。可在ACK字段中通信的示例指标包括等待，承认，不承认 (NACK)，以及重试。在一些实施例中，ACK字段可以调整尺寸，以传送从节点104的确认：它已接收和处理广播消息(例如，通过传送广播确认给主节点102)。在一些这样的实施例中，从节点104还可以指示从节点 104是否具有数据要发送(可用于例如基于需求的上游传输，如从小键盘或触摸屏的非TDM输入，或用于优先上游传输，诸如当从节点104希望报告错误或紧急状况时)。

在一些实施例中，同步响应帧197可包括I2C字段。I2C字段可以具有任何适当的长度(例如，1比特)，并且可用于发送在先前接收的同步控制帧180中的I2C字段的值。

在一些实施例中，同步响应帧197可以包括节点字段。节点字段可以具有任何适当的长度(例如，4比特)，并且可用于发送生成该同步响应帧197的从节点104的ID。

在一些实施例中，所述同步响应帧197可以包括数据字段。该数据字段可以具有任何适当的长度(例如，8比特)，其值可取决于交易的类型和生成该同步响应帧197的从节点104的ACK响应。对于发现交易，数据字段可包括在先前接收的同步控制帧180中的RESPCYCS字段的值。当ACK 字段指示NACK时，或当同步响应帧197响应于广播事务处理时，该数据字段可以包括广播应答(BA)指示器(其中，最后的从节点104可以指示是否没有错误地接收到广播写入)，发现错误(DER)指示符(指示在发现事务中新发现的从节点104是否相匹配现有从节点104)，以及CRC错误(CER)指示符(指示NACK是否由CRC错误造成的)。

在一些实施例中，所述同步响应帧197可包括CRC字段。CRC字段可以具有任何适当的长度(例如，16比特)，并且可以用于发送该前同步码和CRC字段之间的同步响应帧197的一部分的CRC值。

在一些实施例中，所述同步响应帧197可包括中断请求(IRQ)字段。 IRQ字段可以具有任何适当的长度(例如，1比特)，并且可以用于指示中断已经从从节点104发出信号。

在一些实施例中，同步响应帧197可包括IRQ节点(IRQNODE)字段。所述IRQNODE字段可以具有任何适当的长度(例如，4比特)，并且可以用于传送已由IRQ字段呈现中断的从节点104的ID。在一些实施例中，用于产生IRQ字段的从节点104将插入其自身的ID进IRQNODE字段。

在一些实施例中，所述同步响应帧197可以包括第二CRC(CRC-4)字段。所述CRC-4字段可以具有任何适当的长度(例如，4比特)，并且可以用于发送IRQ和IRQNODE字段的CRC值。

在一些实施例中，所述同步响应帧197可包括IRQ字段，IRQNODE字段以及CRC-4字段，作为同步响应帧197(例如，过去的10比特)的最后位。如上所讨论的，这些中断相关的字段可以具有CRC-4形式的自己的CRC 保护(和因此不会由前述CRC字段保护)。需要产生中断信号给主节点102 的任何从节点104将中断信息到插入这些字段。在一些实施例中，具有中断未决的从节点104可以比也具有中断未决的更下游任何从节点104具有更高的优先级。沿总线106的最后从节点104(例如，在图1中从节点2) 可以总是填充这些中断字段。如果最后的从节点104具有没有中断未决，最后的从节点104可以设置IRQ位为0，IRQNODE字段到其节点ID，并提供正确的CRC-4的值。为方便起见，传达中断的同步响应帧197可在本文中称为“中断帧”。

在一些实施例中，前导码182和CRC字段之间的同步响应帧197的至少一部分可以加扰，以减少排放。在一些这样的实施例中，同步响应帧197 的该CNT字段可通过加扰逻辑使用，以保证加扰字段在超帧之间不同地加扰。可以省略本文所描述的系统100的各种实施例。

可以使用其它技术以确保该前导码182可以被从节点104唯一识别或降低该前导码182在同步响应帧197的别处示出的可能性，除了或代替诸如加扰和/或错误编码的技术，如上文所论述。例如，较长的同步序列可使用，从而降低同步响应帧180的剩余部分的特定的编码将匹配的可能性。另外地或替代地，所述同步响应帧的剩余部分可被构造，诸如通过在适当的位放置固定的“0”或“1”值，使得不发生同步序列。

图7是根据各种实施例，图2的总线协议的电路126的框图。总线协议电路126可包括控制电路154，以控制根据协议本文所描述的总线106 的节点收发器120的操作。具体地，控制电路154可以控制同步帧的生成 (例如，同步控制帧或同步响应帧，如上面所讨论的)，用于传输，处理接收的同步帧，和在接收的同步控制帧中指定的控制操作的执行。控制电路154可以包括可编程的寄存器，如下面所讨论。控制电路154可以创建和接收同步控制帧，适当反应所接收的消息(例如，当总线协议电路126 被包括在从节点104时相关联于同步控制帧，或当总线协议电路126被包括在主节点102时从I2C设备)，并调整成帧到不同操作模式(例如，正常、发现、待机等)。

当节点收发器120准备用于沿总线106传输的数据时，前同步码电路 156可经配置以产生用于传输同步帧的前同步码，并从接收到的同步帧接收前同步码。在一些实施例中，下游的同步控制帧前导码可以由主节点102 每1024位被发送。如上所讨论的，一个或多个从节点104可以同步到下游同步控制帧前导码，并从同步码生成局部相位对准主时钟。

循环冗余校验(CRC)插入电路158可经配置，以产生用于传输的同步帧的一个或多个CRC。帧/压缩电路160可以被配置成从I2S/TDM/PDM 收发器127(例如，从与收发器127相关联的帧缓冲器)和/或I2C收发器 129获取输入数据，任选压缩数据，以及任选地产生奇偶校验位或数据纠错码(ECC)。多路复用器(MUX)162可以复用前导码电路156的前导码，同步帧和数据为用于传输的数据流。在一些实施例中，在传输之前，发送流可以通过扰频电路164进行加扰。

例如，在一些实施例中，帧/压缩电路160可应用浮点压缩方案。在该实施例中，控制电路154可以发送3比特来指示中数字有多少重复的符号位，随后是符号位和数据的N-4比特，其中，N是经过106传送的数据的大小。在需要时，数据压缩的使用可以由主节点102进行配置。

在一些实施例中，进入节点收发器120的接收流可由解扰电路166解扰。多路分解器(DEMUX)168可从接收的流解复用前导码、同步帧以及数据流。在接收端CRC的校验电路159可以检查接收到的同步帧，用于正确的CRC。当CRC校验电路159标识在传入同步控制帧180中的CRC故障时，控制电路154可以被通知故障，而不会在同步控制帧180的控制数据184中执行任何控制命令。当CRC检查电路159中传入同步响应帧197中标识CRC失败时，控制电路154可以被通知故障，并且可以生成在中断帧中用于传输到主机110的中断。解帧/解压缩电路170可以接受接收数据，任选地检查其奇偶，任选地执行错误检测和校正(例如，单错误校正-双错检测(SECDED))，任选地解压缩数据，并且可以将接收的数据写入到 I2S/TDM/PDM收发器127(例如，与收发器127相关联的帧缓冲器)和/ 或在I2C收发129器。

如上所讨论的，上游和下游数据可沿着总线106在超帧190的TDM数据时隙中传送。控制电路154可以包括专用于管理总线106上的这些数据时隙的寄存器，其多个实例在下面讨论。当控制电路154被包括在主节点 102中时，这些寄存器中的值可以由主机110编程到控制电路154。当控制电路154被包括在从节点104中时，这些寄存器的值可以由主节点102编程到控制电路154。

在一些实施例中，控制电路154可以包括下游时隙(DNSLOTS)寄存器。当节点收发器120被包括在主节点102中时，该寄存器可容纳下游数据时隙的总数的值。该寄存器还可以定义由主节点102的I2S/TDM/PDM 收发器127接收的组合I2S/TDM/PDM的数据时隙数。在从节点104中，在加入本地产生的下游时隙之前或之后，该寄存器可限定下游传递到下一个从节点104的数据时隙的数目，如在下面进一步详细参照LDNSLOTS讨论。

在一些实施例中，控制电路154可以包括本地下游时隙(LDNSLOTS) 寄存器。该寄存器可以是在主节点102未使用。在从节点104中，该寄存器可以定义从节点104将使用和不重发数据的时隙数目。或者，该寄存器可以定义从节点104可向下游数据链路106的时隙数。

在一些实施例中，控制电路154可包括上游时隙(UPSLOTS)寄存器。在主节点102中，该寄存器可容纳上游数据时隙的总数的值。该寄存器还可以限定将由主节点102中的I2S/TDM/PDM收发器127的I2S/TDM发送的时隙数。在从节点104中，在从节点104开始增加自己的数据之前，该寄存器可限定上游传递的数据时隙。

在一些实施例中，控制电路154可以包括本地上游时隙(LUPSLOTS) 寄存器。该寄存器可以是在主节点102未使用。在从节点104中，该寄存器可限定在上游发送之前从节点104将添加到从下游接收的数据的数据时隙数量。该寄存器还可以定义用于由从节点104中的I2S/TDM/PDM收发 127接收的组合I2S/TDM/PDM数据的时隙数。

在一些实施例中，控制电路154可以包括广播下游槽(BCDNSLOTS) 寄存器。在主节点102，该寄存器可以是未使用的。在从节点104中，该寄存器可以限定广播数据时隙的数目。在一些实施例中，广播数据时隙可以总是在数据字段的开头。广播数据时隙内的数据可由多个从节点104使用，并无论是否使用，由所有的从节点104下游传递。

在一些实施例中，控制电路154可以包括时隙格式(SLOTFMT)寄存器。该寄存器可以限定上游和下游传输的数据的格式。I2S/TDM/PDM收发器127的数据大小也可以通过该寄存器来确定。在一些实施例中，有效数据大小包括8，12，16，20，24，28和32位。该寄存器还可以包括位，以使得下游和上游业务的浮点压缩。当启用浮点压缩时，I2S/TDM数据大小可以总线106上的数据大小大4位。当数据时隙被启用时，系统100中的所有节点可以具有用于SLOTFMT的相同值，以及节点可由广播写入被编程，使得所有节点将使用相同的值进行更新。

图8-11示出根据此处所描述的总线协议的各种实施例，沿总线106信息交换的示例。特别是，图8-11示出其中每个从节点104被耦合到一个或多个扬声器和/或一个或多个麦克风作为外围设备108的实施例。这只是示例性的，因为根据本文所描述的技术，外围设备设备108的任何期望配置可以被耦合到任何特定从节点104。

首先，图8示出根据各种实施例，总线106上的双向通信的信号和定考虑。图8所示的从节点104具有各种数目的传感器/致动器元件，所以不同的数据可被发送到各个从节点104，或从其接收。具体地，从节点1具有两个元件，从节点4具有四个元件，和从节点5具有三个元件，所以由主节点102发送的数据包括用于从节点1的两个时隙，用于从节点4的四个时隙，和用于从节点5的三个时隙。同样地，从节点0具有三个元件，从节点2具有三个元件，从节点3具有三个元件，从节点6具有一个元件，和从节点7具有四个元件，因此通过这些从属上游传输的数据节点104包括时隙的相应的数字。应当指出，元素和时隙之间不必必须具有一对一的关系。例如，包括在外围设备108中的麦克风阵列(具有三个麦克风)可以包括结合三个麦克风的信号(以及可从主节点102或从其他从节点104 接收到的信息)的数字信号处理器，以产生单一的数据样本，其中，根据处理的类型，可以对应于一个时隙或多个时隙。

在图8中，主节点102发送数据随后的同步控制帧(SCF)到耦合到特定从节点104(SD)的扬声器。每个连续的从节点104转发同步控制帧，并转发发往下游从节点104的至少任何数据。特别的从节点104可以转发所有数据或可删除发往从节点104的数据。当最后的从节点104接收到同步控制帧时，该从节点104发送同步响应帧(SRF)，任选地跟随通过从节点104被允许发送的任何数据。每个连续的从节点104转发来自下游从节点104的任何数据一起的同步响应帧，以及任选地插入来自耦合到特定从节点104(MD)的一个或多个麦克风的数据。在图8的例子中，主节点 102将数据发送到从节点1，4和5(在图8中示为有源扬声器)和从从节点7,6，3，2，和0接收数据(在图8所示为麦克风阵列)。

从下游DS收发器124的角度，图9示意性地示出根据各种实施例，动态去除下游传输的数据和将数据插入上游传输。在图9中，如在图8中，主节点102以相反的顺序发送数据随后的同步控制帧(SCF)，用于从节点 1,4和5(SD)(例如，从节点5的数据之后是从节点4的数据，随后是从节点1的数据，等)(参见标有MASTER的行)。当从节点1接收到该传输时，从节点1删除其自己的数据，并只向从节点2转发从节点5和4的数据随后的同步控制帧。从节点2和3转发数据不变(见标记SLAVE2的行)，使得由从节点1转发的数据由从节点4(见标记SLAVE3的行)接收。从节点4删除其自己的数据，并只向从节点5转发从节点5的数据后面的同步控制帧，并且，类似地，从节点5删除其自己的数据，并只向从节点 6转发同步控制帧。从节点6转发同步控制帧到从节点7(见标记SLAVE 6 的行)。

在这一点上，从节点7发送所述同步响应帧(SRF)至从节点6，接着其数据(见标有从节点6的行)。从节点转发同步响应帧以及从节点7的书和它自己的数据到从节点5，以及从节点5依次转发同步响应帧以及从节点7和6的数据。从节点4没有数据要添加，所以它只需将数据转发到从节点3(参见标有SLAVE 3的行)，其转发数据与自己的数据一起到从节点2(见标有SLAVE 2的行)，这反过来将数据与它自己的数据一起转发给从节点1。从节点1没有数据要添加，因此它将数据转发到从节点0，其将数据与自己的数据一起进行转发。结果，主节点102接收从节点7,6， 3,2，和0的数据之后的同步响应帧(见标记MASTER的行)。

从下游的DS收发器124的角度，图10示出从下游传输动态去除数据和将数据插入上游传输的另一示例，如在图9，虽然在图10中，从节点 104被耦合传感器和致动器，如同外围设备108，使得主节点102向下游发送数据给所有从节点104，并从所有从节点104接收回数据。另外，在图10中，数据根据其去往节点地址或从中起源排序。标有“Y”的数据时隙可用于数据完整性校验或数据校正。

从下游的DS收发器124的角度，图11示出从下游传输动态去除数据和将数据插入上游传输的另一示例，如图9，虽然在图11，该数据被按顺序上游和下游输送，而不是相反的顺序。在每一个从节点104缓冲允许有选择地添加、删除和/或转发数据。

如以上所讨论的，每个从节点104可以从下游或上游传输中删除数据和/或可以将数据添加到下游或上游传输。因此，例如，主节点102可以发送数据的单独的样品到多个从节点104的每一个，并且每个这样的从节点104可以删除其数据样本，并转发仅用于下游从节点的数据。另一方面，从节点104可以从下游从节点104接收数据，并将数据与附加数据一起转发。根据需要发送尽可能少的信息的一个优点在于减少由系统100统一消耗的功率量。

系统100还可以支持从主节点102到从节点104的广播传输(和多播传输)，特别是通过从节点104的下游时隙使用的配置。每个从节点104 可以处理所述广播传输，并将其传递到下一个从节点104，虽然特定的从节点104可以“消费”广播消息，(即，不传递广播传输到下一个从节点 104)。

系统100还可以支持上游传输(例如，从特定从节点104到一个或多个其他从节点104)。这样上游传输可以包括单播、多播和/或广播上游传输。使用上游寻址，如同上面参照下游传输所讨论的，基于从节点104的上游时隙使用的配置，从节点104可确定是否删除上游传输的数据和/或是否传递上游传输到下一个上游从节点104。因此，例如，除了或替代将数据传递到主节点102，数据可以由特定的从节点104传递至一个或多个其它从节点104。这样的从属-从属关系可以例如经由主节点102进行配置。

因此，在各种实施例中，从节点104可以操作为有效/智能中继节点，具有选择性地转发、删除以及添加信息的能力。从节点104通常可以执行这些功能，而不必解码/检查所有的数据，因为每个从节点104知道其将接收/发送数据的有关时隙，因此可以从时隙删除数据或向其添加数据。尽管该从节点104可以不需要解码/检查所有数据，从节点104可以典型地重新定时发送/转发的数据。这可以提高系统100的鲁棒性。

在一些实施例中，总线106可以被配置用于环形拓扑中的单向通信。例如，图12示出根据各种实施例，环形拓扑中的主节点102和四个从节点104的配置1200，并示出配置1200中单向通信的信令和定时考虑。在该实施例中，在各节点的收发信机120可以包括只接收收发器(MASTER IN) 和只发送的收发器(MASTER OUT)，而不是上游和下游通信的两个双向收发器。在图12所示的链路层同步方案中，主节点102发送同步控制帧(SCF) 180，任选地随后耦合到各种从节点104的三个扬声器的“下游”数据1202 (不同扬声器的数据可以配置在任何合适的顺序，作为上面参考图8-11讨论地)，并且每一个连续的从节点104转发同步控制帧180以及之前从节点104的任何“上游”数据以及其自身“上游”的数据，以提供“上游”数据1204(例如，8个不同的麦克风中的数据可被配置在任何合适的顺序，如上面参考图8-11讨论地)。

如本文中所描述的，数据可以任何多种方式在系统100的元件之间的通信。在一些实施例中，数据可被作为一组同步数据时隙的部分由从节点 104上游(例如，使用数据时隙198)发送或由从节点104或主节点102 下游(例如，使用数据时隙199)发送。这样的数据量可通过改变数据时隙的比特数，或包括额外的数据时隙进行调整。通过包括在同步控制帧180 或同步响应帧197中，数据也可以在系统100通信。以这种方式传送的数据可以包括主机110的I2C控制数据(具有与从节点104相关联的外围设备108的响应)；访问从节点104的寄存器(例如，时隙和接口的发现和配置)，其可以包括从主机110/主节点102向从节点104的写访问，和从从节点104到主机110/主节点102的读访问；和从外围设备108到主机110 通过中断信令事件。在一些实施例中，GPIO管脚可用于从从节点104向主节点102传达信息(例如，通过使得主节点102轮询I2C上的GPIO引脚，或使得从节点104的节点收发器120在中断请求引脚产生中断)。例如，在一些这样的实施例中，主机110可以通过I2C发送信息到主节点102，然后，主节点102可以经由GPIO引脚发送信息到从节点。本文中所讨论的通过总线106传送的任何类型数据可使用这些通信路径中的任何一个或多个进行发送。系统100内的其它类型数据和数据通信技术可在本文中公开。

按照需要，本公开的实施例可被实现成使用任何合适的硬件和/或软件配置的系统。根据各种实施例，图13示意示出了设备1300，可作为系统 100中的主机或节点(例如，主机110，主节点102或从节点104)。一些组件在图13中示出，如包括在设备1300，但是这些组件的任何一个或多个可以被省略或复制，以适合于该应用。

另外，在各种实施例中，设备1300可以不包括在图13中示出的部件中的一个或多个，该设备1300可包括接口电路，用于耦合到一个或多个部件。例如，设备1300可以不包括显示设备1306，但也可以包括显示设备1306可以被耦合的显示设备接口电路(例如，连接器和驱动器电路)。在另一组示例中，设备1300可以不包括音频输入设备1324或音频输出设备1308，但也可以包括音频输入设备1324或音频输出设备1308可耦合的音频输入或输出设备的接口电路(例如，连接器和支持电路)。

根据任何本文所公开的实施例，该设备1300可包括节点收发器120，用于当设备1300耦合到总线106时管理沿总线106的通信。设备1300可以包括处理设备1302(例如，一个或多个处理设备)，它可被包括在节点收发器120或单独于节点收发器120。如本文所用，术语“处理设备”可以指从寄存器和/或存储器处理电子的任何设备或设备的一部分，将该电子数据转换成可以存储在寄存器和/或存储器中的其他电子数据。该处理设备1302可以包括一个或多个数字信号处理器(DSP)、应用专用集成电路 (ASIC)、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、cryptoprocessors，或任何其它合适的处理设备。设备1300可以包括存储器1304，它本身可以包括一个或多个存储器设备，诸如易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM))，非易失性存储器(例如，只读存储器(ROM))，闪存，固态存储器和/或硬盘驱动器。

在一些实施例中，存储器1304可以用于存储工作副本和编程指令的永久拷贝，以使设备1300执行这里公开的任何合适的技术。在一些实施例中，用于执行上述技术的机器可访问介质(包括非临时性计算机可读存储介质)，方法，系统和设备是用于在双线总线通信本文公开的实施例的示例性实例。例如，计算机可读介质(例如，存储器1304)可以具有存储在其上，当由一个或多个处理设备执行时，包含在处理设备1302的指令，使设备1300执行任何在此所公开的技术。

在一些实施例中，设备1300可以包括另一通信芯片1312(例如，一个或多个其它通信芯片)。例如，通信芯片1312可被配置用于转移数据来往于该设备1300。术语“无线”及其派生词可以用于描述电路，设备，系统，方法，技术，通信管理无线通信频道等，它们可通过非固体介质通过使用调制的电磁辐射的传送数据。该术语不暗示关联的设备不包含任何导线，尽管在一些实施例中它们可没有。

通信芯片1312可实施任何数目的无线标准或协议，包括但不限于研究所电气和电子工程师协会(IEEE)标准，包括Wi-Fi(IEEE 802.11系列)， IEEE 802.16标准(例如，IEEE802.16-2005修订)，长期演进项目(也被称为“3GPP2”)(具有何修正，更新和/或修订(如先进的LTE项目，超移动宽带(UMB沿着LTE)项目)等等)。IEEE 802.16兼容的宽带无线接入(BWA)网络通常被称为WiMAX网络，这代表全球微波接入互操作性，它是用于通过对于在IEEE 802.16标准相一致和互通性测试产品的认证标志的缩写。一个或多个通信芯片1312可以根据通用移动电信系统全球移动通信系统(GSM)，通用分组无线业务(GPRS)，(UMTS)，高速分组接入(HSPA)，演进的HSPA(E运转-HSPA)或LTE网络操作。一个或多个通信芯片1312可以根据增强型数据GSM演进(EDGE)、GSM EDGE无线电接入网络(GERAN)、通用地面无线电接入网络(UTRAN)、或演进 UTRAN(E-UTRAN)进行操作。一个或多个通信芯片1312可以按照码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、数字增强型无绳电信(DECT)、演进数据优化(EV-DO)及其衍生物，以及被指定为3G、4G、5G等的任何其它无线协议操作。在其他实施例中，通信芯片1312可以根据其他无线协议进行操作。设备1300可以包括天线1322以促进无线通信和/或接收其它无线通信(例如AM或FM广播传输)。

在一些实施例中，通信芯片1312使用除了本文所描述的总线106的协议以外的协议管理有线通信。有线通信可以包括电，光或任何其他合适的通信协议。可由通信芯片1312被使能的有线通信协议的例子包括以太网，控制器区域网络(CAN)，I2C，媒体导向系统传输(MOST)，或任何其它合适的有线通信协议。

如上所述，通信芯片1312可以包括多个通信芯片。例如，第一通信芯片1312可专用于短距离无线通信，例如Wi-Fi或蓝牙，以及第二通信芯片1312可专用于较长距离无线通信，如GPS，EDGE，GPRS，CDMA，的 WiMAX，LTE，EV-DO，或其它。在一些实施例中，第一通信芯片1312可专用于无线通信，以及第二通信芯片1312可专用于有线通信。

该设备1300可包括电池/电源电路1314。电池/电源电路1314可以包括一个或多个能量存储设备(例如电池或电容器)和/或电路，用于将设备 1300的组件耦合到从设备1300分开的能量源(例如，AC线路电源，由汽车电池提供电压等)。例如，电池/电源电路1314可以包括上游滤波电路 132和上面参考图2所讨论的下游滤波电路131，并可以由总线106上的偏压被充电。

该设备1300可以包括显示设备1306(或者相应的接口电路，如上文所论述)。显示设备1306可以包括任何可视指示器，诸如例如抬头显示器，计算机监视器，投影仪，触摸屏显示器，液晶显示器(LCD)，发光二极管显示器，或平板显示器。

该设备1300可包括音频输出设备1308(或相应的接口电路，如上文所论述)。音频输出设备1308可包括产生可听指示器的任何设备，诸如例如扬声器，耳机，或耳塞。

设备1300可以包括音频输入设备1324(或相应的接口电路，如上文所论述)。音频输入设备1324可包括产生代表信号的声音，如麦克风，麦克风阵列，或数字仪表的任何设备(例如，具有乐器数字接口(MIDI) 输出仪器)。

该设备1300可以包括全球定位系统(GPS)设备1318(或相应的接口电路，如上文所论述)。GPS设备1318可以与基于卫星的系统通信，并且可以接收设备1300的位置，如本领域中公知的。

设备1300可以包括其他输出设备1310(或相应的接口电路，如上文所论述)。其他输出设备1310的示例可包括音频编解码器，视频编解码器，打印机，用于向其他设备提供的信息的有线或无线发送器，或附加存储设备。此外，在此讨论的任何合适外围设备108可以被包括在其他输出设备1310。

设备1300可以包括其他输入设备1320(或相应的接口电路，如上文所论述)。其它输入设备1320的示例可以包括加速计，陀螺仪，图像捕捉设备，键盘，光标控制设备，诸如鼠标，指示笔，触摸板，条码阅读器，快速响应(QR)代码阅读器，或无线电频率识别(RFID)阅读器。此外，在此所讨论的任何适当的传感器或外围设备108可以被包括在其他输入设备1320。

上述参考设备1300的任何合适在显示，输入，输出，通信或存储设备可用作系统100中的外围设备108。可替换地或附加地，参照设备1300 的任何合适的显示器、输入、输出、通信或存储设备可包括在宿主(例如，主机110)或节点(例如，主节点102或从节点104)。

抽取以支持较低的采样率和使用多个时隙以支持更高的采样率

在一些实施例中，总线106的节点可以支持单个高带宽的音频采样率 (例如，44.1kHz-48kHz)。然而，许多数字音频信号可不总是需要由总线106所支持的全音频频谱。例如，一些音频噪声消除应用可能不需要全带宽，用于在总线106发送的一些音频信号。通过抽取不需要全带宽的信号，多个信道可“包装”在单一的音频流内，并且独立于沿总线104的不同从节点106分布。例如，抽取的音频流可以包括多通道噪声消除流，多通道主动声音频或其他较低带宽流。例如，采样率大于40千赫下可足以传输人类语音，低质量的音频和调频广播。

在同步数字音频网络(例如，总线106)中，提供多个音频流的常规办法通常需要所有的数据流提供在由最高的音频带宽信道的需求选择的采样速率。所有其他信道可被迫保持相同的高采样音频率，并且如果该高采样音频率是没有必要的，因此数字吞吐量可被浪费。鉴于整体数字总线可被限制，这种常规冗余可以降低传送的可能信道数。

如果音频被代替抽取，通过在主节点102复用流，并选择性地在从节点104收听或接收一个或多个信道，总线106可以允许多个音频信道在单个音频时隙内传送。

如果数字音频信号需要比总线106的超帧速率更高的采样速率，它也可以通过在多个信道发送音频信号(例如，在单个超帧190中的多个数据插槽)使用总线106以支持更高的采样率。例如，从节点104可使用多个数据时隙，以比超帧速率更高的采样速率进行传送(例如，两个数据时隙以加倍超帧速率，四个数据时隙以四倍超帧速率等)。对于例如更高质量的音频(例如，专业音频)和DVD音频，可期望采样率超过48kHz的频率。

为了在从节点104支持两倍和四倍取样率，主节点102可以使用TDM 数据信道的两和四倍量，其采样频率接口到主机110。为了增加样本率，可以使用多个全信道和/或信道的部分。

在一些实施例中，单一的外围设备108(与从节点104相关联)的数据可占据多个下游数据时隙198。该数据可以例如是，音频数据。在一些实施例中，单一的外围设备108(与从节点104相关联)的数据可以占用多个上游数据时隙199。例如，根据此处所描述的总线协议的各种实施例，图14示出沿双线总线106交换信息的示例。如图中的“MASTER TRANSMIT”行，下游数据时隙可以由发往到与从节点1相关联的扬声器的扬声器数据占用，和两个下游数据时隙(SD2(1)和SD2(2))可以由去往与从节点 2相关联的扬声器的扬声器数据占用。因此，与从节点2相关联的扬声器可以在与从节点1相关联的扬声器的两倍速率接收数据。多个数据时隙的类似使用可发生在上游数据时隙199。

在一些实施例中，第1超帧190的上游数据槽199的特定数据可以包括第一外围设备的数据，而在第二超帧190的上游数据时隙199的特定数据时隙190可包括从不同的第二外围设备的数据。例如，如图14的“MASTER RECEIVE”的第一同步响应帧之后，第一上游数据时隙可由与从节点1关联的麦克风的麦克风数据占用，而第二上游数据时隙可由与从节点0(MD0A)相关联的麦克风A的麦克风数据占据。如图14的“MASTER RECEIVE”中的第二同步响应帧之后显示，第一上游数据时隙可再次由与从节点1关联的麦克风的麦克风数据占用，但第二上游数据时隙可由与从节点0(MD0B)相关联的麦克风B的麦克风数据占据。因此，与从节点1相关联的麦克风可以在与从节点104关联的麦克风的两倍的速度提供数据。类似使用多个数据时隙可发生在下游数据时隙198。虽然图14示出其中和相同从节点关联的多个外围设备共享特定的上游数据时隙，在一些实施例中，与不同的从节点相关联的多个外围设备可以共享特定的上游数据时隙。

如上所述，经由I2S/TDM总线耦合外围设备108(例如，使用该节点收发器120的I2S/TDM/PDM收发器127)的从节点104可与外围设备108 进行通信，在低于超帧速率的速率。从节点104的设置可确定：从外围通信相对于超帧速率(例如，二分之一，四分之一等)降低的因子，和耦合到从节点104的多个外围设备108(或单一外围设备108的多个信道)可以共享从节点104和主节点102之间的通信时隙，通过时分多路复用(例如，两个外围设备108可以交替将数据放置在主节点102和从节点104之间的给定通信时隙)。在一些实施例中，当数据速率降低时，当“降低的数据速率”外围设备108需要较长的时间以传送数据回从节点104，从节点104可以以超帧的整数倍事先于其中数据应该被发送到主节点102(与存储在从节点104的整数)将SYNC信号发送到所述外围设备108。

在一些实施例中，节点收发器120的I2S/TDM/PDM收发器127可以在相对于超帧速率降低的速率运行。例如，在48千赫的超帧速率容许降低费率可以包括24千赫，12千赫，6千赫，4千赫，3千赫，2.4千赫，2 千赫，1.71千赫和1.5千赫。节点收发器127可以发送由I2S/TDM/PDM 收发器127的上游或下游接收到的数据。不同从节点104的I2S/TDM/ PDM收发器127可以以不同的速率运行。在一些实施例中，主节点102的 I2S/TDM/PDM收发器127可以在系统100的最高数据速率运行。

在一些实施例中，总线106上的数据时隙可以被配置在完整的连续音频速率(例如，48千赫)运行或将在降低的速率通过对于不包含数据超帧 190的跳过数据时隙运行(例如，当只有“降低的采样率”麦克风节点，作为系统100的外围设备108)。这种方法可以通过降低总线106上的活动水平，而不增加总线106上的信道带宽而节省电力。

在一些实施例中，总线106上的数据时隙可以被配置在完整的连续音频速率来运行或在降低的速率通过时间分割对于特定从节点104的总线数据时隙为多个I2S/TDM信道(不跳过用于超帧190的数据时隙)运行。当多个不同类型的外围设备108耦合到沿着总线节点106的从节点104时 (例如，多轴加速度耦合到从节点104，麦克风或放大器节点耦合到另一从节点104等)，这种方法可是有利的。这种方法可增加总线106上的信道带宽，并节省一些电力。

总线106上的节点可以包括一个或多个寄存器(例如，在存储器1304)，用于存储有关减小的速率操作的配置信息。例如，I2SRRATE寄存器可限定字段，RRDIV，其可以用来划分所述超帧速率下降到降低I2S速率。例如，如以上所讨论的，在一些实施例中，使用48千赫的超帧速率，RRDIV可以为24千赫，12千赫，6千赫，4千赫，3千赫，2.4千赫，2千赫，1.71千赫或1.5千赫的速率降低设置。该I2SRRATE寄存器还可以包括控制位， RBUS，其可以用于将总线106在一些实施例上使能降低的速率的数据时隙，所述I2SRRATE寄存器可以被定义为仅主，自动广播，以确保该值在总线的所有节点中是相同的，而在其它实施例中，这不是必须的情况。

I2SRATE寄存器可以包括字段(例如，3位字段)，用于选择从节点I2S /TDM率作为超帧速率的整数倍或是超帧速率的部分。该I2SRATE寄存器进一步包括reduce位，用于通过I2S/TDM数据进行压缩或重复以满足超率而以增加速率的从节点104来控制RX数据的处理。SHARE字段可以允许总线106上数据插槽共享的实现。

I2SRRCTL寄存器可以提供用于允许节点的处理设备1302跟踪包含新缩减率采样的全速率帧。当新的样本被设置并以其他方式清除时，在 I2SRRCTL寄存器设置ENVLSB位可导致每个数据信道的至少显著位(LSB) 正在发送。在I2SRRCTL寄存器设置ENXBIT位可导致该数据字的LSB的每一数据信道之后的额外位被利用。当新的样本正在发送和否则清除时，这个额外的位可以设置。在一些实施例中，数据字长度可以小于通道宽度(例如，在32位的I2S信道中的24位数据字)，并该额外的位可以指示新样品(同时，在通道中的剩余位可仍表示错误的数据)。在I2SRRCTL寄存器中设置ENSTRB位可配置ADR1引脚作为指示降低率数据被更新的框架。对于“全速率”节点，在I2SRRCTL寄存器中设置ENCHAN位可将节点配置为产生额外的I2S/TDM数据通道，以指示降低率数据被更新的框架。

I2SRRSOFFS寄存器可以提供用于超帧增量移动降低速率从节点104中 SYNC边缘的字段。所述I2SRRSOFFS寄存器的RRSOFFSET字段可以存储值，用于在时间较早于多个超帧移动减小速率的从节点104的SYNC边缘。当 I2S/TDM接收数据需要超过一个超帧190的访问时间时，该寄存器可用于最小化跨越总线106转移的缩减速率数据的等待时间。在一些实施例中，在降低速率的从节点104中，在数据应被发送给主机110或其它处理器之前，有效SYNC边缘可发生两个超帧190。设置RRSOFFSET为N可导致同步边沿较早出现N个超帧。不管RRSOFFSET，接收数据仍然可以在总线106 上在相同的超帧190中发送。

发送辅助电源和电池电源

如以上所讨论的，从节点104可以在本地通过他们自己的电源供电和 /或可以从总线106中提取功率。在一些实施例中，从节点104可以提取辅助输出功率，用于供电和从节点104相关联的放大器(作为外围设备108)，以由放大器向功率扬声器创建提供足够的音量(可能组合连接到相同或不同从节点104的其它放大器)。所述放大器可以是“智能”(例如，具有它自己的数字信号处理能力)或不职能(例如，没有数字信号处理)。

在其中从节点104的主本地电源发生故障的紧急情况中，经由总线106 发送辅助电源可以是特别有利的；在车辆中，例如，警告消息和其他警报仍然可以在音频系统发送。从总线106中提取辅助电源也可以消除和连接以及布线本地电源到从节点104(例如，与有源扬声器相关联)的相关成本。

此外，在其中总线106向从节点104提供电流的实施例中，总线106 可支持本地蓄电(例如，充电一个或多个电池，电容器，超级电容器)，从而减少或消除了对额外的本地或幻像电源供电的需求，与供电与从节点 104(例如，音频放大器)相关的外围设备108。在一些实施例中，来自总线106的有限功率可用于馈送具有本地能量存储设备106的从节点，能量存储设备在高峰电力需求时间提供了必要的能量，而在低电力需求时充电。当施加到具有高波峰因数的音频信号时，这可是特别有利的。在一些实施例中，局部电池也可用于本地供电从节点104(例如，以减少本地电源的导线直径)。

图15是其中从节点104被耦合到能量存储设备1502和外围设备108 (例如，扬声器)的结构1500的框图。在一些实施例中，从节点104可以从总线106中提取功率(例如，如以上参考图1和2讨论的)，并且可以至少部分使用该功率，以在能量存储设备1502储存能量。能量存储设备1502可以包括任何合适的能量存储设备，例如电容器或电池。特别是，从节点104的节点收发器120(未示出)可以包括电源电路1314以经过总线106接收电压偏置，并从偏压到能量存储设备1502提供能量。从节点 104可以选择性地使用能量存储设备1502以驱动扬声器108。在一些实施例中，从节点104可以选择性地使用能量储存设备1502，以驱动电源到总线106，以提供功率到其他从节点104。能量存储设备1502可连接到放大器、收发信机和/或其他组件或外围设备108(例如，数字信号处理器，模数转换器，数模转换器，电池管理电路，等等)。

同时具有扬声器和麦克风作为外围设备的节点

在一些实施例中，从节点104可以与扬声器(使用多数上游通信)相关联作为外围设备108(主要使用下游通信)，麦克风作为外围设备108，或扬声器和麦克风的组合(使用上游和下游通信，由总线106支持)。从节点104的扬声器和麦克风的数量可以根据应用而变化，并且可以是任何合适的组合。与扬声器和麦克风作为外围设备相关联的从节点104的例子在本文中讨论。在一些这样的实施例中，从节点104的节点收发器120的外围设备通信电路(诸如I2S/TDM/PDM收发器127、I2C收发器129，或者具有中断请求能力的一个或多个GPIO引脚)可与至少一个扬声器和至少一个麦克风通信。主机110可以(经由主节点102)推送数据到总线106，以与这些设备进行通信(通过主节点102)和/或从这些设备从总线106接收数据。

碰撞感知

在其中系统100被包含在车辆中的一些实施例中，总线106可提供数字网络，辅助理解碰撞期间发生事故的车辆完整性和水平。麦克风和/或其他传感器(包含在外围设备108中)可用于检测相关联的从节点104附近的环境状况，和所感测的信息可以上游或下游发送到希望收集有关车辆的安全性和完整性的信息的应用。其他传感的实例可以包括超声波传感器，视觉传感器，或机电传感器(例如，加速度计和陀螺仪)，等等。

会议系统

在一些实施例中，系统100可以分发通过与从节点104相关联的麦克风采样(或多个从节点106)的音频到与另一从节点104(或多个其他从节点104)相关联的扬声器。例如，总线106可以分发获取车辆周围的本地麦克风信息(例如，汽车，轿车，客车，小型货车，飞机等)，以便乘客和司机之间，驾驶员后座或任何一对位置之间提供音频通信。系统100 的一些实施例可以广播与任何一个从节点104相关联的麦克风采样的音频，到由总线106提供的音频网络中的任何其它从节点104。总线106还可以发送任何合适的两个点之间的任何其他数据(例如，消息，数据文件，内容流，等等)。

在一些实施例中，从节点104可以包括外围设备的通信电路(诸如， I2S/TDM/PDM收发器127，节点收发器120，或具有中断请求能力的一个或多个GPIO引脚的I2C收发器129)与麦克风和会议用户界面元件(例如，作为外围设备108)进行通信。当用户希望提供麦克风的音频到耦合到总线106的另一设备时，用户可致动会议用户接口元件。会议用户接口元件可例如是按钮、手势识别设备、麦克风(例如，耦合到处理设备，可以执行语音识别任务，以识别开始和结束会议的命令)，或触摸屏显示器的指定部分。一旦由用户致动会议用户界面元件的，从节点104可总线104 上游和/或下游提供麦克风的数据，用于由一个或多个其它设备接收和/或播放(例如，节点或主机110)。在一些实施例中，主机110可接收麦克风数据，并且可以将其总线106上路由到另一从节点104，用于播放。响应于该会议的用户界面元件的致动，从节点104还可以提供路由数据，以指示麦克风数据的来源和/或麦克风数据的所期望目的地。

例如，图16描绘主机110，主节点102和两个从节点104和其相关的外围设备108的配置1600，以及可以由配置1600的主机110执行的方法 1602的流程图，以选择性地路由在配置1600周围的音频。在配置1600中，从节点0可以与单个扬声器相关联，而从节点1可以具有扬声器，麦克风，和充当上面所讨论的会议用户接口元件的按钮相关联。该方法1602可表示“主机为中心”的方式，以在配置1600中进行数据的路由。

在1604，主机110可以向从节点0提供音乐0。音乐0代表操作过程中被路由到从节点0的任何所需的数据流。在一些实施例中，音乐0可以是视频数据，话音数据，或任何其它合适的数据。使用任何本文所公开的总线协议，主机110可在1604通过总线106经由主节点102提供的音乐0 至从节点0。

在1606，主机110可以提供音乐1至从节点1。音乐1代表“目标”操作过程中路由到从节点的任何所需的数据流。在一些实施例中，音乐1 可以是视频数据，话音数据，或任何其它合适的数据。使用任何本文所公开的总线协议，主机110可在1606通过总线106经由主节点102提供音乐1至从节点1。

在1608，主机110可以由从节点1接收按键数据。按键数据可以指示该按钮的状态(例如，是否该按钮已被用户按压)。使用任何本文所公开的总线协议，主机110可以从从节点1 1608通过总线106经由主节点102 接收按键数据。

在1610，主机110可以从从节点接收麦克风数据1。麦克风数据可以是由与从节点1(作为外围设备108)相关联的麦克风捕获的音频数据。使用任何本文所公开的总线协议，在1610，主机110可以接收来自从节点 1通过主节点102总线106的麦克风数据。

在1612，在主机110可以确定1608接收到的按键数据是否指示按钮已被用户按下。如果在1612，主机110确定按钮未被按压，主机110可返回到1604和继续提供音乐0至从节点0。

如果在1612主机110确定，该按钮已被按压，主机110可进行到1614，并从从节点1至从节点0提供传声器数据。主机110可以提供麦克风数据到从节点1，而不是音乐1，中断麦克风数据的音乐1。从节点1可以提供麦克风数据到其相关的扬声器，从而向与从节点0相关联的扬声器提供与从节点1关联的麦克风收集的音频。主机110可以在1614，使用任何本文所公开的总线协议通过总线106通过主节点102向从节点1提供麦克风数据。

在1616，在主机110可以停止提供音乐1至从节点1(安静与从节点 1关联的扬声器，同时与从节点1相关联的麦克风将它的数据在总线上传送到其他设备)，然后可返回到1612，以确定是否该按钮仍在推动。在一些实施例中，在1616，主机110可以降低音乐1的量，代替停止其提供。在一些实施例中，在1616，主机110可以忽略而不是停止其提供音乐1的量。

图17是根据各种实施例，在选择性路由配置1500周围的音频期间，可以由图16的设备1600从节点0执行的方法1700的流程图。该方法1700 可表示“从节点为中心”的方式，在配置1600中进行数据的路由。

在1702，从节点0可以从主机110接收音乐0，如上参考1604讨论，音乐0是代表被路由“标称”操作期间，从节点0的任何期望的数据流。在一些实施例中，音乐0可以是视频数据，话音数据，或任何其它合适的数据。在1702，经由使用任何本文所公开的总线协议，主机110可以在通过主节点102的总线106上提供音乐0至从节点0。

在1704，从节点0可提供音乐0到与从节点0(作为外围设备108) 相关联的扬声器。在响应中，扬声器可输出音乐0为可听信号。

在1706，从节点0可以从从节点1接收按键数据。按键数据可以指示与从节点1相关联的按钮的状态(例如，是否该按钮已被用户按压)。在一些实施例中，从节点0可以直接从从节点1通过总线106接收按键数据 (例如，而没有首先必去到主节点102的数据)。在一些实施例中，从节点0可以经由主节点102和/或经由主机110接收来自从节点1中的按钮的数据。一般情况下，使用在此公开的任何总线协议，从节点0可在1706 接收来自从节点1的按钮数据。

在1708，从节点0可以从从节点接收麦克风数据1。麦克风数据可以是由与从节点1(作为外围设备108)相关联的麦克风捕获的音频数据。在一些实施例中，从节点0可直接从通过总线106的从节点1接收麦克风数据(例如，而没有首先去到主节点102的数据)。在一些实施例中，从节点0可经由主节点102和/或主机110从从节点0接收传声器数据。一般情况下，可在1708，使用本文所公开的任何总线协议，从节点1接收来自从节点1的传声器数据。

在1710，从节点0可以确定在1706接收到的按键数据是否指示按钮已被用户按下。如果从节点0在1710确定该按钮没有被按压，从节点0 可返回到1702，并继续从主机110接收音乐0。

如果从节点0确定在1710，该按钮已被按下，从节点0可进行到1712，并提供麦克风数据到与从节点0相关联的扬声器。从节点0可以提供麦克风数据到扬声器，而不是音乐0，中断麦克风数据的音乐0。然后从节点0 可返回到1710，以确定是否该按钮仍在推动。

语音呼叫路由

在一些实施例中，系统100可以提供用于从单个接收机路由呼入和呼出语音的数字音频网络(例如，车辆内不同位置周围的路由调用)。凭借低延迟和上游信道，高品质的语音通话可在整个车辆以许多有趣的方式进行路由。

在一些实施例中，从节点104可以包括耦合作为外围设备108的无线收发器的外围设备通信电路(如I2S/TDM/PDM收发器127，节点收发器 120的I2C收发129，或具有中断请求能力的一个或多个GPIO引脚)。无线收发信机可接收语音呼叫，和从节点104可以放置表示语音呼叫的数据在总线106(例如，上游或下游)上。

例如，图18描绘其中无线收发器被包含在与从节点1相关联的外围设备108中的系统100的实施例。根据任何本文所公开的总线协议，从节点1可以从无线收发器接收语音呼叫的数据，并且可以将其提供给系统100 中的其它设备(上游和/或下游)。根据任何本文所公开的总线协议，从节点1还可以从系统100中的任何其他设备接收数据，并将其提供给无线收发信机，用于包含在传出语音传输中。

在另一个例子中，图19描绘其中无线收发信机1902耦合到主机110 (例如，使用任何合适的通信协议)的系统100的实施例。根据任何本文公开的总线协议，主机110可以从无线收发信机1902接收数据，并将其在系统100提供到其他设备。根据任何本文所公开的总线协议，主机110 也可以在系统100接收来自任何其他设备的数据，并将其提供给列入所述无线收发器1902出射的语音传输。

通信接收器和发送

如上面参照从语音呼叫无线收发信机所讨论的，替代或另外于提供扬声器和麦克风作为连接到总线106的从节点104的外围设备108，从节点 104也可以关联于(作为外围设备108)一个或多个通信的收发器。这种收发信机的实例可包括蓝牙模块、近场收发信机、无线互联网收发器、以太网收发信机、以太网音视频桥接(EAVB)收发器，用于在物联网发送数据的收发器(IOT)的应用等。系统100可有效地提供扩展总线106，以不仅提供下游和上游的音频通信，而且流式通信的物理层通信链路。音频视频和任何合适的信息可使用总线同步(数据使用音频I2S/TDM，I2C，IRQ 等同时发送，如上面参照I2S/TDM/PDM收发127器和I2C收发器129讨论)发送。这个功能可对于递送和接收时间编码媒体，或其中不同的数据流之间的定时是重要的应用特别有利的。如上所述，参照图18和19所述的实施例也可以适用于任何合适的通信接收机和发送机。

例如，在一些实施例中，与从节点104相关联的蓝牙模块可以与移动设备通信，以通过蓝牙向总线106传输信号(例如，从节点104或主节点 102)，使得该信号可以在系统100被传递到其它设备(例如，音频信号可以通过与连接到总线106的从节点104相关联的扬声器回放)。更一般地，本文公开的总线协议可以被用作网桥，以其它通信系统和/或桥接的多个通信系统。

内容路由

在一些实施例中，系统100可以提供数字音频网络，允许音频内容本地发送到任何一个或多个从节点104。例如，系统100可以被配置为选择性地将音频路由到数字音频网络的不同部分(例如，后声道，前声道，在车辆的特定座椅等的扬声器)。此功能的例子与上面参照图16和17进行了讨论。除了音频，这种选择性路由可以被应用到任何其他适当类型的流传输内容。

在一些实施例中，由系统100使节点间通信可用于从外围设备108中包括的许多麦克风收集音频信号，以在由系统100实现的数字分布式音频网络内避免双重谈话和/或回声。特别地，不同的从总线106上的节点104 可知道在总线106上被发送的音频信号，并且可以通过调节其音频输出以响应补偿。如上参考图16和17表示。关于如何适当地补偿多个音频源，控制决定可以以分布式方式进行(例如，通过在一个或多个从节点104中包括的处理设备1302)或在集中的方式(例如，通过在主节点102或主机 110中包括的处理设备1302)。

聚束

在一些实施例中，系统100在总线106上向多个从节点104递送和收集同步音频内容的能力可以支持波束成形应用。该应用可以包括和检测，其中扬声器被放置/或成形的光束，以确保输出音频被聚焦在特定区域(但在区域之外减少或没有可听度)。音频应用的任何合适的聚焦发送或接收也可以利用系统100。

麦克风连通性

在一些实施例中，系统100可用于提供麦克风数字互连，它与现有的模拟麦克风、连接器和前置放大器兼容和使用标准屏蔽三导体麦克风电缆操作。

已经进行了以前尝试以引入专业音频和扩声数字麦克风。在这些尝试中，音频信号直接在封装中从模拟转换成数字，然后进行数字发送。这种方法需要定制麦克风、特殊数字布线和数字接收器，并且因此一直没有与专业音频生态系统的其余部分相容。

通过将标准话筒XLR公连接器中包含的ADC(或其它外壳连接到麦克风)连接到使用节点收发器120的总线106，系统100可用于提供数字互连系统。ADC可以直接耦合到任何现有的模拟动态，驻极体，或冷凝器式麦克风的输出，并且可以通过标准的麦克风偏压48伏供电“幻象电源”。该ADC可以将模拟麦克风信号转换成数字信号，并将该数字信号经由总线106(经由节点收发器120)使用标准麦克风布线进行传输。在多个实施例中，高频信号通过总线106可与一组公共导体的较低频率模拟麦克风信号进行组合通信的特性，而不互相干扰，使得根据需要两者可在同一电缆被发送和容易地分离。由于总线106的双线连接形成，链路可以通过标准麦克风电缆提供，并且由于通过总线106通信以比标准音频高得多的频率典型地进行，在总线106的通信可结合上麦克风电缆与向后/向前兼容现有的模拟麦克风信号。

在麦克风的接收端，可以使用许多不同的互连安排。在一些实施例中，互连可以包括节点收发器120和数字输出，其可以被转换为标准的S/ PDIF，AES/EBU，AES42，或用于连接到音频接收设备的另一个数字格式(例如，混合器或音频输入设备)。在一些实施例中，互连可以包括节点收发信机和DAC，并可发送模拟信号到标准麦克风输入。这种方法的优点可以包括使用低噪声数字互连而不是模拟互连。在一些实施例中，互连可连接到模拟麦克风输入，其中经由节点收发器120发送的信号在音频频带之外，因此与模拟设备向后兼容。在一些实施例中，互连可以包括用于数字输出和模拟信号的双接收机连接，提供用户对于不同的应用在数字信号和模拟信号之间进行选择的选项(例如，对于二次前置放大器的模拟信号和转化率)。

在一些实施例中，节点收发器120和DAC可以直接内置到XLR接头或使用48伏的互连盒供电的“幻象电源”。整个安排可包括标准的话筒线，麦克风连接器里面具有节点收发器120和转换器，。

这些实施例可以被应用到多个麦克风设置和用于创建“数字蛇”。在这样的实施例中，多个麦克风信号(模拟或数字)可以被组合，并经由总线106通过标准麦克风电缆传输，而无需任何大型多导体或专用数字电缆。在接收端，节点收发器120可以如上所述用于互连标准音频硬件分隔每个音频输入频道。

图20-23描绘根据各种实施例，麦克风2002、麦克风电缆2010以及可被包括在系统100中的音频接收设备2020的示例配置。在每个这些安排，麦克风2002具有电缆连接器2004。麦克风电缆2010具有第一连接器 2006耦合到电缆连接器2004和第二连接器2012耦合到音频接收设备 2020。一个或多个导体耦合第一连接器2006和第二连接器2012以传输其间的数据。一个或多个导体可以例如是标准麦克风电缆。音频接收设备 2020可以有电缆连接器2018，以耦合到麦克风电缆2010的第二连接器 2012。在一些实施例中，电缆连接器2004、第一连接器2006、第二连接器2012以及电缆连接器2018可以是XLR连接，或者可具有任何其它合适的几何形状。

图20描绘配置2000，其中ADC 2008配置在或接近2006第一连接器和生成提供给设置在或靠近第二连接器2012的节点收发器120的模拟麦克风信号的数字输出。节点收发器120可以包括四根电线，提供上游信号用于在上游一对四线传输，和/或下游信号用于下游一对四线发送信号。模数转换器2008的数字输出可以并行地提供给所述节点的收发器120的输出的(例如，在其自己的电线或导线)。音频接收设备2020的电缆连接器2018可以接收四条线，通信节点收发器120的输出和路由那些四线到的信号总线106，并且可以接收导线连通ADC2008的数字输出和路由数字输出到任何适当的数字音频输入。

图21描绘配置2100，其中ADC 2008被设置在或接近2006第一连接器，并从模拟麦克风信号产生数字输出。该数字输出提供给设置在或靠近第二连接器2012的节点收发器120。如以上参考图20讨论，节点收发器 120的输出可以包括四根电线，提供上游信号用于在一对四线上游发送，和/或下游信号用于一对四线传输下游信号。ADC 2008的数字输出可以并行地提供给被配置在或靠近第二连接器2012的DAC 2016。DAC 2016的模拟输出可以并行地提供给所述节点收发器120的输出(例如在其自己的电线或导线)。音频接收设备2020的电缆连接器2018可以接收四条线，通信节点收发器120的输出，和路由那些四线到总线106的信号，并且可以接收通信DAC2016的模拟输出，并路由模拟输出到任何合适的模拟音频输入。

图22描绘配置2200，其中ADC 2008被设置在或接近2006第一连接器2006，和生成提供给设置在或靠近第二连接器2006的节点收发器120 的模拟麦克风信号的数字输出。节点收发器120可以包括四根电线，提供上游信号用于在上游一对四线传输，和/或下游信号用于下游一对四线发送信号。麦克风2002的模拟输出可以与节点收发器120的输出被组合(例如，在至少四条线的共同组中)。音频接收设备2020的电缆连接器2018 可以接收四条线，通信和麦克风2002的模拟输出组合的节点收发器120 的节点，和路由那些四线到总线106和任何适当的模拟音频输入。如上所讨论的，因为经过总线106通信的信号一般不与模拟音频信号的频率重叠，信号可以在同一组导体被发送和所需的信号中提取(例如，通过过滤或通过最终接收设备识别在其它频带中的信号)。

图23描绘配置2300，其中ADC 2008设置在或接近第一连接器2006，并从模拟麦克风信号产生数字输出。该数字输出提供给设置在或靠近第二连接器2012的节点收发器120。如以上参考图20讨论，节点收发器120 的输出可以包括四根电线，提供上游信号，用于在上游一对四线上传输，和/或下游信号，用于在下游一对四线传输。ADC 2008的数字输出可以并行地提供给第二连接器2012中的节点收发器120的输出(例如，在其自己的电线或电线)，并且麦克风2002的模拟麦克风信号可在第二连接器 2012平行设置两者(例如，在其自己的电线或电线)。声频接收设备2020 的电缆连接器2018可以接收四条线，通信节点收发器120的输出，和路由那些四线的信号到总线106，接收通信模拟麦克风信号，和路由模拟信号到任何合适的模拟音频输入，并接收通信ADC 2008的数字输出，以及路由数字信号到任何合适的数字音频输入。

虽然图20-23示出在麦克风电缆2010内各种位置的各种组件，这些安排仅仅是示例性的，并且组件可以被重新定位为合适的。例如，在一些实施例中，一些或全部组件(例如，ADC 2008、节点收发器120和/或在DAC 2016)可以位于在电缆连接器2004或电缆连接器2018。如以上所讨论的，在一些实施例中，模拟麦克风信号可以和由节点收发器120产生的总线106 上业务共享导体，和/或由ADC 2008中产生的模拟麦克风信号的数字表示。

射频接收器，总线上的节点

如上面参照语音呼叫的无线收发器所讨论地，替代或另外于提供扬声器和麦克风作为连接到总线106的从节点104的外围设备108，从节点104 也可以关联于(如外围设备108)一个或多个无线电接收机如FM(调频) 接收机，调幅(幅度调制)接收器，卫星广播接收机，电视/媒体接收器，或其他过度的空气信号接收机。在传统的车辆设置中，接收器具有安装到屋顶，后窗，后扰流板，或具有长导线的车辆的另一部分，连接天线回车辆的前部的头无线电单元。这种常规方法可承受由于长期导线的电磁干扰，这可需要其他的车载电子设备必须仔细设计和控制，以便不与长导线携带的信号频率干扰。

为了减轻这些问题，并提高设计的灵活性和性能，在系统100的一些实施例中，节点收发器120(例如，包括在从节点104)可以包括外围设备通信电路，通信耦合到天线屋顶或车辆的其它部分，外围设备通信电路可以经由有线连接与天线通信。节点收发器120可以位于靠近天线，并通过天线接收的数据可传送到头单元(例如，主节点102或主机110包括在头单元)通过总线106，而不是耦合天线到头部单元的单一长导体。通过在不容易受到来自其他的车载电子干扰的频带数字传送所接收的数据，这可以减少或消除电磁干扰的问题。

图24示出根据各种实施例的配置2400，其中从节点104邻近耦合到车辆的车顶的天线2404。天线2404(和任何相关联的无线电接收器电路) 可以是从节点104的外围设备108，并且可以经由任何适合的外围设备的通信电路提供接收到的无线电数据到从节点104。从节点104可以经由总线106向主节点102提供在车辆的头部部2402所接收的无线电数据(例如，在原始或经处理的形式)。

与该天线通信的外围设备通信电路(例如，I2S/TDM/PDM收发127 中，I2C收发129，和/或具有节点收发器120的中断请求能力的GPIO引脚) 可以对与现有的I2S和/或I2C接口交互，用于与所述天线相连的无线电接收机，并且因此节点收发器120可容易地与无线电接收器接口。在一些实施例中，在通过总线106处理发送所接收的无线电信号之前，节点收发器 120还可以提供采样率转换器(例如，内置)，以处理所接收的无线电信号(通常是固定在合适的载波频率)(例如，在对应于超帧速率的音频取样频率)。从无线接收器接收的数据随后可以上游或下游发送到总线106 上的从节点104(例如，扬声器或其他递送给用户)。

运输压缩视频

如上所讨论的，除了或代替在总线106发送的音频，视频可以通过总线106传送。在一些实施例中，具有适当的数据速率的压缩视频(或低质量的视频，如后视摄像机或后座视频监视器)也可以通过总线106发送。例如，从摄像机的压缩视频可以被发送，或视频显示的压缩视频可以被发送。

用户界面控件

麦克风和任何适合的传感器可以包括在系统106中作为外围设备108，以提供用户界面或改进音频应用。在车辆中设置麦克风和/或传感器应用可包括免提用户界面(例如，语音控制/命令)，远程信息处理，驱动程序监视，紧急/路边援助和手势识别应用。例如，麦克风可以被嵌入在安全带，或者车辆内任何适当的位置。总线106可以用于发送由麦克风和任何合适的传感器收集的声音数据而提供高效率的通信信道。在一些实施例中，任何合适的I2C设备(诸如，手势识别传感器，按钮，存储器设备，显示器等)也可被包括在系统100中(例如，因为外围设备108可以与被包括在在I2C收发器129的节点收发器120通信)。

背板连接

在一些实施例中，具有低延迟，系统100可以用于互连不同的子系统 (例如，包括在不同的控制基板或在同一电路板上)。具体地，系统100 可用于菊花链多个板，以创建更大的系统。该系统100还可以互连板与在同一总线106上的更小设备。会议室、娱乐系统、对讲系统、智能家庭、监控系统以及应急系统(除其他外)可以利用总线106互连的子系统。

在一些实施例中，系统100可用于互连视听设备，用于表演舞台，录音室，或任何其它合适的娱乐设置。相对于传统的粗电缆技术，互联视听设备所需要的布线可以有利地减少，通过双线总线106的视听设备，包括音箱，调音台，乐器，时间编码设备，照明设备，放大器，视频显示，烟火，以及任何其他合适的设备。例如，图25示出配置2500，其中多种类型的视听设备包括节点收发器120，从而作为从节点104，并且可以沿着总线通信106。具体地说，主查阅2502可以包括主机110和主节点102，和节点收发器120可以被包括在或耦合到调音台2504、乐器2506、照明设备2508、放大器2510、扬声器2512和烟火控制台2514。每个件设备可以充当外围设备108，并且可以使用任何合适的外围设备通信电路及其相关联的节点的收发器120通信(例如，I2S/TDM/PDM收发器127中，I2C 收发器129，和/或具有中断请求能力的一个或多个GPIO引脚)。根据任何本文所公开的总线协议，这些设备的数据可以由节点收发器120沿着总线106被提供给其他设备。

系统100可用于在任何合适的设置来互连设备。例如，系统100可以用于互连具有上面参考图25所讨论的方式的许多传感器和子系统(例如，用于患者监视应用程序)的医疗设备。相对于传统的方法，使用双线总线 106的可以减少连接这些传感器和系统的接线。

振动测量

在一些实施例中，当材料经历压力测试或使用期间，系统100可用于互连话筒和配置以监测材料的许多部分，如碳纤维材料的其他传感器。该材料可例如包括材料的片材、对象、铁轨、桥梁、车辆或建筑物。根据任何本文所公开的总线协议，这些麦克风和其他传感器和/或对材料或物体的结构检测产生刺激的设备也可以有效地使用该系统100内的总线106连接。

控制系统

在一些实施例中，如以上所讨论的，系统100可以提供低延迟菊花链式通信架构。因为在系统100中的数据传输的低等待时间和同步性，系统 100可以提供用于控制系统的有效通信信道，尤其是可以从降低布线和/或控制系统中受益的控制系统，其可以在由总线106传递的功率操作。控制系统可有利地使用该系统100以在总线106上节点之间进行通信命令，或与总线106上的节点的状态相关联的数据，以实现控制功能。

当系统100实现在用于容错要求的系统中时，从节点104可以环形结构在总线上连接，其中任一从节点104可以置备作为最后的从节点104。环结构的实例是上面参考图12所讨论。如果在环形总线链路故障时，环结构可提供用于维持节点间连接的容错配置。总线106还可以利用用于发现合适的最后从节点104中的环，以从故障中复原在此所讨论的节点发现机制。

在低延迟通信链路分布式处理

系统100可用于在不同从节点104之间发布处理操作。如以上所讨论的，这可在控制系统有利，其中希望在节点执行本地处理，同时仍具有低延迟的互连节点的通信链路。例如，安全性/安全功能可以在多个从节点 104之间被分布。从节点104可以实现机制，以防止与该从节点104相关联的一个或多个外围设备108(例如，设备监视和控制机器人肢体)从用力过猛或过早反应本地检测到问题。系统100可以实现分布式的本地处理，其可以减轻或避免了需要立即从节点104发送从属信息向集中处理器(其具有到破坏系统的电势)。

在一些实施例中，系统100的广播功能可以由从节点104用于收听其它传感器/伺服/执行器(充当其他从节点104的外围设备108)，并不依赖于中央处理器相应反应(例如，在主机110)。

利用由系统100启用的分布式处理，假肢和其他机器人应用可以与相当于肌肉存储器处理，其中，所述从节点104可独立地处理和反应及其环境和自己的状态，而不干扰主节点102和/或主机110。

假肢

在系统100的各种实施例可以有利地应用于经常在人工/机器人肢体发现的控制系统，以及一般的机器人。传感器和执行器，以及使用机器人系统的传感器和执行器，可作为在总线106上从节点104的外围设备108。在一些实施例中，这些传感器和致动器也可以通过总线106供电，如以上所讨论。有利的是，布线可以减小到菊花链双线系统，而不是大捆电线，因而在机器人的形状提供优点。

一个示例是机器人的腿，其中，膝关节需要来自一个或多个脚传感器的信息，和脚关节需要一个或多个膝传感器的信息。通常，集中的处理器将使用大量的电线被连接到传感器和致动器。利用系统100，导线的数量可以从这个传统的方法减少，因而根据任何本文公开的总线协议技术，当信息经由总线106全球分布时实现更快的本地化处理。

例如，图26示出具有膝关节2602，踝关节2604和足关节2606图的机器人肢体2600。图26也示出了系统100的配置2608，可用于使能所述机器人肢体2600据的传感器和致动器，以沿着机器人肢体2600通信。特别地，该设备2608可以包括，具有包括膝传感器的外围设备108的从节点0，具有包括膝致动器的外围设备108的从节点1，具有包括踝传感器的外围设备108的从节点2，具有包括脚踝致动器的外围设备108的从节点3，具有包括足传感器的外围设备108的从节点4，和具有包括脚致动器的外围设备108的从节点5。通过任何包括在外围设备108中的传感器所产生的数据可传送到相关联的从节点104，并且然后可上游连通和/或下游，以便最终到达一个或多个其他节点104(例如，用于驱动外围设备108 中包括的任何致动器)。

上面参照机器人肢体讨论的同样优点也可适用于涉及电子的许多更小的子系统(各为子系统执行某些本地处理)的任何机器人系统。在机器人的使用系统100的连接传感器和伺服并不限于连接传感器和执行器，但系统100可以被用于连接任何合适的电子设备，诸如存储器，处理器，扬声器，麦克风，指示灯，无线电接收机等。例如，系统100可以在游戏应用程序应用到身体传感器网络，研究身体运动，或由身体运动控制其它机械。

传感器或设备网络

系统100可用于实现任何合适的控制系统，以减少布线，同时提供了低等待时间通信链路。这些控制系统可以包括机械(重型，大型工业机械)，集线设备(有许多控制器和传感器)，无人机(自主飞行机器人)，自主控制系统，动力控制系统等。在许多控制系统，设备，如传感器(或传感器块)，控制器和/或致动器(例如，小的致动器)可同步合作以提供各自的功能，并且系统100可以提供这些设备之间的有效的低等待时间通信链路，没有过多的连线(体重)，同时提供电源这些设备。一般的传感器网络也可利用系统100的功能，以减少布线，并且还使用总线106作为电力输送网络的传感器。

分布式智能的支持

在一些实施例中，从节点104和主机110每个可包括接收和发送邮箱用于在其间通信。一些实施例可用于邮箱通信的I2C；从节点104的I2C接口(例如，由I2C收发129管理)可以被配置为I2C从节点，使得处理设备可以通过I2C对从节点104进行编程和初始读取和/或写入到邮箱。

在一些实施例中，从节点104的节点收发器120可包括接收和传输寄存器，用作输入和输出“邮箱”，可以在主机110的处理设备1302和从节点104的处理设备1302(例如，从节点收发器120分开的处理设备)之间通信。一旦数据写入所述信箱完成，主机110和从节点104可以在其各自的邮箱被通知由中断引发的数据。一旦数据写入到相关的邮箱完成，节点收发器120可经配置以产生中断到包含在从节点104的处理设备1302。

图27是配置2700的框图，其中从节点0包括具有接收信箱2710和发送邮箱2712的节点收发器120，其可用于与主机110的接收信箱2704 和发送邮箱2708进行通信(通过主节点102)。具体地，提供给接收邮箱 2710的数据可以经由由节点收发器120产生的中断被传递到从节点0的处理设备1302，以及从节点0的处理设备1302可以通知节点收发器120，其数据是在发送邮箱2712传输给主机110。

节点收发器120可包括用于这些邮箱的多个控制寄存器。在一些实施例中，MBOX0CTL和MBOX1CTL寄存器可以提供字段，以使这些邮箱和控制方向，消息长度，和中断启用邮箱。

邮箱0可以被默认配置为接收邮箱(例如，接收邮箱2710，由主机 110写和由从节点104的处理设备1302读)。邮箱1可以被默认配置为发送邮箱(例如，发送邮箱2712，由从节点104的处理设备1302写入和由主机110读的)。

MBOXxCTL寄存器的MBxLEN字段可限定关联的邮箱的长度。如果该字段为0，MBOXxB0可以是邮箱的最后字节。如果该字段为1，MBOXxB1 可以是邮箱的最后字节。如果该字段是2，MBOXxB2可以是邮箱的最后字节。如果该字段是3，MBOXxB3可以是邮箱的最后字节。

在支持接收邮箱中，如果MBOXxCTL寄存器的MBxFIEN位被设置，从节点的104的处理设备1302的中断可发生在关联的邮箱的最后字节由主机110写入之后，节点收发器120确定总线重试是没有必要的。如果 MBOXxCTL寄存器的MBxEIEN字段被设置，则相关联的邮箱的最后字节由从节点104的处理设备1302读出之后，可出现中断到主机110。

对于使能发送邮箱，如果MBxFIEN字段被设定，在相关联的邮箱的最后字节由从节点104的处理设备1302写入之后，产生中断给主机110。如果MBxEIEN失败，相关联的邮箱的最后字节由主机110读取和节点收发器 120确定总线重试没有必要之后，从节点104中的处理设备1302的中断可发生。

在一些实施例中，MBOX0STAT和MBOX1STAT寄存器可以提供对邮箱的状态信息。当邮箱被填满，MBOXxSTAT寄存器的相关MBxFULL位可高， MBxEMPTY位可低。当邮箱被清空，该MBOXxSTAT寄存器的相关MBxEMPTY 位可高，MBxFULL位可低。包括在MBOXxSTAT寄存器MBxEIRQ和MBxFIRQ 比特可以变为高，当相关联的邮箱发出中断给主机110或本地处理器(例如，从节点104的处理设备1302)时，并且当中断由主机110或本地处理器处理时可低。

在一些实施例中，MBOX0Bn和MBOX1Bn寄存器可包含邮箱数据。在一些实例中，每个邮箱可容纳数据32位。MBOXxBn寄存器中的MBxLEN 字段可限定在邮箱中有效的字节数。在一些实施例中，每个邮箱可支持8， 16，24-或32位消息。

传感器支持

在某些车辆应用中，系统100可包括总线106上从节点104的排列，互连两个麦克风，分别位于舱的左右两侧，并连接到总线106上从节点并定位在所述麦克风和靠近挡风玻璃之间的环境传感器104。环境传感器可以测量温度和湿度(例如，用于除雾和湿度控制功能)和/或环境气体(例如，氨，一氧化碳，二氧化氮)，用于空气重新路由选择以提高乘客的舒适度。麦克风可以例如是微机电系统(MEMS)麦克风阵列。

在一些实施例中，从节点104的节点收发器120包括外围设备的通信电路(例如，I2S/TDM/PDM收发器127、I2C收发器129，和/或具有中断请求能力的一个或多个GPIO引脚)与车辆中的环境传感器(诸如，湿度传感器，温度传感器和/或气体传感器)通信。在一些实施例中，基于经由从节点104，总线106，和主节点102传送到主机110的数据，主机110 可生成在车辆中气候控制系统的环境传感器控制指令。图28示出系统100 的配置2800，其中从节点0(在客舱的左侧)具有包括麦克风和扬声器的外围设备108，从节点1(靠近挡风玻璃2802)具有包括湿度和/或温度传感器的外围设备108，从节点2具有包括气体传感器的外围设备108，和从节点3(在驾驶室的右侧)具有包括麦克风和扬声器的外围设备108。

当麦克风被包括在机舱的左侧和右侧中的车辆(例如，用于降低噪声和/或波束形成)时，用于耦合这些麦克风的布线可以通过耦合到外围设备的中间从节点104加强，执行邻近挡风玻璃区域的气候控制功能(采暖通风与空调(HVAC)和/或空气监测功能)。在某些情况下，从节点104的外围设备可以包括湿度和/或温度传感器，可以提供湿度和/或温度信息，允许在挡风玻璃表面的露点测定，使得预测挡风玻璃起雾，以便在车辆的空调系统可“及时”防止起雾操作。该系统可以既“永远在线”节省能源或手动控制HVAC系统，并可通过避免挡风玻璃起雾提高车辆运行期间的安全性。可在一些实施例中使用的湿度和/或温度传感器的例子是由弗吉尼亚州汉普顿的测量专业制造的HTU21D传感器。同样，由检测的有害化学品的车辆驾驶室的空气中存在的气体传感器产生的数据可以被用于触发 HVAC系统的操作在车辆，以提高通风和减少化学浓度。可在一些实施例中使用的气体传感器的一个例子是由瑞士的新交Sensortech制造的 MICS-6814的传感器。

集成加速度传感器

在一些实施例中，从节点104可以与包括加速度计的外围设备108相关联(例如，多轴加速度计)，所述加速度计集成在同一基板上作为节点收发器120(例如，上游DS收发器122和/或下游DS收发器124)。音频输入和输出(诸如麦克风和扬声器)还可以耦合到相同的基板。这种实施例的一个应用可以是道路噪音消除，其中，所述机壳的振动进行测量并取消音频组件。

测试设备支持

在一些实施例中，节点收发器120可以在“总线监视模式”配置或“BMM”，其中，节点收发器120的上游DS收发器122监视来自下游的数据并将其提供给协议分析器(如通过使用I2S/TDM/PDM收发器127的 I2S总线)。在总线监控模式中操作的节点收发器120可在此称为“总线监视器”或称作“BM”。在这种模式下，节点收发器120的下游DS收发器 124可以被禁用。总线监视器可不菊花链其他从节点104，但可以挖掘到要监控的从节点104上游的电线对，也可以由主节点102发现，即使它不具备典型从节点104的收发器120的所有功能。总线监视器的功能可以通过与该总线监视器进行通信的处理器进行初始配置(例如，通过I2C协议)。

因此，在一些实施例中，作为总线监视器的节点收发器120可以包括外围设备的通信电路(例如，I2S/TDM/PDM收发器127、I2C收发器129 和/或具有中断请求能力的一个或多个GPIO引脚)，以提供通过总线106 从上游设备传送到协议分析器接收的信号。在一些实施例中，总线监视模式下操作的节点收发器120可使得其下游DS的收发器124被禁用。上游 DS收发器122可以被配置为仅接收数据，不发送。

图29是根据各种实施例的系统100的元件和总线监视器的配置2900 的框图。在该配置2900，总线监视设备2902可以包括总线监视2906以及经由I2C和/或I2S与总线监控器2906通信的处理设备2908(如，使用I2S /TDM/PDM收发器127和/或总线监视器的收发器I2C129)。处理设备 2908可采取任何上面参照图13所讨论的处理设备1302的形式。BMM 2906可打入总线106只是从节点1上游的两条电线，和隔离电路2904以被配置在BMM 2906和总线106之间。隔离电路2904可包括模拟电路以隔离总线106从BMM 2906的负荷。

在一些实施例中，总线监视模式可使得节点收发器120充当被动BM，也被称为嗅探器。BM可以使用其I2S接口从总线106传输流量的协议分析仪。BM可在系统100中是被动，因为它窥探总线同步控制帧180控制写入配置其总线特征来匹配BM监测的那些从节点104，但不响应同步控制帧180。

上游DS收发器122可以同时看到上游和下游数据以来的BM没有菊花链。在一些实施例中，一旦经由上游DS收发器122接收下游数据，BM 可加载接收到的同步控制帧180和其相应的下游数据槽198到下游帧缓冲器。在一些实施例中，一旦经由上游DS收发器122接收上游数据，BM可加载接收的同步响应帧和它的对应的上游数据时隙到上游帧缓冲器。BM 可提供上游和下游数据到I2S/TDM/PDM收发器127，用于提供给协议分析器(例如，处理设备2908)。

节点收发器120可以包括一个或多个寄存器，以支持BMM。在一些实施例中，节点收发器120可以包括BMMCFG寄存器。所述BMMCFG寄存器可以包括BMMEN位(以指示节点收发器120是否处于BMM的操作)， BMMRXEN位(当节点收发器处于BMM时，启用或禁用上游DS收发器122)，和BMMNDSC节点(以指示系统100的启动和发现过程是否在BM 被连接并启用之前或之后发生)。

图30是为根据各种实施例，展开BM的操作的方法3000的流程图。该方法3000可以由处理设备2908中的总线监视器设备2902执行，并且如参照BM 2906执行可被描述。

在3002，处理设备2908可以使能BM 2906中的BMM。在使能BMM 之前，BM 2906可以默认为节点收发器120的标准配置。在3002启用BMM 可包括设置以上讨论的BMMEN位。

在3004，在将BM附着到要监视的从节点104(例如，图29的从节点 1)上游的总线106的链路之后，处理设备2908可使能BM 2906中上游的 DS收发器122。在3004启用上游DS收发器122可以包括设置如上所述的 BMMRXEN位。

在3006，使用通过I2C收发器129发送的命令，处理设备2908可以配置BM 2906的I2S/TDM/PDM收发器127，用于传输。

在3008，在BM 2906由主机110发现之后，和BM 2906的PLL 128锁定，处理设备2908可以经由BM的I2S/TDM/PDM收发器127从总线106 接收的数据。如上所述，BM 2906可探听总线同步控制帧180控制写入配置其总线的特性(例如，DNSLOTS和UPSLOTS的值)来匹配那些被监视的从节点104(例如，图29的从节点1)。

在一些实施例中，总线106上下游发送的有效载荷只能当主机110使用控制指令使能通过主节点102中继至从节点104(充当BM)的功能发现。在一些这样的实施例中，如果BM不通过主节点102相应地配置，则在BM 只能输出(“发现”)同步控制和响应帧数据，而不是数据时隙的有效载荷。这可以提供内容一定程度的保护，因为数据被加密和BM只能当主机110允许时访问有效载荷数据。

下面的段落提供这里公开的多个实施例的例子。

示例A1为低延迟通信的从节点的收发器，包括：上游收发器电路，以从上游设备接收通过双线总线发送的第一信号，并在双线总线提供第二信号至上游设备；下游收发器电路，以在双线总线向下游设备下游提供第三信号，并通过双线总线接收来自下游设备的第四信号；和时钟电路，以基于在所述第一信号中的同步控制帧的前导码产生在从节点收发器的时钟信号，其中，由从节点收发器经过双线总线接收和提供信号的时序是基于所述时钟信号。

示例A2可以包括示例A1的主题，并且可以进一步指定：所述同步控制帧与第一信号的超帧的下游数据相关联，所述下游数据包括多个数据时隙，以及与从节点收发器通信的单个外围设备的数据占用两个或更多的多个数据时隙。

示例A3可以包括示例A2的主题，并且可以进一步指定：单个外围设备的数据是音频数据。

示例A4可以包括任何示例A1-A3的主题，并且可进一步指定：所述第一信号包括第一同步控制帧和相关联的第一下游数据和第二同步控制帧和相关联的第二下游数据；第一下游数据包括具有特定索引并包括用于与所述从节点收发器通信的第一外围设备的数据的数据时隙；和第二下游数据包括具有特定索引并包括用于与从节点收发器通信的第二外围设备的数据的数据时隙，所述第二外围设备不同于第一外围设备。

示例A5可以包括示例A4的主题，并且可以进一步指定：第一和第二外围设备是不同的麦克风。

示例A6可以包括任何示例A1-A5的主题，并且可以进一步指定：所述第二信号包括同步响应帧，该同步响应帧与上游数据在所述第二信号的超帧相关联，上游数据包括多个数据时隙，和始发于与所述从节点收发器通信的单一外围设备的数据占据两个或更多的多个数据时隙。

示例A7可以包括示例A6的主题，并且可以进一步指定：起始于单个外围设备的数据是音频数据。

示例A8可包括任何示例A1-A7的主题，并且可以进一步指定：所述第二信号包括第一同步响应帧和关联的第一上游数据和第二同步响应帧以及相关联的第二上游数据；

第一上游数据包括具有特定索引和包括起源于与从节点的收发器通信的第一外围设备的数据的数据时隙；和第二上游数据包括具有特定索引并包括起始于与从节点的收发器通信的第二外围设备的数据的数据时隙，所述第二外围设备不同于第一外围设备。

示例A9可以包括示例A8的主题，并且可以进一步指定：第一和第二外围设备是不同的麦克风。

示例A10可以包括任何示例A1-A9的主题，并且可以进一步包括功率电路以从上游设备接收在双线总线的电压偏压和提供从电压偏压的能量到连接到从节点收发器的能量存储器件。

示例A11可以包括任何示例A1-A10的主题，并且还可以包括：与至少一个扬声器和至少一个麦克风进行通信的外围设备通信电路。

示例A12可以包括示例A11的主题，并且可以进一步指定：该外围设备的通信电路包括内部集成电路声音(I2S)收发器，时分多路复用(TDM) 收发器，脉冲密度调制(PDM)收发器，内置集成电路(I2C)收发器或通用输入/输出(GPIO)引脚。

示例A13可以包括任何示例A1-A12的主题，并且还可以包括：外围设备通信电路，与麦克风和会议用户接口元件进行通信，其中，当用户希望以提供麦克风的音频到耦合到所述双线总线的另一设备时，用户致动所述会议用户接口元件，并且其中当会议的用户界面元件被致动时，所述第二信号包括源自麦克风的数据。

示例A14可以包括的任何示例A1-A13的主题，并且还可以包括：与无线收发器通信的外围设备通信电路，其中，所述无线收发器接收语音呼叫，以及其中所述上游收发器电路包括表示在所述第二信号中的语音呼叫的数据。

示例A15可以包括的任何示例A1-A14的主题，并且可以进一步指定：该上游设备被耦合到无线收发器，所述无线收发器接收语音呼叫，和上游收发器电路接收表示第一信号的语音呼叫的数据。

示例A16可以包括的任何示例A1-A15的主题，并且可以进一步指定：主机设备被连接到双线总线的主设备，主机设备被耦合到无线收发信机，所述无线收发器接收语音呼叫，和上游收发器电路接收表示在所述第一信号中的语音呼叫的数据。

示例A17可以包括的任何示例A1-A16的主题，并且还可以包括与耦合到车辆的顶部或其他部分的天线进行通信的外围设备，其中，所述外围设备通信电路经由有线连接与天线进行通信。

示例A18可以包括示例A17的主题，并且可以进一步指定：该上游设备是位于该车辆的头单元的主设备。

示例A19可以包括的任何示例A1-A18的主题，并且可以进一步指定：该从节点收发器被包含在扬声器、调音台、乐器、时间编码设备、放大器、视频显示或烟火安慰中。

示例A20可以包括的任何示例A1-A19的主题，并且可以进一步包括：在在机器人肢体的关节，与传感器或致动器通信的外围设备的通信电路。

示例A21可以包括的任何示例A1-A20的主题，并且还可以包括接收信箱和发送邮箱，其中，当数据被提供到发送邮箱时，该主机设备生成用于发送到下游设备的中断，当数据将被提供到接收邮箱时，下游设备以产生用于传输到主机设备的中断。

示例A22可以包括的任何示例A1-A21的主题，并且可进一步包括：与在车辆中的湿度或温度传感器的通信外围设备通信电路。

示例A23可以包括的任何示例A1-A22的主题，并且可进一步包括：与在车辆中的气体传感器通信的外围设备通信电路。

示例A24可以包括的任何示例A1-A23的主题，并且还可以包括外围设备通信电路，以提供所述第一信号或所述第二信号到协议分析仪，并且其中所述下游收发器电路被禁用。

示例A25可以包括的任何示例A1-A24的主题，并且可以进一步指定：数据在同步控制帧下游发送。

示例A26可以包括的任何示例A1-A25的主题，并且可以进一步指定：数据是在同步响应帧上游发送。

示例B1是低延迟通信的主节点收发器，其中包括：内部集成电路声音(I2S)接收器，从主机设备接收I2S信号，其中，I2S信号提供时钟信息；时钟电路，基于所述时钟信息而产生时钟信号；和下游收发器电路，在双线总线向下游设备下游提供第一信号，并从下游设备在双线总线接收第二信号，其中，第一信号的同步控制帧的前导码是基于该时钟信号，以及下游设备基于所述前导码生成自己的时钟信号。

示例B2可以包括示例B1的主题，并且可以进一步指定：该同步控制帧与在第一信号的超帧的下游数据相关联，下游数据包括多个数据时隙，和耦合到下游设备的单个外围设备的数据占用两个或更多的多个数据时隙。

示例B3可以包括示例B2的主题，并且可进一步指定：单个外围设备的数据是音频数据。

示例B4可以包括任何示例B1-B3的主题，并且可以进一步指定：所述第一信号包括第一同步控制帧和相关联的第一下游数据和第二同步控制帧和相关联的第二下游数据；第一下游数据包括具有特定索引并包括用于耦接至下游设备的第一外围设备的数据的数据时隙；和第二下游数据包括具有特定索引并包括用于耦合到所述下游设备的第二外围设备的数据的数据时隙，第二外围设备不同于第一外围设备。

示例B5可以包括示例B4的主题，并且可以进一步指定：第一和第二外围设备是不同的麦克风。

示例B6可以包括任何示例B1-B5的主题，并且可以进一步指定：所述第二信号包括同步响应帧，该同步响应帧与上游数据在所述第二信号的超帧相关联，上游数据包括多个数据时隙，和起源于耦合到所述下游设备的单一外围设备的数据占用两个或更多的多个数据时隙。

示例B7可以包括示例B6的主题，并且可以进一步指定：起始于单个外围设备的数据是音频数据。

示例B8可以包括任何示例B1-B7的主题，并且可以进一步指定：所述第二信号包括第一同步响应帧和关联的第一上游数据和第二同步响应帧和相关联的第二上游数据；第一上游数据包括具有特定索引和包括起始于耦合至下游设备的第一外围设备的数据的数据时隙；和第二上游数据包括具有特定索引并包括起始于耦合到所述下游设备的第二外围设备的数据的数据时隙，第二外围设备不同于第一外围设备。

示例B9可以包括示例B8的主题，并且可以进一步指定：第一和第二外围设备是不同的麦克风。

示例B10可以包括任何示例B1-B9的主题，并且可以进一步指定：该第一信号包括耦合到下游设备的至少一个扬声器的数据，第二信号包括源自耦合到下游设备至少一个麦克风的数据。

示例B11可以包括任何示例B1-B10的主题，并且还可以包括与无线收发信机通信的外围设备通信电路，其中，所述无线收发器接收语音呼叫，以及其中所述下游收发器电路包括表示在所述第一信号中的语音呼叫的数据。

示例B12可以包括任何示例B1-B11的主题，并且可进一步指定：该下游设备被耦合到无线收发器，所述无线收发器接收语音呼叫，下游收发器电路接收表示在第二信号中的语音调用的数据。

示例C1是主机设备，包括：内部集成电路声音(I2S)收发器电路，以提供I2S信号到主节点收发器，其中主节点收发器是双总线的主节点，I2S 信号提供时钟信息，主节点收发器基于时钟信息而产生时钟信号，主节点收发器是在双线总线向下游设备下游提供第一信号，第一信号的同步控制帧的前导码基于所述时钟信号，以及下游设备基于所述前导码而生成其自己的时钟信号；内部集成电路(I2C)收发器电路，以从主节点收发器接收第一I2C信号，并提供第二I2C信号到主节点收发器；和处理电路，以基于所述第一I2C信号生成用于下游设备的数据，其中下游设备的数据将被包括在第二I2C信号中，并由主节点收发器在双总线传送到下游设备。

示例C2可以包括示例C1的主题，且可进一步指定：该第一信号包括耦合到下游设备的至少一个扬声器的数据。

示例C3可以包括任何示例C1-C2的主题，且可进一步指定：所述I2S 收发器电路经由双线总线和主节点的收发器接收耦合到下游设备的麦克风的音频；I2C收发器电路经由双线总线和主节点收发器接收用户已致动耦合到下游设备的会议用户接口元件的指示；和I2S收发器电路，响应于所述指示，并经由双线总线和主节点的收发器在双线总线上提供音频到另一个下游设备。

示例C4可以包括任何示例C1-C3的主题，且可进一步指定：该下游设备被耦合到无线收发器，所述无线收发器接收语音呼叫，并且I2C收发器电路通过主节点收发器和双线总线接收表示语音呼叫的数据。

示例C5可以包括任何示例C1-C4的主题，且可进一步指定：该下游设备被耦合到车辆的顶部或其它部分的天线，和主节点收发器天线位于车辆的头部单元。

示例C6可以包括任何示例C1-C5的主题，且可进一步指定：该主机设备包括接收信箱和发送邮箱，并且其中当数据被提供给发送信箱时，所述主设备产生用于传输到下游设备的中断。

示例C7可以包括任何示例C1-C6的主题，且可进一步指定：该下游设备被耦合到车辆中的环境传感器，以及基于经由所述主节点收发器和双线总线从传感器发送到主机设备的数据，所述处理电路产生车辆中气候控制系统的控制指令。

示例D1是麦克风电缆，包括：第一连接器，耦合到麦克风；第二连接器，耦合到音频接收设备；导体，在所述第一连接器和第二连接器之间传输数据；和从节点收发器，包括：上游收发器电路，以接收从上游设备通过双线总线发送的第一信号，和在双线总线上向上游设备提供第二信号，时钟电路，以基于所述第一信号中的同步控制帧的前导码而产生在从节点收发器的时钟信号，其中，由从节点收发器在双线总线接收和提供信号的时序是基于时钟信号，并耦合到所述导体的外围设备通信电路，用于接收在第一连接器和第二连接器之间传输的数据，其中，所述数据被包括在所述第二信号中。

示例D2可以包括示例D1的主题，且可进一步指定：该从节点的收发器被包含在所述第一连接器。

示例D3可以包括任何示例D1-D2的主题，且可进一步指定：从节点收发器包括在第二连接器。

示例D4可以包括任何示例D1-D3的主题，且可进一步指定：该从节点收发器被设置在第一连接器和第二连接器之间。

示例D5可以包括任何示例D1-D4的主题，并且还可以包括模数转换器(ADC)，以在第一连接器接收的模拟麦克风输入转换为数字信号，其中第一连接器和第二连接器之间发送的数据包括数字信号。

示例D6可以包括示例D5的主题，且可进一步指定：该第二连接器提供所述第二信号和所述数字信号到声频接收设备。

示例D7可以包括任何示例D5-D6的主题，且可进一步指定：该第二连接器提供所述第二信号和所述模拟麦克风输入到音频接收设备。

示例D8可以包括示例D7的主题，并且还可以指定：提供第二信号和模拟麦克风输入包括：提供所述第二信号和所述模拟麦克风输入的总和。

示例D9可包括任何示例D7-D8的主题，并且可以进一步指定：该第二连接器进一步提供数字信号到音频接收设备。

示例D10可以包括任何示例D5-D9的主题，并且还可以包括数模转换器，以将数字信号转换为模拟信号。

示例D11可以包括例D10的主题，且可进一步指定：该第二连接器是提供所述第二信号和所述模拟信号到音频接收设备。

示例E1是包括通过双线总线连接与任何实例B的主节点收发器耦合的任何示例的一个或多个从节点收发器的系统。

示例E2可包括示例E1的主题，且可进一步包括任何示例C的主机设备，其耦合到所述主节点收发器。

示例E3是根据任何本文公开的技术的方法。

示例E4是包括用于执行任何本文公开的技术的设备。

示例E5是具有其上指令的一个或多个非临时性计算机可读介质，响应于由系统的一个或多个处理设备执行，导致系统执行任何本文所公开的技术。

Claims (21)

1.一种用于低延迟通信的从节点收发器，包括：

上游收发器电路，以从上游设备接收通过双线总线发送的第一信号，并通过双线总线提供第二信号至上游设备；

下游收发器电路，以通过双线总线向下游设备下游提供第三信号，并通过双线总线从下游设备接收第四信号；和

时钟电路，以基于所述第一信号中的同步控制帧的前导码产生在从节点收发器处的时钟信号，其中，由从节点收发器通过双线总线接收和提供信号的时序是基于所述时钟信号的，

其中，所述同步控制帧与第一信号的超帧中的下游数据相关联，所述下游数据包括多个数据时隙，并且在与从节点收发器通信的单个外围设备要求比双线总线的超帧速率更高的采样速率的情况下，所述单个外围设备的数据占用所述多个数据时隙中的两个或更多个数据时隙，以及

同步响应帧与第四信号的超帧中的上游数据相关联，并且在与一个或多个从节点收发器通信的多个外围设备全部要求比双线总线的超帧速率更低的采样速率的情况下，所述多个外围设备中的每个外围设备的数据分别占用多个超帧中的每个超帧的特定数据时隙。

2.如权利要求1所述的从节点收发器，其中，所述第二信号包括同步响应帧，所述同步响应帧与所述第二信号的超帧中的上游数据相关联，所述上游数据包括多个数据时隙，并且在与从节点收发器通信的单个外围设备要求比双线总线的超帧速率更高的采样速率的情况下，起始于所述单个外围设备的数据占用多个数据时隙中的两个或更多个数据时隙，或

所述第三信号包括同步控制帧，所述同步控制帧与所述第三信号的超帧中的下游数据相关联，并且在与一个或多个从节点收发器通信的多个外围设备全部要求比双线总线的超帧速率更低的采样速率的情况下，所述多个外围设备中的每个外围设备的数据分别占用多个超帧中的每个超帧的特定数据时隙。

3.如权利要求1所述的从节点收发器，进一步包括：电源电路，以从上游设备通过双线总线接收电压偏置，并从电压偏置提供能量到耦合到所述从节点收发器的能量存储设备。

4.如权利要求1所述的从节点收发器，进一步包括：外围设备通信电路，以与麦克风和会议用户接口元件进行通信，其中，当用户希望提供来自麦克风的音频到耦合到所述双线总线的另一设备时，用户致动所述会议用户接口元件，并且其中当会议用户接口元件被致动时，所述第二信号包括源自麦克风的数据。

5.如权利要求1所述的从节点收发器，其中，上游设备被耦合到无线收发器，所述无线收发器接收语音呼叫，并且上游收发器电路接收第一信号中语音呼叫的数据表示。

6.如权利要求1所述的从节点收发器，进一步包括与耦合到车辆的天线通信的外围设备通信电路，其中，所述外围设备通信电路经由有线连接与天线进行通信。

7.如权利要求6所述的从节点收发器，其中，上游设备是位于所述车辆的头单元的主设备。

8.如权利要求1所述的从节点收发器，进一步包括：与机器人肢体的关节处的致动器或传感器通信的外围设备通信电路。

9.如权利要求1所述的从节点收发器，进一步包括：接收信箱和发送信箱，其中，当数据提供给发送信箱时，从节点收发器生成用于传输到耦合到双线总线的主节点的主机设备的中断。

10.如权利要求1所述的从节点收发器，进一步包括：外围设备通信电路，以提供所述第一信号或所述第二信号到协议分析仪，并且其中所述下游收发器电路被禁用。

11.一种用于低延迟通信的主节点收发器，包括：

内部集成电路声音I2S接收器，以从主机设备接收I2S信号，其中I2S信号提供时钟信息；

时钟电路，以基于所述时钟信息产生时钟信号；和

下游收发器电路，以通过双线总线向下游设备下游提供第一信号，并通过双线总线从下游设备接收第二信号，其中，第一信号的同步控制帧的前导码是基于所述时钟信号的，并且下游设备基于所述前导码生成其自己的时钟信号，

其中，所述同步控制帧与第一信号的超帧中的下游数据相关联，所述下游数据包括多个数据时隙，并且在与从节点收发器通信的单个外围设备要求比双线总线的超帧速率更高的采样速率的情况下，所述单个外围设备的数据占用每个超帧中的所述多个数据时隙中的两个或更多个数据时隙，以及

同步响应帧与第二信号的超帧中的上游数据相关联，并且在与一个或多个从节点收发器通信的多个外围设备全部要求比双线总线的超帧速率更低的采样速率的情况下，所述多个外围设备中的每个外围设备的数据分别占用多个超帧中的每个超帧的特定数据时隙。

12.如权利要求11所述的主节点收发器，其中：

第一信号包括第一同步控制帧和相关联的第一下游数据以及第二同步控制帧和相关联的第二下游数据；

第一下游数据包括数据时隙，所述数据时隙具有特定索引并包括耦合到下游设备的第一外围设备的数据；和

第二下游数据包括数据时隙，所述数据时隙具有特定索引并包括不同于第一外围设备的耦合到所述下游设备的第二外围设备的数据。

13.如权利要求11所述的主节点收发器，其中，所述下游设备被耦合到无线收发器，所述无线收发器接收语音呼叫，并且下游收发器电路接收第二信号中语音呼叫的数据表示。

14.一种主机设备，包括：

内部集成电路声音I2S收发器电路，以提供I2S信号到主节点收发器，其中主节点收发器是双线总线的主机，I2S信号提供时钟信息，主节点收发器基于所述时钟信息生成时钟信号，所述主节点收发器通过双线总线向下游设备下游提供第一信号并通过双线总线从下游设备接收第二信号，第一信号的同步控制帧的前导码是基于所述时钟信号的，并且下游设备基于所述前导码生成其自己的时钟信号；

内部集成电路I2C收发器电路，以从主节点收发器接收第一I2C信号，并提供第二I2C信号到主节点收发器；和

处理电路，以基于所述第一I2C信号生成下游设备的数据，其中下游设备的数据将被包括在第二I2C信号中，并由主节点收发器通过双线总线传输到下游设备，

其中，所述同步控制帧与第一信号的超帧中的下游数据相关联，所述下游数据包括多个数据时隙，并且在与从节点收发器通信的单个外围设备要求比双线总线的超帧速率更高的采样速率的情况下，所述单个外围设备的数据占用每个超帧中的所述多个数据时隙中的两个或更多个数据时隙，以及

同步响应帧与第二信号的超帧中的上游数据相关联，并且在与一个或多个从节点收发器通信的多个外围设备全部要求比双线总线的超帧速率更低的采样速率的情况下，所述多个外围设备中的每个外围设备的数据分别占用多个超帧中的每个超帧的特定数据时隙。

15.如权利要求14所述的主机设备，其中，所述第一信号包括耦合到下游设备的至少一个扬声器的数据。

16.如权利要求14所述的主机设备，其中，所述主机设备包括：接收信箱和发送信箱，当数据被提供到发送信箱时，该主机设备产生用于传输到下游设备的中断，并且当数据被提供到接收信箱时，下游设备产生用于传输到主机设备的中断。

17.如权利要求14所述的主机设备，其中，所述下游设备耦合到在车辆中的环境传感器，并且基于经由主节点收发器和所述双线总线传送到主机设备的来自环境传感器的数据，所述处理电路生成车辆中气候控制系统的控制指令。

18.一种麦克风电缆，包括：

第一连接器，所述第一连接器耦合到麦克风；

第二连接器，所述第二连接器耦合到音频接收设备；

导体，所述导体在所述第一连接器和第二连接器之间传输数据；和

从节点收发器，所述从节点收发器包括：

上游收发器电路，以接收从上游设备通过双线总线发送的第一信号和通过双线总线向上游设备提供第二信号，

时钟电路，以基于所述第一信号中的同步控制帧的前导码而在从节点收发器处产生时钟信号，其中，由从节点收发器通过双线总线接收和提供信号的时序是基于时钟信号的，以及

耦合到所述导体的外围设备通信电路，以接收在第一连接器和第二连接器之间传输的数据，

其中，所述数据被包括在所述第二信号中，

其中，所述同步控制帧与第一信号的超帧中的下游数据相关联，所述下游数据包括多个数据时隙，并且在与从节点收发器通信的单个外围设备要求比双线总线的超帧速率更高的采样速率的情况下，所述单个外围设备的数据占用每个超帧中的所述多个数据时隙中的两个或更多个数据时隙，

同步响应帧与第二信号的超帧中的上游数据相关联，并且在与一个或多个从节点收发器通信的多个外围设备全部要求比双线总线的超帧速率更低的采样速率的情况下，所述多个外围设备中的每个外围设备的数据分别占用多个超帧中的每个超帧的特定数据时隙。

19.如权利要求18所述的麦克风电缆，进一步包括模数转换器ADC，以将在第一连接器处接收的模拟麦克风输入转换成数字信号，其中所述第二连接器和第一连接器之间传输的数据包括数字信号。

20.如权利要求19所述的麦克风电缆，其中，所述第二连接器提供所述第二信号和所述模拟麦克风输入到音频接收设备。

21.如权利要求19所述的麦克风电缆，进一步包括数模转换器DAC，以将数字信号转换为模拟信号。

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