TW201539198A - 超高速集線器、usb 3.0集線器及資訊處理設備 - Google Patents

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Abstract

本發明抑制USB3.0集線器之耗電量並且提高與USB3.0配備之互通性。本發明之SS集線器100的SS控制器110在從主機接收到由處於低耗電量模態的DS埠所傳輸的資料傳輸要求封包時，傳送用於使該DS埠回復至U0模態的LFPS，並將傳輸延期封包傳送至主機之後，將自行產生的可執行傳輸封包傳送至主機，該可執行傳輸封包係顯示上述資料傳輸要求封包之目的地配備已可執行資料傳輸。SS控制器110不執行USB3.0規格所訂定的下述處理：於上述DS埠回復至U0模態之後，將傳輸延期封包傳送至上述目的地配備。

Description

超高速集線器、USB3.0集線器及資訊處理設備
本發明係關於USB3.0（USB：Universal Serial Bus，通用序列匯流排）集線器，尤其關於SS集線器（SS：SuperSpeed，超高速）。
在與USB2.0具有向下相容性的USB3.0（非專利文獻1）中，在USB2.0的低速（LS）、全速（FS）、高速（HS）之外，還追加有可進行5Gbps之超高速傳輸的超高速（SS）。
圖14係非專利文獻1中的圖10-3，顯示有USB3.0的拓撲。如圖所示，在USB3.0裝置（主機、集線器、配備）的電路方塊中，在USB2.0的方塊（非超高速non-SuperSpeed部分）之外，獨立追加有SS用方塊（超高速SuperSpeed部分）。例如，USB3.0集線器含有SS集線器（SuperSpeed Hub）與USB2.0集線器兩者。
具有與USB2.0相異之物理層的USB3.0之SS，為了最大限度地USB2.0的資產，在上位的通訊協定層之中的許多部份係繼承USB2.0，在應用層中則直接使用既有的類別驅動程式(class driver)。為了解除與USB2.0相異之物理層，以及與USB2.0未有大幅改變的通訊協定層之間落差，而在USB3.0新追加有：連結層，負責封包成幀(packet framing)、連結建立、電源管理等。
圖15係USB3.0裝置之階層模型圖。如圖所示，USB3.0裝置10包含：USB3.0中追加的SS部分30；USB2.0部分40；及SS部分30與USB2.0部分40所共有的共通部分20。USB2.0部分40具有USB2.0控制器（HS／FS／LS Endpoint Controller）42、UTMI（USB2.0 Transceiver Macrocell Interface）44、及HS／FS／LS物理層46，SS部分30具有SS控制器（SS Endpoint Controller）32、連結層（SS Link）34、及SS物理層36。
圖15中的連結層34，係上述在USB3.0中追加來用以實現SS的連結層。在SS的連結層中，定義有數個狀態，並規定有其遷移條件。以下參照圖16來說明與本案發明有關的部分。
圖16係非專利文獻1中的圖7-13，顯示USB3.0中的LTSSM（Link Training and Status State Machine, 鏈路訓練與狀態機器）。
電源模態之中的U0模態（普通運作模態），係可進行資料傳送接收的狀態，在該模態中，可進行封包之傳送接收。U1模態與U2模態係低耗電量模態，無法進行封包之傳送接收。從U1模態與U2模態回復至U0模態係經由還原（Recovery）模態。
以下參照圖17與圖18來說明在連接於SS集線器之下行埠（以下稱DS埠）的USB3.0配備處於低耗電量模態時，從主機以該配備為目標傳送資料傳輸要求封包時，該主機、該SS集線器、該配備的動作。當然，此時該配備所連接的DS埠亦係低耗電量模態。
資料傳輸要求封包係意指要求進行資料封包之傳輸的封包，或封包的一部分，向內(IN)傳輸時係ACK TP（ACK：Acknowledge，確認；TP：Transaction Packet，交易封包），向外(OUT)傳輸時係DPH（Data Packet Header, 資料封包標頭）。另，向內傳輸係將資料封包傳送往主機的傳輸，向外傳輸係接收來自主機之資料封包的傳輸。
在以下的說明及圖示中，只要未特別說明，簡稱「主機」、「集線器」、「配備」時，係意指「USB3.0主機」、「USB3.0集線器」、「USB3.0配備」。
圖17顯示向內傳輸之情形。如圖所示，從主機往配備發布傳輸要求封包時（S1），集線器將用以使DS埠與配備回復至U0模態的回復信號LFPS（LFPS：Low Frequency Period Signal，低頻率週期信號）傳送至DS埠（S2），並且將通知資料傳輸延期的傳輸延期封包（圖中的第1傳輸延期封包）傳送至主機（S3）。並且，DS埠與配備回復至U0模態時，集線器將顯示資料傳輸已延期的傳輸延期封包（圖中的第2傳輸延期封包）傳送配備（S4）。另，在圖17中，顯示LFPS的虛線箭頭係從集線器朝向配備，但此係意指：藉由稱為LFPS的低頻信號往來，就結果而言配備回復至U0模態。
配備因應於第2傳輸延期封包，將可執行傳輸封包傳送至集線器，該可執行傳輸封包係顯示可執行所要求的資料傳輸（S5）。
該可執行傳輸封包由集線器而傳輸至主機（S6），主機因應於可執行傳輸封包，再度發布與步驟S1時同樣的傳輸要求封包（S7）。該傳輸要求封包由集線器傳輸至配備（S8），並且，進行主機與配備間的資料封包之傳輸（S9、S10）。
由集線器所進行的步驟S2～S4之處理，以下稱為「傳輸延期處理」。 另，因為圖17係向內傳輸的情形之例，所以在資料封包之外，全部的封包係TP（Transaction Packet，交易封包）。在USB3.0中，TP僅具有標頭(header)，不具有承載資料(payload)。TP的細節將後述。
圖18顯示向外傳輸的情形。如圖所示，在步驟S1'中，主機送出封包，該封包係含有傳輸要求封包及所傳輸的資料本身。該封包之標頭相當於傳輸要求封包，承載資料相當於傳輸資料本身。
步驟S2係與圖17中的步驟S2同樣。集線器在步驟S1'中捨棄已接收的DPP，以DPH之延期(Deferred)位元設定為"1"的封包作為傳輸延期封包，傳送至主機與配備（S3'、S4'）。與圖17中的步驟S5、S6同樣，配備將可執行傳輸封包傳送至集線器（S5），該傳輸封包由集線器傳輸至主機（S6）。在步驟S7'中，主機，送出與步驟S1'中送出的封包相同的封包，集線器將該封包傳輸至配備。
在圖18的情形下，在DPH，即步驟S3'、S4'的封包，以及步驟S1'、S7'、S8'的封包之外，其他步驟的封包係TP。
圖19係非專利文獻1中的圖8-2，顯示TP的格式(format)。以下參照圖19說明圖17與圖18所示的傳輸要求封包、第1傳輸延期封包、第2傳輸延期封包、及可執行傳輸封包的內容。
傳輸要求封包之情形，「配備位址(Device Address)」係目的地配備的位址，「路由資訊(Route String)」係顯示該TP之傳輸路由的資訊。
送至主機的第1傳輸延期封包與送至配備的第2傳輸延期封包係相同之物，並由集線器依據傳輸要求封包（TP或DPH）產生（向外傳輸的情形，捨棄DPP）。具體而言，集線器對於傳輸要求封包，將變更加至「連結控制字(Link Control Word)」，藉以產生傳輸延期封包。以下參照圖20來說明。
圖20係非專利文獻1中的圖8-3，顯示TP中的「連結控制字(Link Control Word)」部分之格式。圖20中的「DF」（Deferred，延期）位元僅有集線器可進行設定。亦即，來自主機的傳輸要求封包並未設定有該DF位元。在DPH的情形亦係相同。
集線器對於傳輸要求封包，設定「連結控制字(Link Control Word)」的DF位元，藉以產生第1傳輸延期封包與第2傳輸延期封包。
可執行傳輸封包在USB3.0中，稱為端點就緒(ERDY：Endpoint Ready）TP。圖21中顯示其格式。另，圖21係非專利文獻1中的圖8-13。
在可執行傳輸封包中，「配備位址(Device Address)」係傳送源配備本身的位址，「次類型(Sub Type)」為「端點就緒(ERDY)」。又，「NumP」係該配備可傳輸的緩衝區數量。 【先前技術文獻】 【非專利文獻】
【非專利文獻1】：Universal Serial Bus 3.0 Specification （Including Errata and ECNs through May 1，2011），Revision 1.0，June 6，2011
(發明所欲解決之問題)
如上所述，集線器的DS埠、及連結於該DS埠的配備處於低耗電量模態（U1／U2）時，在主機與配備間變成能進行資料封包之交換之前，必須在DS埠與配備回復至U0模態時一併在主機／集線器／配備間進行TP或DPH的交換。
1個系統中，主機、集線器、配備的製造商多為各所不同。各製造商的開發者未依據USB3.0規格進行實裝時，系統將會發生錯誤。另一方面，USB3.0規格中，存在有因為開發者的技巧等而在細節處會有不同解釋的情形。
例如，USB3.0配備之中，有些不實施圖17所示的步驟S5。此時，將因為死結(deadlock)而使得USB通信會停止等，在集線器與配備間的互通性上產生問題。
為避免此問題，存在有一種藉由USB3.0集線器使DS埠不遷移至低耗電量模態作為對策者，但已知DS埠切換至低耗電量模態時能減少USB3.0集線器耗電量的約20～30％，則DS埠無法切換至低耗電量模態移行將會犧牲USB3.0集線器的低功率化。
其他問題與新穎特徵可從本案說明書之描述及附加圖式而明白。 (解決問題之方式)
本發明一實施形態係設於USB3.0集線器的SS集線器(超高速集線器)，具有1個以上的DS埠(下行埠)以及SS控制器。以下將直接連接於集線器之DS埠的USB3.0裝置稱為「直連裝置」。另，直連裝置係USB3.0集線器或USB3.0配備。
該SS控制器，在從主機接收到向下游的USB3.0配備即目的地配備（以下稱「目標配備」）要求資料傳輸的傳輸要求封包之際，而負責該傳輸要求封包往下游之傳輸的該DS埠、與直接連接於該DS埠的USB3.0裝置（直連裝置）處於U1模態與U2模態其中任一者的低耗電量模態時，僅進行USB3.0規格所訂定的處理之中的一部分，並進行USB3.0規格所未訂定的處理。
具體而言，係進行USB3.0規格所訂定的處理之中的以下處理：將用以使該DS埠與該直連裝置回復至U0模態的LFPS（LFPS：Low Frequency Period Signal, 低頻周期信號）傳送至該DS埠；以及將通知該資料傳輸延期的第1傳輸延期封包傳送至該主機。
另一方面，不執行USB3.0規格所訂定的處理之中的以下處理：於該DS埠與該直連裝置回復至U0模態後，將顯示該資料傳輸已延期的第2傳輸延期封包傳送至該目標配備。
雖非USB3.0規格所訂定，但該SS控制器所執行的處理，係自行產生顯示該目標配備已可執行該資料傳輸的可執行傳輸封包，並將該可執行傳輸封包在該第1傳輸延期封包之後傳送至該主機。
另，將上述實施形態的SS集線器取代成裝置還有方法來表現，以及將具有該SS集線器的USB3.0集線器、具有該USB3.0集線器的資訊處理設備等者，來作為本發明的態樣，亦係有效。 (發明之效果)
依據前述實施形態，能抑制USB3.0集線器之耗電量，並且提高與USB3.0配備之互通性。
(實施發明之較佳形態)
為了說明的明確化，以下的記載及圖式有時經適當省略及簡略化。又，在各圖式中，相同構成元件標註有相同元件符號，並因應須要而省略重複說明。在功能方塊間所傳送接收的信號還有封包，亦僅圖示有說明上所須者。
＜第1實施形態＞ 圖1顯示第1實施形態之SS集線器100。SS集線器100係USB3.0集線器所含的超高速(SuperSpeed)集線器，包含：上行(Upstream)埠（以下稱US埠）101，用於連接至上游的USB3.0主機或USB3.0集線器；連結／物理層102，進行對應於US埠101的連結層與物理層之處理；1以上的下行(Downstream)埠（以下稱DS埠）103，用於連接至下游的USB3.0集線器或USB3.0配備；連結／物理層104，進行對應於DS埠103的連結層與物理層之處理；及超高速(SuperSpeed)控制器（以下稱SS控制器）110。
SS控制器110，對應於圖15所示的USB3.0裝置10係集線器時的SS控制器32，包含：接收資料解析電路112；傳送資料產生電路114；及控制電路120；且控制電路120包含可執行傳輸封包產生電路122。
US埠101、連結／物理層102、DS埠103、連結／物理層104與一般SS集線器中的相對應之功能方塊係相同而省略說明。
在SS控制器110中，接收資料解析電路112對於經由US埠101及連結／物理層102而從主機接收的傳輸要求封包TRP之路由資訊加以解析，決定負責該傳輸要求封包TRP往下游之傳輸的DS埠。
此時，接收資料解析電路112確認所決定的該DS埠之電源模態，當處於低耗電量模態的U1或U2時，藉由設定上述傳輸要求封包TRP之「DF」（Deferred）位元來產生傳輸延期封包TDP，並輸出至傳送資料產生電路114與控制電路120。另，各DS埠之電源模態藉由電源狀態監視信號PSM而從連結／物理層104傳至接收資料解析電路112。
傳送資料產生電路114將該傳輸延期封包TDP作為第1傳輸延期封包TDP1，經過連結／物理層102而從US埠101傳送至主機。
又，接收資料解析電路112對於連結／物理層104輸出電源控制信號PC，使得上述所決定的DS埠從低耗電量模態遷移至普通運作模態，即U0模態。
連結／物理層104因應於上述電源控制信號PC而將低頻率的週期性信號，即LFPS，送出至該DS埠103，從低耗電量模態遷移往U0模態。
在控制電路120中，可執行傳輸封包產生電路122改變接收資料解析電路112所產生的傳輸延期封包TDP的一部分欄位之內容而產生可執行傳輸封包TIP。具體而言，係將次類別(Sub Type)改變為端點就緒(ERDY)，不要的欄位使值為0。又，將最小緩衝區數量「1」設定至可執行傳輸封包TIP的「NumP」欄位。
控制電路120進行控制，使得於傳送資料產生電路114將第1傳輸延期封包TDP1傳送至主機之後，將由可執行傳輸封包產生電路122所產生的可執行傳輸封包TIP輸出至傳送資料產生電路114，並傳送至主機。
又，控制電路120將控制信號CTR輸出至接收資料解析部112，使得傳輸延期封包（第2傳輸延期封包）不會傳送至該DS埠。
圖2與圖3係分別顯示向內傳輸與向外傳輸時，配備直接連接於上述DS埠103時之SS集線器100的動作之流程圖。如前所述，在本說明書中，將直接連接於集線器之DS埠的USB3.0裝置稱為「直連裝置」。
從圖2與圖17的比較，以及圖3與圖18的比較可知，本實施形態之SS集線器100不執行USB3.0規格所訂定的、圖17與圖18中的步驟S4（第2傳輸延期封包之傳送）之處理。因此，亦無從配備接收可執行傳輸封包（S5）的步驟，在步驟S6A中傳送至主機的可執行傳輸封包，係SS集線器100所自行產生者。
依據本實施形態之SS集線器100，在DS埠與連接於該DS埠的配備處於低耗電量模態時，在主機與配備間變成能進行資料封包之交換之前，集線器與直連裝置的配備之間不必交換TP。因此，能防止配備無法正常地處理傳輸延期封包所發生的互通性問題之發生。 又，因為無須TP交換，所以傳輸效率提昇，耗電量進一步降低。
在此，考量SS集線器100將可執行傳輸封包傳送至主機的時序。 此時序只要在LFPS與第1傳輸延期封包之傳送後即可，但可從各種角度來下工夫。
例如，要提高從主機發布再度傳輸要求封包時變成已可執行目的地配備（目標配備）所要求的資料傳輸之機率，只要在DS埠與直連裝置回復至U0的時間點將可執行傳輸封包傳送至主機即可。另，有種形態係SS集線器100的DS埠連接有集線器，該集線器之下連接有目標配備，並不限於目標配備一定是SS集線器100的直連裝置。
又，為達成迅速再啟資料封包之交換，亦可使其係例如在DS埠與直連裝置遷移至還原模態的時序將可執行傳輸封包傳送至主機。
又，亦可使其在將第1傳輸延期封包傳送至主機後，經過設定的既定時間時，將可執行傳輸封包傳送至主機。
該既定時間，可經由模擬或實機測定等手法獲得，以使傳輸效率變好。
例如，從集線器傳送LFPS起至配備回復至U0模態為止前耗費的最大時間（定為T1），配備係於連接時通知至主機。集線器在將此資訊傳輸至主機時，亦保持於本身內部。主機接受可執行傳輸封包起至再將傳輸要求封包傳送至配備為止的最少時間（定為T2），因為侷限於主機但能利用在實機上的評估進行確認，所以預先使其能設定於集線器內的暫存器。並且，若集線器傳送LFPS，則啟動計時器，並於經過「T1-T2」的時間時，集線器將自行產生的可執行傳輸封包傳送至主機。
就設定於可執行傳輸封包產生電路122所產生的可執行傳輸封包之「NumP」之值而言，在固定於「1」之外，亦可例如保持著該配備最後發布的可執行傳輸封包所含的NumP之值，並於代替該配備來產生可執行傳輸封包時，使用保持著的NumP之值。
另，在該配備係遵循USB3.0規格的配備時，該配備不接受第2傳輸延期封包，但沒有問題。此係因為，在如上所述的條件下，集線器將可執行傳輸封包傳送至主機，所以在將傳輸要求封包從主機再傳送至配備時，配備回復至U0模態並成為可進行封包之傳送接收的狀態，與在U0模態中的封包傳送接收毫無改變。
＜第2實施形態＞ 在指定成經由處於低耗電量模態的DS埠進行傳輸的傳輸要求封包之目的地配備（目標配備）並非直接連接於該DS埠的直連裝置時，若應用以第1實施形態說明的技術，則主機再發布資料傳輸要求封包時，目標配備有可能還未回復至U0模態。為防止此種事情、提高系統效率，宜對於指定成經由處於低耗電量模態的DS埠進行傳輸的傳輸要求封包之目標配備，判定是否係該DS埠的直連裝置，並僅於判定為目標配備係直連裝置時，應用第1實施形態的技術，並於目標配備並非直連裝置時，如USB3.0規格所訂定地進行傳輸延期處理。對此，以本第2實施形態說明。另，就本第2實施形態而言，僅說明與第1實施形態不同的點。
如圖4所示，本第2實施形態之SS集線器200係設有控制電路220來代替SS集線器100的控制電路120。控制電路220係對於控制電路120追加判定電路222。
判定電路222判定指定成經由處於低耗電量模態的DS埠進行傳輸的傳輸要求封包之目標配備是否係該DS埠的直連裝置。控制電路220因應於判定電路222之判定結果，於目標配備係直連裝置時，控制進行如圖2所示的傳輸延期處理，於目標配備並非直連裝置時，控制進行如圖17所示的傳輸延期處理。
在本實施形態中，判定電路222根據SS集線器200的集線器深度(Hub Depth)與傳輸要求封包所含的路由資訊(Route String)，判定目標配備是否係直連裝置。
集線器深度(Hub Depth)係顯示該集線器為自主機起第幾層的集線器之值，從顯示第一層的「0」開始。集線器深度(Hub Depth)在如圖5所示的設定集線器深度(Set Hub Depth)要求下從USB3.0主機傳送至USB3.0集線器，並由USB3.0集線器本身所保持。接收資料解析電路112解析該要求並加以保存，於與主機之連接辨識處理後更新。另，圖5係非專利文獻1的10.14.2.9所示之圖。
圖6係非專利文獻1的圖8-24，顯示路由資訊(Route String)之格式。路由資訊(Route String)係顯示USB3.0規格所決定的最大5五層的各層USB3.0集線器之DS埠號碼，而得知封包之通信路由。
圖7係非專利文獻1的圖10-5，顯示路由資訊(Route String)之例。例如，傳送至連接在自主機起第3層的集線器（HubDepth：2）的第1個DS埠（DS Port1）之配備的封包之路由資訊(Route String)係「0x00121」。此係意指該封包之傳輸路由為「第1層集線器第1個DS埠→第2層集線器的第2個DS埠→第3層集線器的第1個DS埠」。
圖8係顯示判定電路222進行的判定處理之流程圖。SS集線器200的集線器深度(HubDepth)為4時，亦即，SS集線器200係第5層的集線器（集線器層數N係5）時（S100：是），因為SS集線器200的DS埠不可能連接有集線器，所以判定電路222對於所接收的全部之傳輸要求封包判定為目標配備係直連裝置（S102）。
SS集線器200之集線器深度(HubDepth)係0～3（集線器層數N＝1～4），且在傳輸要求封包之路由資訊(Route String)中，對應於第「N＋1」層的集線器之值為零時，判定電路222對於該傳輸要求封包，判定為目標配備係直連裝置（S100：否，S110：是，S102）。
另一方面，在步驟S110，傳輸要求封包之路由資訊(Route String)中，對應於第「N＋1」層的集線器之值係1以上時，判定電路222對於該傳輸要求封包，判定為目標配備並非直連裝置（S100：否，S110：否，S112）。
根據判定電路222之判定結果的控制電路220之動作係如同前述。
SS集線器200可得知各DS埠的電源模態（在各DS埠與連接對象的設備之US埠的電源模態相同），但DS埠連接有連接集線器時，無法對於經由集線器而連接的傳輸對象配備得知電源模態。因此，如SS集線器100的方式，封包集線器對於來自主機的傳輸要求而自行送出可執行傳輸封包時，有可能在連接於DS埠的下一層起的集線器亦同樣再度送回傳輸延期封包，而使得傳輸效率惡化。
因為SS集線器200判斷來自主機的傳輸要求封包之目標配備是否係SS集線器200的直連裝置，並僅在判斷為直連裝置時，自發性地將可執行傳輸封包送出至主機，所以能防止上述傳輸效率惡化的問題。
傳輸要求封包之目標配備是否係直連裝置的判定不限於上述手法。例如，SS集線器於本身的DS埠連接USB3.0裝置（集線器或配備）時的列舉（enumeration）時，取得主機與該USB3.0裝置間交換的資訊之中的配備描述資訊（Device Descriptor），將其與DS埠相對應並保持著。因為配備描述資訊（Device Descriptor）含有顯示該USB3.0裝置係集線器或配備的資訊，所以SS集線器能掌握連接於各DS埠的USB3.0裝置係集線器或配備。
所以，對於連接有配備的DS埠，判定為傳輸要求封包之目標配備係直連裝置，對於連接有集線器的DS埠，判定為傳輸要求封包之目標配備並非直連裝置。
或，SS集線器在本身的DS埠連接有USB3.0裝置時的列舉時，將主機與該USB3.0裝置間交換的資訊之中的、主機賦予該USB3.0裝置的位址與DS埠相對應並加以保持。並且，傳輸要求封包之目的地之位址為連接於本身的DS埠的USB3.0裝置之位址時，判斷該傳輸要求封包之目標配備係直連裝置，傳輸要求封包之目的地之位址並非為連接本身的DS埠的USB3.0裝置之位址時，判斷該傳輸要求封包之目標配備並非直連裝置。
＜第3實施形態＞ 圖9顯示第3實施形態之SS集線器300。SS集線器300設有控制電路320來代替控制電路120，此點之外係與SS集線器100相同。
控制電路320不阻止接收資料解析電路112進行之第2傳輸延期封包TDP2的傳送，於該第2傳輸延期封包TDP2傳送後，利用計時器322計數時間，於經過既定時間仍未從目標配備發布可執行傳輸封包時，將自行產生的可執行傳輸封包TIP傳送至主機。為將目標配備所發布的可執行傳輸封包與控制電路320所產生的可執行傳輸封包TIP加以區別，將目標配備所發布的可執行傳輸封包顯示為TIPA。
圖10與圖11，分別顯示向內傳輸與向外傳輸時，此種情形之流程圖。另，經過既定時間之前即從目標配備接收到可執行傳輸封包時，SS集線器300的動作係如USB3.0規格所訂定。
SS集線器300亦與SS集線器100同樣地，能抑制USB3.0集線器之耗電量並且提高與USB3.0配備之互通性。
上述各實施形態的SS集線器係包含於USB3.0集線器，並省略關於包含此等SS集線器的USB3.0集線器之圖示。又，內置有此等USB3.0集線器的資訊處理設備亦為本發明之申請專利範圍。就資訊處理設備之例而言，採用第4與第5實施形態說明。
＜第4實施形態＞ 圖12所示的USB系統400係擴充個人電腦的USB埠，包含USB3.0集線器410與USB3.0主機420。
USB3.0集線器410內的超高速集線器(SuperSpeed Hub)係上述SS集線器100、SS集線器200、SS集線器300的其中任1者，具有1個US埠與4個DS埠。
USB3.0主機420有4個DS埠，其中一個係連接於USB3.0集線器410的US埠。從具有該USB系統400的個人電腦之用戶來看，USB埠有7個。
此時，對於USB3.0集線器410而言，USB3.0主機係特定為1個。此即意指能將USB3.0主機的封包接收傳送間隔的最少時間（前述的T2）特定成1個值而作為USB3.0主機420的性能。因此，USB3.0集線器410內的SS集線器自行產生可執行傳輸封包並調整傳送至主機的時序，而能更正確地提昇傳輸效率。又，此時序之值並非暫存而是保有作為固定值，能藉以縮小控制電路的電路規模。
＜第5實施形態＞ 圖13顯示第5實施形態之複合性配備500。複合性配備500包含USB3.0集線器510與USB3.0配備520。
USB3.0集線器510內的超高速集線器(SuperSpeed Hub)係上述SS集線器100、SS集線器200、SS集線器300其中任1者，具有1個US埠與4個DS埠。
USB3.0配備520係顯示器還有鍵盤等週邊設備配備，具有US埠。該US埠係連接於USB3.0集線器510的1個DS埠。
此種複合性配備的情況，經常連接於USB3.0集線器510的配備係USB3.0配備520，能特定其時間T1（自U1／U2回復至U0所耗費的最大時間）。因此，能與第4實施形態的USB系統400同樣地更正確地提高傳輸效率。
以上係根據實施形態而具體說明本案發明人之發明，本發明不限定於既述的實施形態，當然可以在不脫離其主旨精神的範圍中進行各種變更。
例如，本發明不限於USB3.0，亦可應用於USB3.1等進行與USB3.0所規定者相同的傳輸延期處理之USB系統中的集線器。
10‧‧‧USB3.0裝置
20‧‧‧共通部分
30‧‧‧SS部分
32‧‧‧SS控制器
34‧‧‧連結層
36‧‧‧SS物理層
40‧‧‧USB2.0部分
42‧‧‧USB2.0控制器
44‧‧‧UTMI
46‧‧‧HS／FS／LS物理層
100‧‧‧SS集線器
101‧‧‧US埠
102‧‧‧連結／物理層
103‧‧‧DS埠
104‧‧‧連結／物理層
110‧‧‧SS控制器
112‧‧‧接收資料解析電路
114‧‧‧傳送資料產生電路
120‧‧‧控制電路
122‧‧‧可執行傳輸封包產生電路
200‧‧‧SS集線器
220‧‧‧控制電路
222‧‧‧判定電路
300‧‧‧SS集線器
320‧‧‧控制電路
322‧‧‧計時器
400‧‧‧USB系統
410‧‧‧USB3.0集線器
420‧‧‧USB3.0主機
500h‧‧‧複合性配備
510‧‧‧USB3.0集線器
520‧‧‧USB3.0配備
CTR‧‧‧控制信號
PC‧‧‧電源控制信號
PSM‧‧‧電源狀態監視信號
TRP‧‧‧傳輸要求封包
TIP‧‧‧可執行傳輸封包
TDP‧‧‧傳輸延期封包
TDP1‧‧‧第1傳輸延期封包
TDP2‧‧‧第2傳輸延期封包
TIPA‧‧‧可執行傳輸封包
圖1係顯示第1實施形態之SS集線器。 圖2係顯示圖1所示的SS集線器之向內傳輸的動作例之流程圖。 圖3係顯示圖1所示的SS集線器之向外傳輸的動作例之流程圖。 圖4係顯示第2實施形態之SS集線器。 圖5係顯示設定集線器深度(Set Hub Depth)要求。 圖6係顯示路由資訊(Route String)的格式。 圖7係顯示路由資訊之例。 圖8係顯示圖4所示的SS集線器中之判定電路的動作之流程圖。 圖9係顯示第3實施形態之SS集線器。 圖10係顯示圖9所示的SS集線器之向內傳輸的動作例之流程圖。 圖11係顯示圖9所示的SS集線器之向外傳輸的動作例之流程圖。 圖12係顯示第4實施形態之USB系統。 圖13係顯示第5實施形態之複合性配備(compound device)。 圖14係顯示USB3.0之拓撲。 圖15係顯示USB3.0裝置之階層模型圖。 圖16係顯示USB3.0所訂定的LTSSM狀態遷移。 圖17係說明集線器與配備間的電源模態為低耗電量模態時的主機／集線器／配備之動作例（向內傳輸時）。 圖18係說明集線器與配備間的電源模態為低耗電量模態時的主機／集線器／配備之動作例（向外傳輸時）。 圖19係TP(TP：Transaction Packet，交易封包）之格式。 圖20係交易封包中的連結控制字(Link Control Word)之格式。 圖21係可執行傳輸封包（ERDY TP）之格式。
100‧‧‧SS集線器
101‧‧‧US埠
102‧‧‧連結/物理層
103‧‧‧DS埠
104‧‧‧連結/物理層
110‧‧‧SS控制器
112‧‧‧接收資料解析電路
114‧‧‧傳送資料產生電路
120‧‧‧控制電路
122‧‧‧可執行傳輸封包產生電路
CTR‧‧‧控制信號
PC‧‧‧電源控制信號
PSM‧‧‧電源狀態監視信號
TRP‧‧‧傳輸要求封包
TIP‧‧‧可執行傳輸封包
TDP‧‧‧傳輸延期封包
TDP1‧‧‧第1傳輸延期封包

Claims (16)

  1. 一種超高速集線器(SS集線器，SS：SuperSpeed)，係設於USB集線器（USB：Universal Serial Bus，通用序列匯流排），其特徵在於，包含： 1個以上的DS埠(下行埠)；以及 SS控制器(超高速控制器)； 且該SS控制器， 在從主機接收到向下游的USB配備即目標配備要求資料傳輸的傳輸要求封包之際，而負責該傳輸要求封包往下游之傳輸的該DS埠、與直接連接於該DS埠的USB裝置即直連裝置處於低耗電量模態時， 將用以使該DS埠與該直連裝置回復至可進行資料傳送接收狀態的回復信號傳送至該DS埠，並將通知該資料傳輸延期的第1傳輸延期封包傳送至該主機之後，將自行產生之顯示該目標配備已可執行該資料傳輸的可執行傳輸封包傳送至該主機， 且不執行USB規格所訂定的下述處理：於該DS埠與該直連裝置回復至可進行資料傳送接收狀態之後，將顯示該資料傳輸已延期的第2傳輸延期封包傳送至該目標配備。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之超高速集線器，其中，該SS控制器， 從該傳輸要求封包產生該可執行傳輸封包，將該可執行傳輸封包中的NumP設定為「1」。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之超高速集線器，其中， 該SS控制器， 從該主機接收到該傳輸要求封包之際，而該直連裝置處於低耗電量模態時， 判定該目標配備是否係該直連裝置，在判定為該目標配備並非該直連裝置時，依照USB規格訂定方式進行處理。
  4. 如申請專利範圍第3項之超高速集線器，其中， 該SS控制器， 跟據該SS集線器的集線器深度（HubDepth）、與該傳輸要求封包所含的路由資訊（Route String）來判定該目標配備是否係該直連裝置。
  5. 如申請專利範圍第4項之超高速集線器，其中， 該SS控制器， 於該SS集線器的集線器深度（HubDepth）係顯示USB規格所訂定的最下層時，判斷該目標配備係為該直連裝置。
  6. 如申請專利範圍第3項之超高速集線器，其中， 該SS控制器， 對於該SS集線器的全部DS埠之該直連裝置，保持有可顯示該直連裝置係集線器或配備的配備描述資訊(Device Descriptor)， 並於負責該傳輸要求封包往下游之傳輸的該DS埠之該直連裝置係配備時，判定為該目標配備係該直連裝置。
  7. 如申請專利範圍第3項之超高速集線器，其中， 該SS控制器， 保持有該SS集線器的全部DS埠之該直連裝置的配備位址(Device Address)， 依照該傳輸要求封包之目的地之配備位址(Device Address)、與負責該傳輸要求封包往下游之傳輸的該DS埠之該直連裝置的配備位址(Device Address)是否一致，來判定該目標配備是否係該直連裝置。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之SS控制器，其中， 於該直連裝置遷移至還原模態時將該可執行傳輸封包傳送至該主機。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之SS控制器，其中， 該SS控制器， 在將該第1傳輸延期封包傳送至該主機後，經過設定的既定時間時，將該可執行傳輸封包傳送至該主機。
  10. 一種超高速集線器(SS集線器，SS：SuperSpeed)，係設於USB集線器（USB：Universal Serial Bus，通用序列匯流排），其特徵在於，具有： 1個以上的DS埠(下行埠)；以及 SS控制器(超高速控制器)； 且該SS控制器， 在從主機接收到向下游的USB配備即目標配備要求資料傳輸的傳輸要求封包之際，而負責該傳輸要求封包往下游之傳輸的該DS埠、與直接連接於該DS埠的USB裝置即直連裝置係處於低耗電量模態時， 將用以使該DS埠與該直連裝置回復至可進行資料傳送接收狀態的回復信號傳送至該DS埠，並將通知該資料傳輸延期的第1傳輸延期封包傳送至該主機，並且於該DS埠與該直連裝置回復至可進行資料傳送接收狀態之後，將顯示該資料傳輸已延期的第2傳輸延期封包傳送至該目標配備， 其後，在經過預先設定的既定時間仍未從該目標配備接收到顯示該目標配備已可執行該資料傳輸的可執行傳輸封包時，即自行產生該可執行傳輸封包並傳送至該主機。
  11. 一種USB集線器，具有如申請專利範圍第1至10項中任一項之超高速集線器。
  12. 一種資訊處理設備，其特徵在於內建有如申請專利範圍第11項之USB集線器。
  13. 一種USB集線器裝置(USB：Universal Serial Bus，通用序列匯流排)，其特徵在於，包含： 下行埠，進行與至少1個USB週邊裝置之資料傳送接收； 上行埠，進行與USB主機裝置之資料傳送接收；以及 控制器，從該USB主機裝置接收資料傳輸要求封包，並經由該下行埠對於資料傳輸要求目標即USB週邊裝置指示資料傳輸； 且該控制器， 在接收到該資料傳輸要求封包之際，而該資料傳輸要求目標的USB週邊裝置及對應於該USB週邊裝置的下行埠處於低耗電量狀態時， 對於該USB週邊裝置及該對應的下行埠傳送回復控制信號，並經由該上行埠將第1傳輸延期封包傳送至該USB主機裝置之後，根據該第1傳輸延期封包，產生顯示該USB週邊裝置可執行資料傳輸的第1可執行傳輸封包並傳送至該USB主機裝置。
  14. 如申請專利範圍第13項之USB集線器裝置，其中， 與從該USB週邊裝置傳送的第2可執行傳輸封包之接收無關地，該控制器產生該第1可執行傳輸封包並傳送至該USB主機裝置。
  15. 如申請專利範圍第13項之USB集線器裝置，其中， 該控制器在該USB週邊電路及該對應的下行埠因應於該回復控制信號而成為可進行資料傳送接收狀態後，將該第1可執行傳輸封包傳送至該USB主機裝置。
  16. 如申請專利範圍第13項之USB集線器裝置，其中， 在該USB週邊電路及該對應的下行埠因應於該回復控制信號而成為可進行資料傳送接收狀態後，該控制器不將顯示資料傳輸延期的第2傳輸延期封包傳送至該USB週邊裝置。
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