TWI475396B

TWI475396B - 光學導航裝置及其具有快速讀取機制的傳輸介面

Info

Publication number: TWI475396B
Application number: TW100142672A
Authority: TW
Inventors: Chun Wei Chen; Yung Chang Lin
Original assignee: Pixart Imaging Inc
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2015-03-01
Also published as: TW201321995A; US9152242B2; US20130127720A1

Description

光學導航裝置及其具有快速讀取機制的傳輸介面

本發明係關於一種傳輸介面及包含該傳輸介面之裝置，特別是關於一種具有快速讀取機制的傳輸介面及包含具有快速讀取機制的傳輸介面之裝置。

光學滑鼠是利用一光源和一影像感測器來偵測滑鼠相對於其下之追蹤表面(tracking surface)之移動。圖1例示一傳統光學滑鼠之架構圖。如圖1所示，傳統光學滑鼠1包含一微處理器11和一光學感測模組12，其中微處理器11與光學感測模組12是以串列週邊介面匯流排(serial peripheral interface bus)13連接。一般，串列週邊介面匯流排13可為四線串列匯流排(four wire serial bus)或二線串列匯流排(two wire serial bus)。微處理器11可藉由串列週邊介面匯流排13獲取光學感測模組12所獲得的位移資料。

圖2例示若串列週邊介面匯流排為二線串列匯流排時讀取操作之時序圖。串列週邊介面匯流排13為二線串列匯流排時，其可包括一時脈(serial clock；SCLK)線和一資料(serial data；SDA)線。微處理器11與光學感測模組12可設計以傳遞8位元資料。微處理器11由時脈線輸出時脈。微處理器11每次讀取位移資料時，需要在SDA線上傳送2位元組之同步資料、2位元組之更新資料和4位元組之位移資料等共8位元組的資料，其中同步資料與更新資料均必須包含一位址資料21和22，而位移資料中必須包含與x位移值相關的位址資料23和與y位移值相關之位址資料24。在傳輸速度為200kHz的情形下，傳送8位元組的資料需花費355微秒(μs)的長時間。雖然使用二線串列匯流排傳送資料需要之輸出入埠較少，成本低，但每次需花費長時間傳送位移資料，且無法確保資料同步傳送。

圖3例示若串列週邊介面匯流排為四線串列匯流排時讀取操作之時序圖。串列週邊介面匯流排13為四線串列匯流排時，其可包括一時脈(serial clock；SCLK)線、一主輸出從輸入(master output slave input；MOSI)線、一主輸入從輸出(master input slave output；MISO)線和一從屬選擇(slave select；SS)線。每當微處理器11讀取位移資料時，微處理器11會將SS線設定為低邏輯準位，透過SCLK線發送(issue)時脈信號，然後透過MOSI線向光學感測模組12傳送位址資料(31、32和33)及資料，並透過MISO線接收來自光學感測模組12之更新資料、x位移值和y位移值。由於無需傳送同步資料，因此傳送時間可較短；即在傳輸速度為200kHz且保護時間(guide time)為5微秒(μs)的情形下，傳送8位元的資料會花費265微秒。使用四線串列匯流排傳送資料需較多的輸出入埠，成本較高，且需長時間傳送資料。

本發明一實施例提供一種具有快速讀取機制的傳輸介面。傳輸介面可用於一主控端與一受控端。傳輸介面可包含一觸發通道和一資料傳遞通道。觸發通道於資料傳輸之前可提供給主控端以傳輸一觸發信號給受控端。資料傳遞通道在受控端接收觸發信號後提供給受控端以傳輸可讀取資料至主控端。主控端與受控端適用一預定的資料傳輸協定，以直接傳輸可讀取資料，從而無須傳輸與可讀取資料相關的一位址資料。

本發明另一實施例提供一種具有快速讀取機制的傳輸介面。傳輸介面可用於一主控端與一受控端。傳輸介面可包含一資料傳遞通道及一時脈通道。當時脈通道維持在一信號準位下，資料傳遞通道改變準位時，受控端可被觸發而藉由資料傳遞通道傳輸可讀取資料至主控端。主控端與受控端適用一預定的資料傳輸協定，以直接傳輸可讀取資料，而無須傳輸與可讀取資料相關的一位址資料。

本發明一實施例提供一種光學導航裝置。光學導航裝置包含一影像感測陣列、一傳輸介面和一處理單元。影像感測陣列可擷取複數影像。傳輸介面用以與一主機通訊。傳輸介面可包含一資料傳遞通道。處理單元可耦接影像感測陣列與該傳輸介面，該處理單元根據該些影像，以連續產生位移資料。當處理單元被觸發後，處理單元會自資料傳遞通道傳送位移資料。

本發明揭示之一種快速讀取機制可利用較少的傳送通道或輸出入埠來傳送資料，且在一次讀取操作中需傳送的總字組較少。因此，可降低傳送資料所需時間，減少輸出入埠使用頻率，以及減少裝置漏電。

上文已經概略地敍述本揭露之技術特徵及優點，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應可瞭解，下文揭示之概念與特定實施例可作為基礎而相當輕易地予以修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應可瞭解，這類等效的建構並無法脫離後附之申請專利範圍所提出之本揭露的精神和範圍。

本發明揭示一種快速讀取機制，其可利用較少的傳送通道或輸出入埠來傳送資料，且在一次讀取操作中需傳送的總字組較少。因此，可降低傳送資料所需時間，減少輸出入埠使用頻率，以及減少裝置漏電。

如圖4所示，本發明一實施例揭露一種具有快速讀取機制的傳輸介面4，其可用於連接一主控端(master device)2與一受控端(slave device)3。傳輸介面4可包含一觸發通道43和一資料傳遞通道44，其中觸發通道43連接主控端2與受控端3之TR埠；資料傳遞通道44連接主控端2與受控端3之DA埠。

參照圖4與圖5所示，在讀取操作時，主控端2於資料傳輸之前利用觸發通道43傳輸一觸發信號TR給受控端3，如圖5所示。資料傳遞通道44用於讓受控端3在接收觸發信號TR後，可藉以傳輸可讀取資料DA至主控端2。主控端2與受控端3間適用一預定的資料傳輸協定，其中主控端2與受控端3根據該預定的資料傳輸協定直接傳輸可讀取資料DA，而無須傳送一位址資料(address data)。

利用一額外觸發通道43傳送觸發信號TR亦可達成使主控端2與受控端3同步運作之效果，因此無需在讀取操作時，先傳送同步資料，所以所需傳送的總字組會較少。再者，由於傳送可讀取資料DA時，不用伴隨傳送位址資料，因此在讀取操作時，傳送的總字組可進一步減少。以例言，如圖5所示，在傳送8位元(N=8)字組，傳輸速度為200kHz和保護時間(guide time)為5微秒(μs)的情形下，傳輸可讀取資料DA至主控端2所需時間為85微秒。所以，本發明一實施例之快速讀取機制可顯著降低傳送資料所需時間，減少連接埠使用頻率。

觸發信號TR可為特定時間低準位信號或特定時間高準位信號。

在一實施例中，傳輸介面4包含一串列介面，但本發明不以此為限。

在一實施例中，傳輸介面4包含串列週邊介面(serial peripheral interface bus或SPI)，但本發明不以此為限。

在一實施例中，傳輸介面4包含I² C串列介面，但本發明不以此為限。

在一實施例中，觸發信號TR為一預先協定觸發信號，如此主控端2與受控端3均可辨識該觸發信號TR。

觸發信號TR之信號寬度或時間長度可盡量短，但需為受控端3可偵測。換言之，觸發信號TR之信號寬度或時間長度至少可為受控端3最小可偵測之脈波寬度。

在一實施例中，傳輸介面4更包含一時脈(CLK)通道45。主控端2藉由時脈通道45傳送時脈信號，其中時脈通道45連接主控端2與受控端3之CLK埠。在一實施例中，主控端2和受控端3之時脈信號之信號寬度與觸發信號TR之信號寬度可相同。在一實施例中，主控端2和受控端3之時脈信號之信號寬度與觸發信號TR之信號寬度可不相同。在一實施例中，主控端2和受控端3之時脈信號之信號寬度與觸發信號TR之信號寬度係互相獨立，而時脈信號的信號寬度可因應系統使用而進行設定，並不會影響本發明的適用；換言之，時脈信號之信號寬度與觸發信號TR之信號寬度無相互關連，可個別被決定，無需考慮彼此間之關係。在一實施例中，主控端2和受控端3之時脈信號之信號寬度小於觸發信號TR之信號寬度。

在一實施例中，觸發信號TR包含一硬體觸發信號TR、一邊緣觸發信號TR或一準位觸發信號TR。

圖6顯示本發明另一實施例之一種具有快速讀取機制的傳輸介面之示意圖。本發明另一實施例揭露一種具有快速讀取機制的傳輸介面6，其可用於連接一主控端2與一受控端3。傳輸介面6包含一資料傳遞通道61和一時脈通道62，其中資料傳遞通道61連接主控端2與受控端3之DA埠；時脈通道62連接主控端2與受控端3之CLK埠。

主控端2可藉由將時脈通道62維持在一信號準位下，改變資料傳遞通道61信號準位，藉此觸發受控端3藉由資料傳遞通道61傳輸可讀取資料DA至主控端2，其中主控端2與受控端3根據該預定的資料傳輸協定直接傳輸可讀取資料DA，而無須傳送一位址資料。

在一實施例中，參照圖7所示，當主控端2欲獲取可讀取資料DA時，主控端2之CLK埠被設定成低信號準位。當CLK埠維持在低信號準位這段時間，主控端2之DA埠被拉低，此時可讓主控端2與受控端3進行同步運作，且觸發受控端3傳送可讀取資料DA。

在另一實施例中，當CLK埠維持在低信號準位時，主控端2之DA埠被拉高，此時可觸發受控端3傳送可讀取資料DA。

在其他實施例中，當CLK埠維持在高信號準位時，主控端2之DA埠之信號準位改變，此時可觸發受控端3傳送可讀取資料DA。

由於無需額外觸發通道及連接埠，因此成本可降低。由於傳送可讀取資料時，不用伴隨傳送位址資料，因此在讀取操作時，傳送的總字組可減少，從而降低傳送資料所需時間，減少連接埠使用頻率。

在一實施例中，受控端3之觸發可直接靠將CLK埠設定在一預定準位一段時間，其中該時間長於時脈信號之信號寬度。受控端3可包含一計數器，當CLK埠設定在預定準位時，計數器開始計數。若計數數值符合一預定計數數值，則輸出可讀取資料DA。

前述之具有快速讀取機制的傳輸介面，可運用在許多電子產品上，而不限於以下作為範例之光學導航裝置。

圖8顯示本發明一實施例之光學導航裝置8之截面示意圖。圖9顯示光學導航裝置8之功能方塊圖。參照圖8與圖9所示，光學導航裝置8包含一光源80、一影像感測陣列81、一串列介面82、一處理單元83，以及一透鏡84。光源80向一追蹤平面發光，光線可以以相對追蹤平面之一角度投射。透鏡84將從追蹤平面反射之光線成像在影像感測陣列81上。影像感測陣列81提供處理單元83複數影像。處理單元83耦接影像感測陣列81，分析複數影像，計算複數影像中至少一追蹤特徵之位置變化，以連續產生光學導航裝置8之位移資料。

在一實施例中，位移資料依序包含一第一方向位移資料與一第二方向位移資料。

光學導航裝置8可另包含一記憶單元85，其中獲得之位移資料可儲存至記憶單元85內。

光學導航裝置8之串列介面82可與一主機91通訊。串列介面82可連接一傳輸介面86，其可包含一資料傳遞通道，其中當處理單元83被觸發時，處理單元83自資料傳遞通道傳送位移資料至主機91。

在一實施例中，光學導航裝置8之傳輸介面86被建構成如圖4所示之傳輸介面4時，傳輸介面86可另包含一觸發通道。主機91藉由觸發通道傳送一觸發信號於光學導航裝置8。當光學導航裝置8接收到觸發信號後，連續不斷地輸出位移資料至主機91。在一實施例中，當光學導航裝置8接收到觸發信號後，光學導航裝置8更新位移資料，然後連續輸出位移資料。由於主機91在發出觸發信號後至收到位移資料之間之等待時間與光學導航裝置8收到觸發信號後至輸出位移資料之間之時間相當，因此光學導航裝置8進行與主機91可視為進行同步運作。在一實施例中，當光學導航裝置8接收到觸發信號後，光學導航裝置8進行重置，與主機91的同步運作，更新位移資料，然後輸出位移資料。

光學導航裝置8與主機91適用一預定的資料傳輸協定，其中光學導航裝置8與主機91根據該預定的資料傳輸協定直接傳輸可讀取資料，而無須傳送一位址資料。

觸發信號可為特定時間低準位信號或特定時間高準位信號。觸發信號可為光學導航裝置8與主機91可辨識之一預先協定觸發信號。觸發信號之信號寬度或時間長度可盡量短，但需為光學導航裝置8可偵測。換言之，觸發信號之信號寬度或時間長度至少可為光學導航裝置8最小可偵測之脈波寬度。觸發信號包含一硬體觸發信號、一邊緣觸發信號或一準位觸發信號。

傳輸介面86可另包含一時脈通道。主機91藉由時脈通道傳送時脈信號。在一實施例中，光學導航裝置8與主機91之時脈信號之信號寬度與觸發信號之信號寬度可相同。在一實施例中，光學導航裝置8與主機91之時脈信號之信號寬度與觸發信號之信號寬度可不相同。在一實施例中，光學導航裝置8與主機91之時脈信號之信號寬度與觸發信號之信號寬度係互相獨立，而時脈信號的信號寬度可因應系統使用而進行設定，並不會影響本發明的適用。在一實施例中，光學導航裝置8與主機91之時脈信號之信號寬度小於觸發信號之信號寬度。

在另一實施例中，光學導航裝置8之傳輸介面86被建構成如圖6所示之傳輸介面6時，傳輸介面86可包含一資料傳遞通道和一時脈通道。主機91可藉由將時脈通道維持在一信號準位下，改變資料傳遞通道信號準位，藉此觸發光學導航裝置8藉由資料傳遞通道傳輸可讀取資料至主機91，其中光學導航裝置8與主機91可根據該預定的資料傳輸協定直接傳輸可讀取資料，而無須傳送一位址資料。在另一實施例中，時脈通道可於一段時間設定在一預定準位，藉此觸發光學導航裝置8藉由資料傳遞通道傳輸可讀取資料至主機91。

圖10係一流程圖，其顯示本發明一實施例之快速讀取機制之方法步驟。在步驟S101中，受控端確認是否收到來自主控端之觸發信號？若收到觸發信號，則離開步驟S101，進入步驟S102。在步驟S102中，進行主控端與受控端的同步運作。在步驟S103中，受控端更新位移資料。在步驟S104中，受控端直接輸出位移資料，其中位移資料並不伴隨相關之位址資料。

本揭露之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本揭露之教示及揭示而作種種不背離本揭露精神之替換及修飾。因此，本揭露之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本揭露之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

1．．．光學滑鼠

2．．．主控端

3．．．受控端

4．．．具有快速讀取機制的傳輸介面

6．．．具有快速讀取機制的傳輸介面

8．．．光學導航裝置

11．．．微處理器

12．．．光學感測模組

13．．．串列週邊介面匯流排

21．．．位址資料

22．．．位址資料

23．．．位址資料

24．．．位址資料

31．．．位址資料

32．．．位址資料

33．．．位址資料

43．．．觸發通道

44．．．資料傳遞通道

45．．．時脈通道

61．．．資料傳遞通道

62．．．時脈通道

80．．．光源

81．．．影像感測陣列

82．．．串列介面

83．．．處理單元

84．．．透鏡

85．．．記憶單元

86．．．傳輸介面

91．．．主機

CLK．．．時脈埠

DA．．．可讀取資料埠

MISO．．．主輸入從輸出

MOSI．．．主輸出從輸入

SCLK．．．時脈

SDA．．．資料

SS．．．從屬選擇

TR．．．觸發信號埠

S101~S104．．．流程步驟

圖1例示一傳統光學滑鼠之架構圖；

圖2例示若圖1傳統光學滑鼠之串列週邊介面匯流排為二線串列匯流排時讀取操作之時序圖；

圖3例示若圖1傳統光學滑鼠之串列週邊介面匯流排為四線串列匯流排時讀取操作之時序圖；

圖4顯示本發明一實施例之一種具有快速讀取機制的傳輸介面之示意圖；

圖5顯示本發明一實施例之具有快速讀取機制的傳輸介面在讀取操作時之一時序圖；

圖6顯示本發明另一實施例之一種具有快速讀取機制的傳輸介面之示意圖；

圖7顯示本發明另一實施例之具有快速讀取機制的傳輸介面在讀取操作時之一時序圖；

圖8顯示本發明一實施例之光學導航裝置之截面示意圖；

圖9顯示光學導航裝置8之功能方塊圖；以及

圖10係一流程圖，其顯示本發明一實施例之快速讀取機制之方法步驟。

2．．．主控端

3．．．受控端

4．．．具有快速讀取機制的傳輸介面

43．．．觸發通道

44．．．資料傳遞通道

45．．．時脈通道

CLK．．．時脈

DA．．．可讀取資料

TR．．．觸發信號

Claims

一種具有快速讀取機制的傳輸介面，用於一主控端與一受控端，該傳輸介面包含：一觸發通道，於資料傳輸之前，提供給該主控端以傳輸一觸發信號給該受控端；以及一資料傳遞通道，於該受控端接收該觸發信號後，提供給該受控端以傳輸可讀取資料至該主控端；其中該主控端與該受控端適用一預定的資料傳輸協定，以直接傳輸該可讀取資料，而無須傳輸與該可讀取資料相關的一位址資料。
如請求項1所述之傳輸介面，係用於一光學導航裝置以及一主機之間，其中該可讀取資料為一位移資料，以於該光學導航裝置自該主機接收該觸發信號時，輸出該位移資料。
如請求項2所述之傳輸介面，其中該位移資料依序包含一第一方向位移資料與一第二方向位移資料。
如請求項2所述之傳輸介面，其中該觸發信號用以使該光學導航裝置進行與該主機的同步運作與更新位移資料。
如請求項1所述之傳輸介面，其中該觸發信號之信號寬度與該主控端和該受控端之一時脈信號之信號寬度為互相獨立。
如請求項1所述之傳輸介面，其中該觸發信號為一硬體觸發信號、一邊緣觸發信號或一準位觸發信號。
如請求項1所述之傳輸介面，其中該觸發信號為一預先協定觸發信號，使該主控端與該受控端可辨識該觸發信號。
一種具有快速讀取機制的傳輸介面，用於一主控端與一受控端，該傳輸介面包含一資料傳遞通道及一時脈通道，其中當該時脈通道維持在一信號準位下，該資料傳遞通道改變準位時，該受控端可被觸發而藉由該資料傳遞通道傳輸可讀取資料至該主控端，其中該主控端與該受控端適用一預定的資料傳輸協定，以直接傳輸該可讀取資料，而無須傳輸與該可讀取資料相關的一位址資料。
如請求項8所述之傳輸介面，係用於一光學導航裝置以及一主機之間，其中該可讀取資料為一位移資料，以於該光學導航裝置被觸發時，輸出該位移資料。
如請求項9所述之傳輸介面，其中該位移資料依序包含一第一方向位移資料與一第二方向位移資料。
如請求項9所述之傳輸介面，其中該觸發信號用以使該光學導航裝置進行與該主機的同步運作與更新位移資料。
如請求項8所述之傳輸介面，其中該觸發信號為一預先協定觸發信號，使該主控端與該受控端可辨識該觸發信號。
一種光學導航裝置，包含：一影像感測陣列，擷取複數影像；一傳輸介面，用以與一主機通訊，該傳輸介面包含一資料傳遞通道；以及一處理單元，耦接該影像感測陣列與該傳輸介面，該處理單元根據該些影像，以連續產生位移資料；其中當該處理單元被觸發後，該處理單元自該資料傳遞通道傳送該位移資料。
如請求項13所述之光學導航裝置，其中該傳輸介面更包含一觸發通道，用以傳遞一觸發信號，以觸發該處理單元。
如請求項14所述之光學導航裝置，其中該觸發信號用以使該光學導航裝置進行與該主機的同步運作與更新位移資料。
如請求項14所述之光學導航裝置，其中該觸發信號之信號寬度，與該主控端與該受控端之一時脈信號之信號寬度為互相獨立。
如請求項14所述之光學導航裝置，其中該觸發信號為一硬體觸發信號、一邊緣觸發信號或一準位觸發信號。
如請求項14所述之光學導航裝置，其中該觸發信號為一預先協定觸發信號，使該主控端與該受控端可辨識該觸發信號。
如請求項13所述之光學導航裝置，其中該位移資料依序包含一第一方向位移資料與一第二方向位移資料。