TW202119218A - 具備擴充外部裝置功能的橋接晶片以及擴充方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種具備擴充外部裝置功能的橋接晶片以及擴充方法，其中該橋接晶片可包含至少一傳輸介面、一橋接控制單元以及一連接埠。所述至少一傳輸介面可用來將該橋接晶片外部的至少一外部裝置耦接至該橋接晶片；該橋接控制單元係耦接至所述至少一傳輸介面，並且可用來控制所述至少一外部裝置進行資料傳輸的優先權；以及該連接埠係耦接至該橋接控制單元，並且可用來將該橋接晶片耦接至一主機，以容許該主機透過該橋接晶片，與所述至少一外部裝置進行資料傳輸。尤其，耦接至該橋接晶片的所述至少一外部裝置的數量係可擴充的。

Description

具備擴充外部裝置功能的橋接晶片以及擴充方法
本發明係關於橋接晶片，尤指一種具備擴充外部裝置功能的橋接晶片以及擴充方法。
現今對於各種無線通訊應用的需求日益增加，例如針對近距離傳輸的藍芽（Bluetooth）以及針對中／遠距離的Wi-Fi、紫蜂（ZigBee）、長期演進技術（Long Term Evolution, LTE）等等，因此支援單一主機（host device）同時操作多種無線通訊功能的需求也開始出現。然而，上述同時操作多種無線通訊功能的實施方式容易造成硬體成本大幅地增加，或者在硬體實現之後即無法進行變更或新增裝置（例如擴充／新增其他的無線通訊功能）。
因此，需要一種新穎的橋接晶片架構以及相關方法，得以在不會大幅增加硬體成本的情況下實現擴充外部裝置的功能。
本發明之一目的在於提供一種具備擴充外部裝置功能的橋接晶片以及擴充方法，以在沒有副作用或較不會帶來副作用的情況下實現擴充外部裝置（例如分別用來進行不同類型的無線通訊的模組或晶片）的功能。
本發明至少一實施例提供一種具備擴充外部裝置功能的橋接晶片，其中該橋接晶片可包含至少一傳輸介面、一橋接控制單元以及一連接埠。上述至少一傳輸介面可用來將該橋接晶片外部的至少一外部裝置耦接至該橋接晶片；該橋接控制單元係耦接至上述至少一傳輸介面，並且可用來控制上述至少一外部裝置進行資料傳輸的優先權；以及該連接埠係耦接至該橋接控制單元，並且可用來將該橋接晶片耦接至一主機（host device），以容許該主機透過該橋接晶片，與上述至少一外部裝置進行資料傳輸。尤其，耦接至該橋接晶片的上述至少一外部裝置的數量係可擴充的（expandable）。
本發明至少一實施例提供一種外部裝置的擴充方法，其中該擴充方法係可應用於（applicable to）一橋接晶片，且該擴充方法包含：利用該橋接晶片中的至少一傳輸介面將該橋接晶片外部的至少一外部裝置耦接至該橋接晶片；利用該橋接晶片中的一橋接控制單元控制上述至少一外部裝置進行資料傳輸的優先權；以及利用該橋接晶片中的一連接埠將該橋接晶片耦接至一主機，以容許該主機透過該橋接晶片，與上述至少一外部裝置進行資料傳輸。尤其，耦接至該橋接晶片的上述至少一外部裝置的數量係可擴充的。
本發明的橋接晶片以及對應的外部裝置之擴充方法能容許製造商在製作產品時能有足夠的彈性來因應不同的需求與應用。另外，相較於相關技術，本發明的實施例不會大幅增加額外成本。因此，本發明能在沒有副作用或較不會帶來副作用的情況下實現擴充外部裝置的功能。
第1圖為依據本發明一實施例之一橋接晶片100的示意圖。橋接晶片100可耦接（例如電性連接或直接連接）至一主機（host device）50。主機50可包含一處理電路52以及耦接至處理電路50的連接埠54，其中處理電路52可執行一程式碼來控制主機50的運作，而連接埠54係透過符合快捷外設組件互連（Peripheral Component Interconnect Express, PCIe）通訊協定、通用序列匯流排（Universal Serial Bus, USB）通訊協定或保全數位輸入輸出（Secure Digital Input/output, SDIO）通訊協定的介面56耦接至處理電路52。橋接晶片100包含至少一傳輸介面、一橋接控制單元140以及一連接埠160，其中橋接控制單元140耦接至上述至少一傳輸介面諸如傳輸介面120，而連接埠160係透過符合快捷外設組件互連通訊協定、通用序列匯流排通訊協定或保全數位輸入輸出通訊協定的介面180耦接至處理電路52。
在本實施例中，上述至少一傳輸介面可用來將橋接晶片100外部的至少一外部裝置耦接至橋接晶片100，而連接埠160可用來將橋接晶片100耦接至主機50，以容許主機50透過橋接晶片100與上述至少一外部裝置進行資料傳輸，其中橋接控制單元140可用來控制上述至少一外部裝置進行資料傳輸的優先權。例如，在同時有複數個外部裝置進行資料傳輸時，橋接控制單元140具備仲裁（arbitration）功能以控制該複數個外部裝置中之每一者進行資料傳輸的順序及／或可用的時期。如第1圖所示，所述至少一傳輸介面可包含一單一傳輸介面諸如傳輸介面120，以及上述至少一外部裝置可包含一或多個外部裝置諸如外部裝置110-1、110-2、…及110-N，其中外部裝置110-1、110-2、…及110-N均可耦接至傳輸介面120。在某些實施例中，傳輸介面120可透過一積體電路匯流排（Inter-Integrated Circuit Bus；可簡稱為I2 C）來實施，但本發明不限於此。需注意的是，耦接至橋接晶片100的上述至少一外部裝置的數量係可擴充的（expandable）及／或可調整的，其中N可為正整數，而製造商可自行決定耦接至橋接晶片100的外部裝置的數量。在一實施例中，橋接控制單元140於開機時透過存取內部暫存器（register）或外部記憶體（例如:可擦拭可規劃式唯讀記憶體（Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM））（圖未繪示）的預先設定（configuration），來決定已耦接的外部裝置的數量，以滿足特定傳輸功能。亦或者是，藉由主機50存取橋接控制單元140的內部暫存器，來設定已耦接的外部裝置的數量。
在某些實施例中，上述至少一外部裝置可包含至少一無線通訊晶片（例如一或多個無線通訊晶片），其中上述至少一無線通訊晶片可包含Wi-Fi晶片、藍芽（Bluetooth）晶片、Wi-Fi與藍芽整合晶片（combo）、長期演進技術（Long Term Evolution, LTE）晶片以及紫蜂（ZigBee）晶片中之一或多者，且各個無線通訊晶片可為相同或相異類型的無線通訊晶片。在某些實施例中，上述至少一外部裝置可包含至少一儲存裝置（例如一或多個儲存裝置），且各個儲存裝置可為相同或相異類型的儲存裝置，但本發明不限於此。
第2圖為依據本發明一實施例之一橋接晶片200的示意圖，其中橋接晶片200可透過修改第1圖所示之橋接晶片100的架構產生，且可耦接至主機50。相較於橋接晶片100使用單一的傳輸介面，於本實施例中，上述至少一傳輸介面可包含複數個傳輸介面諸如傳輸介面220-1、220-2、…及220-M，以及上述至少一外部裝置可包含複數個外部裝置諸如外部裝置210-1、210-2、…及210-M，其中M可為正整數，且外部裝置210-1、210-2、…及210-M可分別耦接至傳輸介面220-1、220-2、…及220-M。在某些實施例中，傳輸介面220-1、220-2、…及220-M的類型可依據其對應的外部裝置的需求（例如傳輸速率）來決定，但本發明不限於此。需注意的是，耦接至橋接晶片200的上述至少一外部裝置的數量係可擴充的及／或可調整的，其中製造商可自行決定耦接至橋接晶片200的外部裝置的數量。例如，製造商可依據對各自產品的需求選擇性地使用傳輸介面220-1、220-2、…及220-M中的一部分或全部來與對應的外部裝置作耦接，但本發明不限於此。
第3圖為依據本發明一實施例之一橋接晶片300的示意圖，其中橋接晶片300可透過結合第1圖所示之橋接晶片100的架構與第2圖所示之橋接晶片200的架構來產生，且可耦接至主機50。如第3圖所示，上述至少一傳輸介面可包含適用於多種類型的外部裝置的傳輸介面，諸如同時適用於外部裝置110-1、110-2、…及110-N的傳輸介面120，且可另包含分別專用於一或多個外部裝置的傳輸介面，諸如分別專用於外部裝置210-1、210-2、…及210-M的傳輸介面220-1、220-2、…及220-M，但本發明不限於此。需注意的是，耦接至橋接晶片300的上述至少一外部裝置的數量係可擴充的及／或可調整的。例如，製造商可依據對各自產品的需求選擇性地使用傳輸介面120來與一或多個外部裝置作耦接及／或使用傳輸介面220-1、220-2、…及220-M中的一部分或全部來與對應的外部裝置作耦接，但本發明不限於此。
第4圖為依據本發明一實施例之一橋接晶片400的示意圖。橋接晶片400可耦接至主機50。相較於第1圖至第3圖的實施例，某些外部裝置亦可內建於橋接晶片400中。在本實施例中，內部裝置310-1依據電路特性的觀點可被視為外部裝置110-1的例子，而內部裝置410-1、410-2、…、410-M依據電路特性的觀點可被分別視為外部裝置210-1、210-2、…及210-M的例子。相較於外部裝置110-1與外部裝置210-1、210-2、…及210-M，內部裝置310-1與內部裝置410-1、410-2、…、410-M是被內建於橋接晶片400中，且其互相耦接的方式與外部裝置110-1與外部裝置210-1、210-2、…及210-M類似（如第4圖所示，內部裝置310-1係耦接至傳輸介面120，而內部裝置410-1、410-2、…、410-M係分別耦接至傳輸介面220-1、220-2、…及220-M）。舉例來說，大部分的製造商的產品均需要某些功能（例如Wi-Fi、藍芽等無線通訊功能），因此相關晶片例如Wi-Fi晶片及／或藍芽晶片可直接內建於橋接晶片400中，其中此Wi-Fi晶片以及藍芽晶片的任一者即可作為內部裝置410-1、410-2、…及410-M中之任一者的例子，但本發明不限於此。需注意的是，第4圖所示之實施例只是為了說明之目的，並非對本發明的限制。例如，耦接至傳輸介面120之可擴充的外部裝置的數量以及耦接至傳輸介面120之內建在橋接晶片400內的內部裝置的數量均並非本發明的限制；而傳輸介面220-1、220-2、…及220-M中用來耦接可擴充的外部裝置的傳輸介面的數量以及用來耦接內建在橋接晶片400內的內部裝置的傳輸介面的數量亦並非本發明的限制。為簡明起見，與以上實施例類似之內容在此不重複贅述。
另外，橋接控制單元140控制上述至少一外部裝置進行資料傳輸的優先權並不限於特定的方式，凡是能在複數個裝置（複數個外部裝置、複數個內部裝置、或至少一外部裝置及至少一內部裝置）同時進行資料傳輸時管理該複數個裝置傳輸資料的順序及／或分配到的可用時間者，均隸屬於本發明之範疇。在某些實施例中，橋接控制單元140可依據對應於上述至少一傳輸介面的至少一權重值來控制上述至少一外部裝置在進行資料傳輸時分配到的時槽（time slot）數量；此外，當上述至少一外部裝置以及另一裝置同時需要進行資料傳輸時，橋接控制單元140依據上述至少一外部裝置以及該另一裝置的預定優先權設定來決定上述至少一外部裝置以及該另一裝置進行資料傳輸的順序，其中該另一裝置可代表耦接至本發明的橋接晶片（諸如橋接晶片100、200、300以及400）的另一外部裝置（例如前述實施例中之外部裝置110-1、110-2、…及110-N、以及外部裝置210-1、210-2、…及210-M中之任一外部裝置）或內建於該橋接晶片內的一內部裝置（例如前述實施例中之內部裝置310-1、以及內部裝置410-1、410-2、…、410-M中之任一內部裝置）。例如，各無線通訊功能（例如Wi-Fi、藍芽晶片、Wi-Fi與藍芽整合晶片、長期演進技術以及紫蜂等無線通訊功能）可被設定具有各自的權重值，並且橋接控制單元140可依照這些權重值的比例在時間軸上依序地詢問對應於各無線通訊功能的模組是否有資料需要進行傳輸，其中在需要傳輸資料的模組中，其功能的權重值較高者可具有較多的時間（例如較多的時槽數量）來傳輸資料，但本發明不限於此。又例如，各無線通訊功能（例如Wi-Fi、藍芽晶片、長期演進技術以及紫蜂等無線通訊功能）可被設定具有各自的權重值，且當任一無線通訊功能對應的模組需要進行資料傳輸前可主動通知橋接控制單元140，其中若同時有兩個以上的無線通訊功能對應的模組需要傳輸資料（例如橋接控制單元140同時接收到來自兩個以上的模組發出的通知），橋接控制單元140則依據這些模組各自的優先權來決定傳輸資料的順序，但本發明不限於此。
第5圖為依據本發明一實施例之一種外部裝置的擴充方法的示意圖，其中該擴充方法可應用於本發明的橋接晶片，諸如上述實施例中所述之橋接晶片100、200、300以及400。需注意的是，只要不影響整體結果，第5圖所示的一或多個步驟可於該擴充方法中被新增、刪除及／或修改，且該一或多個步驟並非必須依照第5圖所示之順序執行。
在步驟510中，該橋接晶片利用其內的至少一傳輸介面將該橋接晶片外部的至少一外部裝置耦接至該橋接晶片，其中耦接至該橋接晶片的外部裝置的數量係可擴充的。
在步驟520中，該橋接晶片利用其內的一橋接控制單元控制上述至少一外部裝置進行資料傳輸的優先權。
在步驟530中，該橋接晶片利用其內的一連接埠將該橋接晶片耦接至一主機，以容許該主機透過該橋接晶片與上述至少一外部裝置進行資料傳輸。
總結來說，本發明的橋接晶片以及對應的外部裝置之擴充方法能容許製造商在製作產品時能有足夠的彈性來因應不同的需求與應用，例如可選擇性地擴充各種類型的無線通訊功能諸如Wi-Fi、藍芽晶片、Wi-Fi與藍芽整合晶片、長期演進技術以及紫蜂。另外，相較於相關技術，本發明的實施例不會大幅增加額外成本。因此，本發明能在沒有副作用或較不會帶來副作用的情況下實現擴充外部裝置（例如分別用來執行不同類型的無線通訊功能的模組或晶片）的功能。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
50:主機 52:處理電路 54、160:連接埠 56、180:介面 100、200、300、400:橋接晶片 110-1、110-2、…、110-N、210-1、210-2、…、210-M:外部裝置 120、220-1、220-2、…、220-M:傳輸介面 140:橋接控制單元 310-1、410-1、410-2、…、410-M:內部裝置 510、520、530:步驟
第1圖為依據本發明一實施例之一橋接晶片的示意圖。 第2圖為依據本發明一實施例之一橋接晶片的示意圖。 第3圖為依據本發明一實施例之一橋接晶片的示意圖。 第4圖為依據本發明一實施例之一橋接晶片的示意圖。 第5圖為依據本發明一實施例之一種外部裝置的擴充方法的示意圖。
50:主機
52:處理電路
54、160:連接埠
56、180:介面
100:橋接晶片
110-1、110-2、...、110-N:外部裝置
120:傳輸介面
140:橋接控制單元

Claims (10)

  1. 一種具備擴充外部裝置功能的橋接晶片，包含： 至少一傳輸介面，用來將該橋接晶片外部的至少一外部裝置耦接至該橋接晶片； 一橋接控制單元，耦接至該至少一傳輸介面，用來控制該至少一外部裝置進行資料傳輸的優先權；以及 一連接埠，耦接至該橋接控制單元，用來將該橋接晶片耦接至一主機（host device），以容許該主機透過該橋接晶片，與該至少一外部裝置進行資料傳輸； 其中耦接至該橋接晶片的該至少一外部裝置的數量係可擴充的（expandable）。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之橋接晶片，其中該連接埠係透過符合一快捷外設組件互連（Peripheral Component Interconnect Express, PCIe）通訊協定、一通用序列匯流排（Universal Serial Bus, USB）通訊協定或一保全數位輸入輸出（Secure Digital Input/output, SDIO）通訊協定的介面耦接至該橋接控制單元。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之橋接晶片，其中該至少一傳輸介面包含一單一傳輸介面，該至少一外部裝置包含複數個外部裝置，以及該複數個外部裝置均耦接至該單一傳輸介面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之橋接晶片，其中該至少一傳輸介面包含複數個傳輸介面，該至少一外部裝置包含複數個外部裝置，以及該複數個外部裝置分別耦接至該複數個傳輸介面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之橋接晶片，其中該橋接控制單元依據對應於該至少一傳輸介面的至少一權重值來控制該至少一外部裝置在進行資料傳輸時分配到的時槽（time slot）數量。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之橋接晶片，其中當該至少一外部裝置以及另一裝置同時需要進行資料傳輸時，該橋接控制單元依據該至少一外部裝置以及該另一裝置的預定優先權設定來決定該至少一外部裝置以及該另一裝置進行資料傳輸的順序，其中該另一裝置代表耦接至該橋接晶片的另一外部裝置或內建於該橋接晶片內的一內部裝置。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之橋接晶片，其中耦接至該橋接晶片的該至少一外部裝置包含至少一無線通訊晶片。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之橋接晶片，其中該至少一無線通訊晶片包含Wi-Fi晶片、藍芽（Bluetooth）晶片、Wi-Fi與藍芽整合晶片、長期演進技術（Long Term Evolution, LTE）晶片以及紫蜂（ZigBee）晶片中之一或多者。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之橋接晶片，其中耦接至該橋接晶片的該至少一外部裝置包含至少一儲存裝置。
  10. 一種外部裝置的擴充方法，可應用於（applicable to）一橋接晶片，該擴充方法包含： 利用該橋接晶片中的至少一傳輸介面將該橋接晶片外部的至少一外部裝置耦接至該橋接晶片； 利用該橋接晶片中的一橋接控制單元控制所述至少一外部裝置進行資料傳輸的優先權；以及 利用該橋接晶片中的一連接埠將該橋接晶片耦接至一主機（host device），以容許該主機透過該橋接晶片，與該至少一外部裝置進行資料傳輸； 其中耦接至該橋接晶片的該至少一外部裝置的數量係可擴充的（expandable）。
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