TWI407318B - 低頻交握訊號之偵測方法 - Google Patents

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Description

低頻交握訊號之偵測方法
本發明係關於一種訊號偵測方法，特別是有關於一種低頻交握訊號之偵測方法，該偵測方法相容於通用序列匯流排協定以及快速週邊元件連接介面(Peripheral Component Interconnect Express,PCI-E)協定。
隨著資訊技術的快速發展與進步，可攜式儲存裝置、影音媒體等電子裝置廣泛被應用於資料存取與視訊影像之領域，其中通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)協定是一種常用的通訊匯流排，係作為該電子裝置與主機裝置(Host)之間的通訊介面。為了加速電子裝置的資料流(data stream)的讀取與寫入，通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)協定的規格從早期的USB 1.0持續推陳出新至目前的USB 3.0規格，該USB 3.0規格逐漸使用於需要高速傳送資料的電子裝置，可以有效提高資料的存取效率。
該電子裝置的接收器依據USB 3.0的規範以接收來自主機裝置(Host)(例如電腦系統)的資訊或是傳送訊息至該主機裝置，在傳送高速的串列訊號之前，需要先偵測主機裝置與電子裝置之間的電路阻抗是否匹配，阻抗匹配之後才會開始傳送該高速串列訊號。其中，阻抗匹配過程包括於接受端偵測(Rx Detect)階段，利用一端點偵測電路(Terminal Detection Circuit)來偵測接受端的電路阻抗，然而該阻抗匹配的端點偵測電路非常複雜，成本較高，且各廠商設計之電路及偵測方式不相同，例如英特爾公司提出的美國第US 7,161,388號專利揭示一種端點偵測系統，雖然可偵測阻抗匹配，但是其阻抗偵測電路容易因各廠商設計的電子裝置電路之不同，造成相容性的問題，以致於訊號發射端與接受端彼此之間無法正確地傳送訊號。有鑑於此，需要發展一種新式的偵測方法，以解決上述之問題。
本發明提供一種低頻交握訊號之偵測方法，相容於通用序列匯流排協定以及快速週邊元件連接介面(Peripheral Component Interconnect Express,PCI-E)協定，以節省主機裝置以及受控裝置的端點偵測電路之設計成本，並解決主機裝置與受控裝置之間對於阻抗匹配的相容性，且利用低頻交握訊號作為主機裝置與受控裝置之間的交握通訊，以節省電力消耗。
本發明之低頻交握訊號之偵測方法，適用於一偵測系統，該偵測系統包括一主機裝置以及一受控裝置，該主機裝置包括一第一接收器以及一第一發射器，該受控裝置包括一第二接收器、一第二發射器以及一時脈/資料回復裝置，該低頻交握訊號之偵測方法包括下列步驟：
(a)　當該主機裝置啟動之後進行第一阻抗校準，且依據該第一阻抗校準發出一第一低頻訊號，該受控裝置啟動之後進行第二阻抗校準，且依據該第二阻抗校準發出一第二低頻訊號；
(b)　當該第二低頻訊號以及該第一低頻訊號到達一預定條件之後，該主機裝置傳送一第一高頻訓練訊號至該受控裝置之該第二接收器；以及
(c)　該受控裝置傳送一第二高頻訓練訊號至該主機裝置之該第一接收器，其中該第二低頻訊號以及該第一低頻訊號的頻率小於該第一高頻訓練訊號及該第二高頻訓練訊號的頻率。
本發明只需要確認本身的接收器就緒之後，即可傳送低頻交握訊號，而不需要確認對方的接收器處於阻抗匹配狀態才能傳送低頻交握訊號；亦即該主機裝置的第一發射器不需要與該受控裝置的第二接收器阻抗匹配，該受控裝置的第二發射器不需要與該主機裝置的第一接收器阻抗匹配，即可傳送低頻交握訊號，因此可解決該主機裝置與受控裝置之間對於阻抗匹配的相容性之問題，亦即受控裝置阻抗匹配值不同於一標準阻抗匹配值時，仍可傳送後續的高頻訓練訊號。而且，即使本發明省略接受端偵測(Rx Detect)階段之阻抗匹配偵測，仍可在後續的高頻訓練訊號之階段獲知阻抗不匹配，而不會影響偵測系統之運作。此外，本發明之低頻交握訊號的偵測方法可省略或是簡化端點偵測電路之設計，大幅降低成本。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
本發明之較佳實施例藉由所附圖式與下面之說明作詳細描述，在不同的圖式中，相同的元件符號表示相同或相似的元件。
參考第1A圖以及第1B圖，第1A圖係繪示依據本發明實施例中低頻交握訊號之偵測系統100的示意圖；第1B圖係繪示依據本發明實施例中偵測低頻交握訊號之流程圖。該偵測方法適用於該偵測系統100，該偵測系統100包括主機裝置102以及受控裝置104，該主機裝置102包括第一發射器102a以及第一接收器102b，該受控裝置104包括第二發射器104a、第二接收器104b、時脈/資料回復裝置106、序列/解序列裝置108以及參考時脈裝置112，該主機裝置102耦接於該受控裝置104，該第一接收器102b耦接於該第二發射器104a，該第二接收器104b耦接於該第一發射器102a，該時脈/資料回復裝置106分別耦接第二接收器104b、該第二發射器102a以及序列/解序列裝置108，本發明之低頻交握訊號的偵測方法包括下列步驟：在步驟S100中，當該主機裝置102啟動之後進行第一阻抗校準，且依據該第一阻抗校準發出一第一低頻訊號，該受控裝置104啟動之後進行第二阻抗校準，且依據該第二阻抗校準發出一第二低頻訊號。換言之，該第一阻抗校準表示該主機裝置102的第一接收器102b準備就緒(ready)，該主機裝置102的發射器102a可發出該第一低頻訊號；同樣地，該第二阻抗校準表示該受控裝置104的第二接收器104b準備就緒，該受控裝置104的第二發射器104a可發出該第二低頻訊號。
在步驟S102中，當該第二低頻訊號以及該第一低頻訊號到達一預定條件之後，該主機裝置102傳送第一高頻訓練訊號至該受控裝置104之第二接收器104b。在一實施例中，該預定條件例如是發射器送出至少16個連續週期訊號、接收器接收至少兩個連續週期訊號、以及接收器接收1個週期訊號之後發射器送出4個連續週期訊號，例如該第一發射器102a送出至少16個連續週期訊號、該第二接收器104b收至少兩個連續週期訊號、該第二接收器104b接收1個週期訊號之後該第二發射器104a送出4個連續週期訊號。
在步驟S104中，該受控裝置104傳送一第二高頻訓練訊號至該主機裝置102之第一接收器102b，其中該第二低頻訊號以及該第一低頻訊號的頻率小於該第一高頻訓練訊號及該第二高頻訓練訊號的頻率。該第一、第二高頻訓練訊號例如是等化訓練序列(training sequence for equalization,TSEQ)、第一訓練序列(first training sequence,TS1)以及第二訓練序列(second training sequence,TS2)。在一實施例中，該第一高頻訓練訊號以及該第二高頻訓練訊號的頻率大於1 GHz。
在步驟S106中，該主機裝置102與該受控裝置104之間完成交握程序，使該受控裝置104處於待命(standby)狀態。
在一實施例中，該第一低頻訊號以及該第二低頻訊號係依據通用序列匯流排(USB) 3.0規範標準、快速週邊元件連接介面(Peripheral Component Interconnect Express,PCI-E)之匯流排規範標準、以及串列/解串列匯流排規範標準，USB 3.0規範標準例如是超高速(SuperSpeed)規範，其操作頻率係為5 Gbps(Giga bits per second)。該第一低頻訊號以及該第二低頻訊號的頻率介於10 MHz至100 MHz之間。該第一低頻訊號以及該第二低頻訊號係為低頻周期訊號(low frequency periodic signal,LFPS)，以作為該受控裝置104與該主機裝置102之間的交握(handshaking)通訊信號。此外，該參考時脈裝置112提供參考時脈以驅動該時脈/資料回復裝置106以及該序列/解序列裝置108，以使該時脈/資料回復裝置106解析由該主機裝置102傳送至至該受控裝置104之一高頻訊號，以產生一時脈訊號以及一資料訊號，該序列/解序列裝置108轉換來自該時脈/資料回復裝置106的資料訊號之格式。
根據上述，本發明之低頻交握訊號的偵測方法利用該主機裝置102以及受控裝置104本身的阻抗校準，以節省主機裝置102以及受控裝置104的端點偵測電路之設計成本，並解決主機裝置102與受控裝置104之間對於阻抗匹配的相容性；進一步地，由於本發明之偵測系統100係以低頻交握訊號作為主機裝置102與受控裝置104之間的交握通訊，由於該低頻交握訊號的頻率較低，故可以節省電力消耗。
參考第2A圖以及第2B圖，第2A圖係繪示依據本發明第1A圖之第一實施例中相容於通用序列匯流排協定的低頻交握訊號之偵測系統100之示意圖；第2B圖係繪示依據本發明第2A圖中執行低頻交握訊號之偵測方法之流程圖。具體來說，上述之第1B圖的步驟S100中，還包括下列步驟：在步驟S11中，當該受控裝置104電性連接於該主機裝置102且偵測到該主機裝置102的一電源訊號時，例如當該受控裝置104插入至該主機裝置102之後，該主機裝置102提供電源給該受控裝置104，以使該第二接收器104b進行第二阻抗校準。
在步驟S12中，當該第二接收器104b完成第二阻抗校準之後，該受控裝置104控制該第二發射器104a發出該第二低頻訊號至該第一接收器102b。
在步驟S13中，當該第一接收器102b偵測到該第二低頻訊號之後，該第一接收器102b進行第一阻抗校準。
在步驟S14中，當該第一接收器102b完成第一阻抗校準之後，該主機裝置102控制該第一發射器102a發出該第一低頻訊號至該第二接收器104b。
參考第2A圖以及第2C圖，第2C圖係繪示依據本發明第2A圖中另一執行低頻交握訊號之偵測方法之流程圖。具體來說，在第1B圖之步驟S100中，還包括下列步驟：
在步驟S21中，當該主機裝置102啟動之後，該第一接收器102b進行第一阻抗校準且該主機裝置102提供一電源訊號。
在步驟S22中，當該第一接收器102b完成第一阻抗校準之後，該主機裝置102控制該第一發射器102a發出該第一低頻訊號至該第二接收器104b。
在步驟S23中，當該受控裝置104電性連接於該主機裝置102時，該受控裝置104接收到該第一低頻訊號以及該電源訊號，該受控裝置104依據該第一低頻訊號或是該電源訊號兩者其中之一，以使該第二接收器104b進行第二阻抗校準。
在步驟S24中，當該第二接收器104b完成第二阻抗校準之後，該受控裝置104控制該第二發射器104a發出該第二低頻訊號至該第一接收器102b。
根據上述之第2A-2C圖，本發明之低頻交握訊號之偵測方法利用第一低頻訊號以及第二低頻訊號的交握通訊，以省略阻抗匹配偵測之步驟，例如在USB 3.0 SuperSpeed中省略接受端偵測(Rx Detect)階段之阻抗匹配的偵測，藉由在主機裝置102與受控裝置104之間直接傳送第一低頻訊號以及第二低頻訊號，如此可節省阻抗偵測電路之設計及製造成本。
參考第3A圖以及第3B圖，第3A圖係繪示依據本發明第1A圖之第二實施例中相容於快速週邊元件連接介面(PCI-E)的低頻交握訊號之偵測系統100的示意圖；第3B圖係繪示依據本發明第3A圖中執行低頻交握訊號之偵測方法之流程圖。其中第3A圖之偵測系統100類似於第2A圖之偵測系統100，其差異在於該主機裝置102與該受控裝置104之間無該電源匯流排110，而是在受控裝置104中內建獨立的電源116，以提供電力給該受控裝置104使用，以啟動該受控裝置104。具體來說，在第1B圖之步驟S100中，還包括下列步驟：
在步驟S31中，當該主機裝置102啟動之後，該第一接收器104b進行第一阻抗校準。
在步驟S32中，當該第一接收器102b完成第一阻抗校準之後，該主機裝置102控制該第一發射器102a發出該第一低頻訊號至該第二接收器104b。
在步驟S33中，當該受控裝置104啟動之後，該第二接收器104b進行第二阻抗校準。
在步驟S34中，當該第二接收器104b完成第二阻抗校準之後，該受控裝置104控制該第二發射器104a發出該第二低頻訊號至該第一接收器102b。
在步驟S35中，當該受控裝置104b電性連接於該主機裝置102時，該主機裝置102與該受控裝置104分別接收該第二低頻訊號以及該第一低頻訊號。
在習知技術中，主機裝置與受控裝置之間的發射器與接收器會有相容性的問題，且端點偵測電路之設計較為複雜。根據上述之第2B圖、第2C圖以及第3B圖之低頻交握訊號的偵測方法，本發明只需要確認本身的接收器準備就緒之後，即可傳送低頻交握訊號，而不需要確認對方的接收器是否處於阻抗匹配狀態才能傳送低頻交握訊號；亦即該主機裝置102的第一發射器102a不需要與該受控裝置104的第二接收器104b阻抗匹配，該受控裝置104的第二發射器104a不需要與該主機裝置102的第一接收器102b阻抗匹配，即可傳送低頻交握訊號。因此本發明之偵測系統100可解決該主機裝置102與受控裝置104之間對於阻抗匹配的相容性之問題，亦即受控裝置104阻抗匹配值不同於一標準阻抗匹配值(例如45歐姆)時，仍可傳送後續的高頻訓練訊號。而且，即使本發明省略接受端偵測(Rx Detect)階段之阻抗匹配偵測，仍可在後續的高頻訓練訊號之階段獲知阻抗不匹配，而始終不會影響偵測系統100之運作。進一步地，本發明之低頻交握訊號的偵測方法可省略或是簡化端點偵測電路之設計，大幅降低成本。
綜上所述，本發明提供一種低頻交握訊號之偵測方法，可節省主機裝置以及受控裝置的端點偵測電路之設計成本，並解決主機裝置與受控裝置之間對於阻抗匹配的相容性，且利用低頻交握訊號作為主機裝置與受控裝置之間的交握通訊，以節省電力消耗。
雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，均屬頻率同步的範籌，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．偵測系統
102．．．主機裝置
102a．．．第一發射器
102b．．．第一接收器
104．．．受控裝置
104a．．．第二發射器
104b．．．第二接收器
106．．．時脈/資料回復裝置
108．．．序列/解序列裝置
110．．．電源匯流排
112．．．參考時脈裝置
116．．．電源
第1A圖係繪示依據本發明實施例中低頻交握訊號之偵測系統的示意圖。
第1B圖係繪示依據本發明實施例中偵測低頻交握訊號之流程圖。
第2A圖係繪示依據本發明第1A圖之第一實施例中相容於通用序列匯流排協定的低頻交握訊號之偵測系統的示意圖。
第2B圖係繪示依據本發明第2A圖中執行低頻交握訊號之偵測方法之流程圖。
第2C圖係繪示依據本發明第2A圖中另一執行低頻交握訊號之偵測方法之流程圖。
第3A圖係繪示依據本發明第1A圖之第二實施例中相容於快速週邊元件連接介面(PCI-E)的低頻交握訊號之偵測系統的示意圖。
第3B圖係繪示依據本發明第3A圖中執行低頻交握訊號之偵測方法的流程圖。
S100~S106．．．步驟

Claims (10)

  1. 一種低頻交握訊號之偵測方法，適用於一偵測系統，該偵測系統包括一主機裝置以及一受控裝置，該主機裝置包括一第一接收器以及一第一發射器，該受控裝置包括一第二接收器、一第二發射器以及一時脈/資料回復裝置，該低頻交握訊號之偵測方法包括下列步驟：(a)　當該主機裝置啟動之後進行第一阻抗校準，且依據該第一阻抗校準發出一第一低頻訊號，該受控裝置啟動之後進行第二阻抗校準，且依據該第二阻抗校準發出一第二低頻訊號；(b)　當該第一低頻訊號以及該第二低頻訊號到達一預定條件之後，該主機裝置傳送一第一高頻訓練訊號至該受控裝置之該第二接收器；以及(c)　該受控裝置傳送一第二高頻訓練訊號至該主機裝置之該第一接收器，其中該第一低頻訊號以及該第二低頻訊號的頻率小於該第一高頻訓練訊號及該第二高頻訓練訊號的頻率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之偵測方法，其中步驟(a)更包括下列步驟：(a11)　當該受控裝置電性連接於該主機裝置且偵測到該主機裝置的一電源訊號時，該第二接收器進行第二阻抗校準；(a12)　當該第二接收器完成該第二阻抗校準之後，該受控裝置控制該第二發射器發出該第二低頻訊號至該第一接收器；(a13)　當該第一接收器偵測到該第二低頻訊號之後，該第一接收器進行第一阻抗校準；以及(a14)　當該第一接收器完成該第一阻抗校準之後，該主機裝置控制該第一發射器發出該第一低頻訊號至該第二接收器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之偵測方法，其中步驟(a)更包括下列步驟：(a21)　當該主機裝置啟動之後，該第一接收器進行該第一阻抗校準且該主機裝置提供一電源訊號；(a22)　當該第一接收器完成該第一阻抗校準之後，該主機裝置控制該第一發射器發出該第一低頻訊號至該第二接收器；(a23)　當該受控裝置電性連接於該主機裝置時，該受控裝置接收到該第一低頻訊號以及該電源訊號，該受控裝置依據該第一低頻訊號或是該電源訊號兩者其中之一，以使該第二接收器進行該第二阻抗校準；以及(a24)　當該第二接收器完成該第二阻抗校準之後，該受控裝置控制該第二發射器發出該第二低頻訊號至該第一接收器。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之偵測方法，其中步驟(a)更包括下列步驟：(a31)　當該主機裝置啟動之後，該第一接收器進行該第一阻抗校準；(a32)　當該第一接收器完成該第一阻抗校準之後，該主機裝置控制該第一發射器發出該第一低頻訊號至該第二接收器；(a33)　當該受控裝置啟動之後，該第二接收器進行該第二阻抗校準；(a34)　當該第二接收器完成該第二阻抗校準之後，該受控裝置控制該第二發射器發出該第二低頻訊號至該第一接收器；以及(a35)　當該受控裝置電性連接於該主機裝置時，該主機裝置與該受控裝置分別接收該第二低頻訊號以及該第一低頻訊號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之偵測方法，其中該第一低頻訊號以及該第二低頻訊號係依據通用序列匯流排(USB)3.0規範標準。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之偵測方法，其中該第一低頻訊號以及該第二低頻訊號係依據快速週邊元件連接介面(PCI-E)之匯流排規範標準。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之偵測方法，其中該第一低頻訊號以及該第二低頻訊號係依據串列/解串列匯流排規範標準。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之偵測方法，其中該第一低頻訊號以及該第二低頻訊號的頻率介於10 MHz至100 MHz之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之偵測方法，其中該第一低頻訊號以及該第二低頻訊號係為低頻周期訊號。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之偵測方法，其中該第一高頻訓練訊號以及該第二高頻訓練訊號的頻率大於1 GHz。
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