在數(shù)量減少的物理信道上傳輸多個差分信號的制作方法

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在數(shù)量減少的物理信道上傳輸多個差分信號的制作方法
【專利摘要】在物理通信信道上傳輸除了其他差分信號之外的雙向、虛擬差分信號。因此，四條信號線可以提供三個差分信號，此處該虛擬差分信號是雙向的?？梢栽谝粋€或多個其他的物理通信信道上提供該虛擬差分信號。額外的配置允許提供雙向DC功率供給。額外的配置允許在數(shù)量減少的線上提供除了數(shù)據(jù)之外的DC功率。信號線的選擇性切換可以允許與其他標準接口的向后的和向前互通性。
【專利說明】在數(shù)量減少的物理信道上傳輸多個差分信號
[0001] 領域
[0002] 本發(fā)明的各實施例大體上與物理互連有關，且更特別地與在數(shù)量減少的線上發(fā)送差分信號有關。
[0003] 版權申明/許可
[0004] 這項專利文件的部分公開可能包含受版權保護的材料。版權擁有者對專利文件或專利公開如其在專利和商標局專利文件或記錄中所出現(xiàn)的任何傳真復制品沒有異議，但是除此之外保留所有版權權利。該版權申明應用了如下文所述的所有數(shù)據(jù)和關于此的附圖，還應用了如下所述的任何軟件。版權? 2013,晶像（Silicon Image)公司，版權所有。
[0005] 背景
[0006] 許多系統(tǒng)依賴在設備或分量之間信號的傳輸。信號的傳輸可以在單端模態(tài)中發(fā) 生，其中信號在信號線路或線上傳輸，或在差分模態(tài)中發(fā)生，其中信號在第一線路或線上傳輸，且信號的補充（complement)在配對的線路或線上傳輸。對于單端信號，該信號傳輸線可以被認為是物理的信道，而對于差分信號，傳輸線對可以被認為是物理信道。
[0007] 如所理解的，與單端信號相比，差分信令就信號完整性而言賦予了優(yōu)勢，包括噪聲免疫、共模噪聲拒絕，和減少的電磁發(fā)射。這些優(yōu)勢對在某些電噪聲環(huán)境中或信號自身可能導致別處干擾的情形中提高傳輸是合需的。但是，差分信令與單端信令相比的一個缺點是需要許多線路或物理傳輸介質的兩倍（假設接地線、平面或庇護物是不需要的，或單個接地回路可以被用于多個信號線路）。
[0008] -些系統(tǒng)在可以傳輸信號的線路或物理信道的數(shù)量上有限制。出于描述的簡明易懂的目的，"物理信道"的表達將被用來指任何導電體，和無線傳輸或光學信號信道。差分鏈路或信道使用兩個物理線路或線，且因此可以指一對線路、印刷電路板跡線、或其他導體對。一些系統(tǒng)的限制表示沒有像要被傳輸?shù)男盘栠@樣多的可以用于發(fā)信號的物理線。特別地當使用差分信號，可用線路和物理線可能已經(jīng)被特定的應用完全占據(jù)而沒有足夠的線路或物理線用于所有需要的信號。
[0009] 例如，如號碼為6492984的美國專利所描述的，先前的工作識別了 "虛擬 (virtual) "共模信號可以在存在的差分物理信道上傳輸，同時允許恢復差分信號和共模信號兩者。但是，結果的傳輸?shù)墓材?虛擬"信號經(jīng)受之前描述的信號完整性限制。
[0010] 此外，在一些系統(tǒng)中使用差分信號可能需要適配特定的物理接口以提供差分信令。此適配可以阻礙不兼容于差分信令接口的遺留設備的使用。
[0011] 附圖簡述
[0012] 以下描述包括對附圖的討論，這些附圖具有作為本發(fā)明的各實施例的實現(xiàn)的例子給出的示例圖。這些圖應該作為例子而不是作為限制被理解。如本文所使用的，對一個或多個"實施例"的參考被理解為描述在本發(fā)明的至少一個實現(xiàn)中包括的特定的特征、結構、特性。因此，諸如"在一個實施例中"或"在可替代的實施例中"等的本文出現(xiàn)的短語描述了本發(fā)明的各種實施例或實現(xiàn)，且不必須都指相同的實施例。但是，他們也不必須是互斥的。
[0013] 圖1是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)在兩個物理線上實現(xiàn)了兩個差分信道，且在現(xiàn)有兩個差分信道上實現(xiàn)了第三虛擬雙向差分信道。
[0014] 圖2是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)有分配網(wǎng)絡（divider network)，用以在兩個物理差分信道上實現(xiàn)第三虛擬雙向差分信道。
[0015] 圖3是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)在兩個物理信道上實現(xiàn)了兩個差分信道，和雙向DC功率。
[0016] 圖4是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)在兩個物理信道上實現(xiàn)了兩個差分信道，以及在相同的物理信道上提供了雙向DC功率。
[0017] 圖5是系統(tǒng)的另一個實施例的框圖，該系統(tǒng)在兩個物理信道上實現(xiàn)了兩個差分信道，以及在相同的物理信道上提供了雙向DC功率。
[0018] 圖6是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)在有雙向DC功率的兩個物理信道上實現(xiàn)了第三虛擬雙向差分信道。
[0019] 圖7是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)在有雙向DC功率的兩個物理信道上實現(xiàn)了第三虛擬雙向差分信道，且保持了對遺留接口的向后兼容性。
[0020] 圖8是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)在同一物理信道上實現(xiàn)了時鐘信號和雙向控制信號，且保持了對遺留接口的向后兼容性。
[0021] 圖9是系統(tǒng)的可替代的實施例的框圖，該系統(tǒng)在有抗阻補償?shù)耐晃锢硇诺郎蠈?現(xiàn)了時鐘信號和雙向控制信號，且保持了對遺留接口的向后兼容性。
[0022] 圖10是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)在有抗阻補償?shù)耐晃锢硇诺郎蠈崿F(xiàn)了時鐘信號和雙向控制信號，且在數(shù)據(jù)信道上實現(xiàn)了接地回路線，同時保持了對遺留接口的向后兼容性。
[0023] 圖11是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)在同一物理信道上實現(xiàn)了時鐘信號和雙向控制信號，且在物理信道上提供了功率和接地同時保持對遺留接口的向后兼容性。
[0024] 圖12A是實施例的流程圖，該實施例在兩個物理信道上傳輸了三個差分信號，包括虛擬雙向差分信號。
[0025] 圖12B是實施例的流程圖，該實施例配置了接口以在兩個物理信道上傳輸三個差分信號或根據(jù)遺留互連接口進行傳輸。
[0026] 以下是對于確定細節(jié)和實現(xiàn)的描述，包括圖的描述，其可以描繪以下描述的一個或全部實施例，和討論其他潛在的本文呈現(xiàn)的本發(fā)明概念的各實施例和各實現(xiàn)。下文將提供本發(fā)明的各實施例的概要，接著是參考圖的更詳細的描述。
[0027] 詳細描述
[0028] 如本文所描述的，在兩個現(xiàn)有物理通信信道上提供"虛擬"差分信道，從而減少了傳輸此信號所需的線路或線的總數(shù)量。簡要地，在一個物理差分信道上傳輸?shù)谝徊罘中盘枺?且在第二物理差分信道上傳輸?shù)诙罘中盘枴Ｍㄟ^將第三差分信號覆蓋和/或調(diào)制至物理信號線上，來在系統(tǒng)中的線上虛擬地傳輸?shù)谌罘中盘枴?br> [0029] 在一個實施例中，通過將模態(tài)（正）差分分量共模調(diào)制到物理差分信道中的一個上以及將反模態(tài)（anti-modal)(負）差分分量共模調(diào)制到其他物理差分信道上，來虛擬地發(fā)送第三差分信號。在關于第一和第二差分信道信號的第一和第二信道接收器上將拒絕本文描述的共模信號。通過恢復第一和第二物理信道上的共模信號，在收發(fā)器上重構第三"虛擬"信號。因此，可以在兩對線路或物理信道上同時傳輸和恢復所有三個信號。
[0030] 將理解到差分信令提供減少的發(fā)射和提供對從來自外部噪聲源的干擾的較好的免疫。通過用反相位（anti-phase)補充信號跨鏈路傳輸每個信號來實現(xiàn)差分信令。該傳輸也稱為發(fā)送模態(tài)分量（也稱為信號或正分量（positive component))和反模態(tài)分量（也稱為信號補充，或負分量（negative component))。
[0031] 如本文所述，系統(tǒng)可以在四條線上傳輸三個差分信號。因此，信號接口所需的傳輸的纜線、連接器或其他手段可以更小，更簡單，更便宜和在電噪聲或噪聲敏感的環(huán)境中更可靠。本文描述的技術的應用可以被用于任何系統(tǒng)，其中在相對嘈雜或噪聲敏感的環(huán)境中用減少數(shù)量的物理信道傳送大量數(shù)據(jù)。示例應用環(huán)境可以包括（但不限于）：家庭網(wǎng)絡、汽車數(shù)據(jù)或信息娛樂系統(tǒng)、家庭消費電子產(chǎn)品或數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)、工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，或電子標志系統(tǒng)。例如，此類信令可以允許未壓縮視頻數(shù)據(jù)的傳輸。在一個實施例中，此信號可以提供與在USB(通用串行總線）上的MHL(移動高清晰鏈路）兼容的接口。在一個實施例中，該接口能夠在Micro-USB (微USB)接口上傳輸MHL，諸如將允許智能電話或平板電腦接入汽車或視頻設備。
[0032] 因此，可以在物理通信信道上傳輸除了其他差分信號之外的雙向虛擬差分信號。當發(fā)送第一和第二差分信號之一或兩者時，第三差分信號可以被同時傳輸。使用第一和第二差分通信信道提供虛擬通信信道。在一個實施例中，配置允許在五線接口上提供功率和信號。在一個實施例中，五線接口可以通過信號線的選擇開關實現(xiàn)與遺留系統(tǒng)的向后兼容性。
[0033] 在一個實施例中，如本文所述，四線系統(tǒng)可以提供兩個差分信號以及DC功率的一個或兩個分量（例如，電壓供給、接地回路或兩者）。因此，可以跨纜線鏈路或跨數(shù)據(jù)鏈路提供雙向DC功率而沒有一個或兩個功率軌（power rail)存在于鏈路上作為離散線。因此，作為補充或替代地，在減少數(shù)量的線上提供額外的差分信號的情況下，可以在具有減少數(shù) 量的線的鏈路上提供功率。
[0034] 圖1是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)在兩個物理鏈路上實現(xiàn)了兩個差分信道，和在兩個物理鏈路上實現(xiàn)了第三虛擬雙向差分信道。系統(tǒng)100包括通過纜線鏈路130耦合于接收器120的傳輸器110.纜線鏈路130可以被認為是接口。如所示，纜線鏈路130包括在傳輸器和接收器兩側上的四個端口：CL1-4,其提供四條線或兩個差分對，系統(tǒng)100在其上傳輸三個差分信號?？梢岳斫獾氖遣还苁纠龍D的示例方向，每條線的每端可以是陽極（male) 或陰極（female)。每條線的兩端可以是相同或不同的極類型（gender)或連接器類型。在一個實施例中，纜線鏈路的一個相應側或端被包括在傳輸器或接收器中。
[0035] 在一個實施例中，一個差分信號是在驅動元件112上產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號。該數(shù)據(jù)信號被驅動為不同線上的模態(tài)分量（D+)和它的補充或反模態(tài)分量（D-)或者物理差分信道中的一個的分量。在一個實施例中，差分信號中的一個是在驅動元件114上產(chǎn)生的時鐘信號。該時鐘信號同樣地可以被驅動為不同線上的時鐘模態(tài)分量（CLK+)和它的補充或反模態(tài)分量（CLK-)或物理差分信道中的一個的分量。
[0036] 在一個實施例中，系統(tǒng)100使用在收發(fā)器116上產(chǎn)生的第三差分信號，CBUS(控制總線）。在一個實施例中，CUBS信號（CBUS+)的正分量是被調(diào)制到攜帶數(shù)據(jù)信號的兩條線 CL1和CL2上的共模。在一個實施例中，CUBS信號（CBUS-)的補充分量（或負分量）是被調(diào)制到攜帶時鐘信號的兩條線CL3和CL4上的共模?？梢岳斫獾氖切帕畹臉O性可被反轉 (例如在數(shù)據(jù)信號上傳輸CBUS-而在時鐘信號上傳輸CBUS+)。此外，用于時鐘和數(shù)據(jù)的線可被反轉（兩者在內(nèi)部通過交換哪一條線傳輸正和負差分分量和/或通過交換哪一組線傳輸時鐘和數(shù)據(jù)信號）。在一個實施例中，系統(tǒng)100提供了差分信號的AC耦合，如通過在傳輸器110和纜線鏈路130之間的電容器和在纜線鏈路130和接收器120之間的電容器所示的。該AC耦合允許在同一條線的相對端之間出現(xiàn)DC偏移（offset)。
[0037] 可以理解的是系統(tǒng)100允許三個分開的信號的傳輸，而不用需要擁有在離散的信號線上傳輸?shù)谌盘?。從傳輸?10傳輸至接收器120的信號可以攜帶各種信息，包括（但并非排他地）視頻、音頻、控制和/或時鐘。出于示例的目的，從元件112傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號和從元件114傳輸?shù)臅r鐘信號被示單向信號。從收發(fā)器116傳輸?shù)腃BUS信號是雙向控制信號。因此，CBUS信號還可以在纜線鏈路130上的收發(fā)器116處被接收。
[0038] 因此，兩個信號的差分信令（例如數(shù)據(jù)和時鐘）是在物理信道（例如，兩個導體）上被提供，且第三信號是在虛擬第三信道上被提供。將理解的是任何數(shù)量的其他信號可以被使用來代替數(shù)據(jù)和/或時鐘。在一個實施例中，虛擬第三信道是通過兩個物理信道上的共模信號調(diào)制來創(chuàng)建的。因此，與已知的共模調(diào)制機制不同的是，兩個共模調(diào)制信號被用來提供傳送機制用于兩個其他信道之間的虛擬雙向差分信號。在一個物理信道上發(fā)送模態(tài)分量（信號或正分量），且在另一個物理信道上發(fā)送反模態(tài)分量（補充或負分量）。
[0039] 在一個實施例中，在纜線鏈路130的傳輸器和接收器的兩端，可以通過從時鐘物理信道和數(shù)據(jù)物理信道恢復共模信號來重構該CBUS差分信號。元件122 (數(shù)據(jù)信號接收器）將傾向于拒絕CBUS+信號分量，且元件124 (時鐘信號接收器）將傾向于拒絕CBUS-信號分量。因此，對其他兩個信號的恢復將不會被第三虛擬共模調(diào)制差分信號不利地影響。
[0040] 對于差分信號，接收器只對于傳輸?shù)男盘柡退姆至恐g的差異性敏感，且有效地忽視或拒絕接收到的共模信號。為了進一步改善噪聲免疫，纜線中傳輸所需信號及其補充的線路可以物理地纏繞（twist)在一起以抵消掉由單端噪聲電壓導致的磁場，進而減少不必要的發(fā)射并改善噪聲免疫。相似的益處可以通過并行跡線或其他形式的并行布線來實現(xiàn)。如果無線或光信號被使用，則信號的兩個分量可以被發(fā)送和恢復，它們在被轉變回電的形式時在隨后可再創(chuàng)建差分信號，其隨后可被恢復。
[0041] 將被理解的是當差分信號被電學地生成和恢復時，它們可以在其他物理介質上傳輸。例如，差分信號可以用電分量來創(chuàng)建，被轉變?yōu)閮蓚€分開的光信號和被光學地發(fā)送，然后轉變回電信號，其基于兩個分開的信號分量會是有差別的。相似的技術可以被使用來在無線通信介質上傳輸差分信號?？蛇x擇地，差分信號可以被創(chuàng)建，被轉變至單個光學或無線系統(tǒng)，且然后在光學或無線信號的接收端轉變回差分電信號。與傳統(tǒng)的單端信號技術比較，差分信號可以導致優(yōu)越的系統(tǒng)性能和減少的纜線和設備屏蔽的需求。這可以使纜線更薄，更各易確定路線，更靈活和制造更便且。
[0042] 給定CBUS信號是雙向差分信號，系統(tǒng)100包括用于確定信號是從左側傳輸至右側 (從傳輸器110至接收器120)，還是從右側傳輸至左側（從接收器120至傳輸器110)的機制。在一個實施例中，基于系統(tǒng)需求，系統(tǒng)1〇〇使用協(xié)議仲裁以允許在兩個方向上輪流發(fā)送控制信號。使用雙向控制總線信號的例子包括（但不限于）遠程控制命令、系統(tǒng)狀態(tài)、內(nèi)容保護密匙選擇和顯示器發(fā)現(xiàn)。
[0043] 圖2是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)有用以在兩個物理鏈路上實現(xiàn)第三虛擬雙向差分信道的分配網(wǎng)絡。在一個實施例中，可以通過組合差分信號分量和共模信號分量來產(chǎn) 生虛擬信號以通過潛在的分配網(wǎng)絡的方法來表示虛擬信號。圖200示出了用以在兩個物理鏈路上實現(xiàn)第三虛擬雙向差分信道的潛在分配網(wǎng)絡和傳輸/接收組件的例子的簡化實施例。
[0044] 具體地，系統(tǒng)200的例子構想了用于MHL (移動高清晰鏈路）的實現(xiàn)的實施例。因此，三個差分信號被傳輸：MHL_DATA (MHL_數(shù)據(jù)），MHL_CBUS，和MHL_CLK.系統(tǒng)200在物理差分信道上從驅動器210傳輸MDL_DATA至接收器240,在那里信號被恢復。MHL_DATA-在一條物理線上被發(fā)送，且MHL_DATA+在其他物理線上被發(fā)送。系統(tǒng)200在物理差分信道上從驅動器220傳輸MDL_CLK至接收器220,在那里信號被恢復。MHL_CLK-在一條物理線上被發(fā)送，且MHL_CLK+在其他物理線上被發(fā)送。
[0045] 在一個實施例中，在收發(fā)器230和收發(fā)器260之間共模調(diào)制雙向MHL_CBUS。MHL_ CBUS+被示出在數(shù)據(jù)信號上（在兩個物理線上）傳輸，且MHL_CBUS-被示出在時鐘信號上 (在兩個物理線上）傳輸?？商娲膶嵤├梢赃x擇在哪個物理信道上發(fā)送哪個信號分量。因此，在"左至右"的方向上，驅動器210在第一差分信道上驅動信號MHL_DATA且驅動器220 在第二差分信道上驅動信號MHL_CLK。收發(fā)器230 (具有元件232和234)可以部分地在第一差分信道和部分地在第二差分信道上驅動信號MHL_CBU。在"右至左"的方向上，收發(fā)器 260 (具有元件262和264)可以在相同信道上驅動信號MHL_CBUS.
[0046] 接收器240接收差分信號MHL_DATA和MHL_CBUS+，其中MHL_CBUS+被接收器元件 240拒絕，但被收發(fā)器260接收。相似地，接收器元件250接收差分信號MHL_CLK和MHL_ CBUS-，其中MHL_CBUS-被接收器元件250拒絕，但被收發(fā)器260接收。因此，接收器元件 240和250將忽視或拒絕不需要的共模信號（CBUS)和只解碼所需差分信號。收發(fā)器260在接收設備上提供被收發(fā)器230用以從傳輸設備進行傳輸?shù)南嗨频姆峙渚W(wǎng)絡，這允許收發(fā)器從差分信號中提取共模信號。在一個實施例中，在系統(tǒng)200示出的兩個或全部三個信道可以被呈現(xiàn)為雙向的。將理解的是，在多個信號被呈現(xiàn)為雙向的情況中，調(diào)制和恢復電路變得更加復雜。
[0047] 在一個實施例中，物理信道的數(shù)量可以增加且本文相同的技術被用來提供額外的虛擬雙向差分信道。
[0048] 從圖中可以理解的是，交叉或相交的線路被連接，且互相"跳過"的線路不被連接。將可以理解的是，電阻器的值可以取決于實現(xiàn)。因此，沒有示出特定值，但本領域普通技術人員可以確定值。出于系統(tǒng)200不例的目的，在一個實施例中有相同值的電阻器共享相同的電阻器附圖標記。例如，傳輸器和接收器的差分線之間的潛在分配器（divider)的電阻器全被標示為R1，意味著他們可以有相同的值。
[0049] 電阻器R2將一端連接至在MHL_DATA差分線之間耦合的兩個電阻器R1之間的點。在另一端，電阻器R2耦合至元件232和234的非反相線，以及耦合至電阻器R4.電阻器R2 的相同端通過電阻器R3耦合至VCC。電阻器R4被耦合在元件232和234的非反相和反相線之間。另一個電阻器R2連接一端至在MHL_CLK差分線之間耦合的兩個其他電阻器R1之間的點。在另一端，電阻器R2耦合至元件232和234的反相線，以及耦合至電阻器R4.電阻器R2的相同端通過另一電阻器R3耦合至GND。
[0050] 在接收器端，電阻器R5連接一端至在MHL_DATA差分線之間耦合的兩個電阻器R1 之間的點。在另一端，電阻器R5耦合至元件262和264的非反相線，以及耦合至電阻器 R4.電阻器R5的相同端通過電阻器R2耦合至VCC。電阻器R4被耦合在元件262和264的非反相和反相線之間。另一個電阻器R5連接一端至在MHL_CLK差分線之間耦合的兩個其他電阻器R1之間的點。在另一端，電阻器R5耦合至元件262和264的反相線，以及耦合至電阻器R4.電阻器R5的相同端通過電阻器R2耦合至GND。
[0051] 其他潛在分配網(wǎng)絡組合是可能的。還將可以理解的是，在其中數(shù)據(jù)信號或時鐘信號作為雙向的實施例中和/或其中更多的差分信號在更多的線上傳輸?shù)膶嵤├?，潛在?配網(wǎng)絡的復雜度增加了。
[0052] 圖3是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)在兩個物理信道上實現(xiàn)兩個差分信道和雙向 DC功率。在一個實施例中，可以在諸如系統(tǒng)100之類的系統(tǒng)中實現(xiàn)系統(tǒng)300。對于系統(tǒng)300 更特別地，可以以標準、公知的接口端口實現(xiàn)該系統(tǒng)。例如，標準micro-USB端口有5個引腳（功率、接地和3條信號線）。替代使用標準的引腳輸出（pin-out)或引腳或端口配置，纜線鏈路330可以提供兩個差分信道和用于功率的纜線鏈路。只作為例子，在電壓供給中示出的功率軌在本文中被稱作VBUS，且在纜線鏈路330的線CL1上示出。VBUS可以替代地以任何數(shù)量的不同名稱來指代。
[0053] 傳輸器設備310包括用于在線CL2和CL3上產(chǎn)生差分信號的驅動器312。接收器設備320包括用于在線CL2和CL3的另一端上接收差分信號的元件322。在一個實施例中，出于簡單參考起見，纜線鏈路330可以被稱作傳輸器端和接收器端，或傳輸器側或接收器偵k傳輸器設備310還包括用于在線CL4和CL5上產(chǎn)生差分信號的驅動器314。接收器設備320包括用于在線CL4和CL5上接收差分信號的元件324。
[0054] 在一個實施例中，纜線鏈路線CL4和CL5上的差分信道線各自包括在傳輸器310 側和接收器320側上的電容器，用于AC耦合于這兩條線。AC耦合允許傳輸器310、接收器 320、纜線鏈路330的纜線對和接地之間的DC偏移。如上所述，在宿和源或源和宿（傳輸器 310和接收器320)之間的DC功率可以通過對VBUS+5V使用引腳CL1而被添加至系統(tǒng)300 的鏈路。將可以理解的是，提供DC功率也需要接地回路路徑。
[0055] 接地回路路徑通過使用電感器使一個或兩個信號對DC參考（DC reference)接地 (稱為GND)來提供。如圖所示，電感器L使CL4和CL5的差分信道參考GND。當沒有顯式地示出，將可以理解的是，電感器L包括固有特性串聯(lián)電阻和固有特性并聯(lián)電容。電感器中的并聯(lián)電容導致分量作為頻率依存濾波器操作。
[0056] 因此，線路CL4和CL5上的電感器L提供DC路線用于接地回路，同時允許高頻信號不受阻止地通過。因此，傳輸器310可以終止至本地接地（如傳輸器310內(nèi)部所示），且傳輸器320可以終止至本地接地（如接收器320內(nèi)部所示）.本地接地指位于傳輸器/接收器本地的參考底座其他接地路徑，且其不必同樣跨纜線鏈路330.通過本地終止，但經(jīng)由電感器L提供DC接地回路路徑，通過電感器在差分對上建立DC接地回路路徑，同時允許差分信號不受阻止地通過。
[0057] 在一個實施例中，系統(tǒng)300包括差分信道的兩條線路（與僅一條線相反）上的電感器，其是在技術上適合于提供接地回路路徑。雖然接地回路路徑電感器可以被放置在單線上時，但是通過將電感器L放置在線CL4和線CL5上，系統(tǒng)300可以提供更平衡的傳輸線以用于差分信道上的差分信令。單線接地回路路徑電感器（例如在CL4或CL5上但不是在兩者上）可能在技術上足夠跨纜線鏈路300或數(shù)據(jù)鏈路提供功率，但可能引起模態(tài)轉換噪聲。此外，如已所述，電感器L包括串聯(lián)電阻分量，其將增加傳輸器310和接收器320之間的功率線路的DC電阻。出于接地終止的目的，將電感器L放置在差分信道的兩條線上有效地放置了并聯(lián)電阻。可以很好理解的是，在并聯(lián)網(wǎng)絡中放置電阻降低了整體電阻。因此，在每一側（即，在傳輸器310和接收器320兩側上）增加兩個電感器L，系統(tǒng)300具有較低的 DC電阻損耗的DC功率。
[0058] 圖4是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)在兩個物理信道上實現(xiàn)了兩個差分信道，和在相同的物理信道上提供了雙向DC功率。盡管系統(tǒng)300在兩個差分信道和第五條信號線上提供功率，但是系統(tǒng)400通過使用系統(tǒng)300的相同技術只用兩個差分信道的四條信號線來提供功率。即，在系統(tǒng)400中，通過允許高頻信號不受阻止地通過的電感器連接功率和接地軌（rail)兩者。信號線上的電容器允許系統(tǒng)400中跨纜線鏈路430的DC偏移。
[0059] 傳輸器設備410包括驅動器元件412和414以驅動第一和第二差分線。接收器設備420包括接收器元件422和424,用以各自接收對應的差分信號線的差分信號。出于解釋慣例的目的，傳輸器元件412和接收器元件422之間的差分信道將被稱為第一差分信道，且傳輸器元件414和接收器元件424之間的差分信道將被稱為第二差分信道。將理解的是， "第一"和"第二"的名稱可以相反。
[0060] 如圖所示，電感器L被耦合以提供從第一差分信道的信號線至VBUS或電壓軌的功率路徑，且電感器L被耦合以從第二差分信道的信號線提供接地路徑。如圖所示，VBUS和接地可以是傳輸器410和接收器420內(nèi)的參考點或電壓/功率軌。因此，在一個實施例中，在CL1和CL2的傳輸器側上，電感器提供從信號線至位于傳輸器410本地的電壓軌的功率路徑。在CL1和CL2的接收器側上，電感器可提供從信號線至位于接收器420本地的電壓軌的功率路徑。相似地，在一個實施例中，在CL3和CL4的傳輸器側上，電感器提供從信號線至位于傳輸器410本地的接地的接地路徑。在CL3和CL4的接收器側上，電感器提供從信號線至位于接收器420本地的接地的接地路徑。
[0061] 在系統(tǒng)400中，功率的兩個分量都被稱合于鏈路的每一側上的兩個信號線。如以上所述，經(jīng)由電感器提供從差分信道的兩條信號線至功率（接地回路路徑或電壓軌）的功率路徑有效地放置了并聯(lián)電感器，這減少了電感器設備的DC電阻。此外，使用并聯(lián)配置平衡了線以避免失配。如圖所示，系統(tǒng)400可以以任一方向上跨纜線鏈路430提供功率，且例如，可以在纜線鏈路上為附連設備（例如智能電話）提供功率。將理解的是，替代所示的配置，系統(tǒng)400可以被修改為提供從第一差分信道至接地的功率路徑，和從第二差分信道至 VBUS的功率路徑。此外，雖然系統(tǒng)400被示為使用元件412和422之間的CL1和CL2以及元件414和424之間的CL3和CL4的引腳輸出時，但是可以使用任何其他引腳輸出配置。
[0062] 圖5是系統(tǒng)的另一個實施例的框圖，該系統(tǒng)在兩個物理信道上實現(xiàn)了兩個差分信道，和在相同的物理信道上提供了雙向DC功率。與系統(tǒng)400相似地，系統(tǒng)500通過使用系統(tǒng)300的相似技術只用兩個差分信道的四條信號線提供功率。在系統(tǒng)500中，兩條功率軌都經(jīng)由電感器而被連接，但只在一個差分信道上，從而通過單個差分信道提供DC功率軌或功率供給以及接地回路路徑。
[0063] 傳輸器設備510包括驅動器元件512和514,用以驅動第一和第二差分線。接收器設備520包括接收器元件522和524,用以分別接收對應的差分信號線的差分信號。再一次地，出于解釋慣例的目的，傳輸器元件512和接收器元件522之間跨纜線鏈路530的CL1和 CL2的差分信道將被稱為第一差分信道，且傳輸器元件514和接收器元件524之間跨纜線鏈路530的CL3和CL4的差分信道將被稱為第二差分信道。將理解的是"第一"和"第二"的名稱可以相反。
[0064] 如圖所不，第一差分信道不包括電容器。在系統(tǒng)500中第一差分信道上的電容器是任選的，因為由于功率沒有跨此信道傳送這個事實，不期望在第一差分信道上有DC偏移。如同系統(tǒng)400,將理解的是，替代所示配置，系統(tǒng)500可以被修改為使用不同的引腳輸出纜線鏈路530。
[0065] 在第二差分信道上，電感器L被耦合以提供從信號線中的一條至接地的路徑，且電感器L被耦合以提供從其他信號線至VBUS或電壓供給或電壓軌的路徑。如圖所示，VBUS 通過電感器L被耦合于反模態(tài)引線（leg)或信號線，且接地通過電感器L被耦合于模態(tài)引線或信號線。哪條信號線耦合于哪個功率分量的定向可以相反。在至本地功率軌的鏈路的兩端上發(fā)生與VBUS和接地的耦合。將理解的是，傳輸器側上的耦合電容器被安置在信號線上的傳輸器510和參考電感器之間。相似地，接收器側上的稱合電容器被安置在信號線上的接收器520和參考電感器之間。
[0066] 在系統(tǒng)500中，兩個功率軌都只被稱合在第二差分信道上。在一個實施例中，第一和第二差分信道兩者都可以被配置為各自使兩條信號線中的一條提供經(jīng)由電感器至接地的路徑，和使兩條信號線中的另一條提供經(jīng)由電感器至VBUS的路徑。因此，例如，第一和第二差分信道兩者的模態(tài)線可以提供經(jīng)由電感器至VBUS的路徑，且第一和第二差分信道兩者的反模態(tài)線可以提供經(jīng)由電感器至接地的路徑。再次地，功率軌可以相反。
[0067]圖6是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)在有雙向DC功率軌的兩個物理鏈路上實現(xiàn)第三虛擬雙向差分信道。在一個實施例中，系統(tǒng)600呈現(xiàn)了示例系統(tǒng)100。對于系統(tǒng)600更具體地，可以以標準公知的接口端口實現(xiàn)該系統(tǒng)。例如，標準micro-USB/MHL連接器有5個引腳（功率、接地和3條信號線）。但是，在嘈雜的環(huán)境中使用MHL的連接器可以導致差劣的信號完整性。通過利用相同的連接器或端口，但在四條線上發(fā)送三個差分信號，5線接口可以提供三個差分信號，這可以改善MHL或其他高速數(shù)據(jù)鏈路的信號完整性，以及提供跨由纜線鏈路630表示的數(shù)據(jù)鏈路的雙向DC功率。
[0068] 功率供給或功率軌被稱作VBUS，且在纜線鏈路630的線CL1上示出。傳輸器設備 610包括用于在線CL2和CL3上產(chǎn)生差分數(shù)據(jù)信號的驅動器612。接收器設備620包括用于在線CL2和CL3上接收數(shù)據(jù)信號的元件622。傳輸器610包括用于在線CL4和CL5上產(chǎn)生差分時鐘信號的驅動器614。接收器設備620包括用于在線CL4和CL5上接收時鐘信號的元件624。在一個實施例中，CBUS收發(fā)器616在數(shù)據(jù)信道上與CBUS收發(fā)器626交換CBUS+，且在時鐘信道上與CBUS收發(fā)器626交換CBUS-。
[0069] 在一個實施例中，在傳輸器610側和接收器620側上的每一條差分線包括用于AC 耦合兩個差分對的電容器，這允許傳輸器610、接收器620、纜線鏈路630的纜線對和接地之間的DC偏移。如上所述，在宿和源或源和宿（傳輸器610和接收器620)之間的DC功率可以通過對VBUS+5V使用引腳CL1而被添加至系統(tǒng)600的鏈路。將理解的是，提供DC功率也需要接地回路路徑。
[0070] 通過使用電感器使一個或兩個信號對DC參考GND來提供接地回路路徑。如圖所示，CLK信號信道通過電感器L而DC參考GND。此外或可選擇地，數(shù)據(jù)信號信道可以是DC 參考GND。當沒有顯式地示出，將理解的是，電感器L包括固有特性的串聯(lián)電阻和固有特性的并聯(lián)電容。電感器中的并聯(lián)電容導致分量作為頻率依存濾波器來操作。
[0071] 因此，線路CL4和CL5上的電感器L提供DC路線用于接地回路，同時允許高頻信號不受阻止地通過。因此，傳輸器610可以終止至本地接地，且傳輸器620可以終止至本地接地。本地接地指位于傳輸器/接收器本地的參考底座其他接地路線，且其不必同樣跨纜線鏈路630。通過本地地終止，但經(jīng)由電感器L提供DC接地回路路徑，通過電感器在數(shù)據(jù)鏈路上建立DC接地回路路徑，同時允許AC信號不受阻止地通過。
[0072] 在一個實施例中，系統(tǒng)600包括差分信道的兩條線路（與僅線中的一條相反）上的電感器，其在技術上適合于提供接地回路路徑。雖然接地參考電感器可以被放置在單線上，但是通過將電感器L放置在線CL4和線CL5上，系統(tǒng)600可以提供更平衡的傳輸線。單線接地參考電感器（例如在任一 CL4或CL5上，但不都在兩者上）會引入模態(tài)轉換噪聲。此夕卜，如已所述，電感器L包括串聯(lián)電阻分量，其將增加傳輸器610和接收器620之間的功率路徑的DC電阻。出于接地回路路徑的目的，將電感器L放置在差分信道的兩條線上有效地放置了并聯(lián)電阻。因此，在每一側（即，在傳輸器610和接收器620兩側上）增加兩個電感器L，系統(tǒng)600提供具有更低DC電阻損耗的DC功率。
[0073] 在確定的實施例中，保持接口與更早期版本的接口的向后兼容性以確?；ネㄐ允?重要的。用于遺留系統(tǒng)的此類向后兼容性或支持可以通過在接口連接器的遺留接口配置和新配置（諸如本文所述的）之間進行物理地切換來實現(xiàn)。在一個實施例中，開關被組合在一起，如開關之間的虛線所示。通過執(zhí)行諸如圖12A和12B所描述的操作之類的操作，開關的位置（且因此控制選擇哪個配置）由執(zhí)行附連設備的發(fā)現(xiàn)/檢測的控制邏輯來實現(xiàn)?？?以通過在控制總線或控制線上建立的發(fā)現(xiàn)過程實現(xiàn)跨纜線鏈路組合開關（例如在傳輸器側和接收器側兩者處的開關的組合）。該邏輯可以是專用控制邏輯硬件和/或控制器、現(xiàn) 有控制器上的固件、控制例程的部分/過程、或其他控制邏輯。以下示例包括已有支持的系統(tǒng)。
[0074] 圖7是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)在有雙向DC功率的兩個物理鏈路上實現(xiàn)了第三虛擬雙向差分信道，和保持了對遺留接口的向后兼容性。在一個實施例中，系統(tǒng)700表示系統(tǒng)100的示例。在一個實施例中，系統(tǒng)700表示系統(tǒng)600的示例。對于系統(tǒng)700更具體地，可以以標準公知的接口端口實現(xiàn)該系統(tǒng)，并提供對至標準接口端的遺留連接的支持。因此，例如，標準micro-USB端口可以用電使用和支持遺留連接。通過利用相同的端口，但在四條線上發(fā)送三個差分信號，5線接口可以提供三個差分信號和提供功率，且可以被切換以支持端口的遺留連接。可以通過多個離散開關或用開關矩陣執(zhí)行切換。
[0075] 功率軌被稱作VBUS，且在纜線鏈路730的線CL1上示出。在其中系統(tǒng)700被用來在四條信號線上傳輸三個差分信號的配置中，系統(tǒng)700與系統(tǒng)600相似地被配置。即，傳輸器710包括用于在線CL2和CL3上產(chǎn)生差分數(shù)據(jù)信號的驅動器712。接收器設備720包括用于在線CL2和CL3上接收數(shù)據(jù)信號的元件722。傳輸器710包括用于在線CL4和CL5上產(chǎn)生差分時鐘信號的驅動器714。接收器設備720包括用于在線CL4和CL5上接收時鐘信號的元件724。在一個實施例中，CBUS收發(fā)器716在數(shù)據(jù)信道上與CBUS收發(fā)器726交換 CBUS+，且在時鐘信道上與CBUS收發(fā)器726交換CBUS-。
[0076] 在一個實施例中，在傳輸器710側和接收器720側兩者上的每一條差分線包括用于AC耦合兩個差分對的電容器，這允許傳輸器710、接收器720、纜線鏈路730的纜線對和接地之間的DC偏移。系統(tǒng)700在CL1上提供VBUS，以及通過使用電感器使一個或兩個信號對DC參考GND來提供接地回路路徑（或功率宿軌）。如圖所示，線路CL4和CL5上的電感器L將信號線耦合至接地以提供接地回路路徑。因此，傳輸器710可以終止至本地接地，且傳輸器720可以終止至本地接地。
[0077] 在一個實施例中，系統(tǒng)700包括開關，用以在使用如上所述的用于三個差分信號的四條線，以及使用作為時鐘信號的線CL5和使用作為遺留（單端）控制總線信號的線CL4 之間選擇性地切換。還可以在CL2和CL3上差分地發(fā)送數(shù)據(jù)，且VBUS保留在CL1上。典型地，所有開關可以被一同或基本同時地操作且因此可以被稱作開關矩陣。因此，在一個實施例中，有用于使所有開關改變的單個激活。在一個實施例中，系統(tǒng)700包括檢測硬件（沒有顯式地示出）和/或檢測邏輯，用以確定所連接或附連的設備（即，諸如電話或其他手持式電子設備等的傳輸器710)為遺留設備還是支持三個差分信號的設備。
[0078] 將可以看見的是，遺留信號使用三個信號線，這意味著只需要三個開關。在差分信道的一條線上放置開關而在其他線上不放置可導致在差分傳輸線上的抗阻失配。在一個實施例中，給定線CL4和CL5兩者有相同的對接地的抗阻，包括未示出的電容器可以補償不平衡。可替代地，電容器補償可以被設計成提供更特定的補償以平衡由開關造成的不平衡。 CL2和CL3上的開關在兩條線上提供了可比擬的抗阻，其被認為充分地匹配以在數(shù)據(jù)信道上不需要額外的補償。
[0079] 圖8是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)在相同的物理鏈路上實現(xiàn)了時鐘信號和雙向控制總線，且保持了對遺留接口的向后兼各性。在個實施例中，系統(tǒng)800表不不例系統(tǒng) 100,且是系統(tǒng)700的替代。在一個實施例中，可以以標準的公知的接口端口實現(xiàn)系統(tǒng)800，以及提供對標準接口端口上的遺留連接的支持。因此，例如，標準micro-USB端口可以用電使用和支持遺留連接。通過利用相同的端口，但在四條線上發(fā)送三個差分信號，5線接口可以提供三個差分信號以及提供功率，且可以被切換以支持端口的遺留連接?？梢酝ㄩ_關矩陣和/或一組開關來提供遺留接口。
[0080] 系統(tǒng)800引入用于發(fā)送第三差分信號的替代方式。與在一個差分信道上調(diào)制信號分量和在其他差分信道上調(diào)制其補充不同，系統(tǒng)800包括eCBUS傳輸器814,其在一個其他差分信道之上放置第三、雙向差分信號。"eCBUS"指增強的CBUS信號，其生成信號線上的CBUS上的時鐘。因此，替代將分量共模調(diào)制到差分信號的兩條線上，兩個差分信號同時地在同一差分信道上傳輸。將理解的是，eCBUS可以指單端信號或本文中提供的差分版本。因此，兩個信號被疊加到同一物理線上，即，時鐘信號上的雙向控制信號。eCBUS814通過時鐘信號的邊沿調(diào)制或時鐘邊沿調(diào)制（CEM)--其將數(shù)據(jù)信號調(diào)制至時鐘信號的邊沿中的一個--操作。簡要地，理解的是，時鐘的僅一個（下降或上升）邊沿是同步系統(tǒng)所必須的。因此，一個邊沿被用作時鐘信號以同步系統(tǒng)，而其他的邊沿可以被調(diào)制以顯示一或零。在一個實施例中，通過不調(diào)節(jié)邊沿指示零，且可通過經(jīng)由脈沖寬度調(diào)制（延遲邊沿和/或提早發(fā) 送邊沿）在時間上調(diào)節(jié)邊沿來指示一，且邊沿調(diào)節(jié)可以交替進行以保持DC平衡。因此，時鐘信號仍被恢復，且數(shù)據(jù)信號可以被調(diào)制在邊沿上。在一個實施例中，可通過調(diào)制邊沿和調(diào) 節(jié)反向信號的振幅進一步增強此調(diào)制以使信號為雙向的（例如，諸如控制信號）。
[0081] 將被理解的是，雖然eCBUS814和eCBUS824被示為收發(fā)器元件，但該示例圖僅意味著暗示元件的收發(fā)器本質，且元件的內(nèi)部結構將不同于先前的收發(fā)器元件。在一個實施例中，在同一物理信道上疊加兩個差分信號可以通過結合接收設備的部分上的預期定時調(diào)節(jié) 信號的定時（例如，調(diào)節(jié)邊沿）來實現(xiàn)。在一個實施例中，時鐘的下降邊沿被使用。因此，信號邊沿的偏移可以被檢測為在預期定時的外面，且因此對于覆蓋于其上的信號，被解釋為一或零。時鐘邊沿調(diào)制的更多細節(jié)可在2005年10月31號提交的第11/264, 303號、題為 "Clock Edge Modulated Serial Link with DC-Balance Control (帶 DC-平衡控制的時鐘邊沿調(diào)制串行鏈路）"的美國專利申請中找到。
[0082] 功率軌被稱作VBUS，且在纜線鏈路830的線CL1上示出。在其中系統(tǒng)800被用以在四條信號線上傳輸三個差分信號的配置中，系統(tǒng)800被配置具有包括用于在線CL2和CL3 上產(chǎn)生差分數(shù)據(jù)信號的驅動器812的傳輸器810。接收器設備820包括用于在線CL2和CL3 上接收數(shù)據(jù)信號的元件822。傳輸器810包括用于在線CL4和CL5上產(chǎn)生差分時鐘信號和 CBUS信號的驅動器814。接收器820包括用于在線CL4和CL5上接收時鐘信號和CBUS信號的收發(fā)器器824。
[0083] 系統(tǒng)800在CL1上提供VBUS，且通過使用電感器L使一個或兩個信號對DC參考 GND來提供接地回路路徑。如圖所示，線路CL4和CL5上的電感器L將信號線耦合至接地以提供接地回路路徑。因此，傳輸器810可以終止至本地接地，且接收器820可以終止至本地接地。
[0084] 在一個實施例中，系統(tǒng)800包括開關，用以在使用如上所述的用于三個差分信號的四條線，以及使用作為時鐘信號的線CL5和使用作為遺留（單端）控制總線信號的線CL4 之間選擇地切換。還可以在CL2和CL3上差分地發(fā)送數(shù)據(jù)，且VBUS保留在CL1上。典型地，所有開關將一起操作。因此，有使所有開關改變的單個激活。在一個實施例中，系統(tǒng)800包括檢測硬件（沒有顯式地示出）和/或檢測邏輯，用以確定所附連的設備（即，諸如電話或其他手持式電子設備等的傳輸器810)為遺留設備還是支持三個差分信號的設備。
[0085] 將可以看見的是，遺留信號使用三個信號線，這意味著只需要三個開關。在差分信道的一條線上放置開關而在其他線上不放置可以導致在差分傳輸線上的抗阻失配。在一個實施例中，給定線CL4和CL5有相同的對接地的抗阻，包括電容器L補償不平衡?？商娲?，電感器補償可以被設計成提供更特定的補償以平衡由開關造成的不平衡。CL2和CL3上的開關在兩條線上提供了可比擬的抗阻，其被認為充分地匹配以在數(shù)據(jù)信道上不需要額外的補償。
[0086] 圖9是系統(tǒng)的可替代的實施例的框圖，該系統(tǒng)在有抗阻補償?shù)南嗤奈锢礞溌飞?實現(xiàn)了時鐘信號和雙向控制總線，且保持對遺留接口的向后兼容性。在一個實施例中，系統(tǒng) 900呈現(xiàn)了示例系統(tǒng)100,且是對系統(tǒng)800的替代。系統(tǒng)900和800實質上是等效的。因此，以上參照元件812,814,822,824和纜線鏈路830的元件的描述分別適用于元件912,914， 922,924和纜線鏈路930的元件。
[0087] 在系統(tǒng)900中，電感器被示為鐵氧體小珠 FB。將理解的是，遺留CBUS開關引入了 CL4和CL5上的差分信道的傳輸線中的不平衡。在一個實施例中，系統(tǒng)900包括從模態(tài)線 CL5至接地的補償電容器C1以補償反模態(tài)線CL4中對接地的開關電容。
[0088] 如圖所示，系統(tǒng)900在CL1上提供VBUS，且通過使用鐵氧體小珠 FB使一個或兩個信號對DC參考GND來提供接地回路路徑。如圖所示，線路CL4和CL5上的鐵氧體小珠 FB 將信號線耦合至接地以提供接地回路路徑。因此，傳輸器910可以終止至本地接地，且接收器920可以終止至本地接地。在一個實施例中，系統(tǒng)900包括開關，用以在使用如上所述的用于三個差分信號的四條線，以及使用作為時鐘信號的線CL5和使用作為遺留（單端）控制總線信號的線CL4之間選擇地切換。還可以在CL2和CL3上差分地發(fā)送數(shù)據(jù)，且VBUS保留在CL1上。
[0089] 圖10是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)在有抗阻補償?shù)耐晃锢礞溌飞蠈崿F(xiàn)了時鐘信號和雙向控制總線，且在數(shù)據(jù)鏈路上實現(xiàn)接地，同時當保持對遺留接口的向后兼容性。在一個實施例中，系統(tǒng)1000呈現(xiàn)了示例系統(tǒng)100,且是對系統(tǒng)900的替代。除了下文特別指出的以外，以上參考系統(tǒng)800和900的描述適用于系統(tǒng)1000的元件。
[0090] 將被觀察的是，在系統(tǒng)700、800、900中，在包括轉換的信號線上參考DC接地回路路徑。因此，在那些系統(tǒng)示例中，開關需要攜帶DC接地回路路徑。對于高速信令具有良好性能的開關通常比切換功率需要的開關更小。因此，像在那些系統(tǒng)中，通過同樣需要攜帶高速數(shù)據(jù)信號的開關，在流通功率中存在折衷。一個替代是在非轉換功率鏈路線上僅有單個 DC接地回路路徑，其造成如其它地方所討論的傳輸線不平衡。系統(tǒng)1000通過將開關置于AC 耦合電容器內(nèi)部來提供對系統(tǒng)700、800和900的設計的改進，其中電感器參考是在耦合電容器的另一側上執(zhí)行的。因此，遺留控制總線信號線不參考接地，且開關不需要攜帶功率。
[0091] 作為通過連接eCBUS信道與繞線電感器提供接地回路路徑的替代，系統(tǒng)1000通過連接數(shù)據(jù)信道與鐵氧體小珠電感器FB提供接地回路路徑。因此，傳輸器1010可以終止至本地接地，且接收器1020可以終止至本地接地。在一個實施例中，系統(tǒng)1000包括開關，用以在使用如上所述的用于三個差分信號的四條線，以及使用作為時鐘信號的線CL5和使用作為遺留（單端）控制總線信號的線CL4之間選擇地切換。還可以在CL2和CL3上差分地發(fā)送數(shù)據(jù)，且VBUS保留在CL1上。
[0092] 當在差分信道的兩條信號線上提供開關時，該傳輸線并非是不平衡的，且不需要補償。但是，當僅在差分信道的一條信號線上提供開關時，由于開關的電容，它導致AC不平衡差分傳輸線。可以通過在其他傳輸線上放置電容來創(chuàng)建對不平衡的補償。因此，在系統(tǒng) 1000中，由于反模態(tài)線CL4中的開關，跨CL4和CL5的差分信道具有AC不平衡。在一個實施例中，在傳輸器和接地兩側上從模態(tài)線CL5至接地放置電容器C1以補償開關?？筛鶕?jù)特定實現(xiàn)選擇電容器C1的值以補充所使用的特定開關組件。
[0093] 圖11是系統(tǒng)的實施例的框圖，該系統(tǒng)在同一物理鏈路上實現(xiàn)時鐘信號和雙向控制信號，且在物理鏈路上提供功率和接地，同時保持對遺留接口的向后兼容性。典型地，將不期望設計用于在切換線上放置電壓供給的系統(tǒng)。開關傾向于被設計用于功率或用于切換速度，但不是用于兩者。
[0094] 但是，通過調(diào)節(jié)纜線鏈路1130的引腳輸出配置，系統(tǒng)1110可以在差分信號信道上提供功率，且對開關的需求向下減少至兩個。遺留CBUS或遺留控制信號在CL4上由自身提供，而不是在其自己的專用線上提供VBUS。在eCBUS差分信道上提供VBUS和接地。因此，在一個實施例中，通過在物理差分線上的差分信號上調(diào)制雙向差分信號分量來虛擬地發(fā)送第三差分信號。因此，有效地，一個差分信號信道將在相同的線上有兩個差分信號，以及提供DC功率。在這方面，兩個物理信號線可以被用來跨鏈路提供功率，以及提供差分時鐘信號和雙向數(shù)據(jù)信號。
[0095] 在一個實施例中，系統(tǒng)1100表不不例系統(tǒng)100。在一個實施例中，可以用標準公知的接口端口實現(xiàn)系統(tǒng)1100,且提供對標準接口端口上的遺留連接的支持，同時也提供功率。因此，例如，系統(tǒng)可以用電使用標準micro-USB端口和支持遺留連接。通過利用同一端口，但在四條線上發(fā)送三個差分信號，5線接口可以提供三個差分信號和提供功率，且可以被切換以支持端口的遺留連接。
[0096] 在系統(tǒng)1100中，如以上所描述的系統(tǒng)800,第三差分信號被疊加在差分時鐘信道上來發(fā)送。因此，系統(tǒng)1100使用eCBUS收發(fā)器1114和1124來傳輸?shù)谌?、雙向差分信號。在其中系統(tǒng)1100被用以在四條信號線上傳輸三個差分信號的開關配置中，系統(tǒng)1100被配置成具有包括用于在線CL2和CL3上產(chǎn)生差分數(shù)據(jù)信號的驅動器1112的傳輸器1110來。接收器設備1120包括用于在線CL2和CL3上接收數(shù)據(jù)信號的元件1122。傳輸器1110包括用于在線CL1和CL5上產(chǎn)生差分時鐘信號和CBUS信號的收發(fā)器1114。接收器1120包括用于在線CL1和CL5上接收時鐘信號和CBUS信號的收發(fā)器1124。與在一個差分信道上調(diào)制信號分量且在其他差分信道上調(diào)制它的補充不同，系統(tǒng)1100包括eCBUS收發(fā)器1114，其在其他差分信道中的一個之上放置第三、雙向差分信號，以及具體地放置時鐘和CBUS信號，如圖所示的。因此，在同一差分信道上同時地傳輸兩個差分信號。
[0097] 系統(tǒng)1100在纜線鏈路1130的CL4上提供用于遺留CBUS的單獨的線。將理解的是，通過在它自己線上的遺留CBUS，接口本質上變?yōu)橹С秩龡l差分線和功率的4線接口。系統(tǒng)1100還在CL1上提供CBUS，以及在CL5上提供接地回路路徑。但是，在系統(tǒng)1100中，功率和接地都在信號線上被提供。更具體地，在CL1和CL5的差分對上發(fā)送eCBUS。CL1通過電感器L參考VBUS，且CL5通過電感器L參考接地。將理解的是，通過在差分信道的一條線上提供電壓軌和在同一差分信道的另一條線上提供接地路徑，通過只在一條線上有信號不會造成失配。因此，雖然在其他實施中兩條線都終止至GNB，兩條線參考功率路徑。因此，傳輸器1110可以終止至本地接地并參考本地功率供給，且接收器1120可以終止至本地接地并參考本地功率供給，并且信令交換仍將提供功率至對接或附連的設備。將看到的是，遺留信號使用三條信號線，但看到一個已有信號（遺留CBUS)具有專用線，僅需要兩個開關，這可以避免先前示例的傳輸線不平衡。
[0098] 圖12A是實施例的流程圖，該實施例在兩個物理鏈路上傳輸三個差分信號，包括虛擬雙向差分信號。用于接口信令的過程1200包括在兩個差分信道上傳輸三個差分信號。系統(tǒng)提供物理接口，該物理接口具有帶有兩條線的第一差分信道1202和帶有兩條線的第二差分信道1204。在一個實施例中，系統(tǒng)能夠選擇性地切換接口以將接口配置成互連至使用不具有三個差分信號信道的遺留物理互連的遺留設備，或者選擇性地切換和將物理接口配置成接受依照本文所描述的任一實施例的三個差分信號。因此，系統(tǒng)針對所需信令接口配置第一和第二差分信道1206。
[0099] 如果信號配置為用于遺留接口，則互連將依照遺留互連，并且因此依照已知的技術。當接口被配置為用于三個差分信號，則系統(tǒng)可以在第一差分信道上傳輸?shù)谝徊罘中盘?1208。系統(tǒng)可以在第二差分信道上傳輸?shù)诙罘中盘?210。系統(tǒng)通過修改第一和第二差分信道中的一個或兩個的操作來在虛擬信道上雙向地傳輸?shù)谌罘中盘枴?br> [0100] 如本文所述，修改差分信道可以包括將虛擬信號的一個分量調(diào)制到第一差分信道上，以及將補充分量調(diào)制到第二差分信道上。替代地，系統(tǒng)可以使用允許在同一物理信道上同時傳輸兩個差分信號的信令機制，例如其中在同一信道上的兩個信號中的一個經(jīng)由定時 /轉變機制被虛擬地傳輸。硬件接口配置可以進一步包括提供功率。
[0101] 圖12B是實施例的流程圖，該實施例配置接口以在兩個物理信道上傳輸三個差分信號或根據(jù)遺留互連接口傳輸。用于配置接口的過程1206可包括以下步驟。在一個實施例中，系統(tǒng)確定附屬至接口或與其對接的設備是否支持用于所有信號的差分信令，或者設備是否是不支持用于所有信號的差分信令的遺留設備1220。如果設備是遺留設備，則1222 是分支，系統(tǒng)切換接口以與遺留線配置（例如單端控制總線信號）連同1224。如果設備不是遺留設備，1222否分支，系統(tǒng)切換接口以與差分線配置聯(lián)用1226。將理解到，盡管1224 和1226明確地指出"切換"接口，但是如果接口將在接口的當前配置中使用，則不需要切換來配置接口。因此，在某些情況下配置接口是任選的。在一個實施例中，配置接口可以包括通過經(jīng)由連接至一個或多個信號線的電感器提供功率路徑來在一個或多個信令信道上提供功率1228。
[0102] 本文所示的流程圖提供各過程動作序列的示例。盡管以特定序列或順序示出，但是除非另有說明，可以修改各動作的順序。因此，所示各實施例僅應被理解為示例，并且可以以不同的順序執(zhí)行過程，并且可以并行地執(zhí)行一些動作。此外，可以在各實施例中省略一個或多個動作，因此每個實施例中并不需要所有的動作。其它的過程流是可能的。
[0103] 到本文所描述的各操作和功能的程度，這些操作和功能可以被描述或定義為軟件代碼、指令、配置和/或數(shù)據(jù)。內(nèi)容可以是直接可執(zhí)行件（"對象"或"可執(zhí)行的"形式）、源代碼、或差分碼（"差分"或"補丁"碼）?？梢酝ㄟ^具有存儲在其上的內(nèi)容的制品，或者通過操作通信接口以通過通信接口發(fā)送數(shù)據(jù)的方法來提供本文描述的各實施例的軟件內(nèi) 容。機器可讀存儲介質可以導致機器執(zhí)行所描述的功能或操作，并且包括以可由機器（例如，計算設備、電子系統(tǒng)等等）訪問的形式存儲信息的任何機制，諸如可記錄/不可記錄的介質（例如，只讀存儲器（ROM)、隨機存取存儲器（RAM)、磁盤存儲介質、光存儲介質、閃存設備等）。通信接口包括與硬連線的、無線的、光學等介質接口以與另一設備通信的任何機制，諸如存儲器總線接口、處理器總線接口、因特網(wǎng)接口、磁盤控制器等。通信接口可以通過提供配置參數(shù)和/或發(fā)送信號來配置為準備通信接口以提供描述軟件內(nèi)容的數(shù)據(jù)信號?？梢?通過發(fā)送到通信接口的一個或多個命令或信號來訪問通信接口。
[0104] 本文描述的各組件可以是用以執(zhí)行所描述的各操作和功能的裝置。本文描述的每個組件包括軟件、硬件、或兩者的結合。各組件可以被實現(xiàn)為軟件模塊、硬件模塊、特殊用途的硬件（例如，專用硬件、專用集成電路（ASIC)、數(shù)字信號處理器（DSP)等）、嵌入式控制器、硬連線電路等。
[0105] 除了本文所描述的，可以在不背離其范圍的情況下對所公開的本發(fā)明的各實施例和實現(xiàn)作出各種修改。因此，本文的各示圖和示例應被解釋為示例性、而非限制性的意義。應該通過參照隨后的權利要求書來唯一地衡量本發(fā)明的范圍。
【權利要求】
1. 一種用于通過數(shù)據(jù)鏈路進行信號傳輸?shù)姆椒?，所述方法包括? 通過具有兩條信號線的第一差分通信信道傳輸?shù)谝徊罘中盘枺? 通過具有兩條信號線的第二差分通信信道傳輸?shù)诙罘中盘?，所述第二差分通信信?不同于所述第一差分通信信道；以及在發(fā)送所述第一和第二差分信號中的一個或兩個的同時并發(fā)地傳輸?shù)谌罘中盘?，?括在所述第一或第二差分通信信道中的一個上發(fā)送所述第三差分信號的模態(tài)分量以及在所述第一和第二差分通信信道中的另一個發(fā)送所述第三差分信號的反模態(tài)分量，其中所述第三差分信道的模態(tài)和反模態(tài)分量被共模調(diào)制到相應通信信道的兩條線上，其中所述第三差分信號是雙向差分信號。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一差分信號包括數(shù)據(jù)信號。
3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二差分信號包括時鐘信號。
4. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三差分信號包括控制信道信號。
5. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括一個或多個額外的差分通信信道，每個額外的差分通信信道具有兩條信號線，用以傳輸一個或多個額外的差分信號，其中對于每個N = 2n+l，其中η為整數(shù)，N個差分信號在N+1條信號線上傳輸。
6. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：通過提供額外的電壓供應線，以及通過經(jīng)由電感器將一個差分通信信道的一條信號線的兩端耦合至本地接地軌來提供接地回路路徑，來跨所述數(shù)據(jù)鏈路在任一方向上提供 DC (直流）功率。
7. 如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述電感器包括鐵氧體小珠。
8. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：通過經(jīng)由電感器將一個差分通信信道的一條信號線的兩端耦合至本地電壓軌來提供接電壓供應，以及通過經(jīng)由電感器將一個差分通信信道的一條信號線的兩端耦合至本地接地軌來提供接地回路路徑，來跨所述數(shù)據(jù)鏈路在任一方向上提供DC功率。
9. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：選擇性地切換遺留通信信道接口與差分通信信道，包括在所述第一差分通信信道的所述線上提供兩個信號；以及在第二差分通信信道的一條線上提供一個單端信號。
10. 如權利要求9所述的方法，其特征在于，還包括：通過提供額外的電壓供應線，以及通過經(jīng)由電感器將一個差分通信信道的一條信號線的兩端耦合至本地接地軌來提供接地回路路徑，來跨所述數(shù)據(jù)鏈路在任一方向上提供DC 功率。
11. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：選擇性地切換遺留通信信道接口與差分通信信道，包括在第一差分通信信道的所述線上提供兩個信號；提供額外的單端遺留雙向控制線；以及通過經(jīng)由電感器將第二差分通信信道的一條信號線的兩端耦合至本地電壓軌，以及通過經(jīng)由電感器將第二差分通信信道的其他信號線的兩端耦合至本地接地軌，來跨所述數(shù)據(jù) 鏈路提供DC功率。
12. -種包括計算機可讀存儲介質的制品，所述計算機可讀存儲介質具有存儲在其上的內(nèi)容，所述內(nèi)容在被執(zhí)行時導致機器執(zhí)行包括以下的操作：通過具有兩條信號線的第一差分通信信道傳輸?shù)谝徊罘中盘枺? 通過具有兩條信號線的第二差分通信信道傳輸?shù)诙罘中盘?，所述第二差分通信信?不同于所述第一差分通信信道；以及在發(fā)送所述第一和第二差分信號中的一個或兩個的同時并發(fā)地傳輸?shù)谌罘中盘?，?括通過所述第一或第二差分通信信道中的一個發(fā)送所述第三差分信號的模態(tài)分量以及通過第一和第二差分通信信道中的另一個發(fā)送所述第三差分信號的反模態(tài)分量，其中所述第三差分信道的模態(tài)和反模態(tài)分量被共模調(diào)制到相應通信信道的兩條線上，其中所述第三差分信號是雙向差分信號。
13. 如權利要求12所述的制品，其特征在于，所述用于傳輸?shù)谌罘中盘柕膬?nèi)容包括用于在第一或第二差分信號上調(diào)制第三差分信號的內(nèi)容。
14. 如權利要求12所述的制品，其特征在于，所述第三差分信號包括雙向控制信道信號。
15. 如權利要求12所述的制品，其特征在于，還包括內(nèi)容以用于通過提供額外的電壓供應線，以及通過經(jīng)由電感器將一個差分通信信道的一條信號線的兩端耦合至本地接地軌來提供接地回路路徑，來跨所述數(shù)據(jù)鏈路在任一方向上提供 DC (直流）功率。
16. 如權利要求12所述的制品，其特征在于，還包括內(nèi)容以用于通過經(jīng)由電感器將一個差分通信信道的一條信號線的兩端耦合至本地電壓軌來提供接電壓供應，以及通過經(jīng)由電感器將一個差分通信信道的一條信號線的兩端耦合至本地接地軌來提供接地回路路徑，來跨所述數(shù)據(jù)鏈路在任一方向上提供DC功率。
17. 如權利要求11所述的制品，其特征在于，還包括內(nèi)容以用于選擇性地切換遺留通信信道接口與差分通信信道，包括在所述第一差分通信信道的所述線上提供兩個信號；以及在所述第二差分通信信道的一條線上提供一個單端信號。
18. -種通信接口裝置，包括：耦合至具有兩條信號線的第一差分信道的第一差分信號傳輸電路，所述第一差分信號傳輸電路用于在所述第一差分信道上傳輸?shù)谝徊罘中盘枺? 耦合至具有兩條信號線的第二差分信道的第二差分信號傳輸電路，所述第二差分信號傳輸電路用于在所述第二差分信道上傳輸?shù)诙罘中盘?；以? 雙向收發(fā)器，其被耦合用于通過在所述第一或第二差分通信信道的一個上發(fā)送第三差分信號的模態(tài)分量以及在所述第一和第二差分通信信道的另一個上發(fā)送第三差分信號的反模態(tài)分量，以在虛擬信道上傳輸?shù)谌罘中盘枺渲兴龅谌罘中诺赖哪B(tài)和反模態(tài) 分量被共模調(diào)制到相應通信信道的兩條線上，其中所述第三差分信號是雙向差分信號。
19. 如權利要求16所述的通信接口裝置，其特征在于，還包括用于所述第一或第二差分信道的每條線的電感器，用以在所述線和本地接地軌之間耦合。
20. 如權利要求16所述的通信接口裝置，其特征在于，還包括用于第一或第二差分信道的每條線的電感器，用以在所述線和本地電壓軌之間耦合。
21. 如權利要求16所述的通信接口裝置，其特征在于，還包括開關矩陣，用于選擇性地切換遺留通信信道接口與差分通信信道，包括在所述第一差分通信信道的線上提供兩個信號，以及在所述第二差分通信信道的一條線上提供一個單端信號。
22. -種通信接口系統(tǒng)，包括：耦合至具有兩條信號線的第一差分信道的第一差分信號傳輸電路，所述第一差分信號傳輸電路在所述第一差分信道上傳輸?shù)谝徊罘中盘枺? 耦合至具有兩條信號線的第二差分信道的第二差分信號傳輸電路，所述第二差分信號傳輸電路在所述第二差分信道上傳輸?shù)诙罘中盘?；以? 用于在一個差分信號的一條線與本地功率軌之間耦合的電感器。
23. 如權利要求22所述的通信接口系統(tǒng)，其特征在于，所述電感器在一個差分信道的一條線與本地電壓軌之間f禹合。
24. 如權利要求22所述的通信接口系統(tǒng)，其特征在于，所述電感器在一個差分信道的一條線與本地接地軌之間耦合。
25. 如權利要求22所述的通信接口系統(tǒng)，其特征在于，所述電感器包括第一電感器并且還包括第二電感器，其中所述第一電感器在一個差分信道的一條線與本地電壓供應軌之間耦合，并且其中所述第二電感器在一個差分信道的一條線與本地接地軌之間耦合。
26. 如權利要求25所述的通信接口系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二電感器在同一差分信道的不同線以及本地功率軌之間耦合。
27. 如權利要求25所述的通信接口系統(tǒng)，其特征在于，還包括第三和第四電感器，其中所述第一電感器和第二電感器在一個差分信道的不同線與本地電壓供應軌之間耦合，并且其中所述第三和第四電感器在其它差分信道的不同線與本地接地軌之間耦合。
【文檔編號】H04L25/02GK104160669SQ201380010748
【公開日】2014年11月19日申請日期:2013年2月22日優(yōu)先權日:2012年2月23日
【發(fā)明者】G·P·瓊斯, G·L·馬克思申請人:晶像股份有限公司

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