DE112016000994T5

DE112016000994T5 - Ein niedrigstrom-typ-c-empfänger mit hoher leerlaufrausch- und dc-pegel-unterdrückung

Info

Publication number: DE112016000994T5
Application number: DE112016000994.1T
Authority: DE
Inventors: Nicholas Bodnaruk; Rishi Agarwal
Original assignee: Cypress Semiconductor Corp
Current assignee: Cypress Semiconductor Corp
Priority date: 2015-06-19
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2017-11-16
Also published as: US20170052578A1; WO2016204825A1; US20180095511A1; US20190155351A1; KR20170126478A; KR20180019252A; US10890957B2; US10191524B2; CN110456896B; KR102024915B1; CN110456896A; CN107430420A; KR101830691B1; US9811135B2; CN107430420B

Abstract

Es werden hierin Techniken für Niedrigstrom-USB-Typ-C-Empfänger mit hoher DC-Pegel-Verschiebungstoleranz und hoher Rauschunterdrückung beschrieben. In einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet eine USB-fähige Vorrichtung eine Empfängerschaltung, die an eine Konfigurationskanal-Leitung (CC-Leitung) eines USB-Typ-C-Teilsystems gekoppelt ist. Die Empfängerschaltung ist konfiguriert, um Daten von einem eingehenden Signal auf der CC-Leitung zu empfangen, selbst wenn das eingehende Signal mehr als 250 mV DC-Offset in Bezug auf lokale Masse aufweist, und das eingehende Signal zu unterdrücken, selbst wenn das eingehende Signal Rauschen mit einer Größe von mehr als 300 mVpp umfasst.

Description

PRIORITÄT
Diese Anmeldung ist eine internationale Anmeldung der US-Patentanmeldung Nr. 14/977,589, eingereicht am 21. Dezember 2015, die die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/218,432, eingereicht am 14. September 2015, und vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/182,273, eingereicht am 19. Juni 2015, beansprucht, die alle unter Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hier einbezogen sind.
GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Offenbarung betrifft allgemein Universal-Serial-Bus(USB)-Typ-C-Teilsysteme.
STAND DER TECHNIK
Verschiedene elektronische Vorrichtungen (z. B. wie etwa Smartphones, Mobiltelefone, Tablets, Notebook-Computer, Laptop-Computer, Desktop-Computer, Hubs etc.) sind konfiguriert, um über Universal-Serial-Bus-Verbinder (USB-Verbinder) zu kommunizieren. Eine neue aufstrebende Technologie für USB-Verbinder, als USB-Typ-C bezeichnet, wurde in jüngster Zeit in verschiedenen Releases der USB-Typ-C-Spezifikation (z. B. wie etwa Release 1.0, vom 11. August 2014, Release 1.1 vom 3. April 2015 etc.) definiert. Die verschiedenen Releases der USB-Typ-C-Spezifikation definieren USB-Typ-C-Buchsen, Stecker und Kabel, die sowohl USB-Kommunikationen als auch Stromversorgung über neuere USB-Stromversorgungsprotokolle unterstützen können, die in verschiedenen Revisionen der USB-Stromversorgungsspezifikation (USB-Power-Delivery-, USB-PD-, Spezifikation) (z. B. wie etwa Revision 1.0, veröffentlicht am 5. Juli 2012, Revision 2.0 veröffentlicht am 11. August 2014 etc.) definiert sind.
Unter anderen Parametern definiert die USB-PD-Spezifikation Obergrenzen bei Rausch- und DC-Pegel-Spannungsverschiebungen, die an Konfigurationskanal-Leitungen (Configuration-Channel-, CC-Leitungen) von USB-Typ-C-Verbinder-Teilsystemen erlaubt sind. Es bleibt jedoch den jeweiligen USB-Typ-C-Implementierungen überlassen, die allgemeinen Kommunikationen an den CC-Leitungen in den verschiedenen elektronischen Vorrichtungen zu verwalten. Aus diesem Grund sind aktuelle USB-Typ-C-Implementierungen hinsichtlich Rauschdetektion und DC-Pegel-Spannungsverschiebungstoleranz an CC-Leitungen nicht sehr effizient, obwohl höhere Rauschunterdrückung und höhere DC-Pegel-Spannungsverschiebungstoleranz die allgemeine Operation und den Stromverbrauch der USB-Typ-C-Implementierungen sowohl bei Typ-C-Kabeln als auch Typ-C-fähigen elektronischen Vorrichtungen verbessern kann.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1A illustriert eine beispielhafte die-interne (On-Die) integrierte Schaltungssteuerung (Integrated-Circuit-, IC-, Steuerung) mit einem Typ-C-Teilsystem in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen.
1B illustriert beispielhafte Vorrichtungen, die die IC-Steuerung mit dem Typ-C-Teilsystem von 1A umfassen können, gemäß beispielhaften Ausführungsformen.
2 illustriert eine Empfängerschaltung in einem beispielhaften chip-internen (On-Chip) USB-Typ-C-Teilsystem, gemäß einigen Ausführungsformen.
3 illustriert ein Diagramm mit Wellenformen, das eine beispielhafte Wiederherstellungsschaltungsoperation, gemäß einigen Ausführungsformen, zeigt.
4A illustriert ein Diagramm mit Wellenformen, das eine beispielhafte Slicerschaltungsoperation für BMC(Biphase Mark Code)-codierte Daten „0“, gemäß einigen Ausführungsformen, zeigt.
4B illustriert ein Diagramm mit Wellenformen, das eine beispielhafte Slicerschaltungsoperation für BMC-codierte Daten „1“, gemäß einigen Ausführungsformen, zeigt.
5 illustriert ein Diagramm mit Wellenformen, das eine beispielhafte Wiederherstellungsknotenrückgewinnung nach DC-Pegel-Verschiebung, gemäß einigen Ausführungsformen, zeigt.
6 illustriert eine beispielhafte IC-Steuerung in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung legt zahlreiche spezifische Details dar, wie etwa Beispiele für spezifische Systeme, Komponenten, Verfahren und so weiter, um ein gutes Verständnis von verschiedenen Ausführungsformen der hierin beschriebenen Techniken für einen Niedrigstrom-USB-Typ-C-Empfänger mit hoher DC-Pegel-Verschiebungstoleranz und hoher Rauschunterdrückung bereitzustellen. Es wird einem Fachmann auf dem Gebiet jedoch klar sein, dass mindestens einige Ausführungsformen ohne diese spezifischen Details ausgeübt werden können. In anderen Fällen werden gut bekannte Komponenten, Elemente oder Verfahren nicht im Detail beschrieben oder werden in einem einfachen Blockdiagrammformat präsentiert, um unnötiges Unverständlichmachen der hierin beschriebenen Techniken zu vermeiden. Die nachfolgend dargelegten spezifischen Details sind daher lediglich beispielhaft. Besondere Implementierungen können von diesen beispielhaften Details abweichen und trotzdem im Geist und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein.
Bezugnahmen in der Beschreibung auf „eine Ausführungsform“ „eine einzelne Ausführungsform“, „eine beispielhafte Ausführungsform“, „einige Ausführungsformen“ und „verschiedene Ausführungsformen“ bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder Eigenschaft, beschrieben in Verbindung mit der/den Ausführungsform(en), in mindestens einer einzelnen Ausführungsform der Erfindung eingeschlossen ist. Des Weiteren beziehen sich die Erscheinungen der Ausdrücke „eine Ausführungsform“, „eine einzelne Ausführungsform“, „eine beispielhafte Ausführungsform“, „einige Ausführungsformen“ und „verschiedene Ausführungsformen“ an verschiedenen Stellen in der Beschreibung nicht unbedingt alle auf die gleiche(n) Ausführungsform(en).
Die Beschreibung umfasst Bezüge auf die beigefügten Zeichnungen, die Teil der detaillierten Beschreibung bilden. Die Zeichnungen zeigen Illustrationen in Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen. Diese Ausführungsformen, die hierin auch als „Beispiele“ bezeichnet werden können, werden ausführlich genug beschrieben, um es Fachleuten auf dem Gebiet zu ermöglichen, die hierin beschriebenen Ausführungsformen des beanspruchten Gegenstands auszuüben. Die Ausführungsformen können kombiniert werden, andere Ausführungsformen können benutzt werden, oder strukturelle, logische und elektrische Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang und Geist des beanspruchten Gegenstands abzuweichen. Es versteht sich, dass die hierin beschriebenen Ausführungsformen den Umfang des beanspruchten Gegenstands nicht beschränken sollen, sondern eher einem Fachmann auf dem Gebiet ermöglichen sollen, den beanspruchten Gegenstand auszuüben, herzustellen und/oder zu verwenden.
Es werden hierin verschiedene Ausführungsformen der Techniken für USB-Typ-C-Empfänger in elektronischen Vorrichtungen beschrieben. Beispiele für solche elektronischen Vorrichtungen umfassen, ohne Beschränkung, persönliche Computer (z. B. Desktop-Computer, Laptop-Computer, Notebook-Computer etc.), mobile Computervorrichtungen (z. B. Tablets, Tablet-Computer, E-Reader-Vorrichtungen etc.), mobile Kommunikationsvorrichtungen (z. B. Smartphones, Mobiltelefone, persönliche digitale Assistenten, Nachrichtenübermittlungsvorrichtungen, Taschen-PCs etc.), Konnektivitätsvorrichtungen (z. B. Kabel, Adapter, Hubs, Andockstationen etc.), Audio-/Video-/Datenaufzeichnungs- und/oder -wiedergabevorrichtungen (z. B. Kameras, Sprachaufzeichnungsgeräte, tragbare Scanner, Monitore etc.) und andere ähnliche elektronische Geräte, die Typ-C-Verbinder (Schnittstellen) für die Kommunikation und/oder Batterieladung verwenden können.
Wie hierin verwendet, wird eine elektronische Vorrichtung als „USB-fähig“ bezeichnet, falls die elektronische Vorrichtung mindestens einem Release einer Universal-Serial-Bus-Spezifikation (USB-Spezifikation) entspricht. Beispiele für solche USB-Spezifikationen umfassen, ohne Beschränkung, die USB-Spezifikation Revision 2.0, die USB-3.0-Spezifikation, die USB-3.1-Spezifikation und/oder verschiedene Ergänzungen (z. B. wie etwa On-The-Go oder OTG), Versionen und Errata davon. Die USB-Spezifikationen definieren allgemein die Eigenschaften (z. B. Attribute, Protokolldefinition, Transaktionstypen, Busverwaltung, Programmierungsschnittstellen etc.) eines differenziellen seriellen Busses, die erforderlich sind, um standardmäßige Kommunikationssysteme und Peripherien zu gestalten und zu bauen. Eine periphere elektronische Vorrichtung ist beispielsweise an eine Hostvorrichtung über einen USB-Anschluss der Hostvorrichtung angeschlossen. Ein USB-2.0-Anschluss umfasst eine Stromleitung von 5 V (bezeichnet als VBUS), ein Differenzialpaar von Datenleitungen (bezeichnet als D+ oder DP und D— oder DN) und eine Masseleitung für Stromrückleitung (bezeichnet als GND). Ein USB-3.0-Anschluss stellt den VBUS–, D+–, D— und GND-Leitungen auch Rückwärtskompatibilität mit USB 2.0 bereit. Darüber hinaus, um einen schnelleren differenziellen Bus (den USB-SuperSpeed-Bus) zu unterstützen, stellt ein USB-3.0-Anschluss auch ein Differenzialpaar von Senderdatenleitungen (bezeichnet als SSTX+ und SSTX—), ein Differenzialpaar von Empfängerdatenleitungen (bezeichnet als SSRX+ und SSRX—), eine Stromleitung für Strom (bezeichnet als DPWR) und eine Masseleitung für Stromrückleitung (bezeichnet als DGND) bereit. Ein USB-3.1-Anschluss stellt die gleichen Leitungen wie ein USB-3.0-Anschluss für die Rückwärtskompatibilität mit USB-2.0- und USB-3.0-Kombinationen bereit, erweitert aber die Leistung des SuperSpeed-Busses durch eine Reihe von Funktionen, die als Enhanced SuperSpeed bezeichnet werden.
Einige elektronische Vorrichtungen können wahrscheinlich mit einem spezifischen Release und/oder einer spezifischen Version der USB-Typ-C-Spezifikation (z. B. wie etwa der USB-Typ-C-Spezifikation, Release 1.0, der USB-Typ-C-Spezifikation, Release 1.1 oder einem späteren Release) konform sein. Wie hierin verwendet bezieht sich ein USB-„Typ-C-Teilsystem“ auf eine Hardwareschaltungsanordnung, die durch Firmware und/oder Software in einer integrierten Schaltungssteuerung (IC-Steuerung) steuerbar ist, die konfiguriert ist und betriebsfähig ist, um die Funktionen durchzuführen und die Anforderungen zu erfüllen, die in mindestens einem Release der USB-Typ-C-Spezifikation spezifiziert werden. Beispiele für solche Typ-C-Funktionen und Anforderungen können, ohne Beschränkung, Daten- und andere Kommunikationen gemäß USB-2.0 und USB-3.0/3.1, elektromechanische Definitionen und Leistungsanforderungen für Typ-C-Buchsen, elektromechanische Definitionen und Leistungsanforderungen für Typ-C-Stecker, Anforderungen für Typ-C- bis Altkabelkabelbaugruppen und -adapter, Anforderungen für Typ-C basierte Vorrichtungsdetektion und Schnittstellenkonfiguration, Anforderungen für optimierte Stromversorgung für Typ-C-Verbinder etc. umfassen.
Gemäß der USB-Typ-C-Spezifikation ist ein USB-Typ-C-Kabel ein aktives Kabel, das eine oder mehrere darin angeordnete integrierte Schaltungsvorrichtungen (IC-Vorrichtungen) aufweist, um an beiden Enden des Kabels USB-Typ-C-Anschlüsse zu definieren. Um USB-Kommunikationen gemäß USB 2.0 und USB 3.0/3.1 zu unterstützen, stellt ein Typ-C-Anschluss unter anderem VBUS-, D+-, D—-, GND-, SSTX+-, SSTX—-, SSRX+- und SSRX—-Leitungen bereit. Darüber hinaus stellt ein Typ-C-Anschluss auch eine Seitenbandnutzungs(Sideband-Use, bezeichnet als SNU)-Leitung zum Signalisieren von Seitenbandfunktionalität und eine Konfigurationskanal(Configuration Channel, bezeichnet als CC)-Leitung zur Entdeckung, Konfiguration und Verwaltung von Verbindungen über ein Typ-C-Kabel bereit. Ein Typ-C-Anschluss kann mit einem Typ-C-Stecker und mit einer Typ-C-Buchse assoziiert sein. Zwecks einfacher Benutzung sind der Typ-C-Stecker und die Typ-C-Buchse als reversierbares Paar ausgelegt, das unabhängig von der Stecker-zur-Buchse-Ausrichtung operiert. Ein standardmäßiger Typ-C-Verbinder (Schnittstelle), angeordnet als standardmäßige(r) Typ-C-Stecker oder Buchse, stellt daher unter anderem Pins für vier VBUS-Leitungen, vier Masserückleitungen (GND-Rückleitungen), zwei D+-Leitungen (DP1 und DP2), zwei D—-Leitungen (DN1 und DN2), zwei SSTX+-Leitungen (SSTXP1 und SSTXP2), zwei SSTX—--Leitungen (SSTXN1 und SSTXN2), zwei SSRX+-Leitungen (SSRXP1 und SSRXP2), zwei SSRX—-Leitungen (SSRXN1 und SSRXN2), zwei CC-Leitungen (CC1 und CC2) und zwei SBU-Leitungen (SBU1 und SBU2) bereit. Wenn der Typ-C-Stecker eines Kabels an eine Typ-C-Buchse angeschlossen ist, ist eine der CC-Leitungen durch das Kabel verbunden, um Signalausrichtung zu erstellen, und ist die andere CC-Leitung als 5-V-Stromleitung (bezeichnet als Vconn) zum Bestromen der innerhalb des Typ-C-Kabels angeordneten integrierten Schaltungsvorrichtung(en) (IC-Vorrichtung(en)) umfunktioniert.
Einige elektronische Vorrichtungen können wahrscheinlich mit einer spezifischen Revision und/oder Version der USB-PD-Spezifikation konform sein (z. B. wie etwa der USB-Stromversorgungsspezifikation, Revision 1.0, der USB-Stromversorgungsspezifikation, Revision 2.0 oder einer späteren Revision und/oder Versionen davon). Die USB-PD-Spezifikation definiert einen Standard, der ausgelegt ist, um die maximale Funktionalität von USB-fähigen Vorrichtungen durch Bereitstellen flexiblerer Stromversorgung an diese/von zusammen mit Datenkommunikationen über ein einzelnes Typ-C-Kabel durch USB-Anschlüsse zu ermöglichen. Zum Beispiel beschreibt die USB-PD-Spezifikation die Architektur, die Protokolle, das Stromversorgungsverhalten, die Parameter und die Verkabelung, die für die Verwaltung der Stromversorgung über USB-Typ-C-Kabel mit bis zu 100 W notwendig sind. Gemäß der USB-PD-Vorrichtung können USB-fähige Vorrichtungen um mehr elektrischen Strom und/oder höhere oder niedrigere Spannungen über das ein USB-Typ-C-Kabel verhandeln (z. B. unter Verwendung von VBUS oder einer CC-Leitung als Kommunikationskanal) als in älteren USB-Spezifikationen (z. B. wie etwa der USB-2.0-Spezifikation, USB-3.1-Spezifikation, der USB-Batterieladungsspezifikation Rev. 1.0/1.1/1.2 etc) definiert sind.
Die USB-PD-Spezifikation definiert verschiedene Parameter, um Kommunikationen auf den auf Konfigurationskanal-Leitungen (CC-Leitungen) von USB-Typ-C-Kabeln zu erleichtern. Beispiele für solche Parameter umfassen obere Grenzen bezüglich Rauschen und Gleichstrom(DC)-Pegel-Spannungsverschiebungen, die auf den CC-Leitungen erlaubt sind. Beispielsweise, da ein USB-Typ-C-Kabel eine aktive Vorrichtung mit einer oder mehreren darin angeordneten integrierten Schaltungsvorrichtungen (IC-Vorrichtungen) ist, wenn ein Typ-C-Kabel in Verwendung ist (z. B. wenn es mit mindestens einer USB-fähigen Vorrichtung verbunden ist), verbraucht/verbrauchen die IC(s) innerhalb des Kabels Strom und können verschiedene Leitungen innerhalb des Kabels Rauschen auf anderen Leitungen durch kapazitive Kopplung verursachen. In ihren verschiedenen Revisionen definiert die USB-PD-Spezifikation daher eine obere Grenze bezüglich des erlaubten CC-Leitungsrauschen von 250 mVpp bis 300 mVpp (wobei Vpp Spitze-Spitze-Spannung ist) und eine obere Grenze von 250 mV bezüglich der erlaubten DC-Pegel-Verschiebung von einem Ende des Typ-C-Kabels zum anderen.
Durch kapazitive Kopplung verursachtes Rauschen kann Kommunikationen und Operationen basierend auf CC-Leitungen von USB-Typ-C-Teilsystemen in Typ-C-Kabeln und Buchsen nachteilig beeinträchtigen. Um solche nachteiligen Wirkungen zu vermeiden, definiert die USB-PD-Spezifikation ein theoretisches Maximum von 250 mVpp oder höchstens bis zu 300 mVpp (gemäß verschiedenen Spezifikationsrevisionen) für Rauschen, das auf einer CC-Leitung eines Typ-C-Kabels während der Operation erlaubt ist. Theoretisch, nach der USB-PD-Spezifikation, bedeutet dies, dass jedes Signal auf der CC-Leitung mit einer Spitze-Spitze-Spannung größer als 250 mVpp (oder bis zu 300 mVpp) als ein gültiges (nicht rauschbelastetes) Signal zu betrachten ist. In der Praxis können herkömmliche USB-Typ-C-Teilsystem-Implementierungen nur Signale mit einer Rauschgröße von etwa bis zu 160 mVpp als Rauschen unterdrücken, da herkömmlich gestaltete Hardwareschaltungsanordnungen, die für Rauschdetektion und -unterdrückung verwendet werden, eine ziemlich große Vpp-Marge benötigen (z. B. etwa 100 mVpp), um zwischen Rauschen und einem gültigen Signal zu unterscheiden. Eine Rauschunterdrückung von nur bis zu 160 mVpp ist jedoch für viele praktische Typ-C basierte Anwendungen nicht ausreichend. Dies liegt nicht zuletzt daran, dass während der eigentlichen Operation Rauschquellen in einem Typ-C-Kabel (z. B. wie etwa Kommunikationen auf den D+-, D—-Leitungen etc.) durch kapazitive Kopplung auf der CC-Leitung Rauschen erzeugen können, das eine Spannungsgröße größer als 250 mVpp aufweist. Ein Nachteil von herkömmlichen USB-Typ-C-Teilsystem-Implementierungen besteht daher darin, dass Rauschen auf der CC-Leitung mit mehr als 250 mVpp als ein gültiges (nicht rauschbelastetes) Signal betrachtet werden würde und das herkömmliche USB-Typ-C-Teilsystem seine IC-Steuerung aufwecken würde (möglicherweise kontinuierlich, als Reaktion auf persistentes Rauschen) und Strom und andere chip-interne Ressourcen verbrauchen würde, um das Signal zu verarbeiten, während dieses Signal in Wirklichkeit als Rauschen unterdrückt werden sollte.
Eine DC-Pegel-Spannungsverschiebung (auch als DC-Pegel-Verschiebung oder DC-Offset bezeichnet) mit Bezug auf lokale Masse kann ebenfalls Kommunikationen auf CC-Leitungen von USB-Typ-C-Teilsystemen in Typ-C-Kabeln nachteilig beeinträchtigen. Um solche nachteiligen Wirkungen zu vermeiden, definiert die USB-PD-Spezifikation einen maximalen Betrag für die DC-Pegel-Verschiebung, die während der Operation für Signale, die auf der CC-Leitung eines Typ-C-Kabels übertragen werden, erlaubt ist. Insbesondere, während es bei der Operation erlaubt ist, dass ein Signal auf der CC-Leitung eines Typ-C-Kabels zwischen 0 V und 1,2 V liegt, erlaubt die USB-PD-Spezifikation, dass ein solches Signal um bis zu 250 mV mit Bezug auf lokale Masse nach oben oder unten verschoben wird. Beispielsweise würde während der Operation die Vorrichtung auf einer Seite des Typ-C-Kabels ein Stromversorger sein, der Spannung mit Bezug auf seine lokale Masse bereitstellen würde, während die Vorrichtung (und/oder das Kabel selbst) auf der anderen Seite ein Stromverbraucher sein würde, der Spannung mit Bezug auf seine lokale Masse empfangen würde. Aufgrund des Widerstands des Kabels selbst verursacht dies einen IR(Spannungs)-Abfall über ein Ende des Typ-C-Kabels zum anderen. Wenn daher die Vorrichtung auf einer Seite des Typ-C-Kabels ein Signal auf der CC-Leitung überträgt, wird dieses Signal um einen gewissen Betrag mit Bezug auf die lokale Masse der Vorrichtung auf der anderen Seite des Kabels effektiv verschoben (nach oben oder unten). Um dieser Spannungsverschiebung Rechnung zu tragen, erlaubt die USB-PD-Spezifikation eine DC-Pegel-Verschiebung mit einem Maximum von 250 mV mit Bezug auf lokale Masse. Diese Verschiebungsmarge von 250 mV ist jedoch für viele praktische Typ-C basierte Anwendungen nicht ausreichend. Zum Beispiel sind möglicherweise unterschiedliche Typ-C-Kabel, die von unterschiedlichen Herstellern verkauft werden, nicht vollständig mit der USB-Typ-C-Spezifikation konform und/oder können möglicherweise aus vielerlei Gründen (z. B. unterschiedliche Herstellungstechnologien, unterschiedliche bei der Herstellung verwendete leitfähige und isolierende Materialien, unterschiedliche Typen von darin verwendeten IC-Chips etc.) unterschiedliche interne Widerstände aufweisen. In einem anderen Beispiel möchten möglicherweise verschiedene Hersteller von USB-fähigen Vorrichtungen in verschiedenen operativen Kontexten höhere Ströme über ein Typ-C-Kabel bereitstellen, um schnellere Stromversorgungszeiten zu erzielen, wodurch der IR-Abfall über das Typ- C-Kabel über die durch die USB-PD-Spezifikation erlaubte Marge hinaus erhöht wird. In dieser Hinsicht sind herkömmliche USB-Typ-C-Teilsystem-Implementierungen unzulänglich, da eine herkömmliche Hardwareschaltungsanordnung nicht für CC-Leitungskommunikationen mit DC-Pegel-Verschiebungen ausgelegt ist, die höher sind als die durch die USB-PD-Spezifikation erlaubten Margen.
Um die obigen und andere Unzulänglichkeiten von herkömmlichen USB-Typ-C-Teilsystemen (z. B. mit Bezug auf höhere DC-Pegel-Verschiebungstoleranz und höhere Rauschunterdrückung) zu bewältigen, stellen die hierin beschriebenen Techniken für USB-Typ-C-Empfänger eine Empfängerschaltung bereit, die konfiguriert ist, um Daten von einem eingehenden Signal auf einer CC-Leitung zu empfangen, selbst wenn das eingehende Signal mehr als 250 mV DC-Offset in Bezug auf lokale Masse aufweist, und/oder das eingehende Signal zu unterdrücken, selbst wenn das eingehende Signal Rauschen mit einer Größe von 300 mVpp umfasst (z. B. wie etwa eine Rauschgröße, die einem oder mehreren der Bereiche von 300 mVpp bis 500 mVpp, 300 mVpp bis 350 mVpp, 350 mVpp bis 400 mVpp, 400 mVpp bis 450 mVpp, 450 mVpp bis 500 Vpp oder Teilbereichen davon entspricht). Wie hierin verwendet bezieht sich „eingehendes Signal“ auf ein Signal auf einer gewissen (z. B. CC) Leitung eines USB-Typ-C-Teilsystems. Im Kontext der hierin beschriebenen Techniken kann ein solches eingehendes Signal ein gültiges Signal sein, das BMC-codierte Daten trägt, oder kann ein Signal sein, das Rauschen umfasst und/oder ist (z. B. während des Leerlaufzustands des Typ-C-Teilsystems oder der CC-Leitung davon). In einigen Ausführungsformen kann die Empfängerschaltung zuerst bestimmen, ob ein eingehendes Signal auf der CC-Leitung Rauschen ist oder nicht — z. B. selbst wenn das eingehende Signal ein Rauschen mit einer Spitze-Spitze-Spannung im Bereich von 300–500 mVpp trägt. Die Empfängerschaltung unterdrückt dann das eingehende Signal, falls bestimmt wird, dass das eingehende Signal Rauschen ist; ansonsten verarbeitet die Empfängerschaltung (oder verursacht sie das Verarbeiten) der Daten vom eingehenden Signal, selbst wenn das eingehende Signal mehr als 250 mV DC-Offset in Bezug auf lokale Masse aufweist.
Die hierin beschriebenen Techniken für USB-Typ-C-Empfänger können in verschiedenen unterschiedlichen Typen von Typ-C-Anwendungen ausgeführt werden. Beispiele für solche Typen von Typ-C-Anwendungen umfassen, aber sind nicht beschränkt auf: eine Downstream-Facing-Port(DFP)-USB-Anwendung, bei der eine IC-Steuerung mit einem Typ-C-Teilsystems konfiguriert ist, um einen Downstream-Facing-USB-Anschluss bereitzustellen (z. B. in einer USB-fähigen Hostvorrichtung); eine Upstream-Facing-Port(UFP)-USB-Anwendung, bei der eine IC-Steuerung mit einem Typ-C-Teilsystem konfiguriert ist, um einen Upstream-Facing-USB-Anschluss bereitzustellen (z. B. in einer USB-fähigen Peripherievorrichtung oder einem Adapter); eine Dual-Role-Port(DRP)-USB-Anwendung, bei der eine IC-Steuerung mit einem Typ-C-Teilsystem konfiguriert ist, um sowohl DFP- als auch UFP-Anwendungen auf dem gleichen USB-Anschluss zu unterstützen; und eine Electronically-Marked-Cable-Anwendung (EMCA), bei der eine IC-Steuerung mit einem Typ-C-Teilsystem konfiguriert ist, um Typ-C-Anschlüsse innerhalb einer Kabelvorrichtung bereitzustellen (z. B. einem aktiven Typ-C-Kabel, einem Vconn-betriebenen Zubehör etc.).
In einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet eine Vorrichtung eine Empfängerschaltung, die an eine CC-Leitung eines USB-Typ-C-Teilsystems gekoppelt ist. Die Empfängerschaltung ist konfiguriert, um Daten von einem eingehenden Signal auf der CC-Leitung zu empfangen, wenn das eingehende Signal mehr als 250 mV DC-Offset in Bezug auf lokale Masse aufweist. In dieser Ausführungsform ist die Empfängerschaltung ferner konfiguriert ist, um das eingehende Signal als Rauschen zu unterdrücken, wenn das eingehende Signal Rauschen mit einer Größe von mehr als 300 mVpp beinhaltet, beispielsweise eine Rauschgröße in einem der Bereiche von 300 mVpp—350 mVpp, 350 mVpp—400 mVpp, 400 mVpp—450 mVpp oder 450 mVpp—500 Vpp. In einem Aspekt dieser Ausführungsform kann das eingehende Signal auf der CC-Leitung Rauschen während eines Leerlaufzustands umfassen, und in einem anderen Aspekt kann das eingehende Signal aktives Rauschen umfassen. In einem Aspekt kann die Empfängerschaltung Folgendes beinhalten: einen Kondensator, der in Reihe von der CC-Leitung an einen Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist, wobei der Kondensator als Hochpassfilter konfiguriert ist, um eine DC-Komponente des eingehenden Signals auf der CC-Leitung zu blockieren; eine Wiederherstellungsschaltung, die an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist und konfiguriert ist, um eine Spannung des eingehenden Signals auf eine erste Bezugsspannung zu verschieben; und eine Slicerschaltung, die an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die verschobene Spannung mit einer zweiten Bezugsspannung zu vergleichen. In diesem Aspekt kann die Wiederherstellungsschaltung Folgendes beinhalten: einen ersten Vergleicher, der als Operationsverstärker in einer Rückkopplungsschleife konfiguriert ist; eine elektrische Stromquelle, die von einem Ausgang des ersten Vergleichers gesteuert wird; und eine elektrische Stromsenke, die an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist, wobei der Wiederherstellungsknoten den Kondensator an einen Ausgang der elektrischen Stromquelle und an einen Eingang des ersten Vergleichers koppelt. In diesem Aspekt kann die Slicerschaltung einen zweiten Vergleicher beinhalten, wobei ein erster Eingang des zweiten Vergleichers an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist und ein zweiter Eingang des zweiten Vergleichers an die zweite Bezugsspannung gekoppelt ist. In diesem Aspekt sind die erste Bezugsspannung und die zweite Bezugsspannung konfiguriert, um eine Spannungsschwelle (z. B. bis zu 500 mVpp) zu definieren, bei der ein Ausgang der Slicerschaltung umgeschaltet wird, um anzuzeigen, dass das eingehende Signal kein Rauschen ist. In diesem Aspekt ist die Slicerschaltung konfiguriert, um ein Aufwachsignal zu erzeugen, wenn die verschobene Spannung über der Spannungsschwelle liegt, aber die Vorrichtung ist konfiguriert, um in einem Schlafstadium zu bleiben, wenn die verschobene Spannung auf oder unter der Spannungsschwelle liegt. In einem Aspekt beinhaltet die Vorrichtung einen integrierten Schaltungs-Chip (Integrated-Circuit-, IC-Chip), wobei der IC-Chip das USB-Typ-C-Teilsystem umfasst und das USB-Typ-C-Teilsystem die Empfängerschaltung umfasst. In einem beispielhaften Aspekt ist die Vorrichtung ein USB-Typ-C-Kabel.
In einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet eine integrierte Schaltungssteuerung (IC-Steuerung) ein USB-Typ-C-Teilsystem und eine Empfängerschaltung, die an eine CC-Leitung des USB-Typ-C-Teilsystems gekoppelt ist. Die Empfängerschaltung beinhaltet Folgendes: einen Kondensator, der in Reihe von der CC-Leitung an einen Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist, wobei der Kondensator als Hochpassfilter konfiguriert ist, um eine DC-Komponente eines eingehenden Signals auf der CC-Leitung zu blockieren; eine Wiederherstellungsschaltung, die an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist und konfiguriert ist, um eine Spannung des eingehenden Signals auf eine erste Bezugsspannung zu verschieben; und eine Slicerschaltung, die an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die verschobene Spannung mit einer zweiten Bezugsspannung zu vergleichen. In einem Aspekt dieser Ausführungsform beinhaltet die Wiederherstellungsschaltung der IC-Steuerung Folgendes: einen ersten Vergleicher, der als Operationsverstärker in einer Rückkopplungsschleife konfiguriert ist; eine elektrische Stromquelle, die von einem Ausgang des ersten Vergleichers gesteuert wird; und eine elektrische Stromsenke, die an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist, wobei der Wiederherstellungsknoten den Kondensator an einen Ausgang der elektrischen Stromquelle und an einen Eingang des ersten Vergleichers koppelt. In einem Aspekt beinhaltet die Slicerschaltung der IC-Steuerung einen zweiten Vergleicher, wobei ein erster Eingang des zweiten Vergleichers an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist und ein zweiter Eingang des zweiten Vergleichers an die zweite Bezugsspannung gekoppelt ist. In diesem Aspekt sind die erste Bezugsspannung und die zweite Bezugsspannung konfiguriert, um eine Spannungsschwelle von bis zu 500 mVpp zu definieren, wobei ein Ausgang der Slicerschaltung umgeschaltet wird, um anzuzeigen, dass das eingehende Signal kein Rauschen ist, wenn die verschobene Spannung über der Spannungsschwelle liegt. In einem beispielhaften Aspekt ist die Empfängerschaltung konfiguriert, um Daten von dem eingehenden Signal auf der CC-Leitung zu empfangen, wenn das eingehende Signal mehr als 250 mV DC-Offset in Bezug auf lokale Masse aufweist.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein System ein USB-Typ-C-Kabel und eine USB-fähige Vorrichtung, die an das USB-Typ-C-Kabel angeschlossen und/oder mit diesem verbunden ist. Die USB-fähige Vorrichtung beinhaltet eine Empfängerschaltung, die an eine CC-Leitung des USB-Typ-C-Kabels gekoppelt ist, wobei die Empfängerschaltung konfiguriert ist, um Daten von einem eingehenden Signal auf der CC-Leitung zu empfangen, wenn das eingehende Signal mehr als 250 mV DC-Offset in Bezug auf lokale Masse aufweist. In einem Aspekt dieser Ausführungsform ist die Empfängerschaltung ferner konfiguriert, um das eingehende Signal zu unterdrücken, wenn das eingehende Signal Rauschen mit einer Größe von mehr als 300 mVpp umfasst, wobei im gleichen oder in einem anderen Aspekt die Größe des Rauschens in einem Bereich von 300 mVpp bis 500 mVpp liegen kann.
1A illustriert eine beispielhafte Vorrichtung 100, die in Übereinstimmung mit den hierin beschriebenen Techniken für USB-Typ-C-Empfänger konfiguriert ist. In der in 1A beschriebenen Ausführungsform ist die Vorrichtung 100 ein integrierter Schaltungssteuerungs-Chip (IC-Steuerungs-Chip), der auf einem IC-Die gefertigt wird. Beispielsweise kann die IC-Steuerung 100 eine Einzel-Chip-IC-Vorrichtung aus einer Familie von USB-Steuerungen sein, die von Cypress Semiconductor Corporation, San Jose, Kalifornien, entwickelt wurde.
Neben anderen Komponenten umfasst die IC-Steuerung 100 ein CPU-Teilsystem 102, eine periphere Verbindung 114, Systemressourcen 116, verschiedene Eingangs/Ausgangs(I/O)-Blöcke (z. B. 118A–118C) und ein USB-Teilsystem 200. Darüber hinaus stellt die IC-Steuerung 100 Schaltungsanordnungen Firmware bereit, die konfiguriert ist und betriebsfähig ist, um eine Anzahl von Stromversorgungszuständen 122 zu unterstützen.
Das CPU-Teilsystem 102 umfasst einen oder mehrere CPUs (Central Processing Units, zentrale Verarbeitungseinheiten) 104, einen Flashspeicher 106, einen SRAM (Static Random Access Memory, statischen Direktzugriffsspeicher) 108 und einen ROM (Read Only Memory, Festwertspeicher) 110, die mit der Systemverbindung 112 gekoppelt sind. Die CPU 104 ist ein geeigneter Prozessor, der in einer System-On-Chip-Vorrichtung operieren kann. In einigen Ausführungsformen kann die CPU für Niedrigstrom-Operation mit umfassendem Clock-Gating optimiert sein und verschiedene interne Steuerungsschaltungen umfassen, die der CPU erlauben, in verschiedenen Stromversorgungszuständen zu operieren. Beispielsweise kann die CPU eine Aufwach-Unterbrechungssteuerung umfassen, die konfiguriert ist, um die CPU aus einem Schlafzustand aufzuwecken, wodurch erlaubt wird, Strom auszuschalten, wenn sich der IC-Chip im Schlafzustand befindet. Der Flashspeicher 106 kann ein beliebiger Typ eines Programmspeichers sein (z. B. NAND-Flash, NOR-Flash etc.), der für das Speichern von Daten und/oder Programmen konfigurierbar ist. Der SRAM 108 kann ein beliebiger Typ eines flüchtigen oder nicht flüchtigen Speichers sein, der für das Speichern von Daten und von der CPU 104 zugegriffenen Firmware/Software-Anweisungen geeignet ist. Der ROM 110 kann ein beliebiger Typ eines geeigneten Speichers sein, der zum Speichern von Hochfahrroutinen, Konfigurationsparametern und anderer System-on-Chip-Firmware konfigurierbar ist. Die Systemverbindung 112 ist ein Systembus (z. B. ein Einzel-Pegel- oder Multi-Pegel-Advanced-High-Performance-Bus oder AHB), der sowohl als Schnittstelle, die die verschiedenen Komponenten des CPU-Teilsystems 102 miteinander koppelt, als auch als Daten- und Steuerungsschnittstelle zwischen den verschiedenen Komponenten des CPU-Teilsystems und der peripheren Verbindung 114 konfiguriert ist.
Die periphere Verbindung 114 ist ein peripherer Bus (z. B. ein Einzel-Pegel- oder Multi-Pegel-AHB), der die primäre Daten- und Steuerungsschnittstelle zwischen dem CPU-Teilsystem 102 und seinen Peripherien und anderen Ressourcen, wie etwa Systemressourcen 116, I/O-Blöcken (z. B. 118A–118C) und USB-Teilsystem 200 bereitstellt. Die periphere Verbindung kann verschiedene Steuerungsschaltungen (z. B. Direktspeicherzugriff- oder DMA-Steuerungen) umfassen, die programmiert sein können, um Daten zwischen peripheren Blöcken ohne Belastung des CPU-Teilsystems zu übertragen. In verschiedenen Ausführungsformen können die Komponenten des CPU-Teilsystems und die periphere Verbindung je nach Auswahl oder Typ einer CPU, eines Systembusses und/oder peripheren Busses unterschiedlich sein.
Die Systemressourcen 116 umfassen verschiedene elektronische Schaltungen, die die Operation der IC-Steuerung 100 in ihren verschiedenen Zuständen und Modi unterstützt. Zum Beispiel können die Systemressourcen 116 ein Stromversorgungsteilsystem umfassen, das Stromressourcen bereitstellt, die für den jeweiligen Steuerungszustand/-modus erforderlich sind, wie beispielsweise Spannungs- und/oder Stromreferenzen, Aufwach-Unterbrechungssteuerung (Wake-up Interrupt Controller, WIC), Power-on-Reset (POR) etc. In einigen Ausführungsformen kann das Stromversorgungsteilsystem der Systemressourcen 116 auch Schaltungen umfassen, die der IC-Steuerung 100 erlauben, Strom von externen Quellen mit verschiedenen unterschiedlichen Spannungs- und/oder Strompegeln aufzunehmen. Die Systemressourcen 116 können auch ein Takt-Teilsystem umfassen, das verschiedene Takte bereitstellt, die von der IC-Steuerung 100 verwendet werden, sowie Schaltungen, die verschiedene Steuerungsfunktionen, wie etwa externes Reset, erlauben.
Eine IC-Steuerung, wie etwa die IC-Steuerung 100, kann verschiedene unterschiedliche Typen von I/O-Blöcken und Teilsystemen in verschiedenen Ausführungsformen und Implementierungen umfassen. Beispielsweise in der in 1A illustrierten Ausführungsform umfasst die IC-Steuerung 100 GPIO(Allzweck-Eingang-Ausgang)-Blöcke 118A, TCPWM(Timer/Counter/Pulsweitenmodulation)-Blöcke 118B, SCBs (serielle Kommunikationsblöcke) 118C und das USB-Teilsystem 200. Die GPIOs 118A umfassen Schaltungen, die konfiguriert sind, um verschiedene Funktionen zu implementieren, wie etwa beispielsweise Pull-up, Pull-down, Eingangsschwellenauswahl, Eingangs- und Ausgangspuffer aktivieren/deaktivieren, Multiplex-Signale, verbunden mit verschiedenen I/O-Pins etc. Die TCPWMs 118B umfassen Schaltungen, die konfiguriert sind, um Zeitgeber (Timer), Zähler (Counter), Pulsweitenmodulatoren, Decodierer und verschiedene andere Analog-/Mischsignalelemente zu implementieren, die konfiguriert sind, um an Eingangs-/Ausgangssignalen zu operieren. Die SCBs 118C umfassen Schaltungen, die konfiguriert sind, um verschiedene serielle Kommunikationsschnittstellen zu implementieren, wie etwa beispielsweise I²C, SPI (serielle periphere Schnittstelle), UART (universeller asynchroner Empfänger/Sender) etc.
Das USB-Teilsystem 200 ist ein Typ-C-Teilsystem, das gemäß den hierin beschriebenen Techniken konfiguriert ist, und kann auch Unterstützung für USB-Kommunikationen über USB-Anschlüsse (z. B. wie etwa USB 2.0, USB 3.0/3.1 etc.) sowie andere USB-Funktionalität, wie etwa Stromversorgung und Batterieladung, bereitstellen. Das USB-Teilsystem 200 umfasst einen Typ-C-Sendeempfänger und physikalische Schichtlogik, PHY (nicht gezeigt), die als integrierte Basisband-PHY-Schaltung konfiguriert sind, um verschiedene digitale Codierungs-/Decodierungsfunktionen (z. B. BMC-Codierung/Decodierung, zyklische Redundanzprüfungen oder CRC (Cyclic Redundancy Checks) etc.) und analoge Signalverarbeitungsfunktionen, die bei physikalischen Schichtübertragungen beteiligt sind, durchzuführen. Die IC-Steuerung 100 (und/oder das USB-Teilsystem 200 davon) kann auch konfiguriert sein, um auf Kommunikationen zu reagieren, die in der USB-PD-Spezifikation definiert sind, wie etwa beispielsweise SOP-, SOP'- und SOP"-Nachrichtenübermittlung.
Der Typ-C-Sendeempfänger des USB-Dialsystems 200 umfasst Empfängerschaltung(en) 202A und Sendeschaltung(en) 202B. Eine Empfängerschaltung 202A ist gemäß den hierin beschriebenen Techniken konfiguriert. Die Empfängerschaltung 202A ist beispielsweise mit einer CC-Leitung gekoppelt und umfasst Folgendes: einen Kondensator, der in Reihe von der CC-Leitung an einen Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist, wobei der Kondensator konfiguriert ist, um eine DC-Komponente eines eingehenden Signals auf der CC-Leitung zu blockieren; eine Wiederherstellungsschaltung, die an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist und konfiguriert ist, um eine Spannung des eingehenden Signals auf eine erste Bezugsspannung zu verschieben; und eine Slicerschaltung, die an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die verschobene Spannung mit einer zweiten Bezugsspannung zu vergleichen. Bei der Operation sind die Komponenten der Empfängerschaltung 202A konfiguriert, um, gemäß den hierin beschriebenen Techniken, Daten von einem eingehenden Signal auf der CC-Leitung zu empfangen, wenn das eingehende Signal mehr als 250 mV DC-Pegel-Verschiebung (DC-Offset) in Bezug auf lokale Masse aufweist, und das eingehende Signal zu unterdrücken, wenn das eingehende Signal Rauschen mit einer Größe von mehr als 300 mVpp (z. B. bis zu 500 mVpp) trägt.
1B illustriert beispielhafte operative Kontexte, bei denen die beschriebenen Techniken für USB-Typ-C-Empfänger implementiert werden können. Bei jedem dieser operativen Kontexte kann eine IC-Steuerung (wie etwa IC-Steuerung 100 von 1A) in einer USB-fähigen Vorrichtung gemäß den hierin beschriebenen Techniken angeordnet und konfiguriert sein. Bezugnehmend auf 1B kann in einer beispielhaften Ausführungsform eine USB-Steuerung 100A in einer Computervorrichtung (z. B. Laptop-Computer 130) angeordnet und als DFP-, UFP- und/oder DRP-USB-Anwendung konfiguriert sein. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann eine USB-Steuerung 100B in einer elektronischen Vorrichtung (z. B. Monitor 140) angeordnet und als DFP-, UFP- und/oder DRP-USB-Anwendung konfiguriert sein. In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann eine USB-Steuerung 100C in einer Netzwerkvorrichtung (z. B. Hub 150) angeordnet und als UFP-USB-Anwendung konfiguriert sein. In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform können eine USB-Steuerung 100D und (möglicherweise) eine USB-Steuerung 100E innerhalb eines Steckers (oder beider Stecker) des Typ-C-Kabels 160 angeordnet und als EMCA-Anwendung konfiguriert sein. In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann eine USB-Steuerung 100F innerhalb einer mobilen Vorrichtung (z. B. Smartphone/Tablet 170) angeordnet und als DFP-, UFP- und/oder DRP-USB-Anwendung konfiguriert sein.
2 illustriert eine beispielhafte Empfängerschaltung in einem USB-Typ-C-Teilsystem einer IC-Steuerung, gemäß einigen Ausführungsformen. Neben anderen Komponenten (nicht gezeigt) beinhaltet das USB-Teilsystem 200 einen Multiplexer 201, der an die Empfängerschaltung 202A im Empfangsweg der CC-Leitungen des USB-Teilsystems 200 gekoppelt ist. Der Multiplexer 201 umfasst einen Zeitkonstanten-100-ns-Einzelpolfilter (tRXFilter), wie in der USB-PD-Spezifikation vorgesehen. Bei der Operation muliplexiert der Multiplexer 201 (am Empfangsweg zur Empfängerschaltung 202A), die eine CC-Leitung, die auf dem CC-Kanal für Kommunikationen verwendet wird (während die andere CC-Leitung als 5-V-Stromleitung umfunktioniert wird).
Die Empfängerschaltung 202A umfasst einen Kondensator 204, einen Wiederherstellungsknoten 206, eine DC-Wiederherstellungsschaltung 208, eine elektrische Schwachstromsenke 210 und eine Slicerschaltung 212. Der Kondensator 204 ist in Reihe vom Multiplexer 201 mit dem Wiederherstellungsknoten 206 gekoppelt und als Hochpassfilter konfiguriert. Beispielsweise ist der Kondensator 204 konfiguriert, um die DC-Komponente eines eingehenden Signals auf der CC-Leitung zu blockieren, dämpft aber nicht Frequenzkomponenten des eingehenden Signals über einer gewissen Frequenz. Auf diese Weise wirkt der Kondensator 204 als Wechselstrom(AC)-Entkopplungskondensator. Der Wiederherstellungsknoten 206 ist mit der Wiederherstellungsschaltung 208, der elektrischen Stromsenke 210 und der Slicerschaltung 212 gekoppelt. Die Wiederherstellungsschaltung 208 umfasst einen Vergleicher 208A, einen Schalter 208B und eine elektrische Schwachstromquelle 208C. Der negative Eingangsanschluss des Vergleichers 208A ist mit einer ersten Bezugsspannung (z. B. lokale Masse in 2) gekoppelt und der positive Eingangsanschluss des Vergleichers 208A ist mit dem Wiederherstellungsknoten 206 gekoppelt. Der Ausgang des Vergleichers 208A ist als Steuersignal mit dem Schalter 208B gekoppelt. Der Schalter 208B ist in Reihe gekoppelt, um die elektrische Stromquelle 208C ein- und auszuschalten, welche wiederum mit dem Wiederherstellungsknoten 206 und dem positiven Eingangsanschluss des Vergleichers 208A gekoppelt ist. Die Slicerschaltung 212 umfasst einen Empfangs(RX)-Vergleicher. Der positive Eingangsanschluss des RX-Vergleichers ist mit dem Wiederherstellungsknoten 206 gekoppelt und der negative Eingangsanschluss des RX-Vergleichers ist mit einer zweiten Bezugsspannung gekoppelt. Wie in 2 illustriert, ist die zweite Bezugsspannung auf 400 mV eingestellt, es wird jedoch darauf hingewiesen, dass in verschiedenen Ausführungsformen eine solche Bezugsspannung statisch/dynamisch konfigurierbar und/oder programmierbar sein kann und in einem Bereich von 200 mV bis 500 mV eingestellt werden kann. Der RX_Daten-Ausgang des RX-Vergleichers in der Slicerschaltung 212 ist konfiguriert zum Umschalten und Durchleiten eines eingehenden CC-Leitungssignals, wenn das eingehende Signal gültig (nicht rauschbelastet) ist und Daten trägt.
Bei der Operation wirkt der Kondensator 204 als AC-Entkopplungskondensator, um die DC-Komponente des eingehenden Signals auf der CC-Leitung zu blockieren und nur den Signalhub durchzulassen. Der Vergleicher 208A ist in der Wiederherstellungsschaltung 208 als Operationsverstärker in einer Rückkopplungsschleife konfiguriert. Die elektrische Stromquelle 208C wird durch den Schalter 208B mittels des Ausgangssignals des Vergleichers 208A gesteuert. Wenn die Spannung am positiven Eingang des Vergleichers 208A (die Spannung am Wiederherstellungsknoten 206) über die Spannung am negativen Eingang des Vergleichers steigt, wird der Vergleicherausgang hoch, sodass die elektrische Stromquelle 208C ausgeschaltet wird. Wenn die Spannung am positiven Eingang des Vergleichers 208A unter die Spannung am negativen Eingang des Vergleichers fällt, wird/bleibt der Vergleicherausgang niedrig und die elektrische Stromquelle 208C aktiviert. Auf diese Weise wird die Spannung am Wiederherstellungsknoten 206 (die Spannung am positiven Eingang des Vergleichers 208A) kontinuierlich geregelt und beibehalten, um der ersten Bezugsspannung am negativen Eingang des Vergleichers 208A nahe zu sein (z. B. lokale Masse, wie in 2 illustriert). Die elektrische Stromsenke 210 ist mit dem Widerstandsknoten 206 gekoppelt und ist „immer-ein“ konfiguriert, um sicherzustellen, dass positive DC-Offsets (z. B. positive DC-Pegel-Verschiebungen) auf der CC-Leitung kontinuierlich auf die erste Bezugsspannung zurückgebracht werden, die am negativen Eingang des Vergleichers 208A eingestellt ist. Die Slicerschaltung 212 ist konfiguriert, um zu detektieren und umzuschalten, wenn das eingehende CC-Leitungssignal am Wiederherstellungsknoten 206 ein gültiges (z. B. nicht rauschbelastetes) Signal ist. Wenn beispielsweise die Spannung am positiven Eingang des RX-Vergleichers in der Slicerschaltung 212 (die Spannung am Wiederherstellungsknoten 206) über die zweite Bezugsspannung am negativen Eingang des RX-Slicerschaltung steigt, wird der Ausgang des RX-Slicerschaltung hoch, um anzuzeigen, dass das eingehende Signal auf der CC-Leitung kein Rauschen ist. Auf diese Weise wird der Ausgang der Slicerschaltung 212, wenn das eingehende CC-Leitungssignaldaten trägt, das Signal durchleiten, um von anderen Komponenten (nicht gezeigt) des USB-Teilsystems 200 verwendet zu werden, um ein Aufwachsignal zu erzeugen. Wenn die Spannung am positiven Eingang des RX-Vergleichers in der Slicerschaltung 212 (die Spannung am Wiederherstellungsknoten 206) unter der zweiten Bezugsspannung am negativen Eingang des RX-Vergleichers liegt/bleibt, bleibt der Ausgang der Slicerschaltung 212 niedrig, um anzuzeigen, dass das eingehende Signal auf der CC-Leitung Rauschen ist. Auf diese Weise schaltet die Slicerschaltung 212 Rauschen aus und erzeugt für das USB-Teilsystem 200 und/oder dessen IC-Steuerung kein Aufwachsignal (oder verursacht nicht, dass eines erzeugt wird), wodurch der IC-Steuerung und/oder dem USB-Teilsystem erlaubt wird, in einem Schlafzustand zu bleiben und Strom zu sparen.
Gemäß den hierin beschriebenen Techniken für USB-Typ-C-Empfänger definiert die Differenz zwischen der ersten Bezugsspannung (am negativen Eingang des Vergleichers 208A) und der zweiten Bezugsspannung (am negativen Eingang des RX-Vergleichers der Slicerschaltung 212) eine Spannungsschwelle mit einer Spannungsgröße, die vom eingehenden Signal erreicht werden muss, bevor die Slicerschaltung 212 dieses als gültiges Signal detektiert. Diese Spannungsgröße, z. B. Vth, ist äquivalent zur Rauschgröße, die die Empfängerschaltung 202A unterdrücken kann, da der RX_Daten-Ausgang der Slicerschaltung 212 nicht umschalten wird, es sei denn das eingehende Signal überschreitet die Vth-Rauschschwelle. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Vth-Schwellengröße eingestellt werden (z. B. durch Konfiguration und/oder Programmieren), um annähernd der Hälfte der Größe eines normalen Signals zu entsprechen, um einen Ausgang mit einem Tastverhältnis von annähernd 50 % am RX_Daten-Ausgang der Slicerschaltung 212 bereitzustellen. Auf diese Weise stellen die hierin beschriebenen Techniken im Vergleich zu Schaltungen in herkömmlichen USB-Typ-C-Empfängern eine verbesserte Rauschunterdrückungsleistung bereit.
Darüber hinaus erzielen die hierin beschriebenen Techniken für USB-Typ-C-Empfänger, aufgrund der Operation des AC-Entkopplungskondensators 204 und der Wiederherstellungsschaltung 208, eine verbesserte DC-Pegel-Verschiebungstoleranz. Wenn beispielsweise das eingehende CC-Leitungssignal seine DC-Pegel-Spannung verschiebt, wird die Spannung am Wiederherstellungsknoten 206 um den gleichen Betrag wie die DC-Pegel-Verschiebung vorübergehend nach oben oder unten verschoben. Sobald die DC-Pegel-Verschiebung (z. B. das DC-Offset in Bezug auf lokale Masse) beendet ist, wird die Rückkopplungsschleife in der Wiederherstellungsschaltung 208 sicherstellen, dass die Spannung am Wiederherstellungsknoten 206 zur Bezugsspannung am negativen Eingang des Vergleichers 208A zurückkehrt. Auf diese Weise stellen die hierin beschriebenen Techniken im Vergleich zu Schaltungen in herkömmlichen USB-Typ-C-Empfängern eine verbesserte DC-Pegel-Verschiebungstoleranz bereit.
3 illustriert ein Diagramm 300 mit Wellenformen, das eine beispielhafte Position einer Wiederherstellungsschaltung (z. B. wie etwa Wiederherstellungsschaltung 208 in 2) zeigt. Das Diagramm 300 illustriert ein operatives Beispiel, bei dem die Spitze-Spitze-Spannung eines eingehenden CC-Leitungssignals direkt unter der Vth-Schwellengröße liegt, sodass der Ausgang einer Empfängerschaltung (z. B. wie etwa Empfängerschaltung 202A in 2) nicht umschaltet, um ein gültiges Signal anzuzeigen.
Bezugnehmend auf 3 zeigt die Wellenform 302 die Spannung eines eingehenden Signals auf der CC-Leitung an, zeigt die Wellenform 304 die Spannung an einem Wiederherstellungsknoten (z. B. wie etwa Wiederherstellungsknoten 206 in 2) an, zeigt die Wellenform 306 die Spannung am RX_Daten-Ausgang einer Slicerschaltung (z. B. wie etwa Slicerschaltung 212 in 2) an, zeigt die Wellenform 307 die erste Bezugsspannung einer Wiederherstellungsschaltung (z. B. wie etwa Wiederherstellungsschaltung 208 in 2) an und zeigt die Wellenform 309 die zweite Bezugsspannung der Slicerschaltung (z. B. wie etwa Slicerschaltung 212 in 2) an. Wie im Diagramm 300 illustriert, zeigt die Wellenform 302 an, dass das eingehende CC-Leitungssignal eine Spitze-Spitze-Spannung von etwa 360 mVpp aufweist, während die Differenz zwischen Wellenformen 309 und 307 anzeigt, dass die Spannungsschwelle, Vth, etwa 380 mVpp beträgt. Da die Spitze-Spitze-Spannung am eingehenden Signal weniger als die Spannungsschwellengröße für Rauschen ist, zeigt die Nahe-Null-Spannung der Wellenform 306 an, dass das eingehende Signal als Rauschen bestimmt wird. Das Diagramm 300 zeigt auch an, dass das eingehende CC-Leitungssignal nach oben auf ungefähr den Spannungspegel der Wellenform 307 (z. B. bis zur Spannung am Wiederherstellungsknoten) verschoben wird.
4A illustriert ein Diagramm 400 mit Wellenformen, das eine beispielhafte Operation einer Slicerschaltung (z. B. wie etwa Slicerschaltung 212 in 2) für gültige BMC-codierte Daten „0“ zeigt, während 4B ein Diagramm 410 mit Wellenformen illustriert, das eine beispielhafte Operation der Slicerschaltung für gültige BMC-codierte Daten „1“ zeigt. Gemäß der USB-PD-Spezifikation werden auf der CC-Leitung übertragene gültige Daten mit einem Biphase-Mark-Code (BMC) codiert, wobei digitale Daten „0“ als einzelner Übergang innerhalb einer Zeiteinheit codiert werden und digitale Daten „1“ als zwei Übergänge innerhalb einer Zeiteinheit codiert werden.
Bezugnehmend auf 4A zeigt die Wellenform 402 die Spannung eines eingehenden Signals auf der CC-Leitung an, zeigt die Wellenform 404 die entsprechende Spannung an einem Wiederherstellungsknoten (z. B. wie etwa Wiederherstellungsknoten 206 in 2) an und zeigt die Wellenform 406 die Spannung am RX_Daten-Ausgang einer Slicerschaltung (z. B. wie etwa Slicerschaltung 212 in 2) an. Wie im Diagramm 400 illustriert, zeigen die Wellenformen 402 und 404 an, dass der DC-Pegel des eingehenden Signals um etwa 1,25 V nach oben verschoben wird, während die Wellenform 406 anzeigt, dass das nach oben verschobene Signal (am Wiederherstellungsknoten) die BMC-codierten Daten „0“ weiter bewahrt.
Bezugnehmend auf 4B zeigt die Wellenform 412 die Spannung eines eingehenden Signals auf der CC-Leitung an, zeigt die Wellenform 414 die entsprechende Spannung an einem Wiederherstellungsknoten (z. B. wie etwa Wiederherstellungsknoten 206 in 2) an und zeigt die Wellenform 416 die Spannung am RX_Daten-Ausgang einer Slicerschaltung (z. B. wie etwa Slicerschaltung 212 in 2) an. Wie im Diagramm 410 illustriert, zeigen die Wellenformen 412 und 414 an, dass der DC-Pegel des eingehenden Signals um etwa 1,25 V nach oben verschoben wird, während die Wellenform 416 anzeigt, dass das nach oben verschobene Signal (am Wiederherstellungsknoten) die BMC-codierten Daten „1“ weiter bewahrt.
5 illustriert ein Diagramm 500 mit Wellenformen, das eine beispielhafte Reaktion an einem Wiederherstellungsknoten (z. B. wie etwa Wiederherstellungsknoten 206 in 2) vor und nach DC-Pegel-Spannungsverschiebungen eines eingehenden Signals auf der CC-Leitung zeigt. Bezugnehmend auf 5 zeigt die Wellenform 502 die Spannung des eingehenden Signals auf der CC-Leitung an, zeigt die Wellenform 504 die entsprechende Spannung/Reaktionsspannung am Wiederherstellungsknoten an und zeigt die vertikale Linie 505 einen bestimmten Zeitpunkt („C1“) an. Wie im Diagramm 500 illustriert, zeigt die Wellenform 502 an, dass die Spannung am eingehenden Signal zuerst von etwa 240 mV auf etwa 840 mV nach oben verschoben wird, dann von etwa 840 mV auf etwa 2,4 V nach oben verschoben wird und schließlich von 2,4 V auf etwa 240 mV nach unten verschoben wird. Die Wellenform 504 zeigt an, dass als Reaktion auf diese DC-Pegel-Verschiebungen die entsprechende Spannung am Wiederherstellungsknoten sowohl vor als auch nach einer DC-Pegel-Verschiebung am eingehenden Signal bei etwa 1,4 V zentriert bleibt. Es wird darauf hingewiesen, dass die unscharfe Linie in der Wellenform 504 zeigt, dass eine Wiederherstellungsschaltung (z. B. wie etwa Wiederherstellungsschaltung 208 in 2) kontinuierlich die Spannung am Wiederherstellungsknoten um eine Spannungsgröße von 1,4 V anpasst. Die Wellenform 504 zeigt auch an, dass die ersten zwei DC-Pegel-Verschiebungen der Spannung am eingehenden Signal positive Spannungsänderungen sind, während die dritte DC-Pegel-Verschiebung eine negative Spannungsänderung ist. Wie im Diagramm 500 illustriert, folgt die Spannung am Wiederherstellungsknoten vorübergehend/kurz jeder der ersten zwei DC-Pegel-Verschiebungen am eingehenden Signal, kehrt jedoch dann aufgrund Pull-down durch eine elektrische Immer-ein-Stromsenke (z. B. wie etwa elektrische Stromsenke 210 in 2) auf ihre Konstantspannung (z. B. ungefähr 1,4 V) zurück. Das Diagramm 500 illustriert auch, dass bei der letzten DC-Pegel-Verschiebung des eingehenden Signals (ungefähr bei Zeitindex 500.0U) die Spannung am Wiederherstellungsknoten vorübergehend/kurz nach unten folgt, aber danach aufgrund Pull-up von einer elektrischen Stromquelle (wie etwa elektrische Stromquelle 208C in 2) auf ihre Konstantspannung (z. B. ungefähr 1,4 V) zurückkehrt.
6 illustriert eine IC-Steuerung 600 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die IC-Steuerung 600 kann die beschriebenen Techniken für USB-Typ-C-Empfänger ähnlich wie die IC-Steuerung 100 in 1 implementieren. In 6 umfasst die IC-Steuerung 600 ein USB-Typ-C-Teilsystem, das (neben anderen nicht gezeigten Komponenten) Hardwareblöcke 615, 620, 625 und 630 sowie verschiedene andere Komponenten umfasst, die verschiedene Steuerungs-, Detektions-, Auswahl- und Aktivierungs-/Deaktivierungssignale für Steuerungsoperationen bereitstellen.
Die Hardwareblöcke 615 und 620 sind konfiguriert, um einen USB-Typ-C-Sendeempfänger zu implementieren, der gemäß den hierin beschriebenen Techniken operieren kann. Beispielsweise umfasst der Hardwareblock 615 einen Multiplexer 201, der mit den Chip-Pins der CC-Leitungen (CC1 und CC2) gekoppelt ist, die Teil eines USB-Typ-C-Verbinders oder Anschlusses (in 6 nicht gezeigt) sind. Der Multiplexer 201 ist auch mit einer Empfängerschaltung 202A und einer Sendeschaltung 202B gekoppelt, die auf dem CC-Leitungskommunikationsweg des USB-Typ-C-Teilsystems der IC-Steuerung 600 konfiguriert sind. Die Empfängerschaltung 202A ist konfiguriert, gemäß den hierin beschriebenen Techniken, um Daten von einem eingehenden Signal auf der CC-Leitung zu empfangen, selbst wenn das eingehende Signal mehr als 250 mV DC-Offset in Bezug auf lokale Masse aufweist, und das eingehende Signal als Rauschen zu unterdrücken, selbst wenn das eingehende Signal Rauschen mit einer Größe von mehr als 300 mVpp beinhaltet. Darüber hinaus stellt der Hardwareblock 615 einen aktiven und und toten Batterie-Rd-Abschluss und Rp-Abschluss auf den CC(CC1/CC2)-Leitungen bereit und weist Vergleicher auf, die verwendet werden, um die DC-Spannungspegel auf den CC-Leitungen für UFP- und DFP-Anwendungen zu messen. Eine Rp-Abschlussschaltung („Rp-Abschluss“) umfasst Pull-up-Widerstandselemente, die, wenn aktiviert, eine Hostvorrichtung über einem Typ-C-Kabel identifizieren. Eine Rd-Abschlussschaltung („Rd-Abschluss“) umfasst Pull-down-Widerstandselemente, die, wenn aktiviert, eine Peripherievorrichtung über einem Typ-C-Kabel identifizieren.
Der Ausgang der Empfängerschaltung 202A ist mit den Komponenten im Hardwareblock 620 gekoppelt. Der Hardwareblock 620 ist konfiguriert, um ein gültiges CC-Leitungssignal von der Empfängerschaltung 202A zu empfangen und, basierend auf dem empfangenen Signal, einen Start des Pakets (Start of Packet, SOP) zu detektieren, um die Daten vom Paket unter Verwendung von 4b5b-Decodierung zu decodieren und eine zyklische Redundanzprüfung (CRC) an den decodierten Daten durchzuführen. Danach ist der Hardwareblock 620 konfiguriert, um die decodierten und geprüften Daten an andere Komponenten der IC-Steuerung 600 und/oder des USB-Typ-C-Teilsystems davon weiterzuleiten.
Die Hardwareblöcke 625 und 630 sind konfiguriert, um verschiedene andere Funktionen zu implementieren, die für die USB-Typ-C-Operation notwendig sind. Zum Beispiel implementiert der Hardwareblock 625 einen Ra-Abschluss für die VCONN1- und VCONN2-Versorgungspins und liefert Strom an die Vddd-Versorgung. Eine Ra-Abschlussschaltung („Ra-Abschluss“) umfasst Pull-down-Widerstandselemente, die, wenn aktiviert, die IC-Steuerung 600 als Peripherie- oder Hostvorrichtung, verbunden durch ein Typ-C-Kabel, identifizieren können. Der Hardwareblock 630 implementiert einen 8-bit-Analog-zu-Digital-Wandler (ADC), der, zusammen mit einer Succesive-Approximation-Register(SAR)-Steuerlogik, zum Messen von verschiedenen Spannungen im IC-Steuerungs-Chip oder die-extern (Off-Die) verwendet werden kann.
Gemäß den hierin beschriebenen Techniken erlaubt die Kombination eines AC-Entkopplungskondensators mit einer DC-Wiederherstellungsschaltung einer USB-Typ-C-Empfängerschaltung, effektiv unbegrenzte Unterdrückung von DC-Pegel-Verschiebungen in einem eingehenden Signal auf einer CC-Leitung zu erzielen. Des Weiteren benötigt eine Empfängerschaltung einer solchen Kombination nur zwei Vergleicher, die sowohl den Empfangsweg als auch die Leerlaufrauschunterdrückung implementieren. Die Empfängerschaltungen gemäß den hierin beschriebenen Techniken stellen außerdem mehr Leerlauf- Rauschunterdrückung (und sogar aktive Rauschunterdrückung) bereit, wodurch dem IC-Steuerungs-Chip erlaubt wird, länger in einem Schlafstadium zu bleiben und Strom zu sparen, da aufgrund des Leerlaufrauschens kein Aufwecken erfolgt. Solche Empfängerschaltungen stellen außerdem einen einzelnen Pfad sowohl für CC-Leitungsaktivität-Aufwecken als auch Datenempfang bereit, ohne eine zusätzliche Konfiguration zu erfordern, können in Gegenwart von hohen VBUS-Ladeströmen operieren und können nicht konforme Typ-C-Kabel unterstützen, die einen breiten Bereich von hohen DC-Pegel-Verschiebungen und IR-Abfällen produzieren.
Verschiedene Ausführungsformen der hierin beschriebenen Techniken für USB-Typ-C-Empfänger können verschiedene Operationen umfassen. Diese Operationen können von Hardwarekomponenten, digitaler Hardware und/oder Firmware und/oder Kombinationen davon durchgeführt und/oder gesteuert werden. Wie hier verwendet, kann der Begriff „gekoppelt mit“ durch einen oder mehrere dazwischenliegende Komponenten direkt oder indirekt verbunden bedeuten. Alle der hier beschriebenen über verschiedene die-interne (On-Die) Busse bereitgestellten Signale können mit anderen Signalen zeitmultiplexiert und über einen oder mehrere gemeinsame die-interne Busse bereitgestellt werden. Zusätzlich kann die Zwischenverbindung zwischen Schaltungskomponenten oder Blöcken als Busse oder als Einzelsignalleitungen gezeigt werden. Jeder der Busse kann alternativ eine oder mehrere Einzelsignalleitungen sein und jede der Einzelsignalleitungen kann alternativ Busse sein.
Gewisse Ausführungsformen können als Computerprogrammprodukt implementiert werden, das auf einem nicht transitorischen computerlesbaren Medium, z. B. wie etwa einem flüchtigen Speicher und/oder nicht flüchtigen Speicher, gespeicherte Anweisungen umfasst. Diese Anweisungen können verwendet werden, um eine oder mehrere Vorrichtungen zu programmieren, die einen oder mehrere Allzweck- oder Sonderzweckprozessoren (z. B. wie etwa CPUs) oder Äquivalente davon (z. B. wie etwa Verarbeitungskerne, Verarbeitungsmaschinen, Mikrocontroller und dergleichen) umfassen, sodass, wenn vom/von den Prozessor(en) oder den Äquivalenten davon ausgeführt, die Anweisungen verursachen, dass die Vorrichtung(en) die hierin beschriebenen Operationen für USB-Typ-C-Empfänger ausführt/ausführen. Ein computerlesbares Medium kann auch einen oder mehrere Mechanismen umfassen, um Informationen in einer Form (z. B. Software, Verarbeitungsanwendung etc.), die von einer Maschine (z. B. einer Vorrichtung oder einem Computer) lesbar ist, zu speichern oder zu lesen. Das nicht transitorische computerlesbare Speichermedium kann unter anderem elektromagnetisches Speichermedium (z. B. Disketten, Festplatten und dergleichen), optisches Speichermedium (z. B. CD-ROM), magnetooptisches Speichermedium, Festwertspeicher (ROM); Direktzugriffsspeicher (RAM), löschbaren, programmierbaren Speicher (z. B. EPROM und EEPROM), Flashspeicher oder einen anderen mittlerweile bekannten oder später entwickelten nicht transitorischen Typ von Medium, das für das Speichern von Informationen geeignet ist, umfassen.
Obwohl die Operationen der Schaltung(en) hier in einer bestimmten Reihenfolge gezeigt und beschrieben werden, kann in einigen Ausführungsformen die Reihenfolge der Operationen von jeder Schaltung geändert werden, sodass gewisse Operationen in einer umgekehrten Reihenfolge durchgeführt werden können oder gewisse Operationen, mindestens teilweise, gleichzeitig und/oder parallel mit anderen Operationen durchgeführt werden können. In anderen Ausführungsformen können Anweisungen oder Teiloperationen von separaten Operationen auf eine intermittierende und/oder alternierende Weise durchgeführt werden.
In der vorangehenden Patentschrift wurde die Erfindung unter Verweis auf spezifische beispielhafte Ausführungsformen von dieser beschrieben. Es versteht sich jedoch von selbst, dass verschiedene Änderungen an diesen vorgenommen werden können, ohne von dem in den beiliegenden Ansprüchen beschriebenen umfassenderen Geist und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Die Patentschrift und Zeichnungen sind demgemäß als illustrativ und nicht beschränkend aufzufassen.

Claims

Eine Vorrichtung, die eine Empfängerschaltung beinhaltet, die an eine Konfigurationskanal-Leitung (CC-Leitung) eines Universal-Serial-Bus(USB)-Typ-C-Teilsystems gekoppelt ist, wobei die Empfängerschaltung konfiguriert ist, um Daten von einem eingehenden Signal auf der CC-Leitung zu empfangen, wenn das eingehende Signal mehr als 250 mV Gleichstrom(DC)-Offset in Bezug auf lokale Masse aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Empfängerschaltung ferner konfiguriert ist, um das eingehende Signal zu unterdrücken, wenn das eingehende Signal Rauschen mit einer Größe von mehr als 300 mVpp beinhaltet.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Größe des Rauschens eines von Folgenden ist: ein erster Bereich von 300 mVpp bis 350 mVpp; ein zweiter Bereich von 350 mVpp bis 400 mVpp; ein dritter Bereich von 400 mVpp bis 450 mVpp; ein vierter Bereich von 450 mVpp bis 500Vpp.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das eingehende Signal das Rauschen während des Leerlaufzustands beinhaltet.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Empfängerschaltung Folgendes beinhaltet: einen Kondensator, der in Reihe von der CC-Leitung an einen Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist, wobei der Kondensator konfiguriert ist, um eine DC-Komponente des eingehenden Signals auf der CC-Leitung zu blockieren; eine Wiederherstellungsschaltung, die an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist und konfiguriert ist, um eine Spannung des eingehenden Signals auf eine erste Bezugsspannung zu verschieben; und eine Slicerschaltung, die an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die verschobene Spannung mit einer zweiten Bezugsspannung zu vergleichen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Wiederherstellungsschaltung Folgendes beinhaltet: einen ersten Vergleicher, der als Operationsverstärker in einer Rückkopplungsschleife konfiguriert ist; eine elektrische Stromquelle, die von einem Ausgang des ersten Vergleichers gesteuert wird; und eine elektrische Stromsenke, die an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist; wobei der Wiederherstellungsknoten den Kondensator an einen Ausgang der elektrischen Stromquelle und an einen Eingang des ersten Vergleichers koppelt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Slicerschaltung einen zweiten Vergleicher beinhaltet und ein erster Eingang des zweiten Vergleichers an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist und ein zweiter Eingang des zweiten Vergleichers an die zweite Bezugsspannung gekoppelt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die erste Bezugsspannung und die zweite Bezugsspannung konfiguriert sind, um eine Spannungsschwelle zu definieren, bei der ein Ausgang der Slicerschaltung umgeschaltet wird, um anzuzeigen, dass das eingehende Signal kein Rauschen ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Spannungsschwelle bis zu 500 mVpp beträgt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Vorrichtung konfiguriert ist, um in einem Schlafstadium zu bleiben, wenn die verschobene Spannung auf oder unter der Spannungsschwelle liegt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung einen integrierten Schaltungs-Chip (Integrated-Circuit-, IC-Chip) beinhaltet, wobei der IC-Chip das USB-Typ-C-Teilsystem umfasst und das USB-Typ-C-Teilsystem die Empfängerschaltung umfasst.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ein Kabel ist.
Eine integrierte Schaltungssteuerung (IC-Steuerung), die Folgendes beinhaltet: ein Universal-Serial-Bus(USB)-Typ-C-Teilsystem; und eine Empfängerschaltung, die an die Konfigurationskanal-Leitung (CC-Leitung) des USB-Typ-C-Teilsystems gekoppelt ist, wobei die Empfängerschaltung Folgendes beinhaltet: einen Kondensator, der in Reihe von der CC-Leitung an einen Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist, wobei der Kondensator konfiguriert ist, um eine Direktspannungs-Komponente (DC-Komponente) eines eingehenden Signals auf der CC-Leitung zu blockieren; eine Wiederherstellungsschaltung, die an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist und konfiguriert ist, um eine Spannung des eingehenden Signals auf eine erste Bezugsspannung zu verschieben; und eine Slicerschaltung, die an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die verschobene Spannung mit einer zweiten Bezugsspannung zu vergleichen.
IC-Steuerung gemäß Anspruch 13, wobei die Wiederherstellungsschaltung Folgendes beinhaltet: einen ersten Vergleicher, der als Operationsverstärker in einer Rückkopplungsschleife konfiguriert ist; eine elektrische Stromquelle, die von einem Ausgang des ersten Vergleichers gesteuert wird; und eine elektrische Stromsenke, die an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist; wobei der Wiederherstellungsknoten den Kondensator an einen Ausgang der elektrischen Stromquelle und an einen Eingang des ersten Vergleichers koppelt.
IC-Steuerung gemäß Anspruch 14, wobei die Slicerschaltung einen zweiten Vergleicher beinhaltet und ein erster Eingang des zweiten Vergleichers an den Wiederherstellungsknoten gekoppelt ist und ein zweiter Eingang des zweiten Vergleichers an die zweite Bezugsspannung gekoppelt ist.
IC-Steuerung gemäß Anspruch 13, wobei die erste Bezugsspannung und die zweite Bezugsspannung konfiguriert sind, um eine Spannungsschwelle von bis zu 500 mVpp zu definieren, und wobei ein Ausgang der Slicerschaltung umgeschaltet wird, um anzuzeigen, dass das eingehende Signal kein Rauschen ist, wenn die verschobene Spannung über der Spannungsschwelle liegt.
IC-Steuerung gemäß Anspruch 13, wobei die Empfängerschaltung konfiguriert ist, um Daten von dem eingehenden Signal auf der CC-Leitung zu empfangen, wenn das eingehende Signal mehr als 250 mV DC-Offset in Bezug auf lokale Masse aufweist.
Ein System, das Folgendes beinhaltet: ein Universal-Serial-Bus(USB)-Typ-C-Kabel; und eine USB-fähige Vorrichtung, die am USB-Typ-C-Kabel angeschlossen ist, wobei die USB-fähige Vorrichtung eine Empfängerschaltung beinhaltet, die an eine Konfigurationskanal-Leitung (CC-Leitung) des USB-Typ-C-Kabels gekoppelt ist, wobei die Empfängerschaltung konfiguriert ist, um Daten von einem eingehenden Signal auf der CC-Leitung zu empfangen, wenn das eingehende Signal mehr als 250 mV Gleichstrom(DC)-Offset in Bezug auf lokale Masse aufweist.
System gemäß Anspruch 18, wobei die Empfängerschaltung ferner konfiguriert ist, um das eingehende Signal zu unterdrücken, wenn das eingehende Signal Rauschen mit einer Größe von mehr als 300 mVpp beinhaltet.
System gemäß Anspruch 19, wobei die Größe des Rauschens in einem Bereich von 300 mVpp liegt.