用于处理信号的移动装置的制造方法

用于处理信号的移动装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于处理信号的移动装置，包括控制器，配置为将一种类型的信号作为经过分类的信号分类给至少两个预定速率中的一个，以在所述移动装置中的装置之间通信所述经过分类的信号；以及收发器，配置为在支持至少两个速率中的一个的连接线路中传输和接收所述经过分类的信号。本公开可以应用于智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车、联网汽车、健康保健、数字教育、智能零售、安保和安全服务。提供了用于处理移动装置中的信号的设备，有效减少用于移动装置中的信号处理的物理连接线路的数目的装置的配置和操作。
【专利说明】
用于处理信号的移动装置
技术领域
[0001 ]本公开涉及用于处理信号的移动装置。
【背景技术】
[0002] 互联网（一种人类集中的人类网络，人类在其中生成和消费信息)现在已演变为由 分布式实体如事物例如电动物体交换和处理信息而无需人类干预的物联网（Ι〇Τ)。已经出 现了万物互联（IoE)，其是通过与云服务器的连接对IoT技术和大数据处理技术的组合。由 于IoT实施需要多个技术元素如"传感技术"、"有线/无线通信和网络基础设施"、"服务接口 技术"和"安全技术"，所以最近正在研究传感器网络、机器对机器(Μ2Μ)通信、机器类型通信 (MTC)等。
[0003] 这种IoT环境可以提供智能互联网技术服务，其通过收集和分析在所连接的事物 中产生的数据来为人类生活创造新的价值。IoT可以通过现有的信息技术(IT)与各种工业 应用之间的融合和组合，应用于各种领域，包括智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车或 联网汽车、智能电网、健康保健、智能家电和先进的医疗服务。
[0004] 由于多个组件组合在一起支持移动装置中的各种功能和性能以便IoT实施，所以 对芯片或移动装置中的装置之间的高速率数据传输具有更高的要求。例如，移动装置中的 一些显示装置的分辨率已经从全高清(FHD)提高到超HD(QHD)，并且图像传感器也可以支持 130万像素或1000万或不是罕见的更大像素的分辨率。另外，移动装置显著使用需要高频带 信号传输以使用相机或显示器的附件。为了在芯片或装置之间传输这种高频带信号，广泛 使用了定义移动装置的组件之间的接口的移动产业处理器接口（MIPI)标准。
[0005] 图1示出了为符合MIPI标准的通用移动装置中的相应使用定义的示例性接口。
[0006] 为了描述方便起见，图1中示出了移动装置100的简化配置参考图1，移动装置可包 括用于控制总信号处理的应用处理器(APH02、调制解调器104和射频集成电路(RFICH06， 并且可以连接至支持各种性能和功能的附加装置。例如，MIPI标准将显示器串行接口（DSI) 定义成用于显示单元108的接口并将相机串行接口（CSI)定义成用于相机110的接口。可以 通过调制解调器104和串行低功率芯片间媒体总线（SUMbus)为扩音器112和扬声器114建 立链路。此外，传感器120或电池122可以安装在移动装置中。每个装置可以通过为装置定义 的接口向AP 102传输信号和从AP 102接收信号。
[0007] MIPI标准主要将串行化用于移动装置中的内部装置之间的接口。硬件配置通过串 行化而简化，并且差分配对可用于使高速率数据接口的鲁邦实现成为可能。MIPI已定义D-PHY和M-PHY作为移动装置中的数据通信的物理层，并且它们实现为差分串行接口。由于在 用物理层(PHY)规范传输高带宽信号方面的限制，通过增加物理通道的数目来处理高带宽 信号。
[0008] 移动装置的趋势是除了使用包括全球定位系统(GPS)传感器或加速度计的常用装 置之外还使用附加装置或传感器例如心搏传感器或湿度传感器。用于这些附加装置的控制 信号具有比视频信号或图像信号窄的带宽。然而，每个附加装置具有用于控制信号的独立 通道，以允许每个附加装置的更好控制。因此，用于控制信号的通道的数目可能随着内部装 置数目的增加而难以管理。
[0009]由于上述原因，增加了用于移动装置中的芯片或装置之间的接口的物理通道的数 目，而且物理通道之间的干扰导致了与信号完整性、电磁干扰(EMI)和用于物理连接的芯片 布局相关的诸多问题。
[0010]介绍以上信息仅仅是为了帮助理解本公开的背景信息，而并不是用来确定和断言 上述任何信息是否可以适合作为本公开的现有技术。

【发明内容】

[0011] 本公开的一方面将至少解决以上提到的问题和/或缺点，并且将至少提供以下描 述的优点。因此，本公开的一方面将描述了用于有效减少用于移动装置中的信号处理的物 理连接线路的数目的装置的配置和操作。
[0012] 根据本公开的一方面，提供了一种用于处理信号的移动装置。该移动装置包括:所 述移动装置包括控制器，配置为将一种类型的信号作为经过分类的信号分类。所述类型的 信号分类给至少两个预定速率中的一个，以在所述移动装置中的装置之间通信所述经过分 类的信号。收发器可配置为在支持两个或更多个速率中的一个的连接线路中通信所述经过 分类的信号。
[0013] -个或多个速率可以包括满足预定条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连接线路支持双向通信。
[0014]移动装置可以包括转换器，配置为在所述连接线路上的传输之前，将包括串行信 号的所述经过分类的信号转换成串行信号，以及将在所述连接线路上接收到的串行信号转 换成并行信号。
[0015] 所述装置中的第一装置在支持第一速率的连接线路上传输数据之前，所述第一装 置向所述装置中的第二装置传输切换信号，所述切换信号指示所述连接线路中的通信方向 改变，其中，通过使用独立信道和具有预定格式的信号中的至少一个来传输所述切换信号
[0016] 传输线路可以支持差分信令和/或公共传输模式信令中的至少一个，以及，所述装 置中的至少一个可以经由连接线路接收DC功率。
[0017] 可以选择多个时钟信号中的至少一个作为用于通信所述经过分类的信号的通信 时钟。可以周期性地和/或在通信状态改变时选择所述通信时钟，其中，所述通信状态改变 可以包括确定使用所述至少两个预定速率中当前未使用的另一个速率。多个时钟信号中的 通信时钟可以是可用于通信经过分类的信号的最慢时钟。
[0018] 经过分类的信号包括给两个或更多个速率中的一个的遗留协议信号。
[0019] 本公开的其他方面、优点和显著特征将在参照附图对本公开的示例性实施方式进 行以下详细描述后，对本领域技术人员变得显而易见。
【附图说明】
[0020] 本公开的某些示例性实施方式的以上和其他的方面、特征和优点将在参照附图进 行以下详描述后更显而易见，其中：
[0021] 图1示出了为符合MIPI标准的通用移动装置中的相应使用定义的示例性接口；
[0022]图2A是示出了通用移动装置的示例性配置的框图；
[0023]图2B是示出了根据本公开的实施方式的图2A中的移动装置的配置的框图；
[0024] 图2C是示出了根据本公开的实施方式的移动装置中的复用器和解复用器的示例 性配置的框图；
[0025] 图3A是示出了根据本公开的实施方式的移动装置中的复用器的示例性配置的详 细框图；
[0026] 图3B是示出了根据本公开的实施方式的移动装置中的解复用器的示例性配置的 详细框图；
[0027]图4A和图4B沿着时间轴示出了根据本公开的实施方式分别在数据路径中和在控 制路径中传输的信号的示例性配置；
[0028]图5是示出了根据本公开的实施方式用于在控制路径中的传输和接收之间的切换 期间最小化时延的移动装置的示例性配置的框图；
[0029]图6是示出了根据本公开的实施方式用于处理内部集成电路（I2C)信号的移动装 置的示例性配置的框图；
[0030] 图7A是示出了根据本公开的实施方式用于处理低功率芯片间串行媒体总线 (SLIMbus)信号的移动装置的示例性配置的框图；
[0031] 图7B是根据本公开的实施方式包括在虚拟从机或虚拟主机中的数据生成器的框 图；
[0032] 图7C示出了根据本公开的实施方式的数据生成器中的信号处理的示例性波形；
[0033] 图8A示出了根据本公开的实施方式分别应用了差分信令和公共传输模式信令的 示例性信号；
[0034] 图8B示出了根据本公开的实施方式分别应用了差分信令和公共传输模式信令的 移动装置的示例性配置；
[0035] 图8C示出了根据本公开的实施方式将公共传输模式信令应用于直流(DC)功率传 输的实例；
[0036] 图9是示出了根据本公开的另一实施方式通过在共模分量信号的时分双工(TDD) 双向通信期间在独立的信道上传输切换信号来执行通信切换的操作的流程图；
[0037] 图10是示出了用于处理根据本公开的实施方式的移动装置中的信号的示例性操 作的流程图；以及
[0038]图11是示出了SUMbus接口中的示例性信号状态的图。
[0039] 在全部附图中，相同的附图标号将被理解为指代相同的部件、组件和结构。
【具体实施方式】
[0040] 在下文中将参考附图详细地描述本公开的优选实施方式。在本文中将不提供已知 的功能或结构的详细描述以免其会使本公开的主旨不清楚。在以下描述中使用的术语是鉴 于其在本公开中的功能定义的，并且可以根据操作者的意图、或者习惯而改变。因此，本公 开应由所附权利要求及其等同方案限定。
[0041] 本公开的实施方提供了用于最小化用于在移动装置内传输和接收的信号的连接 线路的数目的设备以便实现移动装置的功能和服务。因此，本公开的各种实施方式可以将 移动装置中的信号分类给多个传输速率中的一个，并且这些信号可以根据分配给它们的传 输速率，使用不同传输(或连接)线路。通常，术语"传输"线路可以是指多个传输线路。例如， 当经由传输线路发送差分信号时，应该理解存在两个传输线路。本公开的不同实施方式可 以应用于移动装置如智能电话、平板个人电脑(PC)等等。
[0042]图2A是示出了通用移动装置的示例性配置的框图。
[0043] 参考图2A，其中示出了液晶显示(IXD)面板204和应用处理器(AP)202之间的接口 的示例性配置，其中示出了液晶面板是可安装在移动装置200中的附加装置的实例。AP 202 执行操作系统(OS)和移动装置200的应用，并且控制与多个附加装置的接口。也就是说，AP 202负责在移动装置200内传输和接收的信号的总处理。AP 202可以作为片上系统（SOC)安 装在移动装置200内。如图2A中所示出的，例如，可以安装包括总共40根电线的缆线206,以 便AP 202与LCD 204之间的通信。虽然缆线206被描述为包括"电线"，但是应该理解"电线" 是指导线。因此，电线可以是实际电线或者是印刷电路板是的轨线等。类似地，术语"缆线" 是指一个或多个电线。
[0044]图2B是根据本公开的实施方式图2A中的移动装置的配置的框图。
[0045] 参考图2B，移动装置200包括连接至AP 202的至少一些连接线路的复用器208,和 连接至LCD面板204的连接线路的解复用器210。连接线路是去向/来自装置的输入/输出（1/ 〇)线路。复用器208可以允许AP 202与各种内部装置如LCD面板204以及与外部装置如连接 至移动装置200的外部附件220通信。
[0046] 复用器208和解复用器210中的每个基于预定的标准，将连接线路中的信号分类给 两个传输速率，并且使用例如缆线212中的六根电线将信号连接到各种装置。这6根电线远 小于通常用于图2A中所示的接口的40根电线。但是应该注意到，AP和另一个装置之间的连 接线路的数目仅仅是示例性的。因此，本公开的实施方式可以支持各种数目的连接线路。
[0047] 图2C是示出了根据本公开的实施方式的移动装置中的复用器和解复用器的示例 性配置的框图。为了便于描述，假设图2C的复用器208和解复用器210分别对应于图2B的复 用器208和解复用器210。
[0048] 参考图2C，D-PHY中频（IF)单元222在复用器208中连接至AP 202的连接线路之中 的时钟信号I/O连接线路和数据信号I/O连接线路。CTRL IF单元224在复用器208中连接至 AP 202的连接线路之中的控制信号I/O线。同样地，D-PHY IF单元232在解复用器210连接至 LED面板204的连接线路之中的时钟信号I/O连接线路和数据信号I/O连接线路。CTRL IF单 元234在解复用器210中连接至IXD面板204的连接线路之中的控制信号I/O线路。
[0049] 根据本公开的实施方式，复用器208和解复用器210包括串行器/解串器(SerDes) 246和串行器/解串器236。SerDes 236或246中的每个可以将输入并行信号转换成输出串行 信号，以及将输入串行信号转化成输出并行信号。根据本公开的实施方式，包括在复用器 208中的SerDes 246和包括在解复用器210中的SerDes 236中的每个连接至具有不同传输 速率的缆线。具体地，假设在本公开的实施方式中连接至SerDes 236和SerDes 246的缆线 包括:支持7.5Gbps的到解复用器210的单向数据的缆线248，其是较高的传输速率；以及支 持3.75Gbps双向控制信号的缆线249,其是相对低的传输速率。Gbps是每秒吉比特。
[0050]在图2C中所示的情况中，显示了两根缆线，每根缆线具有其自己的不同传输速率。 但是，本公开不限于这些实例。相反，本公开的各种实施方式可以具有与所罗列的那些速率 不同的速率以及不同数量的缆线。在本发明是一个实施方式中，如果视频数据传输到LCD面 板，则复用器208可以经由10根连接线路接收来自AP 202的信号，并且解复用器210可以经 由10根连接线路与LCD面板204通信。然而，SerDes 236与SerDes 246之间的通信可以经由4 根连接线路，其中，缆线248支持视频数据的7.5Gpbs，并且缆线249支持控制信号的 3.75Gbps〇
[0051]本公开的实施方式提供用于通过在移动装置中使用复用器/解复用器集成用于符 合不同协议的信号接口，从而在保持功能的同时最小化延时的移动装置。为了这个目的，移 动装置能在不破坏遗留协议的情况下对复用器/解复用器的I/O信号隧道化。在本公开的实 施方式中，为了支持隧道化，可以在本公开的一个实施方式中使用Ll隧道化，其中符合不同 协议的信号仅在第一层(物理(PHY)层)复用。因此本公开的各种实施方式可以使用第一次 隧道化来优化功耗和区域，同时最小化其他协议的破坏。
[0052]在本公开是实施方式中，在移动装置中的另一个装置与AP之间传输和接收的信号 可以分类给数据信号和控制信号，并且通道可以专用于这两种类型的信号，其中，每个通道 具有不同的传输速率。数据信号可以对应于图像信号、视频信号等，并且控制信号可以对应 于可以例如通过通用输入/输出（VO)(GPIO)引脚输入/输出的信号。GPIO可以用于控制适 用于它们的功能的各种装置。
[0053]图3A和3B分别是根据本公开的实施方式的复用器和解复用器的详细框图。虚线指 示用于传输数据信号(可以是例如视频信号）的数据路径。
[0054] 参考图3A，复用器300包括：高速(HS)缓冲器302和SerDes 310,高速(HS)缓冲器 302用于将从AP接收到的数据信号映射到由显示器串行接口（DSI)支持的四个D-PHY上； SerDes 310用于I/O信号的串行到并行转换和并行到串行转换。根据本公开的实施方式， SerDes 310包括串行器1 312、串行器2 314和解串器316。串行器1 312将分别通过四个D-PHY接收到的数据信号串行化成一个差分地传输的串行信号。在本公开的一个实施方式中， 串行器1 312可配置为对于视频信号支持7.5Gbps的最小传输速率。对于1080p分辨率显示 的四个D-PHY的每个中的视频数据，7.5Gbps传输速率可以然后支持的1.875Gbps传输。 [0055] 实线指示用于图3A和图3B中的控制信号的控制路径。复用器300包括低功率(LP) 缓冲器304,低功率缓冲器304用于将双向控制信号分类并存储经过分类的控制信号。串行 器2 314将作为GPIO信号串行化串行信号，其随后作为差分串行信号传输。串行器2 314配 置为例如支持3.75Gbps的传输速率。SerDes 310包括解串器316,其接收串行控制信号，以 输出4组控制信号，其中，一些控制信号组可以包括并行信号。SerDes 310还可以配置为支 持3.75Gbps的传输速率。
[0056]参考图3B，解复用器320包括接收侧装置，接收侧装置是复用器300的传输侧装置 的对应物。解复用器320包括解串器332,解串器332用于将从复用器300的串行器1 312处作 为一个差分对接收到的串行信号分离成四个数据信号，并且通过将数据信号映射到相应的 D-PHY来输出数据信号。解串器332配置为支持例如7.5gbps的传输速率。解复用器320包括 LP缓冲器324、串行器1 334和解串器336，其中，LP缓冲器324、串行器1334和解串器2 336分 别对应于复用器300中的LP缓冲器304、串行器2 314和解串器316。
[0057] 对于串行器或解串器的传输速率，7.5Gbps和3.75Gbps仅仅是示例性的。因此，根 据本公开的实施方式的SerDes可以配置为支持各种传输速率。例如，如果对应于D-PHY的每 个通道的传输速率是N，则串行器I 312需要的传输速率可能是4*N。
[0058] 虽然关于将数据从复用器300发送到解复用器320来命名复用器300和解复用器 320,但是，这些装置中的任意一个可以执行复用和解复用的功能。从复用器300到解复用 器320的传输可以被称为传输上游，并且从解复用器320到复用器300的传输可以被称为传 输上游。
[0059]图4A和图4B沿着时间轴示出了根据本公开的实施方式分别在数据路径中和在控 制路径中传输的信号的示例性配置。为了便于描述，假设信号是在图3A和图3B中所示出的 复用器和解复用器中的每个中的数据路径和控制路径中传输的。
[0060] 参考图4A，数据路径支持比控制路径高的传输速率例如7.5Gbps，并且支持单向通 信。可以通过D-PHY并行输入的数据信号HO到H7可以被转换成串行信号400。为了将数据信 号400与后续串行数据信号区分开，分组识别信号402即Pl和P2被插入串行数据信号。
[0061] 参考图4B，控制路径可以支持壁数据路径（例如7.5Gbps)更低的传输速率（例如 3.75Gbps)，并且可以支持双向通信。双向通信可以是时分双工的，以在下游方向和上游方 向在相等时间周期中交替传输。
[0062]因此，并行接收的控制信号例如控制信号G0-G7 4KKZ0-Z7 414可以被复用器300 转换成串行格式和传输下游，作为串行控制信号间隔420的一部分。类似地，并行接收的控 制信号例如控制信号G0-G7 4ΠΚΖ0-Ζ7 414可以被解复用器320转换成串行格式和传输下 游，作为后续串行控制信号间隔420的一部分。
[0063] 分组识别信息412可以插入在于控制信号G0-G7对应的比特之后。因此，在控制信 号G0-G7 410之后可以存在分组识别信息412,在控制信号Z0-Z7 414之后可以存在分组识 别信息416。本发明的各种实施方式可以使用不同的合适的保护间隔。
[0064] 如上所述，因为在控制路径中传输和接收的控制信号是移动装置中的双向信号， 所以需要用于最小化控制路径中的传输和接收之间的切换期间的延时的结构。
[0065] 图5是示出了根据本公开的实施方式用于在控制路径中的传输和接收之间的切换 期间最小化延时的移动装置的示例性配置。
[0066]参考图5,根据本公开的实施方式的移动装置设有检测器509,该检测器509位于支 持双向通信的通道(在下文中，称为"双向通道"）的前端，用于预先感测双向通信是否已经 在双向通道中开始。检测器509可以根据检测结果以4种情况控制移动装置的功率状态。主 机和从机可以分别对应于例如前述复用器和解复用器320。主机500包括D-PHY接收器508， 用于接收可以被SerDes 502使用的高速时钟信号，MIPI时钟。MIPI时钟可以来自包括主机 500的移动装置的AP JIPI时钟和慢时钟可以提供给检测器509,并且检测器509可以选择 MIPI时钟和慢时钟中的一个作为源时钟给检测器509的锁相环(PLL)SOet3PLL 506的输出可 以被称为主时钟，其可以输入到SerDes 502。根据本公开的实施方式，检测器509可以通过 控制主时钟、源时钟并且控制PLL 506的开/关状态，以总共四个状态操作移动装置。检测器 509可以选择输入MIPI时钟和慢时钟中的一个作为PLL 506的源时钟。
[0067][表1]

[0069] 参考[表1]，根据本公开的实施方式的移动装置的功率状态根据检测器509的检测 结果可以是备用状态、子隧道化状态、正常状态和超低功率(ULP)状态中的一个。正常状态 指的是移动装置具有最高功率消耗的状态。在正常状态中，PLL 506打开，并且MIPI时钟被 作为PLL 506的源时钟来输入，并且PLL 506的输出可以是到SerDes 502的主时钟。PPL 506 可以生成比源时钟快5倍的输出，其中，5可以取决于各种设计和实现参数。
[0070] 子隧道化状态指的是仅运行了具有较低的速率的子SerDes 504b的状态。在子隧 道化状态中，PLL 506打开，慢时钟作为PLL 506的源时钟被输入，并且来自PLL 506的输出 作为到SerDes 502的主时钟信号被连接。在ULP和备用状态中，PLL 506关闭，并且慢时钟作 为源时钟和主时钟被输入。因此，PLL 506的输出可以是源时钟。因此，在ULP和备用状态中， 最小功率是由SerDes 502消耗的。在本文中，移动装置的ULP状态表示除了基本操作之外的 其余操作状态，并且备用状态表示移动装置的低功率状态。
[0071] 根据本公开的实施方式，检测器509可以周期性地或根据双向通道的实时检测结 果调整移动装置的功率状态。例如，如果所有的通道都以最大的速率运行，则移动装置在正 常状态中运行。如果在移动装置中只有CTRL IF单元224或234(图2C)运行而不传输高速率 视频信号，则移动装置的功率消耗可以通过以ULP状态运行移动装置而被最小化。移动装置 的功率状态控制可以根据每个IF单元和每个通道的使用或停用而动态地执行。
[0072] 本公开的另一实施方式可用于这样一种装置，其在用于最小化移动装置中的连接 线路的数目的结构中使用内部成电路(I2C)协议，使用其的移动装置的配置。
[0073] 12(：协议主要用于支持低传输速率例如约10010^8、40010^8、1]\^)8或3.4]\_)8的传 输速率的系统设置，其中，Kbps是千比特每秒并且Mbps是兆比特每秒。I2C装置的信号可以 是串行级联的，而且作为主机操作的装置和作为从机操作的装置之间的数据传输和数据接 收可以共享两个电线。由于I2C协议支持双向总线，所以I2C信号可以在多个主机和多个从 机之间的通信期间由于来自从机的响应延迟或电特性的改变而失真。此外，如果起中继器 作用的收发器或电桥插入I2C信号路径，则来自从机的响应延迟由于由中继引起的往返等 待时间而进一步地延长。在图6中，暗示了虚拟主机和虚拟从机最小化延迟时间的原因。 [0074] 如图6中所示出的，因此，在本公开的实施方式中，虚拟主机600b和虚拟从机60Ib 对称地插入用于主机和从机的IC2信号的模拟处理的部件600a和部件610a。虚拟主机600b 和虚拟从机601b具有漏极开路结构或集电极开路结构。输入到主机的信号通过虚拟主机 600b提供至SerDes602a并且与其他协议的信号一起串行化。类似地，输入到从机的信号通 过虚拟从机610b提供至SerDes 604b并且与其他协议的信号一起串行化。如上所述，由于主 机和从机中的每个的输入信号与其他协议的信号一起串行化，所以相比于全部信号被识别 并随后输出的情况可以最小化延时。本公开的另一实施方式提供了处理用于最小化移动装 置中的连接线路的数目的结构中的SUMbus信号以及用于执行该处理的移动装置的配置。 [0075]提出SLMbus接口以克服遗留的芯片间接口、串行外围接口（ SPI )、同步串行接口 (SSI )、12C和集成电路内置音频总线（I 2S)的缺点。传统的芯片间接口具有用于更多的从机 的更多线路并且支持对等(P2P)通信。相反，SUMbus接口可以使用两根电线支持多个从机 和多个主机。该SUMbus接口具有总共4个层，即装置层、协议层、帧层和物理层。
[0076]在本公开的实施方式中，SLIMbus接口允许SLIMbus隧道化、保持物理层的功能。 SUMbus接口的物理层分为物理媒体独立(PMI)部和物理媒体从属(PMD)部。SUMbus接口包 括分别用于传输和接收时钟(CLK)信号和数据(DATA)信号的两根电线，并且符合异步多点 分支总线标准。每个电线可以在支持单向通信的单端模式、参考地面模式和电压模式中操 作。在本文中，参考地面意思是信号基于地面电压即"0V"而改变，以及电压模式意思是信号 通过电压差传输。如图11中所示出的，DATA信号在对应于CLK信号的电线的上升沿输出或驱 动并且在下降沿获取。
[0077]参考图11，第一个波形是CLK信号的波形，最后的波形是DATA信号的波形。第二个 波形是通过驱动器1传输的信号"OblOO"的波形，以及第三个波形是通过驱动器2传输的信 号"OblOl"的波形。
[0078]在SUMbus接口中DATA信号可以处于三个状态中的一个，可以是高状态、低状态以 及保持在SLMbus接口中。CLK信号可以在作为帧形成器操作的装置中生成，并且其他装置 用于DATA信号的输入。CLK信号是未编码的并且DATA信号是不归零反相(NRZ)编码的。如果 之前的DATA信号不同于当前数据信号(在下文中，称为"转变"），则高状态处于不归零NRZI， 以及如果之前的DATA信号与当前数据信号相同，则低状态处于NRZIAATA信号使用逻辑"或 (0R)"信令。在本文中，每个组件在CLK信号的高间隔期间将DATA信号驱动至高状态和低状 态。如果DATA信号处于低状态，则根据NRZI，即使CLK信号处于高周期也保持DATA信号。在 CLK信号处于低周期，保持DATA信号的先前状态。
[0079] 根据这种特性，逻辑或操作在多个组件被多驱动时执行。以上描述的NRZI和逻辑 或信令防止多驱动。NRZI特征在于在DATA信号处于高状态时先前值被反相。鉴于该NRZI特 征，当不同的组件将DATA信号驱动至高状态时，DATA信号被驱动至相同的状态(高或低），并 且因此不会出现冲突。另外，当DATA信号被驱动至低状态时，由于逻辑或信令而不需要驱 动，从而避免了组件之间的冲突。现在，本公开的实施方式提供了用于实现信号传输同时保 持SUMbus中物理层的功能的隧道化。
[0080] 图7A是示出了根据本公开的实施方式用于处理SUMbus信号的移动装置的示例性 配置的框图。
[0081] 参考图7A，对于SLIMbus隧道化，在根据本公开的实施方式的移动装置中，复用器 702和解复用器710配置为分别包括虚拟从机704和虚拟主机714。复用器702和解复用器710 分别包括用于向/从虚拟从机704和虚拟主机714输入/输出的数据的转换的SerDes 706和 SerDes 712。在一个实施方式中，SerDes 706和SerDes 712中的每个可以将32个并行信号 转换成一个串行信号以及可以将一个串行信号转换成32个并行信号。然而，在本公开的各 种实施方式中，SerDes可以具有不同数量的平行数据转换以处理SUMbus信号或移动装置 中的其他类型的信号。
[0082] 关于图7A，到SerDes(无论是到SerDes 706还是到SerDes 712)的信号将被称为上 游。类似地，来自SerDes(无论是来自SerDes 706还是来自SerDes 712)的信号将被称为下 游。
[0083] 虚拟从机704对应于用于SUMbus接口的虚拟装置组件。虚拟从机704可通过两根 电线、用于来自/去向AP 700的双向DATA信号的电线，从AP 700接收CLK信号和DATA信号。虚 拟主机714对应于用于SUMbus接口的虚拟帧形成器/管理器。虚拟主机714还具有用于输出 信号CLK信号到从装置718的电线和用于来自/去向AP 700的双向DATA信号的电线。
[0084]根据本公开的实施方式，虚拟从机704包括用于SUMbus隧道化的互补金属氧化物 半导体(CMOS)输入/输出（IO)装置720、上流化器722a和722b和数据生成器722c<XM0S IO装 置720包括用于CLK信号的输入单元和用于DATA信号的输入/输出单元，用于与AP 700接口。 CMOS IO装置720将CLK信号输出至上流化器I 722a并将DATA信号输出至上流化器722b，并 且从数据生成器722c接收数据信号。CMOS IO装置720控制上拉/下拉电阻以使输入信号的 低状态和高状态清楚。上流化器I 722a发送时钟信号到SerDes 706。上流化器2 722b使用 CLK信号在高频采样DATA信号，并且提供采样的DATA信号到SerDes 706。数据生成器722c从 SerDes 706接收数据。
[0085]在来自SerDes 706的输入信号的接收后，数据生成器722c根据SLIMbus接口中的 物理层的特征监视输入DATA信号的转变。在检测到转变后，数据生成器722c在CLK信号的高 周期输出合适的值。这在途7B和7C中更详细地解释。
[0086] 类似地，虚拟主机714包括与虚拟从机704对应的CMOS IO装置730、下流化器732a、 数据生成器732b和上流化器732c。由于虚拟主机714充当帧形成器，所以CMOS IO装置730调 整为来自SerDes 712的信号输出生成的转换速率。下流化器732a从SerDes 712获得时钟信 号，并向CMOS 10装置730输出时钟信号。数据生成器732b从SerDes 712获得数据信号。在检 测到数据信号的转变后，数据生成器732b在时钟信号的高周期向CMOS 10装置730输出数据 信号。数据生成器732b将从SerDes 712接收到的时钟信号用作SUMbus CLK信号。上流化器 732c在高频采样从CMOS 10装置730接收到的数据信号，并且提供采样的数据信号到SerDes 712。
[0087] CMOS 10装置730接收来自下流化器732a的时钟信号并且将其经由CLK电线输出到 从装置718XM0S 10装置730还接收来自数据生成器732b的数据信号并且将其经由双向 DATA电线输出到从装置718XM0S 10装置730经由双向DATA电线接收来自从装置718的数据 并且将其输出到上流化器732c。
[0088] 图7B是示出了根据本公开的实施方式的包括在虚拟从机或虚拟主机中的示例性 数据生成器的框图。为了便于描述，假设数据生成器是图7A中所示出的数据生成器722c或 数据生成器732b。
[0089] 参考图7B，根据本公开的实施方式的数据生成器监视输入数据信号的转变。在数 据信号的转变的检测后，数据生成器在CLK信号的高周期驱动数据信号。
[0090] 具体地，数据生成器722c或数据生成器732b主要包括数据配置器740a和转变检测 器740b。转变检测器740b生成输出使能信号，以及数据配置器740a输出在前的SLIMbus DATA信号的反相信号。
[0091] 图7C示出了在根据本公开的实施方式的数据生成器中处理的信号的示例性波形。 [0092]参考图7C，转变检测器740检测到从SerDes接收到的数据信号的转变。那么，在时 间tl，数据配置器740a在SUMbus CLK信号的高周期使SUMbus数据信号保持在高状态。如 果转变检测器740没有检测到从SerDes接收到的数据信号的转变，则如在时间t2,数据配置 器740a浮置SUMbus数据信号，其中，上拉/下拉电阻可以将其偏置到高电平。下文描述通过 使用差分信令和公共传输模式信令来最小化移动装置中使用的信号传输线路的数目的本 公开的其他实例。
[0093] 根据本公开的实施方式，差分信令可以用于在移动装置中以例如数百Mbps或更高 的高速率信号传输。虽然使用了两根线路执行差分信令，但是由于使用器具有低的信号幅 度的电流传感器，所以可以在信号传输期间最小化干扰。
[0094] 图8A示出了根据本公开的实施方式分别应用了差分信令和公共传输模式信令的 示例性信号。
[0095] 参考图8A，对于差分信令，可以计算具有180度相位差的两个信号的幅度之间的差 值并且可以生成具有与每个信号的幅度的两倍一样大的幅度的差分信号。具体地，具有2的 幅度的差分信号800c可以通过从实线信号800a的幅度减去虚线信号800b的幅度而输出，虚 线信号800b具有-1的幅度并且相对于具有1的幅度的实线信号800a具有180度的相位差。对 于普通的差分信号，对应于波形的基准的共模分量802a和共模分量802b固定成直流(DC)电 平。另一方面，差分信号的共模分量信号可能能够用于双向信号的传输，并且共模分类804a 和804b的平均信号表示为804c。
[0096] 图8B是示出了应用差分信令和公共传输模式信令的移动装置的示例性配置的框 图。如果使用遗留的差分信令，图8B的配置可以在不增加移动装置所需要的传输线路的数 目的情况下提高传输速率。
[0097] 因为共模分量信号支持单向通信，所以，如果一些数据以共模分量信号加载，共模 分量信号具有比差分信号低的传输速率。因此，根据本公开的实施方式，如图SB中所示出 的，收发器可以配置为通过共模分量信号传输控制信号和通过差分信号传输数据信号。收 发器可以代替根据本公开的实施方式的移动装置中的复用器和解复用器。
[0098] 由于差分信号和共模分量信号是电气独立的，所以差分信号和共模分量信号可用 于不同的方向。也就是说，如果以差分信号形式传输的数据信号被设置为传输方向，则以共 模分量信号传输的控制信号的传输方向可被设置成与数据信号相反的方向。因此，如图8B 中所示出的，在本公开的实施方式中，用于差分信号的传输线路可以配置为支持单向通信， 并且同时用于共模分量信号的传输线路可以配置为支持双向通信。
[0099] 在这种情况中，虽然未示出，但是可以进一步包括输出信号判决器以便确定输入 信号的速率并且根据确定的速率将输入信号分配给差分信号共模分量信号。具体地，如果 输入信号是数据信号，则因为数据信号是高速率信号，所以输入信号判决器将数据信号分 配给用于差分信号的传输线路。如果输入信号是控制信号，则因为控制信号是低速率信号， 所以输入信号判决器将控制信号分配给用于共模分量信号的传输线路。同一差分传输线路 用于差分信号和共模信号。
[0100] 通常，移动装置使用独立的功率线路来传输DC功率。由于更多的装置安装在移动 装置内，所以结果附加功率线路也额外增加了。
[0101 ]在本公开的另一实施方式中，公共传输模式信令可应用于DC功率传输。图8C不出 了根据本公开的实施方式应用了公共传输模式信令的DC功率传输的实例。
[0102]参考图8C，增加了偏置-T块820a和偏置-T块820b以用于共模分量信号的传输。因 此，DC功率以及高速率数据信号可以在差分信号传输线路822中传输。偏置-T块820a和偏 置-T块820b是只通过DC分量而不通过交流(AC)分量的电路。DC功率和以AC信号形式的控制 信号可基于电路的性能在频域内相互分离。同时，在本公开的另一实施方式中，考虑了对于 TDD双向通信使用共模分量信号的移动装置。在TDD双向通信中，需要换向握手以避免传输 端和接收端之间的同步信道驱动。通过换向握手，有可能通过传输切换信号或使用特定的 协议执行通信切换，切换信号指示在独立的信道上从传输到接收或从接收到传输的切换。 本公开的另一实施方式提供了两个用于使用共模分量信号的TDD双向通信。
[0103] 图9是示出了根据本公开的另一实施方式的示例性情况，其中，通过在TDD双向通 信中使用共模分量信号在独立的信道上传输切换信号执行通信切换。
[0104] 参考图9,为了便于描述，位于用于差分信号的传输线路的端部和用于共模分量信 号的传输线路的端部的装置称为第一装置900和第二装置902。然而通信不在第一装置900 和第二装置902之间进行。如果第一装置900确定执行用于共模分量信号的正向通信，则第 一装置900设置用于共模分量信号的传输模式。随后，在操作904，第一装置900向第二装置 902传输指示用于共模分量信号的传输模式的切换信号。切换信号可以在第一装置900和第 二装置902之间为传输独立的切换信号而建立的信道上传输。在本文中假设在第一装置900 和第二装置902之间预设这样一种信息，其指示切换信号是指示用于共模分量信号的传输 模式还是用于共模分量信号的接收模式。
[0105] 在切换信号的接收后，第二装置902设置成用于共模分量信号的接收模式。在操作 906,第一装置900在差分信号传输线路中向第二装置902传输差分信号。在操作908,假设第 一装置900确定通过启动换向握手来执行用于共模分量信号的反向通信。随后，第一装置 900向第二装置902传输指示用于共模分量信号的接收模式的切换信号。因此，在操作910a， 第一装置900结束共模分量信号的传输并且设置用于共模分量信号的接收模式。类似地，在 操作910b，第二装置902可以设置用于共模分量信号的传输模式，并且随后等待数据传输。 同时，根据本公开的实施方式，切换可以使用特定的协议在共模分量信号的传输和接收之 间执行。例如，广泛用于视频信号的8b/10b编码可以具有未使用的具体比特模式。这种具体 比特模式可以用作共模分量信号的传输和接收之间的切换信号。在这种情况中，共模分量 信号的传输和接收之间的切换可以通过在图9的操作904至908传输具体比特模式代替传输 切换信号来指示。
[0106] 图10是示出了用于处理根据本公开的实施方式的移动装置中的信号的示例性操 作的流程图。
[0107] 参考图10，在操作1000，移动装置根据至少两个预定的速率对从AP和附加装置中 生成的信号分类。如上所述，附加装置可包括提供可在移动装置中执行的功能和服务的LCD 面板、相机、扬声器等等。该两个速率可以是数据信号的传输速率的平均值和控制信号的传 输速率，举例来说，即分别是7.5Gbps和3.75Gbps。但是，在本公开的各种实施方式中，可根 据更多的速率对信号进行分类。
[0108] 在操作1005,移动装置分别在支持至少两个速率的传输线路中传输和接收经过分 类的信号。根据本公开的每个实施方式，在12C信号和SLIMbus信号的情况中，基于支持12C 和SUMbus的移动装置的配置执行用于传输分类的信号的操作。根据本公开的实施方式，差 分信令和公共传输模式分量信令可以应用于至少两种速率。在传输线路之中，对于用于传 输和接收控制信号的传输线路，指示传输和接收之间的切换的切换信号可以在独立的信道 上或以预定的模式传输至位于该传输线路的端部的装置。在移动设备中，还可以提供DC功 率到经由具有共模分量信令的传输线路来连接的装置。这些实施方式的细节已经在上文描 述了，因此为了避免冗余将不再进行描述。
[0109] 在不需要在根据本公开的各种实施方式配置的移动装置中增加连接线路的情况 下，可有效地处理信号。
[0110] 如从以上描述中显而易见的，根据本公开实施方式的移动装置使用至少两个预定 的速率对在主处理器和支持附加功能的附加装置之间传输和接收的信号进行分类，并且在 支持那些速率的传输线路中传输和接收经过分类的信号。因此，可以在信号处理期间减少 连接线路的数目和功率消耗，并且可以传输和接收支持其他协议和接口的信号而不需要在 移动装置中使用附加连接线路。
[0111] 虽然参考本公开的某些示例性实施方式示出并描述了本公开，但是本领域技术人 员应该理解的是，在不背离由所附权利要求及其等同方案限定的本公开的精神和范围的情 况下，可以对本公开做出形式上和细节上的各种改变。
【主权项】
1. 一种用于处理信号的移动装置，其特征在于，所述移动装置包括： 控制器，配置为将一种类型的信号作为经过分类的信号分类给至少两个预定速率中的 一个，以在所述移动装置中的装置之间通信所述经过分类的信号；以及 收发器，配置为在支持至少两个速率中的一个的连接线路中传输和接收所述经过分类 的信号。2. 如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，所述移动装置进一步包括： 转换器，配置为在所述连接线路上的传输之前，转换是并行信号的所述经过分类的信 号，以及将在所述连接线路上接收到的串行信号转换成并行信号。3. 如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，至少两个速率包括满足预定条件的第一 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连接线路支持双向通信。4. 如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，在所述装置中的第一装置在支持第一速 率的连接线路上传输数据之前，所述第一装置向所述装置中的第二装置传输切换信号，所 述切换信号指示支持第一速率的连接线路中的通信方向改变，其中，通过使用独立信道和 具有预定格式的信号中的至少一个来传输所述切换信号。5. 如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，将差分信令和公共传输模式信令中的至 少一个应用于所述连接线路。6. 如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，所述装置中的至少一个经由应用了公共 传输模式信令的连接线路来接收DC功率。7. 如权利要求6所述的移动装置，其特征在于，选择多个时钟信号中的至少一个作为用 于通信所述经过分类的信号的通信时钟。8. 如权利要求7所述的移动装置，其特征在于，至少周期性地或在通信状态改变时选择 所述通信时钟，其中，所述通信状态改变包括确定使用所述至少两个预定速率中当前未使 用的另一个速率。9. 如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，所述收发器配置为通信所述经过分类的 信号包括分类遗留协议信号给所述至少两个速率中的一个。
【文档编号】H04B1/401GK205490533SQ201521130350
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】李大英, 金载和, 高锡, 高一锡, 丘明河, 金才铉, 金元基, 金铉武, 洪昇杓
【申请人】三星电子株式会社