DE102017108463B4

DE102017108463B4 - Steuerungsvorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Leistungslieferung, Leistungsquelle und extern mit Leistung versorgtes Leistungsbauelement

Info

Publication number: DE102017108463B4
Application number: DE102017108463.0A
Authority: DE
Inventors: Tue Fatt David Wee; Hu Xu
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2022-10-06
Anticipated expiration: 2037-04-21
Also published as: DE102017108463A1

Abstract

Eine Steuerungsvorrichtung (10) zum Steuern einer Leistungslieferung über eine Leistungslieferschnittstelle, die Steuerungsvorrichtung (10) umfassend:ein Kommunikationsmodul (12), das zum Empfangen einer Signalübertragung, umfassend eine oder mehrere Steuerungsnachrichten, über einen Konfigurationskanal der Leistungslieferschnittstelle ausgebildet ist; undein Steuerungsmodul (14), das ausgebildet ist zum:Detektieren eines Starts der Signalübertragung über das Kommunikationsmodul (12), während ein Teil des Kommunikationsmoduls (12) deaktiviert ist, undAktivieren des deaktivierten Teils des Kommunikationsmoduls (12), um die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten nach dem Detektieren des Starts der Signalübertragung zu empfangen.

Description

Gebiet
Beispiele beziehen sich auf Leistungslieferschnittstellen, insbesondere aber nicht ausschließlich auf eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern einer Leistungslieferung, eine Leistungsquelle, ein extern mit Leistung versorgtes Bauelement und ein Verfahren zum Steuern einer Leistungslieferung.
Hintergrund
Ein Trend bei der Lieferung von Leistung, z. B. von einer Leistungsquelle zu einem mit Leistung versorgten Bauelement, ist die Konvergenz von einer Mehrzahl von unterschiedlichen Leistungsstandards und -verhindern zu einer kleinen Gruppe von vielseitigen Standards und Verbindern, wie z. B. Leistungslieferung über den Universellen Seriellen Bus (USB; USB = Universal Serial Bus) unter Verwendung eines USB-Typ-C-Adapters. Siehe hierzu auch den Wikipedia-Artikel über USB, der verschiedene Aspekte von USB erläutert, wie etwa die Leistungslieferung über USB. Um die vorher durch die Mehrzahl von unterschiedlichen Leistungsstandards und -verbindern implementierten Anwendungsfälle zu unterstützen, sind möglicherweise Leistungslieferverhandlungen zwischen Leistungsquelle und mit Leistung versorgtem Bauelement notwendig, um die Eigenschaften der zu liefernden Leistung zu bestimmen.
Aus EP 3 125 566 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Übertragen von Daten über HDMI bekannt. Dabei wird eine Stromübertragungsfunktion von einer Quelle an eine Senke durch die Quelle durch Auslesen der Parameter der Senke durch die Quelle aktiviert und eingestellt.
Aus DE 601 12 238 T2 ist eine Kommunikations-Schnittstelle zum Empfang digitaler Signale bekannt. Dabei wird eine Präambel genutzt, um einen Empfänger aufzuwecken, um sicherzustellen, dass dieser auch die der Präambel nachfolgenden Pakete empfängt.
Aus US 2016/0 018 873 A1 ist eine Kommunikations-Vorrichtung und ein entsprechendes Kommunikations-Verfahren mit niedrigem Energieverbrauch mit einer Aufwach-Erkennung bekannt. Durch die Aufwacherkennung wird ein USB-Empfänger von einem Modus mit niedrigem Energieverbrauch (Idle-State) in einen Normalbetrieb (Non-Idle-State) gebracht. Die Aufwacherkennung basiert dabei auf der Detektion eines Synchronisations-Signals.
Zusammenfassung
Es kann ein Bedarf bestehen zum Bereitstellen eines verbesserten Konzeptes für eine Leistungsliefersteuerungsvorrichtung, die eine verbesserte Verarbeitung von Leistungsliefersignalübertragungen ermöglicht, die Steuerungsnachrichten umfassen.
Ein solcher Bedarf kann durch den Gegenstand der Ansprüche erfüllt sein.
Ein Beispiel bezieht sich auf eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern einer Leistungslieferung über eine Leistungslieferschnittstelle. Die Steuerungsvorrichtung umfasst ein Kommunikationsmodul, das ausgebildet ist zum Empfangen einer Signalübertragung, umfassend eine oder mehrere Steuerungsnachrichten, über einen Konfigurationskanal der Leistungslieferschnittstelle. Die Steuerungsvorrichtung umfasst ferner ein Steuerungsmodul, das ausgebildet ist zum Detektieren eines Starts der Signalübertragung über das Kommunikationsmodul, während ein Teil des Kommunikationsmoduls deaktiviert ist. Das Steuerungsmodul ist ferner ausgebildet zum Aktivieren des deaktivierten Teils des Kommunikationsmoduls, um die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten nach dem Detektieren des Starts der Signalübertragung zu empfangen.
Ein Beispiel bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern einer Leistungslieferung über eine Leistungslieferschnittstelle. Das Verfahren umfasst ein Empfangen einer Signalübertragung, umfassend eine oder mehrere Steuerungsnachrichten, über einen Konfigurationskanal einer Leistungslieferschnittstelle über ein Kommunikationsmodul. Das Verfahren umfasst ferner ein Detektieren eines Starts der Signalübertragung über das Kommunikationsmodul, während ein Teil des Kommunikationsmoduls deaktiviert ist. Das Verfahren umfasst ferner ein Aktivieren des Teils des Kommunikationsmoduls, um die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten nach dem Detektieren des Starts der Signalübertragung zu empfangen.
Figurenliste
Nachfolgend werden einige Beispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren ausschließlich beispielhaft und Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in denen

1a ein Blockdiagramm einer Steuerungsvorrichtung zum Steuern einer Leistungslieferung über eine Leistungslieferschnittstelle darstellt;
1b ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern einer Leistungslieferung über eine Leistungslieferschnittstelle darstellt;
1c ein Blockdiagramm einer Leistungsquelle darstellt, die eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern einer Leistungslieferung über eine Leistungslieferschnittstelle umfasst;
1 d ein Blockdiagramm eines extern mit Leistung versorgten Bauelements darstellt, das eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern einer Leistungslieferung über eine Leistungslieferschnittstelle umfasst;
2 eine Tabelle von erlaubten binären Sequenzen für einen Paketstart-Anzeiger gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt;
3 ein Paketformat einer Signalübertragung gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt;
4 ein Blockdiagramm einer Leistungsliefersteuerung zeigt;
5 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Empfangen eines Pakets über einen Konfigurationskanal zeigt; und
6 ein schematisches Diagramm einer Detektion eines Paketstart-Anzeigers mit einem Verlust von 30 Bit einer Präambel zeigt.

Detaillierte Beschreibung
Verschiedene Beispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Beispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Stärken von Linien, Schichten und/oder Bereichen zur Verdeutlichung übertrieben sein.
Während sich weitere Beispiele für verschiedene Modifikationen und alternative Formen eignen, sind dementsprechend einige bestimmte Beispiele derselben in den Figuren gezeigt und werden nachfolgend ausführlich beschrieben. Allerdings beschränkt diese detaillierte Beschreibung weitere Beispiele nicht auf die beschriebenen bestimmten Formen. Weitere Beispiele können alle Modifikationen, Entsprechungen und Alternativen abdecken, die in den Rahmen der Offenbarung fallen. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in der gesamten Beschreibung der Figuren auf gleiche oder ähnliche Elemente, die bei einem Vergleich miteinander identisch oder in modifizierter Form implementiert sein können, während sie die gleiche oder eine ähnliche Funktion bereitstellen.
Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, die Elemente direkt, oder über ein oder mehrere Zwischenelemente, verbunden oder gekoppelt sein können. Wenn zwei Elemente A und B unter Verwendung eines „oder“ kombiniert werden, ist dies so zu verstehen, dass alle möglichen Kombinationen offenbart sind, d. h. nur A, nur B sowie A und B. Eine alternative Formulierung für die gleichen Kombinationen ist „zumindest eines von A und B“. Das Gleiche gilt für Kombinationen von mehr als 2 Elementen.
Die Terminologie, die hier zum Beschreiben bestimmter Beispiele verwendet wird, soll nicht begrenzend für weitere Beispiele sein. Wenn eine Singularform, z. B. „ein, eine“ und „der, die, das“ verwendet wird und die Verwendung nur eines einzelnen Elements weder explizit noch implizit als verpflichtend definiert ist, können weitere Beispiele auch Pluralelemente verwenden, um die gleiche Funktion zu implementieren. Wenn eine Funktion nachfolgend als unter Verwendung mehrerer Elemente implementiert beschrieben ist, können weitere Beispiele die gleiche Funktion unter Verwendung eines einzelnen Elements oder einer einzelnen Verarbeitungsentität implementieren. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweist“ und/oder „aufweisend“ bei Gebrauch das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente und/oder Komponenten derselben präzisieren, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Komponenten und/oder einer Gruppe derselben ausschließen.
Sofern nicht anderweitig definiert, werden alle Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) hier in ihrer üblichen Bedeutung des Gebiets verwendet, zu dem Beispiele gehören.
1a stellt ein Blockdiagramm einer Steuerungsvorrichtung 10 zum Steuern einer Leistungslieferung über eine Leistungslieferschnittstelle dar. Die Steuerungsvorrichtung 10 umfasst ein Kommunikationsmodul 12, das zum Empfangen einer Signalübertragung, die eine oder mehrere Steuerungsnachrichten umfasst, über einen Konfigurationskanal der Leistungslieferschnittstelle ausgebildet ist. Die Steuerungsvorrichtung 10 umfasst ferner ein Steuerungsmodul 14, das zum Detektieren eines Starts der Signalübertragung über das Kommunikationsmodul 12 ausgebildet ist, während ein Teil des Kommunikationsmoduls 12 deaktiviert ist. Das Steuerungsmodul 14 ist ferner zum Aktivieren des deaktivierten Teils des Kommunikationsmoduls 12 ausgebildet, um die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten zu empfangen, nach dem Detektieren des Starts der Signalübertragung.
Ein Detektieren eines Starts der Signalübertragung, während zumindest ein Teil des Kommunikationsmoduls deaktiviert ist (z. B. ein Hochfrequenzoszillator), kann ein Verwenden der Steuerungsvorrichtung in einem Modus mit geringer Leistung (wobei der Teil deaktiviert ist) ermöglichen, während der Konfigurationskanal im Leerlauf ist. Sobald der Start der Signalübertragung detektiert wird, kann der Teil aktiviert werden, und das Kommunikationsmodul kann rechtzeitig voll betriebsfähig sein, um die Taktausrichtung von dem letzten Abschnitt einer Präambel wiederherzustellen und um einen Paketstart-Anzeiger zu detektieren, der den Beginn von der einen oder den mehreren Steuerungsnachrichten anzeigt.
Zum Beispiel kann während eines ersten Abschnitts der Signalübertragung (z. B. bevor der Teil des Kommunikationsmoduls aktiviert ist) das Empfangen der Signalübertragung einem Erfassen eines Auftritts der Signalübertragung entsprechen oder kann dasselbe umfassen (z. B. ohne ein Decodieren des ersten Abschnitts der Signalübertragung. Zum Beispiel kann während eines zweiten Abschnitts der Signalübertragung (z. B. nachdem der Teil des Kommunikationsmoduls aktiviert ist) das Empfangen der Signalübertragung einem Decodieren der Signalübertragung entsprechen oder kann dasselbe umfassen, um die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten zu erhalten. Zum Beispiel umfasst während des zweiten Abschnitts der Signalübertragung das Empfangen der Signalübertragung ferner ein Wiederherstellen eines/r Takt(ausrichtung) der Signalübertragung und/oder ein Decodieren der Signalübertragung, um einen Paketstart-Anzeiger und/oder einen Ende-von-Paket-Anzeiger zu erhalten.
Zum Beispiel kann die Steuerungsvorrichtung zum Detektieren des Starts der Signalübertragung durch Detektieren eines Auftritts einer Signalpegeländerung auf dem Konfigurationskanal ausgebildet sein. Zum Beispiel kann die Steuerungsvorrichtung zum Detektieren des Starts der Signalübertragung durch Detektieren eines Auftritts einer Signalflanke auf dem Konfigurationskanal ausgebildet sein. Zum Beispiel können das Kommunikationsmodul 12 und/oder das Steuerungsmodul 14 zusätzliche Hardware umfassen, die zum Detektieren des Starts der Signalübertragung ausgebildet ist. Zum Beispiel kann die zusätzliche Hardware auf einer asynchronen Zustandsmaschine basieren. Zum Beispiel kann das Kommunikationsmodul 12 (oder das Steuerungsmodul 14) ferner ein Übertragungsdetektionsmodul 12a umfassen, das zum Detektieren der Signalübertragung über den Konfigurationskanal ausgebildet ist. Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 zum Detektieren des Starts der Signalübertragung unter Verwendung des Übertragungsdetektionsmoduls 12a ausgebildet sein. Das Verwenden des Übertragungsdetektionsmoduls, das die für diese Funktion dedizierte, zusätzliche Hardware sein kann, kann ein Deaktivieren von größeren Teilen des Kommunikationsmoduls ermöglichen, wobei ein Leistungsverbrauch weiter reduziert wird, während der Konfigurationskanal im Leerlauf ist.
Zum Beispiel kann die Signalübertragung eine Präambel an dem Start der Signalübertragung umfassen. Zum Beispiel kann die Präambel ein repetitives Muster von physikalischen und/oder logischen Signalzuständen umfassen. Zum Beispiel kann die Präambel verwendet werden, um eine Taktgeschwindigkeit und/oder eine Taktausrichtung für eine Kommunikation über den Konfigurationskanal zu synchronisieren. Zum Beispiel kann die Präambel eine vordefinierte Länge umfassen, z. B. eine vordefinierte Menge von Signalzuständen oder Bits. Zum Beispiel kann die Präambel mehr als 32 Signalzustände (oder mehr als 40 Signalzustände, mehr als 48 Signalzustände, mehr als 60 Signalzustände) oder Bits umfassen.
Das Steuerungsmodul 14 kann zum Detektieren der Übertragung der Präambel ausgebildet sein, um den Start der Signalübertragung zu detektieren. Das Steuerungsmodul 14 kann zum Aktivieren des Kommunikationsmoduls 14 während der Übertragung (z. B. nach dem Start und vor dem Ende) der Präambel ausgebildet sein. Während der Präambel ist möglicherweise keine der einen oder der mehreren Steuerungsnachrichten in der Signalübertragung enthalten, sodass der Teil des Kommunikationsmoduls ohne Fehlen der einen oder der mehreren Steuerungsnachrichten aktiviert werden kann.
Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 zum Bestimmen einer Taktausrichtung (und/oder einer Taktgeschwindigkeit) der Signalübertragung von einem Abschnitt der Präambel ausgebildet sein, der empfangen wird, nachdem das Kommunikationsmodul 12 aktiviert ist. Zum Beispiel kann das Kommunikationsmodul 12 zum Empfangen der Signalübertragung basierend auf der bestimmten Taktausrichtung ausgebildet sein. Der/die Takt(ausrichtung) für die Signalübertragung kann von einem Abschnitt der Signalübertragung wiederhergestellt werden, der empfangen wurde, nachdem der Teil aktiviert worden ist, was erlaubt, dass der Teil deaktiviert wird, wenn die Signalübertragung (und die Präambel) startet.
Zum Beispiel kann das Kommunikationsmodul 12 (und/oder die Steuerungsvorrichtung 14) einen Hochfrequenzoszillator (z. B. mit einer ersten höheren Frequenz) und einen Niedrigfrequenzoszillator (z. B. mit einer zweiten niedrigeren Frequenz) umfassen. Alternativ umfasst das Kommunikationsmodul 12 möglicherweise (nur) einen (Hoch-)Frequenzoszillator. Zum Beispiel kann der deaktivierte Teil des Kommunikationsmoduls 12 ein Hochfrequenzoszillator sein. Zum Beispiel kann der Hochfrequenzoszillator an dem Start der Signalübertragung deaktiviert sein. Alternativ oder zusätzlich kann der deaktivierte Teil des Kommunikationsmoduls ein Taktbaum von zumindest Teilen des Kommunikationsmoduls sein. Zum Beispiel kann zumindest eines von einem Physikalische-Schicht-Modul, einem Protokollmodul und einer Policy-Engine (Richtlinien-Engine) der Steuerungsvorrichtung an dem Start der Signalübertragung deaktiviert sein.
Zum Beispiel kann der deaktivierte Teil des Kommunikationsmoduls 12 ein Hochfrequenzoszillator sein. Das Steuerungsmodul 14 kann zum Detektieren eines Starts der Signalübertragung über das Kommunikationsmodul 12 ausgebildet sein, während der Hochfrequenzoszillator des Kommunikationsmoduls 12 deaktiviert ist. Das Steuerungsmodul 14 kann zum Aktivieren des Hochfrequenzoszillators des Kommunikationsmoduls 12 nach dem Detektieren des Starts der Signalübertragung ausgebildet sein, um die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten zu empfangen. Den Hochfrequenzoszillator deaktiviert zu halten, während der Konfigurationskanal im Leerlauf ist, kann einen Leistungsverbrauch des Kommunikationsmoduls reduzieren, während der Konfigurationskanal im Leerlauf ist.
Zum Beispiel kann die Steuerungsvorrichtung ferner ein Physikalische-Schicht-Modul umfassen, das ausgebildet ist zum Decodieren der Signalübertragung. Zum Beispiel kann das Physikalische-Schicht-Modul einen oder mehrere Decodierer und einen oder mehrere Codierer umfassen. Zum Beispiel kann das Physikalische-Übertragungsschicht-Modul zumindest eines von einem Biphase-Mark-Code- (BMC-; BMC = Biphase Mark Code) Decodierer, einem Biphase-Mark-Code-Codierer, einem 4b5b-Decodierer und einem 5b4b-Decodierer umfassen. Zum Beispiel kann das Physikalische-Schicht-Modul ferner ein Zyklische-Redundanzprüfung- (CRC-; CRC = Cyclic Redundancy Check) Verifizierungsmodul umfassen. Zum Beispiel kann das Physikalische-Schicht-Modul ferner ein Paketstart-Anzeiger-Detektionsmodul umfassen. Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 zumindest Teile des Physikalische-Schicht-Moduls umfassen.
Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 zum Aktivieren des Physikalische-Schicht-Moduls nach dem Detektieren des Starts der Signalübertragung ausgebildet sein, um die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten zu decodieren. Das Physikalische-Schicht-Modul deaktiviert zu halten, während der Konfigurationskanal im Leerlauf ist, kann einen Leistungsverbrauch der Steuerungsvorrichtung reduzieren, während der Konfigurationskanal im Leerlauf ist.
Zum Beispiel kann die Steuerungsvorrichtung 10 ferner ein Protokollmodul umfassen, das zum Verarbeiten der einen oder der mehreren Steuernachrichten ausgebildet ist. Das Protokollmodul kann zum Interpretieren der einen oder der mehreren Steuerungsnachrichten gemäß einem Leistungslieferprotokoll ausgebildet sein, z. B. basierend auf dem USB-PD-Protokoll. Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 zumindest Teile des Protokollmoduls umfassen oder kann zum Steuern der Leistungslieferung basierend auf der Interpretation der einen oder der mehreren Steuerungsnachrichten ausgebildet sein.
Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 zum Aktivieren des Protokollmoduls nach dem Detektieren des Starts der Signalübertragung ausgebildet sein, um die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten zu decodieren. Das Protokollmodul deaktiviert zu halten, während der Konfigurationskanal im Leerlauf ist, kann einen Leistungsverbrauch der Steuerungsvorrichtung reduzieren, während der Konfigurationskanal im Leerlauf ist.
Zum Beispiel kann die Steuerungsvorrichtung 10 (z. B. das Steuerungsmodul 14) ferner ein Policy-Modul umfassen, das zum Steuern der Leistungslieferung zu einer Leistungssenke oder der Leistungslieferung von einer Leistungsquelle basierend auf der einen oder den mehreren Steuerungsnachrichten ausgebildet ist. Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 zum Steuern der Leistungslieferung basierend auf dem Policy-Modul ausgebildet sein.
Das Steuerungsmodul 14 kann zum Aktivieren des Policy-Moduls nach dem Detektieren des Starts der Signalübertragung ausgebildet sein. Das Policy-Modul deaktiviert zu halten, während der Konfigurationskanal im Leerlauf ist, kann einen Leistungsverbrauch der Steuerungsvorrichtung reduzieren, während der Konfigurationskanal im Leerlauf ist.
Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 ausgebildet sein, um zumindest eines zu deaktivieren von dem Teil des Kommunikationsmoduls 12, des Hochfrequenzoszillators, des Physikalische-Schicht-Moduls, eines Protokollmoduls und des Policy-Moduls nach dem Empfangen der Signalübertragung, z.B. nachdem die Leistungslieferung basierend auf der einen oder den mehreren Steuerungsnachrichten gesteuert wurden.
Zum Beispiel kann die Signalübertragung einen Paketstart-Anzeiger umfassen. Zum Beispiel kann der Paketstart-Anzeiger eine vordefinierte (z.B. statische) Anzahl von Bits aufweisen. Zum Beispiel kann die vordefinierte Anzahl von Bits zumindest 4 Bits (oder zumindest 8 Bits, zumindest 12 Bits, zumindest 16 Bits, zumindest 20 Bits) sein. Zum Beispiel kann der Paketstart-Anzeiger eine Bitsequenz einer Mehrzahl von erlaubten binären Sequenzen sein. Zum Beispiel kann der Paketstart-Anzeiger (sowohl) den Start der einen oder mehreren Steuerungsnachrichten und/oder den Pakettyp anzeigen (z.B. Rücksetzpaket, Steuerungspaket, Fehlerbeseitigungspaket etc.). Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 ausgebildet sein, um den Paketstart-Anzeiger basierend auf einer fehlertoleranten Detektion des Paketstart-Anzeigers zu detektieren, der ein oder mehrere geänderte Bits innerhalb des Paketstart-Anzeigers erlaubt.
Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 zum Empfangen der einen oder mehreren Steuerungsnachrichten basierend auf dem Paketstart-Anzeiger ausgebildet sein. Zum Beispiel kann innerhalb eines Paket-Formats/-Struktur der Signalübertragung ein Ende des Paketstart-Anzeigers einen Start der einen oder mehreren Steuerungsnachrichten oder einen Start eines Paket-Anfangsblocks bezogen auf die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten anzeigen.
Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 ausgebildet sein, um den Paketstart-Anzeiger innerhalb der Signalübertragung zu detektieren, ohne die gesamte Präambel über das Kommunikationsmodul 12 empfangen zu haben. Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 ausgebildet sein, um den Paketstart-Anzeiger innerhalb der Signalübertragung zu detektieren, nachdem mehr als 10 (oder mehr als 20) Signal-Zustände/-Bits der Präambel verpasst wurden. Dadurch müsste das Kommunikationsmodul möglicherweise während der Übertragung der gesamten Präambel nicht aktiviert werden.
Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 ausgebildet sein, um den Paketstart-Anzeiger basierend auf (zumindest) einer Mehrzahl von erlaubten binären Sequenzen für den Paketstart-Anzeiger zu detektieren. 2 zeigt eine Mehrzahl von erlaubten binären Sequenzen von USB-PD gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel. Dies kann eine gefensterte Detektion des Paketstart-Anzeigers z.B. basierend auf einer Zustandsmaschine oder basierend auf einem Schieberegister ermöglichen. Alternativ kann der Paket-Anzeiger einer einzelnen erlaubten binären Sequenz für den Paketstart-Anzeiger entsprechen. Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 ausgebildet sein, um den Paketstart-Anzeiger basierend auf der Mehrzahl von erlaubten binären Sequenzen (oder basierend auf der einzelnen erlaubten binären Sequenz) zu detektieren, während ein oder mehrere Bitfehler erlaubt sind.
Zum Beispiel kann der Paketstart-Anzeiger einer Bitsequenz mit einer vordefinierten Anzahl von Bits entsprechen. Das Steuerungsmodul 14 kann ausgebildet sein, um den Paketstart-Anzeiger durch Vergleichen der vordefinierten Anzahl von Bits, die kürzlich über das Kommunikationsmodul 12 empfangen wurden, mit der Mehrzahl von erlaubten binären Sequenzen für den Paketstart-Anzeiger zu detektieren. Wenn der Paketstart-Anzeiger eine vordefinierte Anzahl von Bits aufweist (z.B. 20 Bits) kann die Detektion des Paketstart-Anzeigers ermöglicht werden. Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 zum Vergleichen aller der vordefinierten Anzahl von Bits, die vor kurzem über das Kommunikationsmodul 12 empfangen wurden, mit der Mehrzahl von erlaubten binären Sequenzen ausgebildet sein. Dies kann einen fehlertoleranten Vergleich ermöglichen (z.B. Tolerieren einer begrenzten Anzahl von Bit-Flips). Zum Beispiel kann die vordefinierte Anzahl von Bits, die vor kurzem über das Kommunikationsmodul 12 empfangen wurden, der letzten vordefinierten Anzahl von Bits, die über das Kommunikationsmodul 12 empfangen wurden, der letzten vordefinierten Anzahl von Bits, die durch ein Physikalische-Schicht-Modul decodiert wurden oder einer vordefinierten Anzahl von Bits, die in einem Puffer des Physikalische-Schicht-Moduls gespeichert sind, entsprechen.
Zum Beispiel kann die Steuerungsvorrichtung 10 zum Steuern eines Stroms und/oder einer Spannung der Leistungslieferung ausgebildet sein. Zum Beispiel kann die Steuerungsvorrichtung 10 zum Steuern eines beschleunigten Lademechanismus der Leistungslieferung ausgebildet sein. Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 ferner ausgebildet sein zum Empfangen der einen oder mehreren Steuerungsnachrichten über das Kommunikationsmodul 12. Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 zum Steuern der Leistungslieferung basierend auf der empfangenen einen oder den mehreren Steuerungsnachrichten ausgebildet sein.
Zum Beispiel kann die Leistungslieferschnittstelle eine gesteuerte Leistungslieferschnittstelle zum Liefern von Leistung gemäß vorangehend verhandelten Leistungsliefereigenschaften sein. Zum Beispiel kann die Leistungslieferschnittstelle einen Leistungslieferkanal und den Konfigurationskanal aufweisen. Zum Beispiel kann die Leistungslieferschnittstelle zum Liefern von Leistung über den Leistungslieferkanal basierend auf der einen oder den mehreren Steuerungsnachrichten ausgebildet sein, die über den Konfigurationskanal übertragen werden. Zum Beispiel kann die Leistungslieferschnittstelle geeignet sein für eine beschleunigte Ladung gemäß einem beschleunigten Ladeprotokoll. Zum Beispiel kann die Leistungslieferschnittstelle eine Leistungslieferschnittstelle eines universellen, seriellen Busses sein (Universal Serial Bus Power Delivery; USB-PD). Zum Beispiel kann der Konfigurationskanal der Leistungslieferschnittstelle ein logischer Kanal sein oder kann physisch separat von dem Leistungslieferkanal sein. Zum Beispiel kann der Konfigurationskanal ein Allzweck-Kommunikationskanal oder -Steuerungskanal sein, der auf einer Signalleitung entlang einer anderen Leitung geleitet wird, die für den Leistungslieferkanal verwendet wird.
Zum Beispiel kann die Signalübertragung auf einem Taktsignal basieren. Die Signalübertragung kann eine getaktete Signalübertragung sein. Zum Beispiel kann die Signalübertragung zeitlich gleichmäßig beabstandete (logische) Signalzustände (basierend auf dem Taktsignal) aufweisen. Zum Beispiel kann ein Signalzustand einem Signalpegel oder einem Signalpegelübergang entsprechen. Zum Beispiel kann ein hoher Signalpegel einem (logische) 1 Signalzustand entsprechen und ein niedriger Signalpegel kann einem (logische) 0 Signalzustand entsprechen. Alternativ kann die Signalübertragung auf einem differentiellen Manchester-Codieren basieren. Zum Beispiel kann ein (logische) 0 Signalzustand der Signalübertragung entsprechen, die auf einem Signalpegel bleibt, und ein (logische) 1 Signalzustand kann der Signalübertragung entsprechen, die von einem ersten Signalpegel auf einen zweiten Signalpegel übergeht. Ein Signalzustand kann einem Bit entsprechen, zum Beispiel. Zum Beispiel kann die Steuerungsvorrichtung (z.B. ein Physikalische-Schicht-Modul und/oder das Steuerungsmodul 14) ausgebildet sein, um Bits weiter entsprechend Signalzuständen zu decodieren, z.B. basierend auf einer 4b5b-Codierung.
Zum Beispiel können die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten eine oder mehrere Anweisungen aufweisen, die sich auf die Leistungslieferung beziehen. Zum Beispiel können die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten ferner zumindest eine einer Anfangsblocknachricht und einer Redundanznachricht aufweisen (z.B. eine zyklische Redundanzprüfung, CRC; cyclic redundancy check). Zum Beispiel können die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten gemäß einem Leistungslieferungsprotokoll definiert sein und/oder können eine oder mehrere vordefinierte Bitsequenzen aufweisen (gemäß dem Leistungslieferungsprotokoll) .
Das Kommunikationsmodul 12 kann als jegliches Sendeempfangsmittel zum Sendeempfangen, d.h. Empfangen und/oder Senden usw., eine oder mehrere Sendeempfängereinheiten, ein oder mehrere Sendeempfängergeräte implementiert sein, und kann typische Empfänger- und/oder Senderkomponenten umfassen, z. B. ein oder mehrere Elemente der Gruppe von einem oder mehreren rauscharmen Verstärkern (LNAs; LNA = Low-Noise Amplifier), einem oder mehreren Leistungsverstärkern (PAs; PA = Power Amplifier), einem oder mehreren Filtern oder einer Filterschaltung, einem oder mehreren Diplexern, einem oder mehreren Duplexern, einem oder mehreren Analog-Digital-Wandlern (A/D; A/D = Analog-to-Digital), einem oder mehreren Digital-Analog-Wandlern (D/A; D/A = Digital-to-Analog), einem oder mehreren Modulatoren oder Demodulatoren, einem oder mehreren Mischern, einer oder mehreren Antennen usw. Zum Beispiel kann das Kommunikationsmodul 12 zumindest einen eines Sendeempfängers, eines Decodierers und eines Hochfrequenzoszillators aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann das Steuerungsmodul 14 unter Verwendung von einer oder mehreren Verarbeitungseinheiten, einer oder mehreren Verarbeitungsvorrichtungen, jeglichem Mittel zum Verarbeiten, z. B. einem Prozessor, einem Computer oder einer programmierbaren Hardwarekomponente, die mit entsprechend adaptierter Software betriebsfähig ist, implementiert sein. Anders ausgedrückt, die beschriebene Funktion des Steuerungsmoduls 14 kann auch in Software implementiert sein, die dann auf einer oder mehreren programmierbaren Hardwarekomponenten ausgeführt wird. Solche Hardwarekomponenten können einen Allzweckprozessor, einen digitalen Signalprozessor (DSP), einen Mikrocontroller etc. umfassen.
1b stellt ein Flussdiagramm eines (entsprechenden) Verfahrens zum Steuern einer Leistungslieferung über eine Leistungslieferschnittstelle dar. Das Verfahren umfasst ein Empfangen 110 einer Signalübertragung, umfassend eine oder mehrere Steuerungsnachrichten, über einen Konfigurationskanal einer Leistungslieferschnittstelle über ein Kommunikationsmodul. Das Verfahren umfasst ferner ein Detektieren 120 eines Starts der Signalübertragung über das Kommunikationsmodul, während ein Teil des Kommunikationsmoduls deaktiviert ist. Das Verfahren umfasst ferner ein Aktivieren 130 des Teils des Kommunikationsmoduls, um die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten nach dem Detektieren des Starts der Signalübertragung zu empfangen. Optional, wie durch die gestrichelte Grenze angezeigt wird, kann das Verfahren ferner das Empfangen 140 der einen oder mehreren Steuerungsnachrichten über das Kommunikationsmodul aufweisen. Das Verfahren kann ferner das Steuern 150 der Leistungslieferung basierend auf der empfangenen einen oder den mehreren Steuerungsnachrichten aufweisen.
Ein Detektieren eines Starts der Signalübertragung, während zumindest ein Teil des Kommunikationsmoduls deaktiviert ist (z. B. ein Hochfrequenzoszillator), kann ein Verwenden der Steuerungsvorrichtung in einem Modus mit geringer Leistung (wobei der Teil deaktiviert ist) ermöglichen, während der Konfigurationskanal im Leerlauf ist. Sobald der Start der Signalübertragung detektiert wird, kann der Teil aktiviert werden, und das Kommunikationsmodul kann rechtzeitig voll betriebsfähig sein, um die Taktausrichtung von dem letzten Abschnitt einer Präambel wiederherzustellen und um einen Paketstart-Anzeiger zu detektieren, der den Beginn von der einen oder den mehreren Steuerungsnachrichten anzeigt.
Weitere Details und Aspekte des Verfahrens werden in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren vorstehend (z. B. 1a) beschriebenen Beispielen erwähnt. Das Verfahren kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder einem oder mehreren vorstehend oder nachstehend beschriebenen Beispielen entsprechen.
1C stellt ein Blockdiagramm einer Leistungsquelle 100a dar, umfassend die Steuerungsvorrichtung 10, z.B. Die Steuerungsvorrichtung 10, die in Verbindung mit 1a eingeführt wurde. Zum Beispiel kann die extern mit Leistung versorgte Vorrichtung 100b ausgebildet sein, um Leistung über eine Leistungslieferschnittstelle zu liefern, z.B. die Leistungslieferschnittstelle, die in Verbindung mit 1a eingeführt wurde. Die Steuerungsvorrichtung 10 kann ausgebildet sein, um die Leistungslieferung über die Leistungslieferschnittstelle zu steuern.
Zum Beispiel kann die Leistungsquelle 100a einer steuerbaren Leistungsquelle entsprechen. Zum Beispiel kann die Leistungsquelle einem (Wand-) Leistungsadapter entsprechen. Alternativ kann die Leistungsquelle 100a einem elektronischen Bauelement entsprechen, z.B. einem eines Desktop-Computers, eines Laptop-Computers, eines Monitors, einer Dockingstation, eines mobilen Geräts oder einer Power Bank. Zum Beispiel kann die Leistungsquelle 100a eine USB-PD-kompatible Leistungsquelle sein. Zum Beispiel kann die Leistungsquelle 100a eine Leistungslieferquelle eines universellen, seriellen Busses sein.
Weitere Details und Aspekte der Leistungsquelle 100a werden in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren vorstehend (z. B. 1A bis 1b) beschriebenen Beispielen erwähnt. Die Leistungsquelle 100a kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder einem oder mehreren vor- oder nachstehend beschriebenen Beispielen entsprechen.
1d stellt ein Blockdiagramm einer extern mit Leistung versorgten Vorrichtung 100b dar, umfassend die Steuerungsvorrichtung 10, z.B. die Steuerungsvorrichtung 10, die in Verbindung mit 1a eingeführt wurde. Zum Beispiel kann die extern mit Leistung versorgte Vorrichtung 100b über eine Leistungslieferschnittstelle mit Leistung versorgt werden, z.B. die Leistungslieferschnittstelle, die in Verbindung mit 1a eingeführt wurde. Die Steuerungsvorrichtung 10 kann ausgebildet sein, um die Leistungslieferung über die Leistungslieferschnittstelle zu steuern.
Zum Beispiel kann die extern mit Leistung versorgte Vorrichtung 100b eine von einem universellen, seriellen Bus mit Leistung versorgte Vorrichtung sein. Zum Beispiel kann die extern mit Leistung versorgte Vorrichtung 100b eines sein eines Desktop-Computers, eines Laptop-Computers, eines Monitors, einer Dockingstation, eines mobilen Geräts (z.B. ein Smartphone oder ein Tablet), einer Power Bank, einer externen Festplatte, einer externen Graphikkarte und einer Digitalkamera.
Weitere Details und Aspekte der extern mit Leistung versorgten Vorrichtung werden in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren vorstehend (z. B. 1a bis 1c) beschriebenen Beispielen erwähnt. Die extern mit Leistung versorgte Vorrichtung kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder einem oder mehreren vor- oder nachstehend beschriebenen Beispielen entsprechen.
Ausführungsbeispiele stellen ferner ein System bereit, umfassend die Leistungsquelle 100a und die extern mit Leistung versorgte Vorrichtung 100b, wobei die extern mit Leistung versorgte Vorrichtung 100a über die Leistungslieferschnittstelle durch die Leistungsquelle 100a mit Leistung versorgt wird.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel gezeigt, das USB-Leistungslieferung als Leistungslieferschnittstelle verwendet. Im nachfolgenden gezeigte Konzepte können auch mit anderen Leistungslieferschnittstellen anderer Ausführungsbeispiele verwendet werden.
Bei der USB-Leistungslieferung verhandeln Paare aus direkt angebrachten Ports Spannung, Strom und/oder Richtung des Leistungsflusses über das USB-Kabel unter Verwendung des CC-Drahtes des USB-Typ-C-Verbinders (z.B. Des Konfigurationskanals, wie in Verbindung mit 1a eingeführt wurde) als Kommunikationskanal. Die USB-PD-Schnittstelle kann zwei Kanäle über ein einzelnes Kabel, einen Konfigurationskanal (zum Übertragen von Steuerungsnachrichten) und einen VBUS (einen Leistungsversorgungsbus) zum Übertragen von Leistung aufweisen. Jede Seite kann einen USB-Port aufweisen, der eine Konfigurationskanalschnittstelle (z.B. den Kommunikationskanal 12) und eine VBUS-Schnittstelle aufweist. Die VBUS-Schnittstelle ist mit einer Leistungsquelle (auf der Leistungsversorgungsseite) oder mit einer Leistungssenke (auf der Seite der mit Leistung versorgten Vorrichtung) verbunden. Die Leistungsquelle und die Leistungssenke sind mit einem Leistungs-Policy-Manager verbunden. Die Konfigurationskanalschnittstelle ist mit einem Physikalische-Schicht-Modul und einem USB-C- (ein USB-Verbinder Standard) Steuerungsmodul verbunden. Das Physikalische-Schicht-Modul ist mit einem Protokoll-Modul verbunden und das Protokoll-Modul ist ferner mit einer Policy-Engine verbunden. Das USB-C-Steuerungsmodul und die Policy-Engine sind mit dem Bauelement-Policy-Manager verbunden.
Bei einigen Systemen umfasst die (das) Physikalische-Schicht (-Modul) ein Paar aus Sendern und Empfängern, die über einen einzelnen Signaldraht, Konfigurationskanal (CC; Configuration Channel) basierend auf einer halben Duplex-Kommunikation kommunizieren. Der Empfänger kann den Takt wiederherstellen und auf das Paket von der Präambel verriegeln, bevor der Start des Pakets (SOP; Start of Package) detektiert wird. Bei der USB-PD-Spezifikation besteht das Paket-Format aus einem Präambel-Teil, einem SOP*-Teil, einem Paketdatenteil umfassend den Nachrichten-Anfangsblock (und Nutzlast-/Steuerungsnachrichten), einem Teil einer zyklischen Redundanzprüfung (CRC; CRC = Cyclic Redundancy Check) und einem Paketende- (EOP; End of Packet) Teil. Die Präambel (bei USB-PD) besteht aus einer 64-Bit-Sequenz aus abwechselnden 0-en und 1-en. Die Präambel startet mit einer „0“ und endet mit einer „1“.
Zumindest einige Ausführungsbeispiele können darauf basieren, zumindest ein Kommunikationsmodul in einen Niedrigleistungsmodus zu setzen, um Leistung zu sparen, da der Empfänger die Präambel überwachen muss. Bei zumindest einigen Ausführungsbeispielen kann der Empfänger (des Kommunikationsmoduls) den Verlust der ersten Flanke des Präambel-Signals tolerieren, das ungefähr 3.365µsek für 1 Einheitsintervall (unit interval; UI) bei USB-PD sein kann.
Bei anderen Systemen kann der CC-Sendeempfänger in dem aktiven Modus bleiben, um die Überwachung der CC-Leitung für die 64-Bit-Sequenz-Präambel (64*UI = 215,36 µs) fortzusetzen. Die physikalische Schicht solcher Systeme ist ausgebildet, um die Präambel zu empfangen, dann das SOP*, Nachrichten-Anfangsblock, CRC, EOP zu empfangen. Zum Beispiel kann ein Verfahren solcher Systeme aus einem Leerlauf-Zustand starten. Sobald die CC-Leitung belegt ist, geht das System in einen ersten aktiven Zustand über („rece_preamble“). Beim Eintritt in den ersten aktiven Zustand empfängt die physikalische Schicht die 64-Bit Präambeldaten und prüft, ob das erste Bit 0 ist und das letzte Bit 1 ist. Sobald die physikalische Schicht das Empfangen der 64 Bit der Präambel abgeschlossen hat, geht das System in einen zweiten aktiven Zustand über („rece_SOP“). Beim Eintritt in den zweiten aktiven Zustand prüft die physikalische Schicht ob der SOP gültig geordnet ist, wenn nicht, wird msg_discard_o auf Hoch gesetzt und die physikalische Schicht zeigt an, dass das Paket verworfen wird. Nach dem Empfangen der 20 Bits des SOP geht das System in einen dritten aktiven Zustand über. Beim Eintritt in den dritten aktiven Zustand („rece_SOP“) prüft die physikalische Schicht ob sie das EOP empfangen hat, wenn nicht, fährt die physikalische Schicht mit dem Empfangen von Daten fort. Wenn ja, erhält die physikalische Schicht ein CRC-Ergebnis von einem CRC-Modul und vergleicht es mit einem CRC-Ergebnis, das in den empfangenen Daten enthalten ist. Wenn die zwei CRC-Ergebnisse nicht gleich sind, setzt die physikalische Schicht den msg_discard_o auf hoch und zeigt an, dass das Paket verworfen wird. Nachfolgend geht die physikalische Schicht innerhalb von 20 µs zurück in den Leerlauf.
Zumindest einige Ausführungsbeispiele können der physikalischen Schicht erlauben, weniger als eine 64-Bit-Präambel vor dem Detektieren des SOP zu verwenden. Die physikalische Schicht kann ausgebildet sein, um adaptiv nach dem Muster des SOP zu scannen (z.B. dem Paketstart-Anzeiger). 2 zeigt eine Mehrzahl von erlaubten binären Sequenzen für den SOP* von USB-PD, z.B. erlaubte binäre Sequenzen für ein Kabel-Rücksetzen 202, ein hartes Rücksetzen 204, einen SOP 206, einen SOP' 208, einen SOP" 210, SOP'_Debug (Fehlerbeseitigung) 212 und SOP"_Debug 214. Ein SOP-Paketstart-Anzeiger kann sich auf einen Paketstart für Pakete zwischen zwei Bauelementen beziehen. Ein SOP'-Paketstart-Anzeiger kann sich auf einen Paketstart für Pakete von einem Bauelement zu einem ersten aktiven Kabelstecker beziehen. Ein SOP"-Paketstart-Anzeiger kann sich auf einen Paketstart für Pakete von einem Bauelement zu einem zweiten aktiven Kabelstecker beziehen.
Jede erlaubte binäre Sequenz (von USB-PD) umfasst 20 Bit. Die 20 Bit umfassen vier Blocks aus je 5 Bit und jeder Block entspricht einer vordefinierten Teilsequenz (z.B. RST (Rücksetzen) 1, Sync (Synchronisation) 1 etc.) wie durch das Protokoll definiert ist. Unabhängig von Präambel-Bitverlusten kann das Empfängermodul (z.B. der Steuerungsvorrichtung) ausgebildet sein zum adaptiven Detektieren des SOP* ohne Bedarf einer 64-Bit-Präambel. Bei einem Paketrahmenformat (z.B. ein Paketformat oder eine Struktur der Signalübertragung) von zumindest einigen Ausführungsbeispielen, wie in 3 gezeigt ist, kann ein Präambelteil 302 zum Beispiel weggelassen werden oder umfasst weniger als 64 Bit. Das Paketrahmenformat umfasst ferner einen SOP*-Teil 304, einen Nachricht-Anfangsblock 306, Bytes 0-n 308, CRC 310 und EOP 312. Nach dem Empfangen des SOP 304, kann die physikalische Schicht ausgebildet sein zum Empfangen des Nachrichtanfangsblocks 306 (und der nachfolgenden Bytes 0-n 308), der CRC 310 und des EOP 312.
Zumindest einige Ausführungsbeispiele können dem Produkt ermöglichen (z.B. der Leistungsquelle und/oder dem durch USB mit Leistung versorgten Bauelement), den Modus zwischen einem aktiven Modus und einem Niedrigleistungsmodus zu schalten, um Leistung zu sparen. Zumindest einige Ausführungsbeispiele können ferner Entwurfskriterien für eine Unterstützungsschaltung (z.B. die Steuerungsvorrichtung 10 aus 1A) reduzieren, um Entwurfskomplexität und Chipfläche zu reduzieren.
4 zeigt ein Blockdiagramm einer technischen Implementierung einer Leistungslieferungs-Steuerungsvorrichtung (z.B. der Steuerungsvorrichtung 10) gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Die Leistungslieferungs-Steuerungsvorrichtung umfasst einen CC (configuration channel; Konfigurationskanal-) Sendeempfänger (-Modul) 410 (z.B. das Kommunikationsmodul 12 aus 1a), eine Physikalische-Schicht (-Modul) 420, ein Protokoll (-Modul) 430 und eine Policy-Engine (-Modul) 440. Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 14 aus 1A das Physikalische-Schicht-Modul 420, das Protokollmodul 430 und/oder das Policy-Engine-Modul 440 umfassen. Der CC-Sendeempfänger 410 ist mit dem Konfigurationskanal 402 und mit dem Physikalische-Schicht-Modul 420 verbunden, das Physikalische-Schicht-Modul 420 ist ferner mit dem Protokollmodul 430 verbunden und das Protokollmodul 430 ist ferner mit der Policy-Engine 440 verbunden. Die physikalische Schicht umfasst einen BMC- (Biphase Mark Code) Decodierer 421, ein SOP- (Start of Packet; Paketstart) Detektionsmodul 422, einen 4b5b-Decodierer 434, ein CRC-Prüfmodul 424, einen 5b4b-Decodierer 425 und einen BMC-Codierer 426. Der BMC-Decodierer 421 ist mit dem CC-Sendeempfänger 410 und dem SOP-Detektionsmodul 422 verbunden, das SOP-Detektionsmodul 422 ist ferner mit dem 4b5b-Decodierer 423 verbunden, und der 4b5b-Decodierer 423 ist ferner mit dem Protokollmodul 430 und dem CRC-Prüfmodul 424 verbunden. Der 5b4b-Decodierer ist mit dem Protokollmodul und dem CRC-Prüfmodul 424 verbunden. Der BMC-Codierer 426 ist mit dem 5b4b-Decodierer und dem CC-Sendeempfänger 410 verbunden.
Die Leistungslieferungs-Steuerungsvorrichtung umfasst ferner ein CC-Übergangs-Aufwachmodul 404 (z.B. Übertragungsdetektionsmodul 12a oder das Steuerungsmodul 14 aus 1A) und einen digitalen Aufwachblock 406 (der z.B. durch das Steuerungsmodul 14 aus 1A implementiert sein kann). Die Leistungslieferungs-Steuerungsvorrichtung umfasst ferner einen Hochfrequenzoszillator (HF) 408a und einen Niedrigfrequenzoszillator (LF) 408b.
Der CC-Sendeempfänger 410, die physikalische Schicht 420, das Protokoll 430, die Policy-Engine 440 und/oder der Hochfrequenzoszillator 408a können in einen Niedrigleistungsmodus eingestellt werden, wenn die CC-Leitung im Leerlauf ist, z.B. durch den digitalen Aufwachblock 406.
Dies kann dem System erlauben, in den Niedrigleistungsmodus überzugehen, um Leistung zu sparen, wenn die CC-Leitung im Leerlauf ist. Auf eine Aktivität in der CC-Leitung 402 hin kann der CC-Übergangs-Aufwachblock 404 ausgebildet sein, um zu detektieren, dass ein Übergang in der CC-Leitung 402 vorliegt, der ein Aufwachsignal für den digitalen Aufwachblock 406 erzeugen kann. Dies kann wiederum den CC-Sendeempfänger 410, die physikalische Schicht 420, das Protokoll 430, die Policy-Engine 440 und den HF-Oszillator 408a aktivieren. Dieser Übergang kann z.B. von 40 ~ 50 µs reichen (abhängig von der Aufwachzeit des HF-Oszillators). Dies bedeutet, dass das System ungefähr 11 bis 15 von 64 Präambelzusänden (Signalzuständen) für den Fall von 40 ~ 50µsec Aufwachzeit des HF-Oszillators verlieren könnte.
Der Paketstart-Anzeiger SOP kann aus 20 Bit und festem Wert bestehen oder diese aufweisen (z.B. basierend auf einer Mehrzahl von erlaubten Sequenzen), wie in 2 gezeigt ist, sodass der SOP* detektiert und verwendet werden könnte um (einen Start der) die Empfangsnachricht anzuzeigen (z.B. die eine oder mehreren Steuerungsnachrichten).
5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Empfangen eines Pakets (und Detektieren des SOP*) über einen Konfigurationskanal. Am Anfang kann die CC-Leitung im Leerlauf 502 sein. Sobald die CC-Leitung belegt ist kann ein Modul (z.B. der CC-Übergangs-Aufwachblock 404) aufwachen und den Hochfrequenzoszillator 504 aktivieren (z.B. den HF-Oszillator 408a). Sobald das Empfangsmodul aktiv ist 506 kann ein SOP-Detektionsmodul den SOP* basierend auf den (kürzlich empfangenen) 20 Bits 508 detektieren. Wenn die Bits mit den erlaubten binären Sequenzen bei der SOP*-Detektion 510 übereinstimmen, kann die Nachricht empfangen werden und das Paketende kann detektiert werden 514. Wenn die Bits nicht mit den erlaubten binären Sequenzen bei der SOP*-Detektion 510 übereinstimmen, kann das Verfahren mit dem Empfangen eines anderen Bits 512 fortfahren und zum Detektieren des SOP* basierend auf den (kürzlich empfangenen) 20 Bits 508 zurückkehren.
6 zeigt ein Beispiel zum Detektieren des SOP* mit einem Verlust von 30 Bit 612 einer Präambel 610. Das Empfängermodul (z.B. Das Kommunikationsmodul 12) kann mit dem Empfangen der Präambel 610 ab dem 31. Bit der Präambel starten. Nach dem Empfangen von 20 Bit (bis Bit 50) 622 der Präambel können die 20 Bit verglichen werden mit (z.B. durch das Steuerungsmodul 14) den erlaubten binären Werten für den SOP* 630. Wenn nicht, kann das nächste Bit empfangen und wieder geprüft werden 624, 624. Das Empfängermodul kann mit dem Empfangen von Bits fortfahren und das Steuerungsmodul 14 kann mit dem Vergleichen von Bits fortfahren, bis die 20 Bits mit dem SOP* 630 übereinstimmen 632. Danach kann die Nutzlast der Nachricht, z.B. der Nachricht-Anfangsblock 642, die Bytes 0 - n 644 der einen oder mehreren Nachrichten, die CRC 646 und das EOP 648 empfangen werden.
Zumindest einige Ausführungsbeispiele können helfen, den Leistungsverbrauch des Systems zu reduzieren. Zumindest einige Ausführungsbeispiele beeinflussen möglicherweise nicht die bestehende USB-PD-Spezifikation und das -System.
Zumindest einige Ausführungsbeispiele können auf der Verwendung eines Mechanismus zum adaptiven Detektieren des SOP* ohne den Bedarf der vollen 64 Bit der Präambel-Bits basieren. Dieses Konzept kann dem System eine Niedrigleistungsmodusoperation erlauben.
Bei Simulationen wurde eine kürzere Präambel von 32 Bit verwendet, um Pakete über den Konfigurationskanal zu empfangen. Das Paket (z.B. Die Signalübertragung) wurde empfangen und ein Detektionsmodul gestartet, um adaptiv das SOP* zu detektieren. Nach dem Ende von 32 Bit der Präambel nach 107,94 µs (interne Einheit ist 3,36µs, 107,95/3,36 = 32 Bit) wurde der SOP* detektiert und die Nachricht wurde empfangen.
Bei zumindest einigen Ausführungsbeispielen kann ein Chip umfassend die Steuerungsvorrichtung den SOP zum Detektieren der Übertragung des Pakets verwenden, in den Niedrigleistungsmodus gehen, wenn die CC-Leitung im Leerlauf ist und den Chip durch die Präambel des Pakets aufwecken.
Weitere Details und Aspekte der obigen Konzepte und Vorrichtungen werden in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren vorstehend (z. B. 1a bis Id) beschriebenen Beispielen erwähnt. Die Konzepte und Vorrichtungen können ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder einem oder mehreren vor- oder nachstehend beschriebenen Beispielen entsprechen.
Die Aspekte und Merkmale, die zusammen mit einem oder mehreren der vorher detaillierten Beispiele und Figuren beschrieben sind, können auch mit einem oder mehreren der anderen Beispiele kombiniert werden, um ein gleiches Merkmal des anderen Beispiels zu ersetzen oder um das Merkmal in das andere Beispiel zusätzlich einzuführen.
Beispiele können weiterhin ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen eines oder mehrerer der obigen Verfahren bereitstellen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder Prozessor ausgeführt wird. Schritte, Operationen oder Prozesse von verschiedenen, oben beschriebenen Verfahren können durch programmierte Computer oder Prozessoren ausgeführt werden. Beispiele können auch Programmspeichervorrichtungen, z. B. Digitaldatenspeichermedien, abdecken, die maschinen-, prozessor- oder computerlesbar sind und maschinenausführbare, prozessorausführbare oder computerausführbare Programme von Anweisungen codieren. Die Anweisungen führen einige oder alle der Schritte der oben beschriebenen Verfahren aus oder verursachen deren Ausführung. Die Programmspeichervorrichtungen können z. B. Digitalspeicher, magnetische Speichermedien wie beispielsweise Magnetplatten und Magnetbänder, Festplattenlaufwerke oder optisch lesbare Digitaldatenspeichermedien umfassen oder sein. Weitere Beispiele können auch Computer, Prozessoren oder Steuereinheiten, die zum Ausführen der Schritte der oben beschriebenen Verfahren programmiert sind, oder (feld-)programmierbare Logik-Arrays ((F)PLAs = (Field) Programmable Logic Arrays) oder (feld-)programmierbare Gate-Arrays ((F)PGA = (Field) Programmable Gate Arrays), die zum Ausführen der Schritte der oben beschriebenen Verfahren programmiert sind, abdecken.
Durch die Beschreibung und Zeichnungen werden nur die Grundsätze der Offenbarung dargestellt. Weiterhin sollen alle hier aufgeführten Beispiele grundsätzlich ausdrücklich nur Lehrzwecken dienen, um den Leser beim Verständnis der Grundsätze der Offenbarung und der durch den (die) Erfinder beigetragenen Konzepte zur Weiterentwicklung der Technik zu unterstützen. Alle hiesigen Aussagen über Grundsätze, Aspekte und Beispiele der Offenbarung sowie konkrete Beispiele derselben sollen deren Entsprechungen umfassen.
Ein als „Mittel für...“ bezeichneter Funktionsblock, der eine bestimmte Funktion ausführt, kann sich auf eine Schaltung beziehen, die zum Durchführen einer bestimmten Funktion ausgebildet ist. Somit kann ein „Mittel für etwas“ als ein „Mittel ausgebildet für oder geeignet für etwas“ implementiert sein, z. B. eine Vorrichtung oder eine Schaltung, die ausgebildet ist für oder geeignet ist für die jeweilige Aufgabe.
Funktionen verschiedener in den Figuren gezeigter Elemente einschließlich jeder als „Mittel“, „Mittel zum Bereitstellen eines Sensorsignals“, „Mittel zum Erzeugen eines Sendesignals“, etc. bezeichneter Funktionsblöcke kann in Form dedizierter Hardware, z. B „eines Signalanbieters“, „einer Signalverarbeitungseinheit“, „eines Prozessors“, „einer Steuerung“ etc. sowie als Hardware fähig zum Ausführen von Software in Verbindung mit zugehöriger Software implementiert sein. Bei Bereitstellung durch einen Prozessor können die Funktionen durch einen einzelnen dedizierten Prozessor, durch einen einzelnen gemeinschaftlich verwendeten Prozessor oder durch eine Mehrzahl von individuellen Prozessoren bereitgestellt sein, von denen einige oder von denen alle gemeinschaftlich verwendet werden können. Allerdings ist der Begriff „Prozessor“ oder „Steuerung“ bei Weitem nicht auf ausschließlich zur Ausführung von Software fähige Hardware begrenzt, sondern kann Digitalsignalprozessor-Hardware (DSP-Hardware; DSP = Digital Signal Processor), Netzprozessor, anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC = Application Specific Integrated Circuit), feldprogrammierbares Logik-Array (FPGA = Field Programmable Gate Array), Nurlesespeicher (ROM = Read Only Memory) zum Speichern von Software, Direktzugriffsspeicher (RAM = Random Access Memory) und nichtflüchtige Speichervorrichtung (storage) umfassen. Sonstige Hardware, herkömmliche und/oder kundenspezifische, kann auch eingeschlossen sein.
Ein Blockdiagramm kann zum Beispiel ein detailliertes Schaltdiagramm darstellen, das die Grundsätze der Offenbarung implementiert. Auf ähnliche Weise können ein Flussdiagramm, ein Ablaufdiagramm, ein Zustandsübergangsdiagramm, ein Pseudocode und dergleichen verschiedene Prozesse, Operationen oder Schritte repräsentieren, die zum Beispiel im Wesentlichen in computerlesbarem Medium dargestellt und so durch einen Computer oder Prozessor ausgeführt werden, ungeachtet dessen, ob ein solcher Computer oder Prozessor explizit gezeigt ist. In der Beschreibung oder in den Patentansprüchen offenbarte Verfahren können durch eine Vorrichtung implementiert werden, die ein Mittel zum Ausführen eines jeden der jeweiligen Schritte dieser Verfahren aufweist.
Es versteht sich, dass die Offenbarung mehrerer, in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Schritte, Prozesse, Operationen oder Funktionen nicht als in der bestimmten Reihenfolge befindlich ausgelegt werden soll, sofern dies nicht explizit oder implizit anderweitig, z. B. aus technischen Gründen, angegeben ist. Daher werden diese durch die Offenbarung von mehreren Schritten oder Funktionen nicht auf eine bestimmte Reihenfolge begrenzt, es sei denn, dass diese Schritte oder Funktionen aus technischen Gründen nicht austauschbar sind. Ferner kann bei einigen Beispielen ein einzelner Schritt, Funktion, Prozess oder Operation mehrere Teilschritte, -funktionen, -prozesse oder -operationen einschließen und/oder in dieselben aufgebrochen werden. Solche Teilschritte können eingeschlossen sein und Teil der Offenbarung dieses Einzelschritts sein, sofern sie nicht explizit ausgeschlossen sind.
Weiterhin sind die folgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wo jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann. Während jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann, ist zu beachten, dass - obwohl ein abhängiger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine bestimmte Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen beziehen kann - andere Beispiele auch eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen oder unabhängigen Anspruchs umfassen können. Solche Kombinationen werden hier explizit vorgeschlagen, sofern nicht angegeben ist, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Ferner sollen auch Merkmale eines Anspruchs für jeden anderen unabhängigen Anspruch eingeschlossen sein, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch gemacht ist.

Claims

Eine Steuerungsvorrichtung (10) zum Steuern einer Leistungslieferung über eine Leistungslieferschnittstelle, die Steuerungsvorrichtung (10) umfassend: ein Kommunikationsmodul (12), das zum Empfangen einer Signalübertragung, umfassend eine oder mehrere Steuerungsnachrichten, über einen Konfigurationskanal der Leistungslieferschnittstelle ausgebildet ist; und ein Steuerungsmodul (14), das ausgebildet ist zum: Detektieren eines Starts der Signalübertragung über das Kommunikationsmodul (12), während ein Teil des Kommunikationsmoduls (12) deaktiviert ist, und Aktivieren des deaktivierten Teils des Kommunikationsmoduls (12), um die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten nach dem Detektieren des Starts der Signalübertragung zu empfangen.
Die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei das Steuerungsmodul (14) ferner ausgebildet ist zum Empfangen der einen oder der mehreren Steuerungsnachrichten über das Kommunikationsmodul (12) und zum Steuern der Leistungslieferung basierend auf der empfangenen einen oder den empfangenen mehreren Steuerungsnachrichten.
Die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kommunikationsmodul (12) ferner ein Übertragungsdetektionsmodul (12a) aufweist, das ausgebildet ist, um die Signalübertragung über den Konfigurationskanal zu detektieren, und wobei das Steuerungsmodul (14) ausgebildet ist, um den Start der Signalübertragung unter Verwendung des Übertragungsdetektionsmoduls (12a) zu detektieren.
Die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Signalübertragung eine Präambel an dem Start der Signalübertragung umfasst, wobei das Steuerungsmodul (14) zum Detektieren der Übertragung der Präambel ausgebildet ist, um den Start der Signalübertragung zu detektieren, wobei das Steuerungsmodul (14) ausgebildet ist, um das Kommunikationsmodul (12) während der Übertragung der Präambel zu aktivieren.
Die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Signalübertragung eine Präambel an dem Start der Signalübertragung umfasst, wobei das Steuerungsmodul (14) zum Bestimmen einer Taktausrichtung der Signalübertragung von einem Abschnitt der Präambel ausgebildet ist, der empfangen wird, nachdem das Kommunikationsmodul (12) aktiviert ist.
Die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Signalübertragung einen Paketstart-Anzeiger umfasst, wobei das Steuerungsmodul (14) zum Empfangen der einen oder der mehreren Steuerungsnachrichten basierend auf dem Paketstart-Anzeiger ausgebildet ist.
Die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 6, wobei die Signalübertragung eine Präambel an dem Start der Signalübertragung umfasst, wobei das Steuerungsmodul (14) zum Detektieren des Paketstart-Anzeigers innerhalb der Signalübertragung ausgebildet ist, ohne die ganze Präambel über das Kommunikationsmodul (12) empfangen zu haben.
Die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei das Steuerungsmodul (14) zum Detektieren des Paketstart-Anzeigers basierend auf zumindest einer von einer Mehrzahl von erlaubten binären Sequenzen für den Paketstart-Anzeiger ausgebildet ist.
Die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Paketstart-Anzeiger einer Bit-Sequenz mit einer vordefinierten Anzahl von Bits entspricht, und wobei das Steuerungsmodul (14) zum Detektieren des Paketstart-Anzeigers durch Vergleichen der vordefinierten Anzahl von Bits, die vor kurzem über das Kommunikationsmodul (12) empfangen wurden, mit einer Mehrzahl von erlaubten binären Sequenzen für den Paketstart-Anzeiger ausgebildet ist.
Die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 9, wobei das Steuerungsmodul (14) zum Vergleichen aller der vordefinierten Anzahl von Bits, die vor kurzem über das Kommunikationsmodul (12) empfangen wurden, mit der Mehrzahl von erlaubten binären Sequenzen ausgebildet ist.
Die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der deaktivierte Teil des Kommunikationsmoduls (12) ein Hochfrequenzoszillator ist.
Die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend ein Physikalische-Schicht-Modul, das zum Decodieren der Signalübertragung ausgebildet ist, wobei das Steuerungsmodul (14) zum Aktivieren des Physikalische-Schicht-Moduls nach dem Detektieren des Starts der Signalübertragung ausgebildet ist, um die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten zu decodieren.
Die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend ein Protokoll-Modul, das ausgebildet ist, um eine oder mehrere Steuerungsnachrichten zu verarbeiten, wobei das Steuerungsmodul (14) zum Aktivieren des Protokoll-Moduls nach dem Detektieren des Starts der Signalübertragung ausgebildet ist, um die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten zu decodieren.
Die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend ein Policy-Modul, das zum Steuern der Leistungslieferung zu einer Leistungssenke oder der Leistungslieferung von einer Leistungsquelle basierend auf der einen oder den mehreren Steuerungsnachrichten ausgebildet ist, wobei das Steuerungsmodul (14) zum Aktivieren des Policy-Moduls nach dem Detektieren des Starts der Signalübertragung ausgebildet ist.
Die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Steuerungsmodul (14) zum Deaktivieren von zumindest einem von einem Hochfrequenzoszillator, einem Physikalische-Schicht-Modul, einem Protokollmodul und einem Policy-Modul nach dem Empfangen der Signalübertragung ausgebildet ist.
Die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Leistungslieferschnittstelle eine Leistungslieferschnittstelle mit Universellem Seriellem Bus ist.
Eine Leistungsquelle (100a), die die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche umfasst.
Die Leistungsquelle (100a) gemäß Anspruch 17, wobei die Leistungsquelle (100a) eine Leistungslieferquelle mit Universellem Seriellem Bus ist.
Ein externes mit Leistung versorgtes Bauelement (100b), das die Steuerungsvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst.
Ein Verfahren zum Steuern einer Leistungslieferung über eine Leistungslieferschnittstelle, das Verfahren umfassend: Empfangen (110) einer Signalübertragung, umfassend eine oder mehrere Steuerungsnachrichten, über einen Konfigurationskanal einer Leistungslieferschnittstelle, über ein Kommunikationsmodul; Detektieren (120) eines Starts der Signalübertragung über das Kommunikationsmodul, während ein Teil des Kommunikationsmoduls deaktiviert ist; und Aktivieren (130) des Teils des Kommunikationsmoduls, um die eine oder die mehreren Steuerungsnachrichten zu empfangen, nach dem Detektieren des Starts der Signalübertragung.