专利名称：具有省电模式的通用串列汇流排控制器及其运作方法
技术领域：
本发明涉及一种通用串列汇流排，特别是涉及一种具有省电模式的通用串列汇流排控制器及其运作方法。
背景技术：
通用串列汇流排(Universal Serial Bus，以下简称USB)(汇流排即总线，以下均称为汇流排)技术已经被广泛地应用在各种周边装置上，随着电子科技的发展，USB的规格也已经由USB1.1进步到USB2.0，其资料传输速率也由原先的12Mbps提升到480Mbps。
高速率(High Speed)USB2.0提供了比USB1.1大上40倍的传输速率，使得USB2.0可应用的产品也更多了。在过去，只有如键盘、滑鼠等传输速率低的设备能应用USB1.1来传输资料，但是由于USB2.0传输速率的增加，使得USB介面就像火线介面(FireWire/IEEE 1394，传输速率400Mbps)一样，可以大幅的应用在一些需要高频宽的装置上，譬如数位相机、摄影机、储存装置、扫描器......等等，而且USB 2.0尚有许多火线界面所没有的优点。如USB安装简易及随插即用(plug-and-play)的技术特性，便十分适合应用于如个人数位助理(PDA)、数位相机、MP3播放器(MP3 player)......等的携带型装置。然而，这些携带型装置通常都是利用电池来供应电力，所以如何在电池供电模式下，减少利用USB介面通讯的电力消耗(powerconsumption)，将会是携带型装置最重要的考量。
请参阅图1至图3所示，是分别显示现有习知的通用串列汇流排装置(USB Device)的系统连接示意图。如图1所示，USB2.0主机110利用其连接埠直接连接于USB2.0周边120，由于USB2.0主机110与USB2.0周边120均可支援高速率(High Speed)传输，故其连结的资料(即数据，以下均称为资料)传输速率为480Mbps。
如图2所示，USB2.0主机210利用其连接埠先与一USB2.0集线器215连接埠连接，再经由USB2.0集线器215的另一端连接埠与USB2.0周边220的连接埠相连接，由于USB2.0主机210、USB2.0集线器215与USB2.0周边220均可支援高速率(High Speed)传输，故其连结的资料传输速率亦为480Mbps。
如图3所示，USB1.1主机310利用其连接埠直接连接于USB2.0周边320，由于USB1.1主机310并不支援高速率(High Speed)传输，因此其连结的资料传输速率仅可以在12Mbps，亦即全速率(Full Speed)传输或是1.5Mbps的低速率(Low Speed)传输。
对于桌上型电脑而言，利用USB2.0来传输资料时，虽然其480Mbps的高速率传输会大量增加功率消耗，但并不影响其操作性能。然而，对于如个人数位助理(PDA)、数位相机、MP3播放器(MP3 player)......等电池供电的携带型装置而言，当操作在高速率传输时，却容易快速消耗电池仅有的电力，而减少其可使用的时间。
由此可见，上述现有习知通用串列汇流排装置及其运作方法在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决通用串列汇流排装置及其运作方法存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的通用串列汇流排装置及其运作方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的具有省电模式的通用串列汇流排控制器及其运作方法，能够改进一般现有的通用串列汇流排装置及其运作方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的通用串列汇流排装置及其运作方法存在的缺陷，而提供一种创新的具有省电模式的通用串列汇流排控制器及其运作方法，所要解决的技术问题是使其除了可运作于正常模式以提供高效能的资料传输外，更可以运作于省电模式，可以延长携带型装置的供电时间，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种具有省电模式的通用串列汇流排控制器，其包括一通用串列汇流排驱动传收器，具有一第一差动资料讯号端与一第二差动资料讯号端；一串列传收埠，具有一串列时脉讯号端与一串列资料讯号端，分别耦接该第一差动资料讯号端与该第二差动资料讯号端；以及一通用串列汇流排核心逻辑，耦接该通用串列汇流排驱动传收器与该串列传收埠，用以当运作于一正常模式时，自该第一差动资料讯号端与该第二差动资料讯号端驱动传收差动的资料讯号，而当运作于一省电模式时，自该串列时脉讯号端与该串列资料讯号端驱动传收一串列时脉讯号与一串列资料讯号。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的具有省电模式的通用串列汇流排控制器，其中所述的通用串列汇流排核心逻辑为一通用串列汇流排主机核心逻辑。
前述的具有省电模式的通用串列汇流排控制器，其中所述通用串列汇流排主机核心逻辑在侦测到连接一通用串列汇流排周边时，会传送一询问要求，以查询该通用串列汇流排周边可否支援该省电模式，且当该通用串列汇流排周边回应可支援该省电模式时，切换至该省电模式。
前述的具有省电模式的通用串列汇流排控制器，其中当该通用串列汇流排主机核心逻辑运作于省电模式时，会依据资料传送的需求，来调整该串列时脉讯号的频率。
前述的具有省电模式的通用串列汇流排控制器，其中当该通用串列汇流排主机核心逻辑判断没有资料传送需求时，会停止传送该串列时脉讯号。
前述的具有省电模式的通用串列汇流排控制器，其中所述的通用串列汇流排核心逻辑为一通用串列汇流排周边核心逻辑。
前述的具有省电模式的通用串列汇流排控制器，其中所述的通用串列汇流排周边核心逻辑在接收到一通用串列汇流排主机传送的一询问要求时，会回应可支援该省电模式，并离线后重新连线，以切换运作于该省电模式。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种通用串列汇流排运作方法，适用于将具有一省电模式的一通用串列汇流排周边与一通用串列汇流排主机连结于该省电模式，其包括下列步骤该通用串列汇流排主机送出一询问要求，以查询该通用串列汇流排周边可否支援该省电模式；该通用串列汇流排周边回应可支援该省电模式，并离线后重新连线，以切换运作于该省电模式；以及该通用串列汇流排主机切换运作于该省电模式。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的通用串列汇流排运作方法，其中当该通用串列汇流排主机与该通用串列汇流排周边运作于该省电模式时，是经由传送一串列时脉讯号与一串列资料讯号来通讯。
前述的通用串列汇流排运作方法，其中所述的串列时脉讯号是由该通用串列汇流排主机所提供。
前述的通用串列汇流排运作方法，其中所述的通用串列汇流排主机会依据资料传送的需求，来调整该串列时脉讯号的频率。
前述的通用串列汇流排运作方法，其中当该通用串列汇流排主机判断没有资料传送需求时，会停止传送该串列时脉讯号。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下
为达到上述及其他目的，本发明提供一种具有省电模式的通用串列汇流排控制器。该具有省电模式的通用串列汇流排控制器包括通用串列汇流排驱动传收器、串列传收埠及通用串列汇流排核心逻辑。其中，通用串列汇流排驱动传收器具有第一差动资料讯号端与第二差动资料讯号端。串列传收埠具有串列时脉讯号端与串列资料讯号端，且串列时脉讯号端与串列资料讯号端分别耦接于第一差动资料讯号端与第二差动资料讯号端。而通用串列汇流排核心逻辑则耦接通用串列汇流排驱动传收器与串列传收埠，用以当运作于正常模式时，自第一差动资料讯号端与第二差动资料讯号端驱动传收差动的资料讯号，而当运作于省电模式时，自串列时脉讯号端与串列资料讯号端驱动传收一串列时脉讯号与一串列资料讯号。
本发明的较佳实施例中，当此具有省电模式的通用串列汇流排控制器为通用串列汇流排主机(USB Host)时，其通用串列汇流排核心逻辑即为一通用串列汇流排主机核心逻辑。而当通用串列汇流排主机核心逻辑在侦测到连接至通用串列汇流排周边(USB Peripheral)时，会传送一询问要求，以查询通用串列汇流排周边可否支援省电模式，且当通用串列汇流排周边回应可支援省电模式时，便可切换至省电模式。其中当通用串列汇流排主机核心逻辑运作于省电模式时，会依据资料传送的需求，来调整串列时脉讯号的频率，甚至当通用串列汇流排主机核心逻辑判断没有资料传送需求时，更可停止传送串列时脉讯号，以进一步节省其功率消耗。
本发明的较佳实施例中，当此具有省电模式的通用串列汇流排控制器为通用串列汇流排周边(USB Peripheral)时，其通用串列汇流排核心逻辑即为一通用串列汇流排周边核心逻辑。而通用串列汇流排周边核心逻辑在接收到通用串列汇流排主机传送的询问要求时，会回应可支援省电模式，并离线后重新连线，以切换运作于省电模式。
本发明另外还提供一种通用串列汇流排运作方法，适用于将具有省电模式的通用串列汇流排周边与通用串列汇流排主机连结于所述的省电模式。该通用串列汇流排运作方法，包括下列步骤通用串列汇流排主机送出一询问要求，以查询通用串列汇流排周边可否支援省电模式；通用串列汇流排周边回应可支援省电模式，并离线后重新连线，以切换运作于省电模式；以及通用串列汇流排主机切换运作于省电模式。
其中，当通用串列汇流排主机与通用串列汇流排周边运作于省电模式时，是经由传送一串列时脉讯号与一串列资料讯号来通讯。而串列时脉讯号是由通用串列汇流排主机所提供。
其中，通用串列汇流排主机可依据资料传送的需求，来调整串列时脉讯号的频率。或当通用串列汇流排主机判断没有资料传送需求时，更可停止传送串列时脉讯号，以进一步节省其功率消耗。
借由上述技术方案，本发明具有省电模式的通用串列汇流排控制器及其运作方法至少具有下列优点由上述的说明中可知，应用本发明所提供的一种具有省电模式的通用串列汇流排控制器及其运作方法，可将通用串列汇流排控制器操作于正常模式，以提供高效能的资料传输，更可将通用串列汇流排控制器操作于省电模式，以节省携带型装置的电力消耗，进而可以延长携带型装置的供电时间。
综上所述，本发明创新的具有省电模式的通用串列汇流排控制器及其运作方法，当其通用串列汇流排周边连接于通用串列汇流排主机时，通用串列汇流排主机核心逻辑会经由通用串列汇流排驱动传收器送出一询问要求，以查询通用串列汇流排周边可否支援省电模式。通用串列汇流排周边核心逻辑亦经由其通用串列汇流排驱动传收器回应可支援省电模式，然后离线并重新连线，以切换运作于省电模式。通用串列汇流排主机亦切换运作于省电模式，以分别经由串列传收埠来传收资料讯号，并可依据资料传送需求来调整串列传收埠的时脉讯号的频率。本发明除了可运作于正常模式以提供高效能的资料传输外，更可运作于省电模式，可以延长携带型装置的供电时间。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品及运作方法中未见有类似的结构设计及方法公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构、运作方法或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的通用串列汇流排装置及其运作方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，以下特以较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是一种现有习知的通用串列汇流排装置的系统连接示意图。
图2是另一种现有习知的通用串列汇流排装置的系统连接示意图。
图3是又一种现有习知的通用串列汇流排装置的系统连接示意图。
图4是根据本发明较佳实施例的一种具有省电模式的通用串列汇流排控制器的系统连接示意图。
110、210USB2.0主机 120、220、320USB2.0周边215USB2.0集线器 310USB1.1主机410具有省电模式的通用串列汇流排主机
420具有省电模式的通用串列汇流排周边411:USB主机核心逻辑 413、423USB驱动传收器415、425串列传收埠 421USB周边核心逻辑具体实施方式
为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的具有省电模式的通用串列汇流排控制器及其运作方法其具体结构、运作方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图4所示，是根据本发明较佳实施例的一种具有省电模式的通用串列汇流排控制器的系统连接示意图。图中显示，此系统可以将具有省电模式的通用串列汇流排周边(USB Peripheral)420与具有省电模式的通用串列汇流排主机(USB Host)410连结运作于一省电模式，以当应用于如个人数位助理(PDA)、数位相机、MP3播放器(MP3 player)......等电池供电的携带型装置时，可节省其电力消耗，延长供电时间。另外，当此系统运作于正常模式时，仍可维持其原有的传输速率与效能，现将其工作原理详细说明如下。
在图4中，具有省电模式的通用串列汇流排主机410，其包括通用串列汇流排(USB)驱动传收器413、串列传收埠415及通用串列汇流排(USB)主机核心逻辑411。其中，通用串列汇流排驱动传收器413具有第一差动资料讯号端D+与第二差动资料讯号端D-，用以传收习知USB协定的差动资料讯号。串列传收埠415具有串列时脉讯号端SCK与串列资料讯号端SIO，且串列时脉讯号端SCK与串列资料讯号端SIO分别耦接于第一差动资料讯号端D+与第二差动资料讯号端D-，用以传收例如是串列协定的串列时脉讯号与串列资料讯号。如熟习此技艺者所知，此处虽然将串列时脉讯号端SCK连接于第一差动资料讯号端D+，而将串列资料讯号端SIO连接于第二差动资料讯号端D-，然而亦可选择将串列时脉讯号端SCK连接于第二差动资料讯号端D-，而将串列资料讯号端SIO连接于第一差动资料讯号端D+。此外，通用串列汇流排主机核心逻辑411则耦接通用串列汇流排驱动传收器413与串列传收埠415，用以当运作于正常模式时，可自第一差动资料讯号端D+与第二差动资料讯号端D-驱动传收差动的资料讯号，而当运作于省电模式时，可自串列时脉讯号端SCK与串列资料讯号端SIO驱动传收一串列时脉讯号与一串列资料讯号。
另外，具有省电模式的通用串列汇流排周边420，其包括通用串列汇流排(USB)驱动传收器423、串列传收埠425及通用串列汇流排(USB)周边核心逻辑421。其中，通用串列汇流排驱动传收器423同样地具有第一差动资料讯号端D+与第二差动资料讯号端D-，以便配合通用串列汇流排主机410在正常模式时传收习知USB协定的差动资料讯号。串列传收埠425同样地具有串列时脉讯号端SCK与串列资料讯号端SIO，且串列时脉讯号端SCK与串列资料讯号端SIO需配合通用串列汇流排主机410的连接情形，在此例中是分别耦接于第一差动资料讯号端D+与第二差动资料讯号端D-，以便在省电模式时，传收例如是串列协定的串列时脉讯号与串列资料讯号。此外，通用串列汇流排周边核心逻辑421则耦接通用串列汇流排驱动传收器423与串列传收埠425，用以当运作于正常模式时，可自第一差动资料讯号端D+与第二差动资料讯号端D-驱动传收差动的资料讯号，而当运作于省电模式时，可自串列时脉讯号端SCK与串列资料讯号端SIO驱动传收一串列时脉讯号与一串列资料讯号。
当具有省电模式的通用串列汇流排周边420与具有省电模式的通用串列汇流排主机410连接时，通用串列汇流排主机核心逻辑411会经由通用串列汇流排驱动传收器413传送一询问要求，以查询通用串列汇流排周边可否支援省电模式。通用串列汇流排周边核心逻辑421在经由通用串列汇流排驱动传收器423接收到具有省电模式的通用串列汇流排主机410传送的询问要求时，会经由通用串列汇流排驱动传收器423回应可以支援省电模式的认可讯号，然后离线并重新连线，以切换运作于省电模式。此时，资料讯号的传收将改经由串列传收埠425来执行，并可关闭省电模式运作时无须使用的电路，以节省功率消耗。
同样地，当具有省电模式的通用串列汇流排主机410接收到认可的回应或侦测到离线时，也将资料讯号的传收改经由串列传收埠415来执行，并关闭省电模式运作时无须使用的电路。此时，具有省电模式的通用串列汇流排主机410经由串列传收埠415的串列时脉讯号端SCK传送一串列时脉讯号，并参考串列时脉讯号经由串列传收埠415的串列资料讯号端SIO来传收资料讯号。其中，通用串列汇流排主机核心逻辑411并可依据资料传送的需求，来调整串列时脉讯号的频率，或当判断没有资料传送需求时，更可将串列时脉讯号停止传送，以进一步节省其功率消耗。
除图4的连接情形外，当具有省电模式的通用串列汇流排主机410是连接至习知的通用串列汇流排周边(图中未示)时，其询问要求将无法获得回应或将接收到故障(STALL)回应，此时，具有省电模式的通用串列汇流排主机410将维持运作于正常模式，而不会影响其原有的功能。
另外，当具有省电模式的通用串列汇流排周边420并非如图4所示地连接至具有省电模式的通用串列汇流排主机410，而是与图3的USB1.1主机310连接时，通用串列汇流排周边核心逻辑421将可知其传输速率仅为全速率(Full Speed)传输，此时，通用串列汇流排周边核心逻辑421可以关闭高速率(High Speed)传输的相关电路，也可以降低操作时脉的频率，以达到节省功率消耗的目的。当然，此种情况并不需使用到串列传收埠425。
综上所述，可以归纳一种通用串列汇流排运作方法，适用于将具有省电模式的通用串列汇流排周边与通用串列汇流排主机连结于所述的省电模式。该通用串列汇流排运作方法，包括下列步骤通用串列汇流排主机送出一询问要求，以查询通用串列汇流排周边可否支援省电模式；通用串列汇流排周边回应可支援省电模式，并离线后重新连线，以切换运作于省电模式；以及通用串列汇流排主机切换运作于省电模式。
其中，当通用串列汇流排主机与通用串列汇流排周边运作于省电模式时，是经由传送一串列时脉讯号与一串列资料讯号来通讯。而串列时脉讯号是由通用串列汇流排主机所提供。
其中，通用串列汇流排主机可依据资料传送的需求，来调整串列时脉讯号的频率。或当通用串列汇流排主机判断没有资料传送需求时，更可停止传送串列时脉讯号，以进一步节省其功率消耗。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种具有省电模式的通用串列汇流排控制器，其特征在于其包括一通用串列汇流排驱动传收器，具有一第一差动资料讯号端与一第二差动资料讯号端；一串列传收埠，具有一串列时脉讯号端与一串列资料讯号端，分别耦接该第一差动资料讯号端与该第二差动资料讯号端；以及一通用串列汇流排核心逻辑，耦接该通用串列汇流排驱动传收器与该串列传收埠，用以当运作于一正常模式时，自该第一差动资料讯号端与该第二差动资料讯号端驱动传收差动的资料讯号，而当运作于一省电模式时，自该串列时脉讯号端与该串列资料讯号端驱动传收一串列时脉讯号与一串列资料讯号。
2.根据权利要求1所述的具有省电模式的通用串列汇流排控制器，其特征在于其中所述的通用串列汇流排核心逻辑为一通用串列汇流排主机核心逻辑。
3.根据权利要求2所述的具有省电模式的通用串列汇流排控制器，其特征在于其中所述的通用串列汇流排主机核心逻辑在侦测到连接一通用串列汇流排周边时，会传送一询问要求，以查询该通用串列汇流排周边可否支援该省电模式，且当该通用串列汇流排周边回应可支援该省电模式时，切换至该省电模式。
4.根据权利要求2所述的具有省电模式的通用串列汇流排控制器，其特征在于其中当该通用串列汇流排主机核心逻辑运作于该省电模式时，会依据资料传送的需求，来调整该串列时脉讯号的频率。
5.根据权利要求4所述的具有省电模式的通用串列汇流排控制器，其特征在于其中当该通用串列汇流排主机核心逻辑判断没有资料传送需求时，会停止传送该串列时脉讯号。
6.根据权利要求1所述的具有省电模式的通用串列汇流排控制器，其特征在于其中所述的通用串列汇流排核心逻辑为一通用串列汇流排周边核心逻辑。
7.根据权利要求6所述的具有省电模式的通用串列汇流排控制器，其特征在于其中所述的通用串列汇流排周边核心逻辑在接收到一通用串列汇流排主机传送的一询问要求时，会回应可支援该省电模式，并离线后重新连线，以切换运作于该省电模式。
8.一种通用串列汇流排运作方法，适用于将具有一省电模式的一通用串列汇流排周边与一通用串列汇流排主机连结于该省电模式，其特征在于其包括下列步骤该通用串列汇流排主机送出一询问要求，以查询该通用串列汇流排周边可否支援该省电模式；该通用串列汇流排周边回应可支援该省电模式，并离线后重新连线，以切换运作于该省电模式；以及该通用串列汇流排主机切换运作于该省电模式。
9.根据权利要求8所述的通用串列汇流排运作方法，其特征在于其中当该通用串列汇流排主机与该通用串列汇流排周边运作于该省电模式时，是经由传送一串列时脉讯号与一串列资料讯号来通讯。
10.根据权利要求9所述的通用串列汇流排运作方法，其特征在于其中所述的串列时脉讯号是由该通用串列汇流排主机所提供。
11.根据权利要求10所述的通用串列汇流排运作方法，其特征在于其中所述的通用串列汇流排主机会依据资料传送的需求，来调整该串列时脉讯号的频率。
12.根据权利要求10所述的通用串列汇流排运作方法，其特征在于其中当该通用串列汇流排主机判断没有资料传送需求时，会停止传送该串列时脉讯号。
全文摘要
本发明是关于一种具有省电模式的通用串列汇流排控制器及其运作方法，当通用串列汇流排周边连接于通用串列汇流排主机时，通用串列汇流排主机核心逻辑会经由通用串列汇流排驱动传收器送出一询问要求，以查询通用串列汇流排周边可否支援省电模式。通用串列汇流排周边核心逻辑亦经由其通用串列汇流排驱动传收器回应可支援省电模式，然后离线并重新连线，以切换运作于省电模式。通用串列汇流排主机亦切换运作于省电模式，以分别经由串列传收埠来传收资料讯号，并可依据资料传送需求来调整串列传收埠的时脉讯号的频率。
文档编号G06F13/38GK1740996SQ20041005711
公开日2006年3月1日 申请日期2004年8月24日 优先权日2004年8月24日
发明者吴文珍, 周文华 申请人:旺玖科技股份有限公司