TWM671029U - Usb repeater device - Google Patents
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Abstract
Description
本新型創作是有關於一種訊號傳輸系統,且特別是有關於一種通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)中繼器裝置。 This novel invention relates to a signal transmission system, and in particular to a Universal Serial Bus (USB) repeater device.
高速訊號在通過電纜或印刷電路板等傳輸路徑時,訊號衰減很嚴重。一般而言,訊號傳輸距離越長,訊號衰減程度越嚴重(亦即訊號品質越差),進而導致在遠處的接收方難以復原經傳輸的訊號。中繼器(repeater)被使用於USB主機(USB host)、USB電纜或USB裝置(USB device)中,以提升傳輸路徑的訊號品質。 When high-speed signals pass through transmission paths such as cables or printed circuit boards, the signal attenuation is very serious. Generally speaking, the longer the signal transmission distance, the more serious the signal attenuation (that is, the worse the signal quality), which makes it difficult for the receiver at a distance to restore the transmitted signal. Repeaters are used in USB hosts, USB cables or USB devices to improve the signal quality of the transmission path.
通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)規格規範了鏈路電源管理(link power management,LPM)的L0、L1、L2和L3狀態。L1狀態為睡眠(Sleep)狀態。L2狀態為休眠(Suspend)狀態。L3狀態為關電(power-off)狀態。進入L1、L2或L3狀態的中繼器可以節省電力。L0狀態為正常工作狀態。在L0狀態下,中繼器可以被啟用以即時傳播事務(transaction)訊號。然而,如何降低進入L0狀態的中繼器的功耗,是USB領域諸多技術議題之一。 The Universal Serial Bus (USB) specification specifies the L0, L1, L2, and L3 states of link power management (LPM). The L1 state is the sleep state. The L2 state is the suspend state. The L3 state is the power-off state. A repeater that enters the L1, L2, or L3 state can save power. The L0 state is the normal working state. In the L0 state, the repeater can be enabled to transmit transaction signals in real time. However, how to reduce the power consumption of a repeater that enters the L0 state is one of the many technical issues in the USB field.
本新型創作提供一種通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)中繼器裝置,以在正常工作狀態(例如USB規格所規範的L0狀態)中降低功耗。 The present invention provides a Universal Serial Bus (USB) repeater device to reduce power consumption in normal working state (such as L0 state specified by USB specification).
在本新型創作的一實施例中,上述的USB中繼器裝置包括USB主機側埠(USB host side port)、USB裝置側埠(USB device side port)、第一中繼器(repeater)、第二中繼器以及控制電路。第一中繼器的輸入端耦接至USB主機側埠。第一中繼器的輸出端耦接至USB裝置側埠。第二中繼器的輸入端耦接至USB裝置側埠。第二中繼器的輸出端耦接至USB主機側埠。控制電路偵測USB主機側埠的訊號與USB裝置側埠的訊號,以動態決定操作模式。響應於操作模式為等事務始模式(waiting transaction-start mode),控制電路控制第一中繼器操作於待機狀態(standby state),以及控制電路控制第二中繼器操作於關電狀態(power-off state)以節省電力。響應於操作模式為等事務終模式(waiting transaction-finish mode),控制電路控制第一中繼器與第二中繼器以傳送至少一個事務(transaction)於USB主機側埠與USB裝置側埠之間。 In one embodiment of the present invention, the USB repeater device includes a USB host side port, a USB device side port, a first repeater, a second repeater, and a control circuit. The input end of the first repeater is coupled to the USB host side port. The output end of the first repeater is coupled to the USB device side port. The input end of the second repeater is coupled to the USB device side port. The output end of the second repeater is coupled to the USB host side port. The control circuit detects the signal of the USB host side port and the signal of the USB device side port to dynamically determine the operation mode. In response to the operation mode being a waiting transaction-start mode, the control circuit controls the first repeater to operate in a standby state, and the control circuit controls the second repeater to operate in a power-off state to save power. In response to the operation mode being a waiting transaction-finish mode, the control circuit controls the first repeater and the second repeater to transmit at least one transaction between the USB host side port and the USB device side port.
基於上述,本新型創作諸實施例所述USB中繼器裝置可以在正常工作狀態(例如USB規格所規範的L0狀態)即時偵測USB主機側埠與USB裝置側埠的訊號,以動態決定操作模式。在USB主機側埠與USB裝置側埠皆長時被閒置的情況下,USB中繼 器裝置進入等事務始模式。每個事務的開始是由USB主機單方向地先向USB裝置發出第一個封包,然後USB主機與USB裝置才進行雙向的事務傳輸。當操作模式為等事務始模式時,USB中繼器裝置即時偵測USB主機側埠的訊號,以等待下一個事務的開始。等待「事務的開始」的期間,可以確定USB裝置不會發出訊號給USB主機,所以第二中繼器操作於關電狀態以節省電力。因此,USB中繼器裝置可以在正常工作狀態中降低功耗。 Based on the above, the USB repeater device described in the embodiments of the present invention can detect the signals of the USB host side port and the USB device side port in real time in the normal working state (such as the L0 state specified by the USB specification) to dynamically determine the operation mode. When the USB host side port and the USB device side port are both idle for a long time, the USB repeater device enters the transaction start waiting mode. Each transaction starts with the USB host sending the first packet to the USB device in a unidirectional manner, and then the USB host and the USB device perform bidirectional transaction transmission. When the operation mode is the transaction start waiting mode, the USB repeater device detects the signal of the USB host side port in real time to wait for the start of the next transaction. During the waiting period for the "start of the transaction", it can be determined that the USB device will not send a signal to the USB host, so the second repeater operates in a power-off state to save power. Therefore, the USB repeater device can reduce power consumption in normal working state.
為讓本新型創作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。 In order to make the above features and advantages of this novel creation more clearly understood, the following is a specific example and a detailed description with the attached diagrams.
100:訊號傳輸系統 100:Signal transmission system
110:主機 110:Host
111:通用序列匯流排(USB)主機控制器 111: Universal Serial Bus (USB) host controller
112、132、200:USB中繼器裝置 112, 132, 200: USB repeater device
120:USB電纜 120:USB cable
130:裝置 130: Device
131:USB裝置控制器 131: USB device controller
210:USB主機側埠 210: USB host port
220:USB裝置側埠 220: USB device port
230、240:中繼器 230, 240: Repeater
231、241:等化器 231, 241: Equalizer
232、242:驅動器 232, 242: Driver
250:控制電路 250: Control circuit
251、252:訊號偵測器 251, 252: Signal detector
253:控制器 253:Controller
DS_idle_event、HS_idle_event:閒置事件 DS_idle_event, HS_idle_event: idle event
HS&DS_idle_timeout_event:長時閒置事件 HS&DS_idle_timeout_event: long-term idle event
M41:等事務始模式 M41: Waiting for transaction start mode
M42:等事務終模式 M42: Waiting for transaction to end mode
M51:主機至裝置方向模式 M51: Host to device direction mode
M52:雙向待機模式 M52: Two-way standby mode
M53:裝置至主機方向模式 M53: Device to host direction mode
S310、S320、S330、S340:步驟 S310, S320, S330, S340: Steps
S_in_DS_event、S_in_HS_event:訊號切換事件 S_in_DS_event, S_in_HS_event: signal switching event
圖1是本新型創作的一種訊號傳輸系統方塊圖。 Figure 1 is a block diagram of a signal transmission system of this novel invention.
圖2是本新型創作一實施例的USB中繼器裝置的電路方塊圖。 Figure 2 is a circuit block diagram of a USB repeater device of an embodiment of the present invention.
圖3是本新型創作一實施例的USB中繼器裝置的操作流程圖。 Figure 3 is an operation flow chart of the USB repeater device of an embodiment of the present invention.
圖4是本新型創作一實施例的USB中繼器裝置的操作模式示意圖。 Figure 4 is a schematic diagram of the operation mode of the USB repeater device of an embodiment of the present invention.
圖5是本新型創作另一實施例的USB中繼器裝置的操作模式示意圖。 Figure 5 is a schematic diagram of the operation mode of a USB repeater device in another embodiment of the present invention.
圖6是本新型創作一實施例的中繼器以及控制電路的電路方 塊示意圖。 Figure 6 is a circuit block diagram of a repeater and a control circuit of an embodiment of the present invention.
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。 The term "coupled (or connected)" used in the entire specification of this case (including the scope of the patent application) may refer to any direct or indirect means of connection. For example, if the text describes a first device coupled (or connected) to a second device, it should be interpreted that the first device can be directly connected to the second device, or the first device can be indirectly connected to the second device through other devices or some connection means. The terms "first", "second", etc. mentioned in the entire specification of this case (including the scope of the patent application) are used to name the elements or distinguish different embodiments or scopes, and are not used to limit the upper or lower limit of the number of elements, nor to limit the order of elements. In addition, wherever possible, elements/components/steps with the same numbers in the drawings and embodiments represent the same or similar parts. Elements/components/steps using the same number or the same terminology in different embodiments can refer to each other for related descriptions.
圖1是本新型創作的一種訊號傳輸系統方塊圖。圖1之訊號傳輸系統100包括主機110、通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)電纜120與裝置130。USB電纜120連接在主機110與裝置130之間,使得主機110與裝置130通過USB電纜120相互通訊。本實施例是將USB中繼器裝置使用於主機110的USB主機控制器111與裝置130的USB裝置控制器131間之傳輸路徑中,以執行在訊號傳輸系統100中的中繼(repeating)功能。USB中繼器裝置可重新產生訊號以提升訊號傳輸系統100的訊號品質。
USB中繼器裝置的設置位置與數量可依實際設計與應用來決定。其中,本實施例之USB中繼器裝置可以是重計時器(retimer)裝置或轉接驅動(redriver)裝置。舉例來說,USB中繼器裝置112可被設置於USB主機控制器111與USB電纜120之間,以及(或是)USB中繼器裝置132可被設置於USB裝置控制器131與USB電纜120之間,以提升訊號品質。
FIG1 is a block diagram of a signal transmission system of the present invention. The
舉例來說,USB中繼器裝置112的USB主機側埠(USB host side port)耦接至USB主機控制器111。在一應用例中,USB中繼器裝置112的USB主機側埠包括資料通道,例如符合USB2規格所規範的差動對Dp與Dn(或記載為D+與D-),或符合嵌入式USB2(embedded USB2,eUSB2)規格所規範的差動對eDp與eDn(或記載為eD+與eD-)。USB中繼器裝置112的USB裝置側埠(USB device side port)耦接至USB電纜120。USB中繼器裝置112的USB裝置側埠包括資料通道,例如符合USB2規格所規範的差動對Dp與Dn。
For example, the USB host side port of the
USB中繼器裝置132的USB主機側埠耦接至USB電纜120。USB中繼器裝置132的USB主機側埠包括資料通道,例如符合USB2規格所規範的差動對Dp與Dn。USB中繼器裝置132的USB裝置側埠耦接至USB裝置控制器131。在一應用例中,USB中繼器裝置132的USB裝置側埠包括資料通道,例如符合USB2規格所規範的差動對Dp與Dn或是符合eUSB2規格所規範的差動對eDp與eDn。
The USB host side port of the
圖2是本新型創作一實施例的USB中繼器裝置的電路方塊圖。圖2所示USB中繼器裝置200可以做為圖1所示USB中繼器裝置112與132中的任何一個的諸多實施範例之一。圖2所示USB中繼器裝置200可以參照圖1所示USB中繼器裝置112或132的相關說明。在圖2所示實施例中,USB中繼器裝置200包括USB主機側埠210、USB裝置側埠220、中繼器230、中繼器240以及控制電路250。控制電路250偵測USB主機側埠210的資料通道的訊號與USB裝置側埠220的資料通道的訊號,以動態決定USB中繼器裝置200的操作模式。依照不同的設計,控制電路250的實現方式可以是硬體(hardware)電路或是硬體、韌體(firmware)、軟體(software,即程式)的組合形式。
FIG. 2 is a circuit block diagram of a USB repeater device of an embodiment of the present invention. The
以硬體形式而言,上述控制電路250可以實現於積體電路(integrated circuit)上的邏輯電路。舉例來說,控制電路250的相關功能可以被實現於一或多個硬體控制器(hardware controller)、微控制器(Microcontroller)、硬體處理器(hardware processor)、微處理器(Microprocessor)、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)、中央處理器(Central Processing Unit,CPU)及/或其他處理單元中的各種邏輯區塊、模組和電路。控制電路250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
電路,例如積體電路中的各種邏輯區塊、模組和電路。
In terms of hardware, the
以軟體形式及/或韌體形式而言,上述控制電路250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控制電路250。所述編程碼可以被記錄/存放在「非臨時的機器可讀取儲存媒體(non-transitory machine-readable storage medium)」中。在一些實施例中,所述非臨時的機器可讀取儲存媒體例如包括半導體記憶體以及(或是)儲存裝置。電子設備(例如CPU、硬體控制器、微控制器、硬體處理器或微處理器)可以從所述非臨時的機器可讀取儲存媒體中讀取並執行所述編程碼,從而實現控制電路250的相關功能。
In software form and/or firmware form, the relevant functions of the
在一實施例中,USB主機側埠210的資料通道包括符合eUSB2規格所規範的差動對eDp與eDn,以及USB裝置側埠220的資料通道包括符合USB2規格所規範的差動對Dp與Dn。在另一實施例中,USB裝置側埠220的資料通道包括符合eUSB2規格所規範的差動對eDp與eDn,以及USB主機側埠210的資料通道包括符合USB2規格所規範的差動對Dp與Dn。在又一實施例中,USB主機側埠210與USB裝置側埠220每一者的資料通道包括符合USB2規格所規範的差動對Dp與Dn。中繼器230的輸入端耦接至USB主機側埠210的資料通道(例如差動對eDp與eDn,或是差動對Dp與Dn)。中繼器230的輸出端耦接至USB裝置側埠220的資料通道(例如差動對eDp與eDn,或是差動對Dp與Dn)。
中繼器240的輸入端耦接至USB裝置側埠220的資料通道。中繼器240的輸出端耦接至USB主機側埠210的資料通道。
In one embodiment, the data channel of the USB
控制電路250偵測USB主機側埠210的訊號與USB裝置側埠220的訊號,以動態決定操作模式。響應於操作模式進入符合USB規格所規範的高速模式(High-Speed,HS),控制電路250控制USB中繼器裝置200進入等事務始模式(waiting transaction-start mode)。在HS模式中,USB中繼器裝置200會被致能以做為USB主機側埠210與USB裝置側埠220之間的資料傳輸通道。進一步地說,在本實施例中,當操作模式進入符合USB規格所規範的高速模式,控制電路250會控制USB中繼器裝置200進入等事務始模式。進而,控制電路250例如會控制中繼器230操作於待機狀態,以及控制電路250會控制中繼器240操作於關電狀態以節省電力。其中,操作模式例如是從符合USB規格所規範的低速(Low-Speed,LS)模式或全速(Full-Speed,FS)模式進入符合USB規格所規範的高速模式。
The
在一實施例中,響應於操作模式於符合USB規格所規範的低速模式或全速模式時,控制電路250控制中繼器230與240均操作於關電狀態(power-off state)。在LS或FS模式中,例如可設置用於LS模式與FS模式的轉接驅動器(redriver,未繪示),其會被致能(enable)以做為USB主機側埠210與USB裝置側埠220之間的資料傳輸通道。本實施例並不限制該所述「用於LS與FS模式的轉接驅動器」的具體實現方式。在HS模式中,該所述
「用於LS與FS模式的轉接驅動器」(未繪示)則會被禁能(disable)以節省功耗。此外,本實施例亦不限制該所述「用於LS與FS模式的轉接驅動器」的設置與否。
In one embodiment, in response to the operation mode being in the low-speed mode or full-speed mode specified by the USB specification, the
圖3是本新型創作一實施例的一種USB中繼器裝置的操作流程圖。圖3所示流程是操作於USB規格所規範的鏈路電源管理(link power management,LPM)的L0狀態(正常工作狀態)。請參照圖2與圖3,在步驟S310中,控制電路250偵測USB主機側埠210的訊號與USB裝置側埠220的訊號,以動態決定操作模式。操作模式至少包括等事務始模式(waiting transaction-start mode)與等事務終模式(waiting transaction-finish mode)。所謂「等事務始模式」意指,USB中繼器裝置200即時偵測USB主機側埠210的訊號,以等待一個事務的開始。所謂「事務」已被規範於USB協定中,故在此不再贅述。所謂「等事務終模式」意指,USB中繼器裝置200即時偵測USB主機側埠210的訊號,以等待目前事務的結束。
FIG3 is an operation flow chart of a USB repeater device in an embodiment of the present invention. The process shown in FIG3 operates in the L0 state (normal working state) of the link power management (LPM) specified by the USB specification. Please refer to FIG2 and FIG3. In step S310, the
響應於操作模式為等事務始模式(步驟S320的判斷結果為「等事務始模式」),控制電路250控制中繼器230操作於待機狀態(standby state),以及控制電路250控制中繼器240操作於關電狀態(power-off state)以節省電力(步驟S330)。在待機狀態中的中繼器230的輸出端為高阻抗(即開路,或稱Hi-Z)狀態。待機狀態為,中繼器230可在USB2規格或eUSB2規格所規定的時間內被喚醒的省電狀態。所謂「被喚醒」意為,中繼器230從待機
狀態進入工作狀態(active state)。響應於USB主機側埠210發生訊號切換(signal toggling,表示新事務的傳輸開始),控制電路250將操作模式從等事務始模式改為等事務終模式。
In response to the operation mode being the transaction start waiting mode (the determination result of step S320 is "transaction start waiting mode"), the
響應於操作模式為等事務終模式(步驟S320的判斷結果為「等事務終模式」),控制電路250控制中繼器230與中繼器240以傳送至少一個事務(transaction)於USB主機側埠210與USB裝置側埠220之間(步驟S340)。因此,USB中繼器裝置200可以正常工作。響應於當下事務的傳輸結束(USB主機側埠210與USB裝置側埠220皆被閒置達某一個門檻時間,而此門檻時間是基於USB規格對事務傳輸的規範所設定),控制電路250將操作模式從等事務終模式改為等事務始模式。
In response to the operation mode being the "wait for transaction end mode" (the judgment result of step S320 is "wait for transaction end mode"), the
圖4是本新型創作一實施例的USB中繼器裝置的操作模式示意圖。請參照圖2與圖4,控制電路250偵測USB主機側埠210的訊號以獲得主機側通道偵測結果。控制電路250亦可偵測USB裝置側埠220的訊號以獲得裝置側通道偵測結果。在USB主機側埠210與USB裝置側埠220皆長時被閒置的情況下,USB中繼器裝置200保持於等事務始模式M41。響應於主機側通道偵測結果表示,USB主機側埠210發生訊號切換事件(signal toggling event)S_in_HS_event,亦即USB主機側埠210的資料通道發生電壓準位切換,則控制電路250將操作模式從等事務始模式M41改為等事務終模式M42。在一較佳實施例中,於USB主機側埠210偵測到任一訊號或是封包(packet)即定義為發生訊號切換事件。進
一步地說,只要USB主機側埠210偵測到任一訊號或是封包,控制電路250就會將操作模式從等事務始模式M41改為等事務終模式M42,並不需要進行任何資料或是封包內容的判別。響應於主機側通道偵測結果與裝置側通道偵測結果表示,USB主機側埠210與USB裝置側埠220發生長時閒置事件HS&DS_idle_timeout_event,亦即USB主機側埠210與USB裝置側埠220皆被閒置達某一個門檻時間(此門檻時間是基於USB規格對事務傳輸的規範所設定),則控制電路250將操作模式從等事務終模式M42改為等事務始模式M41。
FIG4 is a schematic diagram of the operation mode of the USB repeater device of an embodiment of the present invention. Referring to FIG2 and FIG4, the
控制電路250在等事務終模式中控制中繼器230與中繼器240以傳送事務於USB主機側埠210與USB裝置側埠220之間,因此USB中繼器裝置200可以正常工作。舉例來說,響應於主機側通道偵測結果表示,USB主機側埠210的資料通道發生電壓準位切換,則控制電路250控制中繼器230操作於工作狀態(active state)以將USB主機側埠210的封包(packet)傳送至USB裝置側埠220,以及控制電路250控制中繼器240操作於待機狀態(standby state)。響應於主機側通道偵測結果表示,USB主機側埠210被閒置,則控制電路250控制中繼器230從工作狀態回復至待機狀態,以及控制電路250控制中繼器240維持於待機狀態。響應於裝置側通道偵測結果表示,USB裝置側埠220的資料通道發生電壓準位切換,則控制電路250控制中繼器240操作於工作狀態以將USB裝置側埠220的封包傳送至USB主機側埠
210,以及控制電路250控制中繼器230操作於待機狀態。響應於裝置側通道偵測結果表示,USB裝置側埠220被閒置,則控制電路250控制中繼器240從工作狀態回復至待機狀態,以及控制電路250控制中繼器230維持於待機狀態。
The
綜上所述,USB中繼器裝置200可以在正常工作狀態(例如USB規格所規範的L0狀態)即時偵測USB主機側埠210與USB裝置側埠220的訊號,以動態決定操作模式。在USB主機側埠210與USB裝置側220埠皆於一段時間或是皆長時被閒置的情況下,USB中繼器裝置200進入等事務始模式M41。每個事務的開始是由USB主機110單方向地先向USB裝置130發出第一個封包,然後USB主機110與USB裝置130才進行雙向的事務傳輸。當操作模式為等事務始模式M41時,USB中繼器裝置200即時偵測USB主機側埠210的資料通道是否發生電壓準位切換,以等待一個事務的開始。等待「事務的開始」的期間,可以確定USB裝置130不會發出訊號給USB主機110,所以中繼器240可以操作於關電狀態(power-off state)以節省電力直到下一個事務的開始。因此,USB中繼器裝置200可以在正常工作狀態中(例如USB規格所規範的L0狀態)降低功耗。
In summary, the
圖5是本新型創作另一實施例的USB中繼器裝置的操作模式示意圖。圖5所示等事務始模式M41與等事務終模式M42可以參照圖4的相關說明,故不再贅述。在圖5所示實施例中,等事務終模式M42包括主機至裝置方向模式M51、雙向待機模式
M52與裝置至主機方向模式M53。請參照圖2與圖5,控制電路250偵測USB主機側埠210的訊號以獲得主機側通道偵測結果。控制電路250還可偵測USB裝置側埠220的訊號以獲得裝置側通道偵測結果。響應於主機側通道偵測結果表示,USB主機側埠210發生訊號切換事件S_in_HS_event,亦即USB主機側埠210的資料通道發生電壓準位切換,則控制電路250將操作模式從等事務始模式M41改為主機至裝置方向模式M51。
FIG. 5 is a schematic diagram of the operation mode of the USB repeater device of another embodiment of the present invention. The transaction start mode M41 and the transaction end mode M42 shown in FIG. 5 can refer to the relevant description of FIG. 4, so it is not repeated. In the embodiment shown in FIG. 5, the transaction end mode M42 includes a host-to-device direction mode M51, a two-way standby mode M52 and a device-to-host direction mode M53. Referring to FIG. 2 and FIG. 5, the
在主機至裝置方向模式M51中,中繼器230操作於工作狀態(active state)以將USB主機側埠210的封包傳送至USB裝置側埠220,以及中繼器240操作於待機狀態(standby state)。響應於主機側通道偵測結果表示,USB主機側埠210發生閒置事件HS_idle_event,亦即USB主機側埠210被閒置(此時USB裝置側埠220亦被閒置),則控制電路250將操作模式從主機至裝置方向模式M51改為雙向待機模式M52。
In the host-to-device direction mode M51, the
在雙向待機模式M52中,中繼器230以及中繼器240均維持於待機狀態。響應於主機側通道偵測結果表示,USB主機側埠210發生訊號切換事件S_in_HS_event,亦即USB主機側埠210的資料通道發生電壓準位切換,則控制電路250將操作模式從雙向待機模式M52改為主機至裝置方向模式M51。響應於裝置側通道偵測結果表示,USB裝置側埠220的資料通道發生電壓切換事件S_in_DS_event,亦即USB裝置側埠220的資料通道發生電壓準位切換,則控制電路250將操作模式從雙向待機模式M52改為
裝置至主機方向模式M53。
In the bidirectional standby mode M52, the
在裝置至主機方向模式M53中,中繼器240操作於工作狀態以將USB裝置側埠220的封包傳送至USB主機側埠210,以及中繼器230操作於待機狀態。響應於裝置側通道偵測結果表示,USB裝置側埠220發生閒置事件DS_idle_event,亦即USB裝置側埠220被閒置(此時USB主機側埠210亦被閒置),則控制電路250將操作模式從裝置至主機方向模式M53改為雙向待機模式M52。響應於主機側通道偵測結果與裝置側通道偵測結果表示,USB主機側埠210與USB裝置側埠220發生長時閒置事件HS&DS_idle_timeout_event,亦即USB主機側埠210與該USB裝置側埠220皆被閒置達某一個門檻時間(此門檻時間是基於USB規格對事務傳輸的規範所設定),則控制電路250將操作模式從雙向待機模式M52改為等事務始模式M41。
In the device-to-host direction mode M53, the
圖6是本新型創作一實施例的中繼器230、中繼器240以及控制電路250的電路方塊示意圖。圖6所示中繼器230、中繼器240以及控制電路250可以做為圖2所示中繼器230、中繼器240以及控制電路250的諸多實施範例之一。圖6所示USB主機側埠210、USB裝置側埠220、中繼器230、中繼器240以及控制電路250可以參照圖2的相關說明,故不再贅述。
FIG6 is a schematic circuit block diagram of a
在圖6所示實施例中,控制電路250包括訊號偵測器251、訊號偵測器252與控制器253。訊號偵測器251用以偵測USB主機側埠210的資料通道的電壓準位切換。控制器253耦接至訊號
偵測器251以接收主機側通道偵測結果。訊號偵測器252用以偵測USB裝置側埠220的資料通道的電壓準位切換。控制器253耦接至訊號偵測器252以接收裝置側通道偵測結果。控制器253的相關功能可以被實現於硬體控制器、微控制器、硬體處理器、微處理器、ASIC、DSP、FPGA、CPU及/或其他處理單元中的各種邏輯區塊、模組和電路。控制器253的相關功能可以利用硬體描述語言(例如Verilog HDL或VHDL)或其他合適的編程語言來實現為硬體電路,例如積體電路中的各種邏輯區塊、模組和電路。
In the embodiment shown in FIG. 6 , the
響應於訊號偵測器251的主機側通道偵測結果表示,USB主機側埠210的資料通道發生電壓準位切換,則控制器253將操作模式從等事務始模式M41改為等事務終模式M42。響應於訊號偵測器251的主機側通道偵測結果與訊號偵測器252的裝置側通道偵測結果表示,USB主機側埠210與USB裝置側埠220皆被閒置達某一個門檻時間(此門檻時間是基於USB規格對事務傳輸的規範所設定),則控制器253將操作模式從等事務終模式M42改為等事務始模式M41。
In response to the host side channel detection result of the
舉例來說,請參照圖5與圖6,響應於USB主機側埠210發生訊號切換事件S_in_HS_event,亦即USB主機側埠210的資料通道發生電壓準位切換,則控制器253將操作模式從等事務始模式M41改為主機至裝置方向模式M51。在主機至裝置方向模式M51中,中繼器230操作於工作狀態以及中繼器240操作於待機狀態。響應於USB主機側埠210發生閒置事件HS_idle_event,亦
即USB主機側埠210被閒置(此時USB裝置側埠220亦被閒置),則控制器253將操作模式從主機至裝置方向模式M51改為雙向待機模式M52。在雙向待機模式M52中,中繼器230以及中繼器240均維持於待機狀態。響應於USB主機側埠210發生訊號切換事件S_in_HS_event,亦即USB主機側埠210的資料通道發生電壓準位切換,則控制器253將操作模式從雙向待機模式M52改為主機至裝置方向模式M51。響應於USB裝置側埠220發生訊號切換事件S_in_DS_event,亦即USB裝置側埠220的資料通道發生電壓準位切換,則控制器253將操作模式從雙向待機模式M52改為裝置至主機方向模式M53。在裝置至主機方向模式M53中,中繼器240操作於工作狀態,以及中繼器230操作於待機狀態。響應於USB裝置側埠220發生閒置事件DS_idle_event,亦即USB裝置側埠220被閒置(此時USB主機側埠210亦被閒置),則控制器253將操作模式從裝置至主機方向模式M53改為雙向待機模式M52。響應於USB主機側埠210與USB裝置側埠220發生長時閒置事件HS&DS_idle_timeout_event,亦即USB主機側埠210與該USB裝置側埠220皆被閒置達某一個門檻時間(此門檻時間是基於USB規格對事務傳輸的規範所設定),則控制器253將操作模式從雙向待機模式M52改為等事務始模式M41。
For example, referring to FIG. 5 and FIG. 6 , in response to a signal switching event S_in_HS_event occurring at the USB
在圖6所示實施例中,中繼器230包括等化器(equalizer)231以及驅動器(driver)232。等化器231的輸入端耦接至中繼器230的輸入端,亦即耦接至USB主機側埠210的資料通道。驅動
器232的輸入端耦接至等化器231的輸出端。驅動器232的輸出端耦接至中繼器230的輸出端,亦即耦接至USB裝置側埠220的資料通道。響應於中繼器230操作於工作狀態,控制器253控制等化器231以及驅動器232操作於正常上電狀態(normal power-on state),以將USB主機側埠210的封包傳送至USB裝置側埠220。響應於中繼器230操作於待機狀態,控制器253控制驅動器232的輸出端為高阻抗(或稱Hi-Z)狀態(此時等化器231可以保持工作狀態)。驅動器232可在USB2規格或eUSB2規格所規定的時間(例如8ns)內從待機狀態即時回到工作狀態。
In the embodiment shown in FIG6 , the
在圖6所示實施例中,中繼器240包括等化器241以及驅動器242。等化器241的輸入端耦接至中繼器240的輸入端,亦即耦接至USB裝置側埠220的資料通道。驅動器242的輸入端耦接至等化器241的輸出端。驅動器242的輸出端耦接至中繼器240的輸出端,亦即耦接至USB主機側埠210的資料通道。響應於中繼器240操作於工作狀態,控制器253控制等化器241以及驅動器242操作於正常上電狀態,以將USB裝置側埠220的封包傳送至USB主機側埠210。響應於中繼器240操作於待機狀態,控制器253控制驅動器242的輸出端為高阻抗(或稱Hi-Z)狀態(此時等化器241可以保持工作狀態)。驅動器242可在USB2規格或eUSB2規格所規定的時間(例如8ns)內從待機狀態即時回到工作狀態。在一些應用例中,響應於操作模式為等事務始模式M41,控制器253控制等化器241操作於正常上電狀態,以及控制器253
控制驅動器242操作於關電狀態。在另一些應用例中,響應於操作模式為等事務始模式M41,控制器253控制等化器241與驅動器242均操作於關電狀態。
In the embodiment shown in FIG. 6 , the
雖然本新型創作已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本新型創作,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本新型創作的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。 Although the novel creation has been disclosed as above by way of embodiments, it is not intended to limit the novel creation. Anyone with ordinary knowledge in the relevant technical field may make some changes and modifications within the spirit and scope of the novel creation. Therefore, the protection scope of the novel creation shall be subject to the scope of the patent application attached hereto.
200:USB中繼器裝置 200:USB repeater device
210:USB主機側埠 210: USB host port
220:USB裝置側埠 220: USB device port
230、240:中繼器 230, 240: Repeater
250:控制電路 250: Control circuit
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202463673173P | 2024-07-19 | 2024-07-19 | |
| US63/673,173 | 2024-07-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWM671029U true TWM671029U (en) | 2025-06-01 |
Family
ID=97226235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW114201670U TWM671029U (en) | 2024-07-19 | 2025-02-19 | Usb repeater device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWM671029U (en) |
-
2025
- 2025-02-19 TW TW114201670U patent/TWM671029U/en unknown
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