CN1571426A - 传输接口的流量控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传输接口的流量控制，公开一种方法和装置，使数据通信装置的主机，在客户端未必支持所需通信协议如流量控制的情况下，具有等效于该所需通信协议的效果。为了达到该效果，该主机，借发出一特定通信协议初始化信号，如在与客户端双向联机中故意告诉客户端传输错误，以使该客户端依循原有通信协议做出相对响应，如发出重新传输信号。视情况需要，该主机重复发出该特定通信协议初始化信号，使该客户端的不断做出相对可预期的回应，以使一连串的对话效果表现出该所需通信协议的效果。借此，由主机重复发出的特定通信协议初始化信号，可以等效于一种流量控制(flow hold)要求。

Description

传输接口的流量控制

技术领域

本发明有关于一种数据通信装置，尤其是有关于数据通信接口的控制。

背景技术

数据通信接口广泛应用于各种产品中。在一普通例子中，一数据通信接口用来使一数字相机传输影像描述数据到计算与显示装置，下载数据，供累计后直接打印或储存在一媒体中。在另一例子中，许多国家里，可移除式使用者认证模块(R-UIMs，或称为SIM卡)广泛用来提供独有的使用者信息，例如，使用者识别，设定和预付通信额度等，以将便携式移动电话个人化。

上述的数据通信涵盖两种截然不同的使用接口装置。为便于说明，一使用接口装置称为“主机(host)”，而另一使用接口装置称为“客户端(client)”。这两个使用接口之间的数据传输通常是双向沟通，即便是其中一使用接口(如客户端)主要是用做为另一使用接口(如主机)的数据来源亦然。要在这些成双成对的接口装置之间通信数据，便需要一接口。

常规数据通信接口可以若是要兼具强化效能的特色，通常必须以设计上与装置上的复杂度为代价。举例来说，要满足高传输速率与低错误率的需求，可以将传输接口设计成兼具有流量控制与握手式(handshaking)交谈两种通信协议。然而，在其它情况下，装置的设计需求可能是越简单越好。例如一个客户端装置可能必须在制造成本上尽量降低，因此设计时只能包含供可靠数据传输所需的最基本必备组件。

因数据传输牵涉了错误问题，即使是最简单的数据通信接口，都提供了传输错误回复的通信协议。一或多个防止错误的通信协议可以同时兼备，例如，一同位错误(parity error)指示，搭配一可以在接收到传输错误提示时，重新传输一个数据区块的回复通信协议。一般而言，在成对的主机-客户端装置之间，要实现这些通信协议，前提是主机与客户端都必须同时支持这些通信协议。

在某些状况中，这两个装置其中之一(例如客户端)在数据传输中可以提供基本错误识别与响应能力，而完全忽略其它有用的通信协议支持，例如流量控制。但是，流量控制或其它未支持的通信协议，在这些牵连其中的装置中(例如主机)可能还是有使用需求的。举例来说，流量控制对主机接口装置而言可以是非常有用的，通过流量控制，数据能在背景传输，使该计算装置主机免于占用重要中断资源于数据的传输服务，如同发生在没有流量控制的计算装置主机上的情况一般。另一个例子是，流量控制可以使数据传输运行于更高速率下，以避免缓冲器溢满，使得主机装置相较于没有流量控制功能的主机装置，能更快速地完成数据传输。

由此可知，不论另一端对应的装置接口(如客户端装置)是否缺少该通信协议的支持，搭配效能加强数据传输通信协议(如流量控制)于一接口装置(如主机装置)，是极有用的。一用以实现该目标的方法与装置，于下文详细叙述。

发明内容

本发明提供了一种装置和方法，用以实际执行等效通信协议(如流量控制)于一主机接口装置上，使一不支持该通信协议的客户端接口装置，依循该不支持的通信协议来传送数据。一受到该客户端接口装置支持的第二通信协议，可以在此被援用，使得效果实质上等同于该不支持的通信协议所欲实现的功能。

在一详细的例子中，一客户端接口装置支持一重新传送通信协议，而不需要知道怎么去识别任何其它通信协议的信号。在该重新传送通信协议中，该客户端接口在接收到由一主机接口装置提供的一传输错误信号后，随即重新传送前一笔数据；而该主机接口装置在发现传输错误时，通过传送该传输错误信号，以引发数据重新传送。然而，在该主机接口装置本身没有发现传输错误，只是希望受益于流量降低的情况下，可以对客户端接口装置故意地发出该传输错误信号。可预期地，该客户端接口装置会针对该传输错误信号发出一响应(如重新传送信号)，接着该主机接口装置便解译并利用该响应，借以延迟新数据从该客户端接口装置送出的操作。如此，视需要而定而重复该操作，该主机接口装置便能单方面地获得等效于流量控制的效果，而且是在该客户端接口装置并不支持该通信协议的情况下实现的。

为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为表示一客户端接口装置与一主机接口装置之间的数据通信联机方块图；

图2为图1中主机接口装置的详细示范图；

图3为图2接口装置的数据传送操作的时间关系图；

图4为图3中同位错误的时间关系图；

图5为如同图2的详细示范围，经过改良以防范缓冲器溢满；

图6为图5的操作时间关系图。

符号说明

102～客户端接口装置           104～主机接口装置

106～双向数据联机             108～同步时钟信号

110～微处理器控制区块         116～缓冲器

112～主机接口控制逻辑区块     114～Tx数据输出

118～输出启用控制信号         120～输入缓冲器

202～传输控制逻辑区块         204～Tx OEN逻辑区块

206～Tx数据逻辑区块           208～Rx数据联机

214～Rx缓冲器                 216～PARITY_ERR信号

215～DSR_RDY信号              306～Tx数据逻辑区块

218～数据通信控制区块         220～串行化器

222～D型寄存器                210～并行化器

212～解串输出总线DSR[7:0]

302～BUF_RDY信号              304～Tx OEN逻辑区块

具体实施方式

数据通信接口广泛应用于各种方面。以下提出的一详细实施例是关于一与计算机接口如移动电话连接的可移除式使用者识别模块(R-UIM)的应用。从常规的观点，这些所描述的原理也可以应用在任何成对的主机-客户端接口装置上。此外，通过该一单独的双向通信联机的具体实施例，本领域技术人员不难了解本方法和装置其实可广泛应用在接口方法中，例如并行双向接口，并行单向接口，以及双单位单向(dual single-bit unidirectional)接口。在此所描述的本方法或装置，尤其适合应用于一种场合，就是当有某种通信协议(如流量控制)的需求，而这种通信协议是成对接口装置其中之一不支持时。

图1为一客户端接口装置(client interface device)102和一主机接口装置(host interface device)104之间数据通信联机的方块图。该主机接口装置104可以是，举例来说，一移动电话的计算机装置(未图标)中的集成电路的一部份，而客户端接口装置102可以是一可移除式使用者识别模块(R-UIM)。该图示中的数据通信建立在一双向数据联机(bidirectionaldata connection)106(输入-输出或“I/O”联机)上，并有同步时钟信号(synchronizing clock signal)CLK108提供时钟控制(timing control)。在微处理器控制区块(microprocessor control block)110的控制下，一主机接口控制逻辑区块(Host Interface Control Logic block)112可以提供一Tx数据输出(transmit data output)114到一缓冲器(buffer device)116的输入端。该主机接口控制逻辑区块112亦可以提供一输出启用控制信号(Output Enable Control signal；OEN signal)118到该缓冲器116。该缓冲器116的输出端可以连接到该双向数据联机106，同时亦连接到一输入缓冲器(input buffer device)120。

图2显示图1中的接口详细可行的实际执行方式。一传输控制逻辑区块(transmit control logic block)202可以包含传输OEN(Tx OEN)逻辑区块204和传输数据(Tx数据)逻辑区块206，该传输控制逻辑区块202的逻辑根据常规符号而表示，其中“|”代表逻辑“或”，“&”代表逻辑“与”，而“～”代表逻辑中的否或“not”。一个从Tx OEN逻辑区块204输出的“true(真)”信号可以由该同步时钟信号CLK 108对时，与一使用D型寄存器(D-typeregister)222的输出启用控制信号OEN118同步。这使得一传输输出(TxOutput)114的逻辑值通过缓冲器116而驱动到双向数据联机106上。

在一详细实施例中，一TxF旗标只有在当该主机接口装置104传送数据时才被设定为真(true)。当TxF为真，则RxF为假(false)，相对地，当RxF为真，TxF就为假。当该RxF旗标被设为真，则该主机接口装置104便可以接收数据。如图中所示，在本例中，当该传输旗标TxF被设为真，和/或当一接收旗标RxF与一解串就绪信号(deserializer ready signal)DSR_RDY的组合，以及一同位错误信号(parity error signal)PARITY_ERR皆设为真时，在Tx OEN逻辑区块204中便可以产生一真值的(例如逻辑高电位)输出。因此如前述图2中所示符号规则，该Tx OEN逻辑区块204的输出可以表示成：TxF|(RxF&DSR_RDY&PARITY_ERR)。

该Tx输出114可由该Tx数据逻辑区块206输出给该缓冲器116。当信号TxF和传输数据TxData为真，以及当RxF、DSR_RDY或PARITY_ERR信号的一为假时(例如逻辑低电位)，该Tx输出114可以是真值(例如逻辑高电位)。因此，以上述图2所示的符号表示，该Tx输出114的逻辑值可以表示为：(TxF&TxData)&～(RxF&DSR_RDY&PARITY_ERR)。

一数据通信控制区块(data communication control block)218包含Tx OEN逻辑区块204，Tx数据逻辑区块206和并行化器(deserializer)210，以及一接收缓冲器(Rx buffer)214。一传输缓冲器(Tx buffer)和串行化器(serializer)220基本上也是被包含在该数据通信控制区块218中，用以提供数据给该主机接口装置104，以传输至客户端接口装置102。数据传送的同步时钟可以由该数据通信控制区块218以同步时钟信号CLK 108的形式提供。

在典型的接收操作中，该主机接口装置104接受由该客户端接口装置102通过双向数据联机106提供的数据。这些数据接着通过输入缓冲器120耦合到一接收数据联机(Rx data connection)208。该并行化器210在该Rx数据联机208上接受多个字序列，并将其放入一解串输出总线(deserializeroutput bus)DSR[7:0]21 2上的一连串并行字节中。由该解串输出总线DSR[7:0]212传输的数据可以是被存放在该Rx缓冲器214，使该微处理器控制区块110可以提取的。正当该接收的数据被放入并行字节以供输出的同时，该并行化器210也可以检查同位，和/或测试从该客户端接口装置102传输的数据是否成功。该并行化器210，举例来说，也可以提供一解串就绪信号(DSR_RDY)215到该传输控制逻辑区块202。当该解串输出总线DSR[7:0]212就绪时，该DSR_RDY信号215可以是一真值，以指出一完整的字节接收完成。该并行化器210也可以提供一同位错误信号(PARITY_ERR)信号216。当在该完整的字节中检测出一同位错误时，该PARITY_ERR信号216可以是一真值。

图3显示出图2中接口操作过程的具体数据传送时序图，其中一主机接口装置104从一客户端接口装置102，在没有同位检查的情况下接收一字节的数据。因为该传输旗标TxF在接收操作过程中是一假值，一OEN信号(图2中的输出启用控制信号118)，连同至少该PATIRY_ERR位全程维持一假值(例如逻辑零电位)。由该主机接口装置104提供的一CLK信号(图2中的同步时钟信号CLK 108)，在一输入输出联机(I/O connection)(图2的双向数据联机106)中初始时是位在高阻抗“z”状态。如图3所示，该客户端接口装置102藉在输入输出联机上驱动该状态到一适当的预备起始位“ST”，而启始一数据序列的传输。如此，该双向数据联机106即衰弱地在高阻抗“z”状态中被拉到一逻辑高电位，这其中一逻辑低电位可以是用于起始位的一适当的逻辑电位。

紧跟着该起始位的传输，接续的数据位D0，D1等，可以在每一CLK信号边缘上升后，被放在该输出输入联机上。该多个传输位之后可以跟随着一种完整性检查数据，例如，一种单一同位“PY”。当一完整序列的位被该并行化器(图2中的并行化器210)接收后，一个DSR_RDY位(图2中的DSR_RDY信号215)可以设为一真值，而当该输出字节被该接收缓冲器(图2中的Rx缓冲器214)接收后，该DSR_RDY位的值可以被清除。在传输该同位PY后，该客户端接口装置可释放该输入输出联机，使的回复到一高阻抗“z”状态以使得该主机接口装置可以驱动该输入输出联机，用以指示一传输失败。在没有从该主机接口装置104传送来一错误状态指示的情况下，该客户端接口装置102可于之后开始传输一连串数据(例如下一序列next sequece；N.S.)。

图4表示图3中操作过程的详细时间关系图，但一同位错误(或其它传输错误)是由该接收并行化器(图2中的并行化器210)检测。由此该并行化器在该同位PY被接收时的时钟周期之后，设定一PARITY_ERR位。该客户端接口装置102，在该数据序列传送时驱动该输入输出联机，结束之后对该输入输出联机表现出高阻抗“z”，以使得该主机接口装置能在需要时启动一响应传输。

许多结果可从如图4所示的该传输错误(PARITY_ERR)信号中确保。举例来说，若该缓冲器不响应数据已明显错误，则该DSR_RDY信号可不被清除，而且可比在图3中所述的“无误”序列中保持更长时间的确定状态。从Tx OEN逻辑区块(图2中的Tx OEN逻辑区块204)的输出将因此为一真值，使得OEN在下一时钟信号的适当边缘被认定(assert)。在该OEN被认定的同时，用于以一适当值指出一错误旗标“EF”(例如逻辑零电位)的一Tx输出(图2中的Tx输出114)，将被驱动于该输入输出联机上。当该错误旗标EF被输出时，该DSR_RDY和PARITY_ERR信号可被清除，以在对应的时钟周期结尾清除OEN。此时，该输入输出联机响应一高阻抗的“z”状态。在该EF被驱动于该输入输出联机后，该客户端接口装置通过起始前一数据序列的重新传输，以响应该EF信号。在另一设计中，只有在该输入输出联机回复到高阻抗“z”状态(通过关闭该OEN信号)后，该客户端接口装置才可通过起始前一数据序列的重新传输，以响应该EF信号(例如重新传送序列retransmission；R.T.)。

图5是图2中成对主机接口装置104与客户端接口装置102的方块图，经过改良后支持缓冲器溢满的保护。与图2比较，主要的改变在于数据通信控制区块218的改良，使得该主机接口装置104能有效提供一客户端接口装置102不支持的通信协议。在该详细方块实例中，该客户端接口装置明确地响应从该主机接口装置104发出的错误指示(例如图4中的“EF”)，提供重新传输功能。然而，在图5中，该主机接口装置104可利用该重新传输响应来等效流量控制功能，即使该客户端接口装置102并不明确支持流量控制。换句话说，该客户端接口装置102不需要如同支持该通信协议的客户端接口装置102一般，特别地从该主机接口装置104接受或/且识别一独特的流量控制信号，及用停止传输来响应该独特的流量控制信号。该主机接口装置104可感受到流量控制带来的好处，例如有余度服务其它耗费资源的硬件。该主机接口装置104亦可具有能力操作该接口于高数据传输率，不论该客户端接口装置是否支持该流量控制通信协议。

图5中的接口，不同于图2所示，具有一缓冲器就绪(BUF_RDY)信号302，从Rx缓冲器214耦合到传输控制逻辑区块202，附加了对应改良的Tx OEN逻辑区块304及Tx数据逻辑区块306。尤其是该Tx OEN逻辑区块304中的逻辑值可以是：TxF|(RxF&DSR_RDY&(PARITY_ERR|～BUF_RDY))。相对于图2中先前所述的Tx OEN逻辑区块204，一假值的BUF_RDY将因此等效于一真值的PARITY_ERR信号。

该Tx数据逻辑区块306的逻辑值可以是：(TxF&TxData)&～(RxF&DSR_RDY&(PARITY_ERR|～BUF_RDY))。这同样地与图2中的Tx数据逻辑区块206有相异处，其中该BUF_RDY信号(例如，解除认定)等效于一真值PARITY_ERR信号。

图6是一时序图，显示一具体范例，如解除认定、假值效果，BUF_RDY信号。BUF_RDY信号可在任何够早的时间被解除认定(deasserted)以使得该主机接口装置能在输入输出联机上认定(assert)EF。举例来说，如图6所示，BUF_RDY随着DSR_RDY的认定(例如设定为零电位)而立即被解除认定(这意味着在该接收缓冲器中装填最后储存槽的数据位空间为就绪待用状态)。在一具体实施例中，在该同位PY被接收之后，DSR_RDY被认定了一时钟周期之久。～BUF_RDY和DSR_RDY的存在使得OEN被计为真值为期一时钟周期，使得该OEN和该假值的BUF_RDY信号产生的输入输出波形，大体上如同图4所示(认定同位错误位的结果)。必然地，该主机接口装置104同样地可于该输入输出联机上认定为期一时钟周期的EF，不论该认定是否用以响应一已解除认定的BUF_RDY(例如等效一不支持的流量控制)，或用以响应一PARITY_ERR的认定(例如等效一支持的通信协议)。

然而在另一较佳实施例中，该客户端接口装置102不要求EF的波形限定在一单一时钟周期，而EF信号的长度可以不同。该主机接口装置104于是可以设计成使该EF信号具有不同长度，或许根据该EF信号是否因同位错误而认定，或因缓冲器未就绪而认定，或其它原因。EF也可能被缩短，或被延伸至任何长度的时钟周期。在该实施例中，举例来说，如图6所示，在EF因“缓冲器就绪”信号的不成立而被认定之后，该逻辑可被设计成，该EF维持认定状态直到该BUF_RDY不再为假值。

上述说明解说了本发明用于提供客户端接口装置102不支持的等效通信协议的方法与装置的具体实际执行的方式，以及新颖性所在。由于潜在应用性广，加上数字设计的弹性高，在此无法详列所有类似的例子。因此本发明的保护范围以所提出的权利要求限定的范围为准。

本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可做各种的更动与修改。举例来说，逻辑电位可以是反相的，而通信时间亦可以视特定系统的方便而改变。虽例举单一双向信号联机，但亦可应用于并行总线。随着需要而改变的逻辑设计，数据联机可以是单向的。不管在主机接口装置和客户端接口装置间传播的电子信号，接口可利用不同通信信道，利如光线(例：光纤)或无线电信道。此外，虽然联机仅描述于主机接口装置和客户端接口装置之间，这道联机可以形成于一连接了其它装置的总线中，不论其它装置是否在牵连在该通信活动中。这些不同状况的组合，为本发明的方法与装置产生更多种实施例。

另一种不同的逻辑信号，如果与该客户端接口装置设定兼容，可以被采用。举例来说，该信号OEN，在该同位时钟结束后，用以代表一全时钟周期的延迟，但该延迟可被延长，或减少到零。此外，该输入输出联机，如图所示，不需要只保有一错误旗标EF值一时钟周期的时间，而是任何时钟周期的时间。举例来说，在随着一假值的BUF_RDY信号而使OEN信号被设定为真值且该输入输出被设定为错误旗标值之后，这些值可长期保持，只要BUF_RDY维持在假值。

客户端接口装置和主机接口装置这两个用词，以描述方便起见而起名，重点摆在该主机接口装置从该客户端接口装置接收数据。然而，这些命名可能随着任何两个互相通信数据的装置而不同。可能该主机接口装置主要是用来传送数据。此外，一客户端接口装置所支持的许多不同的通信协议特性，可以被主机接口装置用来等效该客户端接口装置所不支持的不同特性。一个简单例子如下面所述，以说明广泛多样的数据通信方法都可以用来当作本发明方法与装置的实施例。

根据这个例子，一客户端接口装置，依循一通信协议，从一主机接口装置接收数据，为响应一与传送的数据不一致的同位，可预期地做出一重新传送要求。除了利用该通信协议支持来修正一传输错误之外，一主机接口装置可设计成更进一步利用该通信协议响应去等效一个客户端接口装置所不支持的“待机”通信协议。该通信信道可以依循该“待机”通信协议，而保持开放，以避免缓冲器溢满或信道重新初始化要求。因此，若该主机接口装置具有空的传输缓冲器，但又希望获得不结束联机的益处，如此一个待机通信协议的引用便是必须的。即使该客户端接口装置不能辨别该“待机”信号，亦不能响应，该主机接口装置仍然能通过引用被支持的重新传送通信协议，而仿真出这个通信协议。在该例子中，该主机接口装置可善用该客户端接口装置会依循所支持的重新传送通信协议，可预期地发出的一重新传输信号的特性，特意地发送具错误同位的数据，以产生待机的效果。

综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种更动与修改，因此本发明的保护范围当视所提出的权利要求限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种在一主机接口装置与一客户端接口装置的数据通信中，实现一替代通信协议的方法，包含下列步骤：

选择受该客户端接口装置支持的一第一通信协议，用以在将一第一数据及控制信号序列从该第一客户端接口装置传输到该主机接口装置后，从该客户端接口装置依循该第一通信协议发出可预期的响应，其中该第一数据及控制信号序列由该主机接口装置产生，用以依循该第一通信协议交谈；

选择不受该客户端接口装置支持的一第二通信协议，以使得在该主机接口装置并不存取该第二通信协议所需要的一特征数据及控制序列的状况下，将该特征数据及控制序列从该主机接口装置传输到该客户端接口装置而产生可预期的响应；

测定是否需要使用该第二通信协议，以在该主机接口装置上产生原本该第一通信协议不具备的一特殊功能；

从该主机接口装置传输该第一数据及控制信号序列到该客户端接口装置；

接收从该客户端接口装置依循该第一通信协议送往主机接口装置的一响应；以及

在该主机接口装置中，解译该响应，以产生出该主机接口装置中所需要的该特殊功能。

2.如权利要求1所述的方法，其中该第一通信协议为一数据重新传送通信协议，由该客户端接口装置针对该主机接口装置所发出的一传输错误指示，做出一可预测的响应，即重新传送一数据区块。

3.如权利要求2所述的方法，其中该第二通信协议为一流量控制通信协议，借以使该主机接口装置命令该客户端接口装置暂停新数据的传输。

4.如权利要求3所述的方法，其中该测定步骤包含测定一中断数据流的需求，不论是否检测到传输错误；以及该传输步骤包含从该主机接口装置传输该传输错误指示到该客户端接口装置。

5.如权利要求4所述的方法，更进一步包含重复地执行该传输步骤，以获得多个暂时性连续的该第一通信协议依循效果。

6.一主机接口装置，用以控制该主机接口装置与一客户端接口装置之间的数据传输，包含：

一第一主机逻辑区块，用以产生传输至该客户端接口装置的一控制数据序列，借以使该客户端接口装置发出一第一通信协议响应；

一触发主机信号，用以代表从该客户端接口装置发出需要使用第二通信协议的一指示；以及

一第二主机逻辑区块，用以在下列两条件中之一下，产生传输至该客户端接口装置的该控制数据序列，借以使该客户端接口装置发出该第一通信协议响应：

1)该主机接口装置需要使用该第一通信协议时；以及

2)上述的条件不成立，但接收到该触发主机信号时。

7.如权利要求6所述的装置，其中由第二主机逻辑区块产生的该控制数据序列不论是因条件(1)而产生或因条件(2)而产生，本质上是相同的。

8.如权利要求6所述的装置，更进一步包含：

一双向数据联机输入输出接口，用以耦合该主机接口装置与该客户端接口装置；以及

其中该第一主机逻辑区块更进一步用来插入一错误位于该双向数据联机输入输出接口，借以使该客户端接口装置发出该第一通信协议响应。

9.如权利要求6所述的装置，其中该第二通信协议为一流量控制通信协议，借以使该主机接口装置命令该客户端接口装置暂时停止新数据的传输。

10.如权利要求9所述的装置，其中该第一通信协议为一数据重新传送通信协议，借以使该客户端接口装置重新传送先前传送过的一数据区块。

11.如权利要求10所述的装置，更进一步包含由该主机接口装置接收的一数据错误检测区块，用以将有差异的数据识别为错误，并在接收到该多个有差异的数据时，指出该主机接口装置有需要使用该第一通信协议。

12.如权利要求11所述的装置，其中该触发主机信号为一缓冲器尚未就绪信号。

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