TWI286889B - Universal serial bus adaptive signal rate - Google Patents

Description

1286889 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而言係關於通用串列匯流排（U S B )之可 δ周適彳§5虎速率（ASR)。 【先前技術】 串列匯流排現今被使用於界接周邊裝置至一電腦系統 φ 。這些匯流排的例子包括該通用串列匯流排（U S Β )及電 子電機工程師協會（IEEE ) 1 3 94標準匯流排。這些串列 匯流排提供一種附接及接達周邊裝置之簡單方法。 例如，該U S B係一種新標準，其可經由微處理器來 實現傳統的界面，諸如周邊零件連接界面（P CI )、工業 標準架構（IS A )或擴展工業標準架構（e IS A )匯流排。 U S B之優點包括即插即用支援、熱連結、擴充性、硬體及 軟體升級支援及低成本。

φ 一 USB式系統通常包括一或多個USB客戶機（USB 客戶機通常亦被稱之爲“USB裝置”、“USB客戶機裝置，，等 等）、一 USB主機控制器及一或多個集線器。USB裝置 之實例係USB相容性數位照相機、印表機、鍵盤、掃描 器、數據機及數位電話。所有USB裝置係直接或者經由 一提供一或多個埠之USB集線器而附接至一 USB主機（ 或主機控制器）。原始USB(USBl.l)支援兩種不同速度 :用於低速度裝置爲1 ·5百萬位元（Mbits ) /秒（Mbps ) (稱之爲“LS”或低速度）以及用於高速度裝置爲12MBits/ (2) 1286889 秒（Mbps )(稱之爲“FS”或全速度）。USB 2.0 (高速度 USB )支援4 80 Mbps之速度（稱之爲“HS”或高速度）。 USB造成新的周邊裝置的插接變得容易且可即插即用 ，且比原始的串列埠更爲快速（大約快1 00倍），且支援 多個裝置的連接。因爲這些優點，USB享有廣大的市場接 受度。USB允許一電腦經由一擴充埠而具有擴充性能，且 免去了使用者或組裝者打開系統機殻的需要。因爲USB φ 同時支援多個周邊裝置，因此其允許使用者可以從一單一 電腦（例如，一 PC )來運作多個裝置，諸如印表機、掃 描器、數位照相機及擴聲器。USB亦允許自動裝置偵測及. 安裝，且使終端使用者實際體驗即插即用的連接經驗。實 際上，現今的每一台新PC皆具有一或多個USB璋，使得 已安裝可支援USB的個人電腦機台快速地增加至數億台 的範圍。然而，USB 2.0裝置目前允許的最大信號速率爲 480Mb/s 〇 • 【發明內容】 本發明之某些實施例係關於通用串列匯流排（USB ) 可調適信號速率（ASR)。 在某些實施例中，其判斷在通用串列匯流排電纜的每 一終端是否支援一大於480 Mbps之通用串列匯流排電纜 的速度，且計算出該通用串列匯流排電纜之長度，以及回 應於該判斷及計算將該通用串列匯流排電纜之速度增加超 過 48 0 Mbps 〇 -5- (3) 1286889 在某些實施例中，一物件包括於其上具有指令之電腦 可讀式媒體，當該指令被執行時會造成一電腦判斷在該通 用串列匯流排電纜的每一終端是否支援一大於4 8 0 M b p s 之通用串列匯流排電纜的速度，且計算出該通用串列匯流 排電纜之長度，以及回應於該判斷及計算將該通用串列匯 流排電纜之速度增加超過4 80 Mbps。 在某些實施例中，一系統包括一通用串列匯流排電纜 及一通用串列匯流排主機。該通用串列匯流排主機係用以 判斷在該通用串列匯流排電纜之每一終端是否支援一大於 4 80 Mbps之該通用串列匯流排電纜之速度，及計算該通用 串列匯流排電纜之長度，以及將該通用串列匯流排電纜之 速度增加超過4 80 Mbps。 【實施方式】 圖1顯示依照某些實施例之一流程圖1 00。在某些實 施例中，流眉圖1〇〇被稱之爲一可調適信號速率（ASR) 流程圖。在102中，一裝置（例如，一 USB裝置）被附 接於。在104中，一 USB主機（及/或USB集線器）偵測 該USB裝置之附接。在106中判斷該USB裝置是否爲— LS (低速度）裝置。若在1〇6中判定該USB裝置係一 LS 裝置，則將其列舉於方塊1 08且流程結束於i丨〇。若該 USB裝置在106中被判定出並非一 LS裝置，則藉由利用 一 FS (全速度）邊緣速率驅動一單一結束零（Single Ended Zero，SEO )而於1 12確認一匯流排重設。一單一 (4) (4)1286889 結束零（SEO )被定義爲匯流排狀態，其中該USB差分資 料線（DPlus及DMinus )兩者皆低於〇.8伏特。可參考通 用串列匯流排規格2.0版之更爲詳細的說明。該USB DPlus信號之下降邊緣的步階響應於1 14中被測量，以測 定該USB電纜長度在該USB主機（USB集線器）及該 USB裝置之間的長度。例如，可基於所測量之該DPlus信 號之下降邊緣的步階響應來採用一查看表以測定該USB 電纜長度。若要增加測量精確度可能需要進行多次重設及 步階響應測量。如同使用在USB 2.0產品中用以指示高速 度支援的USB HS Chirp K信號交換，用於.速度超過HS ( 480 Mbps)之額外匯流排的支援亦必須在該主機與裝置之 間進行聯繫。該可調適信號速率（ASR )信號交換可以由 該主機或裝置任一者所初啓。就一初啓裝置的實例而言， 用於可調適信號速率（A SR)之支援可藉由一回應於具有 一 Chirp J之主機重設之裝置初啓達1.0毫秒至7.0毫秒的 期間k而被指示出來（參考通用串列匯流排規格2.0版中對 於Chirp J之詳細說明）。回應於Chirp J狀態之主機可以 爲一 Chirp J-K重複響應之初啓。就一初啓主機的例子而 言，該主機可藉由驅動一維持的Chirp J (或K )而回應於 Device HS Chirp K響應以作爲該主機支援可調適信號速 率（ASR )之指示。該裝置接著便可藉由驅動一 Chirp J 響應而回應。爲了闡釋之目的，圖1假設該信號交換係主 機初啓，但存在有其他實施例，其中該信號交換並非由主 機初啓。該USB主機於Π6信號通知支援可調適信號速 (5) 1286889 率（ASR)。若該裝置支援可調適信號速率（ASR)，且 其將於1 18作回應的回應。該主機於1 18判斷該USB裝 置在118是否支援ASR。若該USB主機或裝置不支援可 調適信號速率（ASR)，則其於120被列舉爲一 FS (全速 度）或一 HS (高速度）裝置，且流程結束於122。若於 118判定該USB主機及USB裝置皆支援ASR，則在124 中於該USB主機（或USB集線器）及該USB裝置之間協 調出一與該USB電纜長度相容之共同速度。流程結束於 126 ° 圖2顯示依照本發明之某些實施例之USB電纜長度 的測量。圖2包括一系統200及一電子時序圖250。系統 200包括一主機傳輸緩衝器202、一主機接收緩衝器204、 一 USB電纜206及一裝置接收緩衝器208。爲了闡釋之目 的，非電纜互連長度（母板pcb跡線、裝置pcb跡線等等 )將假設爲可忽略的（零）。在某些實施例中，該USB 電纜206之長度係利用例如主動匯流排信號送來予以測量 。該USB主機傳輸（驅動）例如一 FS邊緣速率重設信號 25 0。該重設之初啓傳輸係開始於25 6。一步階響應被顯示 在254，且該步階響應結束於25 8。在254之該步階響應 係因爲該FS終端阻抗及FS驅動器特性而產生。該步階響 應之期間係由通過該USB電纜之往返傳播延遲而測定。 用於電纜之步階響應被測量出來，例如在圖2中顯示爲5 2 奈秒，其大約爲往返信號反射時間，其將指示該U S B電 纜爲5公尺，此爲該USB所允許的最大長度。 (6) 1286889 在某些實施例中，一支援可調適信號速率（ASR)之 USB主機（或一 USB集線器）係被連接至一亦支援ASR 之USB裝置。這使得一連結速度被協調成高於現行USB 2.0最大速度480Mb/s。在某些實施例中，此較高速度係 基於該USB電纜之長度及一由該連結兩端所支援的共同 速度而被協調。 在某些實施例中，該較高速度之協調包括一匯流排信 號交換以判斷是否支援一大於48 0 Mb/s之速度、連接兩 組件之USB電纜之長度的測定以及協調至新的較高速度 。在某些實施例中，該US.B電纜長度係藉由測量一送入 電壓邊緣之步階響應來予以測定。在某些實施例中，其測 量該主機驅動器匯流排重設之下降邊緣的開路電壓步階。 針對一 FS (全速度）邊緣速率之步階響應時間差係該 USB電纜之往返傳播延遲。藉由將其除以2便可得到該電 纜之傳播延遲，因此便可測定該USB電纜之電氣長度。 在某些實施例中，使用查看表使得傳輸器可以測定出能夠 支援之最大連結速度。 現行USB 2.0允許480 Mb/s之最大信號速率。由於 該USB 2.0規格允許最高爲5公尺的USB電纜，因此很難 增加該位元傳送速率且同時保持反向相容性。在某些實施 例中，位元傳送速率可被增加超過最大的48 OMb/s，且同 時保持反向相容性。舉例來說，這可藉由偵測何時採用最 大長度的USB電纜且以現行48 0 Mb/s極限値運行，但當 該電纜短於5公尺限制値時則以更快的速度運行而達成。 -9 - (7) 1286889 在某些實施例中，主動匯流排信號發送被用以增加一 USB電纜之傳輸速度，同時與現有的USB速度及電纜保 持反向相容性。在某些實施例中，設計高資料速率USB 產品的任何人將可因爲增加的位元傳輸速率而受益（例如 ，串流聲音及影像捕捉裝置、USB照相機、DVD播放機等 等之製造商）。 雖然某些實施例已參考特定實施方式說明如上，然而 依照某些實施例，其仍可以具有其他的實施方式。此外， 在圖式及/或本文說明中之電路元件或其他特徵該配置及/ 或順序並不一定要以所述之特定方式來予以配置。依照某 些實施例，其可具有其他的配置。 在圖示之每一系統中，在某些例子中之元件可各具有 一相同的元件標號，或以不同的元件標號標示，以建議所 代表的元件可能係不同的及/或類似的。然而，一元件可 能具有相當的變通性而能有不同的實施方式且能與本說明 內容中所示或所述之某些或全部系統配合使用。在圖式中 所示之各種不同元件可以爲相同的或不相同的。何者被稱 之爲第一元件而何者被稱之爲第二元件係隨意的。 在本說明及申請專利範圍中，可以使用術語“耦接”及 “連接”及其衍生詞。應瞭解，這些術語並非係彼此作爲同 義詞。相反地，在特定實施例中，“連接”係用以表示兩個 或多個元件係彼此直接實體或電性接觸。“耦接”可表示兩 個或多個元件爲直接實體或電性接觸。然而，“耦接”亦可 表示兩個或多個元件非彼此直接接觸，但仍可協作或相互 -10- (8) 1286889 作用。 一演算法在此（且一般而言）係被視爲可導致一所要 結果之動作或操作之本身一致性順序。這些包括實體數量 的實際操縱。通常’雖然並非一定’這些數量係採用可以 被儲存、傳輸、結合 '比較及其他操縱方式之電性或磁性 信號的型式。有時爲了方便起見，且主要基於共同使用的 理由，將這些信號稱爲位元、値、元件、符號、文字、術 語、數量等等。然而’應瞭解’所有這些及類似的術語係 用以與適當的實體數量相關聯，且僅以方便性的標籤施加 於這些數量.。 某些實施例能以硬體、韌體及軟體之其中一者或其組 合來實現。某些實施例亦能以儲存在一機器可讀式媒體上 的指令來實現’其可以藉由一計算平台來予以讀取及執行 ，以進行在本文中所述的操作。一機器可讀式媒體可包括 任何能以一由機器（例如’一電腦）所讀取之型式來儲存 或傳送資訊的任何機構。例如，一機器可讀式媒體可包括 唯讀記億體（ROM );隨機存取記憶體（ram );磁碟儲 存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體裝置；電性、光學、 聲學或其他型式的傳播信號（例如，載波、紅外線信號、 數位信號、傳送及/或接收信號之界面等等），以及其他 媒體。 一實施例係本發明之一實施方式或實例。在本說明書 中所謂的“一實施例”、“ 一個（〇 11 e )實施例”、“某些實施 例”或“其他實施例”係表示針對該實施例所述之一特定特 -11 - (9) 1286889 徵、結構或特性被包括在至少某些實施例中，但不一定被 包括在本發明的所有實施例中。不同出現的“一實施例”、 “一個實施例，，或“某些實施例，，並不一定指稱相同的實施例 〇 若本說明書陳述一組件、特徵、結構或特性“可”、“ 可能，，、“可以，，或“可能，，被包括，則舉例來說，該特定組 件、特徵或特性係不需要被包括的。若本說明書或申請專 利範圍指稱“一（a或an )，，元件，這並不代表該元件僅有 一個。若本說明書或申請專利範圍指稱“一額外的”元件’ 則並不排除具有一個以上之該額外元件的可能性。 雖然流程圖及/或狀態圖在本文中被用以描述實施例 ，然而本發明並未侷限於這些圖或對應的說明。例如，流 程並不一定要經過每一個所示的方塊或狀態，或者更具體 而言，並不一定要經過如圖示及所說明的相同順序。 本發明並未侷限於在本文中所列舉之特定細節。事實 上，熟習此項技術者獲益於本揭示內容將可瞭解到在本發 明範圍內可以具有不同於上述說明及圖式的許多其他變化 。因此，以下的申請專利範圍及包括其任何修改界定本發 明之範圍。 【圖式簡單說明】 本發明將可從本發明之某些實施例的以上詳細說明及 從附圖而獲得更深入之瞭解，然而，並不應該將本發明侷 限於上述的特定實施例，該等實施例僅作爲闡釋及理解之 -12- (10) 1286889 用。 圖1顯示依照本發明某些實施例之一流程圖。 圖2顯示依照本發明之某些實施例之USB電纜長度 的測量。 【主要元件符號說明】 200 :系統 202 :主機傳輸緩衝器 204 :主機接收緩衝器 206 ： USB 電纜 208 :裝置接收緩衝器 250 : FS邊緣速率重設信號 -13-

Claims (1)

1286889 ⑴ 十、申請專利範圍 1 · 一種用於調適通用串列匯流排（u S B )信號速率 之方法，包含： 判斷在通用串列匯流排電纜的每一終端是否支援一大 於480百萬位元/秒（Mbps )之通用串列匯流排電纜的速 度； 計算該通用串列匯流排電纜之長度；及 • 回應於該判斷及計算，將該通用串列匯流排電纜之速 度增加超過480 Mbps。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中若在該通用 串列匯流排電纜之每一終端未支援大於480 Mbps之該通 用串列匯流排電纜之速度，則不將該通用串列，匯流排電纜 之速度增加超過480 Mbps。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中若該通用串 列匯流排電纜被計算出來的長度係5公尺，則不將該通用 φ 串列匯流排電纜之速度增加超過480 Mbps。 . 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中若在該通用 串列匯流排電纜之每一終端支援大於480 Mbps之該通用 串列匯流排電纜之速度，且若該通用串列匯流排電纜被計 算出來的長度小於5公尺，則將該通用串列匯流排電纜之 速度增加超過480 Mbps。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含協調 出一共同速度，該共同速度與被計算出來之通用串列匯流 排電纜長度相容。 -14- (2) (2)1286889 6 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該計算係利 用主動匯流排信號發送而執行。 7 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該計算係藉 由監測一主機驅動匯流排重設之一下降邊緣之開路電壓步 階而執行。 8. ——種用於調適USB信號速率之物件，包含：一電 腦可讀式媒體，於其上具有指令，當該指令被執行時會造 成該電腦： 判斷在通用串列匯流排電纜的每一終端是否支援一大 於48 0 Mbps之通用串列匯流排電纜的速度； 計算該通用串列匯流排電纜之長度；及 回應’於該判定的速度支援及所計算之長度來將該通用 串列匯流排電纜之速度增加超過480 Mbps。 9. 如申請專利範圍第8項之物件，其中該電腦可讀 式媒體進一步於其上具有指令，若在該通用串列匯流排電 纜之每一終端未支援大於480 Mbps之該竭用串列匯流排 電纜之速度，則當該指令被執行時會造成一電腦不會將該 通用串列匯流排電纜之速度增加超過480 Mbps。 1〇·如申請專利範圍第8項之物件，其中該電腦可讀 式媒體進一步於其上具有指令，若該通用串列匯流排電纜 被計算出來的長度爲5公尺，則當該指令被執行時會造成 一電腦不會將該通用串列匯流排電纜之速度增加超過480 Mbps。 1 1 ·如申請專利範圍第8項之物件，其中該電腦可讀 -15- (3) (3)1286889 式媒體進一步於其上具有指令，若在該通用串列匯流排電 纜之每一終端支援大於480 Mbps之該通用串列匯流排電 纜之速度，且若該通用串列匯流排電纜被計算出來的長度 小於5公尺，則當該指令被執行時會造成一電腦將該通用 串列匯流排電纜之速度增加超過4 80 Mbps。 12. 如申請專利範圍第8項之物件，其中該電腦可讀 式媒體進一步於其上具有指令，當該指令被執行時會造成 一電腦協調出一共同速度，該共同速度與被計算出來之通 用串列匯流排電纜長度相容。 13. 如申請專利範圍第8項之物件，其中該電腦可讀 式媒體進一步於其上具有指令，當該指令被執行時會造成 一電腦利用主動匯流排信號發送來計算該通用串列匯流排 電纜之長度。 14. 如申請專利範圍第8項之物件，其中該電腦可讀 式媒體進一步於其上具有指令，當該指令被執行時會造成 一電腦監測一主機驅動匯流排重設泛一下降邊緣之開路電 壓步階，以計算該通用串列匯流排電纜之長度。 15· —種用以調適USB信號速率之系統，其包含： 一通用串列匯流排電纜；及 一通用串列匯流排主機，其用以判斷在該通用串列匯 流排電纜之每一終端是否支援一大於48 0 Mbps之該通用 串列匯流排電纜之速度，及計算該通用串列匯流排電纜之 長度，以及將該通用串列匯流排電纜之速度增加超過4 8 0 Mbps。 -16- (4) (4)1286889 1 6·如申請專利範圍第1 5項之系統，其中若在該通 用串列匯流排電纜之每一終端未支援大於480 Mbps之該 通用串列匯流排電纜之速度，則該通用串列匯流排主機不 會將該通用串列匯流排電纜之速度增加超過480 Mbps。 1 7 ·如申請專利範圍第1 5項之系統，其中若該通用 串列匯流排電纜被計算出來的長度係5公尺，則該通用串 列匯流排主機不會將該通用串列匯流排電纜之速度增加超 過 480 Mbps。 1 8 .如申請專利範圍第1 5項之系統，其中若在該通 用串列匯流排電纜之每一終端支援大於480 Mbps之該通 用串列匯流排電纜之速度，且若該通用串列匯流排電纜被 計算出來的長度小於5公尺，則通用串列匯流排主機會:將;· 該通用串列匯流排電纜之速度增加超過480 Mbps。 1 9.如申請專利範圍第1 5項之系統，該通用串列匯 流排主機協調出一共同速度，該共同速度與被計算出來之 通用串列匯流排電纜長度相k容。 20·如申請專利範圍第1 5項之系統，其中該通用串 列匯流排主機係採用主動匯流排信號發送來計算該通用串 列匯流排電纜之長度。 2 1 .如申請專利範圍第1 5項之系統，其中該通用串 列匯流排主機監測一主機驅動匯流排重設之一下降邊緣之 開路電壓步階來計算該通用串列匯流排電纜之長度。 -17-