用于處理信號的移動裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于處理信號的移動裝置，包括控制器，配置為將一種類型的信號作為經過分類的信號分類給至少兩個預定速率中的一個，以在所述移動裝置中的裝置之間通信所述經過分類的信號；以及收發器，配置為在支持至少兩個速率中的一個的連接線路中傳輸和接收所述經過分類的信號。本公開可以應用于智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽車、聯網汽車、健康保健、數字教育、智能零售、安保和安全服務。提供了用于處理移動裝置中的信號的設備，有效減少用于移動裝置中的信號處理的物理連接線路的數目的裝置的配置和操作。
【專利說明】
用于處理信號的移動裝置
技術領域
[0001 ]本公開涉及用于處理信號的移動裝置。
【背景技術】
[0002] 互聯網（一種人類集中的人類網絡，人類在其中生成和消費信息)現在已演變為由 分布式實體如事物例如電動物體交換和處理信息而無需人類干預的物聯網（Ι〇Τ)。已經出 現了萬物互聯（IoE)，其是通過與云服務器的連接對IoT技術和大數據處理技術的組合。由 于IoT實施需要多個技術元素如"傳感技術"、"有線/無線通信和網絡基礎設施"、"服務接口 技術"和"安全技術"，所以最近正在研究傳感器網絡、機器對機器(Μ2Μ)通信、機器類型通信 (MTC)等。
[0003] 這種IoT環境可以提供智能互聯網技術服務，其通過收集和分析在所連接的事物 中產生的數據來為人類生活創造新的價值。IoT可以通過現有的信息技術(IT)與各種工業 應用之間的融合和組合，應用于各種領域，包括智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽車或 聯網汽車、智能電網、健康保健、智能家電和先進的醫療服務。
[0004] 由于多個組件組合在一起支持移動裝置中的各種功能和性能以便IoT實施，所以 對芯片或移動裝置中的裝置之間的高速率數據傳輸具有更高的要求。例如，移動裝置中的 一些顯示裝置的分辨率已經從全高清(FHD)提高到超HD(QHD)，并且圖像傳感器也可以支持 130萬像素或1000萬或不是罕見的更大像素的分辨率。另外，移動裝置顯著使用需要高頻帶 信號傳輸以使用相機或顯示器的附件。為了在芯片或裝置之間傳輸這種高頻帶信號，廣泛 使用了定義移動裝置的組件之間的接口的移動產業處理器接口（MIPI)標準。
[0005] 圖1示出了為符合MIPI標準的通用移動裝置中的相應使用定義的示例性接口。
[0006] 為了描述方便起見，圖1中示出了移動裝置100的簡化配置參考圖1，移動裝置可包 括用于控制總信號處理的應用處理器(APH02、調制解調器104和射頻集成電路(RFICH06， 并且可以連接至支持各種性能和功能的附加裝置。例如，MIPI標準將顯示器串行接口（DSI) 定義成用于顯示單元108的接口并將相機串行接口（CSI)定義成用于相機110的接口。可以 通過調制解調器104和串行低功率芯片間媒體總線（SUMbus)為擴音器112和揚聲器114建 立鏈路。此外，傳感器120或電池122可以安裝在移動裝置中。每個裝置可以通過為裝置定義 的接口向AP 102傳輸信號和從AP 102接收信號。
[0007] MIPI標準主要將串行化用于移動裝置中的內部裝置之間的接口。硬件配置通過串 行化而簡化，并且差分配對可用于使高速率數據接口的魯邦實現成為可能。MIPI已定義D-PHY和M-PHY作為移動裝置中的數據通信的物理層，并且它們實現為差分串行接口。由于在 用物理層(PHY)規范傳輸高帶寬信號方面的限制，通過增加物理通道的數目來處理高帶寬 信號。
[0008] 移動裝置的趨勢是除了使用包括全球定位系統(GPS)傳感器或加速度計的常用裝 置之外還使用附加裝置或傳感器例如心搏傳感器或濕度傳感器。用于這些附加裝置的控制 信號具有比視頻信號或圖像信號窄的帶寬。然而，每個附加裝置具有用于控制信號的獨立 通道，以允許每個附加裝置的更好控制。因此，用于控制信號的通道的數目可能隨著內部裝 置數目的增加而難以管理。
[0009]由于上述原因，增加了用于移動裝置中的芯片或裝置之間的接口的物理通道的數 目，而且物理通道之間的干擾導致了與信號完整性、電磁干擾(EMI)和用于物理連接的芯片 布局相關的諸多問題。
[0010]介紹以上信息僅僅是為了幫助理解本公開的背景信息，而并不是用來確定和斷言 上述任何信息是否可以適合作為本公開的現有技術。

【發明內容】

[0011] 本公開的一方面將至少解決以上提到的問題和/或缺點，并且將至少提供以下描 述的優點。因此，本公開的一方面將描述了用于有效減少用于移動裝置中的信號處理的物 理連接線路的數目的裝置的配置和操作。
[0012] 根據本公開的一方面，提供了一種用于處理信號的移動裝置。該移動裝置包括:所 述移動裝置包括控制器，配置為將一種類型的信號作為經過分類的信號分類。所述類型的 信號分類給至少兩個預定速率中的一個，以在所述移動裝置中的裝置之間通信所述經過分 類的信號。收發器可配置為在支持兩個或更多個速率中的一個的連接線路中通信所述經過 分類的信號。
[0013] -個或多個速率可以包括滿足預定條件的第一速率和高于所述第一速率的第二 速率，以及其中，支持所述第一速率的連接線路支持雙向通信。
[0014]移動裝置可以包括轉換器，配置為在所述連接線路上的傳輸之前，將包括串行信 號的所述經過分類的信號轉換成串行信號，以及將在所述連接線路上接收到的串行信號轉 換成并行信號。
[0015] 所述裝置中的第一裝置在支持第一速率的連接線路上傳輸數據之前，所述第一裝 置向所述裝置中的第二裝置傳輸切換信號，所述切換信號指示所述連接線路中的通信方向 改變，其中，通過使用獨立信道和具有預定格式的信號中的至少一個來傳輸所述切換信號
[0016] 傳輸線路可以支持差分信令和/或公共傳輸模式信令中的至少一個，以及，所述裝 置中的至少一個可以經由連接線路接收DC功率。
[0017] 可以選擇多個時鐘信號中的至少一個作為用于通信所述經過分類的信號的通信 時鐘。可以周期性地和/或在通信狀態改變時選擇所述通信時鐘，其中，所述通信狀態改變 可以包括確定使用所述至少兩個預定速率中當前未使用的另一個速率。多個時鐘信號中的 通信時鐘可以是可用于通信經過分類的信號的最慢時鐘。
[0018] 經過分類的信號包括給兩個或更多個速率中的一個的遺留協議信號。
[0019] 本公開的其他方面、優點和顯著特征將在參照附圖對本公開的示例性實施方式進 行以下詳細描述后，對本領域技術人員變得顯而易見。
【附圖說明】
[0020] 本公開的某些示例性實施方式的以上和其他的方面、特征和優點將在參照附圖進 行以下詳描述后更顯而易見，其中：
[0021] 圖1示出了為符合MIPI標準的通用移動裝置中的相應使用定義的示例性接口；
[0022]圖2A是示出了通用移動裝置的示例性配置的框圖；
[0023]圖2B是示出了根據本公開的實施方式的圖2A中的移動裝置的配置的框圖；
[0024] 圖2C是示出了根據本公開的實施方式的移動裝置中的復用器和解復用器的示例 性配置的框圖；
[0025] 圖3A是示出了根據本公開的實施方式的移動裝置中的復用器的示例性配置的詳 細框圖；
[0026] 圖3B是示出了根據本公開的實施方式的移動裝置中的解復用器的示例性配置的 詳細框圖；
[0027]圖4A和圖4B沿著時間軸示出了根據本公開的實施方式分別在數據路徑中和在控 制路徑中傳輸的信號的示例性配置；
[0028]圖5是示出了根據本公開的實施方式用于在控制路徑中的傳輸和接收之間的切換 期間最小化時延的移動裝置的示例性配置的框圖；
[0029]圖6是示出了根據本公開的實施方式用于處理內部集成電路（I2C)信號的移動裝 置的示例性配置的框圖；
[0030] 圖7A是示出了根據本公開的實施方式用于處理低功率芯片間串行媒體總線 (SLIMbus)信號的移動裝置的示例性配置的框圖；
[0031] 圖7B是根據本公開的實施方式包括在虛擬從機或虛擬主機中的數據生成器的框 圖；
[0032] 圖7C示出了根據本公開的實施方式的數據生成器中的信號處理的示例性波形；
[0033] 圖8A示出了根據本公開的實施方式分別應用了差分信令和公共傳輸模式信令的 示例性信號；
[0034] 圖8B示出了根據本公開的實施方式分別應用了差分信令和公共傳輸模式信令的 移動裝置的示例性配置；
[0035] 圖8C示出了根據本公開的實施方式將公共傳輸模式信令應用于直流(DC)功率傳 輸的實例；
[0036] 圖9是示出了根據本公開的另一實施方式通過在共模分量信號的時分雙工(TDD) 雙向通信期間在獨立的信道上傳輸切換信號來執行通信切換的操作的流程圖；
[0037] 圖10是示出了用于處理根據本公開的實施方式的移動裝置中的信號的示例性操 作的流程圖；以及
[0038]圖11是示出了SUMbus接口中的示例性信號狀態的圖。
[0039] 在全部附圖中，相同的附圖標號將被理解為指代相同的部件、組件和結構。
【具體實施方式】
[0040] 在下文中將參考附圖詳細地描述本公開的優選實施方式。在本文中將不提供已知 的功能或結構的詳細描述以免其會使本公開的主旨不清楚。在以下描述中使用的術語是鑒 于其在本公開中的功能定義的，并且可以根據操作者的意圖、或者習慣而改變。因此，本公 開應由所附權利要求及其等同方案限定。
[0041] 本公開的實施方提供了用于最小化用于在移動裝置內傳輸和接收的信號的連接 線路的數目的設備以便實現移動裝置的功能和服務。因此，本公開的各種實施方式可以將 移動裝置中的信號分類給多個傳輸速率中的一個，并且這些信號可以根據分配給它們的傳 輸速率，使用不同傳輸(或連接)線路。通常，術語"傳輸"線路可以是指多個傳輸線路。例如， 當經由傳輸線路發送差分信號時，應該理解存在兩個傳輸線路。本公開的不同實施方式可 以應用于移動裝置如智能電話、平板個人電腦(PC)等等。
[0042]圖2A是示出了通用移動裝置的示例性配置的框圖。
[0043] 參考圖2A，其中示出了液晶顯示(IXD)面板204和應用處理器(AP)202之間的接口 的示例性配置，其中示出了液晶面板是可安裝在移動裝置200中的附加裝置的實例。AP 202 執行操作系統(OS)和移動裝置200的應用，并且控制與多個附加裝置的接口。也就是說，AP 202負責在移動裝置200內傳輸和接收的信號的總處理。AP 202可以作為片上系統（SOC)安 裝在移動裝置200內。如圖2A中所示出的，例如，可以安裝包括總共40根電線的纜線206,以 便AP 202與LCD 204之間的通信。雖然纜線206被描述為包括"電線"，但是應該理解"電線" 是指導線。因此，電線可以是實際電線或者是印刷電路板是的軌線等。類似地，術語"纜線" 是指一個或多個電線。
[0044]圖2B是根據本公開的實施方式圖2A中的移動裝置的配置的框圖。
[0045] 參考圖2B，移動裝置200包括連接至AP 202的至少一些連接線路的復用器208,和 連接至LCD面板204的連接線路的解復用器210。連接線路是去向/來自裝置的輸入/輸出（1/ 〇)線路。復用器208可以允許AP 202與各種內部裝置如LCD面板204以及與外部裝置如連接 至移動裝置200的外部附件220通信。
[0046] 復用器208和解復用器210中的每個基于預定的標準，將連接線路中的信號分類給 兩個傳輸速率，并且使用例如纜線212中的六根電線將信號連接到各種裝置。這6根電線遠 小于通常用于圖2A中所示的接口的40根電線。但是應該注意到，AP和另一個裝置之間的連 接線路的數目僅僅是示例性的。因此，本公開的實施方式可以支持各種數目的連接線路。
[0047] 圖2C是示出了根據本公開的實施方式的移動裝置中的復用器和解復用器的示例 性配置的框圖。為了便于描述，假設圖2C的復用器208和解復用器210分別對應于圖2B的復 用器208和解復用器210。
[0048] 參考圖2C，D-PHY中頻（IF)單元222在復用器208中連接至AP 202的連接線路之中 的時鐘信號I/O連接線路和數據信號I/O連接線路。CTRL IF單元224在復用器208中連接至 AP 202的連接線路之中的控制信號I/O線。同樣地，D-PHY IF單元232在解復用器210連接至 LED面板204的連接線路之中的時鐘信號I/O連接線路和數據信號I/O連接線路。CTRL IF單 元234在解復用器210中連接至IXD面板204的連接線路之中的控制信號I/O線路。
[0049] 根據本公開的實施方式，復用器208和解復用器210包括串行器/解串器(SerDes) 246和串行器/解串器236。SerDes 236或246中的每個可以將輸入并行信號轉換成輸出串行 信號，以及將輸入串行信號轉化成輸出并行信號。根據本公開的實施方式，包括在復用器 208中的SerDes 246和包括在解復用器210中的SerDes 236中的每個連接至具有不同傳輸 速率的纜線。具體地，假設在本公開的實施方式中連接至SerDes 236和SerDes 246的纜線 包括:支持7.5Gbps的到解復用器210的單向數據的纜線248，其是較高的傳輸速率；以及支 持3.75Gbps雙向控制信號的纜線249,其是相對低的傳輸速率。Gbps是每秒吉比特。
[0050]在圖2C中所示的情況中，顯示了兩根纜線，每根纜線具有其自己的不同傳輸速率。 但是，本公開不限于這些實例。相反，本公開的各種實施方式可以具有與所羅列的那些速率 不同的速率以及不同數量的纜線。在本發明是一個實施方式中，如果視頻數據傳輸到LCD面 板，則復用器208可以經由10根連接線路接收來自AP 202的信號，并且解復用器210可以經 由10根連接線路與LCD面板204通信。然而，SerDes 236與SerDes 246之間的通信可以經由4 根連接線路，其中，纜線248支持視頻數據的7.5Gpbs，并且纜線249支持控制信號的 3.75Gbps〇
[0051]本公開的實施方式提供用于通過在移動裝置中使用復用器/解復用器集成用于符 合不同協議的信號接口，從而在保持功能的同時最小化延時的移動裝置。為了這個目的，移 動裝置能在不破壞遺留協議的情況下對復用器/解復用器的I/O信號隧道化。在本公開的實 施方式中，為了支持隧道化，可以在本公開的一個實施方式中使用Ll隧道化，其中符合不同 協議的信號僅在第一層(物理(PHY)層)復用。因此本公開的各種實施方式可以使用第一次 隧道化來優化功耗和區域，同時最小化其他協議的破壞。
[0052]在本公開是實施方式中，在移動裝置中的另一個裝置與AP之間傳輸和接收的信號 可以分類給數據信號和控制信號，并且通道可以專用于這兩種類型的信號，其中，每個通道 具有不同的傳輸速率。數據信號可以對應于圖像信號、視頻信號等，并且控制信號可以對應 于可以例如通過通用輸入/輸出（VO)(GPIO)引腳輸入/輸出的信號。GPIO可以用于控制適 用于它們的功能的各種裝置。
[0053]圖3A和3B分別是根據本公開的實施方式的復用器和解復用器的詳細框圖。虛線指 示用于傳輸數據信號(可以是例如視頻信號）的數據路徑。
[0054] 參考圖3A，復用器300包括：高速(HS)緩沖器302和SerDes 310,高速(HS)緩沖器 302用于將從AP接收到的數據信號映射到由顯示器串行接口（DSI)支持的四個D-PHY上； SerDes 310用于I/O信號的串行到并行轉換和并行到串行轉換。根據本公開的實施方式， SerDes 310包括串行器1 312、串行器2 314和解串器316。串行器1 312將分別通過四個D-PHY接收到的數據信號串行化成一個差分地傳輸的串行信號。在本公開的一個實施方式中， 串行器1 312可配置為對于視頻信號支持7.5Gbps的最小傳輸速率。對于1080p分辨率顯示 的四個D-PHY的每個中的視頻數據，7.5Gbps傳輸速率可以然后支持的1.875Gbps傳輸。 [0055] 實線指示用于圖3A和圖3B中的控制信號的控制路徑。復用器300包括低功率(LP) 緩沖器304,低功率緩沖器304用于將雙向控制信號分類并存儲經過分類的控制信號。串行 器2 314將作為GPIO信號串行化串行信號，其隨后作為差分串行信號傳輸。串行器2 314配 置為例如支持3.75Gbps的傳輸速率。SerDes 310包括解串器316,其接收串行控制信號，以 輸出4組控制信號，其中，一些控制信號組可以包括并行信號。SerDes 310還可以配置為支 持3.75Gbps的傳輸速率。
[0056]參考圖3B，解復用器320包括接收側裝置，接收側裝置是復用器300的傳輸側裝置 的對應物。解復用器320包括解串器332,解串器332用于將從復用器300的串行器1 312處作 為一個差分對接收到的串行信號分離成四個數據信號，并且通過將數據信號映射到相應的 D-PHY來輸出數據信號。解串器332配置為支持例如7.5gbps的傳輸速率。解復用器320包括 LP緩沖器324、串行器1 334和解串器336，其中，LP緩沖器324、串行器1334和解串器2 336分 別對應于復用器300中的LP緩沖器304、串行器2 314和解串器316。
[0057] 對于串行器或解串器的傳輸速率，7.5Gbps和3.75Gbps僅僅是示例性的。因此，根 據本公開的實施方式的SerDes可以配置為支持各種傳輸速率。例如，如果對應于D-PHY的每 個通道的傳輸速率是N，則串行器I 312需要的傳輸速率可能是4*N。
[0058] 雖然關于將數據從復用器300發送到解復用器320來命名復用器300和解復用器 320,但是，這些裝置中的任意一個可以執行復用和解復用的功能。從復用器300到解復用 器320的傳輸可以被稱為傳輸上游，并且從解復用器320到復用器300的傳輸可以被稱為傳 輸上游。
[0059]圖4A和圖4B沿著時間軸示出了根據本公開的實施方式分別在數據路徑中和在控 制路徑中傳輸的信號的示例性配置。為了便于描述，假設信號是在圖3A和圖3B中所示出的 復用器和解復用器中的每個中的數據路徑和控制路徑中傳輸的。
[0060] 參考圖4A，數據路徑支持比控制路徑高的傳輸速率例如7.5Gbps，并且支持單向通 信。可以通過D-PHY并行輸入的數據信號HO到H7可以被轉換成串行信號400。為了將數據信 號400與后續串行數據信號區分開，分組識別信號402即Pl和P2被插入串行數據信號。
[0061] 參考圖4B，控制路徑可以支持壁數據路徑（例如7.5Gbps)更低的傳輸速率（例如 3.75Gbps)，并且可以支持雙向通信。雙向通信可以是時分雙工的，以在下游方向和上游方 向在相等時間周期中交替傳輸。
[0062]因此，并行接收的控制信號例如控制信號G0-G7 4KKZ0-Z7 414可以被復用器300 轉換成串行格式和傳輸下游，作為串行控制信號間隔420的一部分。類似地，并行接收的控 制信號例如控制信號G0-G7 4ΠΚΖ0-Ζ7 414可以被解復用器320轉換成串行格式和傳輸下 游，作為后續串行控制信號間隔420的一部分。
[0063] 分組識別信息412可以插入在于控制信號G0-G7對應的比特之后。因此，在控制信 號G0-G7 410之后可以存在分組識別信息412,在控制信號Z0-Z7 414之后可以存在分組識 別信息416。本發明的各種實施方式可以使用不同的合適的保護間隔。
[0064] 如上所述，因為在控制路徑中傳輸和接收的控制信號是移動裝置中的雙向信號， 所以需要用于最小化控制路徑中的傳輸和接收之間的切換期間的延時的結構。
[0065] 圖5是示出了根據本公開的實施方式用于在控制路徑中的傳輸和接收之間的切換 期間最小化延時的移動裝置的示例性配置。
[0066]參考圖5,根據本公開的實施方式的移動裝置設有檢測器509,該檢測器509位于支 持雙向通信的通道(在下文中，稱為"雙向通道"）的前端，用于預先感測雙向通信是否已經 在雙向通道中開始。檢測器509可以根據檢測結果以4種情況控制移動裝置的功率狀態。主 機和從機可以分別對應于例如前述復用器和解復用器320。主機500包括D-PHY接收器508， 用于接收可以被SerDes 502使用的高速時鐘信號，MIPI時鐘。MIPI時鐘可以來自包括主機 500的移動裝置的AP JIPI時鐘和慢時鐘可以提供給檢測器509,并且檢測器509可以選擇 MIPI時鐘和慢時鐘中的一個作為源時鐘給檢測器509的鎖相環(PLL)SOet3PLL 506的輸出可 以被稱為主時鐘，其可以輸入到SerDes 502。根據本公開的實施方式，檢測器509可以通過 控制主時鐘、源時鐘并且控制PLL 506的開/關狀態，以總共四個狀態操作移動裝置。檢測器 509可以選擇輸入MIPI時鐘和慢時鐘中的一個作為PLL 506的源時鐘。
[0067][表1]

[0069] 參考[表1]，根據本公開的實施方式的移動裝置的功率狀態根據檢測器509的檢測 結果可以是備用狀態、子隧道化狀態、正常狀態和超低功率(ULP)狀態中的一個。正常狀態 指的是移動裝置具有最高功率消耗的狀態。在正常狀態中，PLL 506打開，并且MIPI時鐘被 作為PLL 506的源時鐘來輸入，并且PLL 506的輸出可以是到SerDes 502的主時鐘。PPL 506 可以生成比源時鐘快5倍的輸出，其中，5可以取決于各種設計和實現參數。
[0070] 子隧道化狀態指的是僅運行了具有較低的速率的子SerDes 504b的狀態。在子隧 道化狀態中，PLL 506打開，慢時鐘作為PLL 506的源時鐘被輸入，并且來自PLL 506的輸出 作為到SerDes 502的主時鐘信號被連接。在ULP和備用狀態中，PLL 506關閉，并且慢時鐘作 為源時鐘和主時鐘被輸入。因此，PLL 506的輸出可以是源時鐘。因此，在ULP和備用狀態中， 最小功率是由SerDes 502消耗的。在本文中，移動裝置的ULP狀態表示除了基本操作之外的 其余操作狀態，并且備用狀態表示移動裝置的低功率狀態。
[0071] 根據本公開的實施方式，檢測器509可以周期性地或根據雙向通道的實時檢測結 果調整移動裝置的功率狀態。例如，如果所有的通道都以最大的速率運行，則移動裝置在正 常狀態中運行。如果在移動裝置中只有CTRL IF單元224或234(圖2C)運行而不傳輸高速率 視頻信號，則移動裝置的功率消耗可以通過以ULP狀態運行移動裝置而被最小化。移動裝置 的功率狀態控制可以根據每個IF單元和每個通道的使用或停用而動態地執行。
[0072] 本公開的另一實施方式可用于這樣一種裝置，其在用于最小化移動裝置中的連接 線路的數目的結構中使用內部成電路(I2C)協議，使用其的移動裝置的配置。
[0073] 12(：協議主要用于支持低傳輸速率例如約10010^8、40010^8、1]\^)8或3.4]\_)8的傳 輸速率的系統設置，其中，Kbps是千比特每秒并且Mbps是兆比特每秒。I2C裝置的信號可以 是串行級聯的，而且作為主機操作的裝置和作為從機操作的裝置之間的數據傳輸和數據接 收可以共享兩個電線。由于I2C協議支持雙向總線，所以I2C信號可以在多個主機和多個從 機之間的通信期間由于來自從機的響應延遲或電特性的改變而失真。此外，如果起中繼器 作用的收發器或電橋插入I2C信號路徑，則來自從機的響應延遲由于由中繼引起的往返等 待時間而進一步地延長。在圖6中，暗示了虛擬主機和虛擬從機最小化延遲時間的原因。 [0074] 如圖6中所示出的，因此，在本公開的實施方式中，虛擬主機600b和虛擬從機60Ib 對稱地插入用于主機和從機的IC2信號的模擬處理的部件600a和部件610a。虛擬主機600b 和虛擬從機601b具有漏極開路結構或集電極開路結構。輸入到主機的信號通過虛擬主機 600b提供至SerDes602a并且與其他協議的信號一起串行化。類似地，輸入到從機的信號通 過虛擬從機610b提供至SerDes 604b并且與其他協議的信號一起串行化。如上所述，由于主 機和從機中的每個的輸入信號與其他協議的信號一起串行化，所以相比于全部信號被識別 并隨后輸出的情況可以最小化延時。本公開的另一實施方式提供了處理用于最小化移動裝 置中的連接線路的數目的結構中的SUMbus信號以及用于執行該處理的移動裝置的配置。 [0075]提出SLMbus接口以克服遺留的芯片間接口、串行外圍接口（ SPI )、同步串行接口 (SSI )、12C和集成電路內置音頻總線（I 2S)的缺點。傳統的芯片間接口具有用于更多的從機 的更多線路并且支持對等(P2P)通信。相反，SUMbus接口可以使用兩根電線支持多個從機 和多個主機。該SUMbus接口具有總共4個層，即裝置層、協議層、幀層和物理層。
[0076]在本公開的實施方式中，SLIMbus接口允許SLIMbus隧道化、保持物理層的功能。 SUMbus接口的物理層分為物理媒體獨立(PMI)部和物理媒體從屬(PMD)部。SUMbus接口包 括分別用于傳輸和接收時鐘(CLK)信號和數據(DATA)信號的兩根電線，并且符合異步多點 分支總線標準。每個電線可以在支持單向通信的單端模式、參考地面模式和電壓模式中操 作。在本文中，參考地面意思是信號基于地面電壓即"0V"而改變，以及電壓模式意思是信號 通過電壓差傳輸。如圖11中所示出的，DATA信號在對應于CLK信號的電線的上升沿輸出或驅 動并且在下降沿獲取。
[0077]參考圖11，第一個波形是CLK信號的波形，最后的波形是DATA信號的波形。第二個 波形是通過驅動器1傳輸的信號"OblOO"的波形，以及第三個波形是通過驅動器2傳輸的信 號"OblOl"的波形。
[0078]在SUMbus接口中DATA信號可以處于三個狀態中的一個，可以是高狀態、低狀態以 及保持在SLMbus接口中。CLK信號可以在作為幀形成器操作的裝置中生成，并且其他裝置 用于DATA信號的輸入。CLK信號是未編碼的并且DATA信號是不歸零反相(NRZ)編碼的。如果 之前的DATA信號不同于當前數據信號(在下文中，稱為"轉變"），則高狀態處于不歸零NRZI， 以及如果之前的DATA信號與當前數據信號相同，則低狀態處于NRZIAATA信號使用邏輯"或 (0R)"信令。在本文中，每個組件在CLK信號的高間隔期間將DATA信號驅動至高狀態和低狀 態。如果DATA信號處于低狀態，則根據NRZI，即使CLK信號處于高周期也保持DATA信號。在 CLK信號處于低周期，保持DATA信號的先前狀態。
[0079] 根據這種特性，邏輯或操作在多個組件被多驅動時執行。以上描述的NRZI和邏輯 或信令防止多驅動。NRZI特征在于在DATA信號處于高狀態時先前值被反相。鑒于該NRZI特 征，當不同的組件將DATA信號驅動至高狀態時，DATA信號被驅動至相同的狀態(高或低），并 且因此不會出現沖突。另外，當DATA信號被驅動至低狀態時，由于邏輯或信令而不需要驅 動，從而避免了組件之間的沖突。現在，本公開的實施方式提供了用于實現信號傳輸同時保 持SUMbus中物理層的功能的隧道化。
[0080] 圖7A是示出了根據本公開的實施方式用于處理SUMbus信號的移動裝置的示例性 配置的框圖。
[0081] 參考圖7A，對于SLIMbus隧道化，在根據本公開的實施方式的移動裝置中，復用器 702和解復用器710配置為分別包括虛擬從機704和虛擬主機714。復用器702和解復用器710 分別包括用于向/從虛擬從機704和虛擬主機714輸入/輸出的數據的轉換的SerDes 706和 SerDes 712。在一個實施方式中，SerDes 706和SerDes 712中的每個可以將32個并行信號 轉換成一個串行信號以及可以將一個串行信號轉換成32個并行信號。然而，在本公開的各 種實施方式中，SerDes可以具有不同數量的平行數據轉換以處理SUMbus信號或移動裝置 中的其他類型的信號。
[0082] 關于圖7A，到SerDes(無論是到SerDes 706還是到SerDes 712)的信號將被稱為上 游。類似地，來自SerDes(無論是來自SerDes 706還是來自SerDes 712)的信號將被稱為下 游。
[0083] 虛擬從機704對應于用于SUMbus接口的虛擬裝置組件。虛擬從機704可通過兩根 電線、用于來自/去向AP 700的雙向DATA信號的電線，從AP 700接收CLK信號和DATA信號。虛 擬主機714對應于用于SUMbus接口的虛擬幀形成器/管理器。虛擬主機714還具有用于輸出 信號CLK信號到從裝置718的電線和用于來自/去向AP 700的雙向DATA信號的電線。
[0084]根據本公開的實施方式，虛擬從機704包括用于SUMbus隧道化的互補金屬氧化物 半導體(CMOS)輸入/輸出（IO)裝置720、上流化器722a和722b和數據生成器722c<XM0S IO裝 置720包括用于CLK信號的輸入單元和用于DATA信號的輸入/輸出單元，用于與AP 700接口。 CMOS IO裝置720將CLK信號輸出至上流化器I 722a并將DATA信號輸出至上流化器722b，并 且從數據生成器722c接收數據信號。CMOS IO裝置720控制上拉/下拉電阻以使輸入信號的 低狀態和高狀態清楚。上流化器I 722a發送時鐘信號到SerDes 706。上流化器2 722b使用 CLK信號在高頻采樣DATA信號，并且提供采樣的DATA信號到SerDes 706。數據生成器722c從 SerDes 706接收數據。
[0085]在來自SerDes 706的輸入信號的接收后，數據生成器722c根據SLIMbus接口中的 物理層的特征監視輸入DATA信號的轉變。在檢測到轉變后，數據生成器722c在CLK信號的高 周期輸出合適的值。這在途7B和7C中更詳細地解釋。
[0086] 類似地，虛擬主機714包括與虛擬從機704對應的CMOS IO裝置730、下流化器732a、 數據生成器732b和上流化器732c。由于虛擬主機714充當幀形成器，所以CMOS IO裝置730調 整為來自SerDes 712的信號輸出生成的轉換速率。下流化器732a從SerDes 712獲得時鐘信 號，并向CMOS 10裝置730輸出時鐘信號。數據生成器732b從SerDes 712獲得數據信號。在檢 測到數據信號的轉變后，數據生成器732b在時鐘信號的高周期向CMOS 10裝置730輸出數據 信號。數據生成器732b將從SerDes 712接收到的時鐘信號用作SUMbus CLK信號。上流化器 732c在高頻采樣從CMOS 10裝置730接收到的數據信號，并且提供采樣的數據信號到SerDes 712。
[0087] CMOS 10裝置730接收來自下流化器732a的時鐘信號并且將其經由CLK電線輸出到 從裝置718XM0S 10裝置730還接收來自數據生成器732b的數據信號并且將其經由雙向 DATA電線輸出到從裝置718XM0S 10裝置730經由雙向DATA電線接收來自從裝置718的數據 并且將其輸出到上流化器732c。
[0088] 圖7B是示出了根據本公開的實施方式的包括在虛擬從機或虛擬主機中的示例性 數據生成器的框圖。為了便于描述，假設數據生成器是圖7A中所示出的數據生成器722c或 數據生成器732b。
[0089] 參考圖7B，根據本公開的實施方式的數據生成器監視輸入數據信號的轉變。在數 據信號的轉變的檢測后，數據生成器在CLK信號的高周期驅動數據信號。
[0090] 具體地，數據生成器722c或數據生成器732b主要包括數據配置器740a和轉變檢測 器740b。轉變檢測器740b生成輸出使能信號，以及數據配置器740a輸出在前的SLIMbus DATA信號的反相信號。
[0091] 圖7C示出了在根據本公開的實施方式的數據生成器中處理的信號的示例性波形。 [0092]參考圖7C，轉變檢測器740檢測到從SerDes接收到的數據信號的轉變。那么，在時 間tl，數據配置器740a在SUMbus CLK信號的高周期使SUMbus數據信號保持在高狀態。如 果轉變檢測器740沒有檢測到從SerDes接收到的數據信號的轉變，則如在時間t2,數據配置 器740a浮置SUMbus數據信號，其中，上拉/下拉電阻可以將其偏置到高電平。下文描述通過 使用差分信令和公共傳輸模式信令來最小化移動裝置中使用的信號傳輸線路的數目的本 公開的其他實例。
[0093] 根據本公開的實施方式，差分信令可以用于在移動裝置中以例如數百Mbps或更高 的高速率信號傳輸。雖然使用了兩根線路執行差分信令，但是由于使用器具有低的信號幅 度的電流傳感器，所以可以在信號傳輸期間最小化干擾。
[0094] 圖8A示出了根據本公開的實施方式分別應用了差分信令和公共傳輸模式信令的 示例性信號。
[0095] 參考圖8A，對于差分信令，可以計算具有180度相位差的兩個信號的幅度之間的差 值并且可以生成具有與每個信號的幅度的兩倍一樣大的幅度的差分信號。具體地，具有2的 幅度的差分信號800c可以通過從實線信號800a的幅度減去虛線信號800b的幅度而輸出，虛 線信號800b具有-1的幅度并且相對于具有1的幅度的實線信號800a具有180度的相位差。對 于普通的差分信號，對應于波形的基準的共模分量802a和共模分量802b固定成直流(DC)電 平。另一方面，差分信號的共模分量信號可能能夠用于雙向信號的傳輸，并且共模分類804a 和804b的平均信號表示為804c。
[0096] 圖8B是示出了應用差分信令和公共傳輸模式信令的移動裝置的示例性配置的框 圖。如果使用遺留的差分信令，圖8B的配置可以在不增加移動裝置所需要的傳輸線路的數 目的情況下提高傳輸速率。
[0097] 因為共模分量信號支持單向通信，所以，如果一些數據以共模分量信號加載，共模 分量信號具有比差分信號低的傳輸速率。因此，根據本公開的實施方式，如圖SB中所示出 的，收發器可以配置為通過共模分量信號傳輸控制信號和通過差分信號傳輸數據信號。收 發器可以代替根據本公開的實施方式的移動裝置中的復用器和解復用器。
[0098] 由于差分信號和共模分量信號是電氣獨立的，所以差分信號和共模分量信號可用 于不同的方向。也就是說，如果以差分信號形式傳輸的數據信號被設置為傳輸方向，則以共 模分量信號傳輸的控制信號的傳輸方向可被設置成與數據信號相反的方向。因此，如圖8B 中所示出的，在本公開的實施方式中，用于差分信號的傳輸線路可以配置為支持單向通信， 并且同時用于共模分量信號的傳輸線路可以配置為支持雙向通信。
[0099] 在這種情況中，雖然未示出，但是可以進一步包括輸出信號判決器以便確定輸入 信號的速率并且根據確定的速率將輸入信號分配給差分信號共模分量信號。具體地，如果 輸入信號是數據信號，則因為數據信號是高速率信號，所以輸入信號判決器將數據信號分 配給用于差分信號的傳輸線路。如果輸入信號是控制信號，則因為控制信號是低速率信號， 所以輸入信號判決器將控制信號分配給用于共模分量信號的傳輸線路。同一差分傳輸線路 用于差分信號和共模信號。
[0100] 通常，移動裝置使用獨立的功率線路來傳輸DC功率。由于更多的裝置安裝在移動 裝置內，所以結果附加功率線路也額外增加了。
[0101 ]在本公開的另一實施方式中，公共傳輸模式信令可應用于DC功率傳輸。圖8C不出 了根據本公開的實施方式應用了公共傳輸模式信令的DC功率傳輸的實例。
[0102]參考圖8C，增加了偏置-T塊820a和偏置-T塊820b以用于共模分量信號的傳輸。因 此，DC功率以及高速率數據信號可以在差分信號傳輸線路822中傳輸。偏置-T塊820a和偏 置-T塊820b是只通過DC分量而不通過交流(AC)分量的電路。DC功率和以AC信號形式的控制 信號可基于電路的性能在頻域內相互分離。同時，在本公開的另一實施方式中，考慮了對于 TDD雙向通信使用共模分量信號的移動裝置。在TDD雙向通信中，需要換向握手以避免傳輸 端和接收端之間的同步信道驅動。通過換向握手，有可能通過傳輸切換信號或使用特定的 協議執行通信切換，切換信號指示在獨立的信道上從傳輸到接收或從接收到傳輸的切換。 本公開的另一實施方式提供了兩個用于使用共模分量信號的TDD雙向通信。
[0103] 圖9是示出了根據本公開的另一實施方式的示例性情況，其中，通過在TDD雙向通 信中使用共模分量信號在獨立的信道上傳輸切換信號執行通信切換。
[0104] 參考圖9,為了便于描述，位于用于差分信號的傳輸線路的端部和用于共模分量信 號的傳輸線路的端部的裝置稱為第一裝置900和第二裝置902。然而通信不在第一裝置900 和第二裝置902之間進行。如果第一裝置900確定執行用于共模分量信號的正向通信，則第 一裝置900設置用于共模分量信號的傳輸模式。隨后，在操作904，第一裝置900向第二裝置 902傳輸指示用于共模分量信號的傳輸模式的切換信號。切換信號可以在第一裝置900和第 二裝置902之間為傳輸獨立的切換信號而建立的信道上傳輸。在本文中假設在第一裝置900 和第二裝置902之間預設這樣一種信息，其指示切換信號是指示用于共模分量信號的傳輸 模式還是用于共模分量信號的接收模式。
[0105] 在切換信號的接收后，第二裝置902設置成用于共模分量信號的接收模式。在操作 906,第一裝置900在差分信號傳輸線路中向第二裝置902傳輸差分信號。在操作908,假設第 一裝置900確定通過啟動換向握手來執行用于共模分量信號的反向通信。隨后，第一裝置 900向第二裝置902傳輸指示用于共模分量信號的接收模式的切換信號。因此，在操作910a， 第一裝置900結束共模分量信號的傳輸并且設置用于共模分量信號的接收模式。類似地，在 操作910b，第二裝置902可以設置用于共模分量信號的傳輸模式，并且隨后等待數據傳輸。 同時，根據本公開的實施方式，切換可以使用特定的協議在共模分量信號的傳輸和接收之 間執行。例如，廣泛用于視頻信號的8b/10b編碼可以具有未使用的具體比特模式。這種具體 比特模式可以用作共模分量信號的傳輸和接收之間的切換信號。在這種情況中，共模分量 信號的傳輸和接收之間的切換可以通過在圖9的操作904至908傳輸具體比特模式代替傳輸 切換信號來指示。
[0106] 圖10是示出了用于處理根據本公開的實施方式的移動裝置中的信號的示例性操 作的流程圖。
[0107] 參考圖10，在操作1000，移動裝置根據至少兩個預定的速率對從AP和附加裝置中 生成的信號分類。如上所述，附加裝置可包括提供可在移動裝置中執行的功能和服務的LCD 面板、相機、揚聲器等等。該兩個速率可以是數據信號的傳輸速率的平均值和控制信號的傳 輸速率，舉例來說，即分別是7.5Gbps和3.75Gbps。但是，在本公開的各種實施方式中，可根 據更多的速率對信號進行分類。
[0108] 在操作1005,移動裝置分別在支持至少兩個速率的傳輸線路中傳輸和接收經過分 類的信號。根據本公開的每個實施方式，在12C信號和SLIMbus信號的情況中，基于支持12C 和SUMbus的移動裝置的配置執行用于傳輸分類的信號的操作。根據本公開的實施方式，差 分信令和公共傳輸模式分量信令可以應用于至少兩種速率。在傳輸線路之中，對于用于傳 輸和接收控制信號的傳輸線路，指示傳輸和接收之間的切換的切換信號可以在獨立的信道 上或以預定的模式傳輸至位于該傳輸線路的端部的裝置。在移動設備中，還可以提供DC功 率到經由具有共模分量信令的傳輸線路來連接的裝置。這些實施方式的細節已經在上文描 述了，因此為了避免冗余將不再進行描述。
[0109] 在不需要在根據本公開的各種實施方式配置的移動裝置中增加連接線路的情況 下，可有效地處理信號。
[0110] 如從以上描述中顯而易見的，根據本公開實施方式的移動裝置使用至少兩個預定 的速率對在主處理器和支持附加功能的附加裝置之間傳輸和接收的信號進行分類，并且在 支持那些速率的傳輸線路中傳輸和接收經過分類的信號。因此，可以在信號處理期間減少 連接線路的數目和功率消耗，并且可以傳輸和接收支持其他協議和接口的信號而不需要在 移動裝置中使用附加連接線路。
[0111] 雖然參考本公開的某些示例性實施方式示出并描述了本公開，但是本領域技術人 員應該理解的是，在不背離由所附權利要求及其等同方案限定的本公開的精神和范圍的情 況下，可以對本公開做出形式上和細節上的各種改變。
【主權項】
1. 一種用于處理信號的移動裝置，其特征在于，所述移動裝置包括： 控制器，配置為將一種類型的信號作為經過分類的信號分類給至少兩個預定速率中的 一個，以在所述移動裝置中的裝置之間通信所述經過分類的信號；以及 收發器，配置為在支持至少兩個速率中的一個的連接線路中傳輸和接收所述經過分類 的信號。2. 如權利要求1所述的移動裝置，其特征在于，所述移動裝置進一步包括： 轉換器，配置為在所述連接線路上的傳輸之前，轉換是并行信號的所述經過分類的信 號，以及將在所述連接線路上接收到的串行信號轉換成并行信號。3. 如權利要求1所述的移動裝置，其特征在于，至少兩個速率包括滿足預定條件的第一 速率和高于所述第一速率的第二速率，以及 其中，支持所述第一速率的連接線路支持雙向通信。4. 如權利要求1所述的移動裝置，其特征在于，在所述裝置中的第一裝置在支持第一速 率的連接線路上傳輸數據之前，所述第一裝置向所述裝置中的第二裝置傳輸切換信號，所 述切換信號指示支持第一速率的連接線路中的通信方向改變，其中，通過使用獨立信道和 具有預定格式的信號中的至少一個來傳輸所述切換信號。5. 如權利要求1所述的移動裝置，其特征在于，將差分信令和公共傳輸模式信令中的至 少一個應用于所述連接線路。6. 如權利要求1所述的移動裝置，其特征在于，所述裝置中的至少一個經由應用了公共 傳輸模式信令的連接線路來接收DC功率。7. 如權利要求6所述的移動裝置，其特征在于，選擇多個時鐘信號中的至少一個作為用 于通信所述經過分類的信號的通信時鐘。8. 如權利要求7所述的移動裝置，其特征在于，至少周期性地或在通信狀態改變時選擇 所述通信時鐘，其中，所述通信狀態改變包括確定使用所述至少兩個預定速率中當前未使 用的另一個速率。9. 如權利要求1所述的移動裝置，其特征在于，所述收發器配置為通信所述經過分類的 信號包括分類遺留協議信號給所述至少兩個速率中的一個。
【文檔編號】H04B1/401GK205490533SQ201521130350
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月31日
【發明人】李大英, 金載和, 高錫, 高一錫, 丘明河, 金才鉉, 金元基, 金鉉武, 洪昇杓
【申請人】三星電子株式會社