轉接驅動器功率管理的制作方法
【技術領域】
[0001] 本公開涉及輸入輸出（I/O)信令協議。更具體地，本公開涉及用于轉接驅動器 (re-driver)的功率管理的信令協議。
【背景技術】
[0002] 隨著高速I/O的數據速率持續提高，由于信號降級（degradation)，可以被支持的 電纜的相對長度傾向于減少。為了增加可以被支持的電纜的長度，經常采用轉接驅動器來 減小信號降級。特別地，轉接驅動器可以放大信號，并且在差分信令的情況下，轉接驅動器 可以將信號重新定時（re-time)以將信號重新同步。
【附圖說明】
[0003] 在以下具體描述中并且參考附圖描述了某些示例性實施例，在所述附圖中：
[0004] 圖1為高速互連鏈路拓撲的框圖；
[0005] 圖2為計算系統的框圖；
[0006] 圖3為基于脈沖狀態和電空閑EI狀態的PWM信號的示意圖；
[0007] 圖4為固定寬度PWM消息的示例的示意圖；
[0008] 圖5為示出了鏈路狀態和它們相應的觸發器的表；
[0009] 圖6為PWM消息生成器的框圖；
[0010] 圖7為PWM消息檢測器的框圖；并且
[0011] 圖8為示出了用于檢測鏈路功率狀態的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0012] 本公開提供了用于提高轉接驅動器的功率效率的技術。特別地，本文中描述的一 些實施例為轉接驅動器提供用于區分功率電平（包括各種低功率電平）的技術。
[0013] 隨著高速IO的數據速率持續提高，可以被支持的相對電纜長度相應地開始減少。 這是因為電互連（galvanicinterconnect)的信道將它們自身呈現為低通濾波器，從而不 但導致由于信道損耗所引起的在電壓域中的信號質量降級，而且導致由于碼間干擾（ISI) 所引起的在時域中的抖動（jitter)。信道越長，當信號穿過信道時就會受到更多的衰減和 失真。為了克服隨著數據速率的提高而增長的信號質量降級，而同時仍然實現在相同信道 上的相同水平，轉接驅動器可以用于修復（recondition)信號。這可以通過采用以下機制 而完成：通過組合發射器預均衡和接收器后均衡的信號均衡來補償信道衰減并最小化信道 失真。
[0014] 盡管轉接驅動器可以改進信道水平，但是當高速I/O進入較低功率狀態時，轉接 驅動器在設備功率管理方面遭受嚴重的缺陷，這主要由于對I/O活動的有限的認知。在用 于PCIe或USB3應用的轉接驅動器的情況下，轉接驅動器可能僅知道到少量的鏈路狀態，例 如連接、活動、以及電空閑（EI)。轉接驅動器不能夠辨別鏈路是否進入不同的功率狀態，例 如在PCIe應用的事例中，LO、LU和L2/L3,在USB3應用的示例中，Ul、U2和U3。如果轉接 驅動器架構采用反映鏈路處于EI的單個低功率狀態，則該轉接驅動器可以以數十mW的規 模消耗空閑功率。通過使得轉接驅動器能夠識別更廣范圍的功率狀態，可以使轉接驅動器 更加能量高效，從而使得能夠在高能效系統中使用轉接驅動器。
[0015] 圖1為高速互連鏈路拓撲的框圖。可以通過轉接驅動器106將主機102連接到設 備104。主機102可以是計算設備，例如移動電話、膝上型計算機、臺式計算機、或平板計算 機等。設備104可以是高速輸入/輸出（IO)設備，例如包括高速雙單工（dual-simplex) 鏈路的設備。例如，設備104可以是USB設備，例如USBl設備、USB2設備、或USB3設備。如 在本文中使用的，數據USB用于指代任何USB協議，包括USBl、USB2、USB3、或任何其它USB 協議，包括可在未來開發出來的USB協議。在另一示例中，設備104可以包括組合的鏈路， 例如Thunderbolt接口。在又一示例中，設備104可以是PCIe設備。在示例中，可以通過 系統總線和/或接口而連接主機102、轉接驅動器106、和設備104。轉接驅動器106可以適 應于接收消息（例如，PWM消息），以指示轉接驅動器106進入特定的功率狀態。轉接驅動 器106可以根據包括在該消息中的該指示而進入該功率狀態。在下文中關于圖5和圖7進 一步描述了轉接驅動器106。
[0016] 圖2為根據實施例的計算系統的框圖。計算系統200可以是例如移動電話、膝上 型計算機、臺式計算機、或平板計算機等。計算系統200可以包括適應于執行所存儲的指令 的處理器202,以及存儲可由處理器202執行的指令的存儲器設備204。處理器202可以是 單核處理器、多核處理器、計算集群、或任意數量的其它配置。存儲器設備204可以包括隨 機存取存儲器（例如，SRAM、DRAM、零電容RAM、SONOS、eDRAM、EDORAM、DDRRAM、RRAM、PRAM 等）、只讀存儲器（例如，掩模型ROM、PROM、EPROM、EEPROM等）、閃速存儲器、或任何其它合 適的存儲器系統。
[0017] 處理器202可以通過系統總線206 (例如，PCI、ISA、高速PCI、超傳輸?、網絡用 戶總線等）而連接到輸入/輸出（I/O)設備接口 208,I/O設備接口 208適應于將計算系統 200連接到一個或多個I/O設備210。I/O設備210可以包括例如鍵盤和指向設備，其中指 向設備可以包括觸控板或觸摸屏等。I/O設備210可以為計算系統200的內置組件，或可以 是在外部連接到計算系統200的設備。
[0018] 處理器202還可以通過系統總線206連接到顯示接口 212,顯示接口 212適應于將 計算系統200連接到顯示設備214。顯示設備214可以包括顯示屏，顯示屏為計算系統200 的內置組件。顯示設備214還可以包括在外部鏈接到計算系統200的計算機監視器、電視、 或投影儀等。
[0019] 網絡接口卡（NIC)216可以適應于通過系統總線206而將計算系統200連接到網 絡（未示出）。該網絡（未示出）可以為廣域網（WAN)、局域網（LAN)、或互聯網等。
[0020] USB接口 218可以適應于通過系統總線206而連接到計算系統200。USB接口 218 可以通過轉接驅動器222向USB設備220發送數據并且從USB設備220接收數據。轉接驅 動器222可以提高信號的幅度，以便克服信號質量降級。當采用差分信令時，轉接驅動器 222還可以將信號重新定時以便將信號同步并且減少干擾。轉接驅動器可以適應于接收功 率狀態消息，以指示轉接驅動器進入不同的功率狀態。例如，轉接驅動器可以包括用于（例 如從主機或設備中的消息生成器）接收功率狀態消息的接收器。功率狀態消息可以包括狀 態之間的循環，例如在電空閑狀態與脈沖狀態之間。例如，功率狀態消息可以是PWM調制的 信號，如關于圖3和圖4進一步討論的。
[0021] 應當理解的是，圖2的框圖并不旨在表明計算系統200要包括圖2中所示的所有 組件。相反，計算系統200可以包括更少或圖2中未示出的額外組件（例如，額外的USB端 口、額外的USB接口、額外的網絡接口等）。
[0022] 圖3為根據實施例的基于脈沖狀態和電空閑（EI)狀態的PWM信號的示意圖。特 別地，圖3示出了二進制脈沖寬度調制（PWM)信號300。基于低頻周期信號（LFPS)的PWM 信號的格式是由兩個不同信令狀態（脈沖狀態和電空閑（EI)狀態）形成的。脈沖狀態是 當信號被發送或檢測時的狀態。EI狀態是在其中鏈路為電空閑并且僅維持共模電壓的狀 態。在周期（T)內可以由在先的三分之一（1/3)T的脈沖狀態以及隨后的剩余（2/3)周期 T的EI狀態來表示邏輯"0" 302。可以由在先的三分之二（2/3)周期T的脈沖狀態以及隨