数据通信电路的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年3月14日提交的法国专利申请no.1902607的优先权，其内容在法律允许的最大范围内通过引用整体结合于此。

本公开总体上涉及电子设备，并且在特定实施例中涉及数据通信电路。

背景技术：

在很多应用中，诸如计算机、手机、硬盘、工作站、视频显示器等电子设备交换数据。为此，每个设备配备有数据通信电路，该数据通信电路接收要传输的数据并且将该数据提供给诸如电缆或天线等通信元件。

技术实现要素：

一些实施例改进了已知的数据通信方法和/或电路。

一些实施例改进了有线数据通信。

一些实施例涉及电子设备之间的数据通信方法。

一些实施例涉及对应的电子电路。

一些实施例涉及对应的设备，诸如与移动设备进行无线通信的设备。

在一个实施例中，一种方法包括：并行地接收第一电力传送配置数据(例如，用于电力传送协商)和第二数据，并且串行地传送第一数据和第二数据。

在一个实施例中，一种方法包括：串行地接收第一电力传送配置数据和第二数据，并且并行地传送第一数据和第二数据。

根据一个实施例，第二数据包括3.0或更高类型的usb数据。

根据一个实施例，第二数据包括视频数据。

根据一个实施例，无线地发射和/或接收串行的第一数据和第二数据。

根据一个实施例，串行的第一数据和第二数据的发射/接收频率大于或等于60ghz。

根据一个实施例，该设备包括能够并行地输送第一数据和第二数据的usbc型电缆。

根据一个实施例，该设备包括移动设备的无线电源的电感。

根据一个实施例，该设备包括弹簧接触端子。

根据一个实施例，该设备包括一个或多个磁体。

在一个实施例中，一种移动设备被配置为传送和/或接收设备的第一数据和第二数据。

根据一个实施例，该设备包括无线电源接收电感。

根据一个实施例，该设备包括电源接触区域。

将在下面结合附图对具体实施例的非限制性描述中详细讨论前述和其他特征和优点。

附图说明

图1非常示意性地示出了数据通信电路的实施例；

图2非常示意性地示出了数据通信电路的另一实施例；

图3非常示意性地示出了包括数据通信电路和无线收发器电路的设备的实施例；

图4非常示意性地示出了在移动设备支撑件上就位的移动设备的实施例；

图5非常示意性地示出了被包括在图4的支撑件和移动设备内的数据通信以及电源或传送电路；

图6示意性且部分地示出了耦合到移动设备的无线通信和电力传送设备的实施例；

图7非常示意性地示出了被包括在图6的通信和电力传送设备内以及移动设备内的数据通信和电力传送电路；

图8示意性地示出了数据通信电路的实施例；

图9示意性地示出了数据通信电路的另一实施例；

图10更详细地示意性地示出了耦合到数据处理单元的图8的通信电路；以及

图11更详细地示意性地示出了图9的通信电路。

具体实施方式

在不同的附图中，相同的元件已经用相同的附图标记表示。特别地，不同实施例共有的结构和/或功能元件可以用相同的附图标记指定并且可以具有相同的结构、尺寸和材料特性。

为了清楚起见，仅示出和详细描述了对于理解所描述的实施例有用的步骤和元件。特别地，没有详细描述诸如微处理器和无线数据收发器电路等数据处理单元，所描述的实施例与常规数据处理单元和常规无线数据收发器电路兼容。

在整个本公开中，术语“连接”用于指定电路元件之间的除导体之外没有中间元件的情况下的直接电连接，而术语“耦合”用于指定电路元件之间的可以是直接的、也可以是经由一个或多个中间元件的电连接。

在以下描述中，当提及限定绝对位置的术语(诸如术语“前面”、“后面”、“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”等)或限定相对位置的术语(诸如术语“上方”、“下方”、“上部”、“下部”等)或限定方向的术语(诸如术语“水平”、“竖直”等)时，指的是附图的取向或者在正常使用位置的移动设备。

在本文中，术语“约”、“近似”、“基本上”和“大约”用于表示所讨论的值的正或负10％、优选地正或负5％的公差。

图1非常示意性地示出了数据通信电路100的实施例。电路100包括两个输入115和125以及一个输出135。

在操作中，电路100接收数据110(data)。在所示示例中，数据110是串行数据，并且经由输入115到达电路100。输入115例如包括两个端子，并且数据对应于两个端子之间的连续电压差。在一些实施例中，优选地，数据110包括usb3.0(或usb3.1gen1)或更高类型的数据(即，吞吐量大于或等于5gbits/s的数据)或由其形成。usb类型的数据可以是usb3.1(或usb3.1gen2)或更高类型的数据，即，吞吐量大于或等于10gbits/s的数据。作为变体，在一些实施例中，数据110可以包括视频数据(即，包含能够恢复可选地伴随有噪声的连续图像的信息的数据)或由其形成。

电路100还与数据110并行地接收电力传送配置数据120(pd，“电力传送”)，即，包含电压和/或强度和/或电力和/或电荷状态和/或电荷简档信息。在一些实施例中，电力传送配置数据120优选地通过电路100的输入125串行地到达电路100。例如，输入125包括两个端子，并且数据120对应于两个端子之间的电压变化。

电路100将电力传送配置数据120和数据110串行地放置。然后，电路100串行地传送数据120和110。更具体地，电路100在输出135上与数据110串行地传送包括电力传送配置数据120的数据130(data+pd)。例如，数据130由串行的数据110和120以及标记形成，这些标记使得能够在数据130中将数据110与数据120区分开。数据130的平均吞吐量优选地等于或大于数据110和120的吞吐量之和。

数据130可以被传输给未示出的外部设备。由于数据110和120是串行地传送的这一事实，它们可以在与外部设备的通信的单个链路(例如，无线通信信道)上传输。因此，数据110和电力传送配置数据120比通过分开的通信链路上并行地传输更容易。

图2非常示意性地示出了数据通信电路200的实施例。电路200包括输入235以及两个输出215和225。

电路200串行地接收上文中参考图1描述的数据130(data+pd)。电路200从数据130中提取数据110(data)和120(pd)(图1)。电路200在相应的两个单独的输出215和225上并行地传送数据110和120。例如，每个输出215或225包括两个端子，电路200在这两个端子之间施加与数据110或120相对应的电势差。在一些实施例中，优选地，数据110在输出215上串行地传送。在一些实施例中，优选地，电力传送配置数据120在输出225上串行地传送。

数据130可以源自未示出的外部设备。由于数据110和120是串行的，因此它们可以通过单个通信链路(例如，无线)来接收。因此，数据110和电力传送配置数据120比从两个分开的通信链路更容易接收。

图3非常示意性地示出了包括数据通信电路305和无线收发器电路310的设备300的实施例。

电路305包括图1所示类型的电路100和图2所示类型的电路200。电路100的输出135耦合、优选地连接到收发器电路310的输入312(tx)。电路200的输入235耦合、优选地连接到收发器电路310的输出314(rx)。

在操作中，电路100接收关于图1描述的相应数据110和120的类型的待传输的电力传送配置数据120t(pd)和待传输的数据110t(data)。电路100然后在其输出135上生成串行数据130t，该串行数据130t包括数据110t和120t并且串行地具有图1的数据130的类型。数据130t然后由电路310传输。优选地，数据130t通过由电路310的天线316发射的射频(rf)波来输送。在一些实施例中，射频波发射频率优选地大于60ghz。这使得例如当数据110t是usb3.0或更高类型时能够进行数据130t的传输。

电路310例如从未示出的设备接收串行数据130r，该设备接收数据130t。数据130r优选地通过由天线316或由与天线316不同的未示出的天线捕获的射频波来输送。数据130r是关于图1描述的数据130的类型，也就是说，它们包括与其他数据串行的电力传送配置数据。电路200经由其输入235接收数据130r。电路200从数据130r中提取电力传送配置数据(数据120r)。电路200在其输出225上传送电力传送配置数据120r。电路200还从数据130r中提取结合图1描述的数据110的类型的数据110r。电路200在其输出215上传送数据110r。

图4示出了在移动设备支撑件410的实施例中就位的移动设备400的实施例。

移动设备400例如是蜂窝电话或平板电脑。移动设备400可以由配备有数据处理单元(例如，微处理器(图4中未示出))的任何设备形成。优选地，移动设备400还包括可再充电电力存储设备，诸如电池，例如锂电池(未示出)。

支撑件410包括旨在容纳移动设备的位置412。在所示示例中，移动设备具有带有两个相对的主表面420和422的平板形状。位置412例如包括平坦表面424，一旦设备400就位，该平坦表面424就与表面422接触。在移动设备400包括显示器的情况下，显示器优选地位于表面420的侧面。在所示示例中，在正常使用位置，表面424是倾斜的，并且在其下边缘上由肩部426限制。然后，移动设备的边缘428抵靠肩部定位。作为变体，表面424在正常使用位置是水平的。因此可以省略肩部426，并且移动设备可以放置在表面424上的任何位置。

在一些实施例中，优选地，支撑件包括一个或多个磁体430。优选地，移动设备400包括铁磁元件432。当移动设备在支撑件410中就位时，(多个)磁体430和铁磁元件432产生使移动设备400在支撑件410上保持就位的力。

在一些实施例中，优选地，支撑件410旨在通过电缆440耦合到包括电力传送源的设备450。设备450例如由计算机、工作站、图像显示监测器、图像投影仪等形成。在一些实施例中，优选地，设备450包括诸如数据处理电路(例如，微处理器)等数字电路。作为变体，在一些实施例中，支撑件410包括电力传送源。支撑件410还包括数据处理单元，诸如微处理器。

图5非常示意性地示出了被包括在图4的支撑件410和移动设备400内的通信和电力传送电路。移动设备通常包括其他电路。既未示出也未详述其他电路，所描述的实施例与移动设备的常规电路兼容。

支撑件410包括数据通信电路300a，该数据通信电路300a包括与图3的电路300相同的元件。电路300a因此包括电路100(图1)、电路200(图2)和用于无线串行发射和/或接收的电路310(图3)，电路310包括天线316。因此，电路300a被配置为在其输入115上接收串行数据(优选地是usb3.0或更高类型)并且在其输入125上接收电力传送配置数据。电路300a的天线316串行地传输在电路300a的输入115和125上接收的数据。电路300a还被配置为经由其天线316接收与电力传送配置数据串行的串行数据(优选地是usb3.0或更高类型)。电路300a在其输出215上传送串行数据，并且在其输出225上传送电力传送配置数据。

支撑件410还包括电感455a。电感455a的端子耦合、优选地连接到电路460a。电路460a的端子462a和464a施加有电源电压，例如参考支撑件410的接地gnda的dc电压vbus。例如，端子462a和464a例如通过电缆440耦合、优选地连接到设备450(图4)内包括的电源。作为变体，端子462a和464a耦合到支撑件410内部的电力传送源。

优选地，移动设备400包括电路300b，该电路300b包括与图3的电路300相同的元件。电路300b因此包括电路100(图1)、电路200(图2)和用于无线串行发射和/或接收的电路310(图3)，电路310包括天线316。因此，电路300b被配置为在其输入115上接收数据(优选地是usb3.0或更高类型)并且在其输入125上接收电力传送配置数据。天线316串行地传输在电路300b的输入115和125上并行地接收的数据。电路300b还被配置为经由其天线316接收与电力传送配置数据串行的串行数据(优选地是usb3.0或更高类型)。电路300b在其输出215上传送串行数据，并且在其输出225上传送电力传送配置数据。电路300b的输出215和225耦合、优选地连接到移动设备的电路，例如微处理器510。

移动设备400还包括电感455b。当移动设备400在基座410上就位时，电感455a和455b相互耦合。电感455b的端子耦合、优选地连接到电路460b。电路460b的端子462b和464b耦合、优选地连接到移动设备的其他元件，例如位于移动设备中的电力存储元件520。电力存储元件520例如包括电池。

在操作中，数据110a(优选地是usb3.0或更高类型的数据)以及电力传送配置数据120a到达电路300a的相应输入115和125。数据110a例如源自设备450(图4)。数据110a和120a例如由电缆440输送。

数据110a和120a串行地放置并且由电路300a传输。串行数据110a和120a无线地到达电路300b并且由电路300b接收。然后，电路300b在相应的输出215和225上传送数据110a和120a。数据110a例如由移动设备400的电路(例如，由微处理器510)接收。

类似地，数据110b(优选地是usb3.0或更高类型的数据)以及电力传送配置数据120b到达电路300b的相应输入115和125。数据110b和120b例如源自微处理器510。

数据110b和120b串行地放置并且由电路300b传输。数据110b和120b无线地到达电路300a。然后，电路300a在电路300a的相应输出215和225上并行地传送数据110b和120b。数据110b例如由电缆440输送。数据例如到达设备450。

因此，当移动设备400在支撑件410上就位时，移动设备和支撑件可以交换usb3.0或更高类型的数据、并且同时交换电力传送配置数据。所交换的电力传送配置数据120a和120b优选地包含关于移动设备400的电源电压和/或电荷状态和/或电源功率和/或电源电流的信息。数据120a和120b优选地对应于被称为“usb电力传送”的标准。

作为所交换的电力传送配置数据的应用，电路460a将ac电压施加到电感455a。ac电压通过相互耦合传输到电感455b。跨电感455b的ac电压由电路460b用作电源，以在端子462b和464b上生成例如参考移动设备的接地的电源电压v。

因此，当移动设备400在支撑件410上就位时，移动设备和支撑件可以交换数据，并且同时移动设备可以被再充电。在一些实施例中，电源功率优选地在1w至15w的范围内。

这样的数据交换和这样的再充电在不使用彼此连接的公连接器和母连接器(诸如usb型连接器)的情况下执行。在一些实施例中，因此避免了在经由这样的连接器输送数据和电力时会出现的问题，诸如连接可靠性问题。这样的问题尤其可能在多个连接和断开周期之后发生。此外，包括母usb连接器的移动设备的厚度可以大于连接器的厚度。在没有这样的连接器的情况下，在一些实施例中，移动设备400因此可以有利地具有减小的厚度。

图6示意性且部分地示出了耦合到移动设备610的无线通信和电力传送设备600的实施例。仅示出了移动设备610的一部分。移动设备610是图4的移动设备400的类型，区别在于，它可以不包括电感455b。作为示例，移动设备610是平板形式的移动电话，具有在板的角部614(例如，圆角)旁边示出的边缘612。

设备600包括位于电缆630一端的本体620。例如，电缆630的另一端耦合到关于图4描述的设备450的类型的设备。

本体包括两个弹簧接触端子622。在一些实施例中，弹簧接触端子优选地是商品名为“pogo”的已知类型。然后，每个端子包括出现在移动设备的侧面的壳体624，该壳体624包含导电接触元件626和支承在壳体624的底部与接触元件626之间的弹簧628。每个元件626连接到穿过电缆630的电线632。当设备600抵靠移动设备610的边缘就位时，弹簧628产生使移动元件626保持与移动设备接触的力。

移动设备包括两个导电接触区域640。当设备600抵靠移动设备610放置时，接触区域被定位为每个与元件626之一接触。然后，导线632电连接到移动设备610的接触区域640。接触区域640耦合到移动设备610的电路。导线632因此电连接到移动设备610的电路。

在一些实施例中，设备600还优选地包括一个或多个磁体430。当设备600抵靠移动设备就位时，该元件与移动设备的铁磁元件432相互作用，这产生了使设备600保持抵靠移动设备610就位的力。

图7非常示意性地示出了被包括在通信和电力传送设备内以及在图6的移动设备内的通信和电力传送电路。

设备600包括图3的电路300的类型的电路300a。移动设备610包括图3的电路300的类型的电路300b。

电路300a和300b的操作类似于结合图5描述的电路300a和300b的操作。数据110a和120a例如源自结合图4描述的耦合、优选地连接到电缆620的设备450的类型的设备。数据110a和120a由电缆630输送，并且到达电路300a的输入115和125。如前所述，数据110a和120a被传输到电路300b的输出115和125。数据由移动设备610的电路(例如，由微处理器)接收。类似地，源自移动设备的数据110b和120b到达电路300a的输出115和125，并且例如由电缆630一直输送到设备450。

与数据传输并行，由于接触区域640通过弹簧端子622连接到导线632，因此设备450可以将例如参考接地gnda的电压vbus施加到区域640。该电压根据在设备450与移动设备610之间交换的电力传送配置数据120a和120b来施加。该电压可以由移动设备的电路(未示出)使用以例如对电力存储元件充电。所描述的实施例与移动设备的常规电力存储元件和常规充电电路兼容。

因此，以与关于图4和5描述的支撑件410和移动设备400相同的方式，在没有usb型连接器的情况下获得了设备600与移动设备610之间的数据交换、以及同时通过根据电配置数据120a和120b配置的电压对移动设备的再充电。

图8示意性地示出了数据通信电路800的实施例。

电路800包括图1的类型的电路100。因此，电路100被配置为接收电力传送配置数据120和数据110，并且串行地传送包括数据110和120的数据130(tx)。

数据110包括usb3.0或更高类型的数据。在所示示例中，数据110还包括usb2类型的串行数据，即吞吐量可以高达480mb/s的数据。

电路100还包括视频数据输入815。在一些实施例中，优选地，视频数据810对应于被称为“displayport(显示端口)”(dp)的标准。在视频数据符合该标准的情况下，电路100还优选地包括用于串行数据820的输入825。数据820对应于与视频信号810并行地传输的数据的辅助信道(dp-aux)。该辅助信道使得能够传送与视频相关联的信息以及可选地传送由视频数据810输送的音频信息。视频数据810和辅助数据820未详细描述，实施例与常见视频和辅助信号兼容，特别是“displayport”标准的信号。

在操作中，电路100接收数据110、电力传送配置数据120、视频数据810以及可选的数据820。由电路100传送的数据130包括与数据110和120串行的数据810和820。

在一些实施例中，优选地，电路800还包括具有耦合到电路100的输入115的输出832的电路830(usb-ctrl)。电路830具有被提供以分别接收usb3.0或更高类型(usb3)和usb2类型的数据的两个输入834和836。电路830接收usb2和usb3数据，并且在输出832上传送usb2和usb3数据，例如串行地(usb2+usb3)。因此，电路800接收usb2、usb3数据、电力传送配置数据120、视频数据810以及可选的数据820。由电路800传送的数据130串行地包括usb2数据、usb3数据、电力传送配置数据120、视频数据810和数据820。

图9示意性地示出了数据通信电路900的实施例。

电路900包括图2中的类型的电路200。因此，电路200包括数据输入130(rx)。在操作中，数据例如由电路900外部的接收电路的天线接收。电路200在其输出215和225上并行地传送相应的数据110和120。数据110和120从数据130中提取。数据120是电力传送配置数据。数据110优选地是图8的数据110的类型，即，包括usb2类型或usb3.0或更高类型的串行数据。

电路200还包括输出915和925。在操作中，除了数据110和120，电路200还从串行数据130中提取数据810和820。数据810和820与参考图8描述的相同或相似。特别地，数据810是视频数据，优选地是“displayport”标准的视频数据。数据820对应于“displayport”标准的辅助数据信道。

在一些实施例中，优选地，电路200的输出215耦合到电路930(usb-ctrl)的输入932。电路930接收数据110并且在相应的输出934和936上并行地传送usb2和usb3数据。因此，电路900串行地接收usb2数据、usb3数据、电力传送配置数据120、视频数据810和数据820。电路900在其相应输出上传送usb2、usb3数据、电力传送配置数据120、视频数据810和数据820。

图8的电路800可以代替图3至7的实施例中的电路100。类似地，图9的电路900可以代替这些实施例中的电路200。

特别地，在优选实施例中，在图4和5的支撑件410和移动设备400的电路300a和300b中的每个中，分别用电路800和900代替电路100和200。到达电路800的usb2、usb3、810(dp)、820(dp-aux)、120(pd)数据、以及源自电路900的usb3、usb2、810(dp)、820(dp-aux)、120(pd)数据由电缆440输送。如上所述，电缆440还输送参考接地(gnd)的电源电压vbus。因此，电缆440优选地是对应于usb-c标准的电缆。因此，支撑件410形成移动设备支撑件以允许根据usb-c标准与移动设备和移动设备的电源通信，而无需为移动设备配备usb-c型连接器。在一些实施例中，因此避免了usb-c连接器的上述可靠性问题，并且可以减小移动设备的厚度。

类似地，在另一优选实施例中，在图6和7的设备600和移动设备610的电路300a和300b中的每个中，分别用电路800和900代替电路100和200。因此，电缆630优选地是对应于usb-c标准的电缆。因此，在一些实施例中，设备600允许根据usbc标准与移动设备和移动设备的电源通信，而无需为移动设备配备usbc型连接器。

图10更详细地示意性地示出了耦合到数据处理单元1010(cpu)的图8的电路800。数据处理单元1010可以由移动设备的微处理器510(图5)或由设备450的微处理器(图4)形成。

电路800的输入115、815、825和125耦合到单元1010。本文中未示出可选的电路830(图8)。输入115耦合到同步电路(sync)1020的输入。在数据110(usb2+usb3)是串行数据的情况下，输入115与电路1020之间的连接可以包括解串器1022。作为变体，电路1022的输出处的usb2和usb3数据不是串行的，并且解串器1022可以被省略，因此输入115优选地连接到电路1020。同步电路1020的输出耦合、优选地连接到电路1025(mark)的输入。电路1025的输出耦合、优选地连接到fifo(“先进先出”)型堆栈1028的输入。输入815和825每个耦合、优选地连接到解串器电路1030的输入。解串器1030的解串输出分别耦合、优选地连接到同步电路1035的输入。同步电路1035的输出耦合、优选地连接到fifo堆栈1038的输入。输入125耦合、优选地连接到解串器电路1040的输入。解串器电路1040的输出耦合、优选地连接到同步电路1045。同步电路1045的输出耦合、优选地连接到fifo堆栈1048的输入。fifo堆栈1028、1038和1048的输出耦合、优选地连接到多路复用器1050的输入。多路复用器1050的输出耦合、优选地连接到串行器电路1060的输入。串行器电路1060的输出1060形成或耦合到电路100的输出135。

在操作中，进入电路800的数据110、120、810和820(图8)被同步并且然后存储在fifo堆栈中。数据由多路复用器电路1050以预定义的数据串行化顺序从fifo堆栈中去除。从fifo栈中提取的数据由电路1060串行化并且在输出135上传送。电路1025使得能够在数据110中插入定义串行数据帧的开始的标记。作为变体，电路1025可以位于电路1035与电路1038之间。

优选地，fifo堆栈1028、1038和1048中的至少一个(例如，堆栈1028)包括耦合到单元1010的输出1040。当堆栈1028的填充水平超过给定阈值时，信号在输出1040上传输。单元1010将该信号解释为减慢进入电路800的数据速率或吞吐量的请求。这使得能够根据电路(诸如关于图3描述的电路310)的最大速率(例如，最大传输速率)来调节进入电路800的数据速率。

图11示意性地更详细地示出了图9的电路900。

电路900的输入235耦合、优选地连接到解串器电路1110的输入。解串器1110的输出耦合、优选地连接到解复用器电路1120的输入。解复用器包括四个输出1125。每个输出1125依次经由fifo堆栈1130、数据对准电路(skew)1140和串行器电路1150耦合、优选地连接到电路900的输出125、915、925和225之一。

在操作中，解复用器电路1120例如通过使用诸如由电路1025(图10)传送的标记等标记来检测数据的顺序。然后，电路1125将数据分配到fifo堆栈1130中。数据然后在输出215、915、925和225上被串行地传送。作为变体，数据usb2和usb3不是串行的，并且例如被传送到图9的电路930的类型的电路。图9的电路在两个不同的输出上传送数据usb3和usb2。

已经描述了各种实施例和变体。本领域技术人员将理解，这些各种实施例和变体的某些特征可以被组合，并且本领域技术人员将能够想到其他变体。

最后，基于以上给出的功能指示，所描述的实施例和变体的实际实现在本领域技术人员的能力范围内。

这样的改变、修改和改进旨在作为本公开的一部分，并且旨在落入本发明的实施例的精神和范围内。因此，前面的描述仅是示例性的，而非旨在限制。本发明仅由所附权利要求及其等同物限定。