TWI493346B - 高速串列式連結系統 - Google Patents

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Description

高速串列式連結系統
本發明係有關於一種高速串列式連結(high speed serial link)技術。
高速串列式連結(high speed serial link)技術，如SATA(serial advanced technology attachment)、PCIe(peripheral component interconnect express)、通用序列匯流排(USB)…等，通常採用一對差動信號傳遞資訊。上述技術所使用之纜線(cable)通常包括至少兩條傳輸線以傳遞上述差動信號對。
然而，高速的差動信號傳輸對纜線有相當嚴格的要求。傳遞該對差動信號的兩條傳輸線必須具有完全相同的條件(如：長度、傳輸能力…等)，方能確保接收端接收到正確資料。
傳輸線之精密度要求將導致產品成本增加。
本發明揭露一種高速串列式連結技術，其中包括使用該技術的系統、以及其中的電子裝置、與纜線。
關於本發明高速串列式連結系統，其中包括一中繼裝置、以及一放大器。
該中繼裝置接收一第一裝置的一高速發射單元所提供的一第一差動信號對，且根據該第一差動信號對提供信號給該放大器。該放大器將中繼裝置所提供的信號放大且轉 換為一第二差動信號對供一第二裝置的一高速接收單元接收。
本發明所揭露的電子裝置之實施例包括：一第一輸入端、一第二輸入端、一單端輸入差動輸出放大器、一高速接收單元、以及一控制單元。第一輸入端接收一第一差動信號對的一正相信號。第二輸入端接收該第一差動信號對的一負相信號。單端輸入差動輸出放大器耦接該第一輸入端，用以將該第一差動信號對的上述正相信號轉換為一第二差動信號對。高速接收單元接收該第二差動信號對。控制單元耦接該高速接收單元，用以處理該高速接收單元所接收之上述第二差動信號對。
本發明所揭露的高速串列式連結纜線之實施例包括：一中繼裝置以及一放大器。該中繼裝置接收一第一差動信號對，且根據該第一差動信號對提供信號至該放大器。該放大器放大、且轉換該中繼裝置所提供的信號為一第二差動信號對輸出。
本發明一種實施方式更揭露一種高速串列式連結系統，其中包括一高速串列式連結纜線；該高速串列式連結纜線包括第一與第二傳輸線、一中繼裝置以及一單端輸入差動輸出放大器。上述第一以及第二傳輸線為纜線結構。上述中繼裝置係經上述第一與第二傳輸線接收一第一裝置的一高速發射單元所提供的一第一差動信號對，且根據該第一差動信號對提供一單端信號給該單端輸入差動輸出放大器。該單端輸入差動輸出放大器耦接該中繼裝置，用以放大且轉換該中繼裝置所提供的該單端信號為一第二差動 信號對，以供一第二裝置的一高速接收單元接收。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
第1圖為本案的一種實施方式。圖中顯示一第一裝置102、一第二裝置104、以及兩者之間的連結-高速串列式連結(high speed serial link)106。圖中僅顯示單一方向的傳輸-由第一裝置102傳輸至第二裝置104。另一方向的傳輸-由第二裝置104傳輸至第一裝置102-可採用相同技術，在此不贅述。
第一裝置102具有一高速發射單元TX、以及一控制單元108。在控制單元108控制下，高速發射單元TX發送一第一差動信號對(包括一正相信號S1+ 以及一負相信號S1- )由高速串列式連結106傳輸。
高速串列式連結106包括一中繼裝置112以及一放大器114。中繼裝置112接收第一差動信號對(包括信號S1+ 及S1- )，且提供信號給該放大器114。放大器114放大該中繼裝置112所提供的信號且將其轉換為一第二差動信號對。該第二差動信號對包括一正相信號S2+ 、以及一負相信號S2- 。
第二裝置104具有一高速接收單元RX、以及一控制單元110。在控制單元110控制下，高速接收單元RX接收第二差動信號對(包括信號S2+ 以及S2- )。控制單元110負責 處理高速接收單元RX接收的資料。
第2圖圖解本案高速串列式連結的另一種實施方式。相較於第1圖，第2圖更揭露一第一傳輸線line1 、以及一第二傳輸線line2 ，用以分別傳送第一差動信號對之正相信號S1+ 、及負相信號S1- 至中繼裝置112。在此例中，中繼裝置112電性連接第一傳輸線line1 至放大器114。此外，中繼裝置更包括一終端電路202，用以耦接第二傳輸線line2 至接地端。終端電路202可為一50歐姆電阻。
第2圖之實施方式以一單端輸入差動輸出放大器204實現該放大器114，其增益率(gain)為可調整，用以確保第二差動信號對(包括信號S2+ 以及S2- )的強度。
第2圖之中繼裝置112、與放大器114可組成一信號處理裝置，安裝於第二裝置104上。此外，該信號處理裝置(包括中繼裝置112、與放大器114)亦可與第二裝置104結合成一電子產品。
第2圖所示之第一傳輸線line1 、第二傳輸線line2 、以及中繼裝置112、放大器114亦可結合在一高速串列式連結纜線內，以完成該纜線產品中的一路傳輸。
第3A圖圖解本案高速串列式連結的另一種實施方式，其中以一傳輸線302A、與一差動輸入單端輸出放大器304A組成中繼裝置112。差動輸入單端輸出放大器304A耦接高速發射單元TX，以接收第一差動信號對(包括信號S1+ 以及S1- )，據以產生單端信號由傳輸線302A傳送至放大器114。圖中放大器114由一單端輸入差動輸出放大器306A實現，其增益率為可調整，用以確保第二差動信號對 (包括信號S2+ 以及S2- )的強度。
第3A圖之差動輸入單端輸出放大器304A、傳輸線302A、與單端輸入差動輸出放大器306A可結合在一高速串列式連結纜線內，以完成該纜線產品中的一路傳輸。
在另一種實施方式中，第3A圖之單端輸入差動輸出放大器306A可作為一信號處理裝置，安裝於第二裝置104上。此外，該信號處理裝置(包括該單端輸入差動輸出放大器306A)亦可與第二裝置104結合成一電子產品。至於第3A圖之差動輸入單端輸出放大器304A與傳輸線302A則可結合在一高速串列式連結纜線內，負責將第一裝置102提供的第一差動信號對(包括信號S1+ 以及S1- )傳送至單端輸入差動輸出放大器306A所組成的信號處理裝置。
在另一種實施方式中，第3A圖之差動輸入單端輸出放大器304A可組成一第一信號處理裝置，安裝於第一裝置102上；第3A圖之單端輸入差動輸出放大器306A可組成一第二信號處理裝置，安裝於第二裝置104上；且第3A圖之傳輸線302A可組成在一高速串列式連結纜線中，以連結上述第一、第二信號處理裝置(分別由放大器304A、306A組成)。此外，上述第一信號處理裝置(包括差動輸入單端輸出放大器304A)亦可與第一裝置102結合成一電子產品。上述第二信號處理裝置(包括單端輸入差動輸出放大器306A)亦可與第二裝置104結合成一電子產品。
第4圖圖解第3A圖傳輸線302A的一種實施方式，其中以市面上常見之高速串列式連結纜線中傳遞一對差動信號的一對傳輸線line1 、line2 實施之。如圖所示，使用者可 將該對傳輸線line1 、line2 的輸入端短路，且將該對傳輸線line1 、line2 的輸出端短路，即可作為第3A圖之傳輸線302A使用。
第3B圖圖解本案高速串列式連結的另一種實施方式，其中以一傳輸線302B、與一第一差動輸入差動輸出放大器304B組成中繼裝置112。第一差動輸入差動輸出放大器304B耦接高速發射單元TX，以接收第一差動信號對(包括信號S1+ 以及S1- )，據以產生一中繼差動信號對由傳輸線302B傳送至放大器114。圖中放大器114由一第二差動輸入差動輸出放大器306B實現，其增益率為可調整，用以確保第二差動信號對(包括信號S2+ 以及S2- )的強度。
第3B圖之第一差動輸入差動輸出放大器304B、傳輸線302B、與第二差動輸入差動輸出放大器306B可結合在一高速串列式連結纜線內，以完成該纜線產品中的一路傳輸。
在另一種實施方式中，第3B圖之第二差動輸入差動輸出放大器306B可作為一信號處理裝置，安裝於第二裝置104上。此外，該信號處理裝置(包括該第二差動輸入差動輸出放大器306B)亦可與第二裝置104結合成一電子產品。至於第3B圖之第一差動輸入差動輸出放大器304B與傳輸線302B則可結合在一高速串列式連結纜線內，負責將第一裝置102提供的第一差動信號對(包括信號S1+ 以及S1- )傳送至第二差動輸入差動輸出放大器306B所組成的信號處理裝置。
在另一種實施方式中，第3B圖之第一差動輸入差動輸 出放大器304B可組成一第一信號處理裝置，安裝於第一裝置102上；第3B圖之第二差動輸入差動輸出放大器306B可組成一第二信號處理裝置，安裝於第二裝置104上；且第3B圖之傳輸線302B可組成在一高速串列式連結纜線中，以連結上述第一、第二信號處理裝置(分別由放大器304B、306B組成)。此外，上述第一信號處理裝置(包括第一差動輸入差動輸出放大器304B)亦可與第一裝置102結合成一電子產品。上述第二信號處理裝置(包括第二差動輸入差動輸出放大器306B)亦可與第二裝置104結合成一電子產品。
第5A圖圖解本案高速串列式連結的另一種實施方式，其中以一差動輸入單端輸出放大器502A組成中繼裝置112，並且以一單端輸入差動輸出放大器504A實現該放大器114。與第1圖相較，第5A圖更揭露一第一傳輸線line1 、一第二傳輸線line2 、一第三傳輸線line3 、以及一第四傳輸線line4 。第一傳輸線line1 、與第二傳輸線line2 分別將高速發射單元TX所提供的第一差動信號對(包括信號S1+ 以及S1- )傳送至差動輸入單端輸出放大器502A。第三傳輸線line3 、與第四傳輸線line4 分別將單端輸入差動輸出放大器504A所產生的第二差動信號對(包括信號S2+ 以及S2- )傳送至第二裝置104由其中高速接收單元RX接收。此外，單端輸入差動輸出放大器504A之增益率為可調整，用以確保第二差動信號對(包括信號S2+ 以及S2- )的強度。
差動輸入單端輸出放大器502A、以及單端輸入差動輸出放大器504A可組成一信號處理裝置504，量產為產品。 第一傳輸線line1 與第二傳輸線line2 可結合在一第一高速串列式連結纜線內。第三傳輸線line3 與第四傳輸線line4 亦可結合在一第二高速串列式連結纜線內。
在另一種實施方式中，第5A圖所示之第一傳輸線line1 、第二傳輸線line2 、第三傳輸線line3 、以及第四傳輸線line4 、以及差動輸入單端輸出放大器502A、單端輸入差動輸出放大器504A可結合在一高速串列式連結纜線內，以完成該纜線產品中的一路傳輸。
第5B圖圖解本案高速串列式連結的另一種實施方式，與第5B圖相較，其中以一第一差動輸入差動輸出放大器502B組成中繼裝置112，並且以一第二差動輸入差動輸出放大器504B實現該放大器114。第一傳輸線line1 、與第二傳輸線line2 分別將高速發射單元TX所提供的第一差動信號對(包括信號S1+ 以及S1- )傳送至第一差動輸入差動輸出放大器502B。第一差動輸入差動輸出放大器502B將該第一差動信號對轉換為一中繼差動信號對以輸入該第二差動輸入差動輸出放大器504B。第二差動輸入差動輸出放大器504B將該中繼差動信號對轉換為第二差動信號對(包括信號S2+ 以及S2- )。第三傳輸線line3 、與第四傳輸線line4 分別將第二差動輸入差動輸出放大器504B所產生的第二差動信號對(包括信號S2+ 以及S2- )傳送至第二裝置104由其中高速接收單元RX接收。此外，第二差動輸入差動輸出放大器504B之增益率為可調整，用以確保第二差動信號對(包括信號S2+ 以及S2- )的強度。
第5B圖所示之第一差動輸入差動輸出放大器502B、 以及第二差動輸入差動輸出放大器504B可組成一信號處理裝置504，量產為產品。第一傳輸線line1 與第二傳輸線line2 可結合在一第一高速串列式連結纜線內。第三傳輸線line3 與第四傳輸線line4 亦可結合在一第二高速串列式連結纜線內。
在另一種實施方式中，第5B圖所示之第一傳輸線line1 、第二傳輸線line2 、第三傳輸線line3 、以及第四傳輸線line4 、以及第一差動輸入差動輸出放大器502B、第二差動輸入差動輸出放大器504B可結合在一高速串列式連結纜線內，以完成該纜線產品中的一路傳輸。
上述各實施例所提及之傳輸線可更以其他方式實現。例如：高速串列式連結領域中常用之纜線(cable)、導線(wire)、或印刷電路板上的導線(PCB traces)。
以上說明書敍述僅列舉本發明的某些實施方式，並非用來限定本發明範圍。本技術領域者根據本發明與現有技術所衍伸出來的任何變形與改良皆涉及本發明技術範圍。申請專利範圍並非僅限定於說明書實施例內容，更包括本技術領域者依照其敘述所能想像到的任何變形。
102‧‧‧第一裝置
104‧‧‧第二裝置
106‧‧‧高速串列式連結
108、110‧‧‧控制單元
112‧‧‧中繼裝置
114‧‧‧放大器
202‧‧‧終端電路
302A、302B‧‧‧傳輸線
304A‧‧‧差動輸入單端輸出放大器
304B‧‧‧差動輸入差動輸出放大器
306A‧‧‧單端輸入差動輸出放大器
306B‧‧‧差動輸入差動輸出放大器
502A‧‧‧差動輸入單端輸出放大器
502B‧‧‧差動輸入單端輸出放大器
504‧‧‧信號處理裝置
504A‧‧‧單端輸入差動輸出放大器
504B‧‧‧差動輸入單端輸出放大器
line1 、line2 、line3 、以及line4 ‧‧‧傳輸線
RX‧‧‧高速接收端
S1+ 與S1- ‧‧‧第一差動信號對
S2+ 與S2- ‧‧‧第二差動信號對
TX‧‧‧高速發射端
第1圖為本案的一種實施方式；第2圖圖解本案高速串列式連結的另一種實施方式；第3A、3B圖圖解本案高速串列式連結的實施方式；第4圖圖解第3圖傳輸線302的一種實施方式圖解；以及 第5A、5B圖圖解本案高速串列式連結的實施方式。
102‧‧‧第一裝置
104‧‧‧第二裝置
106‧‧‧高速串列式連結
108、110‧‧‧控制單元
112‧‧‧中繼裝置
114‧‧‧放大器
RX‧‧‧高速接收端
S1+ 與S1- ‧‧‧第一差動信號對
S2+ 與S2- ‧‧‧第二差動信號對
TX‧‧‧高速發射端

Claims (5)

  1. 一種高速串列式連結系統，其中包括：一第一傳輸線以及一第二傳輸線，為纜線結構；一中繼裝置，經上述第一與第二傳輸線接收一第一裝置的一高速發射單元所提供的一第一差動信號對，且根據該第一差動信號對提供一單端信號給一單端輸入差動輸出放大器；該單端輸入差動輸出放大器，耦接該中繼裝置，用以放大且轉換該中繼裝置所提供的該單端信號為一第二差動信號對，以供一第二裝置的一高速接收單元接收；以及一高速串列式連結纜線，包括上述第一與第二傳輸線、該中繼裝置以及該單端輸入差動輸出放大器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之高速串列式連結系統，其中該中繼裝置電性連接該第一傳輸線至該單端輸入差動輸出放大器，且該中繼裝置更包括一終端電路耦接該第二傳輸線至接地端。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之高速串列式連結系統，其中該中繼裝置包括：一差動輸入單端輸出放大器，經上述第一與第二傳輸線耦接上述高速發射單元以接收上述第一差動信號對且產生上述單端信號。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之高速串列式連結系統，其中該高速串列式連結纜線包括：一信號處理裝置，包括上述差動輸入單端輸出放大器 以及上述單端輸入差動輸出放大器。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之高速串列式連結系統，其中：該高速串列式連結纜線更包括纜線結構的一第三以及一第四傳輸線；且該信號處理裝置內的該單端輸入差動輸出放大器係經上述第三以及第四傳輸線傳送該第二差動信號對至該高速接收單元。
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