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TECHNISCHES GEBIET
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Hierin beschriebene Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf Kommunikation zwischen Geräten.
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HINTERGRUND
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1 veranschaulicht ein Diagramm des Standes der Technik eines universellen seriellen Bus-(USB, Universal Serial Bus)-System 100 Spezifikationsrevision 2.0 (27. April 2000) (nachstehend USB2). Systems 100 hat ein Hostgerät 120 und ein busbetriebenes Gerät 150, das mit dem Hostgerät 120 durch ein USB2-Kabel 110 verbunden ist. Hostgerät 120 hat eine Systemplatine 122 und hat auf Systemplatine 122 eine integrierte Schaltung 124 mit einem USB2 Host-Controller 130. USB2 Host-Controller 130 hat eine Transceiver-Schaltung 132 zum Übertragen von Datensignalen zu und zum Empfangen von Datensignalen von Gerät 150 über unterschiedliche Datensignalleitungen D+ 111 und D– 112 von USB2-Kabel 110. Gerät 150 hat gleichermaßen eine Transceiver-Schaltung 152, um mit Transceiver-Schaltung 132 über Datensignalleitungen D+ 111 und D– 112 zu kommunizieren. Transceiver-Schaltungen 132 und 152 kommunizieren unter Verwendung von Datensignalen, deren Spannung zwischen ca. 3,3 V und Masse variiert. Integrierte Schaltung 124 kann Teil eines Eingabe/Ausgabe-(I/O-Input/Output)Controller Chipsatzes sein.
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Hostgerät 120 weist ebenfalls auf Systemplatine 122 ein Spannungsregler-Modul (VRM, voltage regulator module) 126 auf, um ein ca. 5 Volt (V) Versorgungssignal über eine Stromleitung VBUS115 von USB2-Kabel 110 zu Stromversorgungsgerät 150 bereitzustellen. Gerät 150 hat einen Spannungsregler 154, um das 5 V Versorgungssignal zu empfangen und um regulierte Spannungsversorgung für Transceiver 152 bereitzustellen.
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2 veranschaulicht ein Diagramm des Standes der Technik eines Segments von USB2-Kabel 110. Wie in 2 veranschaulicht, hat USB2-Kabel 110 unterschiedliche Datensignalleitungen D+ 111 und D– 112, Stromleitung VBUS 115 und eine Masseleitung GND 118, die nebeneinander verlaufen.
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Im Falle eines Kurzschlusses von Datensignalleitung D+ 111 und/oder D– 112 zu Stromleitung VBUS 115, beispielsweise aufgrund irgendeiner Quetschung oder eines Durchtrennens eines Teils von USB2-Kabel 110, würde Transceiver-Schaltung 132 beispielsweise ein 5 V Signal empfangen, das höher ist als das 3,3 V Datensignal das Transceiver-Schaltung 132 empfangen kann. Solch ein Kurzschluss kann deshalb potentiell schädigend für Transceiver-Schaltung 132 sein. Die universelle serielle Bus (USB, Universal Serial Bus) Spezifikationsrevision 2.0 (27. April 2000) (nachstehend USB2) besagt, dass ein USB2-Transceiver einem fortlaufenden Kurzschluss von Datenleitungen D+ und/oder D– zum Stromversorgungsbus VBUS für ein Minimum von vierundzwanzig Stunden ohne Schädigung standhalten können muss.
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Ein Mechanismus zur Bereitstellung von 5 V Schutz bei der Fertigungstechnologie von 3,3 V-Halbleitern ist, Transistoren zu stapeln, um Beschädigung durch elektrische Überbelastung (EOS, electrical overstress) zu vermeiden, wenn ein 5 V Signal auf Datenleitung D+ 111 und/oder D– 112 anliegt.
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3 veranschaulicht ein Diagramm des Standes der Technik eines Schaltkreises für Transceiver-Schaltung 132, um Transceiver-Schaltung 132 vor einem 5 V Überspannungszustand auf Datenleitung D+ 111 und/oder D– 112 zu schützen. Wie in 3 veranschaulicht, beinhaltet Transceiver-Schaltung 132 einen Transmitter 310, einen Empfänger 320, einen Überspannungsdetektor 330 und einen programmierbaren Controller 340. Transmitter 310, Empfänger 320 und Überspannungsdetektor 330 beinhalten einen Schaltkreis wie gezeigt.
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Transmitter 310 beinhaltet Transistoren, um einen Hochgeschwindigkeits-Stromquellen-Transmitter 312 und einen komplementären Metalloxidhalbleiter-(CMOS, complementary metal oxide semiconductor)Transmitter 314 zu implementieren, um Datensignale über Datensignalleitung D+ 111 zu übertragen. Wie in 3 veranschaulicht, hat CMOS-Transmitter 314 gestapelte Transistoren, um EOS-Beschädigung zu verhindern, wenn ein 5 V Signal auf Datenleitung D+ 111 anliegt. Überspannungsdetektor 330 beinhaltet einen Spannungsteiler 332 und einen Differentialverstärker 334, um festzustellen, ob eine Spannung oberhalb V5 auf der Datenleitung D+ 111 anliegt. Spannungsteiler 332 misst die Spannung auf Datensignalleitung D+ 111 und ein Differentialverstärker 334 vergleicht die gemessene Spannung mit einer Referenzspannung am Knoten 333, mit einem Wert, der einem ähnlich gemessenen 5 V Signal entspricht. Differentialverstärker 334 erzeugt ein Überspannungssignal an Knoten 335, wenn die gemessene Spannung die Referenzspannung überschreitet. Programmierbarer Controller 340 setzt in Antwort auf ein Überspannungssignal an Knoten 335 die Transistor-Gatespannungen auf ungefähr die Werte, die in 3 gezeigt sind, um EOS-Beschädigung zu vermeiden.
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Dieser Mechanismus hält dem 5 V Signal auf Datenleitung D+ 111 passiv stand. Wenn die Überspannung auf einen Kurzschluss von Datensignalleitung D+ 111 zu Stromleitung VBUS 115 zurückgeht, beispielsweise aufgrund von Beschädigung an USB2-Kabel 110, kann die Funktionssicherheit von Transceiver-Schaltung 132 trotzdem gefährdet sein, wenn man sich für einen langen Zeitraum nicht mit dem Überspannungszustand befasst. Die Machbarkeit diese Mechanismus basiert ebenfalls mindestens teilweise auf der Spannungstoleranz der Halbleiter-Fabrikationstechnologie. Da Halbleiter-Fabrikationsstechnologie weiterhin skaliert, wird ein Transistor weniger in der Lage sein, einer höheren Spannung über sein Gate und Diffusion Stand zu halten. Dieser Mechanismus wird dann nicht in der Lage sein, die USB 2.0 Spezifikation zu erfüllen, da der Transistor wahrscheinlicher innerhalb der vierundzwanzig Stunden geschädigt wird.
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Die
DE 2823708 A1 offenbart einen Controller, umfassend einen Kommunikationsschaltkreis, um über eine oder mehr Datenleitungen mit einem Downstream-Gerät außerhalb einer Upstream-Einheit, die den Controller aufweist, zu kommunizieren, und einen Erkennungsschaltkreis, um auf mindestens einer der einen oder mehr Datenleitungen einen Pegel mit einem Wert, der einen Referenzwert überschreitet, zu erkennen, den Erkennungsschaltkreis, um eine Stromversorgung über eine oder mehr Stromleitungen zum Downstream-Gerät in Antwort auf Erkennung eines Pegels mit einem Wert, der den Referenzwert überschreitet, auf mindestens einer der einen oder Mehrdatenleitungen, abzuschalten.
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JP 2006171860 A offenbart ein USB-Gerät mit einer USB-Schnittstelle, dass USB-Gerät ist mit einem Überstrom verhindernden Mittel in einer D+-Signalleitung oder einer D–-Signalleitung oder einer Masseleitung zwischen einer USB-Typ B-Buchse und einem USB-Funktionscontroller auf der Geräteseite und einer Masseleitung versehen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, in einem Upstream-Gerät eine Überspannung auf einer Leitung zu einem Downstram-Gerät zu erkennen und die Stromversorgung des Downstream-Geräts abzuschalten, um dieses vor Beschädigung zu schützen. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Controller gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 7, ein System gemäß Anspruch 11 und ein System gemäß Anspruch 16. Die Unteransprüche betreffen jeweilige vorteilhafte Weiterentwicklungen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ausführungsformen werden exemplarisch und in keiner Weise einschränkend in den Figuren der begleitenden Zeichnungen veranschaulicht, wobei gleiche Bezugsnummern zum Verweis auf ähnliche Elemente verwendet werden und in denen:
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1 ein Diagramm des Standes der Technik eines Systems eines universellen seriellen Bus (USB, Universal Serial Bus) Spezifikationsrevision 2.0 (27. April 2000) (nachstehend USB2) veranschaulicht;
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2 ein Diagramm des Standes der Technik eines USB2-Kabelsegments veranschaulicht;
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3 ein Diagramm des Standes der Technik eines Schaltkreises für eine Transceiver-Schaltung eines USB2 Host-Controllers veranschaulicht, um die Transceiver-Schaltung vor einem Überspannungszustand auf einer USB2 Kabeldatenleitung zu schützen;
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4 bei einer Ausführungsform ein Blockdiagramm eine System für ein Upstream-Gerät veranschaulicht, um einen Überspannungszustand festzustellen und um eine Stromversorgung zu einem Downstream-Gerät abzuschalten;
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5 bei einer Ausführungsform ein Ablaufdiagramm für ein Upstream-Gerät veranschaulicht, um einen Überspannungszustand festzustellen und eine Stromversorgung zu einem Downstream-Gerät abzuschalten;
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6 bei einer Ausführungsform einen beispielhaften Schaltkreis für ein Upstream-Gerät veranschaulicht, um einen Überspannungszustand festzustellen, und eine Stromversorgung zu einem Downstream-Gerät abzuschalten;
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7 bei einer Ausführungsform ein Blockdiagramm von beispielhaften Komponenten für ein Upstream-Gerät veranschaulicht, das so angepasst ist, um einen Überspannungszustand festzustellen und eine Stromversorgung zu einem Downstream-Gerät abzuschalten.
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Die Figuren der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende detaillierte Beschreibung gibt beispielhafte Ausführungsformen von Geräten, Verfahren und Systemen mit Bezug auf Überspannungserkennung bei Upstream-Geräten mit Stromabschaltung bei Downstream-Geräten. Merkmale, wie z. B. Struktur(en), Funktion(en) und/oder Eigenschaft(en), sind der Einfachheit halber mit Bezug auf eine Ausführungsform beschrieben; verschiedene Ausführungsformen können mit jeglichen/m angemessenen beschriebenen Merkmal(en) implementiert werden.
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4 veranschaulicht bei einer Ausführungsform ein Upstream-Gerät 400, umfassend ein System 410, das gekoppelt ist, um mindestens einen Teil eines Downstream-Gerätes 402 außerhalb von Upstream-Gerät 400 mit Strom zu versorgen, und das gekoppelt ist, um mit Downstream-Gerät 402 zu kommunizieren. Upstream-Gerät 400 kann bei einer Ausführungsform ein Host-EDV-Gerät sein. Upstream-Gerät 400 kann bei einer Ausführungsform ein Hub-Gerät sein, das sich downstream von einem Host-EDV-Gerät befindet.
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System 410 kann bei einer Ausführungsform einen Überspannungszustand auf einer oder mehr Leitungen feststellen, die an Downstream-Gerät 402 gekoppelt sind, und die Stromversorgung zu Downstream-Gerät 402 abschalten; System 410 kann deshalb bei einer Ausführungsform die Stromquelle bei einem Überspannungszustand entfernen und somit den Überspannungszustand beheben. Dadurch, dass System 410 die Stromquelle bei einer Ausführungsform entfernt, kann System 410 mit geringerem Bedenken gestaltet werden, einem Überspannungszustand über einen Zeitraum ohne Schädigung passiv standhalten zu müssen. Dadurch, dass System 410 die Stromquelle bei einer Ausführungsform entfernt, kann System 410 unter Verwendung von Halbleiter-Fabrikationstechnologie mit geringerer Spannungstoleranz hergestellt werden.
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System 410 umfasst bei einer Ausführungsform wie in 4 veranschaulicht, eine oder mehr Stromversorgungen 412, Stromversorgungsschaltkreis 420 und einen Controller 430.
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Stromversorgungsschaltkreis 420 kann über eine oder mehr Stromleitungen, wie z. B. eine Stromleitung 451, wie in 4 veranschaulicht, Downstream-Gerät 402 mit Strom versorgen. Stromversorgungsschaltkreis 420 kann bei einer Ausführungsform gekoppelt sein, um mit Strom über eine oder mehr Stromversorgung(en) 412 versorgt zu werden.
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Stromversorgung(en) 412 kann/können auf jede geeignete Art implementiert werden. Stromversorgung(en) 412 kann/können bei einer Ausführungsform eine oder mehr geeignete Energiezellen beinhalten, wie z. B. eine Batterie oder Brennstoffzelle. Stromversorgung(en) 412 kann/können bei einer Ausführungsform einen Umwandler beinhalten, der Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt (AC-DC, alternating current/direct current). Stromversorgung(en) 412 kann/können bei einer Ausführungsform einen DC-DC-Umwandler beinhalten. Stromversorgung(en) 412 kann/können bei einer Ausführungsform gegebenenfalls einen oder mehr Spannungsregler beinhalten, um Stromversorgung zu beispielsweise Stromversorgungsschaltkreis 420 zu regulieren.
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Stromversorgungsschaltkreis 420 kann jeden geeigneten Schaltkreis beinhalten, der gekoppelt ist, um ein Downstream-Gerät 402 auf jede geeignete Art mit Strom über eine oder mehr Stromleitungen zu versorgen. Stromversorgungsschaltkreis 420 kann bei einer Ausführungsform, wie in 4 veranschaulicht, ein Spannungsregler-Modul (VRM, voltage regulator module) 422 beinhalten, und kann gekoppelt sein, um ein oder mehr Spannungssignale von einem oder mehr Stromversorgung(en) 412 zu empfangen und um ein Downstream-Gerät 402 mit einem oder mehr regulierten Spannungssignalen zu versorgen.
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Downstream-Gerät 402 kann bei einer Ausführungsform jeden geeigneten Stromversorgungsschaltkreis umfassen, wie z. B. einen Spannungsregler 442, wie beispielsweise in 4 veranschaulicht, der gekoppelt ist, um mit Strom versorgt zu werden, der über eine oder mehr Stromleitungen geliefert wird, und um mindestens einen Teil eines Downstream-Gerätes 402 anzutreiben.
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Controller 430 umfasst bei einer Ausführungsform, wie in 4 veranschaulicht, Kommunikationsschaltkreis 432, um über eine oder mehr Datenleitungen mit Downstream-Gerät 402 zu kommunizieren.
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Kommunikationsschaltkreis 432 kann jeden geeigneten Schaltkreis beinhalten, der gekoppelt ist, um über eine oder mehr Datenleitungen mit Downstream-Gerät 402 auf jede geeignete Art zu kommunizieren. Kommunikationsschaltkreis 432 kann bei einer Ausführungsform, wie in 4 veranschaulicht, einen geeigneten Schaltkreis beinhalten, um mit Downstream-Gerät 402 unter Verwendung von unterschiedlichen Datensignalen über Datenleitungen D+ 455 und D– 456 zu kommunizieren. Kommunikationsschaltkreis 432 kann bei einer Ausführungsform jeden geeigneten Transmitterschaltkreis beinhalten, um Signale über eine oder mehr Datenleitungen an Downstream-Gerät 402 zu übertragen. Kommunikationsschaltkreis 432 kann bei einer Ausführungsform jeden geeigneten Empfängerschaltkreis beinhalten, um Signale über eine oder mehr Datenleitungen von Downstream-Gerät 402 zu empfangen. Kommunikationsschaltkreis 432 kann gekoppelt sein, um Datensignale von jeder geeigneten Quellenlogik von Upstream-Gerät 400 zu übertragen und/oder um Datensignale für jede geeignete Ziellogik von Upstream-Gerät 400 zu empfangen.
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Downstream-Gerät 402 kann bei einer Ausführungsform, wie in 4 veranschaulicht, jeden geeigneten Kommunikationsschaltkreis 444 umfassen, um über eine oder mehr Datenleitungen mit Kommunikationsschaltkreis 432 von Upstream-Gerät 400 zu kommunizieren.
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Controller 430 umfasst bei einer Ausführungsform, wie in 4 veranschaulicht, Erkennungsschaltkreis 434, um auf mindestens einer der Datenleitung(en) eine Spannung mit einem Wert oberhalb eines Referenzwertes zu erkennen. Erkennungsschaltkreis 434 soll eine Stromversorgung über eine oder mehr Datenleitungen zu Downstream-Gerät 402 in Antwort auf Erkennung einer Spannung mit einem Wert oberhalb des Referenzwertes auf mindestens einer der Datenleitung(en) abschalten. Erkennungsschaltkreis 434 kann bei einer Ausführungsform deshalb helfen, einen Überspannungszustand auf einer Datenleitung zu beheben, indem er hilft, die Stromquelle für den Überspannungszustand zu entfernen.
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Erkennungsschaltkreis 434 kann jeden geeigneten Schaltkreis beinhalten, der gekoppelt ist, um eine Spannung mit einem Wert oberhalb eines Referenzwertes zu erkennen, und der gekoppelt ist, um die Stromversorgung zu Downstream-Gerät 402 auf jede geeignete Art abzuschalten. Erkennungsschaltkreis 434 kann bei einer Ausführungsform, wie in 4 veranschaulicht, gekoppelt sein, um auf Datenleitung D+ 455 und/oder Datenleitung D– 456 eine Spannung mit einem Wert oberhalb eines Referenzwertes zu erkennen. Erkennungsschaltkreis 434 kann bei einer Ausführungsform, wie in 4 veranschaulicht, gekoppelt sein, um die Stromversorgung von Stromversorgungsschaltkreis 420 zu Downstream-Gerät 402 abzuschalten.
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Stromversorgungsschaltkreis 420 kann bei einer Ausführungsform jeden geeigneten Schaltkreis beinhalten, um die Stromversorgung zu Downstream-Gerät 402 auf jede geeignete Art zu unterbinden. Stromversorgungsschaltkreis 420 kann bei einer Ausführungsform einen oder mehr Transistoren beinhalten, um eine oder mehr Datenleitungen an einen Versorgungsknoten von Stromversorgungsschaltkreis 420 zu koppeln, und um eine oder mehr Stromleitungen von einem Versorgungsknoten eines Stromversorgungsschaltkreises 420 zu entkoppeln. Stromversorgungsschaltkreis 420 kann jeden geeigneten einen oder mehr Transistor(en), wie beispielsweise einen oder mehr geeignete positive Kanal-Feldeffekttransistoren (pFETs, positive channel field effect transistors) und/oder einen oder mehr geeignete negative Kanal-Feldeffekttransistoren (nFETs, negative channel field effect transistors) beinhalten.
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Erkennungsschaltkreis 434 kann bei einer Ausführungsform gekoppelt sein, um einen oder mehr Transistoren von Stromversorgungsschaltkreis 420 abzuschalten, um eine oder mehr Stromleitungen von einem Versorgungsknoten von Stromversorgungsschaltkreis 420 zu entkoppeln. Erkennungsschaltkreis 434 kann bei einer Ausführungsform ein oder mehr Signale in Antwort auf Erkennung einer Spannung mit einem Wert oberhalb des Referenzwertes auf mindestens einer der Datenleitungen erzeugen, um einen oder mehr Transistor(en) von Stromversorgungsschaltkreis 420 abzuschalten.
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Stromversorgungsschaltkreis 420 kann bei einer Ausführungsform, wie in 4 veranschaulicht, einen positiven Kanal-Transistor 424 beinhalten, um einen Versorgungsknoten 426 von Stromversorgungsschaltkreis 420 an Stromleitung 451 zu koppeln und um Versorgungsknoten 426 davon zu entkoppeln. Erkennungsschaltkreis 434 kann bei einer Ausführungsform ein Signal in Antwort auf Erkennung einer Spannung mit einem Wert oberhalb des Referenzwertes auf mindestens einer der Datenleitungen erzeugen, um einen positiven Kanal-Transistor 424 abzuschalten.
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Upstream-Gerät 400 kann bei einer Ausführungsform, wie in 4 veranschaulicht, an Downstream-Gerät 402 durch ein einzelnes Kabel 450 gekoppelt sein, das eine oder mehr Stromleitungen und eine oder mehr Datenleitungen zwischen Upstream-Gerät 400 und Downstream-Gerät 402 aufnimmt. Falls irgendeine Beschädigung von Kabel 450, z. B. durch Quetschen oder Durchtrennen eines Teils von Kabel 450, einen Kurzschluss einer Datenleitung zu einer Stromleitung verursacht, kann Erkennungsschaltkreis 434 bei einer Ausführungsform einen Überspannungszustand aufgrund des Kurzschlusses erkennen und die Stromversorgung auf dieser Stromleitung abschalten, um den Überspannungszustand zu beheben.
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Kabel 450 kann bei einer Ausführungsform ebenfalls eine Referenzleitung, wie z. B. eine Masseleitung, zwischen Upstream-Gerät 400 und Downstream-Gerät 402 aufnehmen. Kabel 450 kann bei einer Ausführungsform lösbar koppelbar an System 410 von Upstream-Gerät 400 sein. Kabel 450 kann bei einer Ausführungsform lösbar koppelbar an Downstream-Gerät 402 sein.
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Controller 430 kann bei einer Ausführungsform mit jeder geeigneten universellen seriellen Bus-(USB, Universal Serial Bus)-Spezifikation kompatibel sein, wie beispielsweise USB-Spezifikationsrevision 2.0 (27. April 2000) oder jeder aktuelleren USB-Spezifikation. Stromversorgungsschaltkreis 420 kann bei einer Ausführungsform über eine oder mehr Stromleitungen auf eine Art mit Strom versorgen, die mit jeder geeigneten universellen seriellen Bus-(USB, Universal Serial Bus)-Spezifikation kompatibel ist. Kabel 450 kann bei einer Ausführungsform mit jeder geeigneten universellen seriellen Bus-(USB, Universal Serial Bus)-Spezifikation kompatibel sein. Da Controller 430 bei einer Ausführungsform einen Erkennungsschaltkreis 434 umfassen kann, der einen Überspannungszustand aufgrund eines Kurzschlusses einer Datenleitung zu einer Stromleitung erkennen kann, und die Stromversorgung auf dieser Stromleitung abschalten kann, um den Überspannungszustand zu beheben, erfüllt Controller 430 bei einer Ausführungsform leicht jegliche USB-Spezifikation, um solch einem Kurzschluss für ein Minimum von vierundzwanzig Stunden ohne Schädigung standzuhalten.
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System 410 kann bei einer Ausführungsform eine Platine 414 umfassen, auf der Controller 430 unterstützt werden kann. Controller 430 kann bei einer Ausführungsform auf einer einzelnen integrierten Schaltung implementiert werden, die auf oder an Platine 414 montiert ist. Stromversorgungsschaltkreis 420 kann bei einer Ausführungsform, wie in 4 veranschaulicht, ebenfalls durch Platine 414 unterstützt werden. Stromversorgungsschaltkreis 420 kann bei einer anderen Ausführungsform durch eine weitere Platine unterstützt werden. Solch eine andere Platine kann getrennt von oder durch Platine 414 unterstützt werden. Stromversorgung(en) 412 kann/können bei einer Ausführungsform von Platine 414 unterstützt werden oder nicht. Platine 414 kann bei einer Ausführungsform als eine Systemplatine für Upstream-Gerät 400 verwendet werden.
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System 410 kann bei einer Ausführungsform, wie in 4 veranschaulicht, einen Konnektor 460 umfassen, um Downstream-Gerät 402 durch Kabel 450 an Platine 414 zu koppeln. Konnektor 460 kann getrennt von oder durch Platine 414 unterstützt werden. Konnektor 460 kann bei einer Ausführungsform mit jeder geeigneten universellen seriellen Bus-(USB, Universal Serial Bus)-Spezifikation kompatibel sein.
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5 veranschaulicht bei einer Ausführungsform ein Ablaufdiagramm 500 für Upstream-Gerät 400, um einen Überspannungszustand zu erkennen und eine Stromversorgung zu Downstream-Gerät 402 abzuschalten.
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Für Block 502 von 5, können Upstream-Gerät 400 und Downstream-Gerät 402 über eine oder mehr Datenleitungen zwischen Upstream-Gerät 400 und Downstream-Gerät 402 kommunizieren. Das Kommunizieren mit Downstream-Gerät 402 bei Block 502 kann auf eine Art ausgeführt werden, die mit jeder geeigneten universellen seriellen Bus-(USB, Universal Serial Bus)-Spezifikation kompatibel ist.
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Bei Block 504 kann eine Spannung mit einem Wert oberhalb eines Referenzwertes auf mindestens einer der Datenleitungen erkannt werden. Bei Block 506 kann eine Stromversorgung über eine oder mehr Stromleitungen zu Downstream-Gerät 402 in Antwort auf Erkennung einer Spannung mit einem Wert oberhalb des Referenzwertes auf mindestens einer der Datenleitungen abgeschaltet werden.
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BEISPIELHAFTER CONTROLLER-SCHALTKREIS
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6 veranschaulicht bei einer Ausführungsform einen beispielhaften Schaltkreis für Controller 430, um einen Überspannungszustand zu erkennen und eine Stromversorgung zu Downstream-Gerät 402 abzuschalten.
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Wie in 6 veranschaulicht, kann Kommunikationsschaltkreis 432 bei einer Ausführungsform Transmitterschaltkreis 670 beinhalten, der gekoppelt ist, um unterschiedliche Datensignale von Upstream-Gerät 400 über Datenleitungen D+ 455 und D– 456 zu Downstream-Gerät 402 zu übertragen.
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Transmitterschaltkreis 670 kann bei einer Ausführungsform, wie in 6 veranschaulicht, geeignete Transistoren beinhalten, die gekoppelt sind, um einen Hochgeschwindigkeits-Stromquellen-Transmitter 672 und einen komplementären Metalloxidhalbleiter-(CMOS, complementary metal oxide semiconductor)-Transmitter 674 zu implementieren, um Datensignale über Datensignalleitung D+ 455 zu übertragen. Transmitterschaltkreis 670 kann bei einer Ausführungsform, wie in 6 veranschaulicht, geeignete Transistoren beinhalten, die gekoppelt sind, um einen Hochgeschwindigkeits-Stromquellen-Transmitter 676 und einen komplementären Metalloxidhalbleiter-(CMOS, complementary metal oxide semiconductor)-Transmitter 678 zu implementieren, um Datensignale über Datensignalleitung D– 456 zu übertragen.
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Transmitterschaltkreis 670 kann bei einer Ausführungsform keine gestapelten Transistoren beinhalten, um passiv jeglichem Überspannungszustand auf Datensignalleitung D+ 455 und/oder D– 456 standzuhalten, sondern kann stattdessen Erkennungsschaltkreis 434 verwenden, um solch einen Überspannungszustand zu beheben.
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Kommunikationsschaltkreis 432 kann bei einer Ausführungsform, wie in 6 veranschaulicht, Empfängerschaltkreis 680 beinhalten, der gekoppelt ist, um unterschiedliche Datensignale über Datenleitungen D+ 455 und D– 456 von Downstream-Gerät 402 zu empfangen. Empfängerschaltkreis 680 kann bei einer Ausführungsform, wie in 6 veranschaulicht, einen Differentialverstärker 682 beinhalten, der gekoppelt ist, um Datensignale auf Datenleitungen D+ 455 und D– 456 wahrzunehmen.
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Empfängerschaltkreis 680 kann bei einer Ausführungsform keine Transistoren beinhalten, um passiv jeglichem Überspannungszustand auf Datensignalleitung D+ 455 und/oder D– 456 standzuhalten, sondern kann stattdessen Erkennungsschaltkreis 434 verwenden, um solch einen Überspannungszustand zu beheben.
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Erkennungsschaltkreis 434 kann bei einer Ausführungsform, wie in 6 veranschaulicht, einen Spannungsteiler 691 beinhalten, um eine Spannung auf Datenleitung D+ 455 zu teilen, um eine weitere Spannung zu erzeugen, und einen Komparator 692, um die andere Spannung mit einer Referenzspannung zu vergleichen, und ein Ergebnis des Vergleichs auszugeben.
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Die Referenzspannung kann bei einer Ausführungsform einem Spannungspegel mit einer Stärke entsprechen, die größer ist, als die für Datensignale auf Datenleitung D+ 455. Die Referenzspannung kann bei einer Ausführungsform einem Referenzwert entsprechen, gegen den ein Spannungswert auf Datenleitung D+ 455 als übermäßig hoch angesehen werden kann. Unter Berücksichtigung, dass die Spannung auf Datenleitung D+ 455 durch Spannungsteiler 691 gemessen wird, kann die Referenzspannung bei einer Ausführungsform in Bezug auf diesen Referenzwert einen ähnlich gemessenen Wert haben. Komparator 692 kann bei einer Ausführungsform ein Überspannungssignal an Knoten 693 ausgeben, wenn die gemessene Spannung von Spannungsteiler 691 die Referenzspannung überschreitet.
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Spannungsteiler 691 kann auf jede geeignete Art unter Verwendung jedes geeigneten Schaltkreises implementiert werden, um Widerstände zu implementieren, die gekoppelt sind, um Spannung auf Datenleitung D+ 455 zu messen. Komparator 692 kann auf jede geeignete Art implementiert sein, beispielsweise unter Verwendung eines Differentialverstärkers, der gekoppelt ist, um die gemessene Spannung mit einer Referenzspannung zu vergleichen. Die Referenzspannung kann von jeder geeigneten Quelle auf jede geeignete Art erzeugt werden.
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Erkennungsschaltkreis 434 kann bei einer Ausführungsform, wie in 6 veranschaulicht, einen Spannungsteiler 694 beinhalten, um eine Spannung auf Datenleitung D– 456 zu teilen, um eine weitere Spannung zu erzeugen, und einen Komparator 695, um die andere Spannung mit einer Referenzspannung zu vergleichen, und um ein Ergebnis des Vergleichs auszugeben.
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Die Referenzspannung kann bei einer Ausführungsform einem Spannungspegel mit einer Stärke entsprechen, die größer ist, als die für Datensignale auf Datenleitung D– 456. Die Referenzspannung kann bei einer Ausführungsform einem Referenzwert entsprechen, gegen den ein Spannungswert auf Datenleitung D– 456 als übermäßig hoch angesehen werden kann. Unter Berücksichtigung, dass die Spannung auf Datenleitung D– 456 durch Spannungsteiler 694 gemessen wird, kann die Referenzspannung bei einer Ausführungsform in Bezug auf diesen Referenzwert einen ähnlich gemessenen Wert haben. Komparator 695 kann bei einer Ausführungsform ein Überspannungssignal an Knoten 696 ausgeben, wenn die gemessene Spannung von Spannungsteiler 694 die Referenzspannung überschreitet.
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Spannungsteiler 694 kann auf jede geeignete Art unter Verwendung jedes geeigneten Schaltkreises implementiert werden, um Widerstände zu implementieren, die gekoppelt sind, um Spannung auf Datenleitung D– 456 zu messen. Komparator 695 kann auf jede geeignete Art implementiert werden, beispielsweise unter Verwendung eines Differentialverstärkers, der gekoppelt ist, um die gemessene Spannung mit einer Referenzspannung zu vergleichen. Die Referenzspannung kann von jeder geeigneten Quelle auf jede geeignete Art erzeugt werden.
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Bei einer Ausführungsform können Spannungsteiler 691 und 694 Spannung auf Datenleitungen D+ 455 und D– 456 auf eine ähnliche Art und Weise messen, und Komparatoren 692 und 695 können gemessene Spannungen von Spannungsteilern 691 und 694 mit im Wesentlichen der gleichen Referenzspannung vergleichen.
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Erkennungsschaltkreis 434 kann bei einer Ausführungsform keinen Spannungsteiler 691 beinhalten, und Komparator 692 kann gekoppelt sein, um eine Spannung auf Datenleitung D+ 455 mit einer geeigneten Referenzspannung entsprechend einem Referenzwert zu vergleichen. Erkennungsschaltkreis 434 kann bei einer Ausführungsform keinen Spannungsteiler 694 beinhalten, und Komparator 695 kann gekoppelt sein, um eine Spannung auf Datenleitung D– 456 mit einer geeigneten Referenzspannung entsprechend einem Referenzwert zu vergleichen.
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Erkennungsschaltkreis 434 kann bei einer Ausführungsform einen geeigneten Schaltkreis beinhalten, um ein Signal zum Abschalten an Knoten 697 in Antwort auf entweder ein Überspannungssignal an Knoten 693 oder Überspannungssignal an Knoten 696 auszugeben. Erkennungsschaltkreis 434 kann bei einer Ausführungsform einen geeigneten Schaltkreis beinhalten, um ein Signal zum Abschalten an Knoten 697 als das logische ODER von Überspannungssignalen an Knoten 693 und 696 auszugeben. Controller 430 kann bei einer Ausführungsform ein Signal zum Abschalten an Knoten 697 durch General Purpose Input/Output (GPIO) ausgeben, um die Stromversorgung zu Downstream-Gerät 402 abzuschalten.
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Erkennungsschaltkreis 434 kann bei einer anderen Ausführungsform ein Überspannungssignal an Knoten 693 und ein Überspannungssignal an Knoten 696 getrennt ausgeben, und Controller 430 kann bei einer Ausführungsform ein Überspannungssignal an Knoten 693 und ein Überspannungssignal an Knoten 696 getrennt ausgeben, um die Stromversorgung zu Downstream-Gerät 402 abzuschalten. Controller 430 kann bei einer Ausführungsform Überspannungssignale an Knoten 693 und 696 durch General Purpose Input/Output (GPIO) getrennt ausgeben.
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BEISPIELHAFTES UPSTREAM-GERÄT
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Upstream-Gerät 400 kann jegliche geeignete Komponenten umfassen, um auf jede geeignete Art und Weise zu funktionieren. Upstream-Gerät 400 kann bei einer Ausführungsform geeignete Komponenten umfassen, um ein Computersystem zu bilden. Upstream-Gerät 400 kann beispielsweise und ohne Einschränkung, als ein Desktop-Computersystem, ein Automobil-Computersystem oder ein tragbares Computersystem, wie z. B. ein Notebook-Computer, ein Tablett-Computer, ein Netbook-Computer oder ein mobiles Internetgerät (MID, mobile internet device), funktionieren.
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7 veranschaulicht bei einer Ausführungsform Beispielkomponenten für Upstream-Gerät 400. Wie in 7 veranschaulicht, kann Upstream-Gerät 400 Stromversorgung(en) 412, Stromversorgungsschaltkreis 420, einen Prozessor 710 und Systemsteuerlogik 720, die an Prozessor 710 gekoppelt ist, umfassen. Systemsteuerlogik 720 kann bei einer Ausführungsform Controller 430 beinhalten. Prozessor 710, Logik von Systemsteuerlogik 720 und/oder jede andere geeignete Komponente oder Logik von Upstream-Gerät 400 kann Controller 430 verwenden, um mit Downstream-Gerät 402 zu kommunizieren.
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Upstream-Gerät 400 kann ebenfalls einen BIOS-(basic input/output system)-Speicher 730, gekoppelt an Systemsteuerlogik 720, flüchtigen Speicher 740, gekoppelt an Systemsteuerlogik 720, Permanentspeicher und/oder Speichergerät(e) 750, gekoppelt an Systemsteuerlogik 720, ein oder mehr Eingabegeräte 760, gekoppelt an Systemsteuerlogik 720, ein Display 770, gekoppelt an Systemsteuerlogik 720, eine oder mehr Kommunikationsschnittstellen 780, gekoppelt an Systemsteuerlogik 720, und/oder ein oder mehr weitere Eingabe/Ausgabe-(I/O)-Geräte 790, gekoppelt an Systemsteuerlogik 720, aufweisen.
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Systemsteuerlogik 720 kann bei einer Ausführungsform jegliche geeignete Schnittstellen-Controller, einschließlich Controller 430, beinhalten, um jede geeignete Kommunikationsverbindung zu Prozessor 710 und/oder zu jedem geeigneten Gerät oder Komponente in Kommunikation mit Systemsteuerlogik 720 bereitzustellen.
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Systemsteuerlogik 720 kann bei einer Ausführungsform einen Firmware-Controller beinhalten, um eine Schnittstelle zu BIOS-Speicher 730 bereitzustellen. BIOS-Speicher 730 kann verwendet werden, um jedes geeignete System und/oder Video BIOS Software für Upstream-Gerät 400 zu speichern. BIOS-Speicher 730 kann jeden geeigneten Permanentspeicher, wie z. B. einen geeigneten Flash-Speicher, beinhalten. BIOS-Speicher 730 kann bei einer Ausführungsform alternativ in Systemsteuerlogik 720 beinhaltet sein.
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Systemsteuerlogik 720 kann bei einer Ausführungsform einen oder mehr SpeicherController beinhalten, um eine Schnittfläche zu flüchtigem Speicher 740 bereitzustellen. Flüchtiger Speicher 740 kann verwendet werden, um Daten und/oder Befehle für beispielsweise Upstream-Gerät 400 zu laden und speichern. Flüchtiger Speicher 740 kann jeden geeigneten flüchtigen Speicher beinhalten, wie z. B. geeigneten dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAN, dynamic random access memory).
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Systemsteuerlogik 720 kann bei einer Ausführungsform einen Grafik-Controller beinhalten, um eine Schnittstelle zu Display 770 bereitzustellen. Display 770 kann jedes geeignete Display, wie z. B. einen Röhrenmonitor (CRT, cathode ray tube) oder ein Flüssigkristalldisplay (LCD, liquid crystal display), beinhalten. Der Grafik-Controller kann bei einer Ausführungsform alternativ außerhalb von Systemsteuerlogik 720 sein.
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Systemsteuerlogik 720 kann bei einer Ausführungsform einen oder mehr Eingabe/Ausgabe-(I/O)-Controller beinhalten, um eine Schnittfläche zu Permanentspeicher und/oder Speichergerät(en) 750, Eingabegerät(en) 760, Kommunikationsschnittstelle(n) 780 und oder I/O-Geräten 790 bereitzustellen.
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Permanentspeicher und/oder Speichergerät(e) 750 können verwendet werden, um beispielsweise Daten und/oder Befehle zu speichern. Permanentspeicher und/oder Speichergerät(e) 750 können jeden geeigneten Permanentspeicher, wie z. B. Flash-Speicher, beinhalten, und/oder können jedes geeignete Permanentspeichergerät(e) beinhalten, wie z. B. eine oder mehr Festplatten (HDDs, hard disk drives), ein oder mehr Compact Disk-(CD)-Laufwerke und/oder ein oder mehr Digital Versatile Disk-(DVD)-Laufwerke.
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Eingabegerät(e) 760 können jedes geeignete Eingabegerät(e) beinhalten, wie eine Tastatur, eine Maus und/oder jede andere geeignete Cursor-Steuerungsvorrichtung.
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Kommunikationsschnittstelle(n) 780 kann/können eine Schnittstelle für Upstream-Gerät 400 bereitstellen, um über ein oder mehr Netzwerke und/oder mit jedem anderen geeigneten Gerät zu kommunizieren. Kommunikationsschnittstelle(n) 780 kann/können jede geeignete Hardware und/oder Firmware beinhalten. Kommunikationsschnittstelle(n) 780 kann/können bei einer Ausführungsform beispielsweise einen Netzwerkadapter, einen drahtlosen Netzwerkadapter, ein Telefonmodem und/oder ein Funkmodem beinhalten. Für kabellose Kommunikationen kann/können Kommunikationsschnittstelle(n) 780 bei einer Ausführungsform eine oder mehr Antennen 782 verwenden.
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I/O-Gerät(e) 790 kann/können jedes geeignete I/O-Gerät(e) beinhalten, wie z. B. ein Audiogerät zur Hilfe bei der Umwandlung von Schall in entsprechende digitale Signale, und/oder zur Hilfe bei der Umwandlung von digitalen Signalen in entsprechenden Schall, eine Kamera, einen Camcorder, einen Drucker und/oder einen Scanner.
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Downstream-Gerät 402 kann bei einer Ausführungsform jedes geeignete Gerät sein, dass an Systemsteuerlogik 720 gekoppelt sein kann, wie z. B. und ohne Einschränkung, ein geeigneter Permanentspeicher oder Speichergerät 750, ein Eingabegerät 760, eine Kommunikationsschnittstelle 780 oder jedes andere geeignete I/O-Gerät 790. Beispiele von Downstream-Gerät 402 können, ohne Einschränkung, eine Tastatur, eine Cursor-Steuerungsvorrichtung, ein Speicherlaufwerk, ein Speichergerät, ein Hub-Gerät, einen Netzwerkrouter oder -schalter, ein Batterieladegerät, einen Drucker, einen Scanner, einen Camcorder, eine Kamera, einen Mediaplayer, ein Mobiltelefon, ein Smartphone, ein mobiles Internetgerät und ein Computersystem, wie ein Desktop-, Notebook-, Netbook- oder anderes Computersystem umfassen.
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Obwohl als in Systemsteuerlogik 720 verbleibend beschrieben, können ein oder mehr Controller von Systemsteuerlogik 720, einschließlich Controller 430, bei einer Ausführungsform in Prozessor 710 verbleiben, wodurch es Prozessor 710 ermöglicht wird, mit einem oder mehr Geräten oder Komponenten direkt zu kommunizieren. Ein oder mehr Controller von Systemsteuerlogik 720, einschließlich Controller 430, können bei einer Ausführungsform auf einem einzelnen Die mit mindestens einem Teil von Prozessor 710 integriert sein. Ein oder mehr Controller von Systemsteuerlogik 720, einschließlich Controller 430, können bei einer Ausführungsform mit Prozessor 710 eine Baugruppe bilden.
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Bei der vorstehenden Beschreibung wurden beispielhafte Ausführungsformen beschrieben. Verschiedene Modifikationen und Änderungen können an solchen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der angehängten Ansprüche abzuweichen. Die Beschreibung und Zeichnungen sind demnach eher in einem veranschaulichendem als in einem einschränkenden Sinne anzusehen.
