TWI765391B - Usb裝置、usb纜線及其usb中繼器 - Google Patents

Usb裝置、usb纜線及其usb中繼器 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種USB裝置、USB纜線及USB中繼器。所述USB纜線或是USB裝置包括USB連接器以及USB中繼器。USB中繼器可以增益USB連接器的差動接腳對的訊號。USB中繼器可以監聽USB連接器的配置通道接腳的訊號。USB中繼器依據監聽結果而選擇性地運行於多個協定所對應的多個工作模式中的一個。

Description

USB裝置、USB纜線及其USB中繼器
本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種USB裝置、USB纜線及其USB中繼器。
通用序列匯流排（Universal Serial Bus，USB）被廣泛作為主機與裝置之間的資料傳輸介面。除了USB協定外，基於應用需求，USB的資料傳輸路徑可以被應用於其他協定，例如顯示埠（DisplayPort，DP）協定、雷電（Thunderbolt）協定、高畫質多媒體介面（High Definition Multimedia Interface，HDMI）協定或是其他協定。主機（host）的PD控制器可以經由USB連接器的配置通道（Configuration Channel，CC）接腳而與裝置（device）的PD控制器相互協商USB組態（運行於哪一種協定）。
為了延伸資料傳輸距離，USB中繼器（repeater）可以被使用在USB資料傳輸路徑中。對於USB中繼器的應用，至關重要的是要考慮不同的協定（例如USB3協定、USB4協定、DP協定、Thunderbolt協定、HDMI協定或是其他協定），以使USB資料傳輸路徑可以正常工作或更有效地節能。通常，電力傳輸（Power Delivery，PD）控制器會通過內部整合電路（Inter-Integrated Circuit，I 2C）介面或通用輸入輸出（General Purpose Input/Output，GPIO）介面去發出命令（提供操作參數）給USB中繼器，以使USB中繼器提供不同的模式（適用於不同的協定）。所述USB中繼器的工作模式切換相依於（或相關於）電力傳輸控制器的韌體版本。為了不同的應用系統，PD控制器需要載裝不同的對應韌體版本。多種韌體版本意味著巨大的生產成本與客戶服務工作（customer service effort）。
再者，當USB中繼器被配置在USB纜線時，習知的USB纜線需要額外配置PD控制器以控制USB中繼器的工作模式切換。被配置在USB纜線的PD控制器除了有上述多種韌體版的議題之外，額外配置的PD控制器將增加USB纜線的成本。
須注意的是，「先前技術」段落的內容是用來幫助了解本發明。在「先前技術」段落所揭露的部份內容（或全部內容）可能不是所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。在「先前技術」段落所揭露的內容，不代表該內容在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知悉。
本發明提供一種通用序列匯流排（Universal Serial Bus，USB）裝置、USB纜線及其USB中繼器（repeater），以選擇性地運行於多個協定所對應的多個工作模式中的一個。
在本發明的一實施例中，上述的USB纜線包括第一USB連接器以及第一USB中繼器。第一USB中繼器耦接至第一USB連接器的第一差動接腳對。第一USB中繼器被配置為增益第一差動接腳對的訊號。第一USB中繼器被配置為對第一USB連接器的第一配置通道（Configuration Channel，CC）接腳的訊號進行監聽操作。第一USB中繼器依據監聽操作的結果而選擇性地運行於多個協定所對應的多個工作模式中的一個。
在本發明的一實施例中，上述的USB中繼器包括訊號中繼電路以及監聽器電路。訊號中繼電路適於耦接至USB連接器的差動接腳對。訊號中繼電路被配置為依據至少一操作參數而增益差動接腳的訊號。監聽器電路適於耦接至USB連接器的配置通道接腳，以進行監聽操作。監聽器電路依據監聽操作的結果而選擇性地調整所述至少一操作參數，以使訊號中繼電路選擇性地適用於多個協定中的一個。
在本發明的一實施例中，上述的USB裝置包括USB連接器、電力傳輸（Power Delivery，PD）控制器、主機（host）電路以及USB中繼器。電力傳輸控制器耦接至USB連接器的配置通道接腳。主機電路耦接至電力傳輸控制器。USB中繼器耦接至主機電路的第一協定端對與第二協定端對。USB中繼器還耦接至USB連接器的差動接腳對。USB中繼器被配置為增益差動接腳對的訊號。USB中繼器被配置為對配置通道接腳的訊號進行監聽操作。USB中繼器依據監聽操作的結果而選擇性地運行於多個協定所對應的多個工作模式中的一個。
基於上述，本發明諸實施例所述USB中繼器可以監聽配置通道接腳的訊號。依據監聽結果，所述USB中繼器可以獲知USB連接器的差動接腳對即將運行於何種協定（何種工作模式），進而選擇性地運行於多個協定所對應的多個工作模式中的一個。因此，所述USB中繼器的工作模式切換可以獨立於（或無關於）電力傳輸控制器的韌體版本。
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。
在本案說明書全文（包括申請專利範圍）中所使用的「耦接（或連接）」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接（或連接）於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。本案說明書全文（包括申請專利範圍）中提及的「第一」、「第二」等用語是用以命名元件（element）的名稱，或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量的上限或下限，亦非用來限制元件的次序。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。
圖1是依照本發明的一實施例的一種通用序列匯流排（Universal Serial Bus，USB）系統10的電路方塊（circuit block）示意圖。圖1所示USB系統10包括USB主機（host）100、USB纜線200與USB裝置（device）300。依照應用需求與設計需求，USB裝置300可以包括資料儲存裝置、顯示器以及（或是）其他USB裝置，而USB主機100可以包括平板電腦、個人電腦以及（或是）其他電子裝置。USB主機100包括主機電路110與電力傳輸（Power Delivery，PD）控制器120，而USB裝置300包括裝置電路310與PD控制器320。依照設計需求，主機電路110可以包括USB控制器、應用處理器（Application Processor，AP）、中央處理器（Central Processing Unit，CPU）以及（或是）其他處理電路，而裝置電路310可以包括USB控制器、應用處理器、微控制器、微處理器以及（或是）其他處理電路。PD控制器120耦接至主機電路110，而PD控制器320耦接至裝置電路310。依照設計需求，PD控制器120與PD控制器320可以是符合USB規格的PD控制器，而所述USB規格已為公知文件，故不再贅述。
USB纜線200的USB連接器210電性連接至USB主機100的USB連接器130，而USB纜線200的USB連接器220電性連接至USB裝置300的USB連接器330。其中，PD控制器120耦接至USB連接器130的配置通道（Configuration Channel，CC）接腳，USB連接器130的CC接腳電性連接至USB連接器210的CC接腳，USB連接器210的CC接腳耦接至USB連接器220的CC接腳，USB連接器220的CC接腳電性連接至USB連接器330的CC接腳，以及USB連接器330的CC接腳耦接至PD控制器320。因此，PD控制器120可以通過USB連接器130、210、220與330的CC接腳而耦接至PD控制器320。依照設計需求，所述CC接腳可以是USB規格所規範的CC1接腳、CC2接腳或是CC接腳。須注意的是，USB規格所規範的Rp電阻、Rd電阻與Ra電阻並未繪示於圖1。PD控制器120與PD控制器320可以經由CC接腳而相互協商USB組態。依照設計需求，在CC接腳的通訊協定已被規範於USB規格，故不再贅述。
主機電路110可以通過USB連接器130、210、220與330的差動接腳對而向裝置電路310進行資料傳輸。依照設計需求，所述差動接腳對可以包括USB規格所規範的D+與D-接腳對、TX1+與TX1-接腳對、RX1+與RX1-接腳對、TX2+與TX2-接腳對以及（或是）RX2+與RX2-接腳對。USB連接器130、210、220與330的差動接腳對可以提供一個或多個高速資料傳輸通道。除了USB協定（USB規格）外，基於應用需求，所述差動接腳對（高速資料傳輸通道）可以被應用於其他協定，例如顯示埠（DisplayPort，DP）協定、雷電（Thunderbolt）協定、高畫質多媒體介面（High Definition Multimedia Interface，HDMI）協定以及（或是）其他協定。主機電路110可以依據PD控制器120所提供的組態資訊來動態決定操作於多個協定所對應的多個工作模式中的一個，以及（或是）裝置電路310可以依據PD控制器320所提供的組態資訊來動態決定操作於這些協定所對應的這些工作模式中的一個。
為了延伸資料傳輸距離，一個或多個USB中繼器（repeater）可以被使用在主機電路110與裝置電路310之間的高速資料傳輸通道（USB資料傳輸路徑）中。所述USB中繼器的數量可以依照設計需求來決定。舉例來說，在圖1所示實施例中，USB中繼器140被配置在USB主機100中，USB中繼器230與240分別被配置在USB纜線200的兩端，以及USB中繼器340被配置在USB裝置300中。詳而言之，USB中繼器140耦接於主機電路110的協定端對與USB連接器130的差動接腳對之間，USB中繼器230耦接於USB連接器210的差動接腳對與USB中繼器240之間，USB中繼器240耦接於USB中繼器230與USB連接器220的差動接腳對之間，以及USB中繼器340耦接至USB連接器330的差動接腳對與裝置電路310的協定端對之間。
在其他實施例中，依照設計需求，USB中繼器140、USB中繼器230、USB中繼器240以及USB中繼器340當中的一個或多個可能會被省略。舉例來說，當USB中繼器240被省略時，USB中繼器230的兩端分別耦接至USB連接器210的差動接腳對與USB連接器220的差動接腳對。當USB中繼器240沒有被省略時，USB中繼器230的兩端分別耦接至USB連接器210的差動接腳對與USB中繼器240，而USB中繼器240的兩端分別耦接至USB中繼器230與USB連接器220的差動接腳對。
基於PD控制器120與PD控制器320通過CC接腳的相互協商，主機電路110與裝置電路310可以選擇性地操作於不同協定所對應的工作模式中。因此，USB中繼器140、230、240以及340要考慮不同的協定（例如USB3協定、USB4協定、DP協定、Thunderbolt協定、HDMI協定或是其他協定），以使主機電路110與裝置電路310之間的高速資料傳輸通道（USB資料傳輸路徑）可以正常工作或更有效地節能。
關於USB主機100，USB中繼器140的一端耦接至主機電路110的多種協定端對（例如第一協定端對與第二協定端對。舉例來說（但不限於此），第一協定端對可以是適於USB協定（或其他協定）的差動資料端對，而第二協定端對可以是適於DP協定（或其他協定）的差動資料端對。USB中繼器140的另一端耦接至USB連接器130的差動接腳對（高速資料傳輸通道）。USB中繼器140可以增益USB連接器130的差動接腳對的訊號，然後將經增益訊號傳輸給主機電路110。或者，USB中繼器140可以接收來自主機電路110的訊號，然後將經增益訊號傳輸給USB連接器130的差動接腳對。USB中繼器140還可以對USB連接器130的CC接腳的訊號進行監聽操作。依據監聽結果，USB中繼器140可以獲知USB連接器130的差動接腳對即將運行於何種協定（何種工作模式）。因此，USB中繼器140可以依據監聽操作的結果而選擇性地運行於多個協定所對應的多個工作模式中的一個。PD控制器120不需要發出命令（提供操作參數）給USB中繼器140，所以所述USB中繼器140的工作模式切換可以獨立於（或無關於）PD控制器120的韌體版本。因此，PD控制器120的生產成本可以被降低，以及PD控制器120的客戶服務工作（customer service effort）可以被簡化。
關於USB纜線200，USB中繼器230與（或）USB中繼器240可以依照設計需求而被配置在USB纜線200中。USB中繼器230可以增益USB連接器210的差動接腳對（高速資料傳輸通道）的訊號，然後將經增益訊號傳輸給USB中繼器240（或USB連接器220的差動接腳對）。舉例來說，USB中繼器230的輸入端對耦接至USB連接器210的差動接腳對，而USB中繼器230的輸出端對耦接至USB中繼器240的輸入端對。或者，USB中繼器230可以接收來自USB中繼器240（或USB連接器220的差動接腳對）的訊號，然後將經增益訊號傳輸給USB連接器210的差動接腳對。USB中繼器230可以對USB連接器210的CC接腳的訊號進行監聽操作。USB中繼器230可以依據監聽操作的結果而選擇性地運行於多個協定所對應的多個工作模式中的一個。USB中繼器230可以參照USB中繼器140的相關說明來類推，故不再贅述。
USB中繼器240可以增益USB連接器220的差動接腳對（高速資料傳輸通道）的訊號，然後將經增益訊號傳輸給USB中繼器230（或USB連接器210的差動接腳對）。舉例來說，USB中繼器240的輸入端對耦接至USB中繼器230的輸出端對，而USB中繼器240的輸出端對耦接至USB連接器220的差動接腳對。或者，USB中繼器240可以接收來自USB中繼器230（或USB連接器210的差動接腳對）的訊號，然後將經增益訊號傳輸給USB連接器220的差動接腳對。USB中繼器240可以對USB連接器220的CC接腳的訊號進行監聽操作。USB中繼器240可以依據監聽操作的結果而選擇性地運行於多個協定所對應的多個工作模式中的一個。USB中繼器240可以參照USB中繼器140的相關說明來類推，故不再贅述。
須注意的是，當USB中繼器230與（或）USB中繼器240被配置在USB纜線200時，因為USB中繼器230與（或）240的工作模式切換可以不需要來自PD控制器的命令（操作參數），所以USB纜線200可以不需要額外配置PD控制器。沒有PD控制器的USB纜線200可以降低纜線成本。
關於USB裝置300，USB中繼器340可以依照設計需求而被配置在USB裝置300中。USB中繼器340可以增益USB連接器330的差動接腳對（高速資料傳輸通道）的訊號，然後將經增益訊號傳輸給裝置電路310。或者，USB中繼器340可以接收來自裝置電路310的訊號，然後將經增益訊號傳輸給USB連接器330的差動接腳對。USB中繼器340可以對USB連接器210的CC接腳的訊號進行監聽操作。USB中繼器340可以依據監聽操作的結果而選擇性地運行於多個協定所對應的多個工作模式中的一個。USB中繼器340可以參照USB中繼器140的相關說明來類推，故不再贅述。
圖2是依照本發明的一實施例說明圖1所示USB中繼器140的電路方塊示意圖。圖1所示其他USB中繼器230、240與（或）340可以參照USB中繼器140的相關說明去類推，故不再贅述。在圖2所示實施例中，USB中繼器140包括訊號中繼電路141以及監聽器電路142。訊號中繼電路141適於耦接至USB連接器130的差動接腳對（高速資料傳輸通道）。訊號中繼電路141可以依據至少一個操作參數而增益USB連接器130的差動接腳的訊號。監聽器電路142適於耦接至USB連接器130的CC接腳以進行監聽操作。監聽器電路142可以依據監聽操作的結果而選擇性地調整所述至少一個操作參數，以使訊號中繼電路141選擇性地適用於多個協定中的一個。
監聽器電路142可以監聽傳輸於USB連接器130的CC接腳與PD控制器120之間的訊息（PD控制器120與PD控制器320的協商訊息）。舉例來說，當USB連接器130的CC接腳的訊號包括訊息「Hard_Reset」、訊息「Data_Reset」以及（或是）訊息「Exit_Mode」時，監聽器電路142可以控制訊號中繼電路141選擇性地返回至默認工作模式。依照設計需求，所述默認工作模式包括USB3協定模式或是其他USB協定所對應的多個工作模式（例如USB2協定模式或是USB4協定模式）。當USB連接器130的CC接腳的訊號包括訊息「Enter_USB」時，監聽器電路142可以將訊號中繼電路141的工作模式選擇性地切換至USB工作模式。依照設計需求，所述USB工作模式包括USB2協定模式、USB3協定模式或是USB4協定模式。當USB連接器130的CC接腳的訊號包括訊息「Enter_Mode」時，監聽器電路142可以將訊號中繼電路141的工作模式依據標準/供應商ID（Standard or Vendor ID，SVID）選擇性地切換至DP協定模式、Thunderbolt協定模式或是HDMI協定模式。當USB連接器130的CC接腳的訊號包括訊息「DisplayPort_Configure」時，監聽器電路142可以將訊號中繼電路141的工作模式切換至配置模式，以配置適當的DP引腳分配（DisplayPort pin assignment）。當USB連接器130的CC接腳的訊號包括訊息「DisplayPort_Status_Update」或是訊息「DisplayPort_Attention」時，監聽器電路142可以將訊號中繼電路141的工作模式切換至節電模式，以根據熱插拔偵測（Hot Plug Detction，HPD）狀態節電。所述訊息「Hard_Reset」、訊息「Data_Reset」、訊息「Exit_Mode」、訊息「Enter_USB」、訊息「Enter_Mode」、訊息「DisplayPort_Configure」、訊息「DisplayPort_Status_Update」以及訊息「DisplayPort_Attention」已被規範於USB規格，故不再贅述其細節。
在圖2所示實施例中，訊號中繼電路141例如是包括放大器AMP以及路由電路MUX。放大器AMP的第一端對（例如輸出差動對）適於耦接至USB連接器130的差動接腳對（高速資料傳輸通道）。監聽器電路142可以輸出第一操作參數給放大器AMP，以使放大器AMP選擇性地適用於多個協定中的一個。路由電路MUX的共同端對耦接至放大器AMP的第二端對（例如輸入差動對）。路由電路MUX的多個選擇端對中的第一選擇端對適於耦接至主機電路110的第一協定端對，而路由電路MUX的這些選擇端對中的第二選擇端對適於耦接至主機電路110的第二協定端對。舉例來說，依照設計需求，所述第一協定端對可以是適於第一協定（例如USB3協定、USB4協定、DP協定、Thunderbolt協定以及HDMI協定中的一個）的差動資料端對，而所述第二協定端對可以是適於第二協定（例如USB3協定、USB4協定、DP協定、Thunderbolt協定以及HDMI協定中的另一個）的差動資料端對。監聽器電路142可以輸出第二操作參數給路由電路MUX，以使路由電路MUX選擇將這些選擇端對中的一者耦接至所述共同端對。
依照不同的設計需求，上述監聽器電路142的方塊的實現方式可以是硬體（hardware）、韌體（firmware）或是前述二者的組合形式。以硬體形式而言，上述監聽器電路142的方塊可以實現於積體電路（integrated circuit）上的邏輯電路。上述監聽器電路142的相關功能可以利用硬體描述語言（hardware description languages，例如Verilog HDL或VHDL）或其他合適的編程語言來實現為硬體。舉例來說，上述監聽器電路142的相關功能可以被實現於一或多個控制器、微控制器、微處理器、特殊應用積體電路（Application-specific integrated circuit, ASIC）、數位訊號處理器（digital signal processor, DSP）、場可程式邏輯閘陣列（Field Programmable Gate Array, FPGA）及/或其他處理單元中的各種邏輯區塊、模組和電路。以韌體形式而言，上述監聽器電路142的相關功能可以被實現為編程碼（programming codes）。例如，利用一般的編程語言（programming languages，例如C、C++或組合語言）或其他合適的編程語言來實現上述監聽器電路142。控制器、微控制器或微處理器可以從所述記錄媒體中讀取並執行所述編程碼，從而實現上述監聽器電路142的相關功能。
綜上所述，上述諸實施例所述USB中繼器140、230、240以及（或是）340可以監聽USB連接器的CC接腳的傳輸訊息。依據監聽結果，USB中繼器140、230、240以及（或是）340可以獲知USB連接器的差動接腳對（高速資料傳輸通道）即將運行於何種協定（何種工作模式），進而選擇性地運行於多個協定所對應的多個工作模式中的一個。因此，所述USB中繼器140、230、240以及（或是）340的工作模式切換可以獨立於（或無關於）PD控制器的韌體版本。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10: 通用序列匯流排（USB）系統 100: USB主機 110: 主機電路 120、320: 電力傳輸（PD）控制器 130、210、220、330: USB連接器 140、230、240、340: USB中繼器 141: 訊號中繼電路 142: 監聽器電路 200: USB纜線 300: USB裝置 310: 裝置電路 AMP: 放大器 MUX: 路由電路
圖1是依照本發明的一實施例的一種通用序列匯流排（USB）系統的電路方塊（circuit block）示意圖。 圖2是依照本發明的一實施例說明圖1所示USB中繼器的電路方塊示意圖。
10: 通用序列匯流排（USB）系統 100: USB主機 110: 主機電路 120、320: 電力傳輸（PD）控制器 130、210、220、330: USB連接器 140、230、240、340: USB中繼器 200: USB纜線 300: USB裝置 310: 裝置電路

Claims (16)

  1. 一種USB纜線，包括：一第一USB連接器；以及一第一USB中繼器，耦接至該第一USB連接器的一第一差動接腳對，被配置為增益該第一差動接腳對的訊號，其中該第一USB中繼器被配置為對該第一USB連接器的一第一配置通道接腳的訊號進行一監聽操作，以及該第一USB中繼器依據該監聽操作的結果而選擇性地運行於多個協定所對應的多個工作模式中的一個，其中該第一USB中繼器包括：一訊號中繼電路，耦接至該第一USB連接器的該第一差動接腳對，其中該訊號中繼電路被配置為依據至少一操作參數增益該第一差動接腳的訊號；以及一監聽器電路，耦接至該第一USB連接器的該第一配置通道接腳以進行該監聽操作，其中該監聽器電路依據該監聽操作的結果而選擇性地調整該至少一操作參數，以使該訊號中繼電路選擇性地適用於該些協定中的一個，其中該訊號中繼電路包括：一放大器，具有一第一端對適於耦接至該第一USB連接器的該第一差動接腳對，其中該監聽器電路輸出一第一操作參數給該放大器，以使該放大器選擇性地適用於該些協定中的一個；以及 一路由電路，具有一共同端對耦接至該放大器的一第二端對，其中該路由電路的多個選擇端對中的一第一選擇端對適於耦接至一主機電路的一第一協定端對，該路由電路的該些選擇端對中的一第二選擇端對適於耦接至該主機電路的一第二協定端對，以及該監聽器電路輸出一第二操作參數給該路由電路，以使該路由電路選擇將該些選擇端對中的一者耦接至該共同端對。
  2. 如請求項1所述的USB纜線，更包括：一第二USB連接器，其中該第一USB中繼器還耦接至該第二USB連接器的一第二差動接腳對，以及該第二USB連接器的一第二配置通道接腳耦接至該第一USB連接器的該第一配置通道接腳。
  3. 如請求項1所述的USB纜線，更包括：一第二USB連接器，具有一第二配置通道接腳耦接至該第一USB連接器的該第一配置通道接腳；以及一第二USB中繼器，具有一輸入端對耦接至該第一USB中繼器的一輸出端對，其中該第二USB中繼器的一輸出端對耦接至該第二USB連接器的一第二差動接腳對。
  4. 如請求項1所述的USB纜線，其中該第一協定端對適用於一USB3協定、一USB4協定、一顯示埠協定、一雷電協定以及一高畫質多媒體介面協定中的一個，以及該第二協定端對適用於該USB3協定、該USB4協定、該顯示埠協定、該雷電協定以及該高畫質多媒體介面協定中的另一個。
  5. 如請求項1所述的USB纜線，其中，當該第一配置通道接腳的訊號包括訊息「Hard_Reset」時，該第一USB中繼器選擇性地返回至一默認工作模式；當該第一配置通道接腳的訊號包括訊息「Enter_USB」時，該第一USB中繼器的一工作模式選擇性地切換至一USB工作模式；當該第一配置通道接腳的訊號包括訊息「Data_Reset」時，該第一USB中繼器選擇性地返回至該默認工作模式；當該第一配置通道接腳的訊號包括訊息「Enter_Mode」時，該第一USB中繼器的一工作模式依據一標準/供應商ID選擇性地切換至一顯示埠協定模式、一雷電協定模式或是一高畫質多媒體介面協定模式；當該第一配置通道接腳的訊號包括訊息「Exit_Mode」時，該第一USB中繼器選擇性地返回至該默認工作模式；當該第一配置通道接腳的訊號包括訊息「DisplayPort_Configure」時，該第一USB中繼器的一工作模式切換至一配置模式以配置適當的顯示埠引腳分配；或是當該第一配置通道接腳的訊號包括訊息「DisplayPort_Status_Update」或是「DisplayPort_Attention」時，該第一USB中繼器的一工作模式切換至一節電模式以根據一熱插拔偵測狀態節電。
  6. 如請求項5所述的USB纜線，其中該默認工作模式包括一USB3協定模式，以及該USB工作模式包括一USB2協定模式、該USB3協定模式或是一USB4協定模式。
  7. 一種USB中繼器，包括：一訊號中繼電路，適於耦接至一USB連接器的一差動接腳對，其中該訊號中繼電路被配置為依據至少一操作參數而增益該差動接腳的訊號；以及一監聽器電路，適於耦接至該USB連接器的一配置通道接腳以進行一監聽操作，其中該監聽器電路依據該監聽操作的結果而選擇性地調整該至少一操作參數，以使該訊號中繼電路選擇性地適用於多個協定中的一個，其中該訊號中繼電路包括：一放大器，具有一第一端對適於耦接至該USB連接器的該差動接腳對，其中該監聽器電路輸出一第一操作參數給該放大器，以使該放大器選擇性地適用於該些協定中的一個；以及一路由電路，具有一共同端對耦接至該放大器的一第二端對，其中該路由電路的多個選擇端對中的一第一選擇端對適於耦接至一主機電路的一第一協定端對，該路由電路的該些選擇端對中的一第二選擇端對適於耦接至該主機電路的一第二協定端對，以及該監聽器電路輸出一第二操作參數給該路由電路，以使該路由電路選擇將該些選擇端對中的一者耦接至該共同端對。
  8. 如請求項7所述的USB中繼器，其中該監聽器電路監聽傳輸於該配置通道接腳與一電力傳輸控制器之間的訊息。
  9. 如請求項7所述的USB中繼器，其中，當該配置通道接腳的訊號包括訊息「Hard_Reset」時，該監聽器電路控制該訊號中繼電路選擇性地返回至一默認工作模式；當該配置通道接腳的訊號包括訊息「Enter_USB」時，該監聽器電路將該訊號中繼電路的一工作模式選擇性地切換至一USB工作模式；當該配置通道接腳的訊號包括訊息「Data_Reset」時，該監聽器電路控制該訊號中繼電路選擇性地返回至該默認工作模式；當該配置通道接腳的訊號包括訊息「Enter_Mode」時，該監聽器電路將該訊號中繼電路的一工作模式依據一標準/供應商ID選擇性地切換至一顯示埠協定模式、一雷電協定模式或是一高畫質多媒體介面協定模式；當該配置通道接腳的訊號包括訊息「Exit_Mode」時，該監聽器電路控制該訊號中繼電路選擇性地返回至該默認工作模式；當該配置通道接腳的訊號包括訊息「DisplayPort_Configure」時，該監聽器電路將該訊號中繼電路的一工作模式切換至一配置模式以配置適當的顯示埠引腳分配；或是當該配置通道接腳的訊號包括訊息「DisplayPort_Status_Update」或是「DisplayPort_Attention」時，該監聽器電路將該訊號中繼電路的一工作模式切換至一節電模式 以根據一熱插拔偵測狀態節電。
  10. 如請求項9所述的USB中繼器，其中該默認工作模式包括一USB3協定模式，以及該USB工作模式包括一USB2協定模式、該USB3協定模式或是一USB4協定模式。
  11. 如請求項7所述的USB中繼器，其中該第一協定端對適用於一USB3協定、一USB4協定、一顯示埠協定、一雷電協定以及一高畫質多媒體介面協定中的一個，以及該第二協定端對適用於該USB3協定、該USB4協定、該顯示埠協定、該雷電協定以及該高畫質多媒體介面協定中的另一個。
  12. 一種USB裝置，包括：一USB連接器；一電力傳輸控制器，耦接至該USB連接器的一配置通道接腳；一主機電路，耦接至該電力傳輸控制器；以及一USB中繼器，耦接至該主機電路的一第一協定端對與一第二協定端對，其中該USB中繼器還耦接至該USB連接器的一差動接腳對，該USB中繼器被配置為增益該差動接腳對的訊號，該USB中繼器被配置為對該配置通道接腳的訊號進行一監聽操作，以及該USB中繼器依據該監聽操作的結果而選擇性地運行於多個協定所對應的多個工作模式中的一個，其中該USB中繼器包括：一訊號中繼電路，適於耦接至該USB連接器的該差動接腳對，其中該訊號中繼電路被配置為依據至少一操作參數而增益 該差動接腳的訊號；以及一監聽器電路，適於耦接至該USB連接器的該配置通道接腳以進行該監聽操作，其中該監聽器電路依據該監聽操作的結果而選擇性地調整該至少一操作參數，以使該訊號中繼電路選擇性地適用於多個協定中的一個，其中該訊號中繼電路包括：一放大器，具有一第一端對適於耦接至該USB連接器的該差動接腳對，其中該監聽器電路輸出一第一操作參數給該放大器，以使該放大器選擇性地適用於該些協定中的一個；以及一路由電路，具有一共同端對耦接至該放大器的一第二端對，其中該路由電路的多個選擇端對中的一第一選擇端對適於耦接至該主機電路的該第一協定端對，該路由電路的該些選擇端對中的一第二選擇端對適於耦接至該主機電路的該第二協定端對，以及該監聽器電路輸出一第二操作參數給該路由電路，以使該路由電路選擇將該些選擇端對中的一者耦接至該共同端對。
  13. 如請求項12所述的USB裝置，其中該監聽器電路監聽傳輸於該配置通道接腳與該電力傳輸控制器之間的訊息。
  14. 如請求項12所述的USB裝置，其中，當該配置通道接腳的訊號包括訊息「Hard_Reset」時，該監聽器電路控制該訊號中繼電路選擇性地返回至一默認工作模式；當該配置通道接腳的訊號包括訊息「Enter_USB」時，該監聽器電路將該訊號中繼電路的一工作模式選擇性地切換至一USB工 作模式；當該配置通道接腳的訊號包括訊息「Data_Reset」時，該監聽器電路控制該訊號中繼電路選擇性地返回至該默認工作模式；當該配置通道接腳的訊號包括訊息「Enter_Mode」時，該監聽器電路將該訊號中繼電路的一工作模式依據一標準/供應商ID選擇性地切換至一顯示埠協定模式、一雷電協定模式或是一高畫質多媒體介面協定模式；當該配置通道接腳的訊號包括訊息「Exit_Mode」時，該監聽器電路控制該訊號中繼電路選擇性地返回至該默認工作模式；當該配置通道接腳的訊號包括訊息「DisplayPort_Configure」時，該監聽器電路將該訊號中繼電路的一工作模式切換至一配置模式以配置適當的顯示埠引腳分配；或是當該配置通道接腳的訊號包括訊息「DisplayPort_Status_Update」或是「DisplayPort_Attention」時，該監聽器電路將該訊號中繼電路的一工作模式切換至一節電模式以根據一熱插拔偵測狀態節電。
  15. 如請求項14所述的USB裝置，其中該默認工作模式包括一USB3協定模式，以及該USB工作模式包括一USB2協定模式、該USB3協定模式或是一USB4協定模式。
  16. 如請求項12所述的USB裝置，其中該第一協定端對適用於一USB3協定、一USB4協定、一顯示埠協定、一雷電協定以及一高畫質多媒體介面協定中的一個，以及該第二協定端對適 用於該USB3協定、該USB4協定、該顯示埠協定、該雷電協定以及該高畫質多媒體介面協定中的另一個。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI822472B (zh) * 2022-11-17 2023-11-11 宏正自動科技股份有限公司 連接裝置及其控制方法
CN117220780B (zh) * 2023-09-28 2024-02-09 长芯盛（武汉）科技有限公司 用于对有源线缆的通信模式进行切换的方法
CN117170053A (zh) * 2023-09-28 2023-12-05 长芯盛（武汉）科技有限公司 有源线缆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070168906A1 (en) * 2006-01-19 2007-07-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Data processing apparatus and program data setting method thereof
US20160285757A1 (en) * 2015-03-26 2016-09-29 Intel Corporation Selectively enabling first and second communication paths using a repeater
US20190068397A1 (en) * 2017-03-24 2019-02-28 Intel Corporation Method and system for protocol aware universal serial bus redriver
TW201935301A (zh) * 2018-02-06 2019-09-01 美商Ｎｂ研究有限責任公司 用於保全資源的系統及方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009144626A1 (en) * 2008-05-26 2009-12-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. A method for switching a multimedia source and multimedia sink from an operating mode to a standby mode, and from a standby mode to an operating mode
US8799537B1 (en) * 2009-09-25 2014-08-05 Analogix Semiconductor, Inc. Transfer of uncompressed multimedia contents and data communications
US9606955B2 (en) * 2014-02-10 2017-03-28 Intel Corporation Embedded universal serial bus solutions
US9858237B2 (en) * 2015-05-11 2018-01-02 Dell Products L.P. Information handling system differential signalling variable bandwidth interface selectively configuring single ended and differential signals
MY179336A (en) * 2015-12-25 2020-11-04 Intel Corp Device, method and system for performing closed chassis debug with a repeater
US10339093B2 (en) * 2016-03-29 2019-07-02 Intel Corporation USB interface using repeaters with guest protocol support
US10887075B2 (en) * 2017-03-28 2021-01-05 Intel Corporation Method and system for adaptive link training mechanism to calibrate an embedded universal serial bus redriver clock
US10425124B1 (en) * 2018-03-14 2019-09-24 Pericom Semiconductor Corporation Repeaters with fast transitions from low-power standby to low-frequency signal transmission
CN110275855B (zh) * 2018-07-05 2023-09-05 威锋电子股份有限公司 信号传输方向调整方法与装置及双向信号中继器集成电路
CN111522768B (zh) * 2020-06-16 2021-08-31 硅谷数模(苏州)半导体有限公司 USB Type-C有源线缆

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070168906A1 (en) * 2006-01-19 2007-07-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Data processing apparatus and program data setting method thereof
US20160285757A1 (en) * 2015-03-26 2016-09-29 Intel Corporation Selectively enabling first and second communication paths using a repeater
US20190068397A1 (en) * 2017-03-24 2019-02-28 Intel Corporation Method and system for protocol aware universal serial bus redriver
TW201935301A (zh) * 2018-02-06 2019-09-01 美商Ｎｂ研究有限責任公司 用於保全資源的系統及方法

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