CN107533531B - 经调度的通用串行总线(usb)低功率操作 - Google Patents

经调度的通用串行总线(usb)低功率操作 Download PDF

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Abstract

详细描述中所公开的各方面包括经调度的通用串行总线(USB)低功率操作。就此而言，在一个方面，USB主机控制器确定用于USB客户端设备的低功率操作调度。低功率操作调度包括一个或多个经调度的低功率操作时段，其各自对应于相应的进入时间和相应的退出时间。该USB主机控制器使用一个或多个USB标准分组向USB客户端设备传达低功率操作调度。通过使用相应的进入和退出时间调度该一个或多个经调度的低功率操作时段，该USB主机控制器或USB客户端控制器能够在不引发附加信令的情况下开始和结束该一个或多个经调度的低功率操作时段，从而提高USB低功率操作的效率。此外，通过使用USB标准分组传达低功率操作调度，保留与USB标准的兼容性是可能的。

Description

经调度的通用串行总线(USB)低功率操作
优先权申请
本申请要求于2015年5月1日提交的题为“SCHEDULED UNIVERSAL SERIAL BUS(USB)LOW-POWER OPERATIONS(经调度的通用串行总线(USB)低功率操作)”的美国专利申请S/N.14/702,175的优先权，该申请通过援引全部纳入于此。
背景
I.公开领域
本公开的技术一般涉及通用串行总线(USB)。
II.背景
移动通信设备在当前社会已变得越来越普遍。这些移动通信设备的盛行部分地是由目前在此类设备上实现的许多功能来推动的。此类设备中增强的处理能力意味着移动通信设备已经从纯粹的通信工具演变成复杂的移动娱乐中心，由此实现增强的用户体验。
外围设备(诸如音频耳机和便携式音频扬声器)常常被附连到移动通信设备以寻求方便和/或改进的音频播放体验。通用串行总线(USB)接口是用于在移动通信设备内部和外部连接此类外围设备的日益流行的标准接口。在外围设备经由USB接口连接到移动通信设备时，该外围设备是USB客户端而该移动通信设备充当USB主机。作为结果，外围设备从移动通信设备汲取功率，从而缩短了该移动通信设备的电池寿命。
由于移动通信设备正面临在具有有限电源的情况下提供越来越多的处理能力的日益增多的挑战，因此最小化作为USB客户端连接到移动通信设备的外围设备的功耗是关键的。
公开概述
详细描述中所公开的各方面包括经调度的通用串行总线(USB)低功率操作。就此而言，在一个方面，USB主机控制器确定用于所耦合的USB客户端设备的低功率操作调度。低功率操作调度包括一个或多个经调度的低功率操作时段，其各自对应于相应的进入时间和相应的退出时间。该USB主机控制器使用一个或多个现有USB标准分组向所耦合的USB客户端设备传达低功率操作调度。在另一方面，USB客户端控制器也能够确定低功率操作调度并使用一个或多个现有USB标准分组向所耦合的USB主机设备传达该低功率操作调度。通过使用相应的进入和退出时间来调度该一个或多个经调度的低功率操作时段，该USB主机控制器或USB客户端控制器能够在不引发附加信令的情况下开始和结束该一个或多个经调度的低功率操作时段，从而提高USB低功率操作的效率。此外，通过使用一个或多个现有USB标准分组传达低功率操作调度，保留与USB标准的兼容性是可能的。
就此而言，在一个方面，提供了一种用于支持经调度的低功率操作的USB主机设备。该USB主机设备包括配置成耦合到USB客户端设备的主机USB物理接口。该USB主机设备还包括USB主机控制器。该USB主机控制器被配置成确定用于所耦合的USB客户端设备的低功率操作调度，其中该低功率操作调度包括一个或多个经调度的低功率操作时段，其各自在相应的进入时间开始并且在相应的退出时间结束。该USB主机控制器还被配置成使用一个或多个现有USB标准分组向所耦合的USB客户端设备传达低功率操作调度。该USB主机控制器还被配置成根据相应的进入时间开始该一个或多个经调度的低功率操作时段当中的经调度的低功率操作时段。该USB主机控制器还被配置成根据相应的退出时间结束该经调度的低功率操作时段。
在另一方面，提供了一种用于在USB主机设备处支持经调度的USB低功率操作的方法。该方法包括：确定用于所耦合的USB客户端设备的低功率操作调度，其中该低功率操作调度包括一个或多个经调度的低功率操作时段，其各自在相应的进入时间开始并且在相应的退出时间结束。该方法还包括：使用一个或多个现有USB标准分组向所耦合的USB客户端设备传达低功率操作调度。该方法还包括：根据相应的进入时间开始该一个或多个经调度的低功率操作时段当中的经调度的低功率操作时段。该方法还包括：根据相应的退出时间结束该经调度的低功率操作时段。
在另一方面，提供了一种用于支持经调度的低功率操作的USB客户端设备。该USB客户端设备包括配置成耦合到USB主机设备的客户端USB物理接口。该USB客户端设备还包括USB客户端控制器。该USB客户端控制器被配置成确定低功率操作调度，其中该低功率操作调度包括一个或多个经调度的低功率操作时段，其各自在相应的进入时间开始并且在相应的退出时间结束。该USB客户端控制器还被配置成使用一个或多个现有USB标准分组向所耦合的USB主机设备传达低功率操作调度。该USB客户端控制器还被配置成从所耦合的USB主机设备接收关于低功率操作调度的确认。该USB客户端控制器还被配置成根据相应的进入时间开始该一个或多个经调度的低功率操作时段当中的经调度的低功率操作时段。该USB客户端控制器还被配置成根据相应的退出时间结束该经调度的低功率操作时段。
在另一方面，提供了一种用于在USB客户端设备处支持经调度的USB低功率操作的方法。该方法包括：确定低功率操作调度，其中该低功率操作调度包括一个或多个经调度的低功率操作时段，其各自在相应的进入时间开始并且在相应的退出时间结束。该方法还包括：使用一个或多个现有USB标准分组向所耦合的USB主机设备传达低功率操作调度。该方法还包括：从所耦合的USB主机设备接收关于低功率操作调度的确认。该方法还包括：根据相应的进入时间开始该一个或多个经调度的低功率操作时段当中的经调度的低功率操作时段。该方法还包括：根据相应的退出时间结束该经调度的低功率操作时段。
在另一方面，提供了一种用于支持经调度的低功率操作的USB主机设备。该USB主机设备包括配置成耦合到USB客户端设备的主机USB物理接口。该USB主机设备还包括USB主机控制器。该USB主机控制器被配置成确定用于所耦合的USB客户端设备的低功率操作调度，其中该低功率操作调度包括一个或多个经调度的低功率操作时段，其各自在相应的进入时间开始并且在相应的退出时间结束。该USB主机控制器还被配置成使用一个或多个USB专有分组向所耦合的USB客户端设备传达低功率操作调度。该USB主机控制器还被配置成根据相应的进入时间开始该一个或多个经调度的低功率操作时段当中的经调度的低功率操作时段。该USB主机控制器还被配置成根据相应的退出时间结束该经调度的低功率操作时段。
附图简述
图1是用于通用串行总线(USB)主机设备与USB客户端设备之间的通信的示例性USB系统架构的示意图；
图2是根据USB 2.0链路功率管理(LPM)附录中所定义的各方面的示例性标准USB低功率操作方案的示意图；
图3是用于减少与USB 2.0LPM附录中所定义的USB低功率操作方案相关联的通信开销和过渡性等待时间的示例性经调度的USB低功率操作方案的示意图；
图4是解说用于支持图3中的经调度的USB低功率操作方案的示例性USB主机控制器过程的流程图；
图5是解说用于支持图3中的经调度的USB低功率操作方案的示例性USB客户端控制器过程的流程图；
图6A是可被编码以用于将低功率操作调度从图1中的USB主机设备传达给图1中的USB客户端设备的USB帧开始(SOF)分组的示例性格式的示意图；
图6B是解说示例性USB标准事务的示意图；
图6C是可被编码以用于将低功率操作调度从图1中的USB主机设备传达给图1中的USB客户端设备的USB令牌分组的示例性格式的示意图；
图6D是可被编码以用于将低功率操作调度从图1中的USB主机设备传达给图1中的USB客户端设备的USB数据分组的示例性格式的示意图；
图6E是可被编码以用于将低功率操作调度从图1中的USB主机设备传达给图1中的USB客户端设备的USB握手分组的示例性格式的示意图；以及
图7解说了可支持图3中的经调度的USB低功率操作方案的基于处理器的系统的示例。
详细描述
现在参照附图，描述本公开的若干示例性方面。措辞“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何方面不必被解释为优于或胜过其他方面。
详细描述中公开的各方面包括经调度的通用串行总线(USB)低功率操作。就此而言，在一个方面，USB主机控制器确定用于所耦合的USB客户端设备的低功率操作调度。低功率操作调度包括一个或多个经调度的低功率操作时段，其各自对应于相应的进入时间和相应的退出时间。该USB主机控制器使用一个或多个现有USB标准分组向所耦合的USB客户端设备传达低功率操作调度。在另一方面，USB客户端控制器也能够确定低功率操作调度并使用一个或多个现有USB标准分组向所耦合的USB主机设备传达该低功率操作调度。通过使用相应的进入和退出时间来调度一个或多个经调度的低功率操作时段，USB主机控制器或USB客户端控制器能够在不引发附加信令的情况下开始和结束该一个或多个经调度的低功率操作时段，从而改进USB低功率操作的效率。此外，通过使用一个或多个现有USB标准分组传达低功率操作调度，保留与USB标准的兼容性是可能的。
在讨论包括本公开的特定方面的经调度的USB低功率操作的各方面之前，如在USB2.0链路功率管理(LPM)附录中定义的常规USB低功率操作的简要概览参照图1中提供的示例性USB系统架构在图2中提供。以下参照图3开始对经调度的USB低功率操作的特定示例性方面的讨论。
就此而言，图1是用于USB主机设备102与USB客户端设备104之间的通信的示例性USB系统架构100的示意图。USB主机设备102包括USB主机控制器106以及主机USB物理接口108。主机USB物理接口108通过USB通信介质112耦合到客户端USB物理接口110。在非限定性示例中，主机USB物理接口108和客户端USB物理接口110可以基于USB 2.0和/或USB 3.0标准来提供。就此而言，USB通信介质112可以是USB 2.0兼容式或USB 3.0兼容式电缆。在另一非限定性示例中，USB主机设备102可以是第一集成电路(IC)芯片114，而USB客户端设备104可以是第二IC芯片116。就此而言，主机USB物理接口108和客户端USB物理接口110被配置成在USB通信介质112上提供芯片到芯片通信。
参照图1，USB主机控制器106可以通信地耦合到主机处理器118以接收用于与USB客户端设备104的通信的应用专用指令。在非限定性示例中，USB主机控制器106被配置成传送和接收遵循USB 2.0和/或USB 3.0标准的USB标准分组。USB客户端设备104包括USB客户端控制器120，其也被配置成传送和接收遵循USB 2.0和/或USB 3.0标准的USB标准分组。
继续参照图1，USB 2.0标准定义了用于USB主机设备102与USB客户端设备104之间的功率管理的机制。USB 2.0功率管理机制基于用于检测“挂起”模式操作以用于低功率操作的简单协议以及用于允许或USB主机设备102或USB客户端设备104发起“恢复”模式操作以返回到正常操作的特殊信令协议。USB 2.0功率管理机制尽管简单，但被认为是一种不旨在用于微管理或优化USB主机设备102与USB客户端设备104之间的低功率操作的大粒度机制。例如，为了“挂起”USB客户端设备104，USB主机设备102必须挂起主机USB物理接口108上的活动达至少三毫秒(3ms)。此外，USB客户端设备104被禁止发起“恢复”模式操作直到USB客户端设备104被挂起之后的至少两毫秒(2ms)。就此而言，进入和退出“挂起”模式操作花费最小五毫秒(5ms)。与USB 2.0功率管理机制形成对比，USB 2.0LPM附录提供了改进的USB功率管理机制以减少与USB 2.0“挂起”和“恢复”模式操作相关联的过渡性等待时间。
就此而言，图2是根据USB 2.0LPM附录(下文中被称为“USB LPM”)中所定义的各方面的示例性标准USB低功率操作方案200的示意图。图1的元件结合图2来引述，并且在本文将不再重复描述。
参照图2，除了保留USB 2.0标准中的“挂起”和“恢复”模式操作之外，USB LPM还引入了用于USB主机设备102和USB客户端设备104的新“休眠”模式操作。该“休眠”模式操作类似于USB 2.0标准中的“挂起”和“恢复”模式操作，但与该“挂起”和“恢复”模式操作相比，支持更精细粒度并引发减少的过渡性等待时间。
继续参照图2，为了开始低功率操作时段202(1)，USB主机设备102(未示出)向USB客户端设备104(未示出)传送LPM事务分组204(1)。低功率操作时段202(1)在从USB客户端设备104接收到USB确收(ACK)分组(未示出)的情况下开始。为了退出低功率操作时段202(1)，USB主机设备102必须向USB客户端设备104提供退出信号206(1)。根据USB LPM，退出信号206(1)可以经由远程唤醒、恢复信令、复位信令、或断开连接来提供。重复相同的规程以发起下一低功率操作时段202(2)，依此类推。由于传送LPM事务分组204(1)和退出信号206(1)花费较少时间，因此“休眠”模式操作能够将与“挂起”和“恢复”模式操作相关联的多毫秒的过渡性等待时间减少到数十微秒。
继续参照图2，尽管过渡性等待时间有改进，USB LPM仍需要LPM事务分组204(1)和退出信号206(1)以分别用于开始和结束低功率操作时段202(1)。由此，LPM事务分组204(1)和退出信号206(1)是开销信号，其可因附加分组传输而负面地影响USB主机设备102与USB客户端设备104之间的数据吞吐量。该影响在USB主机设备102与USB客户端设备104之间的数据通信是周期性(例如，语音、音频等)的情况下尤其严重。由此期望优化USB LPM以进一步减少与该USB LPM相关联的通信开销和过渡性等待时间。相反，如果低功率操作时段202(1)、202(2)的相应的进入时间和退出时间可以是预定的，则有可能提前调度低功率操作时段202(1)、202(2)。通过被调度，低功率操作时段202(1)、202(2)将自动开始和结束。作为结果，将不再需要LPM事务分组204(1)、204(2)和退出信号206(1)、206(2)。作为结果，与USBLPM相关联的通信开销和过渡性等待时间可被减少。
就此而言，图3是用于减少与USB LPM相关联的通信开销和过渡性等待时间的示例性经调度的USB低功率操作方案300的示意图。图1的元件结合图3来引述，并且在本文将不再重复描述。为了便于讨论，作为非限定性示例，在下文中引用USB 2.0标准。可以理解的是，经调度的USB低功率操作方案300的各方面同样适用于USB标准的较早版本(例如，USB1.1)和USB标准的较晚版本(例如，USB 3.0、USB 3.1及以上)。此外，经调度的USB低功率操作方案300也可被非USB主机和客户端(诸如快速外围组件互连(PCIe)和通用闪存存储(UFS)主机和客户端)采用。
参照图3，USB主机设备102中的USB主机控制器106定义包括一个或多个经调度的低功率操作时段304(1)-304(X)的低功率操作调度302。该一个或多个经调度的低功率操作时段304(1)-304(X)中的每一者与相应的进入时间(TENTRY(T进入))和相应的退出时间(TEXIT(T退出))相关联。USB主机控制器106使用一个或多个现有USB标准分组(未示出)向USB客户端设备104中的USB客户端控制器120传达低功率操作调度302。在非限定性示例中，一个或多个现有USB标准分组可以是一个或多个USB帧起始(SOF)分组、一个或多个USB令牌分组、一个或多个USB零长度分组(ZLP)、一个或多个USB握手分组、或者一个或多个USB数据分组。用于传达低功率操作调度302的一个或多个现有USB标准分组中的特定编码稍后关于图6A-6E进一步讨论。在向USB客户端控制器120传达低功率操作调度302之后，USB主机控制器106可以根据相应的进入时间(TENTRY)开始经调度的低功率操作时段304(Y)——其中304(Y)是指一个或多个经调度的低功率操作时段304(1)-304(X)当中的任一经调度的低功率操作时段——而无需向USB客户端控制器120提供开始触发信号(例如，图2中的LPM事务分组204(1))(未示出)。此外，USB主机控制器106可以根据相应的退出时间(TEXIT)来结束经调度的低功率操作时段304(Y)而无需提供结束触发信号(例如，图2中的退出信号206(1))(未示出)。在非限定性示例中，相应的进入时间(TENTRY)也可以基于离当前时间的偏移时间(TOFFSET(T偏移))(未示出)来隐式地设置，由此USB客户端控制器120可以立即开始经调度的低功率操作时段304(Y)并且在偏移时间(TOFFSET)期满时退出经调度的低功率操作时段304(Y)。就此而言，经调度的USB低功率操作方案300可以进一步减少与图2中的标准USB低功率操作方案200相关联的通信开销和过渡性等待时间。
继续参照图3，USB客户端设备104中的USB客户端控制器106也可以定义包括一个或多个经调度的低功率操作时段304(1)-304(X)的低功率操作调度302。USB客户端控制器120使用一个或多个现有USB标准分组(未示出)向USB主机设备102中的USB主机控制器106传达低功率操作调度302。在非限定性示例中，USB客户端控制器120所使用的一个或多个现有USB标准分组可以是USB握手分组或USB数据分组。在向USB主机控制器106传达低功率操作调度302并从USB主机控制器106接收到确认(例如，USB ACK分组)(未示出)之后，USB客户端控制器120可以根据相应的进入时间(TENTRY)开始经调度的低功率操作时段304(Y)而无需提供开始触发信号(例如，图2中的LPM事务分组204(1))(未示出)。此外，USB客户端控制器120可以根据相应的退出时间(TEXIT)来结束经调度的低功率操作时段304(Y)而无需提供结束触发信号(例如，图2中的退出信号206(1))(未示出)。在非限定性示例中，相应的进入时间(TENTRY)也可以基于离当前时间的偏移时间(TOFFSET)(未示出)来隐式地设置，由此USB客户端控制器120可以立即开始经调度的低功率操作时段304(Y)并且在偏移时间(TOFFSET)期满时退出经调度的低功率操作时段304(Y)。就此而言，经调度的USB低功率操作方案300可以进一步减少与图2中的标准USB低功率操作方案200相关联的通信开销和过渡性等待时间。
在非限定性示例中，一个或多个经调度的低功率操作时段304(1)-304(X)中的每一者可以通过现有USB低功率操作方案(例如，挂起模式)或者如USB标准的各个版本(例如，USB 1.1、USB 2.0、USB 3.0和USB 3.1)中所定义的现有USB低功率操作方案的组合来实现。一个或多个经调度的低功率操作时段304(1)-304(X)中的每一者必须容适与现有USB低功率操作方案相关联的起步延迟。例如，如果经调度的低功率操作时段304(Y)基于USB挂起模式，则经调度的低功率操作时段304(Y)将足够长以确保USB客户端设备104能在退出经调度的低功率操作时段304(Y)之前使其锁相环(PLL)起步。在一些情形中，USB客户端控制器120可能需要在退出经调度的低功率操作时段304(Y)之前执行特定USB握手。就此而言，经调度的低功率操作时段304(Y)必须容适与握手相关联的延迟。在非限定性示例中，此类握手可以包括在USB主机控制器106与USB客户端控制器120之间交换USB 2.0ACK/NACK/NYET和USB3.0ERDY/NRDY。
为了解说USB主机控制器106和USB客户端控制器120为了支持经调度的USB低功率操作方案300所采取的过程，分别提供了图4和5。图1和3的元素分别结合图4和5来引述，并且在本文将不再重复描述。
就此而言，图4是解说用于支持图3中的经调度的USB低功率操作方案300的示例性USB主机控制器过程400的流程图。USB主机设备102中的USB主机控制器106确定用于所耦合的USB客户端设备104的低功率操作调度302(框402)。如以上所讨论的，低功率操作调度302包括一个或多个经调度的低功率操作时段304(1)-304(X)，其中该一个或多个经调度的低功率操作时段304(1)-304(X)中的每一者在相应的进入时间(TENTRY)开始并且在相应的退出时间(TEXIT)结束。USB主机控制器106随后使用一个或多个现有USB标准分组向所耦合的USB客户端设备104传达低功率操作调度302(框404)。如以上所讨论的，该一个或多个现有USB标准分组可以是USB SOF分组、USB令牌分组、USB ZLP、USB握手分组、或USB数据分组。在非限定性示例中，在向USB客户端设备104传达低功率操作调度302之后，USB主机控制器106可以执行低功率操作调度302，而不论低功率操作调度302是否被USB客户端设备104正确地接收和/或解码。就此而言，USB主机控制器106根据该相应的进入时间(TENTRY)开始该一个或多个经调度的低功率操作时段304(1)-304(X)当中的经调度的低功率操作时段304(Y)(框406)。此外，USB主机控制器106根据该相应的退出时间(TEXIT)结束该经调度的低功率操作时段304(Y)(框408)。
图5是解说用于支持图3中的经调度的USB低功率操作方案300的示例性USB客户端控制器过程500的流程图。USB客户端设备104中的USB客户端控制器120确定低功率操作调度302(框502)。如以上所讨论的，低功率操作调度302包括一个或多个经调度的低功率操作时段304(1)-304(X)，其中该一个或多个经调度的低功率操作时段304(1)-304(X)中的每一者在相应的进入时间(TENTRY)开始并且在相应的退出时间(TEXIT)结束。USB客户端控制器120随后使用一个或多个现有USB标准分组向所耦合的USB主机设备102传达低功率操作调度302(框504)。如以上所讨论的，该一个或多个现有USB标准分组可以是USB握手分组或USB数据分组。与USB主机控制器106不同，USB客户端控制器120必须从所耦合的USB主机设备102接收关于低功率操作调度302的确认(例如，USB ACK分组)(框506)。换言之，USB客户端控制器120在没有来自所耦合的USB主机设备102的显式确认的情况下不能执行低功率操作调度302。在非限定性示例中，USB主机控制器106可以提议用于低功率操作调度302的不同进入时间(TENTRY)和/或退出时间(TEXIT)。在从所耦合的USB主机设备102接收到确认之后，USB客户端控制器120根据该相应的进入时间(TENTRY)开始该一个或多个经调度的低功率操作时段304(1)-304(X)当中的经调度的低功率操作时段304(Y)(框508)。此外，USB客户端控制器120根据相应的退出时间(TEXIT)结束经调度的低功率操作时段304(Y)(框510)。
如先前在图3中所讨论的，用于在USB主机控制器106与USB客户端控制器120之间传达低功率操作调度302的一个或多个现有USB标准分组可以是USB SOF分组、USB令牌分组、USB ZLP、USB握手分组、或USB数据分组。就此而言，图6A-6E被提供以解说用于传达低功率操作调度302的USB SOF分组、USB令牌分组、USB ZLP、USB握手分组和USB数据分组的示例性编码。图1和3的元素结合图6A-6E来引述，并且在本文将不再重复描述。
图6A是可被编码以用于将低功率操作调度302从USB主机设备102(未示出)传达给USB客户端设备104(未示出)的USB SOF分组600的示例性格式的示意图。USB SOF分组600包括分组标识(PID)字段602、帧号字段604、以及循环冗余校验(CRC)字段606。在非限定性示例中，长度为十一(11)个八位位组的帧号字段604被编码有低功率操作调度302。
继续参照图6A，根据USB标准，USB主机设备102分别在多个USB帧或USB微帧610(1)-610(N)的开始处传送多个USB SOF分组608(1)-608(N)。USB帧的历时为一毫秒(1ms)并且被用于USB 2.0标准中的低速数据链路。USB微帧的历时为一百二十五微秒(125μs)并且被用于USB 3.0标准中的高速数据链路。如此，低功率操作调度302中的一个或多个经调度的低功率操作时段304(1)-304(X)可被锚定到多个USB SOF分组608(1)-608(N)当中的一个或更多个USB SOF分组。例如，一个或多个经调度的低功率操作时段304(1)-304(X)当中的经调度的低功率操作时段的相应的进入时间(TENTRY)可被锚定在多个USB SOF分组608(1)-608(N)当中的一个或多个USB SOF分组处。在给定将多个USB SOF分组608(1)-608(N)仅从USB主机设备102传送给USB客户端设备104的情况下，仅USB主机控制器106能使用该多个USB SOF分组608(1)-608(N)来传达低功率操作调度302。
图6B是解说示例性USB标准事务612的示意图。根据图6B，USB标准事务612包括令牌阶段614、数据分组阶段616、以及握手分组阶段618。就此而言，USB令牌分组(未示出)、USB数据分组(未示出)、以及USB握手分组(未示出)分别在令牌阶段614、数据分组阶段616、以及握手分组阶段618期间在USB主机设备102与USB客户端设备104之间传达。
图6C是可被编码以用于将低功率操作调度302从USB主机设备102传达给USB客户端设备104的USB令牌分组620的示例性格式的示意图。USB令牌分组620包括分组2D(PID)字段622、地址(ADDR)字段624、端点(ENDP)字段626、以及CRC字段628。ADDR字段624和ENDP字段626的长度分别为七(7)个八位位组和四(4)个八位位组。在非限定性示例中，ADDR字段624和ENDP字段626被编码有低功率操作调度302。在另一非限定性示例中，在ENDP字段626中指示相关端点(例如，USB客户端设备104)以促成该相关端点处的分组优先级排序是可能的。在给定将USB令牌分组620仅从USB主机设备102传送给USB客户端设备104的情况下，仅USB主机控制器106能使用该USB令牌分组620来传达低功率操作调度302。
图6D是可被编码以用于将低功率操作调度302从USB主机设备102传达给USB客户端设备104的USB数据分组630的示例性格式的示意图。USB数据分组630包括PID字段632、数据字段634、以及CRC字段636。数据字段634具有至多达八千一百九十二(8192)个八位位组的可变长度。就此而言，使用预定数据结构(诸如类型长度值(TLV)数据结构)在USB主机设备102与USB客户端设备104之间传达低功率操作调度302是可能的。在非限定性示例中，使用预定数据结构来指示低功率操作调度302将在USB主机设备102与USB客户端设备104之间交换预定数目的USB数据分组之后开始是可能的。在给定USB数据分组630可从USB主机设备102和USB客户端设备104两者传送的情况下，USB主机控制器106和USB客户端控制器120两者均可以使用该USB数据分组630来传达低功率操作调度302。
图6E是可被编码以用于在USB主机设备102与USB客户端设备104之间传达低功率操作调度302的USB握手分组638的示例性格式的示意图。USB握手分组638包括PID字段640。在非限定性示例中，长度为八个八位位组的PID字段640被编码有低功率操作调度302。在给定USB握手分组638可从USB主机设备102和USB客户端设备104两者传送的情况下，USB主机控制器106和USB客户端控制器120两者均可以使用该USB握手分组638来传达低功率操作调度302。
除了使用如以上所讨论的USB SOF分组608(1)-608(N)、USB令牌分组620、USBZLP、USB握手分组638、或USB数据分组在USB主机控制器106与USB客户端控制器120之间传达低功率操作调度302之外，使用一个或多个USB专有分组在USB主机控制器106与USB客户端控制器120之间传达低功率操作调度302也是可能的。
根据本文中所公开的各方面的经调度的USB低功率操作可在基于处理器的任何设备中提供或者被集成到其中。不作为限定的示例包括机顶盒、娱乐单元、导航设备、通信设备、固定位置数据单元、移动位置数据单元、移动电话、蜂窝电话、计算机、便携式计算机、台式计算机、个人数字助理(PDA)、监视器、计算机监视器、电视机、调谐器、无线电、卫星无线电、音乐播放器、数字音乐播放器、便携式音乐播放器、音乐耳机、扬声器、数字视频播放器、视频播放器、数字视频碟(DVD)播放器、以及便携式数字视频播放器。
就此而言，图7解说了可支持图3中所解说的经调度的USB低功率操作方案300的基于处理器的系统700的示例。在该示例中，基于处理器的系统700包括一个或多个中央处理单元(CPU)702，其各自包括一个或多个处理器704。(诸)CPU 702可具有耦合到(诸)处理器704以用于对临时存储的数据进行快速访问的高速缓存存储器706。(诸)CPU 702被耦合到系统总线708，USB主机控制器106可连接到该系统总线708。如众所周知的，(诸)CPU 702通过在系统总线708上交换地址、控制、以及数据信息来与这些其他设备通信。尽管在图7中未解说，但可提供多个系统总线708，其中每个系统总线708构成不同的织构。
其他主设备和从设备可连接到系统总线708。如图7中所解说的，作为示例，这些设备可包括存储器系统710、一个或多个输入设备712、一个或多个输出设备714、一个或多个网络接口设备716、以及一个或多个显示控制器718。(诸)输入设备712可以包括任何类型的输入设备，包括但不限于输入键、开关、语音处理器等。(诸)输出设备714可以包括任何类型的输出设备，包括但不限于音频、视频、其他视觉指示器等。(诸)网络接口设备716可以是配置成允许往来于网络720的数据交换的任何设备，包括主机USB物理接口108。网络720可以是任何类型的网络，包括但不限于有线或无线网络、私有或公共网络、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、广域网(WAN)、蓝牙TM网络、或因特网。(诸)网络接口设备716可以被配置成支持所期望的任何类型的通信协议。存储器系统710可以包括一个或多个存储器单元722(0-N)以及存储器控制器724。
(诸)CPU 702还可被配置成在系统总线708上访问(诸)显示控制器718以控制发送给一个或多个显示器726的信息。(诸)显示控制器718经由一个或多个视频处理器728向(诸)显示器726发送要显示的信息，视频处理器728将要显示的信息处理成适于(诸)显示器726的格式。(诸)显示器726可以包括任何类型的显示器，包括但不限于：阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子显示器、发光二极管(LED)显示器等。
本领域技术人员将进一步领会，结合本文所公开的各方面描述的各种解说性逻辑块、模块、电路和算法可被实现为电子硬件、存储在存储器中或另一计算机可读介质中并由处理器或其他处理设备执行的指令、或这两者的组合。作为示例，本文所描述的主设备和从设备可用在任何电路、硬件组件、IC、或IC芯片中。本文所公开的存储器可以是任何类型和大小的存储器，并且可被配置成存储所期望的任何类型的信息。为了清楚地解说这种可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路和步骤在上文已经以其功能性的形式一般性地作了描述。此类功能性如何被实现取决于具体应用、设计选择、和/或加诸于整体系统上的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性，但此类实现决策不应被解读为致使脱离本公开的范围。
结合本文所公开的各方面描述的各种解说性逻辑块、模块、以及电路可用被设计成执行本文所描述的功能的处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其任何组合来实现或执行。处理器可以是微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或多个微处理器、或任何其它此类配置。
本文中所公开的各方面可被实施在硬件和存储在硬件中的指令中，并且可驻留在例如随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其它形式的计算机可读介质中。示例性存储介质被耦合到处理器，以使得处理器能从/向该存储介质读取/写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在远程站中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在远程站、基站或服务器中。
还注意到，本文任何示例性方面中所描述的操作步骤是为了提供示例和讨论而被描述的。所描述的操作可按除了所解说的顺序之外的众多不同顺序来执行。此外，在单个操作步骤中描述的操作实际上可在多个不同步骤中执行。另外，可组合示例性方面中讨论的一个或多个操作步骤。应理解，如对本领域技术人员显而易见地，在流程图中解说的操作步骤可进行众多不同的修改。本领域技术人员还将理解，信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何一种来表示。例如，贯穿上面说明始终可能被述及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元、以及码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任何组合来表示。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员而言将容易是显而易见的，并且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变型而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文所公开的原理和新颖特征一致的最广义的范围。

Claims (27)

1.一种用于支持经调度的低功率操作的通用串行总线USB主机设备，包括：
主机USB物理接口，其被配置成耦合到USB客户端设备；以及
USB主机控制器，其被配置成：
确定用于所耦合的USB客户端设备的低功率操作调度，其中所述低功率操作调度包括一个或多个经调度的低功率操作时段，其各自在相应的进入时间开始并且在相应的退出时间结束；
使用一个或多个现有USB标准分组向所述所耦合的USB客户端设备传达所述低功率操作调度；
根据所述相应的进入时间开始所述一个或多个经调度的低功率操作时段当中的经调度的低功率操作时段；以及
根据所述相应的退出时间结束所述经调度的低功率操作时段。
2.如权利要求1所述的USB主机设备，其特征在于，所述USB主机设备被配置成：在所述相应的进入时间开始所述一个或多个经调度的低功率操作时段中的每一者而无需向所述所耦合的USB客户端设备提供触发信号。
3.如权利要求1所述的USB主机设备，其特征在于，所述USB主机设备被配置成：在所述相应的退出时间结束所述一个或多个经调度的低功率操作时段中的每一者而无需向所述所耦合的USB客户端设备提供触发信号。
4.如权利要求1所述的USB主机设备，其特征在于，所述USB主机设备被配置成：使用一个或多个USB帧开始SOF分组向所述所耦合的USB客户端设备传达所述低功率操作调度。
5.如权利要求4所述的USB主机设备，其特征在于：
所述低功率操作调度被编码在所述一个或多个USB SOF分组的相应的帧号字段中；以及
所述低功率操作调度中所包括的所述一个或多个经调度的低功率操作时段被锚定到由所述USB主机设备传送的多个USB SOF分组中的一者或多者。
6.如权利要求1所述的USB主机设备，其特征在于，所述USB主机设备被配置成：使用一个或多个USB令牌分组向所述所耦合的USB客户端设备传达所述低功率操作调度。
7.如权利要求1所述的USB主机设备，其特征在于，所述USB主机设备被配置成：使用一个或多个USB零长度分组(ZLP)向所述所耦合的USB客户端设备传达所述低功率操作调度。
8.如权利要求1所述的USB主机设备，其特征在于，所述USB主机设备被配置成：使用一个或多个USB握手分组向所述所耦合的USB客户端设备传达所述低功率操作调度。
9.如权利要求1所述的USB主机设备，其特征在于，所述USB主机设备被配置成：使用一个或多个USB数据分组向所述所耦合的USB客户端设备传达所述低功率操作调度。
10.如权利要求9所述的USB主机设备，其特征在于：
所述低功率操作调度被编码在所述一个或多个USB数据分组的相应的数据字段中；以及
所述低功率操作调度被配置成在所述USB主机设备与所述所耦合的USB客户端设备之间交换预定数目的USB数据分组之后开始。
11.如权利要求1所述的USB主机设备，其特征在于，所述主机USB物理接口被配置成耦合到外围USB客户端设备。
12.如权利要求1所述的USB主机设备，其特征在于，配置成确定低功率操作调度的所述USB主机控制器被配置成确定包括多个低功率操作时段的低功率操作调度。
13.一种用于在通用串行总线USB主机设备处支持经调度的USB低功率操作的方法，包括：
确定用于所耦合的USB客户端设备的低功率操作调度，其中所述低功率操作调度包括一个或多个经调度的低功率操作时段，其各自在相应的进入时间开始并且在相应的退出时间结束；
使用一个或多个现有USB标准分组向所述所耦合的USB客户端设备传达所述低功率操作调度；
根据所述相应的进入时间开始所述一个或多个经调度的低功率操作时段当中的经调度的低功率操作时段；以及
根据所述相应的退出时间结束所述经调度的低功率操作时段。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括，使用一个或多个USB帧开始SOF分组向所述所耦合的USB客户端设备传达所述低功率操作调度，其中所述低功率操作调度被编码在所述一个或多个USB SOF分组的相应的帧号字段中。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括，使用一个或多个USB令牌分组向所述所耦合的USB客户端设备传达所述低功率操作调度。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括，使用一个或多个USB零长度分组(ZLP)向所述所耦合的USB客户端设备传达所述低功率操作调度。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括，使用一个或多个USB握手分组向所述所耦合的USB客户端设备传达所述低功率操作调度。
18.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括，使用一个或多个USB数据分组向所述所耦合的USB客户端设备传达所述低功率操作调度，其中所述低功率操作调度被编码在所述一个或多个USB数据分组的相应的数据字段中。
19.一种用于支持经调度的低功率操作的通用串行总线USB客户端设备，包括：
客户端USB物理接口，其被配置成耦合到USB主机设备；以及
USB客户端控制器，其被配置成：
确定低功率操作调度，其中所述低功率操作调度包括一个或多个经调度的低功率操作时段，其各自在相应的进入时间开始并且在相应的退出时间结束；
使用一个或多个现有USB标准分组向所耦合的USB主机设备传达所述低功率操作调度；
从所述所耦合的USB主机设备接收关于所述低功率操作调度的确认；
根据所述相应的进入时间开始所述一个或多个经调度的低功率操作时段当中的经调度的低功率操作时段；以及
根据所述相应的退出时间结束所述经调度的低功率操作时段。
20.如权利要求19所述的USB客户端设备，其特征在于，所述USB客户端设备被配置成：根据所述相应的进入时间开始所述一个或多个经调度的低功率操作时段当中的所述经调度的低功率操作时段而无需向所述所耦合的USB主机设备传送触发信号。
21.如权利要求19所述的USB客户端设备，其特征在于，所述USB客户端设备被配置成：根据所述相应的退出时间结束所述一个或多个经调度的低功率操作时段当中的所述经调度的低功率操作时段而无需向所述所耦合的USB主机设备传送触发信号。
22.如权利要求19所述的USB客户端设备，其特征在于，所述USB客户端设备被配置成：使用一个或多个USB握手分组向所述所耦合的USB主机设备传达所述低功率操作调度。
23.如权利要求19所述的USB客户端设备，其特征在于，所述USB客户端设备被配置成：使用一个或多个USB数据分组向所述所耦合的USB主机设备传达所述低功率操作调度。
24.如权利要求23所述的USB客户端设备，其特征在于：
所述低功率操作调度被编码在所述一个或多个USB数据分组的相应的数据字段中；以及
所述低功率操作调度被配置成在所述USB客户端设备与所述所耦合的USB主机设备之间交换预定数目的USB数据分组之后开始。
25.一种用于在通用串行总线USB客户端设备处支持经调度的USB低功率操作的方法，包括：
确定低功率操作调度，其中所述低功率操作调度包括一个或多个经调度的低功率操作时段，其各自在相应的进入时间开始并且在相应的退出时间结束；
使用一个或多个现有USB标准分组向所耦合的USB主机设备传达所述低功率操作调度；
从所述所耦合的USB主机设备接收关于所述低功率操作调度的确认；
根据所述相应的进入时间开始所述一个或多个经调度的低功率操作时段当中的经调度的低功率操作时段；以及
根据所述相应的退出时间结束所述经调度的低功率操作时段。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，进一步包括：
使用一个或多个USB握手分组向所述所耦合的USB主机设备传达所述低功率操作调度；
从所述所耦合的USB主机设备接收关于所述一个或多个USB握手分组的确收ACK分组；以及
在从所述所耦合的USB主机设备接收到所述ACK分组的情况下实现所述低功率操作调度。
27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，进一步包括：
使用一个或多个USB数据分组向所述所耦合的USB主机设备传达所述低功率操作调度，其中所述低功率操作调度被编码在所述一个或多个USB数据分组的相应的数据字段中；
从所述所耦合的USB主机设备接收关于所述一个或多个USB数据分组的确收ACK分组；以及
在从所述所耦合的USB主机设备接收到所述ACK分组的情况下实现所述低功率操作调度。
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