CN115989470A - 通信装置和有源线缆 - Google Patents

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Abstract

有源线缆所包含的通信装置(111)具备控制部(11)、比较器(12)、电阻器(13)、电压源(14)、重驱动器(16)。比较器(12)输入SBU信号线的电压值，并且输入从电压源(14)输出的参照电压值，对SBU信号线的电压值和参照电压值进行大小比较，由此检测边带信号的电平。控制部(11)从比较器(12)接收边带信号电平的检测结果，在边带信号电平在一定时间以上都为L电平的情况下，将作为主动器件的重驱动器(16)设为低耗电状态。

Description

通信装置和有源线缆
技术领域
本发明涉及在至少一方遵循USB4标准的第一通道适配器与第二通道适配器之间进行通信的有源线缆、以及设置于该有源线缆的通信装置。
背景技术
作为用于将周边设备连接到计算机等信息设备的串行总线标准之一，有通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)。USB是在作为最初的标准的USB1.0于1996年出现之后，在当前的个人计算机周边设备中最普及的通用接口标准。在2017年9月正式公布了USB3.2标准(参照非专利文献1)，在2019年8月正式公布了USB4标准(参照非专利文献2)。USB 4对USB 3.2要求向后兼容性。
作为主信号的SS(Super Speed：超级速度)信号的数据速率(每1通道)在USB3.2的Gen1中为5Gbps，在USB3.2的Gen2中为10Gbps，在USB4的Gen2中为10Gbps，在USB4的Gen3中为20Gbps。SS信号是差分信号。SS信号的通信可以利用2通道。
在USB4中，与SS信号通信用的通道分开地设置有边带用(Sideband Use，SBU)通信线。边带信号的数据速率为1Mbps。边带信号是单端全双工双向通信。但是，在USB3.2中未设置SBU通信线。
另外，在USB4中，通过CC通信线进行电力供给(Power Delivery)通信(参照非专利文献3)。电力供给通信是单端半双工通信。
在USB4中使用Type-C连接器(参照非专利文献4)。图1是表示Type-C连接器的端子排列的图。该线缆用的连接器具备端子A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12、B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10、B11、B12。在作为主信号的SS信号的通信中，使用发送信号用的端子A2(TX1+)、端子A3(TX1-)、端子B2(TX2+)、端子B3(TX2-)、接收信号用的端子B11(RX1+)、端子B10(RX1-)、端子A11(RX2+)、端子A10(RX2-)的各端子。在边带通信中，使用边带用(Sideband Use)(SBU)端子，即端子A8(SBU1)、端子B8(SBU2)的各端子。在电力供给通信中使用端子A5(CC1(CC：Configuration Channel，配置信道))。
图2是表示通过遵循USB4标准的通信线缆连接了2个设备的结构的图。DFP(Downstream Facing Port：下行端口)和UFP(Upstream Facing Port：上行端口)是链路伙伴(link partner)。DFP是主机侧的设备，例如是计算机等信息设备。UFP是器件侧的设备，例如是鼠标、显示器等周边设备。通道适配器(Lane Adapter)分别设置于DFP以及UFP，成为基于USB4的SS信号通信的主体。DFP包括通道0适配器和通道1适配器。UFP也具备通道0适配器和通道1适配器。通道0与通道1捆合(bonded)。USB通道具备2个差分信号对(TX/RX)。边带信道SBC是2根有线信道。
DFP和UFP通过通信线缆彼此连接。在将DFP和UFP彼此连接的通信线缆短的情况下，该通信线缆可以是无源线缆。另一方面，在通信线缆长的情况下(在USB4中长度为0.8m以上的情况下)，要求该通信线缆为有源线缆。作为有源线缆，有保持电信号的状态传输的有源铜线缆(Active Cupper Cable，ACC)和将电信号转换为光信号而传输光信号的有源光缆(Active Optical Cable，AOC)。
有源线缆具备主动器件。主动器件能够对主信号进行与耗电量相应的主动动作。在ACC的情况下，主动器件是对信号的损失(特别是高频带的损失)进行修正的重驱动器(re-driver)、重定时器(re-timer)等。在AOC的情况下，主动器件是将电流信号转换为光信号的激光二极管、向激光二极管供给电流信号来驱动激光二极管的驱动部(激光驱动器)、将光信号转换为电流信号的光电二极管、将从光电二极管输出的电流信号转换为电压信号的跨阻放大器(Trans Impedance Amplifier，TIA)等。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：“The USB3.2 Specification releasedon September 22，2017andECNs”，[online]，USB Implementers Forum，[2020年8月6日检索]，互联网<URL:https://www.usb.org/document-library/usb-32-specification-released-september-22-2017-and-ecns>
非专利文献2：“USB4 Specification”，[online]，USB Implementers Forum，[2020年8月6日检索]，互联网＜URL：https://www.usb.org/document-library/usb4tm-specification＞
非专利文献3：“USB Type-C Cable and ConnectorSpecification Revision2.0”，[online]，USB Implementers Forum，[2020年8月6日检索]，互联网＜https://www.usb.org/document-library/usb-type-cr-cable-and-connector-specification-revisi on-20＞
非专利文献4：“USB Power Delivery”,[online]，USB Implementers Forum，[2020年8月6日检索]，互联网＜https://www.usb.org/document-library/usb-power-delivery＞
发明内容
发明所要解决的技术问题
在DFP和UFP通过遵循USB4标准的有源线缆相互连接的结构(图2)中，期望在处于DFP和UFP各自的通道适配器之间不进行SS信号的通信的休眠状态的期间，将有源线缆所包含的主动器件的耗电抑制得较低。但是，在遵循USB3.2标准的有源线缆中能够检测到处于休眠状态，但无法将该休眠状态检测技术应用于遵循USB4标准的有源线缆。
本发明是为了解决上述问题点而完成的，其目的在于提供一种通信装置以及具备这样的通信装置的有源线缆，该通信装置能够在至少一方遵照USB4标准的第一通道适配器与第二通道适配器之间进行通信的有源线缆中以简单的结构使主动器件成为低耗电状态。
用于解决技术问题的手段
本发明的通信装置设置于有源线缆，该有源线缆在至少一方遵循USB4标准的第一通道适配器与第二通道适配器之间进行通信，其中，该通信装置具有：(1)1个或多个主动器件，它们对在所述第一通道适配器与所述第二通道适配器之间发送的主信号进行与耗电量相应的主动动作；(2)电平检测部，其检测在所述第一通道适配器与所述第二通道适配器之间发送的边带信号的电平；以及(3)控制部，其在由所述电平检测部检测出的边带信号的电平在一定时间以上都为L电平的情况下，使所述主动器件中的任意主动器件成为低耗电状态。
有源线缆可以是有源铜线缆。此时，优选地，当由电平检测部检测出的边带信号的电平在一定时间以上都为L电平的情况下，控制部将作为主动器件的重驱动器或重定时器设为低耗电状态。
有源线缆可以是有源光缆。此时，优选地，当由检测出的边带信号的电平在一定时间以上都为L电平的情况下，控制部将作为主动器件的激光驱动器或跨阻放大器设为低耗电状态。
优选地，当由电平检测部检测出的边带信号的电平在一定时间以上都为L电平的情况下，控制部将主动器件以外的电路也设为低耗电状态。此外，优选地，当由电平检测部检测出的边带信号的电平在一定时间以上都为L电平的情况下，控制部调整主动器件中的任意主动器件的动作。
本发明的通信装置优选还具备电阻器，该电阻器设置在电平检测部中的边带信号的输入端子与基准电位供给端子之间。
一种用于USB4标准的通信装置，其具备：比较器，其具备与边带用(SBU)端子连接的第一输入端子和与基准电位连接的第二输入端子；控制部，其与比较器的输出端子连接，具备用于输出低耗电指示信号的输出端子；以及主动器件，其与控制部的输出端子连接。本发明的有源线缆具备上述的本发明的通信装置。
另外，在本说明书中，USB4标准包括在USB4以后被制定为具有USB4兼容性的USB标准。
发明效果
根据本发明，在至少一方遵循USB4标准的第一通道适配器与第二通道适配器之间进行通信的有源线缆中，能够以简单的结构使主动器件成为低耗电状态。
附图说明
图1是示出类型C连接器的端子排列的图。
图2是示出通过遵循USB4标准的通信线缆连接了2个设备的结构的图。
图3是示出USB4标准中的通道适配器的状态机的状态转换图。
图4是在USB4标准中的通道适配器的CLd状态下执行的通道初始化的流程图。
图5是示出第一实施方式的有源线缆100的结构的图。
图6是示出第一实施方式的有源线缆100中包含的通信装置111的结构的图。
图7是示出第二实施方式的有源线缆200的结构的图。
图8是示出第二实施方式的有源线缆200中包含的通信装置211的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明用于实施本发明的方式。另外，在对附图的说明中，对同一要素标注同一标记，并省略重复的说明。本发明决不旨在限于由这些示例所限定的内容，而旨在于包括由权利要求书的范围所描述的、以及在与权利要求书的范围等同的含义和范围内所有的变更。
首先，对在遵循USB3.2标准的有源线缆中能够检测到处于休眠状态，但无法将该休眠状态检测技术应用于遵循USB4标准的有源线缆的情况进行说明。
图3是表示USB4标准中的通道适配器的状态机的状态迁移图。在刚刚接通电源之后的CLd状态(S1)下，进行通道初始化(Lane Initialization)。在通道初始化结束后的训练(Training)状态(S2)下，进行均衡训练，建立DFP与UFP之间的链接。在均衡训练结束后的CL0状态(S3)下，作为通常模式，在DFP和UFP各自的通道适配器之间进行基于SS信号的通信。在CL0s状态(S6)、CL1状态(S5)、CL2状态(S4)的各状态下，在DFP以及UFP各自的通道适配器之间不进行基于SS信号的通信。在CL0s状态(S6)结束后恢复到CL0状态(S3)。在CL1状态(S5)、CL2状态(S4)的各状态结束后，返回训练状态(S2)。此外，根据USB4标准，无效(Disabled)状态(S7)是通道适配器使通道无效化的状态，在通道无效(Lane Disable)位被设定为1b(位)的情况下，从训练状态(S2)或CL0状态(S3)进入该状态。当通道无效位被设定为0b(位)时，无效状态(S7)迁移到CLd状态(S1)。当通道适配器的通道捆合(Lane Bonding)位被设定为1b时，从CL0状态(S3)进入通道捆合状态(S8)。在通道捆合状态(S8)下，将2个单通道链路与双通道链路捆合，在其成功的情况下，返回到CL0状态(S3)。另外，在USB4端口被切断的情况下、适配器接收到LT Fall(通道无效事件)的事务、LT LRoff(切断或者系统休眠状态)的事务的情况下，返回到CLd状态(S1)。
通道适配器状态机(Lane Adapter State Machine)是物理逻辑层的状态机。在更上位的配置层存在路由器状态机(Router State Machine)。该路由器状态机的休眠状态在成为DFP以及UFP各自的通道适配器之间不进行SS信号的通信的休眠状态时使用。在该休眠状态的期间，期望将有源线缆所包含的主动器件的耗电抑制得较低。但是，路由器状态机的休眠状态是上位的配置层的休眠状态，因此无法检测。因此，需要基于通道适配器状态机来检测处于休眠状态的情况。
在USB3.2中，当SS信号的无信号状态持续一定时间(320ns)以上时，能够判断为处于休眠状态。但是，在基于休眠状态的检测而成为低耗电状态之后，此后需要迅速地恢复到进行SS信号的通信的唤醒状态，因此无法将该技术应用于USB4。
在USB4中，CL0s、CL1、CL2各状态是低耗电状态。当成为低耗电状态时，通道适配器不进行SS信号的通信。需要从CL0s、CL1、CL2各状态迅速恢复到唤醒状态。
在从CL0s状态(S6)恢复到CL0状态(S3)时，DFP和UFP中的任意一方的通道适配器向另一方的通道适配器发送至少16个周期的LFPS(Low Frequency Periodic Signaling：低频周期信令)。另一方的通道适配器接受该LFPS，从CL0s状态(S6)恢复到CL0状态(S3)。LFPS仅传送一次，因此必须从一方的通道适配器向另一方的通道适配器传送，该传送不会被有源线缆妨碍。
LFPS是在通道适配器间相互传送的低速翻转(toggle)模式信号。LFPS的周期为20ns～80ns，LFPS的16个周期最短为320ns。即使基于检测出SS信号的无信号状态持续一定时间以上的情况而判断为处于休眠状态，将有源线缆的主动器件设为低耗电状态，在从CL0s状态(S6)恢复到CL0状态(S3)时，也需要在检测到LFPS的接收后立即启动并使LFPS通过。但是，要在320ns以下的短时间内启动是困难的，通常需要10μs左右的启动时间。难以使LFPS通过。因此，不能从CL0s状态(S6)恢复到CL0状态(S3)。
在从CL1状态(S5)或CL2状态(S4)返回到训练状态(S2)时，DFP和UFP中的任一方的通道适配器向另一方的通道适配器发送LFPS。另一方的通道适配器接受发送来的LFPS，向一方的通道适配器返回LFPS。最初发送了LFPS的一方的通道适配器向对方侧的通道适配器持续发送LFPS，直到从对方侧的通道适配器返回LFPS为止。因此，即使有源线缆的主动器件从低耗电状态启动需要时间，也能够从CL1状态(S5)或CL2状态(S4)返回到训练状态(S2)。
但是，必须区分是处于CL0s状态(S6)，还是处于CL1状态(S5)或CL2状态(S4)。在通道适配器间利用高速的SS信号来发送从CL0状态(S3)向CL0s状态(S6)、CL1状态(S5)、CL2状态(S4)中的哪个状态迁移的信息。只要解读该高速的SS信号的内容即可，但用于此的电路设计并不容易，电路的规模大。因此，在简单的电路结构中，在CL0s状态(S6)、CL1状态(S5)、CL2状态(S4)的各状态下，无法使有源线缆的主动器件成为低耗电状态。
如上所述，遵循USB3.2标准的有源线缆中的休眠状态检测技术无法应用于遵循USB4标准的有源线缆。假设基于检测出SS信号的无信号状态持续一定时间以上的情况而判断为处于休眠状态，将有源线缆的主动器件设为低耗电状态，则在CL0s状态(S6)时，无法从该CL0s状态(S6)恢复到CL0状态(S3)，产生死锁。
然而，在通道适配器的CLd状态(S1)下进行的通道初始化如下进行。图4是在USB4标准中的通道适配器的CLd状态(S1)下进行的通道初始化的流程图。在通道初始化(LaneInitialization)中，通过使用了CC通信线的电力供给通信、以及使用了SBU通信线的边带通信，决定在DFP以及UFP各个通道适配器之间以USB4以及USB3.2中的哪一个进行通信、以及以哪一个数据速率进行通信等。通道初始化的过程分为阶段1～5。
在通道初始化的阶段1(S10)中，通过使用CC通信线的电力供给通信，确认链路伙伴(DFP、UFP)双方以及有源线缆内的设备是否与USB4标准对应。在这些全部与USB4标准对应的情况下，开始基于USB4的通信，进入阶段2(S20)以后的处理。相反，在任一个不与USB4标准对应的情况下，开始基于USB3.2的通信，不进入阶段2以后的处理。在阶段1(S10)的期间，边带信号被固定为L电平。
在通道初始化的阶段2(S20)以后，通过使用了SBU通信线的边带通信，决定以哪个数据速率进行通信等。在阶段2(S20)以后，边带信号基本上维持H电平，在发送码元(symbol)时，成为1位的L电平(起始位)、8位的任意的电平(码元)以及1位的H电平(停止位)，以后维持H电平。
通道适配器状态机的CLd状态(S1)的期间是不进行SS信号的通信的通道初始化的期间，但包含路由器状态机的休眠状态的期间。在CLd状态(S1)中的阶段1(S10)中，边带信号被固定为L电平，与此相对，在阶段2(S20)以后，边带信号基本上维持H电平。因此，通过简易的电路结构来监视作为低速信号的边带信号的电平，能够检测出处于通道适配器状态机的CLd状态(S1)的阶段1(S10)的情况，能够将有源线缆所包含的主动器件的耗电抑制得较低。此外，根据USB4标准，在通道初始化中，在阶段2(S20)中，进行所连接的路由器检测，在阶段3(S30)中，路由器取得链路伙伴的设定信息来决定USB4端口特性，在阶段4(S40)中，开始发送，在阶段5(S50)中，进行链路均衡。
以下说明的结构是基于本发明人的上述那样的考察的结构。
图5是表示第一实施方式的有源线缆100的结构的图。本实施方式的有源线缆100是有源铜线缆(ACC)。有源线缆100用于在一方的链路伙伴140的通道适配器141与另一方的链路伙伴150的通道适配器151之间进行通信。通道适配器141和通道适配器151中的至少一方遵循USB4标准。
位于有源线缆100的一侧的终端装置110具备通信装置111以及连接器114。连接器114与通道适配器141连接。位于有源线缆100的另一侧的终端装置120具备通信装置121以及连接器124。连接器124与通道适配器151连接。
在通信装置111与通信装置121之间设置有通信线(铜线)130。该通信线130包括发送作为主信号的SS信号的SS信号线(TX1+、TX1-、TX2+、TX2-、RX1+、RX1-、RX2+、RX2-)、发送边带信号的SBU通信线、发送电力供给信号的CC通信线、用于电力供给的电源线(Vconn线)等。
图6是表示第一实施方式的有源线缆100所包含的通信装置111的结构的图。在该图中，主要示出了通信装置111中的、与从链路伙伴140的通道适配器141(图5)向链路伙伴150的通道适配器151(图5)发送的SS信号相关的结构。通信装置121可以具有与通信装置111相同的结构，但是代替图6所示的信号(TX1+、TX1-、RX1+、RX1-)，而将信号(TX2+、TX2-、RX2+、RX2-)用于通信。此外，对于不是发送的SS信号而是接收的SS信号也可以设为同样的结构，对于发送的SS信号以及接收的SS信号双方也可以设为同样的结构。
通信装置111包括控制部11、比较器12、电阻器13、电压源14、信号检测部15(发送信号检测部)、重驱动器16、eMarker 17和电源IC18。它们被安装在被称为插卡(PaddleCard)的基板上。通信装置111的框图的外框能够表示该基板。
比较器12是将SBU信号线(SBU端子)的电压值输入到第一输入端子，并且将从电压源14输出的参照电压值输入到第二输入端子，对SBU信号线的电压值和参照电压值进行大小比较，由此检测边带信号的电平的电平检测部，从输出端子输出检测结果。比较器12的输出端子与控制部11的输入端子连接，将该电平检测结果通知给控制部11。
电阻器13设置在作为电平检测部的比较器12中的边带信号的输入端子与基准电位供给端子之间。基准电位供给端子可以供给电源电位，也可以供给接地电位。电阻器13是上拉电阻或下拉电阻。通过设置电阻器13，即使在通道适配器141和通道适配器151中的任一方不遵循USB4标准的情况下(即，不进行边带通信的情况下)，也能够确定比较器12中的边带信号的输入端子的电位，抑制无用的电流流到比较器12。此外，通过使电阻器13具有足够大的电阻值，能够不对SBU通信造成影响。
信号检测部15检测有无从链路伙伴140的通道适配器141(图5)向链路伙伴150的通道适配器151发送的主信号即SS信号，并将该检测结果通知给控制部11。信号检测部15具备被输入发送用的第一差分信号(TX1+)和第二差分信号(TX1-)的一对输入端子、和将检测结果输出到控制部11的输出端子。
重驱动器16对发送时的SS信号的损失(特别是高频带的损失)进行校正，能够对SS信号进行与耗电量相应的主动动作。此外，也可以代替重驱动器16而设置重定时器。重驱动器16具备被输入发送用的第一差分信号(TX1+)和第二差分信号(TX1-)的一对输入端子、以及将这些信号放大并输出的一对输出端子。重驱动器16具备被输入来自控制部11的输出端子的控制信号(低耗电指示信号)的输入端子。重驱动器16根据输入的控制信号，控制输出信号的对于频率的放大特性。重驱动器16例如能够包括CTLE(Continuous Time LinearEqualizer：连续时间线性均衡器)电路和去加重(De-Emphasis)电路。在将重驱动器16替换为重定时器的情况下，重定时器还能够具备时钟数据恢复(CDR)电路。例如，当输入低耗电指示信号时，主动器件可以通过降低放大率、降低输入的电源电位、断开供给电源电位的开关等而进入低耗电状态。
eMarker 17存储应该通知给连接对方的有源线缆100的信息。所存储的信息例如是流过电源线的最大电流和最大电压、是与USB4对应还是USB3.2专用、SS信号线的最大数据速率等。eMarker 17通过CC线向连接对方通知信息。
电源IC18将由电源线(Vconn线)供给的5V的电源降低到比其低的电压(例如3.3V)，将该低电压提供给控制部11、比较器12、电阻器13、电压源14、信号检测部15以及重驱动器16等。
控制部11从作为电平检测部的比较器12接收边带信号电平的检测结果，并且从信号检测部15接收关于有无SS信号的检测结果。控制部11在边带信号电平在一定时间以上都为L电平的情况下，将作为主动器件的重驱动器16设为低耗电状态。
如上所述，在USB4标准中的通道适配器的CLd状态下进行的通道初始化中，相对于在阶段1(图4)中边带信号被固定为L电平，在阶段2(图4)以后通过使用SBU通信线的边带通信来发送码元。在阶段2以后，边带信号基本上维持H电平，在发送码元时，成为1位的L电平(起始位)、8位的任意的电平(码元)以及1位的H电平(停止位)，以后维持H电平。此外，边带信号的数据速率为1Mbps，边带信号的1位的时间为1μs。因此，如果边带信号电平的L电平持续10位的时间(10μs)以上，则能够判断为通道适配器处于CLd状态的阶段1。
因此，控制部11在边带信号电平在一定时间(至少10μs)内都为L电平的情况下，能够使作为主动器件的重驱动器16成为低耗电状态。另外，控制部11除了确认边带信号电平以外，还确认SS信号的无信号状态，由此能够更可靠地判断为通道适配器处于CLd状态的阶段1。
控制部11在边带信号电平在一定时间以上都为L电平的情况下，不仅将重驱动器16设为低耗电状态，还可以将eMarker 17设为低耗电状态，还可以将电源IC18设为低耗电状态。由此，能够使通信装置111的整体成为更低耗电的状态。控制部例如能够由微处理器或逻辑电路构成。
另外，控制部11也可以在边带信号电平在一定时间以上都为L电平的情况下，进行作为主动器件的重驱动器16的动作的调整。具体而言，重驱动器16的动作的调整例如是SS信号的损耗校正时的频率依赖性的调整。在通道适配器处于CLd状态的阶段1时，SS信号为无信号状态，不要求迅速恢复到唤醒状态，因此能够进行重驱动器16的动作的调整。
在本实施方式中，仅检测边带信号电平在一定时间以上都为L电平的情况即可，因此能够将用于此的电平检测部即比较器12设为电路规模小的简易的结构。因此，通信装置111也能够设为简单的结构，能够以低成本且低功率安装在插卡上。
图7是表示第二实施方式的有源线缆200的结构的图。本实施方式的有源线缆200是有源光缆(AOC)。有源线缆200在一方的链路伙伴240的通道适配器241与另一方的链路伙伴250的通道适配器251之间进行通信。通道适配器241和通道适配器251中的至少一方遵循USB4标准。
位于有源线缆200的一侧的终端装置210具备通信装置211、激光二极管212、光电二极管213以及连接器214。连接器214与通道适配器241连接。位于有源线缆200的另一侧的终端装置220具备通信装置221、激光二极管222、光电二极管223以及连接器224。连接器224与通道适配器251连接。
在激光二极管212与光电二极管223之间设置有光纤231作为传输光信号的信号线。在激光二极管222与光电二极管213之间设置有光纤232作为传输光信号的信号线。这些信号线发送作为主信号的SS信号、边带信号、电力供给信号等。
图8是表示第二实施方式的有源线缆200所包含的通信装置211的结构的图。在该图中，主要示出了通信装置211中的、与在链路伙伴240的通道适配器241与链路伙伴250的通道适配器251之间发送的SS信号相关的结构。通信装置221可以具有与通信装置211相同的结构，但是代替图8所示的信号(TX1+、TX1-、RX2+、RX2-)，而将信号(TX2+、TX2-、RX1+、RX1-)用于通信。
通信装置211包括控制部21、比较器22、电阻器23、电压源24、发送信号检测部25、驱动部(激光驱动器)26、放大部27、差分放大部28(差分放大器)和接收信号检测部29。此外，通信装置211包括图6所示的eMarker和电源IC。通信装置211、激光二极管212和光电二极管213安装在插卡的基板上。通信装置211的框图的外框能够表示还搭载有激光二极管212以及光电二极管213的基板。
比较器22是将SBU信号线(SBU端子)的电压值输入到第一输入端子，并且将从电压源24输出的参照电压值输入到第二输入端子，对SBU信号线的电压值和参照电压值进行大小比较，由此检测边带信号的电平的电平检测部，从输出端子输出检测结果。比较器22的输出端子与控制部21的输入端子连接，将该电平检测结果通知给控制部21。
电阻器23设置在作为电平检测部的比较器22中的边带信号的输入端子与基准电位供给端子之间。基准电位供给端子可以供给电源电位，也可以供给接地电位。电阻器23是上拉电阻或下拉电阻。通过设置电阻器23，即使在通道适配器241和通道适配器251中的任一方不遵循USB4标准的情况下(即，不进行边带通信的情况下)，也能够确定比较器22中的边带信号的输入端子的电位，抑制无用的电流流到比较器22。此外，通过使电阻器23具有足够大的电阻值，能够不对SBU通信造成影响。
发送信号检测部25检测有无从链路伙伴240的通道适配器241向链路伙伴250的通道适配器251发送的主信号即SS信号，并将该检测结果通知给控制部21。发送信号检测部25具备被输入发送用的第一差分信号(TX1+)和第二差分信号(TX1-)的一对输入端子、和将检测结果输出到控制部21的输出端子。
驱动部26在存在应该向对方发送的SS信号时，基于该信号向激光二极管212提供电流信号，使得从激光二极管212向对方的光电二极管223输出光信号。驱动部26具备被输入发送用的第一差分信号(TX1+)和第二差分信号(TX1-)的一对输入端子、和根据这些信号输出激光二极管212用的驱动电流的输出端子。驱动部26具备被输入来自控制部21的输出端子的控制信号(低耗电指示信号)的输入端子。驱动部26根据所输入的控制信号，控制作为输出信号的驱动电流的大小。
放大部27输入从接收到从对方的激光二极管222输出并到达的光信号的光电二极管213输出的电流信号，将该电流信号转换为电压信号，并输出该电压信号(差分信号)。该放大部27是将电流信号转换为电压信号的TIA。差分放大部28将从放大部27输出的电压信号放大并作为SS信号输出。
接收信号检测部29具备检测放大部27与差分放大部28之间的电压信号的有无的一对输入端子、和向控制部21输入检测结果的输出端子。即，接收信号检测部29检测有无从链路伙伴250(图7)的通道适配器251向链路伙伴240的通道适配器241发送的主信号即SS信号。接收信号检测部29将该检测结果通知给控制部21。
控制部21从作为电平检测部的比较器22接收边带信号电平的检测结果，从发送信号检测部25以及接收信号检测部29分别接收有无SS信号的检测结果。控制部21在边带信号电平在一定时间以上都为L电平的情况下，将作为主动器件的驱动部26、放大部27以及差分放大部28中的任意1个以上设为低耗电状态。
如上所述，如果边带信号电平的L电平持续10位的时间(10μs)以上，则能够判断为通道适配器处于CLd状态的阶段1。因此，控制部21在边带信号电平在一定时间(至少10μs)内都为L电平的情况下，能够将作为主动器件的驱动部26、放大部27以及差分放大部28中的任意1个以上设为低耗电状态。另外，控制部21除了确认边带信号电平以外，还确认SS信号的无信号状态，由此能够更可靠地判断为通道适配器处于CLd状态的阶段1。
控制部21在边带信号电平在一定时间以上都为L电平的情况下，不仅将主动器件设为低耗电状态，还可以将eMarker(图6)设为低耗电状态，还可以将电源IC(图6)设为低耗电状态。由此，能够使通信装置211的整体成为更低耗电的状态。另外，低耗电状态是比在SS信号发送中使用的功率低的功率的状态，优选是休眠状态的功率。
此外，控制部21也可以在边带信号电平在一定时间以上都为L电平的情况下，进行作为主动器件的驱动部26、放大部27或差分放大部28的动作的调整。具体而言，驱动部26的动作的调整例如是提供给激光二极管212的电流的大小的调整。放大部27或差分放大部28的动作的调整例如是SS信号的损耗校正时的频率依赖性的调整，是偏移的调整。在通道适配器处于CLd状态的阶段1时，SS信号为无信号状态，不要求迅速恢复到唤醒状态，因此能够进行这些动作的调整。此外，在上述的动作的调整中，在使用重驱动器16、驱动部26的情况下，能够使SS信号的特别是高频带的增益增加，对高频带的损失进行修正。
在本实施方式中，也是仅检测边带信号电平在一定时间以上都为L电平的情况即可，因此能够将作为用于此的电平检测部的比较器22设为电路规模小的简易的结构。因此，通信装置211也能够设为简单的结构，能够以低成本且低功率安装在插卡上。
如以上所说明的那样，上述的USB4标准用的通信装置具备：比较器(12、22)，其具备与边带用(SidebandUse)(SBU)端子(SBU线)连接的第一输入端子和与基准电位连接的第二输入端子；控制部(11、21)，其与比较器(12、22)的输出端子连接，具备低耗电指示信号输出用的输出端子；以及主动器件(16、26)，其与控制部(11、21)的输出端子连接。
主动器件能够设为具备分别与第一发送信号用的端子(TX1+)以及第二发送信号用的端子(TX1-)连接的一对输入端子的重驱动器16(或者重定时器)。
主动器件能够设为具备分别与第一发送信号用的端子(TX1+)以及第二发送信号用的端子(TX1-)连接的一对输入端子的激光二极管用驱动部26。驱动部26也能够设为能够进行通过差分输入进行动作的增益调整的电流源。驱动部26例如通过低耗电指示信号的输入，使增益降低，使电源电位降低，或者切断供给电源电位的线的开关，由此能够成为低耗电状态。此外，在将低耗电指示信号输入到放大部27(跨阻放大器)和/或差分放大部28的情况下，它们的耗电降低。低耗电指示信号也可以是指示切断设置在向这些电路供给电源电位的线上的开关的信号。主动器件的数量可以是1个或多个。
通信装置具备发送信号检测部(15、25)，该发送信号检测部(15、25)具备分别与第一发送信号用的端子(TX1+)以及第二发送信号用的端子(TX1-)连接的一对输入端子，发送信号检测部(15、25)的输出端子与控制部(11、21)的输入端子连接。在来自发送信号检测部的输出信号表示没有在发送信号并且比较器的输出处于L电平的情况下，控制部可以从输出端子输出用于使主动器件的耗电降低的低耗电指示信号，使主动器件的耗电降低。在进行使耗电降低的指示的情况下，来自发送信号检测部的输出信号所表示的信息是预备的信息，控制部也能够仅基于比较器的输出信号来输出低耗电指示信号。
附图标记说明
11…控制部、12…比较器、13…电阻器、14…电压源、15…信号检测部、16…重驱动器、17…eMarker、18…电源IC、21…控制部、22…比较器、23…电阻器、24…电压源、25…发送信号检测部、26…驱动部、27…放大部、28…差分放大部、29…接收信号检测部、100…有源线缆、110…终端装置、111…通信装置、114…连接器、120…终端装置、121…通信装置、124…连接器、130…通信线、140…链路伙伴、141…通道适配器、150…链路伙伴、151…通道适配器、200…有源线缆、210…终端装置、211…通信装置、212…激光二极管、213…光电二极管、214…连接器、220…终端装置、221…通信装置、222…激光二极管、223…光电二极管、224…连接器、231、232…光纤、240…链路伙伴、241…通道适配器、250…链路伙伴、251…通道适配器。

Claims (12)

1.一种通信装置，其设置于有源线缆，该有源线缆在至少一方遵循USB4标准的第一通道适配器与第二通道适配器之间进行通信，其中，
所述通信装置具有：
1个或多个主动器件，其对在所述第一通道适配器与所述第二通道适配器之间发送的主信号进行与耗电量相应的主动动作；
电平检测部，其检测在所述第一通道适配器与所述第二通道适配器之间发送的边带信号的电平；以及
控制部，其在由所述电平检测部检测出的边带信号的电平在一定时间以上都为L电平的情况下，使所述主动器件中的任意主动器件成为低耗电状态。
2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，
所述有源线缆是有源铜线缆，
当由所述电平检测部检测出的边带信号的电平在一定时间以上都为L电平的情况下，所述控制部将作为所述主动器件的重驱动器或重定时器设为低耗电状态。
3.根据权利要求1所述的通信装置，其中，
所述有源线缆是有源光缆，
当由所述电平检测部检测出的边带信号的电平在一定时间以上都为L电平的情况下，所述控制部将作为所述主动器件的激光驱动器或跨阻放大器设为低耗电状态。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的通信装置，其中，
当由所述电平检测部检测出的边带信号的电平在一定时间以上都为L电平的情况下，所述控制部将所述主动器件以外的电路也设为低耗电状态。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的通信装置，其中，
当由所述电平检测部检测出的边带信号的电平在一定时间以上都为L电平的情况下，所述控制部调整所述主动器件中的任意主动器件的动作。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的通信装置，其中，
所述通信装置还具备电阻器，该电阻器设置在所述电平检测部中的边带信号的输入端子与基准电位供给端子之间。
7.一种有源线缆，其中，所述有源线缆具备权利要求1～6中任一项所述的通信装置。
8.一种用于USB4标准的通信装置，其中，所述通信装置具备：
比较器，其具备与边带用(SBU)端子连接的第一输入端子和与基准电位连接的第二输入端子；
控制部，其与所述比较器的输出端子连接，具备用于输出低耗电指示信号的输出端子；以及
主动器件，其与所述控制部的所述输出端子连接。
9.根据权利要求8所述的通信装置，其中，所述主动器件是重驱动器，所述重驱动器具备分别与第一发送信号用的端子(TX1+)和第二发送信号用的端子(TX1-)连接的一对输入端子。
10.根据权利要求8所述的通信装置，其中，所述主动器件是激光二极管用驱动部，所述激光二极管用驱动部具备分别与第一发送信号用的端子(TX1+)和第二发送信号用的端子(TX1-)连接的一对输入端子。
11.根据权利要求8所述的通信装置，其中，所述通信装置具备发送信号检测部，该发送信号检测部具备分别与第一发送信号用的端子(TX1+)以及第二发送信号用的端子(TX1-)连接的一对输入端子，
所述发送信号检测部的输出端子与所述控制部的输入端子连接。
12.一种有源线缆，其中，所述有源线缆具备权利要求8～11中任一项所述的通信装置。
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