TWI488047B - 單線信號傳輸裝置及傳輸方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種單線信號傳輸裝置及傳輸方法，且特別是有關於一種具有容錯能力的單線信號傳輸裝置及傳輸方法。
隨著電子科技的進步，電子產品已成為人們生活中必備的工具。而隨著人們對資訊需求的增加，透過電子裝置間來進行資料傳輸是一種必備的功能。在方便使用以及成本的考量下，透過越少的傳輸線來進行有效率的傳輸，是本領域設計者所努力的目標，對應於此，一種所謂的單線式傳輸方式被提出。
單線式傳輸方式是一種非同步的主/從式匯流排的傳輸方式。其中的傳輸資料位元的編碼方式，是以在固定時間框(time slot)中讀取的電壓準位信號來編碼成為資料位元0或是資料位元1。然而，以固定時間框來做為偵測區以進行資料位元的編碼動作，在當溫度、操作電壓產生變動或是環境中所產生的干擾，可能導致
傳輸線上所傳送的資料信號產生頻率飄移的現象。這種頻率飄移的現象會使得資料發送端以及資料接收端間無法同步，而造成在進行資料編碼時產生錯誤。
本發明提供一種單線信號傳輸裝置及傳輸方法，具有高容錯能力。
本發明的單線信號傳輸裝置透過傳輸線以進行資料傳輸。單線信號傳輸裝置包括信號接收介面以及控制器。信號接收介面耦接傳輸線並接收傳輸線上的接收資料信號，其中接收資料信號具有多數個脈波。控制器耦接信號接收介面。控制器依據偵測接收資料信號上的脈波的脈波寬度來獲得多數個資料。其中，控制器判斷各脈波的脈波寬度介於第一預設範圍時，控制器判斷對應各脈波的各資料等於第一邏輯準位。當控制器判斷各脈波的脈波寬度介於第二預設範圍時，控制器判斷對應各脈波的各資料等於第二邏輯準位。第一預設範圍與第二預設範圍不相重疊。
在本發明的一實施例中，上述的脈波包括至少一正脈波以及至少一負脈波。
在本發明的一實施例中，上述的各脈波介於接收資料信號相鄰的二轉態點間。
在本發明的一實施例中，上述的控制器依據時脈信號來偵測脈波的脈波寬度。
在本發明的一實施例中，上述的第一預設範圍具有第一中間值，控制器依據脈波的脈波寬度與第一中間值的關係來調整時脈信號的頻率。
在本發明的一實施例中，上述的第二預設範圍具有第二中間值，控制器依據脈波的脈波寬度與第二中間值的關係來調整時脈信號的頻率。
在本發明的一實施例中，單線信號傳輸裝置更包括信號發送介面。信號發送介面耦接該控制器及傳輸線，其中，控制器接收發送資料，並依據發送資料產生發送資料信號。信號發送介面接收發送資料信號並透過傳輸線傳送出發送資料信號。
本發明的單線信號傳輸方法包括：接收傳輸線上的接收資料信號，其中接收資料信號具有多數個脈波；當各脈波的脈波寬度介於第一預設範圍時，判斷對應各脈波的各資料等於第一邏輯準位；並且，當各脈波的脈波寬度介於第二預設範圍時，判斷對應各脈波的各該資料等於第二邏輯準位，第一預設範圍與第二預設範圍不相重疊。
基於上述，本發明的單線信號傳輸裝置及方法設定第一預設範圍以及第二預設範圍，並透過偵測接收資料信號上的脈波的脈波寬度落於第一預設範圍中或第二預設範圍中以判定對應脈波的資料。如此一來，在資料信號發生頻率漂移的狀態下，本發明的單線信號傳輸裝置及方法仍可有效獲得正確的資料，以降低頻率漂移所造成的資料正確性的影響。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100‧‧‧單線信號傳輸裝置
111‧‧‧控制器
112‧‧‧信號接收介面
113‧‧‧信號發送介面
110、170‧‧‧電子裝置
WIR1‧‧‧傳輸線
PIN1‧‧‧腳位
210、211、212、221、231、241、251、D01、D02、D11、D12‧‧‧接收資料信號
131、132、133、134‧‧‧脈波
ED1、ED2‧‧‧轉態點
NPS1~NPS4‧‧‧負脈波
PPS2~PPS4‧‧‧正脈波
T1~T5‧‧‧偵測時間區間
TP1‧‧‧時間點
CNT‧‧‧計數結果
CK‧‧‧時脈信號
S410~S440‧‧‧單線信號傳輸的步驟
圖1繪示本發明一實施例的單線信號傳輸裝置的示意圖。
圖2A繪示本發明實施例的接收資料信號的一實施方式的波形圖。
圖2B~圖2D分別繪示本發明實施例的接收資料信號的其他實施方式的波形圖。
圖3繪示本發明實施例的單線信號傳輸裝置的動作波形圖。
圖4繪示本發明一實施例的單線信號傳輸方法的流程圖。
以下請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的單線信號傳輸裝置的示意圖。單線信號傳輸裝置100可設置於電子裝置110中，其中，單線信號傳輸裝置100包括控制器111、信號接收介面112以及信號發送介面113。電子裝置110透過傳輸線WIR1耦接至電子裝置170，並透過傳輸線WIR1與電子裝置170進行資料傳輸的動作。在本實施例中，電子裝置110利用單線信號傳輸裝置100與電子裝置170進行資料傳輸。其中，信號接收介面112以及信號發送介面113耦接至傳輸線WIR1，並且，控制器111耦接至
信號接收介面112以及信號發送介面113。
在單線信號傳輸裝置100進行資料的接收方面，當電子裝置110要接收由電子裝置170所傳至的資料時，電子裝置170透過傳輸線WIR1傳送接收資料信號至單線信號傳輸裝置100的信號接收介面112。在本實施例中，以電子裝置110是積體電路為範例，信號接收介面112透過腳位PIN1來連接傳輸線WIR1，並透過腳位PIN1來進行接收資料信號的接收動作，其中，接收資料信號具有多個脈波。
仔細來說明，接收資料信號可以是具有多個轉態點的數位信號，也就是一個反覆在邏輯高準位以及邏輯低準位間切換的信號。在本實施例中，當接收資料信號由邏輯低準位轉態至邏輯高準位並維持在邏輯高準位以成為接收資料信號的正脈波，當接收資料信號由邏輯高準位轉態至邏輯低準位並維持在邏輯低準位則成為接收資料信號的負脈波。上述的正脈波以及負脈波都介於接收資料信號相鄰的二轉態點間。
控制器111透過信號接收介面112來獲得接收資料信號。並且，控制器111可對接收資料信號上的脈波寬度進行偵測。請同時參照圖1以及圖2A，其中，圖2A繪示本發明實施例的接收資料信號的一實施方式的波形圖。在正常狀態下，控制器111接收資料信號210，並分別在偵測時間區間T1以及T2中偵測資料信號210的脈波寬度。以偵測時間區間T1為例，控制器111針對接收資料信號210的轉態點ED1及ED2間的負脈波NPS1進行
脈波寬度的偵測，並在當負脈波NPS1的脈波寬度介於第一預設範圍時，設定接收資料信號210對應傳送的資料為邏輯“1”。相對的，若控制器111偵測出負脈波NPS1的脈波寬度介於第二預設範圍時，設定接收資料信號210對應傳送的資料為邏輯“0”。其中的第一預設範圍與第二預設範圍不相重疊，且第一預設範圍大於第二預設範圍。
進一步來說明，若以偵測時間區間T1中，邏輯“1”的資料對應在接收資料信號的標準脈波寬度是64個單位為範例，控制器111可設定第一預設範圍為48-80(中間值為64)單位，並設定第二預設範圍為24-40(中間值為32)單位，並在偵測時間區間T1中所計算出的脈波寬度介於48-80單位間時，控制器111可以設定負脈波NPS1對應的資料為邏輯“1”，相對的，若偵測時間區間T1中所計算出的脈波寬度介於24-40單位間時，控制器111可以設定負脈波NPS1對應的資料為邏輯“0”。
由上述的說明可以得知，當接收資料信號210因為雜訊、溫度變異或其他任何原因產生頻率飄移時，例如改變為接收資料信號211或212時，控制器111針對接收資料信號211或212所進行的脈波寬度的偵測結果或多或少會產生變化，例如原先偵測出脈波寬度等於64單位的脈波，在經過頻率飄移後，其脈波寬度變更成為60單位。但由於這樣的飄移並未超出控制器111原先設定的第一預設範圍(48-80單位)，因此，其所對應的資料仍可以被控制器111準確的判斷出等於邏輯“1”而不至於產生資料判斷錯
誤的現象。
以下請照圖1及圖2B~圖2D，其中，圖2B~圖2D分別繪示本發明實施例的接收資料信號的其他實施方式的波形圖。圖2B及圖2C所分別繪示的接收資料信號221以及231皆代表所對應的資料為邏輯“0”。其中，承續上述關於圖2A的範例，控制器111可在偵測時間區間T3中偵測接收資料信號221中的負脈波NPS2的脈波寬度，並得知負脈波NPS2的脈波寬度介於第二預設範圍為24-40間。如此一來，控制器111可設定負脈波NPS2對應的資料為邏輯“0”。
值得一提的是，在偵測時間區間T3中，接收資料信號221具有負脈波NPS2也具有正脈波PPS2。由於負脈波NPS2與正脈波PPS2的脈波寬度是互補的，因此，控制器111也可依據與正脈波PPS2的脈波寬度來進行資料的設定。
在圖2C中，控制器111可在偵測時間區間T4中偵測接收資料信號231中的正脈波PPS3的脈波寬度，並得知正脈波PPS3的脈波寬度介於第二預設範圍為24-40間。如此一來，控制器111可設定正脈波PPS3對應的資料為邏輯“0”。或者，控制器111可在偵測時間區間T4中偵測接收資料信號231中的負脈波NPS3的脈波寬度，並藉以進行資料的設定動作。
在圖2D中，控制器111可在偵測時間區間T5中偵測接收資料信號241或251中的負脈波NPS4或正脈波PPS4的脈波寬度。並依據負脈波NPS4或正脈波PPS4的脈波寬度介於第一預設
範圍間，而設定對應的資料為邏輯“1”。
請重新參照圖1，信號發送介面113耦接控制器111及傳輸線WIR1。其中，控制器111接收發送資料，並依據發送資料產生發送資料信號。信號發送介面113則接收發送資料信號並透過傳輸線WIR1傳送出發送資料信號至電子裝置170。具體來說，當發送資料等於邏輯“1”時，信號發送介面113藉由傳輸線WIR1傳送出的信號為在偵測時間區間中維持為邏輯高準位或邏輯低準位的信號，另外，當發送資料等於邏輯“0”時，信號發送介面113藉由傳輸線WIR1傳送出的信號為在偵測時間區間中，接近中間的時間點產生轉態的邏輯信號。
以下請參照圖1以及圖3，其中，圖3繪示本發明實施例的單線信號傳輸裝置的動作波形圖。其中，控制器111可藉由時脈信號CK來進行脈波寬度的偵測動作。也就是說，利用時脈信號CK來計數接收資料信號的脈波的脈波寬度。以接收資料信號D01為範例，控制器在時間點TP1開始進行接收資料信號D01的脈波131的脈波寬度的計數動作，並依據計數結果CNT可以得知接收資料信號D01的脈波131的脈波寬度等於32個時脈信號CK的週期的寬度。如此一來，控制器可以藉此判斷接收資料信號D01的脈波131的脈波寬度介於第二預設範圍間，並解讀出所對應的資料為邏輯“0”。
同理，控制器111也可針對接收資料信號D02、D11以及D12依據時脈信號CK分別進行脈波132、133以及134的脈波寬
度進行偵測。並且，藉由偵測脈波132、133以及134的脈波寬度是否介於第一預設範圍或是第二預設範圍來進行脈波132、133以及134對應的資料的設定動作。在本實施方式中，脈波132、133以及134對應被解讀出的資料為邏輯“0”、“1”以及“1”。
值得注意的是，控制器111可以依據脈波寬度所在第一預設範圍或第二預設範圍的位置，來對時脈信號CK的頻率進行調整。以中間值等於64的第一預設範圍為範例，若控制器111偵測出資料等於邏輯“1”的脈波的脈寬有一定數量低於(或高於)第一預設範圍的中間值時，表示接收資料信號發生了一定程度的頻率飄移動作。據此，控制器111可透過調整脈波的脈寬與第一預設範圍的中間值的差異來進行時脈信號CK的頻率調整，以使資料傳輸動作可以持續穩定的進行。當然，上述的時脈信號CK的頻率調整動作也可以依據脈波寬度與第二預設範圍的中間值的關係來進行。
具體來說明，若控制器111偵測出資料等於邏輯“1”的脈波的脈寬有一定數量低於第一預設範圍的中間值時，控制器111可調高時脈信號CK的頻率，相對的，若控制器111偵測出資料等於邏輯“1”的脈波的脈寬有一定數量高於第一預設範圍的中間值時，控制器111可調低時脈信號CK的頻率。
以下請參照圖4，圖4繪示本發明一實施例的單線信號傳輸方法的流程圖。單線信號傳輸方法的步驟包括：在步驟S410中，設定第一及第二預設範圍；接著，在步驟S420中，接收傳輸線上
的接收資料信號，其中，接收資料信號具有多數個脈波，並且，在步驟S430中，當偵測時間區間中的各脈波的脈波寬度介於第一預設範圍時，判斷對應各脈波的各資料等於第一邏輯準位(例如邏輯“1”)；在步驟S440中，當偵測時間區間中的各脈波的脈波寬度介於第二預設範圍時，判斷對應各脈波的各資料等於第二邏輯準位(例如邏輯“0”)。
關於上述各步驟的實施細節，在前述的實施例及實施方式都有詳細的說明，以下不多贅述。而關於第一及第二預設範圍的設定方面，可以由設計者依據所屬電子裝置實際應用的狀態來進行設定。
綜上所述，本發明透過偵測接收資料信號的脈波寬度與預設範圍的關係來進行脈波對應的資料的設定動作。如此一來，傳輸線上所傳送的接收資料信號在被干擾而產生頻率飄移的狀況下，其所對應的資料仍可以正確的被接收到。使單線信號傳輸具有更高的容錯能力，提升傳輸的效率。
100‧‧‧單線信號傳輸裝置
111‧‧‧控制器
112‧‧‧信號接收介面
113‧‧‧信號發送介面
110、170‧‧‧電子裝置
WIR1‧‧‧傳輸線
PIN1‧‧‧腳位
Claims (10)
- 一種單線信號傳輸裝置，透過一傳輸線以進行資料傳輸，包括：一信號接收介面，耦接該傳輸線並接收該傳輸線上的一接收資料信號，其中該接收資料信號具有多數個脈波；以及一控制器，耦接該信號接收介面，依據偵測該接收資料信號上的該些脈波的脈波寬度來獲得多數個資料，其中，該控制器設定一第一預設範圍以及一第二預設範圍，該控制器並判斷一偵測時間區間中，各該脈波的脈波寬度介於該第一預設範圍時，該控制器判斷對應各該脈波的各該資料等於一第一邏輯準位，當該控制器判斷該偵測時間區間中各該脈波的脈波寬度介於該第二預設範圍時，該控制器判斷對應各該脈波的各該資料等於一第二邏輯準位，該第一預設範圍與該第二預設範圍不相重疊，其中該控制器依據一時脈信號來偵測該些脈波的脈波寬度，且該第一預設範圍具有一第一中間值，該控制器依據該些脈波的脈波寬度與該第一中間值的關係來調整該時脈信號的頻率。
- 如申請專利範圍第1項所述的單線信號傳輸裝置，其中該些脈波包括至少一正脈波以及至少一負脈波。
- 如申請專利範圍第1項所述的單線信號傳輸裝置，其中各該脈波介於該接收資料信號相鄰的二轉態點間。
- 如申請專利範圍第1項所述的單線信號傳輸裝置，其中更 包括：一信號發送介面，耦接該控制器及該傳輸線，其中，該控制器接收一發送資料，並依據該發送資料產生一發送資料信號，該信號發送介面接收該發送資料信號並透過該傳輸線傳送出該發送資料信號。
- 一種單線信號傳輸方法，包括：設定一第一預設範圍以及一第二預設範圍；接收一傳輸線上的一接收資料信號，其中該接收資料信號具有多數個脈波；依據一時脈信號來偵測該些脈波的脈波寬度，其中該第一預設範圍具有一第一中間值；依據該些脈波的脈波寬度與該第一中間值的關係來調整該時脈信號的頻率；當一偵測時間區間中的各該脈波的脈波寬度介於該第一預設範圍時，判斷對應各該脈波的各該資料等於一第一邏輯準位；以及當該偵測時間區間中的各該脈波的脈波寬度介於該第二預設範圍時，判斷對應各該脈波的各該資料等於一第二邏輯準位，該第一預設範圍與該第二預設範圍不相重疊。
- 如申請專利範圍第5項所述的單線信號傳輸方法，其中該些脈波包括至少一正脈波以及至少一負脈波。
- 如申請專利範圍第5項所述的單線信號傳輸方法，其中各 該脈波介於該接收資料信號相鄰的二轉態點間。
- 如申請專利範圍第5項所述的單線信號傳輸方法，更包括：接收一發送資料；以及依據該發送資料產生一發送資料信號，並透過該傳輸線傳送出該發送資料信號。
- 一種單線信號傳輸裝置，透過一傳輸線以進行資料傳輸，包括：一信號接收介面，耦接該傳輸線並接收該傳輸線上的一接收資料信號，其中該接收資料信號具有多數個脈波；以及一控制器，耦接該信號接收介面，依據偵測該接收資料信號上的該些脈波的脈波寬度來獲得多數個資料，其中，該控制器設定一第一預設範圍以及一第二預設範圍，該控制器並判斷一偵測時間區間中，各該脈波的脈波寬度介於該第一預設範圍時，該控制器判斷對應各該脈波的各該資料等於一第一邏輯準位，當該控制器判斷該偵測時間區間中各該脈波的脈波寬度介於該第二預設範圍時，該控制器判斷對應各該脈波的各該資料等於一第二邏輯準位，該第一預設範圍與該第二預設範圍不相重疊，其中該控制器依據一時脈信號來偵測該些脈波的脈波寬度，且該第二預設範圍具有一第二中間值，該控制器依據該些脈波的脈波寬度與該第二中間值的關係來調整該時脈信號的頻率。
- 一種單線信號傳輸方法，包括： 設定一第一預設範圍以及一第二預設範圍，其中該第二預設範圍具有一第二中間值；接收一傳輸線上的一接收資料信號，其中該接收資料信號具有多數個脈波；依據一時脈信號來偵測該些脈波的脈波寬度；依據該些脈波的脈波寬度與該第二中間值的關係來調整該時脈信號的頻率；當一偵測時間區間中的各該脈波的脈波寬度介於該第一預設範圍時，判斷對應各該脈波的各該資料等於一第一邏輯準位；以及當該偵測時間區間中的各該脈波的脈波寬度介於該第二預設範圍時，判斷對應各該脈波的各該資料等於一第二邏輯準位，該第一預設範圍與該第二預設範圍不相重疊。
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