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TWI891209B - 多模式usb-c連接線 - Google Patents

多模式usb-c連接線

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TWI891209B
TWI891209B TW113101892A TW113101892A TWI891209B TW I891209 B TWI891209 B TW I891209B TW 113101892 A TW113101892 A TW 113101892A TW 113101892 A TW113101892 A TW 113101892A TW I891209 B TWI891209 B TW I891209B
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Taiwan
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transmission
voltage level
cable
connection port
electronic device
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TW113101892A
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TW202531011A (zh
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妙斌 高
鄭鴻儒
江欣哲
吳卉津
胡家齊
莊懿
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嘉雨思科技股份有限公司
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Publication date
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Priority to US18/769,663 priority patent/US20250231898A1/en
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Abstract

本發明為一種多模式USB-C連接線。多模式USB-C連接線得以連接於第一及第二電子裝置之間。多模式USB-C連接線包括第一、第二連接埠、複數之傳輸導線、第一、第二輔助訊號導線、第一及第二轉接器晶片。第一或第二連接埠係得以分別連接到第一或第二電子裝置。複數之傳輸導線係連接於第一及第二轉接器晶片之間。第一及第二輔助訊號導線用以接收自第一或第二電子裝置之控制訊號，藉以改變第一及第二電壓位準。第一及第二轉接器晶片用以根據第一及第二電壓位準調整第一組及第二組調整參數，以調整複數之傳輸導線之訊號傳輸模式。

Description

多模式USB-C連接線
本發明係關於一種多模式USB-C連接線，特別是一種可以根據不同使用模式調整內部訊號傳輸方向的多模式USB-C連接線。
隨著科技的進步，USB-C連接線已經被廣泛地應用。USB-C連接線是一種通用序列匯流排（USB）的硬體介面形式，外觀上最大特點在於其兩端連接埠的上下邊完全一致，所以不用再區分正反面。而除了通用序列匯流排之外，第三代的雷電(Thunderbolt)也可以適用USB-C連接線。此外可以提供高速傳輸的DisplayPort (DP)也可以適用多模式USB-C連接線。現在也更發展出DP-Asymmetric的應用。
在此請參考圖1係先前技術之多模式USB-C連接線連接之架構示意圖。
於先前技術中，多模式USB-C連接線90利用第一連接埠91、第二連接埠92、傳輸導線94及CC(Configuration Channel )導線96連接於不同的電子裝置之間。第一連接埠91及第二連接埠92各自具有其第一側911、921及第二側912、922，第一連接埠91內具有第一轉接器晶片931及第一微控制器951，第二連接埠92內具有第二轉接器晶片932及第二微控制器952。第一轉接器晶片931及第二轉接器晶片932可以對傳輸導線94進行調整，例如調整傳輸導線94的傳輸方向或傳輸增益值。於先前技術中，多模式USB-C連接線90是利用其內部CC導線96來得知需要調整成何種訊號傳輸類型。CC導線96用以接收外接的電子裝置之控制訊號。但CC導線96所得到的是一段編碼控制訊號，所以需要第一微控制器951或第二微控制器952去解碼，再使第一轉接器晶片931及第二轉接器晶片932做出調整。所以在設定上會較為複雜，增加了許多製造成本。
因此，有必要發明一種新的多模式USB-C連接線，以改良先前的技術，做更簡易的調整配置。
本發明之主要目的係在提供一種多模式USB-C連接線，其具有可以根據不同使用模式調整內部訊號傳輸方向及晶片參數設定的效果。
為達成上述之目的，本發明之多模式USB-C連接線得以連接於第一電子裝置及第二電子裝置之間。多模式USB-C連接線包括第一連接埠、第二連接埠、複數之傳輸導線、第一輔助訊號導線、第二輔助訊號導線、第一轉接器晶片及第二轉接器晶片。第一連接埠或第二連接埠係得以分別連接到第一電子裝置或第二電子裝置。複數之傳輸導線係連接於第一轉接器晶片及第二轉接器晶片之間，藉此使第一電子裝置及第二電子裝置之間經由第一連接埠、第二連接埠及複數之傳輸導線進行訊號之傳輸。第一輔助訊號導線具有第一電壓位準。第二輔助訊號導線具有第二電壓位準，其中第一輔助訊號導線及第二輔助訊號導線係互相對稱設置以連接於第一連接埠及第二連接埠之間，用以接收自第一電子裝置或第二電子裝置之控制訊號，藉以改變第一電壓位準及第二電壓位準。第一轉接器晶片具有第一組調整參數。第二轉接器晶片具有第二組調整參數，其中第一轉接器晶片及第二轉接器晶片係互相對稱設置於第一連接埠及第二連接埠內，用以根據第一電壓位準及第二電壓位準調整第一組調整參數及第二組調整參數，以調整複數之傳輸導線之訊號傳輸模式。
為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。
以下請參考圖2係本發明之利用多模式USB-C連接線連接於第一電子裝置及第二電子裝置之間之示意圖。
於本發明之一實施例中，多模式USB-C連接線1是一種適用於通用序列匯流排(USB)、雷電(Thunderbolt)的硬體介面形式，但本發明並不限於應用上述的規格。多模式USB-C連接線1利用第一連接埠11及第二連接埠12連接於一第一電子裝置2及一第二電子裝置3之間。第一電子裝置2及第二電子裝置3可以分別為桌上型電腦系統、筆記型電腦、智慧型手機、平板電腦、穿戴式裝置或是顯示螢幕等，第一電子裝置2可以設定為主要控制及輸出訊號的主機(Host)，而第二電子裝置3可以設定為欲連接及接收訊號之裝置(Device)，但本發明並不限於此。依照規格，第一連接埠11及第二連接埠12之上下側形狀完全一致，都具有24個引腳，上下側各具有12個，並連接到多模式USB-C連接線1內部的複數的傳輸導線30。藉此第一連接埠11及第二連接埠12可以用正面或反面連接於第一電子裝置2及第二電子裝置3，第一電子裝置2及第二電子裝置3再利用複數的傳輸導線30正向或反向傳輸訊號。於本發明之實施例中，係設定訊號由第一連接埠11傳輸到第二連接埠12為正向傳輸，訊號由第二連接埠12傳輸到第一連接埠11為反向傳輸，但正向或反向傳輸僅為說明書中所設定，本發明並不限制於此名稱。由於多模式USB-C連接線1之連線方式已經被本發明所屬技術領域中具通常知識者所熟悉，故在此不再贅述。
在此請參考圖3係本發明之多模式USB-C連接線之第一實施例之架構示意圖。
於本發明之第一實施例中，多模式USB-C連接線1a包括第一連接埠11a、第二連接埠12a、第一轉接器晶片(Repeater)21a、第二轉接器晶片22a、第一組傳輸導線31、第二組傳輸導線32、第三組傳輸導線33、第四組傳輸導線34、第一輔助訊號導線41、第二輔助訊號導線42、第一微控制器51及第二微控制器52。多模式USB-C連接線1a之第一連接埠11a具有第一側111a及第二側112a，第二連接埠12a具有第一側121a及第二側122a。該第一轉接器晶片21a及該第二轉接器晶片22a係互相對稱設置於該第一連接埠11a及該第二連接埠12a內。於本發明之第一實施例中，第一轉接器晶片21a係設置於該第一連接埠11a之該第一側111a，該第二轉接器晶片22a係設置於該第二連接埠12a之該第一側121a。複數之傳輸導線30包括一第一組傳輸導線31、一第二組傳輸導線32、一第三組傳輸導線33及一第四組傳輸導線34。第一連接埠11a及第二連接埠12a藉由其各自的內部引腳與上述的四組傳輸導線31、32、33、34電性連接。該第一轉接器晶片21a及該第二轉接器晶片22a皆具有四組傳輸通道。如此一來，第一電子裝置2可以電性連接到第一連接埠11a，第二電子裝置3可以電性連接到第二連接埠12a，並經由傳輸導線31、32、33、34進行訊號的正向或反向的傳輸。並需注意的是，上述各組的傳輸導線31、32、33、34皆具有正極及負極之分，例如於圖3中以實線代表正極通道，以虛線代表負極通道。另外，第一連接埠11a及第二連接埠12a之內部的電路板上皆具有至少一貫通傳輸孔(圖未示)，所以訊號可以經由貫通傳輸孔傳輸到電路板的另一側。
第一轉接器晶片21a具有第一組調整參數，該第二轉接器晶片22a具有第二組調整參數，可以調整訊號傳輸的方向，也就是設定第一組傳輸導線31、第二組傳輸導線32、第三組傳輸導線33及第四組傳輸導線34為正向傳輸或反向傳輸。且第一轉接器晶片21a及第二轉接器晶片22a亦可以對訊號進行增益值調整或等化值調整，以補償因為傳輸過程中所造成的訊號衰減或失真，本發明並不限制第一轉接器晶片21a及第二轉接器晶片22a之功用。
第一輔助訊號導線41及第二輔助訊號導線42係對稱設置以連接於第一連接埠11a及第二連接埠12a之間，且第一輔助訊號導線41具有第一電壓位準，第二輔助訊號導線42具有第二電壓位準。而第一電子裝置2或第二電子裝置3可以利用控制訊號來改變第一電壓位準及第二電壓位準，例如將第一電壓位準改變為高位準或低位準，第二電壓位準也同樣可以改變為高位準或低位準。如此一來，即可利用第一電壓位準及第二電壓位準之改變得到「高位準，高位準」、「高位準，低位準」、「低位準，高位準」及「低位準，低位準」四種結果。需注意的是，上述的高位準或低位準僅為本實施例中的舉例說明，本發明所屬技術領域中具通常知識者當可明瞭第一電壓位準及第二電壓位準並不僅限於能測量出高、低兩種狀態而已。
於本發明之第一實施例中，多模式USB-C連接線1a還具有第一微控制器51及第二微控制器52。第一微控制器51及第二微控制器52分別對稱設置於第一連接埠11a及第二連接埠12a內。於圖3中，第一轉接器晶片21a與第一微控制器51分別設置於第一連接埠11a的第一側111a及第二側112a，第二轉接器晶片22a與第二微控制器52分別設置於第二連接埠12a的第一側121a及第二側122a，但本發明並不限制於此配置方式。第一微控制器51及第二微控制器52可以具有多層電壓量化器(例如ADC)或單層電壓量化器(例如比較器)，以經由GPIO (general-purpose input/output)來電性連接於第一輔助訊號導線41及第二輔助訊號導線42，藉以測量得知第一電壓位準及第二電壓位準。第一轉接器晶片21a及第二轉接器晶片22a再根據量測到的第一電壓位準及第二電壓位準以決定要如何調整傳輸導線31、32、33、34之訊號傳輸模式。
故於本發明之第一實施例中，多模式USB-C連接線1a會根據第一電子裝置2或第二電子裝置3之規格或設定而至少可以有多種傳輸模式，包括通用序列匯流排(USB)模式、雷電(Thunderbolt，TBT)模式、以及其他可能傳輸模式。第一電子裝置2或第二電子裝置3可以依照不同模式來控制第一電壓位準及第二電壓位準之高低，例如USB模式時第一電壓位準及第二電壓位準為「高位準，高位準」，TBT模式時第一電壓位準及第二電壓位準為「高位準，低位準」，同理第一電壓位準及第二電壓位準也可以為「低位準，高位準」或「低位準，低位準」來代表其他可能模式。上述各模式的高位準、低位準僅為本實施例中的舉例說明，本發明並不限制於此種設定配置。第一轉接器晶片21a及第二轉接器晶片22a就可以依第一電壓位準及第二電壓位準之高低調整第一組調整參數及第二組調整參數訊號，讓傳輸導線31、32、33、34可以調整到適合的訊號傳輸模式。
舉例來說，在USB模式時，第一轉接器晶片21a及第二轉接器晶片22a設定第二組傳輸導線32及第四組傳輸導線34為正向傳輸，第一組傳輸導線31及第三組傳輸導線33為反向傳輸。在TBT模式時，第一轉接器晶片21a及第二轉接器晶片22a設定第二組傳輸導線32及第四組傳輸導線34為正向傳輸，第一組傳輸導線31及第三組傳輸導線33為反向傳輸，第一轉接器晶片21a及第二轉接器晶片22a進一步使訊號傳輸功率及速度等能符合TBT模式規格之需求。在其他模式時，可以按需求來設定第一組至第四組傳輸導線31、32、33、34為正向傳輸或反向傳輸，也可以進一步設定第一轉接器晶片21a及第二轉接器22a之其他參數，使其訊號傳輸功率及速度能符合其他模式規格之需求。例如第一轉接器晶片21a及第二轉接器晶片22a設定第一組傳輸導線31、第二組傳輸導線32、第三組傳輸導線33及第四組傳輸導線34皆為正向傳輸，或是設定第一轉接器晶片21a及第二轉接器晶片22a設定第一組傳輸導線31、第二組傳輸導線32及第三組傳輸導線33為正向傳輸，第四組傳輸導線34為反向傳輸等實施方式，本發明並不限於此。
接著請參考圖4係本發明之多模式USB-C連接線之第二實施例之架構示意圖。
於本發明之第二實施例中，多模式USB-C連接線1b包括第一連接埠11b、第二連接埠12b、第一轉接器晶片21b、第二轉接器晶片22b、第一組傳輸導線31、第二組傳輸導線32、第三組傳輸導線33、第四組傳輸導線34、第一輔助訊號導線41、第二輔助訊號導線42、第一電壓檢測器61及第二電壓檢測器62。多模式USB-C連接線1b之第一連接埠11b具有第一側111b及第二側112b，第二連接埠12b具有第一側121b及第二側122b。第一轉接器晶片21b及該第二轉接器晶片22b係互相對稱設置於該第一連接埠11b之該第一側111b及該第二連接埠12b之該第一側121b內。第一連接埠11b及第二連接埠12b藉由其各自的內部引腳與第一組傳輸導線31、第二組傳輸導線32、第三組傳輸導線33及第四組傳輸導線34電性連接。第一輔助訊號導線41及第二輔助訊號導線42係對稱設置以連接於第一連接埠11b及第二連接埠12b之間，且第一輔助訊號導線41具有第一電壓位準，第二輔助訊號導線42具有第二電壓位準。與第一實施例不同的是，第二實施例具有第一電壓檢測器61及第二電壓檢測器62，係分別對稱設置於第一連接埠11a及第二連接埠12a內。於圖4中，第一轉接器晶片21b與第一電壓檢測器61分別設置於第一連接埠11b的第一側111b及第二側112b，第二轉接器晶片22b與第二電壓檢測器62分別設置於第二連接埠12b的第一側121b及第二側122b，但本發明並不限制於此配置方式。第一電壓檢測器61及第二電壓檢測器62可以利用其多層電壓量化器或單層電壓量化器，以直接電性連接於第一輔助訊號導線41及第二輔助訊號導線42，藉以測量得知第一電壓位準及第二電壓位準。第一轉接器晶片21a及第二轉接器晶片22a再根據量測到的第一電壓位準及第二電壓位準以決定要如何調整傳輸導線31、32、33、34之訊號傳輸模式。
最後請參考圖5係本發明之多模式USB-C連接線之第三實施例之架構示意圖。
於本發明之第三實施例中，多模式USB-C連接線1c包括第一連接埠11c、第二連接埠12c、第一轉接器晶片21c、第二轉接器晶片22c、第一組傳輸導線31、第二組傳輸導線32、第三組傳輸導線33、第四組傳輸導線34、第一輔助訊號導線41及第二輔助訊號導線42。多模式USB-C連接線1c之第一連接埠11c具有第一側111c及第二側112c，第二連接埠12c具有第一側121c及第二側122c。第一轉接器晶片21c及該第二轉接器晶片22c係互相對稱設置於該第一連接埠11c之該第一側111c及該第二連接埠12c之該第一側121c內。第一連接埠11c及第二連接埠12c藉由其各自的內部引腳與第一組傳輸導線31、第二組傳輸導線32、第三組傳輸導線33及第四組傳輸導線34電性連接。第一輔助訊號導線41及第二輔助訊號導線42係對稱設置以連接於第一連接埠11c及第二連接埠12c之間，且第一輔助訊號導線41具有第一電壓位準，第二輔助訊號導線42具有第二電壓位準。與第一、第二實施例不同的是，第三實施例僅具有第一轉接器晶片21c及該第二轉接器晶片22c。第一轉接器晶片21c及該第二轉接器晶片22c可以利用其多層電壓量化器或單層電壓量化器，以直接電性連接於第一輔助訊號導線41及第二輔助訊號導線42，藉以測量得知第一電壓位準及第二電壓位準，以決定要如何調整傳輸導線31、32、33、34之訊號傳輸模式。
由上述的說明可知，本發明的多模式USB-C連接線1、1a、1b、1c利用其內部的第一輔助訊號導線41及第二輔助訊號導線42的電壓位準輕易達到使用模式判斷的依據，相較於先前技術中利用單一CC導線96進行判斷的方式簡便許多，能達到降低製造成本的效果。
需注意的是，上述僅為實施例，而非限制於實施例。譬如不脫離本發明基本架構者，皆應為本專利所主張之權利範圍，而應以專利申請範圍為準。
先前技術 90:多模式USB-C連接線 91:第一連接埠 92:第二連接埠 911、921:第一側 912、922:第二側 931:第一轉接器晶片 932:第二轉接器晶片 94:傳輸導線 951:第一微控制器 952:第二微控制器 96:CC導線 本發明 1、1a、1b、1c:多模式USB-C連接線 2:第一電子裝置 3:第二電子裝置 11、11a、11b、11c:第一連接埠 12、12a、12b、12c:第二連接埠 111a、111b、111c、121a、121b、121c:第一側 112a、112b、112c、122a、122b、122c:第二側 21a、21b、21c:第一轉接器晶片 22a、22b、22c:第二轉接器晶片 30:傳輸導線 31:第一組傳輸導線 32:第二組傳輸導線 33:第三組傳輸導線 34:第四組傳輸導線 41:第一輔助訊號導線 42:第二輔助訊號導線 51:第一微控制器 52:第二微控制器 61:第一電壓檢測器 62:第二電壓檢測器
圖1係先前技術之多模式USB-C連接線連接之架構示意圖。 圖2係本發明之利用多模式USB-C連接線連接於第一電子裝置及第二電子裝置之間之示意圖。 圖3係本發明之多模式USB-C連接線之第一實施例之架構示意圖。 圖4係本發明之多模式USB-C連接線之第二實施例之架構示意圖。 圖5係本發明之多模式USB-C連接線之第三實施例之架構示意圖。
1a:多模式USB-C連接線
11a:第一連接埠
12a:第二連接埠
111a、121a:第一側
112a、122a:第二側
21a:第一轉接器晶片
22a:第二轉接器晶片
31:第一組傳輸導線
32:第二組傳輸導線
33:第三組傳輸導線
34:第四組傳輸導線
41:第一輔助訊號導線
42:第二輔助訊號導線
51:第一微控制器
52:第二微控制器

Claims (9)

  1. 一種多模式USB-C連接線，得以連接於一第一電子裝置及一第二電子裝置之間；該多模式USB-C連接線包括： 一第一連接埠； 一第二連接埠，其中該第一連接埠或該第二連接埠係得以分別連接到該第一電子裝置或該第二電子裝置； 複數之傳輸導線，係連接於該第一連接埠及該第二連接埠之間，藉此使該第一電子裝置及該第二電子裝置之間經由該第一連接埠、該第二連接埠及該複數之傳輸導線進行一訊號之傳輸； 一第一輔助訊號導線，具有一第一電壓位準； 一第二輔助訊號導線，具有一第二電壓位準，其中該第一輔助訊號導線及該第二輔助訊號導線係互相對稱設置以連接於該第一連接埠及該第二連接埠之間，用以接收自該第一電子裝置或該第二電子裝置之一控制訊號，藉以改變該第一電壓位準及該第二電壓位準； 一第一轉接器晶片，具有一第一組調整參數；以及 一第二轉接器晶片，具有一第二組調整參數，其中該第一轉接器晶片及該第二轉接器晶片係互相對稱設置於該第一連接埠及該第二連接埠內，用以根據該第一電壓位準及該第二電壓位準調整該第一組調整參數及該第二組調整參數，以調整該複數之傳輸導線之一訊號傳輸模式。
  2. 如請求項1所述之多模式USB-C連接線，更包括： 一第一微控制器；以及 一第二微控制器，該第一微控制器及該第二微控制器係偵測該第一輔助訊號導線之該第一電壓位準及該第二輔助訊號導線之該第二電壓位準，藉以使得該第一轉接器晶片及該第二轉接器晶片得知該第一電壓位準及該第二電壓位準。
  3. 如請求項1所述之多模式USB-C連接線，更包括： 一第一電壓檢測器；以及 一第二電壓檢測器，該第一電壓檢測器及該第二電壓檢測器係偵測該第一輔助訊號導線之該第一電壓位準及該第二輔助訊號導線之該第二電壓位準，藉以使得該第一轉接器晶片及該第二轉接器晶片得知該第一電壓位準及該第二電壓位準。
  4. 如請求項1所述之多模式USB-C連接線，其中該第一轉接器晶片及該第二轉接器晶片係直接偵測以得知該第一輔助訊號導線之該第一電壓位準及該第二輔助訊號導線之該第二電壓位準。
  5. 如請求項1到4之任一項所述之多模式USB-C連接線，其中該複數之傳輸導線包括一第一組傳輸導線、一第二組傳輸導線、一第三組傳輸導線及一第四組傳輸導線。
  6. 如請求項5所述之多模式USB-C連接線，其中該第一組調整參數及該第二組調整參數用以調整該複數之傳輸導線之一訊號傳輸方向及一訊號傳輸規格。
  7. 如請求項6所述之多模式USB-C連接線，其中該第一組調整參數及該第二組調整參數用以調整該第二組傳輸導線及該第四組傳輸導線為正向傳輸，該第一組傳輸導線及該第三組傳輸導線為反向傳輸。
  8. 如請求項6所述之多模式USB-C連接線，其中該第一組調整參數及該第二組調整參數用以調整該第一組傳輸導線、該第二組傳輸導線、該第三組傳輸導線及該第四組傳輸導線皆為正向傳輸。
  9. 如請求項6所述之多模式USB-C連接線，其中該第一組調整參數及該第二組調整參數用以調整該第一組傳輸導線、該第二組傳輸導線、該第三組傳輸導線為正向傳輸，該第四組傳輸導線為反向傳輸。
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