TWI806629B

TWI806629B - 連接介面轉換晶片、連接介面轉換裝置與操作方法

Info

Publication number: TWI806629B
Application number: TW111119619A
Authority: TW
Inventors: 林正忠; 林小琪; 林宜興; 陳建盛
Original assignee: 威鋒電子股份有限公司
Priority date: 2020-03-02
Filing date: 2020-10-06
Publication date: 2023-06-21
Also published as: TWM610679U; TWI768493B; TW202134897A; TW202238402A

Abstract

一種連接介面轉換晶片、連接介面轉換裝置與操作方法。連接介面轉換晶片包括USB介面電路、DP介面電路、USB核心電路以及切換電路。USB介面電路適於耦接至USB連接器。DP介面電路經由DP連接器耦接至DP槽裝置。USB核心電路耦接至USB介面電路與DP介面電路。切換電路耦接至USB介面電路與DP介面電路。切換電路只支援一種特定導通模式，且這種特定導通模式僅允許在USB介面電路與DP介面電路之間傳輸DP訊號。

Description

連接介面轉換晶片、連接介面轉換裝置與操作方法

本發明是有關於一種電子電路，且特別是有關於一種連接介面轉換晶片、連接介面轉換裝置與操作方法。

主機與裝置會使用相同傳輸介面來彼此進行資料傳輸。當主機所使用的傳輸介面不同於裝置所使用的傳輸介面時，主機與裝置之間需要配置連接介面轉換裝置，或是將連接介面轉換晶片配置在裝置中。舉例而言，假設主機的傳輸介面是通用序列匯流排（Universal Serial Bus，以下稱USB），而裝置所使用的傳輸介面是顯示埠（DisplayPort，以下稱DP）。連接介面轉換裝置（連接介面轉換晶片）可以提供介面轉換功能，以便將主機的USB Type-C連接器（又可稱為USB-C連接器）的資料傳輸給DP裝置的DP連接器，以及（或是）將DP裝置的DP連接器的資料傳輸給主機的USB-C連接器。

連接介面轉換裝置的USB-C連接器連接至主機的USB-C連接器。USB-C連接器的第一面具有第一發送腳（transmitting pin，TX pin）對與第一接收腳（receiving pin，RX pin）對，而USB-C連接器的第二面具有第二發送腳對與第二接收腳對。在主機的USB-C連接器操作於USB 3.2規格的情況下，當USB-C插頭正面朝上插入USB-C連接器時，第一發送腳對與第一接收腳對可以被用來作為USB 3.2的通訊通道，而第二發送腳對與第二接收腳對則被閒置。反之，當USB-C插頭反面朝上插入USB-C連接器時，第一發送腳對與第一接收腳對被閒置，而第二發送腳對與第二接收腳對則可以被用來作為USB 3.2的通訊通道。

主機可操作於符合USB規格（例如USB 3.2規格）的顯示埠替代模式（DP ALT Mode，以下稱ALT模式）。當主機操作於ALT模式時，在主機的USB-C連接器中被閒置的發送腳對與接收腳對可以被用來傳輸符合DP規格的資料，以及在主機的USB-C連接器中的邊帶使用（Side Band Use，以下稱SBU）接腳可以被用來傳輸符合DP規格的輔助通道（AUX channel，以下稱AUX通道）訊號。

在主機的USB-C連接器操作於USB 4.0規格的情況下，USB-C連接器的第一面的第一發送腳對與第一接收腳對以及USB-C連接器的第二面的第二發送腳對與第二接收腳對都可以被用來作為USB 4.0的通訊通道。當主機的USB-C連接器傳輸符合USB 4.0規格的訊號時，主機的USB-C連接器的SBU接腳被用來傳輸符合USB規格的邊帶（Side Band）訊號。當主機的USB-C連接器操作於USB 4.0規格時，主機可以使用符合USB 4.0規格的顯示埠穿隧（DP Tunneling）協定而將符合DP規格的DP資料與AUX通道訊號編碼在USB 4.0訊號串流中。

連接介面轉換裝置的DP連接器連接至DP裝置的DP連接器。不論主機的USB-C連接器是操作於所述ALT模式或是操作於USB 4.0，連接介面轉換裝置（連接介面轉換晶片）皆須有能力處理主機的USB-C連接器的訊號，以便將來自於主機的DP資料傳輸給DP裝置。

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。

本發明提供一種連接介面轉換晶片、連接介面轉換裝置與操作方法，其可以處理通用序列匯流排（Universal Serial Bus，以下稱USB）連接器的訊號，而不論USB連接器的訊號是符合USB規格（例如USB 3.2規格）的顯示埠（DisplayPort，以下稱DP）替代模式（ALT Mode，以下稱ALT模式）的訊號或是符合USB 4.0的顯示埠穿隧（DP Tunneling）協定的訊號。

在本發明的一實施例中，上述的連接介面轉換晶片包括USB介面電路、DP介面電路、USB核心電路以及切換電路。USB介面電路適於耦接至USB連接器。DP介面電路經由DP連接器耦接至DP槽裝置。USB核心電路耦接至USB介面電路與DP介面電路。切換電路耦接至USB介面電路與DP介面電路。切換電路只支援一種特定導通模式，且這種特定導通模式僅允許在USB介面電路與DP介面電路之間傳輸DP訊號。

在本發明的一實施例中，上述的連接介面轉換裝置包括USB連接器、DP連接器以及連接介面轉換晶片。連接介面轉換晶片包括USB介面電路、DP介面電路、USB核心電路以及切換電路。USB介面電路適於耦接至USB連接器。DP介面電路經由DP連接器耦接至DP槽裝置。USB核心電路耦接至USB介面電路與DP介面電路。切換電路耦接至USB介面電路與DP介面電路。切換電路只支援一種特定導通模式，且這種特定導通模式僅允許在USB介面電路與DP介面電路之間傳輸DP訊號。

在本發明的一實施例中，上述的操作方法包括：在第一操作模式中，禁能該切換電路；以及在第二操作模式中，切換電路只支援一特定導通模式，且這種特定導通模式僅允許在USB介面電路與DP介面電路之間傳輸DP訊號。

基於上述，本發明諸實施例將切換電路配置在連接介面轉換晶片中。當USB連接器的訊號是符合USB規格的ALT模式的訊號時，切換電路可以經過USB介面電路接收USB連接器的DP資料，以及（或是）USB核心電路可以經過USB介面電路接收USB連接器的USB訊號。然後，切換電路可以將DP資料經過DP介面電路傳輸至DP連接器。當USB連接器的訊號是符合USB 4.0規格的顯示埠穿隧協定的USB訊號時，USB核心電路可以經過USB介面電路接收USB連接器的USB訊號並且對所述USB訊號進行解碼以獲得DP資料，然後USB核心電路可以將DP資料經過DP介面電路傳輸至DP連接器。亦即，切換電路不需要處理高頻寬的USB 4.0訊號，因此切換電路的成本可以盡可能的降低。連接介面轉換晶片（連接介面轉換裝置）可以處理USB連接器的訊號，而不論USB連接器的訊號是ALT模式的訊號或是符合USB 4.0的顯示埠穿隧協定的訊號。

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為依照本發明實施例所繪示，連接於主機20與裝置30之間的一種連接介面轉換裝置100的電路方塊（circuit block）示意圖。連接介面轉換裝置100具有顯示埠（DisplayPort，以下稱DP）連接器120。DP連接器120可以包括DP規格所規範的通道腳對DP0、通道腳對DP1、通道腳對DP2以及通道腳對DP3。DP連接器120可以經由電纜線連接（或是直接連接）至DP裝置30的DP連接器31。DP連接器31可以包括DP規格所規範的通道腳對DP0、通道腳對DP1、通道腳對DP2以及通道腳對DP3。連接介面轉換裝置100可以扮演源（source）裝置，而DP裝置30可以扮演槽（sink）裝置。依照應用需求，DP裝置30可以是顯示器或是其他DP裝置。

連接介面轉換裝置100還具有通用序列匯流排（Universal Serial Bus，以下稱USB）連接器110。USB連接器110可以是USB Type-C連接器（又可稱為USB-C連接器）。USB連接器110可以包括USB規格所規範的發送腳（transmitting pin，TX pin）對TX1、接收腳（receiving pin，RX pin）對RX1、發送腳對TX2、接收腳對RX2以及配置通道（Configuration Channel，以下稱CC）接腳CCa。所述CC接腳CCa可以包括USB規格所規範的CC1接腳與（或）CC2接腳。

USB連接器110可以經由電纜線連接（或是直接連接）至主機20的USB連接器21。USB連接器21可以是USB-C連接器。USB連接器21可以包括USB規格所規範的發送腳對TX1、接收腳對RX1、發送腳對TX2、接收腳對RX2以及配置通道（Configuration Channel，以下稱CC）接腳CCb。所述CC接腳CCb可以包括USB規格所規範的CC1接腳與（或）CC2接腳。依照應用需求，主機20可以是個人電腦、筆記型電腦或是具有USB-C連接器的其他電子裝置。

連接介面轉換裝置100還具有連接介面轉換晶片200與電力傳輸（Power Delivery，以下稱為PD）控制器130。USB連接器110的CC接腳CCa耦接於PD控制器130。當主機20的USB連接器21連接至USB連接器110時，PD控制器130可以經由CC接腳CCa偵測USB連接器110的連接組態。舉例來說，依據對CC接腳CCa的偵測結果，PD控制器130可以獲知主機20的USB插頭（未繪示）是正面朝上插入USB連接器110，還是反面朝上插入USB連接器110。

依據不同的應用情境，主機20可能是支持USB 4.0規格的電子裝置，或者主機20可能是支持USB規格（例如USB 3.2規格）的顯示埠替代模式（DP ALT Mode，以下稱ALT模式）的電子裝置。PD控制器130還可以經由CC接腳CCa向主機20交換配置資訊。因此，依據CC接腳CCa的配置資訊，PD控制器130可以獲知連接至USB連接器110的主機20是支持USB 4.0規格的電子裝置，還是運行ALT模式的電子裝置。PD（電力傳輸）控制與CC接腳的相關操作被規範於USB規格，故在此不予贅述。PD控制器130可以依照CC接腳CCa的配置資訊而提供連接組態訊號給連接介面轉換晶片200，而連接介面轉換晶片200依據PD控制器130所提供的連接組態訊號來動態決定操作於第一操作模式、第二操作模式以及（或是）其他模式。舉例來說，所述第一操作模式包括符合USB 4.0規格的顯示埠穿隧（DP Tunneling）協定，而所述第二操作模式包括符合USB規格的顯示埠替代模式（ALT模式）。

依據不同的應用情境，主機20可能是支持USB 4.0規格的電子裝置。亦即，主機20的USB連接器21所傳輸的訊號符合USB 4.0規格。在主機20的USB連接器21操作於USB 4.0規格的情況下，USB連接器21的發送腳對TX1、接收腳對RX1、發送腳對TX2與接收腳對RX2都可以被用來作為USB 4.0的通訊通道，因此USB連接器21的發送腳對TX1與發送腳對TX2可以傳送USB 4.0訊號串流至連接介面轉接裝置100的USB連接器110的接收腳對RX1與接收腳對RX2。當主機20的USB連接器21傳輸符合USB 4.0規格的訊號時，主機20可以使用符合USB 4.0規格的顯示埠穿隧協定而將符合DP規格的DP資料與AUX通道訊號編碼在所述USB 4.0訊號串流中。

在主機20的USB連接器21操作於USB 4.0規格的情況下，連接介面轉換晶片200可以對應地操作於第一操作模式。在第一操作模式（USB 4.0模式）中，連接介面轉換晶片200可以對USB連接器110的接收腳對RX1與接收腳對RX2所接收的至少一個USB訊號對（差動訊號）進行解碼，以產生符合DP規格的DP資料。因此，連接介面轉換晶片200可以將DP資料經過DP連接器120的通道腳對DP0、通道腳對DP1、通道腳對DP2與通道腳對DP3其中至少一者輸出給DP裝置30。

依據不同的應用情境，主機20可能是支持USB規格（例如USB 3.2規格）的顯示埠替代模式（ALT模式）的電子裝置。在主機20的USB連接器21操作於USB 3.2規格的情況下，USB連接器21的一組傳輸通道可以被用來作為USB 3.2的通訊通道，而另一組傳輸通道則被閒置。舉例來說，當USB連接器21的發送腳對TX1與接收腳對RX1被用來作為USB 3.2的通訊通道時，USB連接器21的發送腳對TX2與接收腳對RX2則被閒置。當主機操作於ALT模式時，在主機20的USB連接器21中被閒置的發送腳對與接收腳對可以被用來傳輸符合DP規格的DP資料。

在主機20的USB連接器21操作於ALT模式的情況下，連接介面轉換晶片200可以對應地操作於第二操作模式。在第二操作模式（ALT模式）中，當USB插頭（未繪示）正面朝上插入USB-C連接器時，連接介面轉換晶片200可以通過USB連接器110的發送腳對TX1與接收腳對RX1向主機20進行雙向USB通訊，而且主機20可以通過USB連接器110的發送腳對TX2與接收腳對RX2其中至少一者傳輸符合DP規格的DP資料給連接介面轉換晶片200。反之，當USB插頭（未繪示）反面朝上插入USB-C連接器時，連接介面轉換晶片200可以通過USB連接器110的發送腳對TX2與接收腳對RX2向主機20進行雙向USB通訊，而且主機20可以通過USB連接器110的發送腳對TX1與接收腳對RX1其中至少一者傳輸符合DP規格的DP資料給連接介面轉換晶片200。因此，連接介面轉換晶片200可以將DP資料經過DP連接器120的通道腳對DP0、通道腳對DP1、通道腳對DP2與通道腳對DP3其中至少一者輸出給DP裝置30。

因此，連接介面轉換裝置100可適用於不同規格的主機20與DP裝置30之間的介面轉換。連接介面轉換裝置100（連接介面轉換晶片200）可以處理USB連接器110的訊號，而不論主機20傳輸給所述USB連接器110的訊號是第一操作模式的訊號（符合USB 4.0的顯示埠穿隧（DP Tunneling）協定的訊號）還是第二操作模式（ALT模式）的訊號。

圖2為依照本發明一實施例說明圖1中所繪示的連接介面轉換晶片200的電路方塊示意圖。在圖2所示實施例中，連接介面轉換晶片200包括USB介面電路210、USB核心電路220、切換電路230以及DP介面電路240。USB介面電路210適於耦接至USB連接器110。舉例來說，USB介面電路210適於至少耦接至USB連接器110的發送腳對TX1、接收腳對RX1、發送腳對TX2與接收腳對RX2。DP介面電路240適於耦接至DP連接器120。舉例來說，DP介面電路240適於至少耦接至DP連接器120的通道腳對DP0、通道腳對DP1、通道腳對DP2與通道腳對DP3。USB核心電路220耦接至USB介面電路210與DP介面電路240。切換電路230耦接至USB介面電路210與DP介面電路240。圖2所示USB連接器110、DP連接器120、PD控制器130與連接介面轉換晶片200可以參照圖1的相關說明。

圖3為依照本發明一實施例所繪示的一種連接介面轉換晶片的操作方法的流程示意圖。請參照圖1、圖2與圖3。在步驟S310中，PD控制器130可以偵測USB連接器110的CC接腳CCa的訊號，以及經由CC接腳CCa向主機20交換配置資訊。因此，依據CC接腳CCa的配置資訊，PD控制器130以及（或是）連接介面轉換晶片200可以獲知連接至USB連接器110的主機20是支持USB 4.0規格的電子裝置，還是運行ALT模式的電子裝置。依照設計需求，USB核心電路220可以執行步驟S320的判斷操作，亦即USB核心電路220可以依據PD控制器130所提供連接組態訊號來判定USB連接器110的訊號是ALT模式的訊號還是顯示埠穿隧（DP Tunneling）協定的訊號。

當USB連接器110的訊號被判定是ALT模式的訊號時（步驟S320的判斷結果是「ALT模式訊號」），連接介面轉換晶片200可以操作在第二操作模式。當USB連接器110的訊號是符合USB規格的ALT模式的訊號時，切換電路230可以經過USB介面電路210接收USB連接器110的DP資料，以及（或是）USB核心電路220可以經過USB介面電路210接收USB連接器110的USB訊號。然後，切換電路230可以將DP資料經過DP介面電路240傳輸至DP連接器120。因此在第二操作模式（ALT模式）中，USB連接器110所接收的DP資料會經過USB介面電路210、切換電路230與DP介面電路240而被傳輸至DP連接器120(步驟S330)。

換句話說，在第二操作模式（ALT模式）中，USB核心電路220所輸出的USB資料會經過USB介面電路210而被傳輸至USB連接器110的發送腳對（例如發送腳對TX1），而USB連接器110的接收腳對（例如接收腳對RX1）從主機20所接收的USB資料會經過USB介面電路210而被傳輸至USB核心電路220。因此，USB核心電路220可以通過USB介面電路210與USB連接器110而對主機20進行雙向USB通訊。USB連接器110的另一個發送腳對（例如發送腳對TX2）與另一個接收腳對（例如接收腳對RX2）中的至少一者所接收的DP資料會經過USB介面電路210、切換電路230與DP介面電路240而被傳輸至DP連接器120的通道腳對DP0、通道腳對DP1、通道腳對DP2與通道腳對DP3中的至少一者。

在一些應用情境中，USB核心電路220可能在ALT模式中不需要對主機20進行雙向USB通訊，亦即USB核心電路220可能不會使用USB連接器110的發送腳對TX1、接收腳對RX1、發送腳對TX2與接收腳對RX2。在這樣的情況下，USB連接器110的發送腳對TX1、接收腳對RX1、發送腳對TX2與接收腳對RX2可以全被用來傳輸DP資料。因此，在第二操作模式（ALT模式）中，USB連接器110的發送腳對TX1、接收腳對RX1、發送腳對TX2與接收腳對RX2所接收的DP資料可以經過USB介面電路210、切換電路230與DP介面電路240而被傳輸至DP連接器120的通道腳對DP0、通道腳對DP1、通道腳對DP2與通道腳對DP3。

當USB連接器110的訊號被判定是USB 4.0的顯示埠穿隧（DP Tunneling）協定的訊號時（步驟S320的判斷結果是「DP Tunneling訊號」），連接介面轉換晶片200可以操作在第一操作模式。當USB連接器110的訊號是符合USB 4.0規格的顯示埠穿隧協定的USB訊號時，USB核心電路220可以經過USB介面電路210接收USB連接器110的USB訊號對，並且對所述USB訊號對進行解碼以獲得DP資料。然後，USB核心電路220可以將DP資料經過DP介面電路240傳輸至DP連接器120(步驟S340)。換句話說，在第一操作模式中，USB連接器110的接收腳對RX1與接收腳對RX2所接收的USB訊號對會經過USB介面電路210，由USB核心電路220解碼出DP資料，再由DP介面電路240傳輸至DP連接器120的通道腳對DP0、通道腳對DP1、通道腳對DP2與通道腳對DP3中的至少一者。

因此在第一操作模式（USB 4.0模式）中，USB連接器110所接收的USB訊號對會經過USB介面電路210，由USB核心電路220解碼出DP資料，再由DP介面電路240傳輸至DP連接器120。此時（第一操作模式），切換電路230可以依照設計需求而被禁能（disable），以節省功耗。切換電路230不需要處理高頻寬的USB 4.0訊號，因此切換電路230的成本可以盡可能的降低。

圖4為依照本發明一實施例說明圖2中所繪示的USB介面電路210的電路方塊示意圖。在圖4所示實施例中，USB介面電路210包括介面電路211、介面電路212、介面電路213、介面電路214、驅動器215、接收器216、接收器217、驅動器218、緩衝器B1、緩衝器B2、緩衝器B3以及緩衝器B4。依照設計需求，介面電路211可以包括並列輸入串列輸出（parallel-in-serial-out，以下稱PISO）介面電路以及（或是）其他電路。USB核心電路220所輸出的USB資料可以被傳輸至介面電路211的輸入端。驅動器215的差動輸入對耦接至介面電路211的差動輸出對，以接收差動訊號（USB資料）。驅動器215的差動輸出對適於耦接至USB連接器110的發送腳對TX1。

接收器216的差動輸入對適於耦接至USB連接器110的接收腳對RX1。接收器216的差動輸出對耦接至介面電路212的差動輸入對。介面電路212的輸出端耦接至USB核心電路220的輸入端。依照設計需求，介面電路212可以包括時脈與資料回復（clock and data recovery，以下稱CDR）電路、串列輸入並列輸出（serial-in-parallel-out，以下稱SIPO）介面電路以及（或是）其他電路。介面電路212可以依照當下的訊號品質而調校接收器216的等化（Equalization，以下稱EQ）參數。介面電路212還可以將所述EQ參數提供給USB核心電路220。

接收器217的差動輸入對適於耦接至USB連接器110的接收腳對RX2。接收器217的差動輸出對耦接至介面電路213的差動輸入對。介面電路213的輸出端耦接至USB核心電路220的輸入端。依照設計需求，介面電路213可以包括CDR電路、SIPO介面電路以及（或是）其他電路。介面電路213可以依照當下的訊號品質而調校接收器217的EQ參數。介面電路213還可以將所述EQ參數提供給USB核心電路220。

依照設計需求，介面電路214可以包括PISO介面電路以及（或是）其他電路。USB核心電路220所輸出的USB資料可以被傳輸至介面電路214的輸入端。驅動器218的差動輸入對耦接至介面電路214的差動輸出對，以接收差動訊號（USB資料）。驅動器218的差動輸出對適於耦接至USB連接器110的發送腳對TX2。

緩衝器B1的差動輸入對適於耦接至USB連接器110的該第一發送腳對TX1。緩衝器B1的差動輸出對耦接至切換電路230。緩衝器B2的差動輸入對適於耦接至USB連接器110的該第一接收腳對RX1。緩衝器B2的差動輸出對耦接至切換電路230。緩衝器B3的差動輸入對適於耦接至USB連接器110的接收腳對RX2。緩衝器B3的差動輸出對耦接至切換電路230。緩衝器B4的差動輸入對適於耦接至USB連接器110的發送腳對TX2。緩衝器B4的差動輸出對耦接至切換電路230。

在第一操作模式（USB 4.0模式）中，USB核心電路220可以禁能（disable）緩衝器B1、緩衝器B2、緩衝器B3以及緩衝器B4。在第二操作模式（ALT模式）中，USB核心電路220可以致能（enable）緩衝器B1、緩衝器B2、緩衝器B3以及緩衝器B4中的至少一者。舉例來說，假設USB核心電路220使用USB連接器110的發送腳對TX1與接收腳對RX1對主機20進行雙向USB通訊，因此USB核心電路220在第二操作模式（ALT模式）中可以禁能緩衝器B1與緩衝器B2以及致能緩衝器B3以及緩衝器B4。假設USB核心電路220使用USB連接器110的發送腳對TX2與接收腳對RX2對主機20進行雙向USB通訊，因此USB核心電路220在第二操作模式（ALT模式）中可以禁能緩衝器B3與緩衝器B4以及致能緩衝器B1以及緩衝器B2。

在一些應用情境中，USB核心電路220可能在ALT模式中不需要對主機20進行雙向USB通訊，亦即USB核心電路220可能不會使用USB連接器110的發送腳對TX1、接收腳對RX1、發送腳對TX2與接收腳對RX2。在這樣的情況下，USB核心電路220在第二操作模式（ALT模式）中可以致能緩衝器B1、緩衝器B2、緩衝器B3以及緩衝器B4。在其他模式中（既不是USB 4.0模式也不是ALT模式），USB核心電路220可以禁能緩衝器B1、緩衝器B2、緩衝器B3以及緩衝器B4。

圖5為依照本發明一實施例說明圖2中所繪示的切換電路230與DP介面電路240的電路方塊示意圖。在圖5所示實施例中，切換電路230包括等化器231、等化器232、等化器233、等化器234、等化器235、等化器236、等化器237與等化器238。依據USB介面電路210所決定的等化（EQ）參數，USB核心電路220可以對應控制/調整等化器231～238的EQ參數。

等化器231的差動輸入對耦接至緩衝器B4的差動輸出對。等化器232的差動輸入對耦接至緩衝器B1的差動輸出對。等化器233的差動輸入對耦接至緩衝器B3的差動輸出對。等化器234的差動輸入對耦接至緩衝器B2的差動輸出對。等化器235的差動輸入對耦接至緩衝器B2的差動輸出對。等化器236的差動輸入對耦接至緩衝器B3的差動輸出對。等化器237的差動輸入對耦接至緩衝器B1的差動輸出對。等化器238的差動輸入對耦接至緩衝器B4的差動輸出對。

在圖5所示實施例中，DP介面電路240包括預驅動器（pre-driver）241_1、預驅動器241_2、預驅動器241_3、預驅動器241_4、預驅動器241_5、預驅動器241_6、預驅動器241_7、預驅動器241_8、驅動器242_1、驅動器242_2、驅動器242_3以及驅動器242_4。預驅動器241_1的差動輸入對耦接至等化器231的差動輸出對。預驅動器241_2的差動輸入對耦接至等化器232的差動輸出對。預驅動器241_3的差動輸入對耦接至等化器233的差動輸出對。預驅動器241_4的差動輸入對耦接至等化器234的差動輸出對。預驅動器241_5的差動輸入對耦接至等化器235的差動輸出對。預驅動器241_6的差動輸入對耦接至等化器236的差動輸出對。預驅動器241_7的差動輸入對耦接至等化器237的差動輸出對。預驅動器241_8的差動輸入對耦接至等化器238的差動輸出對。

驅動器242_1的差動輸入對耦接至預驅動器241_1的差動輸出對以及預驅動器241_2的差動輸出對。驅動器242_1的差動輸出對適於耦接至DP連接器120的通道腳對DP0。驅動器242_2的差動輸入對耦接至預驅動器241_3的差動輸出對以及預驅動器241_4的差動輸出對。驅動器242_2的差動輸出對適於耦接至DP連接器120的通道腳對DP1。驅動器242_3的差動輸入對耦接至預驅動器241_5的差動輸出對以及預驅動器241_6的差動輸出對。驅動器242_3的差動輸出對適於耦接至DP連接器120的通道腳對DP2。驅動器242_4的差動輸入對耦接至預驅動器241_7的差動輸出對以及預驅動器241_8的差動輸出對。驅動器242_4的差動輸出對適於耦接至DP連接器120的通道腳對DP3。

在第一操作模式（USB 4.0模式）中，USB核心電路220可以禁能緩衝器B1～B4、等化器231～238以及預驅動器241_1～241_8。在第二操作模式（ALT模式）中，當USB-C插頭（未繪示）正面朝上插入USB連接器110時，USB核心電路220可以禁能等化器232、預驅動器241_2、等化器234、預驅動器241_4、等化器236、預驅動器241_6、等化器238與預驅動器241_8。當USB-C插頭（未繪示）反面朝上插入USB連接器110時，USB核心電路220可以禁能等化器231、預驅動器241_1、等化器233、預驅動器241_3、等化器235、預驅動器241_5、等化器237與預驅動器241_7。

在等化器232、等化器234、等化器236與等化器238被禁能的情況下，USB核心電路220可以在第二操作模式（ALT模式）中致能等化器231、等化器233、等化器235與等化器237中的至少一者。舉例來說，假設USB核心電路220使用USB連接器110的發送腳對TX1與接收腳對RX1對主機20進行雙向USB通訊，因此USB核心電路220在第二操作模式（ALT模式）中可以禁能緩衝器B1、緩衝器B2、等化器235、等化器237、預驅動器241_5與預驅動器241_7以及致能緩衝器B3、緩衝器B4、等化器231、等化器233、預驅動器241_1與預驅動器241_3。假設USB核心電路220使用USB連接器110的發送腳對TX2與接收腳對RX2對主機20進行雙向USB通訊，因此USB核心電路220在第二操作模式（ALT模式）中可以禁能緩衝器B3、緩衝器B4、等化器231、等化器233、預驅動器241_1與預驅動器241_3以及致能緩衝器B1、緩衝器B2、等化器235、等化器237、預驅動器241_5與預驅動器241_7。

在等化器231、等化器233、等化器235與等化器237被禁能的情況下，USB核心電路220可以在第二操作模式（ALT模式）中致能等化器232、等化器234、等化器236與等化器238中的至少一者。舉例來說，假設USB核心電路220使用USB連接器110的發送腳對TX1與接收腳對RX1對主機20進行雙向USB通訊，因此USB核心電路220在第二操作模式（ALT模式）中可以禁能緩衝器B1、緩衝器B2、等化器232、等化器234、預驅動器241_2與預驅動器241_4以及致能緩衝器B3、緩衝器B4、等化器236、等化器238、預驅動器241_6與預驅動器241_8。假設USB核心電路220使用USB連接器110的發送腳對TX2與接收腳對RX2對主機20進行雙向USB通訊，因此USB核心電路220在第二操作模式（ALT模式）中可以禁能緩衝器B3、緩衝器B4、預驅動器241_1、預驅動器241_3、等化器236、等化器238、預驅動器241_6與預驅動器241_8以及致能緩衝器B1、緩衝器B2、等化器232、等化器234、預驅動器241_2與預驅動器241_4。

在一些應用情境中，USB核心電路220可能在ALT模式中不需要對主機20進行雙向USB通訊，亦即USB核心電路220可能不會使用USB連接器110的發送腳對TX1、接收腳對RX1、發送腳對TX2與接收腳對RX2。在USB核心電路220不使用發送腳對TX1、接收腳對RX1、發送腳對TX2與接收腳對RX2的情況下，以及在等化器232、等化器234、等化器236與等化器238被禁能的情況下，USB核心電路220在第二操作模式（ALT模式）中可以致能緩衝器B1、緩衝器B2、緩衝器B3、緩衝器B4、等化器231、等化器233、等化器235、等化器237、預驅動器241_1、預驅動器241_3、預驅動器241_5以及預驅動器241_7。在USB核心電路220不使用發送腳對TX1、接收腳對RX1、發送腳對TX2與接收腳對RX2的情況下，以及在等化器231、等化器233、等化器235與等化器237被禁能的情況下，USB核心電路220在第二操作模式（ALT模式）中可以致能緩衝器B1、緩衝器B2、緩衝器B3、緩衝器B4、等化器232、等化器234、等化器236、等化器238、預驅動器241_2、預驅動器241_4、預驅動器241_6以及預驅動器241_8。

在其他模式中（既不是USB 4.0模式也不是ALT模式），USB核心電路220可以禁能緩衝器B1、緩衝器B2、緩衝器B3、緩衝器B4、等化器231～238以及預驅動器241_1～241_8。

依照不同的設計需求，上述USB介面電路210、USB核心電路220、切換電路230以及（或是）DP介面電路240的方塊的實現方式可以是硬體（hardware）、韌體（firmware）、軟體（software，即程式）或是前述三者中的多者的組合形式。

以硬體形式而言，上述USB介面電路210、USB核心電路220、切換電路230以及（或是）DP介面電路240的方塊可以實現於積體電路（integrated circuit）上的邏輯電路。上述USB介面電路210、USB核心電路220、切換電路230以及（或是）DP介面電路240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USB介面電路210、USB核心電路220、切換電路230以及（或是）DP介面電路240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。

以軟體形式及/或韌體形式而言，上述USB介面電路210、USB核心電路220、切換電路230以及（或是）DP介面電路240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USB介面電路210、USB核心電路220、切換電路230以及（或是）DP介面電路240。所述編程碼可以被記錄/存放在記錄媒體中，所述記錄媒體中例如包括唯讀記憶體（Read Only Memory，ROM）、存儲裝置及/或隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）。電腦、中央處理器（Central Processing Unit，CPU）、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，從而達成相關功能。作為所述記錄媒體，可使用「非臨時的電腦可讀取媒體（non-transitory computer readable medium）」，例如可使用帶（tape）、碟（disk）、卡（card）、半導體記憶體、可程式設計的邏輯電路等。而且，所述程式也可經由任意傳輸媒體（通信網路或廣播電波等）而提供給所述電腦（或CPU）。所述通信網路例如是互聯網（Internet）、有線通信（wired communication）、無線通信（wireless communication）或其它通信介質。

綜上所述，上述諸實施例將切換電路230配置在連接介面轉換晶片200中。當USB連接器110的訊號是符合USB規格的ALT模式的訊號時，切換電路230可以經過USB介面電路210接收USB連接器110的DP資料，以及（或是）USB核心電路220可以經過USB介面電路110接收USB連接器110的USB訊號。然後，切換電路230可以將DP資料經過DP介面電路240傳輸至DP連接器120。當USB連接器110的訊號是符合USB 4.0規格的顯示埠穿隧（DP Tunneling）協定的USB訊號時，USB核心電路220可以經過USB介面電路210接收USB連接器110的至少一USB訊號對並且對所述USB訊號對進行解碼以獲得DP資料。然後，USB核心電路220可以將DP資料經過DP介面電路240傳輸至DP連接器120。亦即，切換電路230不需要處理高頻寬的USB 4.0訊號，因此切換電路230的成本可以盡可能的降低。連接介面轉換晶片200（連接介面轉換裝置100）可以處理USB連接器110的訊號，而不論USB連接器110的訊號是ALT模式的訊號或是符合USB 4.0的顯示埠穿隧協定的訊號。

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。

20:主機 21、110:通用序列匯流排（USB）連接器 30:顯示埠（DP）裝置 31、120:DP連接器 100:連接介面轉換裝置 130:電力傳輸（PD）控制器 200:連接介面轉換晶片 210:USB介面電路 211～214:介面電路 215、218:驅動器 216、217:接收器 220:USB核心電路 230:切換電路 231～238:等化器 240:DP介面電路 241_1～241_8:預驅動器 242_1～242_4:驅動器 B1～B4:緩衝器 CCa、CCb:配置通道（CC）接腳 DP0、DP1、DP2、DP3:通道腳對 RX1、RX2:接收腳對 S310～S340:步驟 TX1、TX2:發送腳對

圖1為依照本發明實施例所繪示，連接於主機與裝置之間的一種介面轉換裝置的電路方塊（circuit block）示意圖。圖2為依照本發明一實施例說明圖1中所繪示的連接介面轉換晶片的電路方塊示意圖。圖3為依照本發明一實施例所繪示的一種連接介面轉換晶片的操作方法的流程示意圖。圖4為依照本發明一實施例說明圖2中所繪示的USB介面電路的電路方塊示意圖。圖5為依照本發明一實施例說明圖2中所繪示的切換電路與DP介面電路的電路方塊示意圖。

100:連接介面轉換裝置

110:通用序列匯流排(USB)連接器

120:顯示埠(DP)連接器

130:電力傳輸(PD)控制器

200:連接介面轉換晶片

210:USB介面電路

220:USB核心電路

230:切換電路

240:DP介面電路

CCa:配置通道(CC)接腳

DP0、DP1、DP2、DP3:通道腳對

RX1、RX2:接收腳對

TX1、TX2:發送腳對

Claims

一種連接介面轉換晶片，包括：一通用序列匯流排介面電路，適於耦接至一通用序列匯流排連接器；一顯示埠介面電路，經由一顯示埠連接器耦接至一顯示埠槽裝置；一通用序列匯流排核心電路，耦接至該通用序列匯流排介面電路與該顯示埠介面電路；以及一切換電路，耦接至該通用序列匯流排介面電路與該顯示埠介面電路，其中該切換電路只支援一特定導通模式，該特定導通模式僅允許在該通用序列匯流排介面電路與該顯示埠介面電路之間傳輸顯示埠訊號。
如請求項1所述的連接介面轉換晶片，其中該通用序列匯流排連接器包括一USB-C連接器。
如請求項1所述的連接介面轉換晶片，其中該通用序列匯流排介面電路適於至少耦接至該通用序列匯流排連接器的一第一發送腳對、一第一接收腳對、一第二發送腳對與一第二接收腳對，以及該顯示埠介面電路適於至少耦接至該顯示埠連接器的一第一通道腳對、一第二通道腳對、一第三通道腳對與一第四通道腳對。
如請求項3所述的連接介面轉換晶片，其中在一第一操作模式中，該通用序列匯流排連接器的該第一接收腳對與該第二接收腳對所接收的一通用序列匯流排訊號對會經過該通用序列匯流排介面電路，由該通用序列匯流排核心電路解碼出一第一顯示埠資料，再由該顯示埠介面電路傳輸至該顯示埠連接器的該第一通道腳對、該第二通道腳對、該第三通道腳對與該第四通道腳對中的至少一者。
如請求項3所述的連接介面轉換晶片，其中在一第二操作模式中，該通用序列匯流排連接器的該第一發送腳對、該第一接收腳對、該第二發送腳對與該第二接收腳對所接收的至少一第二顯示埠資料會經過該通用序列匯流排介面電路、該切換電路與該顯示埠介面電路而被傳輸至該顯示埠連接器的該第一通道腳對、該第二通道腳對、該第三通道腳對與該第四通道腳對。
如請求項3所述的連接介面轉換晶片，其中在一第二操作模式中，該通用序列匯流排核心電路所輸出的一第一通用序列匯流排資料會經過該通用序列匯流排介面電路而被傳輸至該通用序列匯流排連接器的該第一發送腳對，該通用序列匯流排連接器的該第一接收腳對所接收的一第二通用序列匯流排資料會經過該通用序列匯流排介面電路而被傳輸至該通用序列匯流排核心電路，該通用序列匯流排連接器的該第二發送腳對與該第二接收腳對中的至少一者所接收的至少一第二顯示埠資料會經過該通用序列匯流排介面電路、該切換電路與該顯示埠介面電路而被傳輸至該顯示埠連接器的該第一通道腳對、該第二通道腳對、該第三通道腳對與該第四通道腳對中的至少一者。
如請求項3所述的連接介面轉換晶片，其中該通用序列匯流排介面電路包括：一第一驅動器，具有一差動輸出對適於耦接至該通用序列匯流排連接器的該第一發送腳對；一第一接收器，具有一差動輸入對適於耦接至該通用序列匯流排連接器的該第一接收腳對；一第二驅動器，具有一差動輸出對適於耦接至該通用序列匯流排連接器的該第二發送腳對；一第二接收器，具有一差動輸入對適於耦接至該通用序列匯流排連接器的該第二接收腳對；一第一緩衝器，具有一差動輸入對適於耦接至該通用序列匯流排連接器的該第一發送腳對；一第二緩衝器，具有一差動輸入對適於耦接至該通用序列匯流排連接器的該第一接收腳對；一第三緩衝器，具有一差動輸入對適於耦接至該通用序列匯流排連接器的該第二接收腳對；以及一第四緩衝器，具有一差動輸入對適於耦接至該通用序列匯流排連接器的該第二發送腳對。
如請求項7所述的連接介面轉換晶片，其中該第一緩衝器、該第二緩衝器、該第三緩衝器與該第四緩衝器在一第一操作模式被禁能。
如請求項7所述的連接介面轉換晶片，其中該第一緩衝器、該第二緩衝器、該第三緩衝器與該第四緩衝器中的至少一者在該第二操作模式被致能。
如請求項7所述的連接介面轉換晶片，其中該切換電路包括：一第一等化器，具有一差動輸入對耦接至該第四緩衝器的一差動輸出對；一第二等化器，具有一差動輸入對耦接至該第一緩衝器的一差動輸出對；一第三等化器，具有一差動輸入對耦接至該第三緩衝器的一差動輸出對；一第四等化器，具有一差動輸入對耦接至該第二緩衝器的一差動輸出對；一第五等化器，具有一差動輸入對耦接至該第二緩衝器的該差動輸出對；一第六等化器，具有一差動輸入對耦接至該第三緩衝器的該差動輸出對；一第七等化器，具有一差動輸入對耦接至該第一緩衝器的該差動輸出對；以及一第八等化器，具有一差動輸入對耦接至該第四緩衝器的該差動輸出對。
如請求項10所述的連接介面轉換晶片，其中該第一等化器、該第二等化器、該第三等化器、該第四等化器、該第五等化器、該第六等化器、該第七等化器與該第八等化器在一第一操作模式被禁能。
如請求項10所述的連接介面轉換晶片，其中在一第二操作模式中，該第一等化器、該第三等化器、該第五等化器與該第七等化器被禁能，或是該第二等化器、該第四等化器、該第六等化器與該第八等化器被禁能。
如請求項10所述的連接介面轉換晶片，其中在一第二操作模式中以及在該第一等化器、該第三等化器、該第五等化器與該第七等化器被禁能的情況下，該第二等化器、該第四等化器、該第六等化器與該第八等化器被致能；以及在該第二操作模式中以及在該第二等化器、該第四等化器、該第六等化器與該第八等化器被禁能的情況下，該第一等化器、該第三等化器、該第五等化器與該第七等化器被致能。
如請求項10所述的連接介面轉換晶片，其中在一第二操作模式中以及在該第一等化器、該第三等化器、該第五等化器與該第七等化器被禁能的情況下，該第二等化器與該第四等化器被禁能，以及該第六等化器與該第八等化器被致能；以及在該第二操作模式中以及在該第二等化器、該第四等化器、該第六等化器與該第八等化器被禁能的情況下，該第一等化器與該第三等化器被致能，以及該第五等化器與該第七等化器被禁能。
如請求項10所述的連接介面轉換晶片，其中該顯示埠介面電路包括：一第一預驅動器，具有一差動輸入對耦接至該第一等化器的一差動輸出對；一第二預驅動器，具有一差動輸入對耦接至該第二等化器的一差動輸出對；一第三預驅動器，具有一差動輸入對耦接至該第三等化器的一差動輸出對；一第四預驅動器，具有一差動輸入對耦接至該第四等化器的一差動輸出對；一第五預驅動器，具有一差動輸入對耦接至該第五等化器的該差動輸出對；一第六預驅動器，具有一差動輸入對耦接至該第六等化器的該差動輸出對；一第七預驅動器，具有一差動輸入對耦接至該第七等化器的該差動輸出對；一第八預驅動器，具有一差動輸入對耦接至該第八等化器的該差動輸出對；一第三驅動器，具有一差動輸入對耦接至該第一預驅動器的一差動輸出對以及該第二預驅動器的一差動輸出對，其中該第三驅動器的一差動輸出對適於耦接至該顯示埠連接器的該第一通道腳對；一第四驅動器，具有一差動輸入對耦接至該第三預驅動器的一差動輸出對以及該第四預驅動器的一差動輸出對，其中該第四驅動器的一差動輸出對適於耦接至該顯示埠連接器的該第二通道腳對；一第五驅動器，具有一差動輸入對耦接至該第五預驅動器的一差動輸出對以及該第六預驅動器的一差動輸出對，其中該第五驅動器的一差動輸出對適於耦接至該顯示埠連接器的該第三通道腳對；以及一第六驅動器，具有一差動輸入對耦接至該第七預驅動器的一差動輸出對以及該第八預驅動器的一差動輸出對，其中該第六驅動器的一差動輸出對適於耦接至該顯示埠連接器的該第四通道腳對。
一種連接介面轉換裝置，包括：一通用序列匯流排連接器；一顯示埠連接器；以及一連接介面轉換晶片，包括：一通用序列匯流排介面電路，適於耦接至該通用序列匯流排連接器；一顯示埠介面電路，經由該顯示埠連接器耦接至一顯示埠槽裝置；一通用序列匯流排核心電路，耦接至該通用序列匯流排介面電路與該顯示埠介面電路；以及一切換電路，耦接至該通用序列匯流排介面電路與該顯示埠介面電路，其中該切換電路只支援一特定導通模式，該特定導通模式僅允許在該通用序列匯流排介面電路與該顯示埠介面電路之間傳輸顯示埠訊號。
一種連接介面轉換晶片的操作方法，該連接介面轉換晶片包括一通用序列匯流排介面電路、一顯示埠介面電路、一通用序列匯流排核心電路與一切換電路，該通用序列匯流排介面電路適於耦接至一通用序列匯流排連接器，該顯示埠介面電路經由一顯示埠連接器耦接至一顯示埠槽裝置，以及所述操作方法包括：在一第一操作模式中，禁能該切換電路；以及在一第二操作模式中，該切換電路只支援一特定導通模式，該特定導通模式僅允許在該通用序列匯流排介面電路與該顯示埠介面電路之間傳輸顯示埠訊號。
如請求項17所述的操作方法，其中在該第一操作模式中，將該通用序列匯流排連接器所接收的至少一通用序列匯流排訊號對經由該通用序列匯流排介面電路而被傳輸至該通用序列匯流排核心電路，並由該通用序列匯流排核心電路解碼出一第一顯示埠資料，該第一顯示埠資料是從該通用序列匯流排核心電路傳輸至該顯示埠介面電路而不傳輸至該切換電路，再由該顯示埠介面電路將該第一顯示埠資料傳輸至該顯示埠連接器；以及在該第二操作模式中，將該通用序列匯流排連接器所接收的至少一第二顯示埠資料經過該通用序列匯流排介面電路、該切換電路與該顯示埠介面電路傳輸至該顯示埠連接器。
如請求項17所述的操作方法，其中該通用序列匯流排連接器包括一USB-C連接器。
如請求項17所述的操作方法，其中該第一操作模式包括符合USB 4.0規格的一顯示埠穿隧協定，而該第二操作模式包括符合USB規格的一顯示埠替代模式。
如請求項17所述的操作方法，其中該通用序列匯流排介面電路適於至少耦接至該通用序列匯流排連接器的一第一發送腳對、一第一接收腳對、一第二發送腳對與一第二接收腳對，以及該顯示埠介面電路適於至少耦接至該顯示埠連接器的一第一通道腳對、一第二通道腳對、一第三通道腳對與一第四通道腳對。
如請求項21所述的操作方法，更包括：在該第一操作模式中，將該通用序列匯流排連接器的該第一接收腳對與該第二接收腳對所接收的該通用序列匯流排訊號對經過該通用序列匯流排介面電路，由該通用序列匯流排核心電路解碼出該第一顯示埠資料，再由該顯示埠介面電路傳輸至該顯示埠連接器的該第一通道腳對、該第二通道腳對、該第三通道腳對與該第四通道腳對中的至少一者。
如請求項21所述的操作方法，更包括：在該第二操作模式中，將該通用序列匯流排連接器的該第一發送腳對、該第一接收腳對、該第二發送腳對與該第二接收腳對所接收的該至少一第二顯示埠資料經過該通用序列匯流排介面電路、該切換電路與該顯示埠介面電路傳輸至該顯示埠連接器的該第一通道腳對、該第二通道腳對、該第三通道腳對與該第四通道腳對。
如請求項21所述的操作方法，更包括：在該第二操作模式中，將該通用序列匯流排核心電路所輸出的一第一通用序列匯流排資料經過該通用序列匯流排介面電路傳輸至該通用序列匯流排連接器的該第一發送腳對；在該第二操作模式中，將該通用序列匯流排連接器的該第一接收腳對所接收的一第二通用序列匯流排資料經過該通用序列匯流排介面電路傳輸至該通用序列匯流排核心電路；以及在該第二操作模式中，將該通用序列匯流排連接器的該第二發送腳對與該第二接收腳對中的至少一者所接收的該至少一第二顯示埠資料經過該通用序列匯流排介面電路、該切換電路與該顯示埠介面電路傳輸至該顯示埠連接器的該第一通道腳對、該第二通道腳對、該第三通道腳對與該第四通道腳對中的至少一者。