转接驱动器功率管理的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及输入输出（I/O)信令协议。更具体地，本公开涉及用于转接驱动器 (re-driver)的功率管理的信令协议。
【背景技术】
[0002] 随着高速I/O的数据速率持续提高，由于信号降级（degradation)，可以被支持的 电缆的相对长度倾向于减少。为了增加可以被支持的电缆的长度，经常采用转接驱动器来 减小信号降级。特别地，转接驱动器可以放大信号，并且在差分信令的情况下，转接驱动器 可以将信号重新定时（re-time)以将信号重新同步。
【附图说明】
[0003] 在以下具体描述中并且参考附图描述了某些示例性实施例，在所述附图中：
[0004] 图1为高速互连链路拓扑的框图；
[0005] 图2为计算系统的框图；
[0006] 图3为基于脉冲状态和电空闲EI状态的PWM信号的示意图；
[0007] 图4为固定宽度PWM消息的示例的示意图；
[0008] 图5为示出了链路状态和它们相应的触发器的表；
[0009] 图6为PWM消息生成器的框图；
[0010] 图7为PWM消息检测器的框图；并且
[0011] 图8为示出了用于检测链路功率状态的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0012] 本公开提供了用于提高转接驱动器的功率效率的技术。特别地，本文中描述的一 些实施例为转接驱动器提供用于区分功率电平（包括各种低功率电平）的技术。
[0013] 随着高速IO的数据速率持续提高，可以被支持的相对电缆长度相应地开始减少。 这是因为电互连（galvanicinterconnect)的信道将它们自身呈现为低通滤波器，从而不 但导致由于信道损耗所引起的在电压域中的信号质量降级，而且导致由于码间干扰（ISI) 所引起的在时域中的抖动（jitter)。信道越长，当信号穿过信道时就会受到更多的衰减和 失真。为了克服随着数据速率的提高而增长的信号质量降级，而同时仍然实现在相同信道 上的相同水平，转接驱动器可以用于修复（recondition)信号。这可以通过采用以下机制 而完成：通过组合发射器预均衡和接收器后均衡的信号均衡来补偿信道衰减并最小化信道 失真。
[0014] 尽管转接驱动器可以改进信道水平，但是当高速I/O进入较低功率状态时，转接 驱动器在设备功率管理方面遭受严重的缺陷，这主要由于对I/O活动的有限的认知。在用 于PCIe或USB3应用的转接驱动器的情况下，转接驱动器可能仅知道到少量的链路状态，例 如连接、活动、以及电空闲（EI)。转接驱动器不能够辨别链路是否进入不同的功率状态，例 如在PCIe应用的事例中，LO、LU和L2/L3,在USB3应用的示例中，Ul、U2和U3。如果转接 驱动器架构采用反映链路处于EI的单个低功率状态，则该转接驱动器可以以数十mW的规 模消耗空闲功率。通过使得转接驱动器能够识别更广范围的功率状态，可以使转接驱动器 更加能量高效，从而使得能够在高能效系统中使用转接驱动器。
[0015] 图1为高速互连链路拓扑的框图。可以通过转接驱动器106将主机102连接到设 备104。主机102可以是计算设备，例如移动电话、膝上型计算机、台式计算机、或平板计算 机等。设备104可以是高速输入/输出（IO)设备，例如包括高速双单工（dual-simplex) 链路的设备。例如，设备104可以是USB设备，例如USBl设备、USB2设备、或USB3设备。如 在本文中使用的，数据USB用于指代任何USB协议，包括USBl、USB2、USB3、或任何其它USB 协议，包括可在未来开发出来的USB协议。在另一示例中，设备104可以包括组合的链路， 例如Thunderbolt接口。在又一示例中，设备104可以是PCIe设备。在示例中，可以通过 系统总线和/或接口而连接主机102、转接驱动器106、和设备104。转接驱动器106可以适 应于接收消息（例如，PWM消息），以指示转接驱动器106进入特定的功率状态。转接驱动 器106可以根据包括在该消息中的该指示而进入该功率状态。在下文中关于图5和图7进 一步描述了转接驱动器106。
[0016] 图2为根据实施例的计算系统的框图。计算系统200可以是例如移动电话、膝上 型计算机、台式计算机、或平板计算机等。计算系统200可以包括适应于执行所存储的指令 的处理器202,以及存储可由处理器202执行的指令的存储器设备204。处理器202可以是 单核处理器、多核处理器、计算集群、或任意数量的其它配置。存储器设备204可以包括随 机存取存储器（例如，SRAM、DRAM、零电容RAM、SONOS、eDRAM、EDORAM、DDRRAM、RRAM、PRAM 等）、只读存储器（例如，掩模型ROM、PROM、EPROM、EEPROM等）、闪速存储器、或任何其它合 适的存储器系统。
[0017] 处理器202可以通过系统总线206 (例如，PCI、ISA、高速PCI、超传输?、网络用 户总线等）而连接到输入/输出（I/O)设备接口 208,I/O设备接口 208适应于将计算系统 200连接到一个或多个I/O设备210。I/O设备210可以包括例如键盘和指向设备，其中指 向设备可以包括触控板或触摸屏等。I/O设备210可以为计算系统200的内置组件，或可以 是在外部连接到计算系统200的设备。
[0018] 处理器202还可以通过系统总线206连接到显示接口 212,显示接口 212适应于将 计算系统200连接到显示设备214。显示设备214可以包括显示屏，显示屏为计算系统200 的内置组件。显示设备214还可以包括在外部链接到计算系统200的计算机监视器、电视、 或投影仪等。
[0019] 网络接口卡（NIC)216可以适应于通过系统总线206而将计算系统200连接到网 络（未示出）。该网络（未示出）可以为广域网（WAN)、局域网（LAN)、或互联网等。
[0020] USB接口 218可以适应于通过系统总线206而连接到计算系统200。USB接口 218 可以通过转接驱动器222向USB设备220发送数据并且从USB设备220接收数据。转接驱 动器222可以提高信号的幅度，以便克服信号质量降级。当采用差分信令时，转接驱动器 222还可以将信号重新定时以便将信号同步并且减少干扰。转接驱动器可以适应于接收功 率状态消息，以指示转接驱动器进入不同的功率状态。例如，转接驱动器可以包括用于（例 如从主机或设备中的消息生成器）接收功率状态消息的接收器。功率状态消息可以包括状 态之间的循环，例如在电空闲状态与脉冲状态之间。例如，功率状态消息可以是PWM调制的 信号，如关于图3和图4进一步讨论的。
[0021] 应当理解的是，图2的框图并不旨在表明计算系统200要包括图2中所示的所有 组件。相反，计算系统200可以包括更少或图2中未示出的额外组件（例如，额外的USB端 口、额外的USB接口、额外的网络接口等）。
[0022] 图3为根据实施例的基于脉冲状态和电空闲（EI)状态的PWM信号的示意图。特 别地，图3示出了二进制脉冲宽度调制（PWM)信号300。基于低频周期信号（LFPS)的PWM 信号的格式是由两个不同信令状态（脉冲状态和电空闲（EI)状态）形成的。脉冲状态是 当信号被发送或检测时的状态。EI状态是在其中链路为电空闲并且仅维持共模电压的状 态。在周期（T)内可以由在先的三分之一（1/3)T的脉冲状态以及随后的剩余（2/3)周期 T的EI状态来表示逻辑"0" 302。可以由在先的三分之二（2/3)周期T的脉冲状态以及随