TW583572B

TW583572B - Bus system and bus interface

Info

Publication number: TW583572B
Application number: TW091121501A
Authority: TW
Inventors: Yeow Khai Chang; Zhenyu Zhang
Original assignee: Koninkl Philips Electronics Nv
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2004-04-11
Also published as: WO2003029997A1; KR20040043198A; US7043589B2; EP1433070A1; JP2005504393A; CN1561491A; US20030101298A1

Description

583572 ) 五、發明説明（3 =於—㈣^的交易巾’將資料自該主機中轉移給-個裝置、亦或將資料自-個裝置中轉移給該主機。於該符記封包中指定該資斜 μ欲^ .•貝枓轉移的方向。接著，該交易來源傳送— 個資料封包、或指示其無資料轉移。一般而言，該目地藉由-個信號交換傳輸封包作回應，以指示該轉移是否‘ 功。人該USB結構向括：, 括一種基本資料轉移型式：（1)等時轉移一主機與裝置間定期、遠續的^ ^ ^ 連,的通訊，其中典型地用在與時間有關的資訊上，且兹士 ^ 藉由一個預先協商的等待時間佔用一個預先協商的USB頻寬量；⑺中斷轉移_低頻、受限的等待時間通訊’纟中典型地用於非同步資料（像是具有人類可感知之—回聲或回饋反應特徵之字元或座標）；及⑺巨量轉移不定期、大封包群組式通訊，其中典型地用於"可利用任何可用頻實"，，《ή——Γ~ « 和领覓和亦可被延遲、直到頻寬可用時為止，，之資料上。通吊兩種匯流排資訊站型式，，主機”和”裝置"均包括一個用以處理或產生資料、或控制該資料流程、亦或前述兩者之處理器或電腦系統。如上述筆直地執行一個系統曰α頦著地增加該充當一個主機之匯流排資訊站中之處理 -和該充當一個裝置之匯流排資訊站中之處理器，，的開銷。此對該等中斷轉移的影響係特別嚴重。由於該匯流排系統的輪珣性質’故該主機需定期地訊問該涉及的裝置 (例如一個鍵盤）和評估該呈報的回應。本發明的一個特殊目地為將資料自一個匯流排系統之一

583572 A7 --—______B7 五、發明說明) — 第貝訊中的一個處理器運送到該匯流排系統之一第二資訊站所為的總開銷減少；反之亦然。為達此目地’故本發明提供一種如開場段落中所定義之匯教排系統，其中該第一資訊站包括一個可中斷處理器和一個匯流排介面，其中·· -可運轉該匯流排介面，以於一旦接收該第二資訊站所選擇的回應時、即中斷該可中斷處理器；及 -可運轉該可中斷處理器、以處理該匯流排介面的中斷。於運轉中，該第一資訊站内的處理器需將資訊提供給該第二資訊站、或需自該第二可資訊站獲得資訊。為達此目地該第汛站需與該第二資訊站通訊。於一個輪詢匯机排系統中（像是一個USB系統），係由該作為一個USB系統中之一個主機的第一資訊站起始該通訊。如該作為一個 USB系統中之一個裝置的第二資訊站僅只能夠不定期地接收或提供資料時，則該第一資訊站在成功地轉移資訊之前、需經常重覆地輪詢該第二資訊站。換言之，於該等情形下，該第一資訊站在成功地轉移資訊之前、需常常評估該第—負訊站的回應。另一方面，如未要求更進一步的行動時，.則不須中斷該處理器。如是，當如預期完成了與該第二資訊站的通訊時、亦或如該第二資訊站未提供任何新的資訊和資料項時，則不須回報該通訊的結果。例如，於一個USB系统中，該第二資訊站可藉由傳送一個具有一資料項應答信 5虎、一否疋回答（NAK)信號之訊息作回應；及可藉由傳送本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱)

裝訂

線五、發明説明（ —個信號指示該第二資訊站被拖延。站未藉由傳送-個信號作回應時笛如該第二資訊該第一資訊站與該第二資訊站間的==—資訊站因為 . 個錯誤通訊而未收到任何信號時，此亦可被解譯成_個思如疋，該等選擇的回應可包括該第二資訊站沒有禪又,口應一個信號。如僅當接收該等要求該處理器作更進一步口口仃動的回應才中斷該處理益時’則將因此減少該處理器的通訊開銷。為達此目地，故該匯流排介面從該等收到的回應中選擇該等回應。規割成處理該等情況’則該處理器可決定進一步必要的行動。 -個根據本發明之匯流排介面包括—個匯流排與一個中斷輪出間的一個連接，及其中該中斷輸出用以將一個中斷引用到-個可中斷處理器上，又其中該匯流排介面亦包括一個控制器，其中可運轉該控制器以自該連接中接收回應，及一旦接收選取之回應時、即藉由將一個中斷信號傳送給該中斷輸出以中斷該處理器。參考下文中所說明之具體實施例將顯見和闡明本發明上述和其它的觀點。圖示簡單說明圖1 ’為一個說明該USB規格、校訂版2.0中所指定之中斷交易格式的圖示；圖2 ’為說明一個根據本發明之匯流排系統的方塊圖；圖3A ’為一個說明資料傳輸交易的訊息圖示；圖3B ’為一個說明資料傳輸交易的訊息圖示；圖4 ’為說明一個根據本發明之匯流排介面的方塊圖； 8SS本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 583572

包’例如一個符記封包1〇5、1〇6 ; 一個資料封包1〇7、 108，及一個#號父換傳輸封包1〇9、11〇、jn、112、 115 、 116 。中斷交易可由IN轉移或ουτ轉移組成。就一個IN轉移而言’該USB主機將藉由傳送一個IN符記1〇5啟動該交易。一旦收到該IN符記時，一個USB裝置即可呈報資料1〇7、一個否定回答化號（NAK) 111、或一個指示，，該USB裝置無法完成一個命令（拖延）112”之信號。如該端點沒有任何新的中斷為訊要王報時（即無任何懸而未決的中斷時），則該 USB裝置於資料階段103期間呈報一個NAK信號交換傳輸 111。如該USB裝置無法完成一個命令時，則該USB裝置呈報一個拖延#號交換傳輸丨12。如一個中斷為懸而未決的時，則該USB裝置呈報該中斷資訊、作為一個資料封包 107。當該收到的資料正確無誤時，則該USB主機發布一個ACK (應答信號）信號交換傳輸1〇9 (應答信號）、以回應收到資料封包107 ;亦或當收到的資料封包1〇7已受到損毁時，則該USB主機不呈報任何信號交換傳輸（由線ιΐ3指出）、以回應收到資料封包107。此外，假使完全未自該 USB裝置中收到任何其對IN符記1〇5的回應時，則該usb主機將不發布一個ACK 109。由線114指出該情況。於完成了該IN轉移之後，該USB系統回返為閒置模式1〇1。就一個out轉移而言，該USB主機將藉由傳送一個〇υτ 符記106啟動該交易。繼之傳送一個資料封包ι〇8。一旦收到資料封包108時’該USB裝置即可在狀態階段ι〇4中發布裝訂

…線

發明説明個ACK信號交換傳輸110 (如該收到的資料正確無誤 ^)、一個指示該裝置無法處理該資料之NAK信號交換傳輸115、或一個指示該裝置目前被拖延之拖延信號交換傳輸116 °如收到的資料封包1〇7已受到損毁時，則該USB裝置不呈報任何信號交換傳輸（由線丨17指出）^此外，假使該USB裝置未自該USB主機中收到資料時，則該USB裝置將不發布一個ACK信號交換傳輸n〇，由線U8指出該一種情況。於完成了該OUT轉移之後·，該USB系統回返為閒置模式101。所有的封包均從一個同步（SYNC)欄位開始，其中輸入電路系統利用該SYNC攔位將進入資料與一個區域時計排齊。一個封包識別碼（PID)緊接在該每一個USB封包的 SYNC攔位之後。該PID由一個4位元的識別代號（id)欄位組成’其後緊跟著一個4位元的檢查攔位。該pid指示該封包型式（例如符記105、1〇6 ;資料107、108 ;及信號交換傳輸109、11〇、in、in、115、116)、該封包格式、連同應用到該封包上之改變偵測型式。該p ! D的4位元檢查欄位確保可靠的解碼。一個符記封包105、106包含一個位址（ADDR)欄，其中該ADDR欄經由其USB位址指定該目標USB裝置，即一個資料封包107、108的來源或目地（此係視該符記pid的數值而定）。USB裝置須將該ADDR攔位完全地解碼。一個資料封包107、108包含一個資料欄位，其範圍可在 0到N個位元組之間，且總計須為整數個位元組。將每一 -11 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 583572 A 轟 A7 B7 五、發明説明（9 ) 個位元組内的資料位元移出most significant bit (最重要位元）first。將一個資料封包的資料欄位分成數個欄位’其中該等欄位將關於該請求的額外資訊給與該USB裝置。其中一個欄位”該命令碼”告知該目標USB裝置應做些什麼，像是自一個USB裝置空間中設定一個讀取、將一個寫入設定給一個USB裝置空間。利用該讀取位置命令向一個USB 裝置其一個特定空間中的一個特定位置請求資訊。利用該命令設定該讀取；接著，該主機請求該USB裝置傳送資料。繼之，該USB裝置傳送其自該先前指定之空間中所擷取的資料。該寫入空間利用與該讀取空間完全相同的定義。然而，該資料封包含有該主機轉移給該USB裝置的資料。一個信號交換傳輸封包109、110、111、112、115、116 僅由一個PID組成。如上所示，利用信號交換傳輸封包報告一個資料轉移的狀態，又該等信號交換傳輸封包可呈報指示”成功接收資料”、”循環冗數核對（CRC)失誤”、π流程控制"、及”某些錯誤條件”之數值。圖2為說明一個根據本發明之匯流排系統的方塊圖。匯流排系統201包括一充當一個USB主機之第一資訊站202和充當USB裝置之第二資訊站203、204。由匯流排連接205 耦合資訊站202、203、204。更詳盡地說明第一資訊站 202，其中包括一個可中斷處理器206和一個匯流排介面 207。該匯流排介面包括一個緩衝器208和一個控制器 209。該緩衝器不須為該匯流排介面的一部分。於一個替 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 583572 A7 B7 五、發明説明（1Q ) 代配置中，可將該緩衝器放在第一資訊站202内、但在該匯流排介面的外面。處理器206和控制器209均可存取缓衝器208。該控制器耦合至該等匯流排連接205上。此外，控制器209有一個通向處理器206之中斷連接210。圖3A為一個說明資料傳輸交易的訊息圖示。該訊息圖示例證說明圖1之系統其由IN轉移組成之中斷交易作業。時間由上而下增加。由一第一條線301與一第二條線302之間的箭頭象徵處理器206與匯流排介面207之間的資訊交換；由該第二條線302與一第三條線303之間的箭頭象徵該匯流排介面與第二資訊站203、204之間的資訊交換。處理器206向第二資訊站203、204或一個USB裝置請求資料。如是，匯流排介面207應重覆地發布一個資料請求給匯流排連接205。為了減少該處理器的通訊開銷，故使該處理器僅只提供該等請求特性一次應係足夠了。如該定址之USB裝置呈報資料，則匯流排介面207應經由該中斷連接中斷該處理器，及將該資料提供給該處理器。假使發生一個錯誤時，則亦應通知該處理器。於該等情況下，匯流排介面207亦應將一個中斷引用到該處理器上。於其它情況下，該處理器未要求任何行動，致使匯流排介面207 不應中斷該處理器。於一個IN轉移304中，處理器206於一個訊息309中將該等請求特性傳送給匯流排介面207，其中該等請求特性係儲存在該缓衝器中。匯流排介面207根據訊息309内自該缓衝器中所擷取的請求特性、並藉由發布該匯流排上的一個 -13 - Θ-13 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 583572 A7 B7 五、發明説明（11 ) IN符記3 10起始該IN轉移。該第二資訊站（該定址之USB裝置）藉由傳送一個具有一資料項之訊息311作回應。一旦接收了該訊息，匯流排介面207即經由中斷連接210將一個中斷信號312傳送給處理器206，以告知處理器206可利用該新的資料。此外，匯流排介面207發布一個應答信號3 13給該定址之USB裝置。此完成了 IN轉移304。於一個IN轉移305中（緊接在IN轉移304之後、且具有完全相同的請求特性），匯流排介面207再次自該缓衝器中擷取該等請求特性，且處理器206未要求任何新的資訊。匯流排介面207藉由發布該匯流排上的一個IN符記3 14起始該 IN轉移。該定址之USB裝置藉由傳送一個具有一資料項之訊息3 15作回應。由於該匯流排上的一個錯誤，致使匯流排界面207所收到的第二訊息3 15已受到損毁。因此，匯流排介面207未發布一個ACK信號交換傳輸，而是經由中斷連接210將一個中斷信號316傳送給處理器206，以告知處理器206發生一個錯誤。此完成了 IN轉移305。於一個IN轉移306中（緊接在IN轉移304之後、且具有完全相同的請求特性），匯流排介面207再次自緩衝器208中擷取該等請求特性，且處理器206未要求任何新的資訊。匯流排介面207藉由發布該匯流排上的一個I N符記3 17起始該IN轉移。由於一個匯流排錯誤，致使該定址之USB裝置上所收到的IN符記3 17已受到損毀。為了此理由，故該定址之USB裝置未回應IN符記3 17。因該USB裝置未作任何回應，故匯流排介面207經由中斷連接210將一個中斷信 -14- y H 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 583572 A7 B7 五、發明説明（12 ) 號3 18傳送給處理器206，以告知處理器206發生一個錯誤。此完成了 IN轉移306。於一個IN轉移307中（緊接在IN轉移304之後、且具有完全相同的請求特性），匯流排介面207再次自缓衝器208中擷取該等請求特性，且處理器206未要求任何新的資訊。匯流排介面207藉由發布該匯流排上的一個IN符記3 19起始該IN轉移。該定址之USB裝置藉由一個NAK信號交換傳輸 320作回應，以指示其無任何可用的資料。此完成IN轉移 307。於一個IN轉移308中（緊接在IN轉移304之後、且具有完全相同的請求特性），匯流排介面207再次自緩衝器208中擷取該等請求特性，且處理器206未要求任何新的資訊。匯流排介面207藉由發布該匯流排上的一個IN符記321起始該IN轉移。該定址之USB裝置藉由一個拖延信號交換傳輸 322作回應，以指示其無法完成該命令。一旦收到該拖延信號交換傳輸322時，匯流排介面207即經由中斷連接210 將一個中斷信號323傳送給處理器206。此完成了 IN轉移 308 ° 將顯見，IN轉移304、305、306、307及308僅為用以闡明該匯流排系統作用的例證性實例，且未將該匯流排系統的作用限制在該等出示之IN轉移上，亦未將其限制在該等出示之IN轉移的順序上。圖3B為一個說明資料傳輸交易的訊息圖示。該訊息圖示例證說明圖1之系統其由OUT轉移組成之中斷交易作 -15 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 583572 A7 B7 五、發明説明（13 ) 業。該時間由上而下增加。由一第一條線301與一第二條線302之間的箭頭象徵處理器206與匯流排介面207之間的資訊交換；由該第二條線302與一第三條線303之間的箭頭象徵該匯流排介面與第二資訊站203、204之間的資訊交換。處理器206需將資料轉移給第二資訊站203、204或一個 USB裝置。如是，匯流排介面207應重覆地發布一個接收資料的請求給匯流排連接205。為了減少處理器206的通訊開銷，故使206處理器僅只提供該等請求特性一次應係足夠了。如該定址之USB裝置接受資料，則匯流排介面207 應經由該中斷連接中斷該處理器，及告知該處理器。假使發生一個錯誤時，則亦應通知處理器206。於該等情況下，匯流排介面207亦應將一個中斷引用到處理器206上。於其它情況下，處理器206未要求任何行動，致使匯流排介面207不應中斷處理器206。於一個OUT轉移324中，該處理器於一個訊息329中將該等請求特性傳送給匯流排介面207，其中該等請求特性係儲存在該缓衝器中。匯流排介面207根據訊息329内自該緩衝器中所擷取的請求特性、並藉由發布該匯流排上的一個 OUT符記330起始該OUT轉移。隨後，該匯流排介面發布一個資料封包33 1。該第二資訊站（該定址之USB裝置）藉由傳送一個ACK信號交換傳輸332作回應。一旦接收了該 ACK信號交換傳輸332，匯流排介面207即經由中斷連接 210將一個中斷信號333傳送給處理器206，以告知處理器 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 583572 A7 B7 五、發明説明（14 ) 206 ”成功地轉該資料”。於一個不同的配置中，匯流排介面207未將中斷信號333傳送給處理器206，因處理器206假定”如未中斷處理器206時、則會成功地傳輸該資料’*。於一個OUT轉移325中（緊接在OUT轉移324之後、且具有完全相同的請求特性），匯流排介面207再次自緩衝器 208中擷取該等請求特性，且處理器206未要求任何新的資訊。匯流排介面207藉由發布該匯流排上的一個OUT符記 334起始該OUT轉移。隨後，該匯流排介面發布一個資料封包335。該定址之USB裝置藉由發布一個NAK信號交換傳輸336作回應，以指示其準備好處理該轉移之資料。此完成了 OUT轉移325。於一個OUT轉移S26中（緊接在OUT轉移324之後、且具有完全相同的請求特性），匯流排介面207再次自缓衝器 208中擷取該等請求特性，且處理器206未要求任何新的資訊。匯流排介面207藉由發布該匯流排上的一個OUT符記 337起始該OUT轉移。隨後，該匯流排介面發布一個資料封包338。該USB裝置傳送一個拖延信號交換傳輸339作回應，以指示其無法處理該OUT轉移。於收到該拖延信號交換傳輸時，該匯流排介面經由該中斷連接將一個中斷信號 340傳送給處理器206，以告知該處理器”該定址之USB裝置的狀態’’。此完成了 OUT轉移326。於一個OUT轉移327中（緊接在OUT轉移324之後、且具有完全相同的請求特性），匯流排介面207再次自缓衝器 208中擷取該等請求特性，且處理器206未要求任何新的資 • 17- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）

裝訂

r線 583572 A7 B7 五、發明説明（15 ) 訊。匯流排介面207藉由發布該匯流排上的一個OUT符記 341起始該OUT轉移。隨後，該匯流排介面發布一個資料封包342。由於該匯流排上的一個錯誤，致使該定址之 USB裝置所收到的資料封包342已受到損毁。為了此理由，故該定址之USB裝置未回應。因該USB裝置未作任何回應，故匯流排介面207經由中斷連接210將一個中斷信號 343傳送給處理器206，以通知該處理器。此完成了 OUT轉移 327。於一個OUT轉移328中（緊接在OUT轉移324之後、且具有完全相同的請求特性），匯流排介面207再次自緩衝器 208中擷取該等請求特性，且處理器206未要求任何新的資訊。匯流排介面207藉由發布該匯流排上的一個OUT符記 344起始該OUT轉移。由於發生一個錯誤狀況，該匯流排介面未開始或完成後面一個已開始發布之資料封包。為了此理由，故匯流排介面207經由中斷連接210將一個中斷信號345傳送給處理器206，以通知該處理器。此完成了 OUT 轉移328。將顯見，OUT轉移324、325、326、327及328僅為用以闡明該匯流排系統作用的例證性實例，且未將該匯流排系統的作用限制在該等出示之OUT轉移上，亦未將其限制在該等出示之OUT轉移的順序上。圖4為說明一個根據本發明之匯流排介面的方塊圖。該圖示中所示之方塊圖為一個匯流排介面積體電路的方塊圖。匯流排介面積體電路401具有一個雙重角色，其可為 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 583572 A7 B7 五、發明説明（) 一充當一個USB裝置之匯流排資訊站的一部分和一充當一個USB主機之匯流排資訊站的一部分。此對一個USB行動版（OTG)裝置而言係特別有效益。該一種USB OTG裝置可為例如一個數位靜態照相機、一個數位攝影機、一個個人數位助理、或一個示波器，其中經由USB、以某一種運算模式連接到例如一個大量儲存體裝置（例如一個硬碟機、光學紀錄器、或固態紀錄器）、一個印表機、或一個行動電話上。於該運算模式下，該USB OTG裝置應充當一個 USB主機。於另一個運算模式下，經由USB將該USB OTG 連接到例如一個個人電腦上。於該運算模式下，該USB OTG裝置應充當一個USB裝置。該USB OTG裝置其匯流排介面積體電路所執行的模式可為該USB OTG裝置内之一個處理器所判定和控制的軟體。假使該USB OTG裝置為可攜式的，則當其包含一個可用的低耗電量模式時可係有利的，其中該等匯流排介面積體電路關閉某些功能區塊，或於時間期間中藉由例如低匯流排流量或零匯流排流量、以一個較低的時計速度執行。可藉由包含一個所謂的遠程警覺特性（其中由該USB OTG裝置的處理器控制該遠程警覺特性）增強該一種低耗電量模式，以復原某些或所有功能方塊的作業、或增加該匯流排介面積體電路的時計速度。例如當談處理器預期匯流排流量會增加時，則可啟動該遠程警覺特性。匯流排介面積體電路401包括一與一個處理器間的連接 402、一連接到一個USB上之連接403 (假使匯流排介面積 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 583572 Α7 Β7 五、發明説明（17 ) 體電路401運轉成一個USB主機時）、及一連接到一個USB 上之連接404 (假使匯流排介面積體電路401運轉成一個 U S B裝置時）。注意，當實際執行時，連接403和404可共享該相同的輸入/輸出（I/O)終端機，且一個内部多工器處理該等匯流排信號的内部路徑。假使保證不同時利用連接403時，則該一種執行可係有利的。匯流排介面積體電路401亦包括一個主機-裝置多工器 405、一個時序區塊406、一個主機介面407、一個裝置介面408、一個主機控制器409、一個裝置控制器410、一個主機缓衝器411、一個裝置緩衝器412、一個主機收發器 413、及一個裝置收發器414。主機-裝置多工器405連接到連接402上、而與該處理器連接在一起。較佳在該處理器的控制下、判定匯流排介面積體電路401與該處理器之間通訊的内部路徑。假使匯流排介面積體電路401運轉成一個USB主機時，則主機-裝置多工器405經由主機介面407將主機控制器409鏈結到該處理器上。假使匯流排介面積體電路401運轉成一個USB裝置，則該主機-裝置多工器經由裝置介面408將裝置控制器 410鏈結到該處理器上。主機控制器409可經由主機收發器 413存取匯流排連接403。裝置控制器410可經由裝置收發器414存取匯流排連接404。主機控制器409和該處理器可存取主機缓衝器411，其中該處理器係經由主機-裝置多工器405作存取。例如，可利用主機缓衝器411儲存該處理器所發布的請求特性、及儲 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） B7 五、發明説明（18 存主機控制器411與一個USB裝置間的通訊結果。裝置控制器410和該處理器可存取裝置缓衝器412，其中該處理器係經由主機-裝置多工器405作存取。例如可利用裝置緩衝器412緩衝該處理器所產生的資料，以便將該資料傳送給一個USB裝置。為了支援該匯流排介面積體電路與各種處理器間的合作’該處理器可在一個直接記憶體存取(DMA)模式和一個平行輸入-輸出模式下存取主機緩衝器411和裝置緩衝器 412係較佳的。支援該處理器與匯流排介面積體電路4〇1内該等緩衝器之間的數種通訊方式係有利的。此導致有更多種的處理器可供選擇。例如，一個更精密的電腦系統將支援作業。當該匯流排介面亦支援DMA作業時，則會更進一步減少該處理器的通訊開銷。另一方面，於一個較不精密的匯流排資訊站中，該處理器在沒有一個DMA控制器的支援下、處理所有的通訊。於該一種情況下，該匯流排介面需支援該匯流排介面與該一個平行輸入_輸出模式下之處理器間的資料交換。雖然上面論述的具體實施例說明一個匯流排介面積體電路，但热諳此藝者將顯見可以不同的積體電路和離散元件具現該圖示中不同的區塊或區塊群組。如是，說明由該方塊圖所述之匯流徘介面的替代具體實施例可包括複數個積體電路和執行該等不同區塊功能之離散元件。根據該匯流排系統的需求，則將該匯流排介面實現成一 -21 - 583572 五、發明説明（19 ) 個積體電路係有利的。將一個積體電路中的功能整八有助於減少元件總數和使得區域最小化，且由是導致一個包括該匯流排介面之匯流排資訊站的實體大小縮小。此外，將該匯流排介面實現成一個積體電路將容許耗電量減少。根據該匯流排系統的需求，則儘可能利用多個標準建藥區塊實現該具有複數個積體電路和離散電子元件之匯流排介面係有利的。此減少了該匯流排介面的成本價格。圖5為一個以一種先進先出（FIF〇)方式組織之緩衝器5〇ι 的概圖綜觀。此^為一 g有效組織主機緩衝器4ιι的方式。一個箭頭502指示該FIF〇緩衝器的上層；一個箭頭5〇3指示該FIFO緩衝器的底層。該緩衝器儲存數個請求綱、％、 506的請求特性，用以例如起始USB交易（或更特定言之，起始USB中斷交易）。於該綜觀+，5〇4指示該等最先發布的請求特性；505指示該等接下來發布的請求特性；5〇6指示該等最後發布的請求特性。區域5〇7指示該等剩下的請求特丨生，而區域508指示該FIFO緩衝器中剩下未被使用的空間。將請求特性分成兩個部分：一個轉移描述項或標頭 509 ’及封包承載資料510 (如適當的話）。轉移描述項509 說明主機控制器409欲處理之交易的特徵。.封包承載資料 5 10為應包含在該主機控制器欲處理之交易之資料封包中的資料。主機控制器409亦利用該轉移描述項儲存該等交易結果。因此’該處理器和主機控制器4〇9均可存取fIF〇缓衝器501。以一種先進先出模式安排該缓衝器係有利的。以此方 -22 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 χ 297公釐）裝訂 583572 20 五、發明説明（ ;^該處理g和該控制器兩者可非常輕易地存該緩衝器中的資料。 =用該緩衝n料”請求特性"和"與㈣二資訊站的通權二果’’係有：的。藉由授予該處理器其讀取該緩衝器的、卜至/明取該緩衝器的指定區域）、以設立一種有效通'方式’此係因利用該相同的緩衝器儲存該等請求特該等請求結果。如是’該處理器可以一種其寫入該等 ^特性之完全相同的方式存取該緩衝器，而僅須將該存取狀態從-個寫人模式變更成—個讀取模式即可。讓該匯流排介面根據該處理器所提供的資訊判定該精確的輪詢間隔係有利的。限制該可能的輪詢速率總數簡化了該匯流排介面其以不同輪詢速率處理不同請求的工作。例如’如該處理器可從1、2、3及128毫秒中選擇任一個作為輪詢速率。該匯流排介面則將該選取之輪詢速率映射到下面其中一個實際輪詢速率上：1、2、4、8、16、32、 64或128毫秒’如是減少了該可能不同的輪詢速率總數， -中從128到8。該匯流排介面較佳將該處理器所選擇的輪詢速率映射到最接近該選取之輪詢速率的實際輪詢速率上。下面的表格顯示該轉移描述項的一種格式。該所示之格式由8個位元組組成，表示成位元組〇、位元組丨、.、位 7C組7。每一個位元組由8個位元組成列舉為〇、i、· ·、 •23 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇χ297公釐） 583572 A7 B7 五、發明説明（2i ) - 7 6 5 4 3 2 1 0 位元組0 實際位元組（7:0) 位元組1 完成媽動態的雙態元件實際位元組（9:8) 位元組2 最大封包尺寸（7:0) 位元組3 端點號碼（3:0) 最後的速度最大封包尺寸（9:8) 位元組4 位元組總數（7:0) 位元組5 0 0 Res Res Dir.符記（1:0) 總位元組數（9:8) 位元組6 0 裝置位址位元組7 中斷輪詢間隔（4:0) -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 583572 A7 B7 五、發明説明（22 ) 下面的表格闡明上面表格中該等參數的意義名稱長度(位元）描述實際位元組 10 含有該轉移之位元組總數完成瑪 4 指示如何完成該涉及之轉移描述項的最後一個交易，其中包含發生的錯誤動態的 1 指示是否應執行交易雙態元件 1 用以產生或比較該資料ΡΠ)數值；於每一次成功地傳輸或接收一個資料封包之後更新該雙態元件最大封包尺寸 10 指示可傳送給一個單一資料封包中該涉及之端點、或可自一個單一資料封包中該涉及之端點中接收的最大位元組總數 Res 1 未使用速度 1 指示該涉級之端點的速度位元組總數 10 指示該欲轉移之位元組總數 Dir.符記 2 指示該涉及之轉移描述項是否包含IN轉移或 OUT轉移裝置位址 7 指示該應定址之USB裝置的位址中斷輪詢間隔 4 指示該等中斷轉移的輪詢間隔 __________ . 25 - Θ25本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) a4規格(21〇x297公爱)

Claims

583572 A8 B8

1. 一種包括一第一資訊站（2〇2)和一第二資訊站（2〇3， 204 )之匯流排系統，其中藉由一用以傳送資料和控制 k號之匯流排將該第一資訊站（2〇2)和該第二資訊站 (203，204)耦合在一起，該匯流排根據一項協定執行，其中該第一資訊站（202)將請求重複傳送給該第二資訊站（203，204)和該第二資訊站（203，2〇4)以回應該等請求，其特徵為該第一資訊站（2〇2)包括一可中斷處理器（2〇6)和一匯流排介面（2·〇7)，其中： -該匯流排介面（207)可被操作，以於一旦接收該第二資訊站（203，204)所選擇的回應時立即中斷該可中斷處理器（206);及 -該可中斷處理器（2〇6)可被操作，以處理該匯流排介面（2〇7)的中斷。 2·如申請專利範圍第1項之匯流排系統，其特徵為該等選擇回應包括無來自該弟二資訊站的回應信號。 3.如申請專㈣圍第！項之匯流排系、统，其特徵為該匯流排系統為一 USB匯流排系統。 4· 一種包括一匯流排（403)與一用以將一中斷供應到一可中斷處理器之中斷輸出間之一連接的匯流排介面，及其中該中斷輸出其特徵為該匯流排介面亦包括一控制器（409)，該控制器（409)可被操作以自該連接（4〇3)中接收回應，及一旦接收到選取回應時立即藉由將一中斷信號傳送給該中斷輸出以中斷該處理器。 5.如申請專利範圍第4項之匯流排介面，其特徵為該等 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

裝訂 •線 583572 8 8 8 8 A B c D 六、申請專利範圍選擇的回應包括該連接上沒有一個回應信號。 6. —種用於連接如申請專利範圍第4項之匯流排的匯流排介面，安排該資訊站被配置以便操作為一 USB介面。 -27- Q)了本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 583572 第091121501號專利申請案，中文說明書替換頁(93年1月） A7 f2? rJ>

發明範疇本發明說明-種匯流排系統’該匯流排系統包括一第一資訊站和1二資訊站，其中藉由—個用以轉移資料和控制信號之匯流排將該第一資訊站和該次乐一 1矾站耦合在一起，及其中該匯流排根據一個協定執行，其中該第一資訊站重覆地將請求傳送給該第二資訊站，且該第二資訊站回應該等請求。本發明亦說明一個匯流排介面，复Φ /、中包括一個匯流排與一個中斷輸出間的一個連接，及其中該 τ成甲斷輸出用以將一個中斷引用到一個可中斷處理器上。發明背景於該USB(通用序列匯流排）規格中揭*該_種匯流排系統。該USB規格係由一群公司（包含康柏電腦公司、惠普公司、英代爾公司、Lucent技藝公司、微軟公司、恩益禧 (NEC)公司、及飛利浦電子公司）所公布的一種標準。下面說明該U S B中各種與徹底瞭解本發明有關的觀點。可自 USB規格、校訂版2·〇中獲得該uSB其更進一步的背景0 该USB為一個標準匯流排，其目地為支援一台個人電腦與極多種週邊裝置（像是網路攝影機、印表機、掃描機、麥克風、及鍵盤）間的資料交換。如是，該USB替代現行的介面（像是RS-232C標準序列埠、並列埠、及pS/2介面）該 USB其更進一步的發展（例如像是在usb行動版中）係針對匯流排系統’其中另一種裝置替代該個人電腦。該一種 -4- 尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公D "— 裝訂線 583572 第091121501號專利申請案，、.. 中文說明書替換頁年1月） A? η) f -—--— ___ B7 五、發明説明^~) —------ 裝置例如可為一個數位靜態照相機、一個攝影機、一個個人數位助理、或一個行動電話。於一個匯流排系統中（像是一個USB系統），係經由一個匯流排將電子匯流排資訊站互相連接。通常一個匯流排資訊站包括-個用以處理或產生資料和控制該資料流程之處理器或電m將USB資訊站定義成主機（例如個人電腦）和裝置（週邊裝置）。一般而言，每一USB系統上僅有一個主機。亦將該主機上的一個USB介面意指為一個主機控制器。可於一個硬體、軔體或軟體的組合中執行該主機控制器。將USB裝置定義成集線器，其提供附加的接附點或力月b以提供旎力給該系統。經由一個階梯式星號拓蹼學將該等裝置連接到該主機上。集線器指示接附或移除一個 USB裝置。該主機判定一個新接附的USB裝置是否為一個集線器或一個功能，及將一個獨一無二的USB位址指定給該USB裝置。由一個獨一無二的USB位址存取所有的裳置母一個裝置又支援一個或多個端點，其中該主機可與該（等）端點通訊。將下面的說明限制在”定義成功能的 USB裝置，，上。該USB為一個輪詢匯流排。該主機控制器起始所有的資料轉移。大部分的匯流排交易涉及傳輸多達三個封包。當該主機控制器以一個排程的基礎傳送一個說明該交易其型式和方向、該USB裝置位址、及端點號碼的USB封包時，則每一個交易開始進行。將該封包意指為該，，符記封包，，該被定址之USB裝置藉由解碼該等適當的位址欄以選擇它自 _____ -5- 本紙張尺度適用標準(CNS) A4規格(摩297公爱） ----- ^ 〇9J 121501號專利申請案文說明書替換頁(93年1月）

五、發明説明（6 及圖5，為一個以一種先進先出方式組織之緩衝器的概圖綜觀。於該等圖示中，以同一的參照表示完全相同的部分。發明詳細說明圖1為一個說明該USB規格、校訂版2.0中所指定之中斷父易格式的圖示。於USB内，係由該主機起始所有的通讯。由一個獨一無二的USB位址存取所有的USB裝置。每個裝置又支援一個或多個端點，其中該主機可與該（等）端點通訊。該USB支援該USB主機與USB裝置間的功能資料和控制交換。U S B資料轉移係發生在主機軟體與一個u s B裝置上的一個特殊端點間。該USB結構包括三種基本的轉移型式： -等時轉移：等時或水流式即時資料，其中藉由一個預先協商的等待時間佔用一個預先協商的USB頻寬量； -中斷轉移：非同步交談式資料，像是具有人類可感知之口卓或回饋反應特徵之字元或座標；及 -巨量轉移：大量或爆發量產生或消耗的非同步區段轉移資料，其中具有寬廣的動態緯度傳輪限制。如無任何正在進行的交易時，則一個usb系統係處在一個閒置模式101下。包含資料轉移的匯流排交易通常涉及一個h ¥又· 一個设定階段1〇2 ; 一個資料階段1〇3 ;及一個狀態階段104。包含#料轉移的匯流排交易通常涉及傳輸三種不同的 583572 第091121501號專利申請案中文說明書替換頁(93年1月）

五、發明説明（22a ) 元件符號說明 101 閒置模式 102 設定階段 103 資料階段 104 狀態階段 105， 106 符記封包 107， 108 資料封包 109-112 握手傳輸封包 113, 114 線 115， 116 握手傳輸封包 117, 118 線 201 匯流排系統 202 第一資訊站 203, 204 第二資訊站 205 匯流排連接 206 (可中斷）處理器 207 匯流排介面 208, 501 緩衝器 209 控制器 210 中斷連接 304, 305, 306, 307, 308 IN轉移 309, 311， 315, 329 訊息 310, 314, 317, 319, 321 IN符記 312, 316, 318, 323, 333, 340, 343, 345 中斷信號 313 應答信號 -25a- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝訂線 583572 f) \ 第091121501號專利申請案中文說明書替換頁(93年1月） g … 五、發明説明（22b ) 320 否定回答信號（NAK) /NAK握手傳輸 322 命令（拖延）/拖延握手傳輸 324, 325, 326, 327, 328 OUT轉移 330, 334, 337, 341， 344 OUT符記 336 否定回答信號（NAK) /NAK握手傳輸 339 命令（拖延）/拖延握手傳輸 401 匯流排介面積體電路 402, 403, 404 連接 405 主機-裝置多工器 406 時序區塊 407 主機介面 408 裝置介面 409 主機控制器 410 裝置控制器 411 主機緩衝器 412 裝置缓衝器 413 主機收發器 414 裝置收發器 502, 503 箭頭 504, 505, 506 請求 507, 508 區域 509 轉移描述項/標頭 510 封包承載資料 -25b- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)