TW201336233A - 通訊介面裝置、通訊介面系統、在資料連結上傳送訊號之方法及其製品 - Google Patents

通訊介面裝置、通訊介面系統、在資料連結上傳送訊號之方法及其製品 Download PDF

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Abstract

除了其他差動訊號之外，更於實體通訊通道上傳送一雙向虛擬差動訊號。因此，四條訊號線路可提供三個差動訊號，於其中上述虛擬差動訊號係為雙向。虛擬差動訊號可提供於一個或以上之其他實體通訊通道上。額外配置可允許提供一雙向直流電源供應。額外配置可允許在數量減少之線路上除了資料以外，更提供直流電。對訊號線路選擇性地進行切換可允許對其他標準介面之向後及向前可交互運作性。

Description

通訊介面裝置、通訊介面系統、在資料連結上傳送訊號之方法及 其製品
本發明之實施例一般而言係有關於實體互連，特定而言係有關於在數量縮減之線路上傳送差動訊號。
許多系統會依賴於裝置或元件之間的訊號傳輸。訊號傳輸可發生在單端模式(single-ended mode)，於其中訊號係傳輸於單一導線或線路上，或可發生於差動模式中，於其中一訊號係傳輸於第一導線或線路上，而上述訊號之互補(complement)係傳輸於一配對之導線或線路上。對於單端訊號而言，單一傳輸線路可視為實體通道，而對於差動訊號而言，傳輸線路對可視為實體通道。
如同本領域中具通常知識者所瞭解，差動訊號與單端訊號相比，可賦予就訊號完整度而言之一些益處，包含雜訊抗擾性、共模雜訊抑制能力及降低電磁放射。當要提升某些電雜訊豐富的環境或訊號本身在別處會造成干擾之環境中的傳輸時可能會期望達到這些益處。然而，與單端訊號相比，差動訊號之一缺點係為需要兩倍之導線或實體傳輸媒介(假設不需要接地線、平面或遮蔽，或假設多個訊號導線可使用單一接地回路)。
某些系統對於可用來傳輸訊號的導線或實體通道之數量會有限制。為了簡化敘述，「實體通道」之敘述將會用以意指任何電性導體以及無線傳輸，或光學訊號通道。差動連結或通道係使用兩條實體導線或線路，因此可指一對導線、一對印刷電路板導線或其他導體對。某些系統的限制係指可用來傳訊號之實體線路數量沒有如欲傳送的訊號一般多。特別是當使用差動訊號時，可用的導線或實體線路可能已經被特定應用完全佔用，而無足夠的導線或實體線路可用於所有需要的訊號。
先前技藝，例如美國專利第6,492,984號所述者，係承認「虛擬」共模訊號可傳送於一現存之差動實體通道上，同時允許回復差動訊號及共模訊 號兩者。然而，所產生之經傳送共模「虛擬」訊號會受到前述之訊號完整度限制。
此外，於某些系統中使用差動訊號可能需要使某些實體介面適配以提供差動訊號。如此之適配(adaptations)可防止使用與差動訊號介面不相容的舊有裝置。
於一觀點中，本發明係揭露一種在資料連結上傳送訊號之方法，其包含在一第一差動通訊通道上傳送一第一差動訊號，上述第一差動通訊通道具有二條訊號線路；在一第二差動通訊通道上傳送一第二差動訊號，上述第二差動通訊通道具有二條訊號線路，上述第二差動通訊通道與上述第一差動通訊通道不同；以及在傳送上述第一差動訊號及上述第二差動訊號之一者或兩者的同時，並行地傳送一第三差動訊號，包含在上述第一差動通訊通道及上述第二差動通訊通道中之其中一者上傳送上述第三差動訊號之一模態元件，且在上述第一差動通訊通道及上述第二差動通訊通道中之另一者上傳送上述第三差動訊號之一反模態元件，其中上述第三差動訊號之上述模態元件及上述反模態元件係共模調變至各別通訊通道之二條線路上，其中上述第三差動訊號係為一雙向差動訊號。
於另一觀點中，本發明係揭露一種製品，其包含一電腦可讀儲存媒體，上述電腦可讀儲存媒體上儲存有內容，當上述內容被執行時會使一機器實施操作，上述操作包含在一第一差動通訊通道上傳送一第一差動訊號，上述第一差動通訊通道具有二條訊號線路；在一第二差動通訊通道上傳送一第二差動訊號，上述第二差動通訊通道具有二條訊號線路，上述第二差動通訊通道與上述第一差動通訊通道不同；以及在傳送上述第一差動訊號及上述第二差動訊號之一者或兩者的同時，並行地傳送一第三差動訊號，包含在上述第一差動通訊通道及上述第二差動通訊通道中之其中一者上傳送上述第三差動訊號之一模態元件，且在上述第一差動通訊通道及上述第二差動通訊通道中之另一者上傳送上述第三差動訊號之一反模態元件，其中上述第三差動訊號之上述模態元件及上述反模態元件係共模調變至各別通訊通道之二條線路上，其中上述第三差動訊號係為一雙向差動訊號。
於又另一觀點中，本發明係揭露一種通訊介面裝置，其包含一第 一差動訊號傳送電路，耦合至一第一差動通道，上述第一差動通道具有二條訊號線路，上述第一差動訊號傳送電路係用以在上述第一差動通道上傳送一第一差動訊號；一第二差動訊號傳送電路，耦合至一第二差動通道，上述第二差動通道具有二條訊號線路，上述第二差動訊號傳送電路係用以在上述第二差動通道上傳送一第二差動訊號；以及一雙向收發器，耦合以在一虛擬通道上傳送一第三差動訊號，其係藉由在上述第一差動通道及上述第二差動通道中之其中一者上傳送上述第三差動訊號之一模態元件，且在上述第一差動通道及上述第二差動通道中之另一者上傳送上述第三差動訊號之一反模態元件，其中上述第三差動訊號之上述模態元件及上述反模態元件係共模調變至各別通道之二條線路上，其中上述第三差動訊號係為一雙向差動訊號。
於再另一觀點中，本發明係揭露一種通訊介面系統，其包含一第一差動訊號傳送電路，耦合至一第一差動通道，上述第一差動通道具有二條訊號線路，上述第一差動訊號傳送電路係用以在上述第一差動通道上傳送一第一差動訊號；一第二差動訊號傳送電路，耦合至一第二差動通道，上述第二差動通道具有二條訊號線路，上述第二差動訊號傳送電路係用以在上述第二差動通道上傳送一第二差動訊號；以及一電感，耦合於上述第一差動通道與上述第二差動通道中之其中一者的其中一條線路與一本地電源軌線之間。
100‧‧‧系統
110‧‧‧傳送器
112、114‧‧‧驅動元件
116、126‧‧‧收發器
120‧‧‧接收器
122、124‧‧‧元件
130‧‧‧電纜連結
200‧‧‧系統
210、220‧‧‧驅動器
230、260‧‧‧收發器
232、234‧‧‧元件
240、250‧‧‧接收器
262、264‧‧‧元件
300‧‧‧系統
310‧‧‧傳送器
312、314‧‧‧驅動器
320‧‧‧接收器
322、324‧‧‧元件
330‧‧‧電纜連結
400‧‧‧系統
410‧‧‧傳送器
412、414‧‧‧驅動元件
420‧‧‧接收器
422、424‧‧‧接收元件
430‧‧‧電纜連結
500‧‧‧系統
510‧‧‧傳送器
512、514‧‧‧驅動元件
520‧‧‧接收器
522、524‧‧‧接收元件
530‧‧‧電纜連結
600‧‧‧系統
610‧‧‧傳送器
612、614‧‧‧驅動器
616、626‧‧‧控制匯流排收發器
620‧‧‧接收器
622、624‧‧‧元件
630‧‧‧電纜連結
700‧‧‧系統
710‧‧‧傳送器
712、714‧‧‧驅動器
716、726‧‧‧控制匯流排收發器
720‧‧‧接收器
722、724‧‧‧元件
730‧‧‧電纜連結
800‧‧‧系統
810‧‧‧傳送器
812‧‧‧驅動器
814、824‧‧‧eCBUS收發器
820‧‧‧接收器
822‧‧‧元件
830‧‧‧電纜連結
900‧‧‧系統
910‧‧‧傳送器
912‧‧‧驅動器
914、924‧‧‧eCBUS收發器
920‧‧‧接收器
922‧‧‧元件
930‧‧‧電纜連結
1000‧‧‧系統
1010‧‧‧傳送器
1012‧‧‧驅動器
1014、1024‧‧‧eCBUS收發器
1020‧‧‧接收器
1022‧‧‧元件
1030‧‧‧電纜連結
1100‧‧‧系統
1110‧‧‧傳送器
1112‧‧‧驅動器
1114、1124‧‧‧eCBUS收發器
1120‧‧‧接收器
1122‧‧‧元件
1130‧‧‧電纜連結
1200、1202、1204、1206、1208、1210‧‧‧步驟
1212、1220、1222、1224、1226、1228‧‧‧步驟
下列敘述包含與具有圖解之圖式相關的陳述，上述圖解係用以實施本發明之實施例的範例，應領會者為上述圖式係用以示範本發明而非用以限制本發明。如本文所使用，說明書中所提到之一或多個「實施例」應瞭解成是在敘述一特定特徵、結構或特性被包含於本發明之至少一實作中。是故，本文中出現之「於一實施例中」或「於一替代實施例中」等用語係描述本發明之各式實施例及實作，且並不一定全部指向同一實施例。然而，其亦不一定是互相排斥。
第一圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，上述系統係實施二個差動通道，每個差動通道於二條實體線路上，且在現存之二個差動通道上實施一第三虛擬雙向差動通道。
第二圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，其具有除頻器(divider)網路， 以在二個實體差動通道上實施一第三虛擬雙向差動通道。
第三圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，上述系統在二個實體通道上實施二個差動通道以及雙向直流電。
第四圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，上述系統係在二個實體通道上實施二個差動通道，並在相同實體通道上提供雙向直流電。
第五圖係為系統之另一實施例的方塊示意圖，上述系統在二個實體通道上實施二個差動通道並在相同實體通道上提供雙向直流電。
第六圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，上述系統在具有雙向直流電源之二個實體通道上實施一第三虛擬雙向差動通道。
第七圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，上述系統在具有雙向直流電之二個實體通道上實施一第三虛擬雙向差動通道，並維持對舊有介面之向後相容。
第八圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，上述系統在相同之實體通道上實施一時脈訊號及雙向控制訊號，並維持對舊有介面之向後相容。
第九圖係為系統之一替代實施例的方塊示意圖，上述系統在具有阻抗補償之相同實體通道上實施一時脈訊號及雙向控制訊號，並維持對舊有介面之向後相容。
第十圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，上述系統在具有阻抗補償之相同實體通道上實施一時脈訊號及雙向控制訊號，並於資料通道上實施一接地回路線路，同時維持對舊有介面之向後相容。
第十一圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，上述系統在相同實體通道上實施一時脈訊號及雙向控制訊號，並於實體通道上提供電源及接地，同時維持對舊有介面之向後相容。
第十二A圖係為用以在二個實體通道上傳送三個差動訊號之一實施例的流程圖，上述三個差動訊號包含一虛擬雙向差動訊號。
第十二B圖係為用以配置介面之一實施例的流程圖，其將介面配置成在二個實體通道上傳送三個差動訊號或根據舊有互連介面進行傳送。
以下將敘述某些細節及實作，包含圖式之敘述，上述圖式可描繪以下所述的實施例的一部分或全部，並討論本文所呈現之創新概念的其他潛在實施例或實作。以下將提供本發明之實施例的概觀，並隨後提供參照於圖式之更為詳細的敘述。
如本文所敘述，一「虛擬」差動通道係提供於二個現存之實體通訊通道上，而降低傳送訊號所需之導線或線路總數。簡而言之，第一差動訊號係傳送於一實體差動通道，而第二差動訊號係傳送於第二實體差動通道。第三差動訊號係藉由將第三差動訊號覆蓋且/或調變於實體訊號線路上而虛擬式地傳送於系統中之線路上。
於一實施例中，第三差動訊號係藉由將一模態(modal)(正)差動元件共模調變於多個實體差動通道之其中一者上且將一反模態(anti-modal)(負)差動元件共模調變於其他實體差動通道上而得以虛擬式地傳送。此處所述之共模訊號將會在與第一及第二差動通道訊號有關之第一及第二通道接收器上被拒絕。第三「虛擬」訊號係藉由回復第一及第二實體通道上之共模訊號而重建於收發器。因此，所有三個訊號可在兩對導線或實體通道上同步地傳送並回復。
將得以理解者為，差動訊號可提供放射減量並提供對來自外部雜訊來源之干擾的優越抗擾性。差動訊號係藉由將每個訊號傳送橫跨具有反相互補訊號之連結而達成。上述傳送亦指傳送一模態元件(亦稱為訊號或正元件)以及一反模態元件(亦稱為訊號互補或負元件)。
如本文所述，系統可在四條線路上傳送三個差動訊號。因此，在電雜訊豐富之環境或雜訊敏感環境中，電纜、連接頭或其他訊號介面所需要之傳輸手段可做得較小、較簡易、較便宜且較可靠。本文所述技術之應用可用於任何要以數量縮減之實體通道傳送複數資料於相對較充滿雜訊或雜訊敏感之環境上的系統。示範性之應用環境可包含(但不限於)：家庭網路、汽車資料或資訊娛樂系統、家庭消費電子或資料網路系統、工業控制系統、工業監控系統或電子標示系統。例如，如此之訊號可允許傳送未壓縮視訊資料。於一實施例中，如此之訊號可提供一個與通用序列匯流排(USB，universal serial bus)上之行動高畫質連接(MHL，mobile high-definition link)相容之介面。於一實施例中，上述介面使得在微通用序列匯流排(micro-USB)埠上得以傳送行動高畫質連接(MHL)資料，藉此可使智慧型手機或平板電腦得以塢接至汽車或視訊設備。
是故，除了其他差動訊號以外，可傳送雙向虛擬差動訊號於實體通訊通道上。第三差動訊號可在傳送第一及第二差動訊號中之一者或兩者的同時並行傳送。虛擬通訊通道係利用第一及第二差動通訊通道而提供。於一實施 例中，配置可允許在具有五條線路之介面上提供電力及訊號。於一實施例中，具有五條線路之介面可得以透過選擇性切換訊號線路而與舊有系統向後相容。
於一實施例中，如本文所述，具有四條線路之系統可提供二個差動訊號及直流電之一個或兩個元件(即電壓供應、接地回路或兩者)。因此，雙向直流電可橫跨一電纜連結或橫跨一資料連結而提供，而在連結中無需存在一條或兩條電源軌線以作為分離線路。是故，除了在數量減少之線路上提供一額外之差動訊號以外或作為其替代，可提供電力於具有數量減少之線路的一連結上。
第一圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，上述系統在二個實體連結上實施二個差動通道，且在上述二個實體連結上實施一第三虛擬雙向差動通道。系統100包含傳送器110，其透過電纜連結130耦合至接收器120。電纜連結130可視為一介面。如圖所示，電纜連結130在傳送器及接收器側上包含四個埠：CL1-4，其提供四條線路，或二個差動對，系統100於其上傳送三個差動訊號。將得以領會者為，無論圖式之示範性方位為何，每條線路之每一端可為公端或母端。每條線路之兩端可為相同或不同之性別或連接頭類型。於一實施例中，電纜連結連接頭之一各別側或端係包含於傳送器或接收器之內。
於一實施例中，多個差動訊號之其中一者為驅動元件112所產生之資料訊號。上述資料訊號係予以驅動成在多個實體差動通道中之一者的不同線路或元件上之模態元件(modal component)(D+)及其互補或反模態元件(anti-modal component)(D-)。於一實施例中，多個差動訊號之其中一者為驅動元件114所產生之時脈訊號。上述時脈訊號可同樣地予以驅動成在多個實體差動通道中之一者的不同線路或元件上之時脈模態元件(clock modal component)(CLK+)及其互補或反模態元件(CLK-)。
於一實施例中，系統100利用收發器116所產生之一第三差動訊號，CBUS(控制匯流排，control bus)。於一實施例中，CBUS訊號之正元件(CBUS+)係為調變至線路CL1及CL2上之共模訊號，其攜帶有資料訊號。於一實施例中，CBUS訊號之互補元件(或負元件)(CBUS-)係為調變至線路CL3及CL4上之共模訊號，其攜帶有時脈訊號。將得以領會者為，訊號之極性可加以反轉(例如於資料訊號上傳送CBUS-且於時脈訊號上傳送CBUS+)。此外，用於時脈及資料之線路可加以反轉(藉由內部交換傳送正及負差動元件之線路及/或內部交換傳送時脈及資料訊號之線路組)。於一實施例中，系統100提供差動訊號之交流耦 合，如傳送器110與電纜連結130之間的電容及電纜連結130與接收器120之間的電容所示。上述交流耦合使得直流偏移(DC offsets)得以存在於同一條線路之相對端之間。
將得以領會者為，系統100允許傳送三個獨立訊號，而無需使三個訊號傳送於分離之訊號線路。從傳送器110傳送至接收器120之訊號可攜帶有各式資訊，包含(但非排他性地)視訊、音訊、控制及/或時脈。為了說明，從驅動元件112傳送之資料訊號及從驅動元件114傳送之時脈訊號係顯示成單向訊號。從收發器116傳送之CBUS訊號係為一雙向控制訊號。因此，CBUS訊號亦可接收於電纜連結130上之收發器116。
是故，多個訊號中之兩個訊號(例如資料及時脈)的差動訊號係提供於實體通道上(例如二個導體)，而第三訊號係提供於一虛擬第三通道上。將得以領會者為，可利用任何數量之其他訊號來取代資料及/或時脈。於一實施例中，上述虛擬第三通道係藉由在二個實體通道上進行共模訊號調變而產生。因此，與已知之共模調變架構不同，二個共模調變訊號係用以提供一傳輸機構予二個其他通道之間的虛擬雙向差動訊號。模態元件(訊號或正元件)係傳送於一實體通道上，而反模態元件(互補或負元件)則係傳送於另一實體通道上。
於一實施例中，於電纜連結130之傳送器及接收器端處，CBUS差動訊號可藉由對來自時脈實體通道及資料實體通道之共模訊號進行回復而予以重建。元件122(資料訊號接收器)將傾向拒絕CBUS+訊號元件，且元件124(時脈訊號接收器)將傾向拒絕CBUS-訊號元件。因此，另外二個訊號之回復將不會受到第三虛擬共模調變差動訊號的負面影響。
利用差動訊號，接收器僅會對已傳送之訊號及其互補之間的差異敏感，並有效地忽略或拒絕所接收之共模訊號。為了進一步改善雜訊抗擾性，用以傳送所期望的訊號及其互補之電纜中的導線可完全地絞合在一起，以抵消單端雜訊電壓所引發之電磁場，進一步降低不需要的放射並改善雜訊抗擾性。平行導線或其他形式之平行線路可達到類似的益處。若使用無線或光學訊號，則訊號的兩個元件可加以傳送及回復，當轉換回電性形式時接著重新產生一差動訊號，隨後可加以回復。
將得以領會者為，雖然差動訊號係以電性方式產生及回復，但其可在其他實體媒介上傳送。例如，差動訊號可以電性元件產生，轉換成二個獨 立之光訊號並以光學方式傳送，接著轉換回電性訊號，上述電性訊號會基於二個獨立之訊號元件進行差動。類似技術可用以在無線通訊媒介上傳送差動訊號。另則，差動訊號可加以產生，轉換成單一光學或無線系統，接著於光學或無線訊號之接收端處轉換回一差動電性訊號。與傳統之單端訊號技術相比，差動訊號可引發優越的系統效能並降低電纜及裝置屏蔽之要求。如此可使電纜更細、更容易進行路由安排，更加具有彈性且製造成本更為便宜。
已知CBUS訊號係為雙向差動訊號，系統100包含一機構，用以決定訊號是從左傳送至右(從傳送器110至接收器120)還是從右傳送至左(從接收器120至傳送器110)。於一實施例中，基於系統要求，系統100係利用協定仲裁來使控制訊號得以依次在兩個方向上傳送。雙向控制匯流排訊號之使用實例可包含(但不限於)遠端控制指令、系統狀態、內容保護金鑰選擇及顯示探索。
第二圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，其具有除頻器(divider)網路，以在二個實體連結上實施一第三虛擬雙向差動通道。於一實施例中，一虛擬訊號可藉由將差動訊號元件與共模訊號元件結合而產生，用以利用一潛在除頻器網路代表一虛擬訊號。系統200係顯示潛在除頻器網路及傳送/接收元件之範例的一簡化實施例，用以在二個實體連結上實施一第三虛擬雙向差動通道。
特定而言，系統200之實例係考慮到行動高畫質連接(MHL)實作之一實施例。因此，三個差動訊號係予以傳送：MHL_DATA、MHL_CBUS及MHL_CLK。系統200於一實體差動通道上從驅動器210傳送MHL_DATA至接收器240，於其中訊號係經過回復。MHL_DATA-係傳送於一實體線路上，而MHL_DATA+係傳送於另一實體線路上。系統200於一第二實體差動通道上從驅動器220傳送MHL_CLK至接收器250，於其中訊號係經過回復。MHL_CLK-係傳送於一實體線路上，而MHL_CLK+係傳送於另一實體線路上。
於一實施例中，雙向之MHL_CBUS係於收發器230與收發器260之間加以共模調變。MHL_CBUS+係顯示傳送於資料訊號上(於其兩個實體線路上)，而MHL_CBUS-係顯示傳送於時脈訊號上(於其兩個實體線路上)。替代性實施例可選擇哪一個訊號元件要傳送於哪一個實體通道上。因此，於「左到右」之方向上，驅動器210將訊號MHL_DATA驅動於第一差動通道上，而驅動器220將訊號MHL_CLK驅動於第二差動通道上。收發器230(具有元件232 及234)可將訊號MHL_CBUS部分驅動於第一差動通道上且部分驅動於第二差動通道上。於「右到左」之方向上，收發器260(具有元件262及264)可將訊號MHL_CBUS驅動於相同之兩個通道上。
接收器240係接收差動訊號MHL_DATA及MHL_CBUS+，當中MHL_CBUS+係由接收器240所拒絕，但會由收發器260所接收。類似地，接收器250係接收差動訊號MHL_CLK及MHL_CBUS-，當中MHL_CBUS-係由接收器250所拒絕，但會由收發器260所接收。因此，接收器240及250將會忽略或拒絕不需要的共模訊號(CBUS)，並僅解碼所需要的差動訊號。收發器260於接收裝置處提供與收發器230所使用者類似之一除頻器網路，以從傳送裝置進行傳送，其使收發器得以從差動訊號中抽出共模訊號。於一實施例中，系統200中所示之二個或所有三個通道可使其為雙向。將得以領會者為，在使多個訊號為雙向之情況中，調變及回復電路會變得越趨複雜。
於一實施例中，實體通道之數量可加以增加，且可利用此處所述之相同技術提供額外之虛擬雙向差動通道。
從圖式將得以領會者為，相交之導線係有連接，彼此「跨越」過去之導線則沒有連接。將得以領會者為，電阻之數值可取決於實作。因此，圖式中未顯示特定數值，但本領域中具通常知識者可決定其數值。為了系統200之實例，於一實施例中具有相同數值之電阻會共享相同之電阻參照號碼。例如，傳送器及接收器之差動線路之間的潛在除頻器之電阻全部標示為R1，意指其可為相同數值。
電阻R2一端連接至耦合於MHL_DATA差動線路之間的二個電阻R1之間的點。電阻R2之另一端則係耦合至元件232及234之正向線路以及耦合至電阻R4。電阻R2之上述另一端亦透過電阻R3耦合至供電電壓(VCC)。電阻R4係耦合於元件232及234之正向線路及反向線路之間。另一電阻R2一端係連接至耦合於MHL_CLK差動線路之間的另二個電阻R1之間的點。電阻R2之另一端則係耦合至元件232及234之反向線路以及耦合至電阻R4。電阻R2之上述另一端亦透過另一電阻R3耦合至接地(GND)。
於接收器端處，電阻R5一端係連接至耦合於MHL_DATA差動線路之間的二個電阻R1之間的點。電阻R5之另一端則係耦合至元件262及264之正向線路以及耦合至電阻R4。電阻R5之上述另一端亦透過電阻R2耦合至供 電電壓(VCC)。電阻R4係耦合於元件262及264之正向線路及反向線路之間。另一電阻R5一端係連接至耦合於MHL_CLK差動線路之間的另二個電阻R1之間的點。電阻R5之另一端則係耦合至元件262及264之反向線路以及耦合至電阻R4。電阻R5之上述另一端亦透過另一電阻R2耦合至接地(GND)。
亦可能有其他潛在除頻器網路組合。亦將得以領會者為，在資料訊號或時脈訊號為雙向且/或更多之差動訊號係傳送於更多條線路上之一實施例中，潛在除頻器網路之複雜度會有所增加。
第三圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，上述系統在二個實體通道上實施二個差動通道以及雙向直流電。於一實施例中，系統300可實施於一系統例如系統100中。對系統300更特定而言，系統可以一標準已知介面埠來實施。例如，標準micro-USB埠具有5個接腳(電源、接地及三個訊號線路)。電纜連結330可提供二個差動通道及一個用於電源之電纜連結，以取代利用標準接腳輸出(pin-out)或接腳或埠配置。僅用於示範，顯示於供應電壓之電源軌線(power rail)於此處係稱為VBUS，且係顯示於電纜連結330之線路CL1上。VBUS可替代性地以任何數量之不同名稱參照。
傳送器310包含驅動器312，用以於線路CL2及CL3上產生一差動訊號。接收器320包含元件322，用以接收線路CL2及CL3另一端上之差動訊號。於一實施例中，為了簡化說明，電纜連結330之末端可稱為傳送器端及接收器端，或傳送器側及接收器側。傳送器310更包含驅動器314，用以在線路CL4及CL5上產生一差動訊號。接收器320包含元件324，用以接收線路CL4及CL5上之差動訊號。
於一實施例中，電纜連結線路CL4及CL5上之差動通道線路在傳送器310側及接收器320側上均包含一電容，用以交流耦合至上述兩條線路。上述交流耦合使得直流偏移(DC offsets)得以存在於傳送器310、接收器320、電纜連結330之電纜對及接地之間。如上所述，位於目的裝置與來源裝置或來源裝置與目的裝置(傳送器310及接收器320)之間的直流電可藉由利用VBUS+5V之接腳CL1而施加於系統300之連結上。將得以領會者為，提供直流電亦需要一接地回路路徑。
接地回路路徑係藉由將一對或兩對之訊號對利用電感直流關聯(DC referencing)至接地(稱為GND)而提供。如圖所示，電感L將CL4及CL5之 差動通道關聯至接地(GND)。雖未明確地顯示，將得以領會者為，電感L包含一固有特性串聯電阻(inherent,characteristic series resistance)以及一固有特性並聯電容(inherent,characteristic paralle lcapacitance)。電感中之並聯電容會造成元件操作成一頻率相關濾波器(frequency dependent filter)。
因此，導線CL4及CL5上之電感L係為了接地回路提供一直流路徑，同時允許高頻訊號暢通無阻地通過。故傳送器310可終接至一本地接地(local ground)(如傳送器310內所示)，而接收器320可終接至一本地接地(如接收器320內所示)。本地接地係指對於傳送器/接收器係為本地之一參考地其他接地路徑，且其橫跨電纜連結330不一定係為相同。藉由以本地方式終接但透過電感L提供直流接地回路路徑，直流接地回路路徑係透過差動對上之電感而建立，同時允許差動訊號暢通無阻地通過。
於一實施例中，系統300包含電感，其位於一差動通道之兩條導線上，與僅在一條線路上相反，其在技術上係足以提供一接地回路路徑。雖然一接地回路路徑電感可置於單一線路上，但藉由將電感L置於線路CL4及CL5兩者上，系統300可提供一更為平衡之傳輸線路以用於差動通道上之差動訊號。單一線路接地回路路徑電感(例如在CL4或CL5上，但非兩者)在技術上可足以橫跨電纜連結330或資料連結提供電源，但可能會引入模轉換雜訊(mode conversion noise)。此外，如同以上已敘述，電感L包含一串聯電阻元件，其將會增加傳送器310與接收器320之間的電源路徑之直流電阻。為了接地終接(ground termination)之目的，將電感L置於差動通道之兩條線路上可有效地將電阻設置成並聯。得以充分領會者為，將電阻置於並聯網路中會減少整體電阻。因此，將兩個電感L添加於每一側(亦即在傳送器310側及接收器320側上)，系統300可提供具有較低直流電阻損耗之直流電。
第四圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，上述系統係在二個實體通道上實施二個差動通道，並在相同實體通道上提供雙向直流電。鑑於系統300係在二個差動通道及一個第五訊號線路上提供電源，系統400藉由利用系統300之同一技術而僅以二個差動通道之四條訊號線路提供電源。換言之，於系統400中，電源及接地軌線兩者均透過電感連接，上述電感允許高頻訊號暢通無阻地通過。訊號線路上之電容係使得直流偏移得以橫跨電纜連結430存在於系統400中。
傳送器410包含驅動元件412及414，用以驅動第一及第二差動線路。接收器420包含接收元件422及424，用以分別接收對應之差動訊號線路之差動訊號。為了說明之慣例，驅動元件412與接收元件422之間的差動通道將會稱為第一差動通道，而驅動元件414與接收元件424之間的差動通道將會稱為第二差動通道。將得以領會者為，「第一」及「第二」之指定可加以顛倒。
如圖所示，電感L係予以耦合以從第一差動通道之訊號線路提供電源路徑至VBUS或電壓軌線，而電感L係予以耦合以從第二差動通道之訊號線路提供接地路徑。如圖所示，VBUS及接地可為傳送器410及接收器420內之參考點或電壓/電源軌線。因此，於一實施例中，在CL1及CL2之傳送器側上，電感係從訊號線路提供一電源路徑至對於傳送器410為本地之電壓軌線。於CL1及CL2之接收器側上，電感可從訊號線路提供一電源路徑至對於接收器420為本地之電壓軌線。類似地，於一實施例中，在CL3及CL4之傳送器側上，電感係從訊號線路提供一接地路徑至對於傳送器410為本地之接地。於CL3及CL4之接收器側上，電感可從訊號線路提供一接地路徑至對於接收器420為本地之接地。
於系統400中，電源之兩個元件係耦合至連結之每一側上的二個訊號線路。如先前所述，透過電感從差動通道之兩個訊號線路提供一電源路徑至電源(接地回路路徑或電壓軌線)可有效地將電感設置成並聯，而減少電感裝置之直流電阻。此外，利用並聯配置可平衡線路，以避免不匹配情況。如圖所示，系統400可橫跨電纜連結430於任一方向上提供電源，且可例如對電纜連結上之附加裝置(例如智慧型手機)供電。將得以領會者為，系統400可修改成從第一差動通道提供一電源路徑至接地，從第二差動通道提供一電源路徑至VBUS，以取代所示配置。此外，雖然系統400係顯示成利用驅動元件412及接收元件422之間的CL1及CL2與驅動元件414及接收元件424之間的CL3及CL4之接腳輸出，但可使用任何其他之接腳輸出配置。
第五圖係為系統之另一實施例的方塊示意圖，上述系統在二個實體通道上實施二個差動通道並在相同實體通道上提供雙向直流電。類似於系統400，系統500藉由利用系統300之類似技術僅以二個差動通道之四條訊號線路提供電源。於系統500中，兩個電源軌線均係透過電感連接，但僅於一個差動通道上，藉此以單一差動通道提供直流電軌線或電源供應以及接地回路路徑。
傳送器510包含驅動元件512及514，用以驅動第一及第二差動線路。接收器520包含接收元件522及524，用以分別接收對應之差動訊號線路之差動訊號。再次，為了說明的慣例，橫跨驅動元件512與接收元件522之間的電纜連結530之CL1及CL2的差動通道將稱為第一差動通道，而橫跨驅動元件514與接收元件524之間的電纜連結530之CL3及CL4的差動通道將稱為第二差動通道。將得以領會者為，「第一」及「第二」的指定可加以顛倒。
如圖所示，第一差動通道不包含電容。系統500中第一差動通道上可選擇性設置電容，乃因沒有期望在第一差動通道上有一直流偏移，由於電源並非傳送橫跨上述通道。如系統400一般，將得以領會者為，系統500可加以修改成利用一不同之接腳輸出電纜連結530，以取代所示配置。
於第二差動通道上，電感L係耦合成從其中一條訊號線路提供一路徑至接地，電感L係耦合成從另一條訊號線路提供一路徑至VBUS或供電電壓或電壓軌線。如圖所示，VBUS係透過一電感L耦合至反模態分支或訊號線路，而接地係透過一電感L耦合至模態分支或訊號線路。哪一條訊號線路耦合至哪一個電源元件之定位可加以顛倒。於連結的兩端上均有至VBUS及接地的耦合，以耦合至本地電源軌線。將得以領會者為，傳送器側上之耦合電感係位於傳送器510與訊號線路上之參考電感之間。類似地，接收器側上之耦合電感係位於接收器520與訊號線路上之參考電感之間。
於系統500中，兩個電源軌線均僅耦合於第二差動通道上。於一實施例中，第一及第二差動通道兩者可配置成均使兩條訊號線路中之一條透過電感提供一路徑至接地，且使兩條訊號線路中之另一條透過電感提供一路徑至VBUS。因此，例如第一及第二差動通道兩者之模態(modal)線路可透過電感提供一路徑至VBUS，而第一及第二差動通道兩者之反模態(anti-modal)線路可透過電感提供一路徑至接地。再次，電源軌線可加以顛倒。
第六圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，上述系統在具有雙向直流電源軌線之二個實體連結上實施一第三虛擬雙向差動通道。於一實施例中，系統600代表系統100之一實例。對系統600更特定而言，系統可以一標準已知介面埠實施。例如，一標準微通用序列匯流排(micro-USB)/行動高畫質連接(MHL)連接頭具有五個接腳(電源、接地及三條訊號線路)。然而，在雜訊豐富環境中利用如此之行動高畫質連接用連接頭可造成低劣之訊號完整度。藉由槓 桿式利用相同之連接頭或埠，但於四條線路上傳送三個差動訊號，上述具有五條線路之介面可提供三個差動訊號，藉此可改善行動高畫質連接或其他高速資料連結之訊號完整度並橫跨電纜連結630所代表之資料連結提供雙向直流電。
電源供應或電源軌線係稱為VBUS，且顯示於電纜連結630之線路CL1上。傳送器610包含驅動器612，用以在線路CL2及CL3上產生差動資料訊號。接收器620包含元件622，用以接收線路CL2及CL3上之資料訊號。傳送器610包含驅動器614，用以在線路CL4及CL5上產生差動時脈訊號。接收器620包含元件624，用以接收線路CL4及CL5上之時脈訊號。於一實施例中，控制匯流排(CBUS)收發器616會與控制匯流排(CBUS)收發器626交換資料通道上之CBUS+，並與CBUS收發器626交換時脈通道上之CBUS-。
於一實施例中，每條差動線路於傳送器610側及接收器620側上均包含一電容，以交流耦合二個差動對，藉此使得直流偏移得以存在於傳送器610、接收器620、電纜連結630之電纜對與接地之間。如上所述，目的裝置與來源裝置或來源裝置與目的裝置(傳送器610及接收器620)之間的直流電可藉由利用VBUS+5V之接腳CL1而施加於系統600之連結上。將得以領會者為，提供直流電亦需要一接地回路路徑。
接地回路路徑係藉由將一對或兩對之訊號對利用電感直流關聯(DC referencing)至接地(稱為GND)而提供。如圖所示，CLK訊號通道係透過電感L直流關聯至接地(GND)。此外或替代性地，資料訊號通道可直流關聯至接地(GND)。雖未明確地顯示，將得以領會者為，電感L包含一固有特性串聯電阻(inherent,characteristic series resistance)以及一固有特性並聯電容(inherent,characteristic parallel capacitance)。電感中之並聯電容會造成元件操作成一頻率相關濾波器(frequency dependent filter)。
因此，導線CL4及CL5上之電感L係為了接地回路提供一直流路徑，同時允許高頻訊號暢通無阻地通過。故傳送器610可終接至一本地接地(local ground)，而接收器620可終接至一本地接地。本地接地係指對於傳送器/接收器係為本地之一參考地其他接地路徑，且其橫跨電纜連結630不一定係為相同。藉由以本地方式終接但透過電感L提供直流接地回路路徑，直流接地回路路徑係透過資料連結上之電感而建立，同時允許交流訊號暢通無阻地通過。
於一實施例中，系統600包含電感，其位於一差動通道之兩條導 線上，與僅在一條線路上相反，其在技術上係足以提供一接地回路路徑。雖然一接地參考電感可置於單一線路上，但藉由將電感L置於線路CL4及CL5兩者上，系統600可提供一更為平衡之傳輸線路。單一線路接地參考電感(例如在CL4或CL5上，但非兩者)可引入模轉換雜訊(mode conversion noise)。此外，如同以上已敘述，電感L包含一串聯電阻元件，其將會增加傳送器610與接收器620之間的電源路徑之直流電阻。為了接地回路路徑，將電感L置於差動通道之兩條線路上可有效地將電阻設置成並聯。因此，將兩個電感L添加於每一側(亦即在傳送器610側及接收器620側上)，系統600可提供具有較低直流電阻損耗之直流電。
於某些實施例中，維持介面對較早版本介面之向後相容係為重要，以確保可交互運作性。如此對於舊有系統之向後相容或支援可藉由在舊有介面配置與介面連接頭之新配置(如此處所述)之間進行實體切換而達成。於一實施例中，切換器(switch，SW)係集合在一起，如切換器間之虛線所表示。切換器之位置(以及對要選擇哪一配置的控制)係利用實施附加裝置探索/偵測之控制邏輯藉由實施如第十二A圖及第十二B圖所述之操作而達成。將橫跨電纜連結之切換器集合(例如將傳送器側及接收器側上之切換器集合)可透過建立於控制匯流排或控制線路上之探索程序而達成。上述邏輯可為專用控制邏輯硬體及/或控制器、於現存控制器上之韌體、控制例行程序中之一部分/程序、或其他控制邏輯。下述係為包含舊有支援的系統之實例。
第七圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，上述系統在具有雙向直流電之二個實體連結上實施一第三虛擬雙向差動通道，並維持對舊有介面之向後相容。於一實施例中，系統700代表系統100之一實例。於一實施例中，系統700代表系統600之一實例。對系統700更特定而言，系統可以一標準已知介面埠實施，並提供對舊有連結到標準介面埠之支援。因此，例如，一標準微通用序列匯流排(micro-USB)埠可用於電源及對舊有連結之支援。藉由槓桿式利用相同之埠，但於四條線路上傳送三個差動訊號，具有五條線路之介面可提供三個差動訊號，並提供電源，且可切換成支援埠的舊有連結。上述切換可藉由多個分離之切換器或以一切換器矩陣實施。
電源軌線係稱為VBUS，且顯示於電纜連結730之線路CL1上。在系統700用以在四條訊號線路上傳送三個差動訊號的配置中，系統700係以 類似於系統600的方式配置。換言之，傳送器710包含驅動器712，用以在線路CL2及CL3上產生差動資料訊號。接收器720包含元件722，用以接收線路CL2及CL3上之資料訊號。傳送器710包含驅動器714，用以在線路CL4及CL5上產生差動時脈訊號。接收器720包含元件724，用以接收線路CL4及CL5上之時脈訊號。於一實施例中，控制匯流排(CBUS)收發器716會與控制匯流排(CBUS)收發器726交換資料通道上之CBUS+，並與CBUS收發器726交換時脈通道上之CBUS-。
於一實施例中，每條差動線路於傳送器710側及接收器720側上均包含一電容，以交流耦合二個差動對，藉此使得直流偏移得以存在於傳送器710、接收器720、電纜連結730之電纜對與接地之間。系統700提供VBUS於CL1上，且藉由將一對或兩對之訊號對利用電感直流關聯(DC referencing)至接地(GND)而提供接地回路路徑(或電源目的裝置軌線)。如圖所示，導線CL4及CL5上之電感L將訊號線路耦合至接地，以提供一接地回路路徑。故傳送器710可終接至一本地接地(local ground)，而接收器720可終接至一本地接地。
於一實施例中，系統700包含切換器(switch，SW)，用以於如上所述利用四條線路於三個差動訊號之情況與利用線路CL5作為時脈訊號及線路CL4作為舊有(單端)控制匯流排訊號的情況之間選擇性地進行切換。資料仍可差動性地傳送於CL2及CL3上，而VBUS則保持於CL1上。一般而言，所有切換器將會一同或大體上同步地操作，因此可稱為一切換器矩陣。故於一實施例中，可有一單一激發(activation)使得所有切換器改變。於一實施例中，系統700包含偵測硬體(未明確地顯示)及/或偵測邏輯，用以決定所連接或附加之裝置(即傳送器710例如電話或其他手持電子裝置)是舊有裝置還是支援三個差動訊號之裝置。
將得以領會者為，舊有訊號係使用三條訊號線路，意指僅需要三個切換器。將切換器置於差動通道之一條線路而非另一條線路可導致差動傳輸線路中之阻抗不匹配。於一實施例中，已知線路CL4及CL5兩者對於接地均具有相同之阻抗，則包含未顯示的電容可補償不平衡。替代性地，電容補償可加以設計成提供更加特定之補償，以平衡切換器所產生之不平衡。CL2及CL3上之切換器於兩條線路上提供可比較之阻抗，假設上述可比較之阻抗足夠地匹配，而不需要於資料通道有額外之補償。
第八圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，上述系統在相同之實體連結上實施一時脈訊號及雙向控制匯流排，並維持對舊有介面之向後相容。於一實施例中，系統800代表系統100之一實例，且為系統700之替代。於一實施例中，系統800可以標準已知介面埠實施，且對於標準介面埠上之舊有連結提供支援。因此，例如一標準微通用序列匯流排(micro-USB)埠可用於電源及對舊有連結之支援。藉由槓桿式利用相同之埠，但於四條線路上傳送三個差動訊號，具有五條線路之介面可提供三個差動訊號並提供電源，且可加以切換成支援埠之舊有連結。舊有介面可利用一切換器矩陣及/或一群切換器加以提供。
系統800引入一替代方法，用以傳送第三差動訊號。系統800包含eCBUS收發器814，其將第三雙向差動訊號置於其他差動通道中之其中一者的上方，而不是將訊號元件調變於一個差動通道上且將其互補調變於另一差動通道上。「eCBUS」係指一提升之CBUS訊號，其在一訊號線路上之CBUS上產生時脈。故二個差動訊號係同步地傳送於相同之差動通道上，以取代使元件共模調變於差動訊號之兩條線路上。將得以領會者為，eCBUS可指一單端訊號或如此處所提供之一差動版本。因此，二個訊號係重疊於相同實體線路上，亦即一雙向控制訊號於一時脈訊號上。eCBUS收發器814透過時脈訊號之邊緣調變或時脈邊緣調變(clock edge modulation，CEM)進行操作，上述時脈訊號之邊緣調變或時脈邊緣調變(clock edge modulation，CEM)係將一資料訊號調變至一時脈訊號之其中一邊緣上。簡而言之，應領會者為，為了將系統同步化，僅需要時脈之其中一邊緣(下降或上升)。故，一個邊緣係用作為時脈訊號，以同步化系統，而另一邊緣可加以調變成表示一或零。於一實施例中，零可藉由不對邊緣進行調整來表示，而一可藉由及時透過脈衝寬度調變對邊緣進行調整(延遲邊緣及/或提早傳送邊緣)來表示，邊緣調整可加以交替以維持直流平衡。因此，時脈訊號仍會被回復，而資料訊號可調變至一邊緣上。於一實施例中，如此之調變可藉由調變邊緣且調整反向訊號之幅度而進一步加以提升，以使訊號雙向化(例如控制訊號)。
將得以領會者為，雖然eCBUS收發器814及eCBUS收發器824係顯示成收發元件，但圖式僅係用以暗示元件之收發器性質且元件之內部結構將會不同於先前之收發元件。於一實施例中，將二個差動訊號重疊於相同實體通道上可藉由對訊號之時序進行調整(即調整邊緣)並結合接收裝置的部分上之 期望時序而達成。於一實施例中，係使用時脈之下降邊緣。是故，訊號邊緣中之偏移可加以偵測為位於期望時序之外，且因此轉譯成一或零以用於被重疊之訊號。時脈邊緣調變之更多細節可見於美國專利申請案第11/264,303號，標題為「Clock Edge Modulated Serial Link with DC-Balance Control」，申請日為2005年10月31日。
電源軌線係稱為VBUS，且顯示於電纜連結830之線路CL1上。在系統800用以在四條訊號線路上傳送三個差動訊號的配置中，系統800係配置成具有傳送器810，其包含驅動器812，用以在線路CL2及CL3上產生差動資料訊號。接收器820包含元件822，用以接收線路CL2及CL3上之資料訊號。傳送器810包含eCBUS收發器814，用以在線路CL4及CL5上產生差動時脈訊號及CBUS訊號。接收器820包含eCBUS收發器824，用以接收線路CL4及CL5上之時脈訊號及CBUS訊號。
系統800提供VBUS於CL1上，且藉由將一對或兩對訊號對利用電感L直流關聯(DC referencing)至接地(GND)而提供接地回路路徑。如圖所示，導線CL4及CL5上之電感L將訊號線路耦合至接地，以提供一接地回路路徑。故傳送器810可終接至一本地接地(local ground)，而接收器820可終接至一本地接地。
於一實施例中，系統800包含切換器，用以於如上所述利用四條線路於三個差動訊號之情況與利用線路CL5作為時脈訊號及線路CL4作為舊有(單端)控制匯流排訊號的情況之間選擇性地進行切換。資料仍可差動性地傳送於CL2及CL3上，而VBUS則保持於CL1上。一般而言，所有切換器將會一同操作。故可有一單一激發(activation)使得所有切換器改變。於一實施例中，系統800包含偵測硬體(未明確地顯示)及/或偵測邏輯，用以決定所附加之裝置(即傳送器810例如電話或其他手持電子裝置)是舊有裝置還是支援三個差動訊號之裝置。
將得以領會者為，舊有訊號係使用三條訊號線路，意指僅需要三個切換器。將切換器置於差動通道之一條線路而非另一條線路可導致差動傳輸線路中之阻抗不匹配。於一實施例中，已知線路CL4及CL5兩者對於接地均可具有相同之阻抗，則包含電感L可補償不平衡。替代性地，電感補償可加以設計成提供更加特定之補償，以平衡切換器所產生之不平衡。CL2及CL3上之切換器於兩條線路上提供可比較之阻抗，假設上述可比較之阻抗足夠地匹配，而 不需要於資料通道有額外之補償。
第九圖係為系統之一替代實施例的方塊示意圖，上述系統在具有阻抗補償之相同實體連結上實施一時脈訊號及雙向控制匯流排，並維持對舊有介面之向後相容。於一實施例中，系統900代表系統100之一實例，且為系統800之替代。系統900及800係為實質上相同。因此，以上與驅動器812、eCBUS收發器814、元件822、eCBUS收發器824及電纜連結830之元件有關之敘述分別適用於驅動器912、eCBUS收發器914、元件922、eCBUS收發器924及電纜連結930之元件。
於系統900中，電感係顯示為鐵氧體磁珠(ferrite beads，FB)。將得以領會者為，舊有CBUS切換器會於CL4及CL5上之差動通道的傳輸線路中引發不平衡。於一實施例中，系統900包含從模態線路CL5至接地之補償電容C1，用以補償於反模態線路CL4中對於接地之切換器電容。
如圖所示，系統900提供VBUS於CL1上，且藉由將一對或兩對訊號對利用鐵氧體磁珠FB直流關聯(DC referencing)至接地(GND)而提供接地回路路徑。如圖所示，導線CL4及CL5上之鐵氧體磁珠FB將訊號線路耦合至接地，以提供一接地回路路徑。故傳送器910可終接至一本地接地(local ground)，而接收器920可終接至一本地接地。於一實施例中，系統900包含切換器，用以於如上所述利用四條線路於三個差動訊號之情況與利用線路CL5作為時脈訊號及線路CL4作為舊有(單端)控制匯流排訊號的情況之間選擇性地進行切換。資料仍可差動性地傳送於CL2及CL3上，而VBUS則保持於CL1上。
第十圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，上述系統在具有阻抗補償之相同實體連結上實施一時脈訊號及雙向控制匯流排，並於資料連結上實施一接地線路，同時維持對舊有介面之向後相容。於一實施例中，系統1000代表系統100之一實例，且為系統900之替代。除了以下特定指出者以外，以上與系統800及900有關之敘述係適用於系統1000之元件。
將得以視得者為，於系統700、800及900中，直流接地回路路徑係關聯於包含一切換器之一訊號線路上。因此，於某些系統實例中，切換器必須要帶有一直流接地回路路徑。對於高速訊號具有良好效能之切換器大體上係相較於切換電源所需要者為小。因此，如同於該些系統中，在使電源流通過一個亦需要攜帶高速資料訊號之切換器時會有所取捨。一替代方法係在未經切 換之電纜連結線路上僅具有一單一直流接地回路路徑，如此同上所述會產生傳輸線路不平衡。系統1000藉由使切換器位於交流耦合電容之內而提供對於系統700、800及900設計的改善，於其中電感關聯係實施於耦合電容之另一側上。故舊有控制匯流排訊號線路並未關聯至接地，而切換器並不需要攜帶電源。
系統1000藉由將資料通道與鐵氧體磁珠電感FB連接而提供一接地回路路徑，以取代藉由將eCBUS通道與纏繞電感連接而提供接地回路路徑。因此，傳送器1010可終接於一本地接地，而接收器1020可終接於一本地接地。於一實施例中，系統1000包含切換器，用以於如上所述利用四條線路於三個差動訊號之情況與利用線路CL5作為時脈訊號及線路CL4作為舊有(單端)控制匯流排訊號的情況之間選擇性地進行切換。資料仍可差動性地傳送於CL2及CL3上，而VBUS則保持於CL1上。
當切換器提供於差動通道之兩條訊號線路上時，傳輸線路並未發生不平衡，而不需要補償。然而，當一切換器僅提供於差動通道之一條訊號線路上時，因切換器之電容而導致交流不平衡之差動傳輸線路。不平衡補償可藉由將電容置於另一傳輸線路上而產生。因此，於系統1000中，橫跨CL4及CL5之差動通道因反模態線路CL4中之切換器而具有一交流不平衡。於一實施例中，電容C1係於傳送器側與接收器側上置於模態線路CL5與接地之間，以補償切換器。電容C1之數值可根據特定實作加以選擇，以補償所使用之特定切換元件。
第十一圖係為系統之一實施例的方塊示意圖，上述系統在相同實體連結上實施一時脈訊號及雙向控制訊號，並於實體連結上提供電源及接地，同時維持對舊有介面之向後相容。一般而言，不期望將系統設計成將供電電壓置於一經切換線路上。切換器傾向設計成供電源之用或供切換速度之用，但非兩者。
然而，藉由調整電纜連結1130之接腳輸出配置，系統1100可於一差動訊號通道上提供電源，並將切換器需求降低至二個。舊有CBUS或舊有控制訊號係由本身提供於CL4上，以取代提供VBUS於其自己之專用線路上。VBUS及接地係提供於eCBUS差動通道上。故於一實施例中，第三差動訊號係藉由將雙向差動訊號元件調變於一實體差動線路上之一差動訊號上而虛擬式地進行傳送。因此，要在一差動訊號通道上有效實施則要於相同線路上具有兩個 差動訊號，且提供直流電源。於此方面，二條實體訊號線路可用以橫跨連結提供電源，並提供一差動時脈訊號及一雙向資料訊號。
於一實施例中，系統1100代表系統100之一實例。於一實施例中，系統1100可以標準已知介面埠實施，且對於標準介面埠上之舊有連結提供支援，同時亦提供電源。因此，例如，系統可利用一標準微通用序列匯流排(micro-USB)埠以用於電源及對舊有連結之支援。藉由槓桿式利用相同之埠，但於四條線路上傳送三個差動訊號，具有五條線路之介面可提供三個差動訊號並提供電源，且可加以切換成支援埠之舊有連結。
於系統1100中，如以上所述之系統800，第三差動訊號係以重疊方式傳送於一差動時脈通道上。因此，系統1100係利用eCBUS收發器1114及1124來傳送第三雙向差動訊號。在系統1100用以在四條訊號線路上傳送三個差動訊號的切換器配置中，系統1100係配置成具有傳送器1110，其包含驅動器1112，用以在線路CL2及CL3上產生差動資料訊號。接收器1120包含元件1122，用以接收線路CL2及CL3上之資料訊號。傳送器1110包含eCBUS收發器1114，用以在線路CL1及CL5上產生差動時脈訊號及CBUS訊號。接收器1120包含eCBUS收發器1124，用以接收線路CL1及CL5上之時脈訊號及CBUS訊號。系統1100包含eCBUS收發器1114，其將第三雙向差動訊號置於其他差動通道中之其中一者的上方，特定而言係如圖所示之時脈訊號及CBUS訊號，而不是將訊號元件調變於一個差動通道上且將其互補調變於另一差動通道上。因此，二個差動訊號係同步地傳送於相同差動通道上。
系統1100為了舊有控制匯流排(CBUS)提供一獨立線路於電纜連結1130上之CL4上。將得以領會者為，藉由使舊有CBUS於其自己的線路上，介面實質上變成可支援三個差動線路及電源之具有四條線路的介面。系統1100仍提供VBUS於CL1上，且提供接地回路路徑於CL5上。然而，於系統1100中，電源及接地兩者均提供於訊號線路上。更特定而言，eCBUS係傳送於CL1及CL5之一差動對上。CL1係透過電感L關聯至VBUS，而CL5係透過電感L關聯至接地。將得以領會者為，藉由將電壓軌線提供於差動通道之一條線路上，且將接地路徑提供於相同差動通道之另一條線路上，因僅使訊號位於一條線路上故不會有不匹配產生。因此，鑑於其他實施例中兩條線路均終接於接地，故兩條線路係關聯於電源路徑。因此，傳送器1110可終接於一本地接地並關聯於 一本地電源供應，而接收器1120可終接於一本地接地並關聯於一本地電源供應，訊號交換仍將提供電源至所塢接或附加之裝置。將得以視得者為，舊有訊號係利用三條訊號線路，但舊有訊號(舊有CBUS)中之其中一者具有一專用線路，僅需要二個切換器，藉此可避免先前實例中之傳輸線路不平衡。
第十二A圖係為用以在二個實體連結上傳送三個差動訊號之一實施例的流程圖，上述三個差動訊號包含一虛擬雙向差動訊號。進行介面發訊之步驟1200包含在二個差動通道上傳送三個差動訊號。系統係提供一實體介面，其具有包含兩條線路之一第一差動通道(步驟1202)以及包含兩條線路之一第二差動通道(步驟1204)。於一實施例中，系統可選擇性地切換介面，以將介面配置成與一舊有裝置互連，上述舊有裝置係利用一舊有實體互連而無需三個差動訊號通道，或著根據此處所述之任一實施例將實體介面選擇性切換並配置成接受三個差動訊號。因此，系統將第一及第二差動通道配置成供期望的訊號介面之用(步驟1206)。
若訊號係配置成供舊有介面之用，則互連會根據舊有互連，因而根據已知技術。當介面係配置成供三個差動訊號之用時，系統可接著於第一差動通道上傳送一第一差動訊號(步驟1208)。系統可於第二差動通道上傳送一第二差動訊號(步驟1210)。系統藉由修改第一及第二差動通道中之一者或兩者的操作而於一虛擬通道上雙向地傳送第三差動訊號(步驟1212)。
如此處所述，修改差動通道可包含將虛擬訊號之一個元件調變至第一差動通道上，且將其互補元件調變至第二差動通道上。替代性地，系統可利用一允許在相同實體通道上同步傳送二個差動訊號之訊號機制，於其中在相同通道上之兩個訊號的其中一者係透過例如時序/轉換機制而虛擬式地進行傳送。硬體介面配置可進一步包含提供電源。
第十二B圖係為用以配置介面之一實施例的流程圖，其將介面配置成在二個實體通道上傳送三個差動訊號或根據舊有互連介面進行傳送。用以配置介面之步驟1206可包含以下所述。於一實施例中，系統係決定附加於介面或與介面塢接之裝置對於所有訊號是支援差動訊號，還是裝置係為對於所有訊號均不支援差動訊號之舊有裝置(步驟1220)。若裝置係為舊有裝置(步驟1222之「是」分支)，則系統將介面切換成用於舊有線路配置(即單端控制匯流排訊號)(步驟1224)。若裝置並非舊有裝置(步驟1222之「否」分支)，則系統將介面 切換成用於差動線路配置(步驟1226)。將得以領會者為，雖然步驟1224及1226文字上敘述將介面「切換」，但若欲將介面使用於介面之目前配置，則不需要進行切換以配置介面。因此，配置介面於某些情況中係為選擇性。於一實施例中，配置介面可包含藉由透過連接至一個或以上之訊號線路的電感提供電源路徑而將電源提供於一個或以上之訊號通道上(步驟1228)。
如此處所示之流程圖係提供各式流程動作順序之實例。雖然顯示成特定次序或順序，但除非另加特定說明，動作順序係可加以修改。因此，所示實施例應得以領會僅為實例，上述程序可以不同順序實施，且某些動作可以並行的方式實施。此外，一個或以上之動作可於若干實施例中省略；因此，並非每個實施例均需要所有動作。其他程序流程亦為可能。
在此處所述之各式操作或功能的範圍內，上述各式操作或功能可敘述或定義成軟體碼、指令、配置及/或資料。內容可為直接可執行的(「物件」或「可執行」形式)、原始碼或差分碼(difference code)(「增量(delta)」或「修補(patch)」碼)。此處所述之實施例的軟體內容可透過其上儲存有內容之製品或透過操作通訊介面以透過前述通訊介面傳送資料的方法來提供。一機器可讀儲存媒體可使一機器實施所述之功能或操作，且包含任何以機器可存取格式儲存資訊之機制(例如運算裝置、電子系統等)，例如可記錄/不可記錄媒體(例如唯讀記憶體(read only memory，ROM)、隨機存取記憶體(random access memory，RAM)、磁碟儲存媒體、光學儲存媒體、快閃記憶體裝置等)。通訊介面包含任何與硬佈線(hardwired)、無線、光學等媒介中任一者界接之機制，以與另一裝置通訊，例如記憶體匯流排介面、處理器匯流排介面、網際網路連結、磁碟控制器等。通訊介面可藉由提供組態參數(configuration parameters)及/或傳送訊號以使通訊介面預備好要提供敘述有軟體內容之資料訊號而加以配置。通訊介面可透過傳送至通訊介面之一個或以上之指令或訊號來進行存取。
此處所述之各式元件可為實施所述操作或功能之手段。此處所述之每一元件包含軟體、硬體或其組合。上述元件可實施成軟體模組、硬體模組、特定目的硬體(例如特定應用硬體、特定應用積體電路(application specific integrated circuits，ASICs)、數位訊號處理器等)、嵌入式控制器、硬佈線電路等。
除了此處所敘述者之外，在不脫離本發明之範圍的情況下，本領域中具通常知識者可對本發明所揭露之實施例及實作做若干修改。是故，此處 之說明及實例應理解為用以說明本發明，而非用以限制本發明。本發明之範圍應單獨參照以下之申請專利範圍而決定。
100‧‧‧系統
110‧‧‧傳送器
112、114‧‧‧驅動元件
116、126‧‧‧收發器
120‧‧‧接收器
122、124‧‧‧元件
130‧‧‧電纜連結

Claims (27)

  1. 一種在資料連結上傳送訊號之方法，包含：在一第一差動通訊通道上傳送一第一差動訊號，該第一差動通訊通道具有二條訊號線路；在一第二差動通訊通道上傳送一第二差動訊號，該第二差動通訊通道具有二條訊號線路，該第二差動通訊通道與該第一差動通訊通道不同；以及在傳送該第一差動訊號及該第二差動訊號之一者或兩者的同時，並行地傳送一第三差動訊號，包含在該第一差動通訊通道及該第二差動通訊通道中之其中一者上傳送該第三差動訊號之一模態元件，且在該第一差動通訊通道及該第二差動通訊通道中之另一者上傳送該第三差動訊號之一反模態元件，其中該第三差動訊號之該模態元件及該反模態元件係共模調變至各別通訊通道之二條線路上，其中該第三差動訊號係為一雙向差動訊號。
  2. 如請求項1所述之在資料連結上傳送訊號之方法，其中該第一差動訊號包含一資料訊號。
  3. 如請求項1所述之在資料連結上傳送訊號之方法，其中該第二差動訊號包含一時脈訊號。
  4. 如請求項1所述之在資料連結上傳送訊號之方法，其中該第三差動訊號包含一控制通道訊號。
  5. 如請求項1所述之在資料連結上傳送訊號之方法，更包含一個或以上之額外差動通訊通道，該一個或以上之額外差動通訊通道之每一者係具有二條訊號線路，用以傳送一個或以上之額外差動訊號，其中N個差動訊號係傳送於N+1條訊號線路上，對於每一者N=2n+1，其中n為整數。
  6. 如請求項1所述之在資料連結上傳送訊號之方法，更包含：橫跨該資料連結於任一方向上提供直流電，其係藉由提供一額外供電電壓線 路且提供一接地回路路徑，該提供一接地回路路徑係藉由將該第一差動通訊通道及該第二差動通訊通道之其中一者的其中一條訊號線路之兩端透過電感耦合至本地接地軌線。
  7. 如請求項6所述之在資料連結上傳送訊號之方法，其中該電感包含鐵氧體磁珠。
  8. 如請求項1所述之在資料連結上傳送訊號之方法，更包含：橫跨該資料連結於任一方向上提供直流電，其係藉由提供一供電電壓線路且提供一接地回路路徑，該提供一供電電壓線路係藉由將該第一差動通訊通道及該第二差動通訊通道之其中一者的其中一條訊號線路之兩端透過電感耦合至本地電壓軌線，該提供一接地回路路徑係藉由將該第一差動通訊通道及該第二差動通訊通道之其中一者的其中一條訊號線路之兩端透過電感耦合至本地接地軌線。
  9. 如請求項1所述之在資料連結上傳送訊號之方法，更包含：在一舊有通訊通道介面與該些差動通訊通道之間選擇性地切換，包含：於該第一差動通訊通道之該兩條訊號線路上提供二個訊號；以及在該第二差動通訊通道之該兩條訊號線路中的其中一者上提供一單端訊號。
  10. 如請求項9所述之在資料連結上傳送訊號之方法，更包含：橫跨該資料連結於任一方向上提供直流電，其係藉由提供一額外供電電壓線路且提供一接地回路路徑，該提供一接地回路路徑係藉由將該第一差動通訊通道及該第二差動通訊通道之其中一者的其中一條訊號線路之兩端透過電感耦合至本地接地軌線。
  11. 如請求項1所述之在資料連結上傳送訊號之方法，更包含：在一舊有通訊通道介面與該些差動通訊通道之間選擇性地切換，包含：於該第一差動通訊通道之該兩條訊號線路上提供二個訊號； 提供一額外單端舊有雙向控制線路；以及橫跨該資料連結提供直流電，其係藉由將該第二差動通訊通道之其中一條訊號線路之兩端透過電感耦合至本地電壓軌線，且藉由將該第二差動通訊通道之另一條訊號線路之兩端透過電感耦合至本地接地軌線。
  12. 一種製品，包含一電腦可讀儲存媒體，該電腦可讀儲存媒體上儲存有內容，當該內容被執行時會使一機器實施操作，該操作包含：在一第一差動通訊通道上傳送一第一差動訊號，該第一差動通訊通道具有二條訊號線路；在一第二差動通訊通道上傳送一第二差動訊號，該第二差動通訊通道具有二條訊號線路，該第二差動通訊通道與該第一差動通訊通道不同；以及在傳送該第一差動訊號及該第二差動訊號之一者或兩者的同時，並行地傳送一第三差動訊號，包含在該第一差動通訊通道及該第二差動通訊通道中之其中一者上傳送該第三差動訊號之一模態元件，且在該第一差動通訊通道及該第二差動通訊通道中之另一者上傳送該第三差動訊號之一反模態元件，其中該第三差動訊號之該模態元件及該反模態元件係共模調變至各別通訊通道之二條線路上，其中該第三差動訊號係為一雙向差動訊號。
  13. 如請求項12所述之製品，其中用以傳送該第三差動訊號之內容包含用以將該第三差動訊號調變至該第一差動訊號或該第二差動訊號上之內容。
  14. 如請求項12所述之製品，其中該第三差動訊號包含一雙向控制通道訊號。
  15. 如請求項12所述之製品，更包含用以橫跨資料連結於任一方向上提供直流電之內容，其係藉由提供一額外供電電壓線路且提供一接地回路路徑，該提供一接地回路路徑係藉由將該第一差動通訊通道及該第二差動通訊通道之其中一者的其中一條訊號線路之兩端透過電感耦合至本地接地軌線。
  16. 如請求項12所述之製品，更包含用以橫跨資料連結於任一方向上提供直流 電之內容，其係藉由提供一供電電壓線路且提供一接地回路路徑，該提供一供電電壓線路係藉由將該第一差動通訊通道及該第二差動通訊通道之其中一者的其中一條訊號線路之兩端透過電感耦合至本地電壓軌線，該提供一接地回路路徑係藉由將該第一差動通訊通道及該第二差動通訊通道之其中一者的其中一條訊號線路之兩端透過電感耦合至本地接地軌線。
  17. 如請求項12所述之製品，更包含用以在一舊有通訊通道介面與該些差動通訊通道之間選擇性地切換的內容，包含：於該第一差動通訊通道之該兩條訊號線路上提供二個訊號；以及在該第二差動通訊通道之該兩條訊號線路中的其中一者上提供一單端訊號。
  18. 一種通訊介面裝置，包含：一第一差動訊號傳送電路，耦合至一第一差動通道，該第一差動通道具有二條訊號線路，該第一差動訊號傳送電路係用以在該第一差動通道上傳送一第一差動訊號；一第二差動訊號傳送電路，耦合至一第二差動通道，該第二差動通道具有二條訊號線路，該第二差動訊號傳送電路係用以在該第二差動通道上傳送一第二差動訊號；以及一雙向收發器，耦合以在一虛擬通道上傳送一第三差動訊號，其係藉由在該第一差動通道及該第二差動通道中之其中一者上傳送該第三差動訊號之一模態元件，且在該第一差動通道及該第二差動通道中之另一者上傳送該第三差動訊號之一反模態元件，其中該第三差動訊號之該模態元件及該反模態元件係共模調變至各別通道之二條線路上，其中該第三差動訊號係為一雙向差動訊號。
  19. 如請求項18所述之通訊介面裝置，更包含電感，以用於該第一差動通道或該第二差動通道之每一條線路，以耦合於該每一條線路與本地接地軌線之 間。
  20. 如請求項18所述之通訊介面裝置，更包含電感，以用於該第一差動通道或該第二差動通道之每一條線路，以耦合於該每一條線路與本地電壓軌線之間。
  21. 如請求項18所述之通訊介面裝置，更包含一切換器矩陣，用以在一舊有通訊通道介面與該些差動通道之間選擇性地切換，包含於該第一差動通道之該兩條訊號線路上提供二個訊號，以及在該第二差動通道之該兩條訊號線路中的其中一者上提供一單端訊號。
  22. 一種通訊介面系統，包含：一第一差動訊號傳送電路，耦合至一第一差動通道，該第一差動通道具有二條訊號線路，該第一差動訊號傳送電路係用以在該第一差動通道上傳送一第一差動訊號；一第二差動訊號傳送電路，耦合至一第二差動通道，該第二差動通道具有二條訊號線路，該第二差動訊號傳送電路係用以在該第二差動通道上傳送一第二差動訊號；以及一電感，耦合於該第一差動通道與該第二差動通道中之其中一者的其中一條線路與一本地電源軌線之間。
  23. 如請求項22所述之通訊介面系統，其中該電感係耦合於該第一差動通道與該第二差動通道中之其中一者的其中一條線路與一本地電壓軌線之間。
  24. 如請求項22所述之通訊介面系統，其中該電感係耦合於該第一差動通道與該第二差動通道中之其中一者的其中一條線路與一本地接地軌線之間。
  25. 如請求項22所述之通訊介面系統，其中該電感包含一第一電感且更包含一第二電感，其中該第一電感係耦合於該第一差動通道與該第二差動通道中之其中一者的其中一條線路與一本地供電電壓軌線之間，其中該第二電感係耦 合於該第一差動通道與該第二差動通道中之其中一者的其中一條不同線路與一本地接地軌線之間。
  26. 如請求項25所述之通訊介面系統，其中該第一電感及該第二電感係耦合於相同差動通道之不同條線路與一本地電源軌線之間。
  27. 如請求項25所述之通訊介面系統，更包含一第三電感及一第四電感，其中該第一電感及該第二電感係耦合於該第一差動通道及該第二差動通道中之其中一者的不同條線路與一本地供電電壓軌線之間，其中該第三電感及該第四電感係耦合於該第一差動通道及該第二差動通道中之另一者的不同條線路與一本地接地軌線之間。
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